El Robinson R22 es un helicóptero utilitario ligero, biplaza, monomotor y de dos palas fabricado por Robinson Helicopter Company . Fue diseñado en 1973 por Frank D. Robinson y se fabrica desde 1979.
La mayoría de las pruebas de vuelo se realizaron en el campo Zamperini en Torrance, California . Las pruebas de vuelo y la certificación fueron realizadas a fines de la década de 1970 por el piloto de pruebas Joseph John "Tym" Tymczyszyn , y el R22 recibió la certificación de la FAA en marzo de 1979. [3] Debido a los costos de adquisición y operación relativamente bajos, el R22 ha sido popular como entrenador principal de helicópteros en todo el mundo, helicóptero personal de nivel básico y como herramienta de manejo de ganado en grandes ranchos en América del Norte y estaciones ganaderas en Australia .
El R22 tiene un sistema de rotor de muy baja inercia [4] y las entradas de control son operadas directamente por varillas de empuje sin asistencia hidráulica. Por lo tanto, sus controles de vuelo son muy sensibles y requieren un toque ligero para evitar la sobrecorrección, y los estudiantes que dominan un R22 generalmente están bien preparados para la transición a helicópteros más pesados. Debido al entrenamiento específico requerido por el sistema de rotor de baja inercia y un rotor principal tambaleante, la operación del Robinson R22 o R44 en los EE. UU. requiere una aprobación especial por parte de un instructor de vuelo certificado. [5] SFAR 73 incluye discusión y capacitación sobre administración de energía, golpes de mástil, bajas RPM del rotor (pérdida de sustentación de la pala), peligros de baja G y caída de las RPM del rotor. Se agregaron pesos en la punta al R22 para aumentar la inercia del rotor, [6] pero el rotor pequeño limita el peso. [7]
El primer R22 vendido, en octubre de 1979, S/N 003, N1010WR, fue adquirido por Pacific Wing and Rotor, Inc., representada por Tim Tucker, quien más tarde se convirtió en piloto de pruebas e instructor jefe de Robinson. El S/N 001 se estrelló en el océano durante las pruebas de certificación debido a una falla en la fundición que acopla la caja de engranajes del rotor de cola y las aletas estabilizadoras al brazo de cola monocasco cónico de aluminio, y el S/N 002 se utilizó para completar la certificación de la FAA. [8] El S/N 002, N32AD, todavía es propiedad de Robinson y ahora se conserva en la colección del Museo del Aire y el Espacio Smithsonian.
En 2019 se habían fabricado 4.800 R22. [2]
En un principio, Robinson había previsto que el precio de venta en 1977 fuera de 18.000 a 19.000 dólares estadounidenses. Sin embargo, tres meses antes de las primeras entregas, que comenzaron en 1979, el precio se elevó a 33.850 dólares estadounidenses. Según Tim Tucker, el precio de venta del modelo 003, incluidas las opciones, era de 48.000 dólares estadounidenses (201.508 dólares estadounidenses en 2023). [9]
Al 15 de enero de 2024, el R22 Beta II tiene un precio minorista sugerido de US$375.000 (precio de fábrica, EE. UU.) [10] y el valor en el mercado de segunda mano depende del tiempo de servicio del componente. [11] El costo operativo estimado de un R22 Beta II, según la fábrica, incluyendo seguro, reserva para revisión y costo operativo directo (combustible, aceite, inspecciones, mantenimiento no programado) es de US$189,87/hora cuando se vuela 500 horas por año. [12]
La depreciación de un Robinson R22 es insignificante, ya que los R22 recién revisados normalmente se venden por más de su costo original. [12] Sin embargo, se debe hacer una provisión por cada hora de vuelo para un costo de "reserva para revisión", estimado actualmente en US$90,42 por hora. [12]
El R22 es un helicóptero ligero, biplaza, con un solo motor alternativo, con un rotor principal semirrígido de dos palas y un rotor de cola de dos palas. El rotor principal tiene una bisagra oscilante y dos bisagras cónicas. El rotor de cola tiene solo una bisagra oscilante.
La versión de producción normal tiene un tren de aterrizaje con patines. La versión Mariner, que ya no se fabrica, tiene flotadores. El tren de aterrizaje con ruedas no está disponible.
