Una aeronave de propulsión humana ( HPA ) es una aeronave perteneciente a la clase de vehículos conocidos como transporte de propulsión humana .
Como sugiere su nombre, los HPA hacen que el piloto no sólo dirija, sino que impulse la aeronave (generalmente impulsada por hélice ) mediante un sistema similar a una bicicleta o un triciclo : un par de pedales, movidos por los pies del piloto, que hacen girar una marcha, que luego mueve una cadena de bicicleta , que luego hace girar un engranaje más pequeño, que hace girar un eje vertical que hace girar un conjunto de engranajes cónicos , que hace girar otro eje horizontal que finalmente hace girar una hélice o, en el caso de prototipos anteriores, un ornitóptero. mecanismo.
A menudo se utiliza un sistema híbrido; donde durante un cierto tiempo de pedaleo, cargaría una batería, [1] que, con solo presionar un botón, alimentaría un motor eléctrico que está conectado al mismo eje horizontal que la hélice.
Se han logrado volar distancias considerables con aviones de propulsión humana. Sin embargo, todavía se construyen principalmente como desafíos de ingeniería más que para cualquier tipo de propósito recreativo o utilitario.
Los primeros intentos de vuelo con propulsión humana no tuvieron éxito debido a la dificultad de lograr una alta relación potencia-peso . Los prototipos a menudo utilizaban principios de ornitóptero que no sólo eran demasiado pesados para cumplir con este requisito sino que aerodinámicamente eran insatisfactorios.
En 1904, Scientific American publicó un artículo y una fotografía de un avión-bicicleta construido por Steward Winslow de Riparia , Washington . [2] Intentó volar su avión el 30 de julio de 1904, pero una de las ruedas falló. [3]
Uno de los primeros aviones de propulsión humana fue el Gerhardt Cycleplane , desarrollado por W. Frederick Gerhardt en McCook Field en Dayton, Ohio en 1923. El avión tenía siete alas apiladas a casi 15 pies (4,6 m) de altura. El piloto pedaleó un engranaje de bicicleta que hacía girar la hélice. En las primeras pruebas, la nave fue remolcada por el aire por un automóvil y liberada. Con Gerhardt como piloto, el Cycleplane pudo mantener un vuelo estable y nivelado durante períodos cortos. [4] Su único despegue propulsado por humanos fue un salto corto de 20 pies (6,1 m) con la nave elevándose 2 pies (0,6 m). [5]
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En 1934, el alemán Engelbert Zaschka completó un gran avión de propulsión humana, el Zaschka Human-Power Aircraft . El 11 de julio de 1934, el Zaschka-HPA voló unos 20 metros en el aeropuerto Tempelhof de Berlín ; El HPA despegó sin despegue asistido . [6] [7]
Una nave llamada HV-1 Mufli (de) ( Muskelkraft-Flugzeug ) construida por Helmut Hässler y Franz Villinger (de) voló por primera vez el 30 de agosto de 1935: una distancia de 235 metros en Halle an der Saale . Se realizaron 120 vuelos, el más largo fue de 712 metros en 1937. Sin embargo, se lanzó mediante un cable tensado y, por lo tanto, no era estrictamente propulsado por humanos. [8]
En marzo de 1937, un equipo formado por Enea Bossi (diseñador), Vittorio Bonomi (constructor) y Emilio Casco (piloto) aceptó el desafío del gobierno italiano de realizar un vuelo de un kilómetro con su Pedaliante . Al parecer, el avión voló distancias cortas totalmente con fuerza humana, pero las distancias no fueron lo suficientemente significativas como para ganar el premio del concurso. Además, ha habido mucha controversia sobre si alguna vez despegó sólo con el pedal del piloto, en particular porque no hay constancia de que haya habido observación oficial de que lo haya hecho. [9] Keith Sherwin (1976) presenta algunos argumentos a favor y en contra de la validez de la afirmación de Bossi de haberlo hecho . [10] En ese momento se consideraba que los vuelos totalmente propulsados por humanos eran el resultado de la importante fuerza y resistencia del piloto; y, en última instancia, no alcanzable por un ser humano típico. Por lo tanto , al igual que con el HV-1 Mufli , se realizaron intentos adicionales utilizando un sistema de catapulta. Al ser catapultado a una altura de 9 metros (30 pies), el avión cumplió con el requisito de distancia de 1 kilómetro (0,62 millas), pero se le negó el premio debido al método de lanzamiento. [11] [12] [13]
El primer despegue y aterrizaje oficialmente autenticado de un avión de propulsión humana (uno capaz de despegar con motor, a diferencia de un planeador ) fue realizado el 9 de noviembre de 1961 por Derek Piggott en el Man Powered Aircraft ( SUMPAC ) de la Universidad de Southampton en Lasham. Aeródromo . [14] [15] El mejor vuelo de 40 intentos fue de 650 metros. [16] El SUMPAC fue reconstruido sustancialmente por el Imperial College con un nuevo sistema de transmisión, pero sufrió daños irreparables en noviembre de 1965.
