Robinson R22

El Robinson R22 es un helicóptero utilitario ligero, monomotor, biplaza y biplaza fabricado por Robinson Helicopter Company. Fue diseñado en 1973 por Frank D. Robinson y ha estado en producción desde 1979.

Desarrollo

La mayoría de las pruebas de vuelo se realizaron en Zamperini Field en Torrance, California. Las pruebas de vuelo y la certificación fueron realizadas a finales de la década de 1970 por el piloto de pruebas Joseph John "Tym" Tymczyszyn y el R22 recibieron la certificación de la FAA en marzo de 1979. Debido a sus costos de adquisición y operación relativamente bajos, el R22 ha sido popular como entrenador primario de helicópteros en todo el mundo y como herramienta de manejo de ganado en grandes ranchos de América del Norte y estaciones ganaderas en Australia.

El R22 tiene un sistema de rotor de muy baja inercia y las entradas de control son operadas directamente por varillas de empuje sin asistencia hidráulica. Por lo tanto, sus controles de vuelo son muy sensibles y requieren un toque ligero para evitar una corrección excesiva, y los estudiantes que dominan un R22 suelen estar bien preparados para la transición a helicópteros más pesados. Debido a la capacitación específica requerida por el sistema de rotor de baja inercia y un rotor principal tambaleante, la operación del Robinson R22 o R44 en los EE. UU. requiere un respaldo especial por parte de un instructor de vuelo certificado. Se agregaron pesos en las puntas del R22 para aumentar la inercia del rotor, pero el rotor pequeño limita el peso.

Costo R22

El R22 tiene un precio de venta sugerido de $318 000 (precio de fábrica, EE. UU.) y el valor en el mercado de segunda mano depende del tiempo de servicio del componente.

El costo operativo, por fábrica, incluyendo seguro, reserva para revisión y costo operativo directo (combustible, aceite, inspecciones, mantenimiento no programado) es de US$163,71/hora.

La depreciación de un Robinson R22 es insignificante, ya que los R22 recién reacondicionados normalmente se venden por más que el costo original. Sin embargo, se debe hacer una provisión por hora de vuelo para una "reserva para revisión" costo, estimado actualmente en US$ 72,21 por hora.

Diseño

El R22 es un helicóptero ligero, biplaza, con un solo motor alternativo, con un rotor principal semirrígido de dos palas y un rotor de cola de dos palas. El rotor principal tiene una bisagra oscilante y dos bisagras cónicas. El rotor de cola tiene sólo una bisagra tambaleante.

La variante de producción normal tiene tren de aterrizaje deslizante. La versión Mariner, que ya no se fabrica, incluía flotadores. El equipo con ruedas no está disponible.

La estructura básica es un tubo de acero al cromo-molibdeno soldado. El fuselaje delantero está hecho de fibra de vidrio y aluminio con una cubierta de plexiglás. El cono de cola y los estabilizadores verticales y horizontales son de aluminio. Tiene una cabina cerrada con asientos uno al lado del otro para el piloto y el pasajero. Las puertas se pueden quitar para el vuelo, como suele hacerse en los vuelos fotográficos, para enfriar el interior en altas temperaturas o para ahorrar 10,4 libras de peso.

La primera versión se produjo como R22, seguida por R22 HP, R22 Alpha, R22 Beta y R22 Beta II. Superficialmente, los aviones parecen similares. El R22 HP estaba equipado con un motor Lycoming O-320-B2C de 160 CV, un aumento de 10 CV (7,5 kW) con respecto al R22 original. El marco de tubo de acero del R22 Alpha se modificó extendiendo los puntos de montaje del tren de aterrizaje trasero, dándole una actitud ligeramente hacia abajo en el suelo y una mejor adaptación de los patines al suelo en un vuelo estacionario a baja altitud con dos personas. a bordo. El R22 Beta agregó un regulador de velocidad del motor (opcional), freno de rotor y tanque de combustible auxiliar (opcional). La batería se movió desde debajo del grupo de instrumentos al compartimiento del motor para un mejor equilibrio. El R22 se ha ofrecido como una versión de entrenamiento de instrumentos, con flotadores fijos opcionales como el R22 Mariner y otras configuraciones especiales para trabajo policial, recopilación de noticias electrónicas, etc. El R22 Beta II recibió un motor Lycoming O-360 más grande reducido para operación al nivel del mar. Permite mayores altitudes para flotar dentro y fuera del efecto suelo (HIGE/HOGE). El R22 Beta II también hizo estándar el regulador de velocidad del motor e incluyó una asistencia de calor del carburador, que correlaciona la adición de calor al carburador con una disminución en el control colectivo. Actualmente solo se vende el estilo patín básico.

