Esta es una pregunta interesante. Modifiqué un poco su redacción según los detalles proporcionados.
Tl; dr: se desliza hacia abajo como un avión normal con una falla del motor, pero a una velocidad de descenso tremendamente alta con una pésima relación de deslizamiento, y luego necesita espacio para realizar un aterrizaje en lugar de poder descender verticalmente como un helicóptero
Siguen detalles emocionantes (y un poco más de colmillo).
Al principio, pensé que el OP se preguntaba cómo sucedieron los diversos accidentes V-22 que han ocurrido con el tiempo (lo cual vale la pena entender en sí mismo; puede comenzar en Accidentes e incidentes relacionados con el V-22 Osprey si está curioso). Sin embargo, ella está haciendo una pregunta mucho mejor que eso. Soy parcial, porque sé cuál se supone que fue la respuesta frente a las expectativas generalizadas frente a cuál es el estado actual de las cosas.
- ¿Por qué cada compañía de fabricación de aviones de combate ofrece de repente tanto a la India, por qué no a China?
- ¿Algunos motores tienen un sonido más agudo cuando funcionan que otros motores?
- Si un portaaviones moderno pierde su capacidad de conducir por el agua, ¿podría empujarse utilizando su complemento de avión?
- ¿Por qué se necesita un avión especial para volar una misión de rescate al Polo Sur?
- ¿Cómo se enteran los aviones del mal tiempo en el camino?
Estuve involucrado en el programa V-22 en mayor o menor medida desde los primeros días de su programa de seguridad del sistema (incluyendo asistir a una reunión en Hurst, TX que coincidió con el tercer vuelo del primer avión en la primavera de 1989 que fue interesante para ver de primera mano).
Comencemos por reconocer que el concepto V-22 es genial. Las águilas pescadoras pueden despegar y aterrizar verticalmente, incluso a altitudes bastante altas, y convertirse en aeronaves de ala fija capaces de alcanzar velocidades superiores a las de los helicópteros más rápidos. También tienen rangos de valor en libros muy superiores a los de los helicópteros de patas más largas.
Sin embargo…
- No son particularmente buenos helicópteros; y
- No son turbopropulsores particularmente rápidos.
No voy a entrar en mis muchas razones para mantener las dos vistas anteriores; puedes conectarte en línea y buscar todo tipo de argumentos entretenidos que los apoyen o los eviscien. Sin embargo, la principal de las numerosas cosas que no me gustan del V-22 en modo de vuelo vertical es que simplemente no puede girar automáticamente como un helicóptero; no importa cómo las personas quieran analizar los términos, desde el inicio del programa y durante los próximos diez o quince años (como mínimo), creo que la mayoría de la gente esperaba que pudiera hacerlo.
Como piloto de helicóptero, tengo una visión del mundo muy específica sobre la autorrotación. Es lo que mantiene vivos a los pilotos de helicópteros cuando sus motores fallan y están cayendo. Siempre me he sentido más seguro volando en un helicóptero monomotor que en un avión monomotor simplemente porque si hay un área abierta aproximadamente del tamaño del diámetro de mi rotor que es razonablemente plana y dentro de mi distancia de deslizamiento (similar a un refrigerador), hay una muy buena posibilidad Voy a alejarme de sumergirme en él.
Quiero ser justo con Bell, Boeing, la oficina del programa V-22, el Departamento de Defensa y cualquier otra deidad de la aviación que pueda tener un perro en esta pelea. A lo largo de los años, el hecho de que un “avión con motor de inclinación” es su propia bestia ha tenido que ser socializado en una comprensión más amplia, por parte de operadores, fabricantes, reguladores y el público en general. Para ser claros: en caso de emergencia, los helicópteros pueden girar automáticamente como describí anteriormente; Las aeronaves tiltrotor pueden realizar descensos controlados con sus propotores orientados hacia la vertical, obteniendo ayuda de sus alas para levantarse y deslizarse, y los propotores continuarán girando y proporcionarán una cierta reducción en la velocidad de descenso gracias al fenómeno aerodinámico de “autorrotación”.
