Paracaidismo
Conoce la ciencia que está haciendo posible Plane Swap
Con la ayuda de planificación, pruebas e ingeniería del Dr. Paulo Iscold, Luke Aikins y Andy Farrington realizarán el primer salto doble entre dos aviones en un épico evento en vivo el 24 de abril.
La idea sonaba imposible. Dos aviones con un solo piloto que se lanzan en picada hacia el suelo, con cada piloto saltando de su avión y luego zambulléndose al costado y hacia el otro avión. Cuando se le presentó el concepto a Paulo Iscold, ingeniero, profesor universitario y piloto, cuestionó la cordura de la persona que le presentaba la idea: la leyenda del paracaidismo Luke Aikins.
Iscold conoció a Aikins después de que el maestro de paracaidismo saltara desde 7620 m (25 000 pies) sin paracaídas y aterrizara en una red gigante en el 2016. El profesor de ingeniería aeroespacial cuestionó la cordura de Aikins, pero después de mucha discusión, Iscold pudo apreciar la ciencia detrás del acto temerario.
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Luke Aikins y Paulo Iscold conversando
© Chris Tedesco/Red Bull Content Pool
Los dos siguieron siendo más que conocidos casuales cuando el piloto Kevin Coleman animó a Iscold a hablar con Aikins sobre la idea de dos paracaidistas saltando de un avión al avión del otro.
Una vez más, Iscold apenas podía creer lo que estaba escuchando. "Tuvo la idea de intercambiar aviones en el aire, es una locura otra vez", recordó Iscold. "Pero nadie había hecho eso antes y siempre me gustó la idea de involucrarme en cosas que nadie intentando antes. Le dije de inmediato: 'Acepto, quiero hacerlo. Lo que sea necesario, lo haré'. ."
Lo que comenzó como un pensamiento loco se convertirá en realidad el 24 de abril. Durante la transmisión en vivo de Plane Swap, Aikins y su primo Andy Farrington saltarán de aviones que se precipitan hacia el suelo, maniobrarán hacia el avión del otro para tomar el control y volarán. lejos. Suena perfectamente cuerdo, ¿verdad?
Luke Aikins en la cabina
© Chris Tedesco/Red Bull Content Pool
Andy Farrington y su avión están listos para Plane Swap
© Michael Clark/Red Bull Content Pool
Este es un evento que apenas ha sido conceptualizado, y mucho menos intentado. Nunca en la historia de la aviación un piloto despegó en un avión y aterrizó en otro. Sin embargo, este hito presenta no solo a uno, sino a dos pilotos que van a realizar simultáneamente una hazaña que puede durar 40 segundos, pero será una maravilla de la ingeniería que habrá tardado casi un año en ejecutarse. Se hizo evidente que para ejecutar una hazaña tan increíble, los pilotos no solo tendrían que tener nervios de acero, sino también desafiar las leyes de la física.
Dibujos de diseño para el freno de aire.
© Red Bull Content Pool
"Hay un montón de ingeniería genial en marcha con algunos diseños muy especiales", dijo Aikins. "Lo más importante es que tenemos que demostrar que estos aviones, básicamente son modificables. Es casi como un transformer. Cuando aplicamos el freno gigante y apagamos el motor, es imposible que el avión siga volando. Se convierte en un objeto que cae". Este avión ya no es aerodinámicamente capaz de volar. Simplemente está cayendo por el aire hasta que vuelves a subirte, cambias todo y lo vuelves a convertir en un avión, para que pueda volar. No puedes aterrizarlo teniendo este freno abajo.
"Cuando esto suceda, para mí será uno de esos momentos geniales en los que superamos todos los obstáculos y aquí estamos, listos para hacerlo realidad".
Una persona que juega un papel importante en poder realizar Plane Swap es Iscold, quien ha diseñado aviones que han establecido múltiples récords mundiales en las últimas dos décadas. Sin embargo, este proyecto no se parece en nada a lo que ha trabajado antes.
En lugar de volar más rápido, el objetivo es reducir la velocidad de los aviones mientras se precipitan hacia la Tierra, y mientras lo hacen, deben permanecer lo suficientemente estables en el descenso para que Aikins y Farrington puedan entrar en los aviones y retomar el control de la aeronave. Ahí es donde se ponen a prueba las leyes de la física.
