Aviones de construcción casera

Los aviones de fabricación casera , también conocidos como aviones de fabricación amateur o aviones de kit , son construidos por personas para quienes esta no es una actividad profesional. Estos aviones pueden construirse desde cero, a partir de planos o a partir de kits de montaje. ^{[1] [2]}

En Estados Unidos , Brasil , Australia , Nueva Zelanda y Sudáfrica , las aeronaves de fabricación casera pueden obtener la licencia de experimentales de acuerdo con la FAA o regulaciones locales similares. Con algunas limitaciones, el o los constructores de la aeronave deben haberlo hecho para su propia educación y recreación en lugar de con fines de lucro. ^[3] En Estados Unidos, el constructor principal también puede solicitar un certificado de reparador para esa estructura de aeronave. ^{[4] [5]} El certificado de reparador permite al titular realizar y aprobar la mayor parte del mantenimiento, las reparaciones y las inspecciones por sí mismo. ^{[1] [2]}

Alberto Santos-Dumont fue el primero en ofrecer planos de construcción gratuitos, publicando dibujos de su Demoiselle en la edición de junio de 1910 de Popular Mechanics. ^[6] El primer avión que se ofreció a la venta como planos, en lugar de como fuselaje completo, fue el Baby Ace a fines de la década de 1920. ^[7]

Los aviones de fabricación casera ganaron popularidad en los EE. UU. en 1924 con el inicio de las National Air Races , celebradas en Dayton , Ohio . Estas carreras requerían aviones con cargas útiles de 150 lb (68 kg) y motores de 80 pulgadas cúbicas o menos y, como consecuencia de las limitaciones de la clase, la mayoría eran construidos por aficionados. Los años posteriores al vuelo transatlántico de Charles Lindbergh trajeron un pico de interés entre 1929 y 1933. Durante este período, muchos diseñadores, constructores y pilotos de aviones eran autodidactas y la alta tasa de accidentes provocó la condena pública y una creciente regulación de la construcción amateur. Las normas federales resultantes sobre diseño, ingeniería, análisis de tensiones, uso de hardware de calidad aeronáutica y pruebas de aeronaves pusieron fin a la construcción amateur, excepto en algunas áreas especializadas, como las carreras. En 1946, Goodyear reinició las National Air Races, incluida una clase para aviones propulsados ​​por motores de 200 pulgadas cúbicas y más pequeños. La clase de mini aviones de carreras se extendió a nivel nacional en los EE. UU. y esto dio lugar a demandas de estándares aceptables para permitir el uso recreativo de aeronaves construidas por aficionados. A mediados de la década de 1950, tanto los EE. UU. como Canadá permitieron nuevamente la construcción de aeronaves por aficionados con estándares y limitaciones específicos. ^[2]

Los aviones de fabricación casera son generalmente aviones deportivos pequeños, de uno a cuatro asientos, que emplean métodos de construcción simples. Los marcos de madera o metal cubiertos de tela y la madera contrachapada son comunes en la estructura de la aeronave, pero cada vez más se utilizan técnicas de construcción de fibra de vidrio y otros compuestos , así como aluminio completo, técnicas iniciadas por Hugo Junkers ya en la era de fines de la Primera Guerra Mundial. Los motores suelen ser los mismos o similares a los motores utilizados en aviones certificados (como Lycoming , Continental , Rotax y Jabiru ). Una minoría de los construidos en casa utilizan motores de automóviles convertidos , siendo los más comunes los motores de cuatro cilindros planos refrigerados por aire de Volkswagen , los motores refrigerados por líquido basados ​​en Subaru , los motores de seis cilindros Mazda Wankel y Chevrolet Corvair. El uso de motores de automóviles ayuda a reducir los costos, pero muchos constructores prefieren motores de aviones dedicados , que se perciben como de mejor rendimiento y confiabilidad. Otros motores que se han utilizado incluyen motores de motosierra y de motocicleta . ^{[1] [2]}

Una combinación de costos y litigios , especialmente a mediados de la década de 1980, desalentó a los fabricantes de aviación general a introducir nuevos diseños y llevó a que los fabricantes nacionales vendieran cinco a uno más que los aviones fabricados en fábrica.

