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Un avión de sustentación motorizada despega y aterriza verticalmente gracias a la potencia del motor, pero utiliza un ala fija para el vuelo horizontal. Al igual que los helicópteros , estas aeronaves no necesitan una pista larga para despegar y aterrizar, pero tienen una velocidad y un rendimiento similares a los de las aeronaves de ala fija estándar en combate u otras situaciones.
Algunas aeronaves de despegue motorizado, como el Bell Boeing V-22 Osprey utilizado por los marines de los Estados Unidos , utilizan un rotor basculante o un ala basculante . Estos se denominan convertiplanos . Otros, como el avión de reacción británico Harrier, utilizan vectorización de empuje u otras técnicas de empuje directo.
Las primeras habilitaciones de despegue motorizado en un certificado de piloto civil fueron emitidas por la Administración Federal de Aviación (FAA) el 21 de agosto de 1997 a los pilotos de Bell Helicopter , Boeing y el Cuerpo de Marines de los Estados Unidos . [1]
El término es una clasificación de aeronaves utilizada por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) y la FAA de los Estados Unidos:
Aeronave de sustentación mecánica. Aeronave más pesada que el aire capaz de despegar y aterrizar verticalmente y volar a baja velocidad, que depende principalmente de dispositivos de sustentación accionados por motor o del empuje del motor para la sustentación durante estos regímenes de vuelo y de uno o más perfiles aerodinámicos no giratorios para la sustentación durante el vuelo horizontal.
— Anexo I de la OACI, Capítulo 1.1 Definiciones
Un convertiplano utiliza la potencia del rotor para el despegue y aterrizaje vertical (VTOL) y se convierte en sustentación de ala fija para el vuelo normal.
En los diseños de rotor basculante y de ala basculante, como el Bell Boeing V-22 Osprey , el rotor oscila hacia adelante para actuar como una hélice en vuelo hacia adelante. Algunos diseños tienen un diseño de ventilador entubado , en el que la hélice está rodeada por un gran conducto en forma de anillo para reducir las pérdidas en la punta.
Los rotores propulsados de un rotor basculante (a veces llamado proprotor ) están montados sobre ejes giratorios o góndolas en el extremo de un ala fija, y se utilizan tanto para sustentación como para propulsión . Para el vuelo vertical, los rotores están en ángulo para proporcionar empuje hacia arriba, elevando de la misma manera que lo hace el rotor de un helicóptero . A medida que la aeronave gana velocidad, los rotores giran o se inclinan progresivamente hacia adelante, y finalmente se vuelven perpendiculares al fuselaje de la aeronave, de manera similar a una hélice. En este modo, el ala proporciona la sustentación y el rotor proporciona el empuje. La mayor eficiencia del ala ayuda al rotor basculante a alcanzar velocidades más altas que los helicópteros.
Un rotor basculante importante en los primeros años de la década de 1950 fue el Bell XV-3 , que fue uno de los primeros diseños de aviones en pasar del despegue vertical al horizontal con éxito.
El Osprey de Bell Helicopter y Boeing es un avión de rotor basculante bimotor con dos motores de turbina, cada uno de los cuales impulsa rotores de tres palas. Los rotores funcionan de forma similar a un helicóptero en vuelo vertical y de forma similar a un avión en vuelo hacia adelante. Voló por primera vez el 19 de marzo de 1989. El AgustaWestland AW609 (anteriormente Bell/Agusta BA609) es un avión civil de rotor basculante basado en el V-22 Osprey. El avión puede despegar y aterrizar verticalmente con dos tripulantes y nueve pasajeros. Se espera que el avión esté certificado a mediados de la década de 2020.
El ala basculante es similar al rotor basculante, excepto que los soportes del rotor están fijados al ala y todo el conjunto se inclina entre posiciones verticales y horizontales.
El Vertol VZ-2 fue un avión de investigación desarrollado a finales de la década de 1950. A diferencia de otros aviones de ala basculante , Vertol diseñó el VZ-2 utilizando rotores en lugar de hélices. [2] El 23 de julio de 1958, el avión realizó su primera transición completa de vuelo vertical a vuelo horizontal. Cuando el avión fue retirado en 1965, el VZ-2 había realizado 450 vuelos, incluidas 34 transiciones completas.
