El dirigible híbrido Airlander 10 (originalmente desarrollado como HAV 304 ; apodado " The Flying Bum " [a] [c] ) es un dirigible híbrido diseñado y construido por el fabricante británico Hybrid Air Vehicles (HAV). Compuesto por un dirigible de helio con superficies auxiliares en las alas y la cola, vuela utilizando sustentación aerostática y aerodinámica y está propulsado por cuatro hélices conducidas impulsadas por un motor diésel .
El HAV 304 fue construido originalmente para el programa Long Endurance Multi-intelligence Vehicle (LEMV) del Ejército de los Estados Unidos . Su vuelo inaugural tuvo lugar en 2012 en Lakehurst, Nueva Jersey , en los Estados Unidos . En 2013, el proyecto LEMV fue cancelado por el Ejército de los Estados Unidos.
HAV recuperó el dirigible y lo llevó de vuelta al aeródromo de Cardington , en Inglaterra. Fue reensamblado y modificado para uso civil, y de esta forma fue rebautizado como Airlander 10. El avión modificado completó las pruebas de certificación de diseño antes de ser dado de baja [2] cuando se soltó de sus amarres debido a un fuerte viento el 18 de noviembre de 2017 en el aeródromo de Cardington.
La producción del Airlander 10 se ha pospuesto varias veces y actualmente las entregas están previstas para 2028. [3] [4] [5]
Durante la década de 1990, la empresa británica Hybrid Air Vehicles (HAV) formó una asociación con la empresa aeroespacial y de defensa estadounidense Northrop Grumman para promover el modelo en los mercados de defensa, particularmente en los EE. UU. [6] [7]
Tras la exitosa demostración del demostrador a pequeña escala HAV-3 , y con Northrop Grumman como principal postor, el concepto de dirigible híbrido fue aceptado para el proyecto del Vehículo Multiinteligencia de Larga Duración (LEMV) de EE. UU., en preferencia al Lockheed Martin P-791 que también se había presentado. [8] [9]
El programa LEMV tenía como objetivo demostrar un vehículo aéreo no tripulado de altitud media y larga autonomía capaz de proporcionar apoyo de inteligencia, vigilancia, adquisición de objetivos y reconocimiento (ISTAR) a las tropas terrestres. [10] [11] [12] Además de HAV, los subcontratistas del Reino Unido y los EE. UU. incluyeron a Warwick Mills (ingeniería y desarrollo de tela), ILC Dover (desarrollo de ingeniería especializada y servicios de fabricación), la subsidiaria de Textron AAI Corporation (estación de distribución de información y control de aeronaves de vigilancia/UAV OneSystem del ejército de EE. UU.), Stafford Aero Technologies ( sistemas de control de vuelo ) y SAIC (procesamiento de video de movimiento completo). [8] Northrop Grumman fue responsable de la integración de las diversas cargas útiles electroópticas / infrarrojas , inteligencia de señales , radar y relé de comunicaciones en el dirigible. [13]
Los requisitos incluían la capacidad de operar a seis kilómetros (20.000 pies) sobre el nivel medio del mar , un radio de acción de 3.000 kilómetros (1.900 millas) y una disponibilidad en la estación de 21 días, proporcionar hasta 16 kilovatios de energía eléctrica para la carga útil, ser independiente de la pista y llevar varios sensores diferentes al mismo tiempo. Según el ejército de los EE. UU., el LEMV debía haber sido una plataforma multimisión recuperable y reutilizable. Podría ubicarse en la parte delantera para apoyar operaciones geoestacionarias extendidas desde ubicaciones austeras y ser capaz de comando y control más allá de la línea de visión. [10] El prototipo de desarrollo surgió como el HAV 304, un dirigible lleno de helio con cascos gemelos unidos que tienen una capacidad interna total de 38.000 m3 ( 1.300.000 pies cúbicos). [14]
Con una longitud total de 91 metros (299 pies), el dirigible era más largo que cualquiera de sus rivales contemporáneos. [15] Sin embargo, varios dirigibles de mediados del siglo XX eran más largos: por ejemplo, los dirigibles alemanes de la clase Hindenburg tenían 245 metros (804 pies) de largo. El dirigible no rígido "más grande de la historia", el dirigible militar de alerta temprana aerotransportada ZPG-3W de la Marina de los EE. UU . de la década de 1950, era más largo (123 m (404 pies)) y más grande, con una capacidad de envoltura de 42 450 metros cúbicos (1 499 000 pies cúbicos). [16]
