Aviones experimentales y los UAV

Los aviones X

Por: Rubén Tesolin

 


Desde los inicios del Fenómeno OVNI, con el desarrollo de la Guerra Fría y más aún con el avance en las tecnologías de automatización, para ciertos aviones experimentales y vehículos aéreos no tripulados, y en la última década la implementación de técnicas de automatización dinámica, en los vehículos aéreos no tripulados autónomos; han aumentado considerablemente los casos de observaciones de objetos voladores mal identificados.

Los aviones X, en su mayoría de origen militar, están limitados a las pruebas de las grandes potencias y han producido una importante casuística en Estados Unidos y en Europa.
Los UAV, en un comienzo militares, dieron lugar a casos de no identificados en Norteamérica y Europa, últimamente con la generalización de su empleo en actividades civiles, han provocado el aumento de casos de objetos voladores mal identificados en todo el mundo.


El X-23 PRIME (Precision Recovery Including Maneuvering Entry) fue un proyecto de mediados de los años 1960 de la USAF, continuación del proyecto START, cuyo propósito era probar la tecnología necesaria para maniobrar cuerpos sustentadores para la reentrada atmosférica con una capacidad de maniobra suficiente como para alcanzar 1100 km de distancia. Las aplicaciones de tal tecnología incluían ojivas para misiles balísticos intercontinentales, cápsulas de retorno de material fotográfico procedente de satélites de reconocimiento y vehículos tripulados. X-23 PRIME era un modelo a subescala de la configuración de cuerpo sustentador tipo SV-5D planeada para el vehículo de pruebas tripulado X-24A.
El vehículo realizó tres vuelos suborbitales, demostrando la capacidad de maniobra requerida y los problemas derivados del uso de un escudo térmico compuesto de materiales ablativos. Pesaba 400 kg y fue construido principalmente en titanio (aleación 2014-T6), con algunas partes de su estructura compuestas de berilio, acero ó aluminio.






Para los vuelos de prueba, el X-23 PRIME fue lanzado mediante cohetes Atlas desde la base de Vandenberg. En el punto más alto de su trayectoria el cohete se giraba 180 grados para acelerar la nave hacia una reentrada a velocidades orbitales. El vehículo se separaba del cohete portador y su sistema de guía inercial lo llevaba a un punto de recuperación preseleccionado. El control de actitud se realizaba mediante propulsores de chorros de nitrógeno a alta presión. Durante la reentrada el sistema de control cambiaba automaticamente de los propulsores a las superficies de control aerodinámico.
El escudo térmico estaba formado por fibras de de nylon y silicio embebidas en un material ablativo aplicado a una base en forma de panal, todo ello con un espesor de entre 2 y 7 cm según el impacto térmico esperado para cada parte. El morro iba protegido con una resina fenólica de carbono.
La reentrada se daba por finalizada cuando el vehículo disminuía hasta Mach 2, desplegando un paracaídas de frenado, seguido del despliegue de un paracaídas de 14 metros de diámetro a velocidades subsónicas. La nave era recuperada mientras descendía utilizando un avión JC-130B.






El X-20 Dyna-Soar ('Dynamic Soarer') fue un programa de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) para desarrollar un avión espacial que pudiera llevar a cabo una serie de misiones militares, incluyendo reconocimiento, bombardeo, rescate espacial, mantenimiento de satélites, y sabotaje de satélites enemigos . El programa empezó el 24 de octubre de 1957 y terminó el 10 de diciembre de 1963, costó 410 millones de dólares, y fue cancelado justo después de haber sido comenzada su construcción.



El X-13A-RY Ryan Vertijet fue un avión experimental VTOL de los Estados Unidos en los años 1950. El objetivo principal de proyecto era demostrar la capacidad de realizar un despegue vertical, deslizarse, pasar de la verticalidad a la horizontalidad y aterrizar de nuevo en vertical.
Tras la Segunda Guerra Mundial, los ingenieros de Ryan se preguntaron si el FR-1 Fireball, que tenía una relación peso-empuje de 1 cuando llevaba poco combustible, podía despegar en vertical. En 1947 la Oficina de Aeronáutica de la Armada de los Estados Unidos otorgó a Ryan un contrato para investigar el desarrollo de un avión de combate de despegue vertical. Ryan realizó pruebas de bancos de ensayos VTOL controlados a distancia entre 1947 y 1950, y con una plataforma volante en 1951. Ryan ganó un contrato de la USAF en 1953 para crear un avión de reacción real, que fue denominado X-13. Se construyeron dos prototipos.