La estructura básica es de tubos de acero al cromo molibdeno soldados . El fuselaje delantero está hecho de fibra de vidrio y aluminio con una cubierta de plexiglás. El cono de cola y los estabilizadores verticales y horizontales son de aluminio. Tiene una cabina cerrada con asientos uno al lado del otro para un piloto y un pasajero. Las puertas se pueden quitar para el vuelo, como se hace a menudo para vuelos fotográficos, refrigeración interior en altas temperaturas o un ahorro de peso de 10,4 libras.
La primera versión fue producida como R22, seguida por el R22 HP, el R22 Alpha, el R22 Beta y el R22 Beta II. Superficialmente, los aviones parecen similares. El R22 HP estaba equipado con un motor Lycoming O-320-B2C de 160 bhp , un aumento de 10 bhp (7,5 kW) sobre el R22 original. El bastidor de tubos de acero del R22 Alpha se modificó extendiendo los puntos de montaje del tren de aterrizaje trasero, lo que le dio una actitud ligeramente hacia abajo en el suelo y una mejor adaptación de los patines al suelo en un vuelo estacionario a baja altitud con dos personas a bordo. El R22 Beta agregó un regulador de velocidad del motor (opcional), freno de rotor y tanque de combustible auxiliar (opcional). La batería se movió desde debajo del panel de instrumentos al compartimiento del motor para un mejor equilibrio. El R22 se ha ofrecido como una versión de entrenamiento de instrumentos, con flotadores fijos opcionales como el R22 Mariner y otras configuraciones especiales para trabajo policial, recopilación de noticias electrónicas, etc. El R22 Beta II recibió un motor Lycoming O-360 más grande, con potencia reducida para operar a nivel del mar. Permite mayores altitudes para volar dentro y fuera del efecto suelo (HIGE/HOGE). El R22 Beta II también incluyó de serie el regulador de velocidad del motor e incluyó un sistema de asistencia térmica del carburador, que correlaciona la adición de calor del carburador con una disminución del control colectivo. Actualmente, solo se vende el modelo básico de derrape.
En lugar de palancas cíclicas montadas en el suelo entre las rodillas del piloto, el R22 utiliza un control único en forma de "T" que se balancea y está conectado a una palanca que emerge de la consola entre los asientos. Esto facilita que los ocupantes entren y salgan de la cabina y reduce las posibilidades de lesiones en caso de un aterrizaje brusco. La barra de balanceo tiene un asidero en ambos lados que cuelga entre las piernas de los pilotos. Por lo tanto, si se balancea hacia la derecha, el piloto del lado derecho estaría volando y el asidero izquierdo estaría aproximadamente a 12 pulgadas por encima del regazo del piloto izquierdo. Los instructores de vuelo del R22 aprenden rápidamente a volar con la mano en el aire. La parte izquierda de la barra, el control colectivo izquierdo y los pedales del rotor de cola izquierdo se pueden quitar si el ocupante del asiento izquierdo no va a volar, como un piloto no calificado. Un interruptor pulsador para hablar activado con el pie y montado en el piso facilita las comunicaciones por intercomunicador para el ocupante del asiento izquierdo, aunque algunos modelos posteriores pueden estar equipados con un sistema de intercomunicación activado por voz.
El sistema de rotor del helicóptero consta de un rotor principal de dos palas y un rotor antipar de dos palas en la cola, cada uno equipado con una bisagra oscilante. El rotor principal gira con la pala del lado de estribor (derecha) moviéndose hacia adelante. El rotor principal también está equipado con dos bisagras cónicas. Las entradas de paso colectivo y cíclico al rotor principal se transmiten a través de varillas de empuje y un mecanismo de plato cíclico convencional . Las entradas de control al rotor de cola se transmiten a través de una sola varilla de empuje dentro del cono de cola de aluminio.