Controles

En lugar de palancas cíclicas montadas en el suelo entre las rodillas del piloto, el R22 utiliza una exclusiva "barra en T" oscilante. Mando conectado a un stick que emerge de la consola entre los asientos. Esto facilita que los ocupantes entren y salgan de la cabina y reduce las posibilidades de sufrir lesiones en caso de un aterrizaje forzoso. La barra de balanceo tiene una empuñadura en ambos lados que cuelga entre los brazos del piloto. piernas. Por lo tanto, si se tambalea hacia la derecha, el piloto del lado derecho estaría volando y el agarre izquierdo estaría aproximadamente a 12 pulgadas por encima del regazo del piloto izquierdo. Los instructores de vuelo del R22 aprenden rápidamente a volar con la mano en el aire. La parte izquierda de la barra, el control colectivo izquierdo y los pedales del rotor de cola izquierdo se pueden quitar si el ocupante del asiento izquierdo no está certificado para volar el R22 o si se necesita espacio para tareas técnicas u observadores. Un interruptor de pulsar para hablar montado en el piso y activado con el pie facilita las comunicaciones por intercomunicador para el ocupante del asiento izquierdo, aunque algunos modelos posteriores pueden estar equipados con un sistema de intercomunicación activado por voz.

El sistema de rotor del helicóptero consta de un rotor principal de dos palas y un rotor antipar de dos palas en la cola, cada uno equipado con una bisagra oscilante. El rotor principal también está equipado con dos bisagras cónicas. Las entradas de paso colectivas y cíclicas al rotor principal se transmiten a través de varillas de empuje y un mecanismo de plato cíclico convencional. Las entradas de control al rotor de cola preconado se transmiten a través de una única varilla de empuje dentro del cono de cola de aluminio.

Para aliviar la carga de trabajo del piloto, un correlador mecánico del acelerador ajusta el acelerador a medida que el control de paso colectivo sube o baja. El piloto sólo necesita hacer pequeños ajustes girando el puño del acelerador en el colectivo durante todo el régimen de vuelo. Los modelos posteriores también están equipados con un gobernador electrónico, que trabaja para mantener la velocidad del motor dentro de los límites normales de funcionamiento (entre 97 y 104%); el gobernador está activo cuando el motor está funcionando sólo por encima del 80% de la velocidad especificada y es más efectivo en condiciones de vuelo normales. El gobernador se puede encender o apagar con un interruptor de palanca ubicado al final del control de paso colectivo del piloto. Cuando el gobernador no está activado, se enciende una luz amarilla de precaución en el panel de instrumentos.

Planta motriz

El R22 utiliza un motor reciprocante Lycoming O-320 (O-360-J2A en el Beta II), de cuatro cilindros planos, refrigerado por aire, normalmente aspirado y equipado con carburador, montado horizontalmente. Está alimentado con gasolina de aviación de grado 100LL. La refrigeración se proporciona a través de un ventilador de jaula de ardilla de accionamiento directo. A nivel del mar, su potencia se reduce o funciona por debajo de la potencia máxima, lo que se ha atribuido a que la empresa desea que la unidad de potencia mantenga el mismo rendimiento a nivel del mar que en altitud. A medida que el aire se vuelve más fino al aumentar la altitud, la potencia máxima disponible disminuye, llegando a un punto en el que el acelerador puede estar completamente abierto y la velocidad del rotor se controla mediante la posición de la palanca colectiva. Al reducir la potencia del motor al nivel del mar, el R22 logra un rendimiento aceptable a gran altitud sin el uso de sobrealimentación o turbocompresor, ahorrando así el peso, el costo, la complejidad, la falta de confiabilidad y la reducción de la vida útil del motor de un sistema de inducción forzada.