La historia de los aviones construidos por aficionados se remonta a los inicios de la aviación. Aunque los hermanos Wright , Clément Ader y sus sucesores tenían objetivos comerciales en mente, los primeros aviones fueron construidos por entusiastas apasionados cuyo objetivo era volar. ^{[ cita requerida ]}

La aviación dio un gran salto con la industrialización que acompañó a la Primera Guerra Mundial . En la posguerra, los fabricantes tuvieron que buscar nuevos mercados e introdujeron modelos pensados ​​para el turismo. Sin embargo, estos aparatos sólo estaban al alcance de los muy ricos.

Muchos aviones estadounidenses diseñados y registrados a partir de la década de 1920 fueron considerados "experimentales" por la (entonces) CAA, el mismo registro bajo el cual se emiten los Certificados Especiales de Aeronavegabilidad a los aviones de fabricación casera modernos . Muchos de ellos eran prototipos, pero diseños como el primer diseño de Bernard Pietenpol de 1923 fueron algunos de los primeros aviones de fabricación casera. En 1928, Henri Mignet publicó los planos de su HM-8 Pou-du-Ciel , al igual que Pietenpol para su Air Camper . Más tarde, Pietenpol construyó una fábrica y en 1933 comenzó a crear y vender kits de aviones parcialmente construidos. ^[2]

En 1936 se creó en Francia una asociación de aficionados a la aviación. Empezaron a aparecer numerosos tipos de aviones de aficionados y en 1938 se modificó la legislación para establecer un Certificado de navegación restringida ( CNRA , « certificado de operación restringida para aeronaves »). En 1946 nació la Ultralight Aircraft Association, que en 1952 se convirtió en la Popular Flying Association en el Reino Unido , seguida en 1953 por la Experimental Aircraft Association (EAA) en los Estados Unidos y la Sport Aircraft Association en Australia .

El término "construcción casera" se hizo popular a mediados de la década de 1950 cuando el fundador de la EAA, Paul Poberezny, escribió una serie de artículos para la revista Mechanix Illustrated donde explicaba cómo una persona podía comprar un conjunto de planos y construir su propio avión en casa. En 1955, Poberezny cofundó, junto con Robert D. Blacker, el primer programa de extensión juvenil de la EAA, Project Schoolflight , que llevó la "construcción casera" a las clases de artes industriales de las escuelas secundarias en todo Estados Unidos. Los artículos de Poberezny en Mechanix Illustrated ganaron reconocimiento mundial y el concepto de construcción casera de aviones despegó. ^{[8] [9] [10]}

Hasta finales de los años 50, los constructores se habían limitado principalmente a diseños de madera y tela y de tubos de acero y tela. Sin las restricciones regulatorias a las que se enfrentaban los fabricantes de aviones de producción, los constructores caseros introdujeron diseños y técnicas de construcción innovadores. Burt Rutan introdujo el diseño canard en el mundo de la construcción casera y fue pionero en el uso de la construcción compuesta. La construcción de metal en aviones kit fue llevada a un nuevo nivel por Richard VanGrunsven en su serie RV . A medida que mejoraba la sofisticación de los kits, se hicieron comunes componentes como pilotos automáticos e instrumentos de navegación más avanzados. ^{[1] [2]}

Los litigios que se produjeron durante los años 1970 y 1980 provocaron un estancamiento en el mercado de las aeronaves pequeñas, lo que obligó a las empresas supervivientes a conservar diseños más antiguos y de eficacia probada. En los últimos años, las normas menos restrictivas para los aviones de fabricación casera permitieron a varios fabricantes desarrollar diseños nuevos e innovadores; muchos de ellos pueden superar en rendimiento a los aviones de producción certificados de su clase.