Para aliviar la carga de trabajo del piloto, un correlador mecánico del acelerador ajusta el acelerador a medida que se sube o baja el control de paso colectivo . El piloto solo necesita hacer pequeños ajustes girando la empuñadura del acelerador en el colectivo durante todo el régimen de vuelo. Los modelos posteriores también están equipados con un regulador electrónico , que funciona para mantener la velocidad del motor dentro de los límites operativos normales (entre el 97 y el 104%); el regulador está activo cuando el motor funciona solo por encima del 80% y es más efectivo en condiciones normales de vuelo. Robinson introdujo el regulador para aliviar la carga de trabajo del piloto y reducir los casos de pérdida de sustentación del rotor principal debido a las bajas RPM del rotor. El regulador se puede encender o apagar con un interruptor de palanca ubicado en el extremo del control de paso colectivo del piloto. Cuando el regulador no está activado, se enciende una luz de precaución amarilla en el panel de instrumentos. [13]
El R22 utiliza un motor alternativo Lycoming O-320 (O-360-J2A en el Beta II), de cuatro cilindros planos , refrigerado por aire , de aspiración natural y equipado con carburador , montado horizontalmente . Se alimenta con gasolina de aviación de grado 100LL. JTI Air Holdings, Inc., ofrece un STC que permite el uso de gasolina automotriz sin etanol de 91 octanos o más. [14] La refrigeración se proporciona a través de un ventilador de refrigeración de jaula de ardilla de accionamiento directo . A nivel del mar, se reduce su potencia o se opera a menos de la potencia máxima, lo que se ha atribuido al deseo de la compañía de que la unidad de potencia mantenga el mismo rendimiento a nivel del mar que a gran altitud. [15] A medida que el aire se vuelve más fino con el aumento de la altitud, la potencia máxima disponible disminuye, llegando a un punto en el que el acelerador puede estar completamente abierto y la velocidad del rotor se controla mediante la posición de la palanca colectiva . Al reducir la potencia del motor a nivel del mar, el R22 logra un rendimiento aceptable a gran altitud sin necesidad de utilizar sobrealimentación o turbocompresión , ahorrando así el peso, el costo, la complejidad, la falta de confiabilidad y la vida útil más corta del motor de un sistema de inducción forzada .
El carburador se utiliza para proporcionar la mezcla de aire y combustible. Los motores con carburador son susceptibles a la formación de hielo en el carburador, una condición que es más probable que ocurra en condiciones de una diferencia de 11 °C (20 °F) entre la temperatura del aire exterior y el punto de rocío (la "diferencia del punto de rocío"), así como signos visibles de humedad en la atmósfera. La formación de hielo puede provocar la pérdida de potencia del motor y, si no se corrige, el apagado total del motor. Se utiliza un control de calor del carburador para suministrar aire caliente al carburador; esto puede prevenir o curar la formación de hielo, pero también causa una reducción en la potencia de salida del motor porque el aire caliente es menos denso, lo que enriquece la mezcla de combustible y aire. El control de calor del carburador es un simple control de tipo émbolo montado en la consola central cerca de la palanca de control de paso colectivo. Al tirar del control hacia arriba, se desliza una válvula de compuerta cerca del carburador que admite aire caliente desde una toma en el sistema de escape. El R22 emplea un indicador de temperatura del aire del carburador, marcado para indicar las temperaturas que favorecen la formación de hielo. La versión Beta II del R22 también incluye un "asistente de calentamiento del carburador", que aplica automáticamente calor al carburador cuando la palanca del colector se baja por debajo de un cierto punto. Cuando hay condiciones de formación de hielo, se requiere calor del carburador para evitar la formación de hielo alrededor de la válvula de mariposa debido a la caída de presión en ese punto. Como el indicador de temperatura del aire del carburador (CAT) no lee correctamente por debajo de 18 in Hg (457 mm Hg) de presión de aire del colector de admisión, las condiciones de formación de hielo requieren la aplicación de calor total del carburador por debajo de 18 in Hg de presión del colector. Una placa que indica este requisito se encuentra en el indicador CAT y en el manual de operaciones del piloto.
La potencia se transmite desde el motor al sistema de transmisión a través de correas de transmisión . Originalmente, el R22 usaba cuatro correas trapezoidales independientes que funcionaban sobre poleas de múltiples ranuras. Este sistema resultó problemático, ya que las correas individuales a veces giraban en su ranura y fallaban. Como medida temporal, en 1982, los operadores del R22 recibieron un kit de Robinson que se instaló en la cabina y en el actuador de tensión de la correa, aislando los circuitos de tensión y bloqueando el sistema de embrague/transmisión en la tensión de despegue. El problema se resolvió finalmente reemplazando las cuatro correas trapezoidales individuales por dos correas trapezoidales dobles. La polea superior impulsada está montada en el eje de transmisión del rotor principal/de cola que incorpora acoplamientos flexibles, y se eleva y baja en relación con la polea motriz montada en el motor por medio de un actuador de tensión de la correa. Durante el apagado, el actuador se usa para bajar la polea superior para aflojar las correas de transmisión. Para el arranque, el motor se pone en marcha con las correas sueltas, lo que permite que el motor funcione sin girar el sistema del rotor. Inmediatamente después de arrancar el motor, el piloto cierra el interruptor del embrague ubicado en la cabina, lo que activa el actuador para elevar lentamente la polea superior a la posición de vuelo, lo que tensa las correas. A partir de entonces, el actuador es controlado por resortes de columna con detección de presión, que mantienen automáticamente la tensión adecuada de la correa durante el vuelo a medida que las correas se desgastan y se estiran. El eje en el que está montada la polea superior impulsa tanto el rotor principal como el de cola; la caja de engranajes principal envía potencia al eje del rotor principal a través de un conjunto de engranajes cónicos en espiral lubricados por salpicadura .