Se utiliza un carburador para proporcionar la mezcla de aire y combustible. Los motores con carburador son susceptibles a la formación de hielo en el carburador, una condición que es más probable que ocurra en condiciones de una diferencia baja de 11 °C (20 °F) entre la temperatura del aire exterior y el punto de rocío (la "difusión del punto de rocío"). así como signos visibles de humedad en la atmósfera. La formación de hielo puede provocar una pérdida de potencia del motor y, si no se corrige, su parada total. Se utiliza un control de calor del carburador para suministrar aire caliente al carburador; Esto puede prevenir o curar la formación de hielo, pero también provoca una reducción en la potencia del motor porque el aire caliente es menos denso, enriqueciendo la mezcla de aire y combustible. El control de temperatura del carburador es un control simple de tipo émbolo montado en la consola central cerca de la palanca de control de paso colectivo. Al tirar del control hacia arriba, se desliza una válvula de compuerta cerca del carburador que admite aire caliente desde una toma en el sistema de escape. El R22 emplea un indicador de temperatura del aire del carburador, marcado para indicar temperaturas propicias para la formación de hielo. La versión Beta II del R22 también incluye una "asistencia de calor del carburador", que aplica automáticamente el calor del carburador cuando la palanca colectiva se baja por debajo de cierto punto. Cuando hay condiciones de formación de hielo, se requiere calor del carburador para evitar que se forme hielo alrededor de la válvula de mariposa debido a la caída de presión en ese punto. Como el indicador de temperatura del aire del carburador (CAT) no indica correctamente por debajo de 18 Hg (457 mm Hg) de presión de aire del colector de admisión, las condiciones de formación de hielo requieren aplicar todo el calor del carburador por debajo de 18 Hg de presión del colector. Un cartel que indica este requisito se encuentra en el indicador CAT y en el manual de operación del piloto.

La potencia se transmite desde el motor al sistema de transmisión a través de correas de transmisión. Originalmente, el R22 usaba cuatro correas trapezoidales separadas que se desplazaban sobre poleas de ranuras múltiples. Este sistema resultó problemático, ya que algunas correas individuales a veces giraban en su ranura y fallaban. Como medida temporal, en 1982, los operadores del R22 recibieron un kit de Robinson que se instaló en la cabina y en el actuador de tensión de la correa, aislando los circuitos tensores y bloqueando el sistema de embrague/transmisión en la tensión de despegue. El problema finalmente se resolvió reemplazando las cuatro correas trapezoidales individuales por dos correas trapezoidales dobles. La polea conducida superior está montada en el eje impulsor del rotor principal/de cola que incorpora acoplamientos flexibles, y se eleva y desciende con respecto a la polea impulsora montada en el motor por medio de un actuador de tensión de correa. Durante el apagado, el actuador se utiliza para bajar la polea superior y aflojar las correas de transmisión. Para el arranque, el motor se arranca con las correas sueltas, lo que permite que el motor funcione sin hacer girar el sistema del rotor. Inmediatamente después de arrancar el motor, el piloto cierra el interruptor del embrague ubicado en la cabina, lo que hace que el actuador levante lentamente la polea superior a la posición de vuelo, lo que tensa los cinturones. Posteriormente, el actuador es controlado por resortes de columna sensores de presión, manteniendo automáticamente la tensión adecuada de la correa durante el vuelo a medida que las correas se desgastan y estiran. El eje sobre el que está montada la polea superior impulsa tanto el rotor principal como el de cola; La caja de engranajes principal entrega potencia al eje del rotor principal a través de un conjunto de engranajes cónicos en espiral lubricados por salpicadura.