"La primera idea fue usar un drogue shoot, un paracaídas sujeto al avión", dijo Iscold. "Le pregunté, ¿por qué no haces eso? el dijo: 'Bueno, el problema es que, en primer lugar, no se ve bien porque siempre tienes a esta gente que no entiende por qué el avión no va tan rápido mientras vas en picada. Pero también es difícil de desarrollar, porque cada vez que haces una caída, necesitas desplegar el paracaídas y luego necesitas recuperar el paracaídas. Así que no hay forma de que lo probemos y lo que es importante en este proceso es entender que, sí lo que están haciendo es único, solo lo vamos a hacer una vez, pero estamos abordando ese problema paso a paso'.”.
Iscold desglosó ese paso a paso con una analogía humorística de cómo comerse un elefante; pieza por pieza. El equipo dividió el vuelo en el ascenso a entre 12 000 pies y 14 000 pies (aproximadamente 3650 m y 4270 m), la nivelación y la caída en picado que incluye a los pilotos saltando e intercambiando aviones y luego tomando el control de los aviones. Sin embargo, como un verdadero ingeniero, Iscold descubrió rápidamente que había un par de problemas importantes que debían resolverse.
La aeronave necesitaba volar en formación directamente hacia el suelo y permanecer lo suficientemente estable para que los paracaidistas puedan maniobrar por el aire y poder entrar a través de una puerta del ancho de un refrigerador doméstico, pero no tan alta. Además, los aviones deben reducir la velocidad al descender, porque sin ataduras, el avión viajaría a una velocidad demasiado alta para que los saltadores los alcancen, y los aviones pronto se desintegrarían debido a la velocidad.
Paulo Iscold con uno de los aviones que sus diseños ayudaron a modificar
© Michael Clark/Red Bull Content Pool
Por lo tanto, se descartó rápidamente la caída libre de los aviones, al igual que el paracaídas arrastre antes mencionado. Iscold y el equipo encontraron dos soluciones que tendrían que desarrollarse exclusivamente para Plane Swap. Primero, tendrían que crear un freno de velocidad que ralentizara el plan en la inmersión y ayudara a mantenerlo estable. En segundo lugar, el desarrollo de un piloto automático que sería capaz de controlar los aviones mientras Aikins y Farrington salían y volvían a entrar en los aviones de los demás.
Se han invertido cientos de horas de entrenamiento en Plane Swap
© Michael Clark/Red Bull Content Pool
"Sabía que lo que teníamos que hacer para el proyecto era desarrollar el sistema de frenos de velocidad y desarrollar el sistema de piloto automático", dijo Iscold. "Esa es otra parte que es única en el proyecto. Normalmente, el piloto automático está diseñado para volar el avión en línea recta y no se puede comprar un piloto automático que vuele hacia el suelo, así que supimos desde el primer día que esas eran las partes que teníamos que desarrollar.
"Es muy interesante que de la misma manera en que pensamos que el freno de velocidad sería mucho más pequeño y simple, pensamos que el piloto automático sería capaz de rastrear un punto en el suelo. Ya sabes, simplemente apuntas el avión a ese punto y asegúrate de volar hacia ese punto. Muy rápidamente a través del desarrollo, sin embargo, nos dimos cuenta de que no puedes hacer eso porque tienes viento. Entonces, el paracaidista estaría flotando con el viento y también debes permitir que el avión se mueva con el viento, por lo que poseen la misma masa de aire. Esas son las cosas que, comienzas un proyecto, piensas que lo vas a hacer de una manera, pero a través del proyecto, cambias de opinión".
Primera representación de diseño de las modificaciones de los aviones
© Red Bull Content Pool
El freno de velocidad era complicado, porque no solo necesitaba poder reducir la velocidad y estabilizar el avión, sino que también debía ser lo suficientemente funcional como para poder convertirse en parte de los aviones Cessna 182. Uno de los miembros del equipo, Ryan Malherbe, sugirió una forma muy inteligente de colocar el freno de velocidad en la panza de los aviones. A medida que los aviones se lanzaban en picado, los frenos de velocidad se abrían e iban perpendiculares a la panza del avión.