El primer prototipo, con número de serie 54-1619 iba equipado con un tren de aterrizaje y realizó su primer vuelo horizontal el 10 de diciembre de 1955. El segundo prototipo (número de serie 54-1620) realizó un despegue en vertical el 11 de abril de 1957, cambiando de vuelo vertical a horizontal y de nuevo a vertical, donde aterrizó en la plataforma mediante el gancho del morro.
Los días 28 y 29 de julio de 1957, el X-13 hizo una demostración el Washington D.C., cruzando el río Potomac y aterrizando en el Pentágono. La USAF no continuó el desarrollo del X-13 debido a la falta de capacidad operacional.



El X-29 Grumman fue un avión de caza experimental que sirvió de base para investigar un conjunto de nuevas tecnologías, para aplicarlas en el futuro en otros aviones de combate de Quinta generación de cazas de reacción; las más destacadas fueron el ala en flecha invertida y las superficies de vuelo tipo canard.






Siguiendo el programa de pruebas de los aviones X, se construyó este moderno avión para preparar el diseño, la tecnología y la posible producción en serie en el futuro, de un avión de combate de Quinta generación de cazas de reacción. El X-29 realizó su primer vuelo en 1984 y durante los siguientes diez años, los dos X-29 construidos fueron usados por la DARPA para realizar pruebas de vuelo.






Avión de pruebas de vuelo y laboratorio de nuevas tecnologías, de diseño monomotor, con alas invertidas y alerones delanteros canard's, para alta maniobrabilidad. La inestabilidad aerodinámica inherente de esta configuración, requirió el uso de modernos controles fly-by-wire computarizados, y fue necesario, el uso de avanzados materiales compuestos, para fabricar el ala, lo suficientemente rígida, pero sin que resultara demasiado pesada, diseño que luego se aplicó con éxito en los nuevos aviones de Quinta generación de cazas de reacción, con alas que tienen materiales compuestos y una forma convencional, tipo romboidal, como el Lockheed Martin F-22 Raptor que si se fabricó en serie, y el más moderno Lockheed Martin F-35 Lightning II, que está en etapa de pruebas.



El X-36 McDonnell Douglas / Boeing fue construido a un 28% del posible tamaño original del caza, y fue controlado por un piloto desde una estación virtual en tierra. El avión iba provisto con una videocámara montada en el morro que permitía controlar todos los movimientos.
Para controlar la aeronave, se utilizó canards en el frente de las alas así como motores direccionales por control remoto. El X-36 resultó inestable en guiñada, cabeceo y también en el eje de rotación. Para hacerlo estable se diseño un sistema digital de control fly-by-wire.






El primer vuelo fue el 17 de mayo de 1997, al que le siguieron 31 vuelos exitosos más. El programa funcionó muy bien, y se consiguieron alcanzar objetivos muy superiores a los marcados. En agosto de 1997 Boeing y McDonnell Douglas se fusionaron mientras los test seguían en progreso, por lo que a veces el avión es denominado Boeing X-36.






El X-36 poseía una alta capacidad de maniobra, lo que hubiera sido ideal para un caza de combate. A pesar de su potencial y del enorme éxito de los experimentos el proyecto se detuvo y no se han comunicado más informes sobre el desarrollo del X-36 hasta 2011.



El X-45 Boeing es un vehículo aéreo de combate no tripulado (UCAV, siglas en inglés de Unmmaned Combat Air Vehicle) desarrollado por Boeing Phantom Works como un demostrador del concepto para una nueva generación de aeronaves militares completamente autónomas. Fabricado por Boeing Integrated Defense Systems, el X-45 es parte del proyecto J-UCAS de la DARPA.
Boeing desarrolló el X-45 como receptáculo de tecnologías durante el desarrollo del Bird of Prey. Las características del X-45 y su perfil lateral extremadamente bajo lo sitúan encabezando los límites de las aeronaves. El fuselaje central está fundido con el ala sobresalinedo un poco. No tiene superficies de control verticales.