En el centro de la polea superior se encuentra integrado un embrague de trinquete unidireccional para permitir que el sistema de rotor continúe girando en caso de falla del motor, lo que permite que el R22 entre en autorrotación y aterrice de manera controlada. Debido a que el rotor principal tiene muy poca masa e inercia, la autorrotación en un R22 requiere una ejecución cuidadosa y adecuada para asegurar un resultado exitoso. Se dedica mucho tiempo al entrenamiento practicando varios tipos de autorrotación. La velocidad objetivo en una autorrotación es de 65 nudos (120 km/h) y la relación de planeo es de aproximadamente 4:1 en la configuración de planeo máximo.
Los R22 están equipados con soportes para ruedas en la parte trasera de los patines, uno a cada lado, para colocar ruedas desmontables. Las ruedas deben quitarse antes del vuelo. Estos soportes están ligeramente detrás del centro de gravedad del helicóptero, de modo que cuando se instalan las ruedas, el helicóptero se asienta con el morro bajo. El conjunto de ruedas tiene un pasador pivotante que se inserta en el soporte montado en el patín y luego se gira sobre el centro para levantar la parte trasera de los patines aproximadamente 2 pulgadas dejando la parte delantera de los patines en el suelo. El helicóptero se puede mover tirando hacia abajo de la cola para levantar la parte delantera de los patines del suelo. Una persona puede mover el helicóptero, aunque esto es difícil en cualquier distancia o en una superficie inclinada. Otra persona puede ayudar empujando el soporte detrás del motor.
Los R22 con flotación fijada a los patines, como el Mariner o el Mariner II, deben tener ruedas instaladas debajo de los patines, ya que el soporte no es accesible.
Los R22 fabricados después de 1991 incluyen una bola de remolque de ¾” de diámetro montada en la parte inferior del fuselaje, cerca de la parte delantera y ligeramente desplazada hacia la izquierda. Se puede acoplar un carro de remolque o remolcador a la bola y luego usarlo para levantar la parte delantera del helicóptero para despejar los patines del suelo después de que se instalen las ruedas y se giren para levantar la parte trasera de los patines. Esto hace posible que una sola persona mueva el helicóptero, incluso a distancias significativas o en superficies desniveladas.
Los carros de remolque están disponibles con una variedad de características. Existen versiones manuales que colocan el dispositivo de acoplamiento de bolas detrás de las ruedas para que el operador enganche la bola y luego presione la manija hacia abajo para levantar la parte delantera. Otros proporcionan un gato hidráulico reutilizado estilo automóvil para levantar la parte delantera. Otros proporcionan un gato eléctrico.
Los carros de remolque están disponibles sin fuerza motriz, con un motor de gasolina o con uno o dos motores eléctricos que funcionan con una o dos baterías. Algunos de los carros de remolque sin motor están configurados para ser remolcados, por ejemplo, detrás de un carrito de golf o un cuatriciclo. Un fabricante ofreció una transpaleta modificada.
La otra opción para el manejo en tierra es una plataforma de aterrizaje que sea lo suficientemente grande para que el helicóptero pueda aterrizar de manera segura, tenga ruedas debajo y pueda remolcarse entre el hangar y el lugar de despegue. Estas plataformas son pesadas y deben remolcarse con un vehículo. Los R22 son lo suficientemente livianos para moverlos, por lo que rara vez se cargan en plataformas.
El rotor de dos palas y el pequeño tamaño del R22 permiten transportar el helicóptero sin tener que plegar o desmontar las palas. Para transportar el R22 es necesario asegurar el brazo de cola y las palas del rotor a un camión o remolque, [16] que debe ser rígido a la torsión para evitar que el helicóptero se mueva y sufra tensiones durante el transporte. Es posible despegar y aterrizar directamente sobre un remolque.