Los aviones se preparan en el hangar
© Michael Clark/Red Bull Content Pool
Todo el trabajo que he estado haciendo durante un año es por 40 segundos de vuelo en picada
Al principio, el despliegue del freno de velocidad se probó en un aeropuerto en San Luis Obispo, California, cerca de la universidad donde Iscold enseña Ingeniería Aeroespacial. Los aviones serían levantados por una grúa para probar bajar la "puerta del granero", como lo comparó Aikins. Eso tuvo varias pruebas antes de que pudieran probarlo en el aire.
Una vez que el equipo lo probó en el aire, hubo múltiples modificaciones porque las primeras versiones no podían inclinar los aviones a más de un ángulo de 70 grados hacia el suelo. Un cambio exitoso de avión requería una caída en picada de 90 grados. Fue entonces cuando el flujo de aire se convirtió en una consideración necesaria. 'Down Wash' se convirtió en un término que se volvió bastante familiar. Había que calcular cómo fluía el aire no solo alrededor de las alas sino también a través de las colas de los aviones. Se tuvo que crear una grieta de aire entre la barriga del avión y el freno de velocidad para que el aire pudiera fluir tanto por encima como por debajo del freno y a través de la cola.
"Esta ala no es simétrica, tiene un poco de curvatura lo que significa que con un ángulo de ataque cero produce un poco de sustentación", dijo Iscold. "Entonces, debo colocarlo un poco más de 90 grados para producir elevación cero. ¿Y por qué queremos elevación cero? Queremos elevación cero porque cuando el avión desciende y tiene una fuerza, esa fuerza hace que el avión acelere. No podemos permitirnos eso porque el paracaidista se dirige verticalmente hacia el suelo. Entonces, es por eso que necesitamos 90 grados hacia el suelo, pero el avión estará en un ángulo de 95 grados. Entonces, el avión está en un pequeño ángulo, pero va 90 grados hacia el suelo".
Los cálculos de Iscold son que todo el truco tomará menos de un minuto una vez que los aviones entren en picada tándem. "Literalmente, todo el trabajo que he estado haciendo durante un año es para 40 segundos de vuelo en picada", bromeó Iscold. "Son 365 días de trabajo por 40 segundos de resultado".
Recayó en el piloto automático para mantener esas caídas en picada, que debían personalizarse para este evento. Para que este truco sea un éxito, los aviones deben continuar volando en formación controlada hacia el suelo y trabajar en conjunto con el freno de velocidad. Iscold y Leo Torres, profesor compañero de Cal Poly San Luis Obispo, trabajaron en el desarrollo de este sistema automatizado.
El equipo trabaja arduamente en los aviones Cessna que se utilizarán
© Red Bull Content Pool
Al principio, crearon un sistema que era demasiado preciso. Esto requeriría una autocorrección continua de la aeronave, lo que dificultó que Aikins y Farrington ingresaran a los aviones. Entonces, el piloto automático fue modificado para volverse "perezoso", como lo llamó Iscold. Esto mantendrá los aviones más estables para facilitar el reingreso.
El reingreso para cada uno de los paracaidistas es complicado porque, aunque los aviones no viajan a máxima velocidad, siguen viajando a unos 225 km/h. Se debe considerar la fuerza G para determinar cómo Aikins y Farrington ingresarán a la aeronave, poder llegar a la cabina y presionar el botón para desactivar la caída en picada y corregir automáticamente el ángulo del avión para tomar el control y volar.
Andy Farrington persiguiendo su avión en el entrenamiento
© Red Bull Content Pool
“Esa era una de mis preocupaciones, el hecho de que el avión está vertical y ya no puedes sentarte en tu asiento”, dijo Iscold. "Se me ocurrieron todo tipo de soluciones para permitirles moverse dentro del avión mientras se zambullían, pero cuando hicimos el primer salto en paracaídas con el avión, Andy agarró el puntal, se arrastró hacia el avión y colocó su pecho en el marco de la puerta, uno pierna y brazo dentro del avión, el otro fuera del avión. En esa posición, podría comenzar fácilmente el proceso de recuperación de la inmersión y luego sentarse en el asiento. Entonces, este es solo un ejemplo de que, como ingeniero, es muy fácil para mi para crear soluciones para problemas que en realidad no existen. Por eso, todos los vuelos de prueba durante el desarrollo del proyecto son importantes".