Un embrague de bloqueo unidireccional está integrado en el centro de la polea superior para permitir que el sistema de rotor continúe girando en caso de falla del motor, permitiendo que el R22 entre en autorrotación y aterrice de manera controlada. Debido a que el rotor principal tiene muy poca masa e inercia, la autorrotación en un R22 requiere una ejecución cuidadosa y adecuada para asegurar un resultado exitoso. Se dedica mucho tiempo al entrenamiento practicando varios tipos de autorrotación. La velocidad objetivo en una autorrotación es de 65 nudos (120 km/h) y la relación de planeo es de aproximadamente 4:1 en la configuración de planeo máximo.

Transporte

El rotor de dos palas y el pequeño tamaño del R22 hacen posible el transporte del helicóptero sin tareas de plegado o desmontaje de las palas. El transporte del R22 requiere asegurar el brazo de cola y las palas del rotor a un camión o remolque, que debe ser rígido a la torsión para evitar que se apliquen movimientos y tensiones al helicóptero durante el transporte. Es posible despegar y aterrizar directamente sobre un remolque.

Variantes

R22

La versión de producción inicial, está alimentada por un motor de pistón Lycoming O-320-A2B o A2C.

R22 HP

Una versión de mayor potencia, tiene un motor de pistón de 160 bhp Lycoming O-320-B2C.

R22 Alpha

Esta versión mejorada, certificada en 1983, está impulsada por un motor de pistón Lycoming O-320-B2C.

R22 Beta

Con un motor más potente, está alimentado por un motor de pistón Lycoming O-320-B2C.

R22 Beta II

Con un motor más potente, está alimentado por un motor de pistón Lycoming O-360-J2A.

R22 Beta II Police

Esta versión de patrulla policial está equipada con un reflector y altavoz.

R22 Mariner

Diseñado para trabajos fuera de la costa, está equipado con flotadores y un motor de pistón de Lycoming O-320-B2C, y se limita a operaciones de luz diurna cuando está equipado con flotadores.

R22 Mariner II

Diseñado para trabajos fuera de la costa, está equipado con flotadores y un motor de pistón de Lycoming O-360-J2A, y se limita a operaciones de luz diurna cuando está equipado con flotadores.

R22 Police

Versión policial

R22 IFR

Diseñado para la formación de NIIF, tiene un panel de 10 hoyos más grande para dar cabida a instrumentos adicionales. It is not IFR certified, so training must be done with a safety pilot in VFR conditions.

Maverick UAV

Versión militar no tripulada comercializada por Boeing

Renegado UAV

Versión no tripulada R.D construida para DARPA

Derivados no tripulados

El R22 es la base para el helicóptero militar de vehículos aéreos no tripulados de Boeing, y su versión Renegade. En 1999, Frontier Systems desarrolló un R22 piloto remoto, el Maverick. Este avión, junto con la empresa, fue adquirido posteriormente por Boeing Phantom Works. En 2003, la Armada de los Estados Unidos compró cuatro aeronaves, equipadas con sistemas electro-ópticos y infrarrojos Wescam.

Boeing luego modificó uno de los Mavericks más allá, llamándolo Renegade, bajo contrato con la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa como un testamento de investigación para desarrollar software para su A160 Hummingbird. El sistema de software, conocido como el programa de control habilitado para software (SEC), fue desarrollado por Boeing y equipos de la Universidad de California, Berkeley, Georgia Institute of Technology y Massachusetts Institute of Technology, y fue lanzado por primera vez el 26 de mayo de 2005. Durante el vuelo, la SEC asumió el control de la aeronave para "ejecutar algoritmos autónomos de maniobra". El software permite a la aeronave seleccionar autónomamente "rutas óptimas a través de un campo de amenazas conocidas y pop-up; perfiles voladores de bajo nivel, terreno-hugging para evitar la detección; y determinar zonas de aterrizaje seguras utilizando algoritmos basados en la visión para procesar imágenes de sitios de aterrizaje e información de altura del terreno".

