Dr. IsCold en desafiando la gravedad, el tiempo en el intercambio de aviones de toro rojo

¿Qué puedes hacer en 45 segundos? ¿Podría pasar parado entre dos planos que se encuentran en una inmersión en la nariz vertical de 140 mph, recupere el control y evita la parada difícil más bien definitiva al final?

• desacelerando, no acelerando
• haciendo el freno de velocidad
• Tecnología F1
• Autopiloto de un cohete
• complicaciones inesperadas
• 45 segundos para el éxito

Contenido

• Desacelerando, no acelerando
• Haciendo el freno de velocidad.
• Tecnología F1
• Autopiloto de un cohete
• Complicaciones inesperadas.
• 45 segundos para el éxito Mostrar 1 artículo más

Esa es la premisa del intercambio de planos, la última y posiblemente la primera hazaña del mundo más loca del equipo de aviación de la Fuerza Aérea de Red Bull, y 45 segundos realmente es la cantidad de tiempo que los pilotos tienen que hacerlo. Suena imposible, por lo que las tendencias digitales hablaban con el Dr. Paulo Iscold, el ingeniero a cargo de modificar la aeronave que se utilizará en el esfuerzo, de hacerlo realidad.

desacelerando, no acelerando

"Es un desafío bastante difícil", dijo el Dr. Iscold, en lo que sonaba como una subestimación seria, antes de continuar con una risa. "Cuando Luke [Aikins, el piloto de la Fuerza Aérea Red Bull, que se le ocurrió el concepto de intercambio de planos], puso el problema delante de mí, yo era como: '¿Qué diablos estamos haciendo aquí?'"

IsCold es exactamente el tipo de persona que desea en este tipo de proyecto. No solo tiene un doctorado en ingeniería mecánica, sino que ha diseñado y construido aviones desde 2001. Su experiencia obvia brilló durante nuestra conversación, al igual que su entusiasmo por el intercambio plano y la aviación en general. Sin embargo, esto es muy diferente de lo que ha hecho antes.

"Mis antecedentes están en aviones de carrera y rompiendo registros, pero esto es lo contrario, se trata de cómo nos dudan en el avión. Desde una perspectiva aerodinámica, ese fue un desafío. Cuando ves el panorama general, son dos personas intercambiando aviones durante el vuelo y eso es muy aterrador. Pero no vemos esa imagen grande, vemos las piezas pequeñas que nos permiten llegar allí. Eso es lo que es este proyecto, es cómo hacer que esta loca no esté loca ".

Hay dos desafíos principales de ingeniería que se destacan entre todas esas piezas pequeñas: el desarrollo y el accesorio de un freno de velocidad especial y un sistema de piloto automático personalizado. Era estos aspectos que exploramos durante nuestra conversación.

haciendo el freno de velocidad

"Cuando hablamos por primera vez, pensé que el freno de velocidad sería mucho más pequeño de lo que tenemos, y pensé que estaría en el ala como un planeador", explicó Iscold, antes de sonreír y agregar, "Es probable que lo hagamos. Es porque pensé que sería simple, luego, ¿después descubrí que no lo era! "

La aeronave que se está utilizando son dos Cessna 182, y el freno de velocidad es esencial para que los planos tengan una grasa controlada, no solo para mantener la velocidad de destino de 140 mph, sino también para la estabilidad. A pesar de que la velocidad y los frenos de aire se usan comúnmente en la aviación, que van desde la aeronave que aterrizan en los transportistas hasta el lado de un cohete Spacex cuando llega a aterrizar, es un territorio inexplorado aquí.

"Es al menos cinco veces más grande [de lo que pensé que tendría que ser]", explicó. "Pensé que sería cuatro pies por 12 pulgadas sobre las alas, y ahora es de 6 pies a 5 pies y en el vientre del avión. Está unido al tren de aterrizaje y otro punto duro frente al fuselaje, y utiliza actuadores hidráulicos para trabajar ".