En términos operativos, el LEMV fue concebido para volar de forma autónoma o como una aeronave operada de forma remota ; para ser transportado a teatros de operaciones o dentro del espacio aéreo civil normal, el dirigible también puede ser volado por operadores a bordo. [6] Según las proyecciones de Northrop, un LEMV podría proporcionar el trabajo equivalente a 15 aeronaves de ala fija de altitud media . [17]
El LEMV fue concebido para ser capaz de desempeñar una amplia variedad de funciones, incluidas capacidades mejoradas de ISR (inteligencia, vigilancia y reconocimiento), comunicaciones más allá de la línea de visión y recopilación de inteligencia de señales . [11] Se integraría con los centros de comando de estaciones terrestres existentes y el equipo utilizado por las tropas terrestres en bases de operaciones avanzadas, poniendo sus datos a disposición de múltiples usuarios y analistas y reduciendo la falta de información durante las operaciones. [11] [8]
El LEMV podría operar, como un helicóptero, desde pequeñas bases avanzadas. Se esperaba que su costo operativo y su autonomía fueran mejores que los de otras opciones de vigilancia. [8]
El dirigible podría servir como un relé de comunicaciones estable, asegurando que los grupos de soldados en áreas montañosas nunca pierdan el contacto entre sí, incluso si no tienen una línea de visión directa entre sí. [8] El LEMV podría haber rastreado convoyes importantes, carreteras clave u otra infraestructura clave como escoltas de vigilancia semipermanentes, monitorear un área urbana de interés para prepararse para batallas importantes o hacer cumplir la seguridad, o centrarse en cerrar puntos de estrangulamiento fronterizos. [8] El LEMV habría permitido al Departamento de Defensa estadounidense volar las cargas útiles tecnológicamente más avanzadas en el corto plazo a medida que estuvieran disponibles. [11]
Tras la cancelación del proyecto LEMV, el HAV 304 desinflado fue recomprado por HAV, devuelto al Reino Unido y estacionado en el aeródromo de Cardington . [18] Allí fue reensamblado, restaurado y modificado para un papel más general; en consecuencia, el avión ya no era un ejemplo del diseño del HAV 304, habiendo sido reconstruido en su lugar como prototipo del Airlander 10. Bajo la propiedad de HAV, ganó su apodo de " The Flying Bum " [a] (o en inglés americano, " The Flying Buttocks " [b] ).
El Airlander 10 está diseñado principalmente para uso civil, aunque, al igual que el HAV 304, puede adaptarse a una amplia variedad de funciones de defensa.
El HAV 304 / Airlander 10 es un dirigible híbrido , que logra sustentación, y por lo tanto vuelo, a través de fuerzas aerostáticas y aerodinámicas . A diferencia de la mayoría de los diseños de dirigibles, no tiene una sección transversal circular, habiendo adoptado una forma elíptica con un casco contorneado y aplanado. Esta forma es deliberada para que actúe como un cuerpo sustentador , contribuyendo a la sustentación aerodinámica mientras el dirigible está en movimiento hacia adelante; generando hasta la mitad [ dudoso - discutir ] de la sustentación del dirigible de una manera similar a la de un avión de ala fija convencional . [19] [17] La flotabilidad también es proporcionada por el helio contenido dentro de la envoltura, cuya presión mantiene la forma única del dirigible , entre el 60 por ciento y el 80 por ciento del peso de la aeronave es soportado por el helio más ligero que el aire. [19] [20] El Airlander 10 está equipado con un conjunto de patines neumáticos que están diseñados para permitir que el dirigible aterrice y despegue desde una amplia variedad de terrenos, así como desde el agua. [19]
El Airlander 10 es capaz de permanecer en el aire durante cinco días con tripulación y más de dos semanas sin tripulación. [21] El tipo tenía potencial para varias aplicaciones civiles y militares; estas incluyen propósitos de transporte, realización de vigilancia aérea, actuar como relé de comunicaciones, apoyar operaciones de socorro en caso de desastre y varios servicios de pasajeros, como vuelos de ocio y deberes VIP de lujo. [19] Muchas de estas tareas podrían implicar diferentes configuraciones del módulo de misión del dirigible para adaptarse. [20] Northrop también dijo que el LEMV podría usarse como avión de carga, afirmando que tenía suficiente flotabilidad para transportar 7 toneladas (7000 kg; 15 000 lb) [ aclaración necesaria ] de carga a 3900 km (2400 mi) a 50 km/h (30 mph). [22] Según HAV, el diseño permitiría a los operadores elegir entre compensaciones entre resistencia y capacidad de carga, transportando hasta un máximo de 14.000 kg (30.000 lb) de carga. [6]