Operadores

El R22 es operado por muchos particulares, empresas y clubes de vuelo. En Australia, donde se registraron 489 R22s a mediados de 2011, una encuesta encontró que el 62% del tiempo de vuelo de la flota estaba en operaciones de carga, mientras que el 13% de las horas se gastaron en pilotos de entrenamiento. Muchas emisoras utilizaron el R22 hasta mediados de la década de 1990, cuando el panorama financiero de la radiodifusión en Estados Unidos cambió debido a la desregulación de la industria.

Operadores militares y gubernamentales

Croacia

• Policía croata

República Dominicana

• Dominican Republic Army

Philippines

• Philippine Navy

Accidentes e incidentes

Desde que el R22 recibió la certificación de la FAA en marzo de 1979, Robinson ha entregado 4620 helicópteros R22. El R22 tuvo 182 accidentes mortales entre marzo de 1979 y junio de 2010 de un total de 1.230 incidentes. A finales de 1981, la Administración Federal de Aviación revocó temporalmente el certificado de tipo del R22 debido a la delaminación de una pala del rotor principal. Se determinó que la causa de la delaminación fue la contaminación de una de las piezas unidas durante una operación de cebado realizada por un proveedor externo. En respuesta, Robinson Helicopter Company instituyó estrictos procedimientos y requisitos de calidad y reemplazó todas las palas del rotor principal de la flota de 33 helicópteros en servicio en ese momento.

A principios de la década de 1980, el R22 experimentó varios accidentes relacionados con el piloto estudiantil debido al uso del R22 como entrenador principal de vuelo. Basándose en el número de accidentes fue el resultado de la insuficiente formación y los estándares de lax, Robinson estableció el Curso Robinson Pilot Safety en 1982 para educar a los instructores certificados de vuelo que transfirieron de helicópteros más grandes a la nueva R22 más pequeña. Tras la introducción del Curso de Seguridad Pilota Robinson, la tasa de accidentes mortales R22 disminuyó de 3,7 por 100.000 horas de vuelo en 1983 a 0,97 por 100.000 horas de vuelo durante los 12 meses anteriores a julio de 1995. Las estadísticas de Robinson muestran que la tasa de accidentes mortales R22 por cada 100.000 horas de vuelo disminuyó de 6.0 en 1982 a 0.7 en 1997. A partir de 2012, más de 17.000 estudiantes han recorrido el curso.

Especificaciones (R22)

(Estas especificaciones son para el R22 original, que ya no se produce. Las variantes posteriores tienen especificaciones diferentes).

Datos del Manual de funcionamiento del piloto del Robinson R22, Introducción y especificaciones del R22

Características generales

• Crew: 1/2
• Capacidad: 1/0
• Duración: 28 pies 8 en (8,74 m)
• Altura: 8 pies 11 en (2,72 m)
• Peso vacío: 880 lb (399 kg)
• Peso máximo de despegue: 1.370 lb (621 kg)
• Capacidad de combustible:
  

• Capacidad total del tanque principal: 16,9 US gal (14 imp gal; 64 L)
• Capacidad total del tanque auxiliar opcional: 10,9 US gal (9 imp gal; 41 L)

• Powerplant: 1 × Licoming O-320-A2B or -A2C Motor de pistón horizontal de 4 cilindros refrigerado por aire, 124 hp (92 kW)
• Diámetro del rotor principal: 25 pies 2 en (7,67 m)
• Área de rotor principal: 497 pies cuadrados (46,2 m²)
  
• Diámetro del rotor de cola: 3 pies 6 en (1,1 m)
• Sección de Blade: - NACA 63-015

Rendimiento

• Velocidad de crucero: 96 kn (110 mph, 178 km/h)
• Nunca supere la velocidad: 102 kn (117 mph, 189 km/h)
• Rango: 209 nmi (241 mi, 387 km)
• Techo de servicio: 14.000 pies (4.300 m)
• Tasa de subida: 1.200 pies/min (6,1 m/s)
• Carga de disco: 2.61 lb/sq ft (12,7 kg/m²)
• Potencia/masa: 0,095 hp/lb (0,156 kW/kg)
  
• Consumo de combustible: 8–10 gal/h (7–8 imp gal/h; 30–38 l/h)