El LTV XC-142A fue otro diseño de despegue y aterrizaje vertical que utilizó el concepto de ala basculante. Se desarrolló hasta convertirse en un prototipo funcional, pero no entró en producción en masa.
Se ha intentado construir un avión con alas giratorias, pero no se ha utilizado mucho. El Boeing X-50 Dragonfly tenía un rotor de dos palas impulsado por el motor para el despegue. En vuelo horizontal, el rotor se detenía para actuar como un ala. Las superficies de cola y canard fijas proporcionaban sustentación durante la transición, y también estabilidad y control en vuelo hacia adelante. Ambos ejemplos de esta aeronave fueron destruidos en accidentes. El Sikorsky X-Wing tenía un rotor de cuatro palas que utilizaba aire comprimido para controlar la sustentación sobre las superficies mientras operaba como un helicóptero. A velocidades de avance más altas, el rotor se detenía para continuar proporcionando sustentación como alas en tándem en una configuración X. El programa se canceló antes de que la aeronave intentara realizar vuelos con el sistema de rotor.
Un Tail-sitter es un avión que se apoya en el suelo apuntando verticalmente hacia arriba, de modo que se apoya sobre su cola. Despega y aterriza verticalmente, con la cola hacia abajo. Luego, todo el avión se inclina hacia adelante horizontalmente para realizar un vuelo normal. Ningún modelo ha entrado en producción, aunque se han probado varias variantes experimentales, utilizando tanto propulsor como propulsor a chorro. Algunas han logrado una transición exitosa entre modos de vuelo, como lo hizo el Convair XFY Pogo con motor turbohélice en noviembre de 1954. [3]
El tipo coleóptero tiene un ala anular que forma un conducto alrededor de un rotor de sustentación. La transición al vuelo hacia adelante nunca se logró, aunque el SNECMA Coléoptère despegó, se mantuvo en vuelo estacionario y aterrizó verticalmente, únicamente con propulsión a chorro.
El Focke-Wulf Fw Triebflügel alemán fue un diseño estudiado durante la Segunda Guerra Mundial. Utilizaba chorros de pulso para impulsar un rotor que giraba sobre el eje del fuselaje detrás de la cabina. Similar a un avión de ala fija coleóptero , el Triebflügel estaba destinado a despegar y aterrizar sobre su cola, girando sobre el eje de cabeceo después del despegue y la aceleración para el vuelo hacia adelante. El diseño nunca se construyó más allá de las pruebas del túnel de viento.
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La familia Harrier de aviones a reacción militares VSTOL utiliza empuje vectorial . Estos aviones son capaces de realizar despegues y aterrizajes verticales/cortos (V/STOL) . Son el único diseño verdaderamente exitoso de este tipo de los muchos que surgieron en la década de 1960. Estos aviones son capaces de operar desde espacios pequeños, como campos, carreteras y barcos con capacidad de aviación. El Lockheed F-35B Lightning II se propone como el próximo diseño militar VSTOL/ STOVL , para reemplazar al Harrier.
Un motor a reacción ligero se utiliza para proporcionar empuje vertical para operaciones VTOL y luego se apaga en vuelo hacia adelante. Algunos diseños VTOL han utilizado tanto el empuje vectorial del motor principal como los motores a reacción auxiliares.
El Dassault Mirage IIIV fue un caza VTOL diseñado para satisfacer las necesidades de la OTAN en materia de cazas de ataque VTOL en la década de 1960. De esta especificación de diseño surgieron también varios otros diseños.
La configuración de ventiladores de sustentación es aquella en la que los ventiladores de sustentación se ubican en grandes orificios en un fuselaje o ala fija convencional. Se utiliza para operaciones V/STOL. El avión despega utilizando los ventiladores para generar sustentación y luego pasa a un vuelo hacia adelante con ala fija más convencional. Se han realizado varios vuelos experimentales, pero solo el F-35 Lightning II entró en producción.