El Airlander 10 posee una cabina de vuelo considerable con cuatro grandes ventanas de piso a techo, que proporcionan un alto nivel de visibilidad externa. [20] Si bien originalmente se había concebido que el dirigible no tuviera tripulación , HAV adoptó un enfoque opcionalmente pilotado como resultado del interés de los clientes en tales operaciones. En 2015, se instalaron posiciones para un solo piloto y un observador en el Airlander 10; HAV tiene la intención de adoptar una configuración de dos pilotos junto con una mayor prevalencia de controles e instrumentación de estilo cabina de cristal en el futuro. [20] El dirigible se controla mediante una palanca lateral montada en el lado derecho, algo similar a la de un helicóptero ; no hay pedales de timón , sino que la palanca lateral se conecta automáticamente a las paletas . La aviónica construida por Garmin proporciona la cabina; la suite incluye un sistema de televisión de circuito cerrado que permite al piloto ver los motores que de otro modo estarían distantes. [20]
Las unidades de propulsión y las superficies de vuelo están conectadas al sistema de control de vuelo a través de ópticas de vuelo , utilizando cables de fibra óptica para hacer frente de manera eficiente a la gran escala del vehículo. [20] Los controles del piloto son varios interruptores y potenciómetros , que están conectados al sistema de control de vuelo para producir señales digitales codificadas en pulsos de luz por uno de los tres FCS-Masters y transmitidas a los FCS-Satélites apropiados ubicados alrededor del vehículo. Estos 11 FCS-Satellite(s) se conectan luego eléctricamente al equipo apropiado, incluidos los actuadores de la superficie de vuelo, los controles del motor, los distribuidores de energía secundaria, etc. Las salidas de estas diversas unidades también toman el camino de regreso a la cabina de vuelo a través del sistema de control de vuelo para proporcionar retroalimentación al piloto sobre las condiciones del motor, las posiciones de la superficie de vuelo, las condiciones de energía secundaria, etc. La transición entre los múltiples modos de vuelo del vehículo está regulada directamente por el sistema de control de vuelo, lo que permite que el vehículo sea operado localmente, de forma remota o en una configuración no tripulada. [6] Según HAV, el diseño del régimen de control de vuelo se vio facilitado por la estabilidad natural del péndulo del dirigible. [20]
El casco del dirigible está formado por una piel hecha de una combinación de tres capas de materiales compuestos . La piel retiene el gas y proporciona rigidez para que la nave conserve su forma cuando se infla. Los cuatro motores, las aletas y la cabina de vuelo están unidos directamente sobre ella. [19] Los materiales utilizados incluyen Vectran , Kevlar , Tedlar , poliuretano y Mylar ; la capa de Mylar, envuelta en capas de película de poliuretano, forma la barrera de gas del dirigible. [20] El Airlander 10 solo tiene diafragmas y balones (ver más abajo) como marco interno; el peso del módulo de carga útil se distribuye por cada marco a través de cables que atraviesan y entran en el casco también. Según el director técnico de HAV, Mike Durham, la totalidad de la resistencia estructural del dirigible se deriva de estar inflado justo por encima de la presión atmosférica con un diferencial de presión de agua de 4 pulgadas (alrededor de 0,15 psi, 1 kPa o 1% de una atmósfera estándar); Esta resistencia se debe al diámetro del recipiente a pesar del diferencial de presión relativamente bajo. [20]
El casco está dividido internamente por diafragmas en un total de seis compartimentos principales con subdivisiones adicionales; estas divisiones se pueden sellar en caso de emergencias, como daños en batalla, lo que permite retener la mayor parte del helio del dirigible y, por lo tanto, la capacidad de elevación. [20] Los globos se alojan dentro de estos compartimentos para regular la presión del gas; estos se inflan en el suelo para aumentar la densidad y reducir la sustentación. [ cita requerida ] No se permite que el aire y el helio se mezclen en los globos, lo que permite que cada uno esté equipado con válvulas y ventiladores para aumentar y disminuir el volumen de aire de forma independiente; HAV afirma que este enfoque es exclusivo del dirigible. [20]