La guía de Boeing V-22 Osprey 2010 dice:
“Mito: el V-22 no es seguro porque no puede autorotatear.
“Realidad: el V-22 es un motor basculante y no se basa en la autorrotación para un aterrizaje de potencia de supervivencia. La amplia separación de los motores y la capacidad de conducir ambos rotores con un solo motor hacen que un aterrizaje de apagado sea extremadamente improbable. Sin embargo, si es necesario, el V-22 puede planear para un aterrizaje predecible en modo avión, como un turbopropulsor ”.
Por supuesto, la velocidad a la que tiene que llevarse a cabo ese aterrizaje se ha ido acelerando durante años, ya que el sobre del vuelo es cada vez mejor comprendido. Un helicóptero, incluso uno que pese decenas de miles de libras, puede reducir a cero su velocidad de avance antes de aterrizar desde una rotación automática. El igualmente pesado V-22 no puede. Período. Necesita espacio para deslizarse, aterrizar y desplegarse.
Por supuesto, una falla en un solo motor no resultará automáticamente en que un V-22 necesite ingresar en el vuelo de autorrotación / deslizamiento y esperar que haya algo adecuado disponible para aterrizar. Así como los helicópteros multimotor tienen cajas de cambios que permiten que sus transmisiones principales sean conducidas por uno o más de sus motores, el V-22 está diseñado para permitir que la potencia de un motor se transfiera a través de la aeronave para conducir el proprotor asociado con un fallo motor. El hardware (pesado, muy complicado) que permite esto se llama caja de cambios del ala central (también he visto “caja de cambios de ala central”. Se encuentra justo entre los dos motores sobre la cabina:
Aquí hay dos gráficos que no puedo obtener, pero que me parecen adecuados según mi experiencia. Primero, ambos motores funcionando:
Segundo, qué sucede cuando falla el motor correcto (como ejemplo):
Sus RPM se mantienen constantes; Sin embargo, su potencia continua máxima se reduce, por lo que si está a gran altitud en el modo de vuelo vertical podría estar en problemas. Sin embargo, si tiene espacio para entrar en modo avión, lo más probable es que pueda llegar a un lugar adecuado para realizar un aterrizaje de emergencia. La parte difícil en el juego final de hacerlo es que tienes que volver a una configuración de vuelo más o menos vertical para evitar que tus propulsores golpeen la superficie de aterrizaje: su arco tiene un diámetro mayor que la altura del avión y el ala deje espacio libre para que físicamente no pueda aterrizar como un avión convencional.
El Informe del Panel de Revisión del Programa V-22 (30 de abril de 2001) sugiere que alrededor del cambio de siglo el Departamento de Defensa tenía que comenzar a enfrentar las limitaciones de los V-22 entregados hasta la fecha en términos de su capacidades autorotativas. Su discusión sobre el tema general de la autorrotación es bastante contundente:
“El [Documento de Requisitos Operativos Conjuntos] establece que el V-22 debe ser capaz de realizar un aterrizaje de emergencia sobreviviente con todos los motores inoperativos, e identifica el requisito para que la aeronave sea capaz de realizar un deslizamiento / autorrotación apagado. Los miembros del Panel escucharon del Director de Pruebas y Evaluación Operativa que, “El análisis básico de ingeniería de helicópteros indica que el V-22 tendrá dificultades para lograr una autorrotación estable después de una falla repentina de energía en configuraciones de alta potencia, y que la probabilidad de un el aterrizaje autorotational exitoso desde un descenso autorotativo estable es muy bajo ”. Según un documento técnico proporcionado por la Oficina del Programa V-22, se examinó la capacidad del V-22 para realizar autorrotaciones durante la fase de desarrollo de las pruebas. “Las pruebas de desarrollo del V-22 incluyeron descensos autorotativos en la aeronave y autorrotaciones para aterrizar en el simulador … El V-22 demostró descensos autorotativos estables como se describió anteriormente en la prueba de vuelo y ofrece suficiente control al piloto para aterrizar a una velocidad de supervivencia de descenso, pero las evaluaciones en el simulador han demostrado una repetibilidad limitada de hacer un aterrizaje seguro en la fase de toma de contacto. Esto se debe en gran parte a la pequeña cantidad de energía en el sistema de rotor disponible para el piloto para administrar la velocidad y la velocidad de descenso en el momento del aterrizaje ”.