Un ejemplo de diseño casero de alta gama es Lancair , que ha desarrollado una serie de kits de alto rendimiento. El más potente es el Lancair Propjet , un kit de cuatro plazas con presurización de cabina y un motor turbohélice , que vuela a 24.000 pies (7.300 m) y 370 nudos (425 mph, 685 km/h). Aunque los aviones como este se consideran "de construcción casera" por razones legales, normalmente se construyen en la fábrica con la ayuda del comprador. Esto permite a la empresa que vende el kit evitar el largo y costoso proceso de certificación, porque siguen siendo construidos por el propietario de acuerdo con las regulaciones. ^{[ cita requerida ]} Uno de los términos que se aplican a este concepto se conoce comúnmente como "La regla del 51%", que requiere que los constructores realicen la mayor parte de la fabricación y el montaje para que se les emita un Certificado de aeronavegabilidad como un avión construido por aficionados. ^[11]

Desde la década de 1970 se han construido unos pocos aviones a reacción, incluido el pequeño Bede Aircraft BD-5J . ^[2]

En una entrevista de gran alcance publicada en la revista KitPlanes en diciembre de 2012, Dick VanGrunsven, presidente de la Asociación de la Industria de Aeronaves y Kits de Aeronaves (AKIA), fue consultado sobre el futuro de la industria de los aviones en kit:

No espero ver cambios dramáticos en la industria en los próximos cinco años. Diez años; quién sabe, depende demasiado de los precios del combustible, la política de la FAA, etc. En general, creo que nuestra industria seguirá madurando, en particular a medida que AKIA tenga éxito en crecer y tenga una influencia positiva en el profesionalismo de sus miembros de la industria y en los constructores/pilotos de sus productos. Con la preocupación por los precios del combustible, podríamos ver una tendencia hacia aeronaves de menor potencia destinadas más al vuelo deportivo puro en lugar de la tendencia hacia aeronaves de cross country, que ha sido la norma en los últimos 30 años. Espero que hacia el final de ese período, pueda haber algunas empresas de diseño en aeronaves de propulsión eléctrica, pero solo si la tecnología de baterías mejora significativamente. Podríamos ver más aviones caseros tipo planeadores motorizados, vinculados tanto a los altos precios del combustible como a la tecnología emergente de propulsión eléctrica.

Lo que hacemos en Van's podría reflejar algunas de las ideas anteriores. Lamentablemente, no veo el potencial de crecimiento que había en los años 1980 y 1990. Parece que hay una base de pilotos cada vez menor de la que atraer a gente para construir kits. Además, con los cambios demográficos, es posible que haya una disminución del interés en la construcción de aviones como pasatiempo o de la capacidad para hacerlo. Es de esperar que las iniciativas de la EAA y la AOPA para que más gente se interese en aprender a volar ayuden a crear un mercado más grande para nuestros aviones.

Mercados emergentes como China e India también podrían impulsar la demanda de nuestros productos, pero será necesario formar infraestructuras enteras antes de que actores pequeños como nosotros podamos beneficiarnos. ^[12]

Los aviones caseros se pueden construir con cualquier material que sea ligero y lo suficientemente resistente para volar. A continuación se detallan varios métodos de construcción habituales.

Se trata de la construcción más antigua, la que se vio en los primeros aviones y, por tanto, la más conocida. Por ello, las asociaciones de construcción de aviones amateurs contarán con más especialistas en este tipo de aeronaves que en otros tipos. ^{[1] [2]}

Las maderas más utilizadas son la pícea de Sitka y el abeto de Douglas , que ofrecen excelentes relaciones resistencia-peso. Los elementos estructurales de madera se unen con adhesivo, normalmente epoxi . A diferencia de las técnicas de construcción de madera utilizadas en otras aplicaciones, prácticamente todas las uniones de madera en los aviones son simples uniones a tope , con refuerzos de madera contrachapada . Las uniones están diseñadas para ser más fuertes que los elementos. Una vez que se ha completado la estructura, el avión se cubre con tela para aviones (normalmente poliéster de calidad aeronáutica ). La ventaja de este tipo de construcción es que no requiere herramientas ni equipos complejos, sino que se emplean elementos comunes como sierras, cepillos, limas, papel de lija y abrazaderas. ^{[1] [2]}