Según las estimaciones realizadas por Northrop, la mayor amenaza prevista para el HAV 304 son las condiciones climáticas adversas, como fuertes vientos o tormentas eléctricas, que podrían golpear la aeronave. [23] La amenaza que plantean las condiciones ventosas se debe en parte a su gran superficie en comparación con la mayoría de las aeronaves; en particular, las operaciones en tierra son más difíciles en tales condiciones, pero no se cree que lleguen al punto de volverse imposibles. [6] Según el piloto de pruebas jefe del HAV, David Burns, el peligro de los misiles era relativamente bajo, ya que pueden atravesar la aeronave sin forzarla a descender. [19] Se informa que la piel es capaz de soportar disparos de armas pequeñas y otras causas de desgarros debido a un nivel de redundancia incorporada y la diferencia de presión relativamente baja entre el interior y el exterior del casco. [6]
El Airlander 10 está propulsado por un total de cuatro motores diésel Thielert Centurion V8 de 325 hp (242 kW) que impulsan conjuntos de hélices entubadas de tres palas para proporcionar el empuje necesario tanto para el vuelo como para las maniobras. [17] [20] Estos motores están colocados en pares, un conjunto está ubicado hacia la parte trasera del dirigible, mientras que el otro está colocado a lo largo de los lados del fuselaje delantero, montado sobre alas cortas. Cada motor está equipado con un generador de 67 hp (50 kW) , que proporciona energía eléctrica para el dirigible y sus sistemas de misión. [20] El conjunto de cada uno de los motores montados lateralmente se puede girar 20 grados en cualquier dirección, lo que vectoriza el empuje para proporcionar control de vuelo, particularmente durante el aterrizaje y el despegue; los motores montados en la parte trasera son fijos. [7] [20] Al emplear la vectorización de empuje, los motores pueden dirigir su empuje hacia abajo para proporcionar sustentación adicional durante el despegue. [7] Una serie de cuatro álabes variables de forma triangular se ubican detrás de los motores para proporcionar mayor autoridad de control al redirigir el empuje de los motores traseros sobre las aletas de cola . [20]
Mientras se vuela a gran altitud, la propulsión se puede cambiar a un motor eléctrico más eficiente alimentado desde el generador central del dirigible. [ cita requerida ] Debido al enfoque de elevación híbrido aerostático/aerodinámico, se puede gastar combustible sin entrar en un estado de flotabilidad positiva que necesitaría una ventilación rutinaria de helio para aterrizar, una debilidad costosa presente en los dirigibles convencionales. [7] [6] El combustible está contenido principalmente dentro del módulo de combustible principal de 12 metros de largo (40 pies) que alberga hasta nueve toneladas de combustible; el tanque principal se complementa con tanques traseros y delanteros separados, que contienen hasta cuatro toneladas (4000 kg; 8800 lb) [ aclaración necesaria ] . Para optimizar la eficiencia de crucero, el ángulo de incidencia se puede ajustar bombeando combustible entre los tanques de proa y popa. [20]
El 14 de junio de 2010, el acuerdo para el desarrollo del proyecto fue firmado entre el Comando de Defensa Espacial y de Misiles del Ejército de los Estados Unidos/Comando Estratégico de las Fuerzas del Ejército y Northrop Grumman. [10] El acuerdo también incluía opciones para adquirir dos dirigibles adicionales. [10] El cronograma para LEMV fue un programa de 18 meses a partir de junio de 2010 que incluía el inflado del vehículo aproximadamente en el mes 10. [10] La caracterización operativa adicional se habría producido en Yuma Proving Ground , Arizona, en el mes 16. [10] El proyecto costó entre $154 millones y $517 millones, dependiendo de todas las opciones. [10] El costo incluyó el diseño, desarrollo y prueba del sistema de dirigible dentro de un período de tiempo de 18 meses, seguido del transporte a Afganistán para evaluación militar. [10]
Durante el desarrollo se enfrentaron a desafíos tecnológicos y múltiples retrasos. En octubre de 2011, la publicación aeroespacial Flight International informó que el LEMV tenía previsto realizar su primer vuelo en noviembre de 2011, tres meses más tarde de lo previsto originalmente. [24] Según informes de los medios, el primer vuelo del LEMV se reprogramó para principios de junio de 2012; [25] [26] sin embargo, problemas no especificados retrasaron nuevamente el vuelo hasta agosto de 2012.
