Instituto Cientifico-investigativo de Problemas de Modelación Física de Regímenes de Vuelo de Aviones
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Instituto Cientifico-investigativo de Problemas de Modelación Física de Regímenes de Vuelo de Aviones de la Universidad Nacional Aerocósmica N. Ye. Zhukovski “Instituto de Aviación de Járkov”
En ruso: Научно-исследовательский институт проблем физического моделирования режимов полета самолетов Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского Acrónimo: NII PFM JAI (НИИ ПФМ ХАИ)
El único centro de la antigua URSS diseñado para estudiar los regímenes de vuelo de aviones utilizando modelos a escala con control a distancia. Similares experimentos en aquella época sólo eran realizados por la NASA en los Estados Unidos.
Actualmente el NII PFM JAI se ha especializado en el desarrollo de sistemas sin piloto para misiones civiles y militares y trabaja en cooperación con empresas de Rusia y otros países.
Sumario
Historia
A mediados de los años 60 y con el objetivo de estudiar los efectos de la barrena tomó gran valor el método de estudio utilizando los llamados “laboratorios volantes”, modelos a escala no tripulados, gobernados desde tierra o desde otro avión en vuelo.
Primeros avances
En la URSS el primero de estos laboratorios fue construido en 1963 – 1964 en el JAI y estaba conformado por un planeador de serie Antonov A-13 dotado de un sistema de control automático y un sistema de registro de parámetros de investigación.
Este modelo era lanzado al aire mediante una catapulta utilizando un tensor de goma. El sistema automatizado garantizaba llevar al planeador a la altura necesaria y luego lo hacía entrar el régimen de vuelo a investigar. Una vez cumplido el programa de vuelo se activaba un paracaídas de recuperación.
Más adelante este método de estudio de características de vuelo utilizando modelos sería usado para investigar y modelar múltiples fenómenos de la dinámica de los aparatos voladores, que por sus características y alta peligrosidad no podían ser probados según los métodos convencionales.
Consolidación práctica
Este tipo de investigación científico-técnica resultó tan perspectivo que la cátedra de construcción aeronáutica del JAI organizó un departamento de investigaciones aéreas dirigido por O. R. Cheranovski, que con el tiempo se convertiría en el Instituto Cientifico-investigativo de Problemas de Modelación Física (NII PFM), subordinado al Instituto de Aviación de Járkov.
Durante muchos años este instituto ha trabajado de manera conjunta con el TsAGI en el diseño y construcción de una serie de aviones no tripulados que son usados como plataformas de investigación
Estos aparatos son utilizados para desarrollar investigaciones sobre los más peligrosos regímenes de vuelo incluyendo las investigaciones de los ángulos de ataque máximos, el comportamiento ante maniobras extremas y las variantes de salida de situaciones complejas. Las investigaciones desarrolladas con modelos de gran tamaño permiten definir las composiciones aerodinámicas adecuadas, las características de supervivencia de diferentes tipos de aviones, la efectividad de operación de diferentes sistemas de control automático, estudiar el comportamiento durante el traspaso de un régimen laminar a uno turbulento y la efectividad de los sistemas de perfil crítico. Los modelos son lanzados desde tierra o desde aviones y helicópteros. La recuperación generalmente se efectúa utilizando paracaídas.
En el NII PFM se realizan también pruebas de comportamiento en vuelo de modelos y validación de sus resultados. La duración del proceso de pruebas desde el comienzo de la proyección hasta la terminación no sobrepasa los 3 – 4 años.
Objetivos de las investigaciones
La particularidad del trabajo del NII PFM JAI en relación a sus investigaciones científicas se basa en que los métodos tradicionales de modelación matemática y aerodinámica experimental no permiten predecir con exactitud una serie de complejos problemas vinculados al movimiento del avión en el espacio.
La falta de información real impide a los proyectistas diseñar de forma objetiva y sin errores y el resultado de estos problemas aparece sólo durante los vuelos de los prototipos experimentales. Esto conlleva a gastos materiales excesivos e incluso a pérdida de vidas humanas.
El uso de modelos sin pilotos a gran escala, controlados a distancia, durante la etapa de diseño de nuevos modelos permite detectar estos errores antes de construir el prototipo y de forma operativa introducir en el proyecto de su desarrollo las correcciones y modificaciones necesarias, incrementar la calidad y profundidad de los trabajos, disminuir el riesgo técnico y acelerar la introducción del modelo en explotación
Los modelos
Para el desarrollo de las investigaciones científicas con ayuda de modelos a escala controlados a distancia el NII PFM JAI ha desarrollado varios sistemas, tanto basados en tierra como aéreos. Estos sistemas, además de los aviones sin piloto incluyen los sistemas de planificación de misión, sistema de lanzamiento y recuperación, de comunicación y telemetría y sistemas de medición de los parámetros a evaluar.
En el instituto se han probado modelos con pesos comprendidos entre 140 kg y una tonelada y longitudes entre 2.5 y 7 metros. Los tiempos de vuelo varían entre varios segundos y los 15 minutos. Todos los modelos portan sistemas de control automáticos con programación lógica o temporizada y sistemas de medición de los parámetros a controlar, con grabación local y sistemas de transmisión a distancia.
Es interesante destacar que entre los aviones probados en el instituto se encontraron los modelos de los cazas supersónicos Sujoi Su-27, Sujoi Su-35, Sujoi Su-47 y Mikoyan MiG-29.
Gestión actual
Además del desarrollo de los sistemas sin piloto de tipo experimental el NII PFM JAI desarrolla un conjunto de proyectos de sistemas sin piloto controlados a distancia para aplicaciones civiles y misiones especiales. El instituto desarrolla actualmente más de 10 proyectos en estas direcciones.
Otra importante línea de desarrollo actual del NII PFM JAI es la modelación matemática de diferentes objetos vinculados a la aviación y la cohetería utilizando novedosos sistemas informáticos CAD/CAM/CAE.
Proyectos realizados
- Investigación de laboratorios volantes
- Investigaciones sobre modelos dinámicos de vuelo libre
- Investigaciones sobre aviones no tripulados
Proyectos en curso
- Sistema de aviación sin piloto “Vorobiei-S”;
- Sistema de aviación sin piloto “Vorobiei-M”;
- Sistema modular polivalente sin piloto “Chizh-L”;
- Sistema aéreo "DPAK-MB";
- Sistema de navegación y pilotaje para sistemas de aviación sin piloto;
- Conjunto de sistemas de selección de objetivos para pequeños aviones sin piloto;
- Conjunto de blancos teleguiados “Fazán”.
Fuentes
- Савин, В. С. Авиация в Украине : очерки истории - Х. : Основа, 1995. - 264 с. – C.203 – 204
- НИИ ПФМ ХАИ
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