En ese punto, el freno de velocidad se convierte en un detrimento. A medida que el avión se estabiliza, la velocidad es necesaria para volar y completar el evento con éxito. "Después de comenzar la secuencia de recuperación, la velocidad del avión comienza a disminuir y necesitamos reiniciar el motor e inmediatamente retraer el freno de velocidad", dijo Iscold. "Esto permitirá que el avión vuelva a volar, pueda aterrizar y termine la secuencia".
El equipo de Plane Swap ha estado haciendo pruebas estos últimos meses en el aeropuerto de San Luis Obispo, con el apoyo de Edward 'Tres' Clements y Kyle Inks de la compañía Aerocrafted. Iscold dijo que los hombres y su compañía han brindado apoyo continuo en el desarrollo de todas las piezas personalizadas para este proyecto único. Aaron Fitzgerald es otro piloto que ha sido parte de las pruebas y prácticas de Plane Swap.
"Todos estos logros solo son posibles cuando trabajas con un equipo, y es importante que en todo se seleccione el mejor equipo con el que puedan trabajar", dijo Iscold. "El año pasado fue una oportunidad para mí poder observar cómo trabaja Luke, cómo trabaja Andy, cómo trabaja el equipo y tomar mi decisión. ¿Queremos seguir siendo parte de esto o no? Y la decisión hasta ahora es que voy a ir hasta el final con estos muchachos".
Luke Aikins y Andy Farrington hablan antes de otro vuelo de entrenamiento
© Chris Tedesco/Red Bull Content Pool
La culminación de Plane Swap se hará sobre el desierto de Arizona el 24 de abril. Aunque no serán las temperaturas abrasadoras que se ven durante el verano, el clima será más cálido que el clima en el que han estado realizando vuelos de prueba en San Luis Obispo. Eso también ha sido calculado.
Se han realizado prácticas de vuelo sobre la costa de San Luis Obispo
© Michael Clark/Red Bull Content Pool
"Hay una pequeña diferencia con la temperatura más alta", dijo Iscold. "La velocidad a la que caemos es un poco más alta porque el aire es menos denso. No podemos darnos el lujo de que haga demasiado calor, por lo que apuntamos al final de la tarde, porque deberíamos tener temperaturas más razonables. Temperaturas altas en tierra también producen más turbulencia, pero las condiciones en las que volamos aquí en San Luis Obispo, con la energía eólica marina, también son muy turbulentas. No creo que la turbulencia sea un gran problema para nosotros en Arizona ya que lo que estamos haciendo aquí es muy similar a lo que haremos en el desierto. Con suerte, San Luis Obispo nos dará un buen clima para los próximos vuelos de prueba, y Arizona no nos dará un día de mucho calor".
Con el aumento del interés en torno a Plane Swap, las preguntas que ha recibido el equipo generalmente se refieren hasta qué punto se pueden probar las leyes de la física.
"Una pregunta que me han hecho mucho mis alumnos y otras personas aquí en el aeropuerto es por qué estamos haciendo esto y si se convertirá en un producto o si hay un freno de velocidad que se pueda usar en otro avión", dijo Iscold. "Lo que le digo a la gente es que no todos los proyectos que hacemos son los que necesitamos para salvar el mundo. Está bien hacer proyectos que son solo por diversión, y la felicidad no es el destino, es el viaje. Estoy disfrutando el viaje para llegar allí.
"Desde la perspectiva tecnológica, es solo un desafío diferente. No se convertirá en un producto. No mejorará nada en el mundo, pero me hará más agudo y mejor para resolver otros problemas más adelante. Lo que estamos tratando de hacer aquí es inspirar a la gente y mostrarle que no importa qué tan grande sea el problema que tienes por delante, si lo manejas bien y te comes el elefante pieza por pieza, siempre puedes comerte el elefante entero".
Paulo Iscold inicialmente pensó que la idea era una locura
© Michael Clark/Red Bull Content Pool
Ahora que han trabajado juntos y se acercan a la línea de meta en otra hazaña de la aviación que abre un camino para que otros lo sigan, Iscold ha cambiado mucho su tono en cuanto a su primera impresión al conocer a Aikins.
"La diferencia entre estar loco y ser un genio es diminuta, ¿no es así?" dijo Iscold. "Las personas más geniales del mundo, las miras y piensas que están locas. Luke, sin duda, está del lado de los genios. Hablas con él y puedes pensar que sus ideas son locas, pero en en el fondo de su mente, tiene un plan, y esos planes están bastante bien elaborados. Entonces, no, no está loco en absoluto".
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