El LEMV requería al menos 300 m (1000 pies) de pista (violando el requisito de independencia de la pista) y un punto de amarre con un área plana libre de 100 m (300 pies) alrededor del cual estacionar, lo que les impedía operar en la mayoría de las bases grandes y en todas las bases pequeñas. [ cita requerida ]
El 7 de agosto de 2012, el LEMV, con matrícula del ejército estadounidense 09-009, realizó su vuelo inaugural sobre la Base Conjunta McGuire-Dix-Lakehurst , en Nueva Jersey. El vuelo duró 90 minutos y se realizó con una tripulación a bordo, pilotada por el piloto jefe de pruebas David Burns. [19] El objetivo principal del primer vuelo era realizar un despegue y una recuperación seguros, con un objetivo secundario para verificar el funcionamiento del sistema de control de vuelo. Otros objetivos del primer vuelo incluían pruebas y demostraciones de aeronavegabilidad y verificación del rendimiento a nivel del sistema. En ese momento, se proyectaba que el despliegue de combate del LEMV en Afganistán se produciría a principios de 2013. [27] [28]
Dos meses después del vuelo de prueba, el Ejército de los EE. UU. declaró que tenía preocupaciones sobre el envío del dirigible al extranjero; estas incluían la seguridad, el transporte al teatro de operaciones y el cronograma de despliegue. [29] El Ejército de los EE. UU. había planeado demostrar el primer LEMV en Afganistán 18 meses después de la firma del contrato; en un momento, las propuestas incluyeron planes para construir otros cinco dirigibles una vez completada la misión. [11] En octubre de 2012, la Oficina de Responsabilidad Gubernamental (GAO) declaró que el proyecto LEMV tenía un retraso de 10 meses debido a una combinación de factores, incluidos problemas con la producción de tela, componentes extranjeros que se despachaban en la aduana y el impacto de las condiciones climáticas adversas. [13]
El 14 de febrero de 2013, el Ejército de los EE. UU. confirmó que había cancelado el esfuerzo de desarrollo del LEMV. [30] [31] En una declaración hecha por un portavoz del Comando de Defensa Espacial y de Misiles del Ejército de los EE. UU., la cancelación fue el resultado de los desafíos técnicos y de rendimiento que se habían encontrado, así como de las limitaciones de recursos que habían entrado en vigor. [13] El conocimiento práctico y teórico adquirido se redirigió del LEMV al programa JLENS . [32]
El ejército estadounidense creía que los datos técnicos y el software informático del proyecto podrían ser útiles para proyectos futuros, pero que venderlo ahorraría dinero. [33] Hybrid Air Vehicles expresó su interés en comprar el dirigible, diciendo que querían usarlo para vuelos en climas fríos y otras pruebas para el desarrollo de su propuesta de dirigible de carga de 50 toneladas "Airlander 50". [34] La oferta de HAV incluía la aviónica básica, los mástiles de amarre y los motores de repuesto, pero no el equipo especializado ni el helio. Con esta como única oferta sobre la mesa, en septiembre de 2013 el Pentágono vendió el dirigible LEMV a HAV por 301.000 dólares. [35] [33] [36]
El dirigible desinflado fue devuelto al Reino Unido, donde fue sometido a un reensamblaje y modificación como prototipo Airlander 10 en el aeródromo de Cardington . [15] [20] [37] En abril de 2014, HAV anunció que estaba formando un equipo industrial con Selex ES y QinetiQ para desarrollar y demostrar las capacidades de los sensores del Airlander 10, y que se había planificado un período de demostración de tres meses para el Ministerio de Defensa del Reino Unido . Un uso sugerido es como nave nodriza para el lanzamiento de múltiples UAV. [38]