Aunque es una pieza adicional grande que se agrega al avión, se ha integrado de manera experta en el cuerpo. "Es una modificación muy limpia para el avión, el tren de aterrizaje funciona de forma normal y no necesitamos cortar ni perforar los agujeros. "Simplemente le sujeta con un punto de montaje, y en 30 minutos se podría eliminar toda la sección y el avión volvería a ser estándar".

Tecnología F1

Conectar una estructura plana gigante al fondo de la aeronave creó unos pocos desafíos adicionales. IsCold resolvió el problema de buffeting agregando orificios al freno de velocidad, que permite que el aire pase a través de él y descompione los vórtices que amenazan la estabilidad, pero un problema inesperado tomó un poco más de trabajo. Explicó el freno de velocidad en realidad se compone de cuatro piezas, y durante las primeras pruebas de vuelo, no importa cuántas secciones se usaran, el plano no pasaría una inmersión de 70 grados, y debía ser de 90 grados.

"Tomó un tiempo averiguar qué estaba pasando, incluso con más vuelos de prueba y simulaciones", dijo Iscold. El equipo finalmente hizo un descubrimiento crucial. "El freno de velocidad tiene un área de baja presión justo detrás, y hace que el flujo de aire de aire. La cola del avión está en ese flujo, y eso estaba forzando el avión para lanzar. Los dos se estaban luchando entre sí ".

La solución resultó ser simple (si eres un ingeniero mecánico): "Creamos una brecha entre el fuselaje y el freno de velocidad, por lo que el aire fluye a través de él, y ese chorro de aire protege la cola del flujo de aire. creado por el freno ".

Iscold comparó esto a la forma en que el sistema de reducción de arrastre (DRS) funciona en un automóvil de fórmula uno moderno, donde una sección del ala trasera se levanta para reducir la resistencia. En un automóvil F1, aumenta la velocidad máxima, pero en los planos de intercambio plano, significa que se puede lograr una grasa de 90 grados de forma segura y confiable.

Autopiloto de un cohete

El freno de velocidad es solo una parte de lo que hace que el plano cambie un desafío. Debido a que cada aeronave se dejará desatendido por un período de tiempo, el piloto automático debe hacerse cargo. Normalmente, el piloto automático en una aeronave se preocupa por mantener el nivel del plano, pero para el intercambio plano, tiene que hacer lo contrario y mantener una narida vertical. IsCold explicó que un piloto automático normal no es adecuado, ya que todos sus puntos de referencia habituales se vuelven sin sentido en esa inmersión de 90 grados. ¿La solución? "Fuimos al mismo sistema que los cohetes usan, ya que operan a 90 grados".

Una vez que se elija el sistema, las tolerancias estrictas y la precisión extrema necesaria para que se tenga éxito el plan para tener éxito, comenzando con las diferencias en la velocidad y el tamaño de los objetos involucrados. "Los paracaidistas están cayendo verticalmente y pueden avanzar y hacia los lados un poco, pero no mucho. Está a unos 10 millas por hora. También están sujetos al viento y se moverán con él. Sin embargo, en un avión que va directamente hacia abajo a 140 mph, si cambia el ángulo por solo cuatro grados que ya tiene 10 mph en la horizontal. Cuando el viento golpea al paracaidista, el nivel de superficie es pequeño, pero cuando llega al ala del avión, es como una vela. Todo significa que el piloto automático debe estar siempre dentro de los tres grados de tono para hacer que la trayectoria del aeroplano sea lo suficientemente estable para los paracaidistas ".