Eliminar el piloto y todos los sistemas asociados reduce drásticamente el coste de la aeronave. Se puede pilotar por control remoto el avión, pero el aparato es totalmente autónomo.
El X-45A realizó su primer vuelo el 22 de mayo de 2002. La primera generación de UCAV están diseñados para funciones aire-tierra con capacidades defensivas aire-aire con la ayuda de pilotaje remoto. El 18 de abril de 2004 el X-45A realizó existosamente su primera prueba de bombardeo en la Base Aérea de Edwards.






El 4 de febrero de 2005, en su vuelo número 50, dos X-45A despegueraron para un simulacro de patrulla y fueron alertado de la presencia de un objetivo. Los X-45A autónomamente determinaron que vehículo tenía una combinación óptima de posición, armamento y combustible para atacar el objetivo. Tras tomar esta decisión, uno de los X-45A cambió su dirección y el operador de tierra permitió el ataque a un sistema antiaéreo simulado. Tras el primer impacto, apareció otra alerta simulada y fue destruida por el segundo X-45A.






Esto demostró la capacidad de estos vehículos para trabajar autónomamente como equipo y gestionar sus recursos, así como su capacidad de volar por sí mismos hacia objetivos no prefijados, cosa significativamente más complicada que seguir un patrón de ataque predeterminado.



El X-51 Boeing (también conocido como X-51 Wave Rider) es un avión no tripulado con motor tipo scramjet de velocidad hipersónica (Mach 7, unos 8.580 km/h). El programa para la construcción del X-51 está conformado por el consorcio de la fuerza aérea de Estados Unidos USAF, DARPA, NASA, Boeing y Pratt & Whitney Rocketdyne. El programa es administrado por la dirección de la fuerza aérea de Estados Unidos USAF. El programa esta administrado por el Directorato de Propulsión dentro de los Estados Unidos, el Air Force Research Laboratory (AFRL).






El proyecto del X-51 es el producto final de los esfuerzos anteriores de mejorar el motor de scramjet alimentado de hidrocarburos desarrollados bajo la USAF en el Programa HyTech. El vehículo de prueba de vuelo de scramjet fue designado X-51 el 27 de septiembre de 2005. El X-51 se remolcará a prueba en un bombardero B-52.
El primer vuelo del X-51 se esperaba en 2009. DARPA había considerado que el X-51 serviría para avanzar paso a paso al Blackswift, un prototipo para vuelo hipersónico que fue cancelado en octubre de 2008.






La fase de pruebas del X-51A comenzó a finales de 2006. Una versión preliminar del X-51, el "Ground demostrador Engine Nº 2", completó las pruebas de túnel de viento en el Centro de investigación Langley, el 27 de julio de 2006. En abril de 2007 fue probado en un simulador de vuelo. El resultado fue positivo. Se construyeron dos motores de prueba en suelo y las pruebas continuaron bien.
Durante las demostraciones de vuelo, un B-52 llevará el X-51 a una altitud de cerca de 50.000 pies y luego lo liberará. Inicialmente impulsado por un ATACMS cohete sólido de refuerzo, el scramjet empezará a funcionar aproximadamente después del Mach 4.5, y el vehículo acelerará a una velocidad de vuelo cercana a Mach 6.
En 2009 están programados un total de 4 vuelos de prueba. El primer vuelo del X-51A está programado para el 27 de octubre de 2009, y Boeing ha propuesto a la USAF ampliar el número de vuelos de prueba de cuatro a seis.






En agosto de 2009 se confirmó que el primer vuelo tendría lugar el 13 de diciembre de 2009, con tres o más vuelos a intervalos de cuatro a seis semanas, suponiendo que no se presenten fallos. El propósito de las pruebas es observar la aceleración entre Mach 4 y 6, y "mostrar o lograr el empuje hipersónico".
El X-51A WaveRider, no completó el vuelo de prueba al que lo sometió el 14 de agosto de 2012 el Departamento de Defensa de EE UU por el fallo en una aleta, ha informado una fuente del Pentágono. El WaveRider X-51A fue lanzado con éxito y se desprendió correctamente del bombardero B-52 al que estaba anclado. Sin embargo tuvo un fallo a los 16 segundos en una aleta de control de crucero.