El R22 es la base del helicóptero aéreo no tripulado militar Maverick de Boeing y su versión Renegade. En 1999, Frontier Systems desarrolló un R22 pilotado a distancia, el Maverick. Esta aeronave, junto con la empresa, fue adquirida posteriormente por Boeing Phantom Works . En 2003, la Armada de los Estados Unidos compró cuatro aviones equipados con sistemas electroópticos/infrarrojos Wescam. [17]
Boeing modificó luego uno de los Mavericks aún más, llamándolo Renegade, bajo contrato con la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa como banco de pruebas de investigación para desarrollar software para su A160 Hummingbird . [17] El sistema de software, conocido como el programa de control habilitado por software (SEC), fue desarrollado por Boeing y equipos de la Universidad de California, Berkeley , el Instituto de Tecnología de Georgia y el Instituto de Tecnología de Massachusetts , y voló por primera vez el 26 de mayo de 2005. Durante el vuelo, el SEC asumió el control de la aeronave para "ejecutar algoritmos de maniobra autónomos". [18] El software permite a la aeronave seleccionar de forma autónoma "rutas óptimas a través de un campo de amenazas emergentes y conocidas; volar a baja altura, perfiles que se ajustan al terreno para evitar ser detectados; y determinar zonas de aterrizaje seguras utilizando algoritmos basados en visión para procesar imágenes del lugar de aterrizaje e información de la altura del terreno". [19]
El R22 es operado por muchos particulares, empresas y clubes de vuelo. En Australia, donde se habían registrado 489 R22 a mediados de 2011, una encuesta reveló que el 62% del tiempo de vuelo de la flota se dedicaba a operaciones de preparación , mientras que el 13% de las horas se dedicaban a entrenar a los pilotos. Muchas emisoras utilizaron el R22 hasta mediados de los años 1990, cuando el panorama financiero de la radiodifusión en los EE. UU. cambió debido a la desregulación de la industria. [20]
Desde que el R22 recibió la certificación de la FAA en marzo de 1979, Robinson ha entregado 4800 helicópteros R22 hasta 2019. [25] El R22 tuvo 182 accidentes fatales entre marzo de 1979 y junio de 2010 de un total de 1230 incidentes. A fines de 1981, la Administración Federal de Aviación revocó temporalmente el certificado de tipo del R22 debido a la delaminación de una pala del rotor principal. Se determinó que la causa de la delaminación fue la contaminación de una de las partes adheridas durante una operación de cebado realizada por un proveedor externo. En respuesta, Robinson Helicopter Company instituyó estrictos procedimientos y requisitos de calidad y reemplazó todas las palas del rotor principal en la flota de 33 helicópteros en servicio en ese momento. [26]
A principios de los años 80, el R22 sufrió varios accidentes relacionados con estudiantes piloto debido a su uso como avión de entrenamiento de vuelo principal. Convencidos de que la cantidad de accidentes se debía a una formación insuficiente y a unos estándares laxos, Robinson creó en 1982 el Curso de seguridad para pilotos Robinson para formar a los instructores de vuelo certificados que estaban pasando de helicópteros más grandes al nuevo y más pequeño R22. [27] Después de la introducción del Curso de Seguridad para Pilotos Robinson, la tasa de accidentes fatales con R22 disminuyó de 3,7 por cada 100.000 horas de vuelo en 1983 a 0,97 por cada 100.000 horas de vuelo durante los 12 meses anteriores a julio de 1995. [28] Las estadísticas de Robinson muestran que la tasa de accidentes fatales con R22 por cada 100.000 horas de vuelo disminuyó de 6,0 en 1982 a 0,7 en 1997. [29] En 2012, más de 17.000 estudiantes habían realizado el curso. [30]
El 11 de abril de 2024, un helicóptero Robinson R22 de la Armada de Filipinas se estrelló cerca de un mercado público en la ciudad de Cavite, en Filipinas, durante un vuelo de entrenamiento, y murieron sus dos pilotos. Era el último helicóptero modelo R22 en el inventario de la Armada de Filipinas. [31]
(Estas especificaciones son para el R22 original, que ya no se produce. Las variantes posteriores tienen especificaciones diferentes).
Datos del Manual de operaciones del piloto del Robinson R22, [13] Introducción y especificaciones del R22 [32]
Características generales
Actuación
Desarrollo relacionado
Aeronaves de función, configuración y época comparables
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