En este punto, también es importante recordar que hay dos aviones y dos paracaidistas que tienen que hacer frente a todo esto. "Tenemos un vuelo de formación y ambos aviones deben volar juntos, por lo que puede pensar que la solución natural sería sincronizar los dos planos juntos", nos dijo Iscold. "No estamos haciendo eso. Son independientes. Los ajustamos a comportarse de la misma manera, y cuando estamos haciendo la inmersión, el piloto automático está trabajando para mantener el tono y encabezarse correctamente. Para evitar que se golpeen entre sí, se bucean con un camino divergente a unos pocos grados, pero no lo verá a simple vista ".

complicaciones inesperadas

Debido a que el intercambio de planos es un esfuerzo innovador, no hay un plan para el diseño del plano o el conjunto establecido de pautas a seguir, y eso significa que siempre hay problemas inesperados para resolver. En el día en que hablamos al Dr. Iscold, el equipo había estado luchando con un avión que se comportaba de manera diferente a la otra. Fue una sorpresa, ya que ambos aviones son esencialmente idénticos.

"El plano azul se zambulle directamente como un dardo al suelo. Es perfecto. El avión de plata es una pesadilla y nunca rastrea correctamente, "IsCold reveló, y agregó que ambos planos son exactamente iguales, aparte de una ligera diferencia en la cola.

"Tratamos de cambiar algunas cosas para replicar el plano azul, pero no ayudó", continuó. "El equipo cambió el tamaño del freno de velocidad, y nos dimos cuenta si lo hicimos un poco más pequeño, el avión se volvió más estable. Desafortunadamente, esto hace que el avión sea más rápido y se vuelve más difícil para los paracaidistas ".

Con un examen más, Iscold encontró el problema. "Sabíamos que un avión tenía un centro de gravedad ligeramente diferente, y lo que sucede es cuando eres vertical, el freno de velocidad es como un paracaídas, y quieres que el centro de gravedad esté detrás del paracaídas, si está por encima, no es estable. Así que estamos jugando con esto y hace una diferencia. Es obvio cuando lo digo, pero porque el proyecto es tan grande y complejo, perdimos la pista ".

El plano de plata fue el primero construido, luego el plano azul se desarrolló para ser idéntico. Los problemas como el que tienen el centro de gravedad son difíciles de identificar, especialmente cuando las pruebas de vuelo son logísticamente complejas, ya que siempre se requiere un campo de aviación lo suficientemente grande, junto con los paracaidistas y el equipo de prueba, y la preocupación que debería salir mal, puede significar Perder un plano. La resolución de problemas lleva tiempo, y Iscold dijo que requiere un enfoque firme y paso a paso para obtener todo bien.

45 segundos para el éxito

Ahora, la complejidad de la tarea es clara, regrese a ese plazo de 45 segundos para que los paracaidistas salten de un avión al otro y retire el control.

"Entre la inmersión inicial a la recuperación, tenemos 45 segundos", nos dijo el Dr. Iscold, pero en realidad, ese tiempo se reduce aún más cuando lo rompes. "Los paracaidistas necesitan trabajar todos los botones y asas antes de salir [del avión], cuando perderán unos cinco segundos, y necesitan 10 segundos en la recuperación", continuó. "Entonces, tienen 30 segundos para hacer la transición".

Entonces, en realidad es solo 30 segundos para paracaidismo entre dos aeronaves descendentes rápidamente. Sin embargo, si bien esto suena demasiado corto, el Dr. Iscold no está preocupado. "Ahora [eso] hemos hecho algunos vuelos de prueba, diría que es mucho tiempo. Hasta el punto de que si se pierden el primero, tienen tiempo suficiente para un segundo intento ".

La ingeniería inteligente y una pasión por impulsar los límites de lo que es posible, con una aeronave, de repente, se han hecho que 45 segundos parecen mucho, al menos a los dos valientes paracaidistas que realizan esta emocionante hazaña. _ Podrás ver el resultado del Dr. Iscold y el trabajo duro de su equipo cuando el Plazo de Red Bull Swap _takes se ubica el domingo 24 de abril. Se está siendo exclusivamente transmitido en vivo en el lugar de los Estados Unidos a las 7 p.m.. Et o 4 p.m. Pt., Y en Red Bull TV globalmente a la misma hora.