El Concepto Revolucionario del CarterCopter
El CarterCopter, sin lugar a dudas, puede convertirse en el prototipo del medio de transporte del futuro. A diferencia de las diversas plataformas voladoras, platillos y otras «vajillas» fantásticas, este proyecto se basa en principios muy reales y gradualmente alcanzables en la práctica.
En pocas palabras, el CarterCopter es un autogiro con despegue vertical, capaz de reducir la velocidad de rotación del rotor principal en vuelo, transfiriendo las funciones de sustentación al ala a altas velocidades. Este esquema permite despegar y aterrizar en cualquier superficie limitada y no preparada, para luego cubrir distancias considerables a una velocidad decente.
Jay Carter Jr.: Una Trayectoria de Innovación
El proyecto, iniciado en 1991 por Jay Carter Jr., pareció estancarse durante muchos años, como si esperara su momento, el nuevo siglo. En el año 2000, el equipo de Carter obtuvo los primeros resultados prácticos positivos, y desde entonces su avance solo ha acelerado el ritmo.
Jay Carter, ingeniero por herencia y formación, construyó su primer autogiro a principios de los años 60. En 1967, construyó una segunda máquina que, aunque no voló (a diferencia de la primera), incorporaba soluciones muy progresivas para la época: palas, fuselaje y tren de aterrizaje de materiales compuestos, y una hélice propulsora en anillo. Mientras «el abuelo» Bensen pegaba rotores de madera, Carter ya estaba fabricando un rotor compuesto con un perfil retorcido.
Después de graduarse del Instituto Tecnológico de Texas, Jay trabajó durante dos años y medio bajo la dirección de Ed Covington en el proyecto Bell XV-15 Tiltrotor, predecesor del programa del convertiplano V-22 Osprey.
A principios de los años 70, padre e hijo se dedicaron al desarrollo de un motor relevante en ese momento (desde el punto de vista de las emisiones nocivas) y lograron resultados antes que los japoneses, Saab, General Motors y otros. Cuando el embargo petrolero de 1973-1974 golpeó el sistema de combustible de EE. UU., los Carter, con su vasta experiencia como desarrolladores, pasaron fácilmente a otro campo energético y se dedicaron al desarrollo de plantas de energía eólica.
Para 1983, habían ganado más de 7 millones de dólares con sus inventos, y en 1992, Carter Jr. pudo retirarse tranquilamente de los negocios eólicos. Pero no de la invención. Quería dejar su huella en algo nuevo, y así fue como regresó a los autogiros.
Superando las Barreras de Velocidad y Hitos de Ingeniería
Un autogiro, al igual que un helicóptero, puede despegar y aterrizar verticalmente y luego volar horizontalmente a una velocidad decente. Sin embargo, su rotor (hélice principal), a diferencia del helicóptero, no está conectado al motor. Tanto el autogiro como el helicóptero comparten un problema común que limita la velocidad máxima de vuelo horizontal: el «número Mu».
Este número es la relación entre la velocidad de vuelo horizontal y la velocidad de la punta de la pala del rotor principal con respecto al aire. En vuelo estacionario, Mu es cero, pero con el inicio del movimiento hacia adelante, este número aumenta. Cuando Mu alcanza la unidad, el flujo de aire que se aproxima supera a la pala que retrocede, privándola por completo de sustentación.
Incluso antes de alcanzar dicha velocidad, los elementos de la pala que retrocede, más cercanos al eje de rotación del rotor y, por lo tanto, con menor velocidad aérea, pierden sustentación, creando problemas con la rotación uniforme del rotor. El problema podría resolverse aumentando las revoluciones del rotor, pero estas también tienen un límite, ya que la velocidad del elemento de la pala no debe exceder 0.7 veces la velocidad del sonido debido al fuerte aumento de las pérdidas por resistencia.
El valor máximo de Mu alcanzado hasta la fecha por un helicóptero es de 0.8 (el helicóptero de ataque experimental Lockheed Cheyenne), y en una aeronave de rotor se ha alcanzado 0.92 (el convertiplano-autogiro experimental McDonnell XV-1). Debido a esta limitación, el récord mundial de velocidad para helicópteros no ha superado hasta ahora los 400 km/h. El modesto Jay Carter decidió simplemente superar esta barrera, proponiendo hacerlo mediante la desaceleración del rotor en vuelo.
Si se logra reducir las revoluciones de vuelo del rotor a altas velocidades, manteniendo la estabilidad de rotación y la capacidad de control del rotor, entonces se puede esperar que las aeronaves de rotor vuelen a velocidades de 600 km/h o más.
Jay Carter se unió a Paul Redding, propietario de un taller mecánico en Wichita, Texas. Juntos construyeron un modelo a escala 1/6 de la futura aeronave. Los cálculos de Jay demostraron que, para mantener la estabilidad a bajas revoluciones, el rotor descargado debía poseer suficiente rigidez e inercia.
En este aparato, el rotor proporciona sustentación en el despegue, a bajas velocidades y en el aterrizaje. A velocidades de crucero, el rotor está completamente descargado, y la sustentación la genera un ala pequeña y rígida. Los compañeros probaron su modelo instalándolo en una barra de 3 metros en la parte delantera de un jeep. Este «túnel de viento de ultra bajo presupuesto» estaba, sin embargo, equipado con numerosos sensores, cuyos datos eran bastante fiables y precisos.
Para octubre de 1994, ya se había logrado una rotación estable del rotor en este modelo a velocidades con Mu=0.8. Así nació el CarterCopter. Se tardaron cuatro años en probar los componentes en tierra antes de poder comenzar los vuelos.
Algunos componentes inventados durante este tiempo realmente tuvieron éxito. El tren de aterrizaje soporta un impacto con una velocidad vertical de 6 m/seg. Se desarrolló y construyó una hélice propulsora que pesaba solo 12 kg con un diámetro de 2.44 m, y presentaba excelentes características tanto en estática como a velocidades superiores a 640 km/h, a altitudes desde el nivel del mar hasta 12 km.
El rotor con contrapesos de uranio (30 kg cada uno) en las puntas, que pesa tres veces menos que el de un helicóptero del mismo diámetro, un parabrisas de gran superficie que soporta la presión dinámica a gran velocidad en una cabina presurizada, y así sucesivamente, son ejemplos de estas innovaciones. El primer vuelo del CarterCopter tuvo lugar el 24 de septiembre de 1998.
El 22 de marzo de 2002, el aparato superó el logro del helicóptero Lockheed Cheyenne, alcanzando un Mu=0.87. Por supuesto, no estuvo exento de incidentes, sobre los cuales el equipo informó honestamente al público.
Especificaciones Técnicas
| Modificación | CarterCopter |
| Diámetro del rotor principal, m | 10.20 |
| Envergadura, m | 9.75 |
| Superficie alar, m2 | 7.15 |
| Peso vacío | 907 |
| Peso máximo al despegue | 1724 |
| Tipo de motor | 1 Motor de pistón V6 NASCAR |
| Potencia, hp | 1 x 600 |
| Velocidad a nivel del mar, km/h | 370 |
| Velocidad a altitud, km/h | 644 |
| Alcance práctico, km | 4023 |
| Techo práctico, m | 3048 |
| Tripulación, tripulantes | 1 |
| Carga útil | hasta 5 pasajeros |
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