El Hatfield Puffin voló por primera vez el 16 de noviembre de 1961, una semana después del SUMPAC. El Hatfield Man Powered Aircraft Club estaba formado por empleados de de Havilland Aircraft Company y tenía acceso al apoyo de la empresa. Finalmente, su mejor distancia fue de 908 metros (993 yardas). [17] John Wimpenny dijo que estaba muy satisfecho con el desempeño del Puffin, que se manejó maravillosamente durante el vuelo. [18] Su récord se mantuvo durante 10 años.
Puffin 2 tenía un fuselaje nuevo y un ala alrededor de la transmisión recuperada del Puffin original. Voló el 27 de agosto de 1965 y realizó varios vuelos de media milla, incluido un ascenso a 5,2 metros. Después de que el Puffin 2 sufriera daños, fue entregado a la Universidad de Liverpool, quien lo utilizó para construir el Liverpuffin.
Después de esta fecha volaron varios aviones con menos éxito, hasta 1972, cuando el Júpiter del Woodford Essex Aircraft Group, diseñado y construido por Chris Roper, pilotado por John Potter, voló 1.070 metros y 1.239 metros en junio de 1972. Debido a la mala salud de Roper, el proyecto se suspendió más tarde. Continuó en RAF Halton : Potter era un oficial en servicio de la Royal Air Force (RAF) en ese momento. [19]
El "Man Powered Aircraft Group" de la Royal Aeronautical Society fue formado en 1959 por los miembros del Man Powered Group de la Facultad de Aeronáutica de Cranfield cuando fueron invitados a unirse a la Sociedad. (Su título se cambió de "Hombre" a "Humano" en 1988 debido a los numerosos vuelos exitosos realizados por mujeres piloto. [ cita necesaria ] )
Bajo los auspicios de la Sociedad, en 1959 el industrial Henry Kremer ofreció los primeros premios Kremer de 5.000 libras esterlinas para el primer avión de propulsión humana que volara en un recorrido en forma de ocho alrededor de dos mojones separados por media milla. Estaba condicionado a que el diseñador, el piloto entrante, el lugar de construcción y el vuelo fueran todos británicos. [20]
En 1973, Kremer multiplicó por diez el premio en metálico hasta las 50.000 libras esterlinas. En aquel momento, el avión de propulsión humana había volado sólo en trayectorias en línea recta (o casi recta), y nadie había siquiera intentado aún su trayectoria más desafiante en forma de ocho, que requería un avión totalmente controlable. También abrió el concurso a todas las nacionalidades; anteriormente estaba restringido únicamente a entradas británicas.
El 23 de agosto de 1977, el Gossamer Condor 2 voló por primera vez en forma de ocho, una distancia de 2,172 km y ganó el primer premio Kremer. Fue construido por el Dr. Paul B. MacCready y pilotado por el ciclista aficionado y piloto de ala delta Bryan Allen . Aunque lento, navegando a sólo 18 km/h (11 mph), alcanzaba esa velocidad con sólo 0,35 hp (0,26 kW). [21]
El segundo premio Kremer de £ 100.000 lo ganó el 12 de junio de 1979, nuevamente Paul MacCready, cuando Bryan Allen voló el MacCready's Gossamer Albatross de Inglaterra a Francia : una distancia recta de 35,82 km (22 millas 453 yardas) en 2 horas y 49 minutos. . [ cita necesaria ]
Una semana después del vuelo a través del Canal del Gossamer Albatross, que utilizó una hélice diseñada por el equipo del MIT, [22] un equipo dirigido por estudiantes del Instituto Tecnológico de Massachusetts logró el primer vuelo en su avión Chrysalis , [23] que demostró plena controlabilidad y fue pilotado por 44 pilotos diferentes, [22] incluidas mujeres piloto.