    "Es lamentable que un problema con este subsistema abortase rápidamente el vuelo antes de poder encender el motor 'scramjet' (encargado de alcanzar velocidades hipersónicas)". "Todos nuestros datos mostraron que había condiciones adecuadas para el encendido del motor y estábamos muy esperanzados en poder cumplir con los objetivos de la prueba".
    Charlie Brink, gerente del Programa de Investigación del X-51A del laboratorio de la Fuerza Aérea estadounidense.



Los UAV

 

Es un vehículo aéreo no tripulado, UAV por siglas en inglés (Unmanned Aerial Vehicle), o sistema aéreo no tripulado, UAS (Unmanned Aerial System), conocido en castellano por sus siglas como VANT, es una aeronave que vuela sin tripulación humana a bordo. Son usados mayoritariamente en aplicaciones militares. Para distinguir los UAV de los misiles, un UAV se define como un vehículo sin tripulación reutilizable, capaz de mantener un nivel de vuelo controlado y sostenido, y propulsado por un motor de explosión o de reacción. Por tanto, los misiles de crucero no son considerados UAV porque, como la mayoría de los misiles, el propio vehículo es un arma que no se puede reutilizar, a pesar de que también es no tripulado y en algunos casos guiado remotamente.






Hay una amplia variedad de formas, tamaños, configuraciones y características en el diseño de los UAV. Históricamente los UAV eran simplemente aviones pilotados remotamente (en inglés: drones), pero cada vez más se está empleando el control autónomo de los UAV. En este sentido se han creado dos variantes: algunos son controlados desde una ubicación remota, y otros vuelan de forma autónoma sobre la base de planes de vuelo preprogramados usando sistemas más complejos de automatización dinámica. Cabe destacar que las aeronaves controladas remotamente en realidad no califican para ser llamadas como UAV, ya que los vehículos aéreos pilotados remotamente (o por control remoto) se conocen como Aeronaves Radiocontroladas o Aeronaves R/C; esto debido a que, precisamente, los UAV son también sistemas autónomos que pueden operar sin intervención humana alguna durante su funcionamiento en la misión a la que se haya encomendado, es decir, pueden despegar, volar y aterrizar automáticamente.






Actualmente, los UAV militares realizan tanto misiones de reconocimiento como de ataque. Si bien se ha informado de muchos ataques de drones con éxito, también son susceptibles de provocar daños colaterales y/o identificar objetivos erróneos, como con otros tipos de arma. Los UAV también son utilizados en un pequeño pero creciente número de aplicaciones civiles, como en labores de lucha contra incendios o seguridad civil, como la vigilancia de los oleoductos. Los vehículos aéreos no tripulados suelen ser preferidos para misiones que son demasiado "aburridas, sucias o peligrosas" para los aviones tripulados.






Se pueden aplicar en ambientes de alta toxicidad química y radiológicos en desastres tipo Chernóbil, en los que sea necesario tomar muestras con alto peligro de vidas humanas y realizar tareas de control de ambiente. Las aeronaves cumplen con las normas regulatorias establecidas en el Tratado de Cielos Abiertos de 1992 que permiten los vuelos de UAV sobre todo el espacio aéreo de sus signatarios. Además, pueden cooperar en misiones de control del narcotráfico y contra el terrorismo. También podrían grabar vídeos de alta calidad para ser empleados como medios de prueba en un juicio internacional. En España la compañía Flightech Systems ha obtenido ya el primer certificado experimental de europa por parte de AESA para UAV de uso civil del avión FT_ALTEA.






En el ámbito de la observación de la tierra los UAV tienen múltiples aplicaciones y posibilidades en el mercado civil:

    *Cartografía: realización de ortofotomapas y de modelos del terreno de alta resolución.
    *Agricultura: gestión de cultivos, plantaciones y explotaciones agropecuarias.
    *Servicios forestales: seguimiento de las áreas boscosas y control de incendios.
    *Geología: relevamiento de áreas rocosas y estructuras montañosas.
    *Hidrología: sobrevuelo de cuencas hídricas y cursos de agua no rastreables desde tierra.
    *Medio ambiente: estado de la atmósfera, observación y evaluación de la contaminación.
    *Control de obras y evaluación de su impacto: observación de progreso e incidencia ambiental.
    *Seguimiento de la planificación urbanística: relevamiento del conjunto poblacional.
    *Gestión del patrimonio: organización y administración de recursos públicos y privados.