Algunos ejemplos de diseños de madera y tela hechos por aficionados incluyen:

• El clásico Pietenpol Air Camper , un vehículo de fabricación casera que se fabrica desde la década de 1920
• El Bowers Fly Baby , un monoplano de ala baja que ha sido popular desde la década de 1960
• El Ison miniMAX

Una tendencia reciente es la de los aviones de madera compuesta. El material básico que soporta la carga sigue siendo la madera, pero se combina con espuma (por ejemplo, para aumentar la resistencia al pandeo de los revestimientos de madera contrachapada que soportan la carga) y otros materiales sintéticos como fibra de vidrio y fibra de carbono (para aumentar localmente el módulo de las estructuras que soportan la carga, como las tapas de los largueros). ^{[1] [2]}

Algunos ejemplos de diseños de materiales compuestos de madera incluyen:

• Proyecto de avión experimental Ibis , diseñado por Roger Junqua
• Serie KR de viviendas construidas diseñadas por Ken Rand
• PIK-26 diseñado por Kai Mellen

Los aviones construidos con metal utilizan técnicas similares a las de los aviones más convencionales fabricados en fábrica. Su construcción puede resultar más complicada, ya que requiere cortar y dar forma al metal y remacharlo si se construye a partir de planos. Existen kits de "construcción rápida" que consisten en cortar, dar forma y perforar los agujeros, y solo requieren el acabado y el montaje. También existen kits de este tipo para otros tipos de construcción de aeronaves, especialmente las de materiales compuestos. ^{[1] [2]}

Existen tres tipos principales de estructuras metálicas: láminas de aluminio , tubos de aluminio y tubos de acero soldados . Las estructuras de tubos están cubiertas de tela aeronáutica , de forma muy similar a los aviones de madera.

Algunos ejemplos de aviones de aficionados fabricados con metal son:

• Los Murphy Moose , Rebel , Super Rebel y Maverick , producidos por Murphy Aircraft
• Los modelos Vans RV-4 , RV-8 , RV-10 y otros producidos por Van's Aircraft son los aviones caseros de metal más populares.
• Familia de aviones biplaza en kit: Zenith CH601 Zodiac y Zenith STOL CH701 de Chris Heintz
• El ARV Super2 tiene alas, fuselaje y empenaje convencionales, pero la cabina es un monocasco de aleación superplástica "Supral".

Las estructuras de materiales compuestos están hechas de tela con una alta resistencia a la tracción (generalmente fibra de vidrio o fibra de carbono , u ocasionalmente Kevlar ) combinada con un plástico estructural (generalmente epoxi , aunque en algunas aeronaves se utiliza viniléster ). La tela está saturada con el plástico estructural en forma líquida; cuando el plástico se cura y endurece, la pieza mantendrá su forma al tiempo que posee las características de resistencia de la tela. ^{[1] [2]}

Los dos tipos principales de aviones compuestos son los moldeados, en los que las estructuras principales, como los revestimientos de las alas y las mitades del fuselaje, se preparan y curan en moldes, y los sin molde, en los que las formas se tallan en espuma y luego se cubren con fibra de vidrio o fibra de carbono. ^{[1] [2]}

Las ventajas de este tipo de construcción incluyen superficies lisas (sin el arrastre de remaches), la capacidad de construir curvas compuestas y la capacidad de colocar fibra de vidrio o fibra de carbono en posiciones, orientaciones y cantidades óptimas. Las desventajas incluyen la necesidad de trabajar con productos químicos, así como una baja resistencia en direcciones perpendiculares a la fibra. Los compuestos proporcionan una resistencia excelente en relación con su peso. La rigidez del material que depende de la dirección (en lugar de ser igual en todas las direcciones, como ocurre con los metales) permite una "adaptación elástica" avanzada de las piezas compuestas. ^{[1] [2]}

