Aerostrato

Aerostrato
Role	Vehículo aéreo no tripulado Tipo de aeronave
Fabricante	Espacio ARCA
Primer vuelo	28 de febrero de 2014
Estado	No activo
Producido	3

AirStrato es un vehículo aéreo no tripulado de tamaño medio alimentado por energía solar que estaba siendo desarrollado por ARCAspace . Se planearon dos variantes, AirStrato Explorer con un techo de vuelo objetivo de 18.000 m y AirStrato Pioneer con un techo de vuelo objetivo de 8000 m. Se planeó que llevara una carga útil de 45 kg que consistía en equipo de vigilancia, instrumentos científicos o módulos de baterías adicionales para una autonomía extendida. ^{[1] [2]} El primer vuelo inaugural del prototipo tuvo lugar el 28 de febrero de 2014. Estaba equipado con un tren de aterrizaje fijo. Se construyeron dos prototipos más que carecían de tren de aterrizaje. En su lugar, ARCA optó por una catapulta neumática como lanzador y patines de aterrizaje y un paracaídas de recuperación para el aterrizaje. Ambos prototipos realizaron pruebas de despegue y aterrizaje y vuelos a baja altitud.

El AirStrato fue presentado por primera vez por ARCA el 10 de febrero de 2014 como una alternativa a los globos estratosféricos que se habían utilizado anteriormente en misiones relacionadas con los programas Helen y Stabilo y los vuelos a gran altitud del programa ExoMars . Aunque era capaz de transportar menos carga útil que un globo de helio o solar, la aeronave tenía un costo por misión mucho menor y podía permanecer en la estratosfera durante períodos de tiempo más largos. A diferencia de un globo meteorológico que no podía ser dirigido y dependía de las previsiones de viento para predecir su trayectoria, el AirStrato podía ser controlado de forma remota por un piloto en tierra. En ese momento, ARCA diseñó el UAV para cumplir con sus propios requisitos de pruebas de equipos a gran altitud y tenía una versión comercial de la aeronave para su consideración. El primer prototipo estaba equipado con un tren de aterrizaje fijo y tenía dos motores eléctricos.

Después de una serie de pruebas en pista sobre terreno irregular, se añadieron suspensiones al tren de aterrizaje para mejorar el manejo y se aumentó a cuatro el número de motores eléctricos. El primer prototipo voló el 28 de febrero de 2014. ARCA publicó varias imágenes del AirStrato despegando y volando a muy baja altitud. El comunicado de prensa afirmaba que la suspensión del tren de aterrizaje derecho se dañó al aterrizar. ^[3]

Durante nueve meses, ARCA no hizo pública ninguna noticia sobre el progreso del programa, hasta que el 10 de noviembre publicó un breve avance del avión en el que aparecían otros dos modelos en colores rojo y amarillo realizando vuelos. Los dos modelos carecían de tren de aterrizaje. En su sitio web, presentó el avión como destinado a llenar un vacío entre los grandes vehículos aéreos no tripulados de grado militar y los drones asequibles de pequeña escala para pequeñas empresas y particulares. El 25 de noviembre, hizo público el sitio web del producto junto con un vídeo mucho más largo que presentaba el avión despegando desde un lanzador neumático y realizando vuelos a baja altitud. Los aviones estaban equipados con patines de aterrizaje y paracaídas desplegables. Hay dos versiones del avión disponibles, un modelo de vuelo estratosférico más grande con mayor resistencia, llamado Explorer, y una versión ligeramente más pequeña destinada a altitudes más bajas y con menor resistencia, llamada Pioneer. ^[4]

En 2015, ARCA recibió $215,000 de financiación inicial de Anova Technologies para desarrollar el UAV AirStrato. Se invertirían fondos adicionales, por un total de $750,000, si ARCA cumplía con ciertos hitos de desarrollo, incluidas las pruebas de vuelo y la certificación de la FAA. Sin embargo, después de una serie de disputas comerciales sobre financiación adicional, el programa AirStrato fue vendido a Anova Technologies. ^[5]

El fuselaje está construido completamente con materiales compuestos, lo que permite colocar las antenas de radio dentro del fuselaje en lugar de fuera, como es habitual en los aviones normales. En la base del fuselaje, debajo de las alas, hay dos patines que se utilizan para montar y deslizar a través de los rieles laterales de la catapulta neumática. Otro patín pequeño está instalado debajo de la parte frontal del fuselaje que se fija al riel central de la catapulta. Dos patines más grandes están colocados en el borde más alejado de las alas. El contenedor del paracaídas está instalado en la parte frontal del fuselaje. El paracaídas puede desplegarse para aterrizar o en caso de emergencia. ^[6]