También se aprovecha la ventaja de que su duración máxima volando solo es limitada por su combustible y por su sistema de vuelo, sin tener las limitaciones correspondientes a tener tripulación.






También pueden ser categorizados dependiendo de su altitud y alcance máximo:

    *HANDHELD: unos 2000 pies de altitud, unos 2 km de alcance.
    *CLOSE: unos 5000 pies de altitud, hasta 10 km de alcance.
    *NATO: unos 10 000 pies de altitud, hasta 50 km de alcance.
    *TACTICAL: unos 18 000 pies de altitud, hasta 160 km de alcance.
    *MALE (medium altitude, long endurance); hasta 30 000 pies de altitud y un alcance de 200 km.
    *HALE (high altitude, long endurance): sobre 30 000 pies de altitud y alcance indeterminado.
    *HYPERSONIC: alta velocidad, supersónico (Mach 1-5) o hipersónico (Mach 5+), altitud suborbital.
    *ORBITAL: en órbitas bajas terrestres (Mach 25+).
    *CIS Lunar: viaja entre la Tierra y la Luna.
   





Los UAV, dependiendo su misión principal, suelen ser clasificados en seis tipos:

    *De blanco: sirven para simular aviones o ataques enemigos en los sistemas de defensa.
    *Reconocimiento: información militar. Se destacan los MUAV (Micro Unmanned Aerial Vehicle).
    *Combate (UCAV): para combatir y llevar a cabo misiones que suelen ser muy peligrosas.
    *Logística: diseñados para llevar carga.
    *Investigación y desarrollo: en ellos se prueban e investigan los sistemas en desarrollo.
    *UAV comerciales y civiles: son diseñados para propósitos civiles.






Las importaciones de vehículos aéreos no tripulados en 2003 a 2010. Implementado en 38 países con una inversión de U$S 2,2 mil millones.

Cabe señalar que para que grandes sumas destinadas globalmente a desarrollo y fabricación de vehículos aéreos no tripulados, las importaciones del mundo (exportaciones) en esta categoría tiene un orden de los volúmenes de menor magnitud. Esto se debe, principalmente, al hecho de que el mundo creado cientos de muestras de vehículos aéreos no tripulados (650) varias decenas de países (más de 40) para su propio uso y para los dispositivos de exportación sólo están disponibles cada empresa con la base de la mayoría de los científicos modernos e industriales. 

Esas empresas, ante todo, para incluir a los fabricantes de Israel y Estados Unidos, que virtualmente monopolizado por los mercados actuales y potenciales para aviones no tripulados envíos internacionales (UAV para una serie de categorías de Israel y de EE.UU. para la cuenta de una cierta competencia, Austria y Francia). Programas conjuntos de vehículos aéreos no tripulados llevando a cabo por varios países en la oferta de este grupo de países se cuentan como los programas nacionales. Para la entrega a los países que no pertenecen a este grupo hará que las exportaciones clasificadas en el país, que es la sociedad matriz de un proyecto en particular.

El cálculo incluye el suministro de vehículos aéreos no tripulados nueva, con licencia de software y los suministros de los países exportadores de dom (incluido el alquiler). Establecer el valor de las importaciones en dólares corrientes de los EE.UU. en este año o que (es decir, en el momento de la contratación). De acuerdo con TSAMTO, el valor de las importaciones en el Reino Unido en esta categoría en 2003-2010. ascendió a 329 millones de dólares. Turquía en el volumen de las importaciones de 301 millones de dólares en el segundo lugar. Tres líderes de Canadá se cierra - 169 millones de dólares.

En más importantes del mundo diez importadores de vehículos aéreos no tripulados por un período de 8 años (2003-2010). Situado en un lugar del 4 al 10 en orden descendente son: Emiratos Árabes Unidos (165 millones de dólares), India (164 millones de dólares), Rusia (158 millones de dólares) Francia (125 millones de dólares), Singapur ($ 100 millones), Pakistán (87 millones de dólares) e Italia (82 mn). Los importadores en calificación UAVs en el período 2003-2010 incluye 38 países.