¿Cuál es la forma y el tamaño ideales de un avión de ala fija para maximizar la distancia que el avión puede cubrir en un solo vuelo?

Solo queda una pregunta sin respuesta: la forma y el tamaño ideales de un avión a reacción.

Se ha quedado sin respuesta porque es una pregunta difícil de responder.

Piense: ¿quién necesita un avión que permanezca en el aire durante mucho, mucho tiempo (que es casi equivalente a cubrir una gran distancia antes de la necesidad de repostar)?

Gobiernos, por ejemplo. Para reconocimiento marítimo.

Y para esta función, no hay aviones para vencer al oso ruso: el Tupolev Tu-95.

El Tupolev Tu-95 tronó por primera vez en los desfiles soviéticos a mediados de la década de 1950. ¿Por qué este bombardero gigante impulsado por hélices sigue siendo noticia casi 60 años después?

Primero retumbó en los cielos a principios de la década de 1950, un gigante aéreo que personificaba el poderío militar soviético. Incluso su nombre en clave – ‘Oso’ – subrayó su gran tamaño y fuerza.

Cuando el Tupolev Tu-95 apareció por primera vez frente a los observadores occidentales en 1956, lo hizo en medio de un aumento revolucionario en el diseño de la aviación; En la década posterior al final de la Segunda Guerra Mundial, la tecnología de los aviones se convirtió en ascendente. Sin embargo, el Oso tenía motores impulsados ​​por hélices, que incluso entonces parecían arcaicos.

Pocos habrían creído que todavía estaría en la línea del frente casi 60 años después, sirviendo como un bombardero estratégico, un avión de patrulla marítima y el avión espía más ruidoso del mundo.

El oso ha permanecido en servicio, en parte, debido a su visionario creador. Andrei Tupolev fue el diseñador líder de grandes aviones en la URSS, un ingeniero talentoso que había sido encarcelado durante el apogeo de las purgas de Josef Stalin en la década de 1930 por cargos falsos.

Cuando la Segunda Guerra Mundial dio paso a una Guerra Fría entre los EE. UU. Y la Unión Soviética, Tupolev ayudó a crear el primer bombardero con capacidad nuclear del país, el ‘Toro’ Tu-4. Era una copia de ingeniería inversa del Boeing B-29 Superfortress, el avión que había arrojado las bombas atómicas sobre Japón. Durante la campaña de bombardeos de Estados Unidos contra Japón hacia el final de la guerra, varios de estos bombarderos avanzados habían aterrizado en territorio soviético.

El Tu-4 le dio a la Fuerza Aérea Soviética su primer bombardero nuclear, pero tenía un alcance demasiado corto para llegar a los EE. UU. Desde las bases soviéticas. En 1952, se solicitó a Tupolev y al buró de diseño rival Myasishchev que diseñaran un bombardero que pudiera transportar una carga de bomba de 11 toneladas y 8,000 km, lo suficientemente lejos como para volar al corazón de los EE. UU. Myasishchev eligió construir un bombardero a reacción de cuatro motores, el M-4 ‘Bison’, que extendió la capacidad técnica soviética hasta los límites. Tupolev, en cambio, decidió mezclar técnicas probadas y confiables con características de diseño prestadas por la primera generación de aviones. Resultó ser un golpe maestro.

El Tu-95 es un avión enorme: mide 151 pies (46 m) de punta a cola y tiene una envergadura de 164 pies (50 m). Vacío, pesa 90 toneladas y funciona con cuatro enormes motores de turbohélice, una forma de turbina de gas cuya potencia impulsa las hélices en lugar de ser empujada hacia atrás. El oso tiene ocho juegos de hélices; toda esa potencia es suficiente para darle una velocidad máxima de más de 800 km / h (500 mph), casi tan rápido como un avión moderno. Tupolev predijo acertadamente que la tecnología de los primeros motores a reacción no podía cumplir con los requisitos; El diseño de Myasishchev fue un rotundo fracaso. A diferencia de la mayoría de los aviones propulsados ​​por hélices, las alas del Tu-95 fueron arrastradas bruscamente por 35 grados, al igual que las de los primeros aviones de combate. Esto ayudó al avión a limitar la resistencia y alcanzar velocidades tan altas. (¡Tenga en cuenta que el Boeing 707 posterior también tuvo un barrido de ala de 35 grados!)