En las alas se han instalado seis motores de hélice accionados eléctricamente que generan un empuje combinado de 250 lbf al nivel del mar. Aunque la potencia de salida permanece constante a medida que aumenta la altitud, las hélices pierden su eficacia, pero aún son capaces de proporcionar una velocidad de crucero de 152 km/h en altitud para el Explorer y 100 km/h para el Pioneer. Los motores eléctricos se alimentan mediante baterías internas durante la noche y paneles solares durante el día. Los paneles solares generan 2800 W para el Explorer y 1800 W para el Pioneer. ^[7]

Los aviones están equipados con estabilización de vuelo inercial y piloto automático. El GPS está vinculado con el transpondedor que proporciona tanto la altitud como las coordenadas, y puede integrarse en el sistema de transporte aéreo de próxima generación de EE. UU. El control se realiza a través de Internet, utilizando redes GSM donde estén disponibles y conexión por satélite en el resto del mundo. El piloto automático evita que el avión entre en áreas restringidas, puede retomar automáticamente el vuelo en caso de que se pierda toda comunicación e intentar ponerse en contacto con el soporte técnico de ARCA en caso de emergencia. También puede volar a un área segura predeterminada y desplegar automáticamente el paracaídas en caso de que ya no se pueda establecer la conexión. El piloto automático también puede controlar la cámara de a bordo para apuntar a ubicaciones específicas y filmarlas durante un período de tiempo predeterminado. La conexión entre el avión y el piloto de tierra está cifrada utilizando Transport Layer Security con el estándar de cifrado AES 256. ^[8]

En ambos modelos se utiliza como método de despegue una catapulta de aire comprimido . El pistón neumático interno tiene una fuerza de 2200 lbf, capaz de propulsar la aeronave a la velocidad de despegue en menos de un segundo. También está construido con materiales compuestos y tiene un compresor interno que requiere una fuente de energía externa (toma de corriente o generador). Está hecho de tres partes: la parte superior que contiene los rieles, el compresor y el bote y la pata que está hecha de la parte principal y un travesaño. ^[9]

Era el más caro de los dos modelos y el que se preveía que ofreciera mayores prestaciones. El Explorer también fue el único diseñado para poder volar hasta la estratosfera, aunque nunca se intentó realizar pruebas de vuelo a gran altitud para confirmar su rendimiento. También iba a incluir componentes como transpondedores y dispositivos de conexión a Internet por satélite que son opcionales para el Pioneer. Iba a tener una mayor envergadura, más células solares y mayor autonomía. El precio de venta anunciado fue de 140.000 dólares.

Se anunció que el Pioneer tendría un rendimiento general inferior al Explorer, pero una mayor maniobrabilidad y velocidad de ascenso. Debía utilizar la misma estación terrestre y el mismo protocolo de conexión que el Explorer. Podría estar equipado con todos los accesorios del Explorer, incluido el transpondedor, la conexión por satélite, la cámara con cardán de resolución 4K, la cámara FLIR, los contenedores desplegables, etc.

Datos de ARCA ^[10]

Características generales

• Tripulación: 0
• Longitud: 23 pies 1 pulgada (7,0 m)
• Envergadura: 16 m (52 ​​pies 6 pulgadas)
• Área del ala: 206,7 pies cuadrados (19,2 m ² )
• Peso vacío: 408 lb (185 kg)
• Peso bruto: 507 lb (230 kg)
• Planta motriz: 6 motores eléctricos Robbe 8085/10 , 44 lbf (0,20 kN) de empuje cada uno

Actuación

• Velocidad máxima: 106 mph (170 km/h, 92 nudos)
• Velocidad de crucero: 95 mph (152 km/h, 83 nudos)
• Alcance: 520 mi (900 km, 450 nmi)
• Autonomía: 20 horas (variable en función de la luz solar)
• Techo de servicio: 60.000 pies (18.000 m)
• Velocidad de ascenso: 590 pies/min (3 m/s)

Datos de ARCA ^[11]

Características generales

• Tripulación: 0
• Longitud: 23 pies 1 pulgada (7,0 m)
• Envergadura: 12 m (39 pies 5 pulgadas)
• Área del ala: 149 pies cuadrados (13,8 m ² )
• Peso vacío: 375 lb (175 kg)
• Peso bruto: 485 lb (220 kg)
• Planta motriz: 6 motores eléctricos Robbe 8085/10 , 44 lbf (0,20 kN) de empuje cada uno

Actuación

• Velocidad máxima: 74 mph (120 km/h, 64 nudos)
• Velocidad de crucero: 62 mph (100 km/h, 54 nudos)
• Alcance: 310 millas (500 km, 270 millas náuticas)
• Autonomía: 12 horas (variable según la luz solar)
• Techo de servicio: 26.000 pies (8.000 m)
• Velocidad de ascenso: 590 pies/min (3 m/s)

• Sitio web de AirStrato
• Sitio web de ARCA