El 11 de mayo de 1984, el tercer premio Kremer de 20.000 libras esterlinas a la velocidad fue para el equipo de diseño del MIT por volar su nave Monarch-B [24] en un recorrido triangular de 1,5 km en menos de tres minutos (para una velocidad media de 32 km/h). ): piloto Frank Scarabino. Se otorgan premios adicionales de £ 5,000 a cada participante posterior que mejore la velocidad en al menos un cinco por ciento.
Durante los siguientes cuatro años, el grupo del MIT continuó desarrollando sus diseños, con los aviones Monarch y Monarch-B sucedidos por tres diseños siguientes, el Light Eagle y dos aviones del MIT Daedalus , el Daedalus-87 y el Daedalus-88. El actual récord de distancia reconocido por la FAI se logró el 23 de abril de 1988 desde Iraklion en Creta hasta Santorini en el MIT Daedalus 88 pilotado por Kanellos Kanellopoulos : una distancia recta de 115,11 km (71,53 millas). [25]
El primer vuelo de pasajeros con propulsión humana se produjo el 1 de octubre de 1984, cuando Holger Rochelt llevaba a su hermana Katrin en el Musculair 1 .
Se han construido y volado máquinas en Japón, Alemania, Grecia, Francia, Australia, Nueva Zelanda, Sudáfrica, Austria, Canadá, Singapur, Estados Unidos y el Reino Unido, con un número total cercano al centenar.
Con fondos adicionales del fallecido Henry Kremer, la Royal Aeronautical Society anunció cuatro nuevos premios: [26]
Se ha intentado reclamar el premio Kremer Sport de £ 100.000. Estudiantes del Instituto Politécnico de Virginia diseñaron un avión como parte de su clase AE4065/6. [ cita necesaria ] Un equipo de la Universidad Estatal de Pensilvania diseñó la PSU Zephyrus como parte de su clase AERSP 404H. [ cita necesaria ] Un equipo de estudiantes de ingeniería aeroespacial de la Universidad de Southampton diseñó y construyó la SUHPA. [27]
En 2012, la Royal Aeronautical Society creó la Copa Ícaro [28] para vuelos propulsados por humanos. La primera copa la ganó Airglow , diseñado por John y Mark McIntyre. La Copa Ícaro se diferencia del Premio Kremer en que su objetivo no es simplemente batir récords de velocidad y distancia, sino hacer del vuelo propulsado por humanos un deporte popular. Por lo tanto, la competición incluye desafíos como un recorrido de slalom, una prueba de salida sin ayuda y una prueba de precisión en el aterrizaje. La Copa Ícaro se celebra anualmente en el aeródromo de Lasham , Gran Bretaña, lugar donde se realizó el primer vuelo propulsado por humanos.
En 2017, Yuta Watanabe, el piloto de Birdman House Iga, completó un vuelo de ida y vuelta de 40 km. En 2019 lo consiguió con un vuelo de 60 km durante el evento Japan International Birdman sobre el lago Biwa. [29]
Los inventores han construido dirigibles de propulsión humana , entre ellos el Snoopy en 1979 y el White Dwarf en 1984. Al ganar sustentación a través de la flotabilidad en lugar de que el aire fluya a través de un perfil aerodinámico , se requiere mucho menos esfuerzo para impulsar el avión. [30] [31] [32] [33]
El 2 de agosto de 2010, Todd Reichert del Instituto de Estudios Aeroespaciales de la Universidad de Toronto pilotó un ornitóptero de propulsión humana llamado Snowbird . El avión con una envergadura de 32 metros (105 pies) y una masa de 42 kilogramos (93 libras) fue construido con fibra de carbono , balsa y espuma. El piloto se sentaba en una pequeña cabina suspendida debajo de las alas y bombeaba una barra con los pies para operar un sistema de cables que agitaba las alas hacia arriba y hacia abajo. Remolcado por un automóvil hasta que despegó, luego mantuvo el vuelo durante casi 20 segundos. Voló 145 metros con una velocidad media de 25,6 km/h (7,1 m/s). [34] En el pasado se realizaron vuelos similares lanzados con remolque, pero una mejor recopilación de datos verificó que el ornitóptero era capaz de realizar un vuelo autopropulsado una vez en el aire. [35] [36] [37]
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