Los motores Kuznetsov NK-12 de Tupolev, el motor turbohélice más potente que se haya producido hasta el día de hoy, impulsan dos juegos de palas de 18 pies de largo que giran en direcciones opuestas; esto los hace más eficientes pero también crea un ruido enorme. Las puntas de los accesorios serían empujadas más allá de las velocidades supersónicas. Esto haría que el motor y su hélice sean uno de los más ruidosos jamás producidos. El Tu-95 se considera el avión más ruidoso en el servicio actual; incluso se afirma que los submarinos estadounidenses pueden escuchar el avión volando a gran altura a través de sus cúpulas de sonar mientras aún están bajo el agua.

El papel original del oso, lanzar bombas nucleares de caída libre sobre territorio enemigo, cayó en desgracia a medida que la tecnología de misiles llegó a la mayoría de edad. Pero el diseño inteligente del oso permitió que se adaptara una y otra vez a medida que se exigían nuevos roles. Vigilancia marítima Los osos siguieron a los barcos de la OTAN en todo el mundo durante la Guerra Fría, algunos incluso se estacionaron en Cuba, volando a lo largo de la costa de Estados Unidos desde sus bases en el Círculo Polar Ártico. Las unidades de bombarderos adaptaron sus Tu-95 para transportar misiles de crucero de largo alcance: la capacidad del oso para transportar una carga útil tan pesada lo hace muy adecuado para este papel.

Una versión muy modificada, el Tu-126 ‘Moss’, se convirtió en la primera plataforma de alerta temprana aerotransportada de la Unión Soviética: un poste de radar volador gigante que podría advertir a las defensas de los aviones enemigos que se aproximen. Incluso hubo una versión de la aerolínea civil del Oso, que aún tiene el récord mundial de velocidad de un avión turbopropulsor: 870 km / h (540 mph), un récord que ha mantenido desde 1960.

De los más de 500 osos construidos desde la década de 1950, se cree que al menos 55 de ellos están sirviendo en la Fuerza Aérea Rusa, mientras que más de las versiones marítimas vuelan para las armadas rusa e india.

En un pequeño y tranquilo lugar llamado Arakkonam en Tamil Nadu, hay un enorme hangar de la Armada india donde duermen estos osos. A veces, mientras pasa en tren, puede echar un vistazo. La Marina los ama y los mantendrá hasta 2030.

Al igual que el B-52 de la Fuerza Aérea de EE. UU., El Oso ha resultado difícil de reemplazar: es probable que las actualizaciones y los reajustes mantengan en el aire a estos gigantes de la era de la Guerra Fría hasta al menos 2040. Andrei Tupolev estaría orgulloso.

El Tupolev Tu-95, 62 años y todavía se mantiene fuerte


Los buenos diseñadores diseñan buenos aviones. Para un gran avión, necesitas a Dios de tu lado.

Actualmente estoy trabajando en el UAV Airbus Zephyr HAPS.

Este avión tiene el récord mundial de resistencia de vuelo de la aeronave en más de 2 semanas continuamente en el aire y la altitud del UAV a 21,562 metros. Volar a entre 40,000 y 70,000 pies durante la mayor parte de este tiempo significaba que probablemente viajó alrededor de 27,000 millas en ese tiempo. Tiene una envergadura de 22,5 metros con el elegante perfil de ala Zephyr distintivo.

La próxima versión en construcción es más grande a 28 metros con un perfil similar y está siendo diseñada para volar durante 3 meses o más continuamente. Eso es potencialmente 175,000 millas en un vuelo.

Entonces, básicamente, estás buscando esto:

– este es el TAM-5, ‘Spirit of Butts Farm’ que completó un cruce transatlántico de Canadá a Irlanda en 2005, a una distancia de casi 2,000 millas – UAV atlantic crossing 2

Es un dron controlado por radio con una carga útil ligera, por lo que es exactamente el tipo de cosa que estás buscando.

Pero hay formas en que un pequeño dron puede ir más lejos, mucho más lejos, sin gastar nada de combustible. A diferencia de un avión tripulado, un pequeño avión no tripulado puede usar una técnica conocida como ‘vuelo dinámico’ y combinar la hazaña del albatros de volar miles de millas sin tener que gastar energía, y para eso quieres alas que coincidan con las aves en vuelo: mira esto pieza que escribí para PopSci sobre cómo funciona – El futuro del vuelo: aviones que nunca necesitan aterrizar

(Publicidad: hay un capítulo sobre esto en SWARM TROOPERS)

Esta:
Diseñado para dar la vuelta al mundo sin repostar. Rutan Voyager

O tal vez esto:

Diseñado para recorrer una y un poco el mundo sin repostar. Virgin Atlantic GlobalFlyer

¿Tirar algunos paneles solares en la mezcla?

Me gusta especialmente este UAV de AirStrato.