El informe incluía las siguientes recomendaciones:
Implicaciones de seguridad del concepto de rotor de inclinación:
- Continuar desarrollando estrategias de mitigación para limitar el potencial de autorrotación y el riesgo (probabilidad y gravedad) de las condiciones de empuje asimétrico.
Rotación automática:
- Vuelva a evaluar el requisito de vuelo autorotativo en vista de la baja necesidad, la baja probabilidad de mejora y la existencia de alternativas.
- Vuelva a evaluar la capacidad del V-22 para realizar deslizamientos de apagado. Explore las técnicas de diseño y operacionales para optimizar la capacidad de deslizamiento de apagado (por ejemplo, minimizar el arrastre del proprotor de acuerdo con los requisitos de potencia auxiliar).
- Asegúrese de que el simulador de vuelo completo utilizado por los pilotos en la Estación Aérea del Cuerpo de Marines, New River emule con precisión tanto las simulaciones autorrotativas como las de deslizamiento automático en el grado requerido para una capacitación efectiva de los pilotos.
- Vuelva a evaluar el requisito para (y la prioridad de) el vuelo autorotativo en vista de la baja probabilidad de mejora y la existencia de alternativas.
Permítanme terminar esta respuesta con un enlace a un artículo interesante, publicado hace unos cuatro años, de la revista Vertical (que leí religiosamente y cuya editorial toma sobre sus temas que amo): Flying the V-22 – Vertical Magazine.
Aquí está el pasaje que resume, de manera bastante efectiva, la mayor parte de lo que he bailado:
“Probablemente el problema más discutido con el águila pescadora es la falta de capacidad de autorotación. Por supuesto, el águila pescadora pasa la abrumadora mayoría del tiempo volando como un avión, por lo que es fácil ver que la necesidad de autorrotación es bastante menor, pero como dice la Ley de Murphy, cuando menos lo esperas, las cosas pueden ir mal muy rápidamente.
“Técnicamente, el águila pescadora en realidad puede ingresar a la rotación automática, aunque las características del vuelo son extremadamente pobres. Reduzca la [palanca de control de empuje] a la posición de popa completa con las góndolas a popa y el sistema de rotor se alimenta únicamente por el flujo ascendente de aire a través de los rotores. El mayor detrimento de la capacidad de autorrotación del Osprey es el sistema de rotor de muy baja inercia, que no almacena tanta energía como un sistema de rotor de helicóptero tradicional. Las rpm del rotor se purgarán muy rápidamente si no se ingresa la autorrotación casi de inmediato, y es muy difícil recuperar las rpm perdidas. Detener las barquillas en la posición de popa completa también es crítico, porque cualquier flujo de aire en el borde sobre el rotor decaerá rápidamente las rpm. Esto también corresponde a cualidades muy pobres durante las partes de llamarada y toma de contacto de una autorrotación. La velocidad de descenso autorotational es bastante grande, aproximadamente 5,000 pies por minuto y se necesita una llamarada agresiva y rápida para detener esa velocidad. Aquí se notará brevemente un aumento de rpm; pero, de nuevo, debido a la baja inercia del sistema de rotor, el aumento de rpm comenzará a decaer muy rápidamente.
“Las autorrotaciones se enseñan y practican en simuladores con diversos grados de éxito. Los simuladores están diseñados para indicar un bloqueo si se exceden las limitaciones de carga estructural; La mayoría de las autorrotaciones terminan en una pantalla roja. Sin embargo, la verdad sobre si una autorrotación es sobrevivible es difícil de definir. Lo más probable es que una autorrotación en un águila pescadora sea una maniobra extremadamente difícil, ya que la supervivencia se debe más a la suerte que a la habilidad “.
¿Volaría uno?
En las palabras inmortales de Daffy, “No este pequeño pato negro”.