Algunos ejemplos de artesanías amateurs realizadas con materiales compuestos incluyen:

• Diseños de Canard como el VariEze y el Long EZ diseñados por Burt Rutan
• La hélice propulsora Cirrus VK-30 diseñada por Jeff Viken y los hermanos Klapmeier
• La familia Europa XS de monoplanos biplaza británicos diseñados por Ivan Shaw
• Las series Glasair I , II y III de viviendas de alto rendimiento diseñadas por Tom Hamilton

El historial de seguridad de los aviones de fabricación casera no es tan bueno como el de los aviones de aviación general certificados . En los Estados Unidos, en 2003, los aviones de fabricación amateur experimentaron una tasa de 21,6 accidentes por cada 100.000 horas de vuelo; la tasa general de accidentes de aviación general para ese año fue de 6,75 por cada 100.000 horas de vuelo. ^[13]

La tasa de accidentes de los aviones de fabricación casera en Estados Unidos ha sido durante mucho tiempo una preocupación para la Administración Federal de Aviación . En Sun 'n Fun 2010, el administrador de la FAA, Randy Babbitt, dijo que los aviones de fabricación casera "representan el 10 por ciento de la flota de aviones de fabricación casera, pero el 27 por ciento de los accidentes. No son los fabricantes los que se ven involucrados en accidentes, sino los segundos propietarios. Necesitamos una mejor formación de transición". ^[14] En Estados Unidos, la instrucción de vuelo , incluida la formación de vuelo primaria, se puede recibir en el avión de fabricación casera del propietario por parte de cualquier instructor dispuesto a proporcionar dicha formación. ^[15]

Un estudio publicado en 2012 por la Junta Nacional de Seguridad del Transporte de Estados Unidos concluyó que las aeronaves de fabricación nacional en Estados Unidos tienen una tasa de accidentes entre 3 y 4 veces superior a la del resto de la flota de aviación general . Casi el 10% de los accidentes que involucran aeronaves de fabricación nacional se produjeron en el primer vuelo de la aeronave. Otro 9% de los accidentes se produjeron en su primer vuelo después de ser vendidas, debido a la falta de familiaridad del nuevo propietario con la aeronave. El estudio también identificó que las fallas del motor y los accidentes por pérdida de control en vuelo eran mucho más altos que las mismas tasas para aeronaves certificadas. ^{[16] [17]}

La mayoría de las regulaciones de aviación de las naciones requieren que las aeronaves construidas por aficionados estén marcadas físicamente como tales (por ejemplo, en el Reino Unido debe mostrarse "Advertencia a los ocupantes: esta aeronave... es construida por aficionados" ^[18] ), y generalmente se requieren pruebas de vuelo adicionales antes de que se puedan transportar pasajeros (que no sean pilotos ).

El mayor espectáculo aéreo del mundo es el espectáculo aéreo anual EAA AirVenture Oshkosh de la Asociación de Aeronaves Experimentales en Oshkosh, Wisconsin , que se lleva a cabo a fines de julio y principios de agosto. Otros eventos anuales son el Sun N' Fun Fly-In, que se lleva a cabo a principios de la primavera en Lakeland, Florida , y el Northwest EAA Fly-In en Arlington, Washington . Estos eventos se denominan fly-ins porque muchas personas vuelan sus aviones caseros y otros aviones al aeropuerto donde se realiza el espectáculo, y a menudo acampan allí durante la duración del mismo. Ambos eventos duran una semana. Los despegues y aterrizajes en estos espectáculos suelen ser de miles. ^[19]

• Índice de artículos sobre aviación
• Proceso de diseño de aeronaves
• Ultraligero
• Certificado de aeronavegabilidad especial
• Coche en kit

• Asociación de Aeronaves Experimentales (EAA)
• Light Aircraft Association, organismo representativo de la aviación amateur en el Reino Unido.
• Circular de asesoramiento 20-27G de la FAA: Certificación y operación de aeronaves construidas por aficionados