En abril de 2014, se anunció que tanto la Agencia Europea de Seguridad Aérea (AESA) como la Autoridad de Aviación Civil (AAC) del Reino Unido habían aprobado los permisos necesarios para que el Airlander 10 volviera a volar. [39] En un momento dado, HAV tenía la intención de que el dirigible hubiera completado el reensamblaje y estuviera listo para los vuelos de prueba en diciembre de 2014; sin embargo, se encontraron retrasos mientras se buscaba financiación adicional de entidades comerciales y gubernamentales. El proyecto recibió financiación tanto del Reino Unido como de la UE para apoyar el desarrollo posterior del dirigible, por un total de 7 millones de libras esterlinas en marzo de 2016. [40] [41] La financiación colectiva de miembros del público en general también recaudó 2,1 millones de libras esterlinas. [19]
El 21 de marzo de 2016, el Airlander 10, completamente ensamblado, fue presentado públicamente y registrado nuevamente como G-PHRG. En ese momento, HAV anunció que el modelo se ofrecería tanto para uso civil como militar en el futuro. [19] El Airlander 10 también servirá como prototipo para una versión aún más grande del dirigible, conocida como Airlander 50. [20] Según informes, varios clientes militares han mostrado interés en posibles usos para el modelo, incluida una configuración no tripulada proyectada. [ 40] [38] Bautizado como Martha Gwyn en honor a la esposa del presidente de la compañía, el dirigible se ha vuelto popularmente conocido como "el trasero volador" por "el parecido que su parte delantera regordeta comparte con la parte trasera de un humano". [42]
El 17 de agosto de 2016, se realizó el primer vuelo de prueba en la base de operaciones del avión, el aeródromo de Cardington en Bedfordshire , Inglaterra , y duró 30 minutos. [1] [43] Durante la aproximación final a su mástil de amarre al final de su segundo vuelo de prueba el 24 de agosto de 2016, la cuerda de amarre del dirigible se enredó en cables y la nariz golpeó el suelo, dañando la cabina. La tripulación salió ilesa. [44] [21] [45]
El Airlander 10 fue reparado y equipado con "pies" inflables diseñados para desplegarse en 15 segundos, para proteger la cabina en un aterrizaje de emergencia. [46] Se reanudaron las pruebas de vuelo el 10 de mayo de 2017. [47] [48] El 13 de junio de 2017, durante su cuarto vuelo de prueba, el Airlander alcanzó una altitud de 3500 pies (1070 m). [49]
El 18 de noviembre de 2017, el dirigible se soltó de sus amarres en medio de un fuerte viento, lo que hizo que se desinflara un panel de seguridad y cayera al suelo. Dos personas sufrieron heridas leves. [50] En enero de 2019, se anunció que la aeronave había permitido recopilar datos suficientes para completar su programa de pruebas y certificación, y que sería retirada. [51]
Tras los vuelos de prueba del prototipo, el Airlander 10 recibió la aprobación de la organización de producción de la CAA y la aprobación de la organización de diseño de la EASA .
A partir de enero de 2020, la empresa tiene previsto fabricar un lote de dirigibles híbridos Airlander 10 certificados y de producción estándar. En comparación con el prototipo, se prevé que presenten una resistencia aerodinámica reducida, un tren de aterrizaje mejorado y una cabina de carga útil más grande. [51] [52] HAV estima que la huella de CO2 por pasajero en el Airlander 10 será de unos 9 g/km [53] o 4,5 kg, en comparación con los 53 kg por pasajero en un avión a reacción. [54]
En febrero de 2022 se informó que la producción del Airlander se trasladaría a South Yorkshire. [55]
En junio de 2022, la aerolínea española Air Nostrum anunció que había realizado una reserva de diez dirigibles, con entrega prevista para 2026. [56] El pedido se duplicó a veinte dirigibles en agosto de 2023. [57]
Fuente: [37] [ se necesita una mejor fuente ]
Los datos técnicos se muestran a continuación: [58] [53] [59] [60]
Características generales
Actuación
