Hiller VZ-1 “Pawnee”

Hiller VZ-1 “Pawnee”

El científico estadounidense Charles Zimmerman determinó que un rotor de helicóptero podría funcionar tan bien si se coloca por debajo de un vehículo como encima. Después de que un dispositivo de aspecto aterrador con hojas descubiertas llamada De Lackner Aerocycle fuera volado, la Compañía Hiller construyó el VZ-1 Pawnee.

El Pawnee trabajó sobre la base del llamado ‘control cintés’. Es decir, la dirección y la velocidad del vehículo fueron controladas por el piloto que trasladaba su cuerpo. Se pensó que cualquier soldado podía aprender esta forma instintiva de control.

Segunda y tercera versiones, cada una con un conducto de rotor más grande y más profundo se construyeron. El tercero era tan grande que el control cinético era ineficaz y tenía un asiento y controles convencionales de helicópteros. Estos diseños volaron bastante bien, pero el ejército los juzgó demasiado pequeño, lento y de utilidad y practicidad limitadas para el servicio de combate.

Jim Winchester “The World’s Worst Aircraft”, 2005

A finales de 1953, Estados Unidos. La Oficina de Investigación Naval de la Armada (ONR), que actúa como agente de dirección técnica del Ejército, adjudicó a Hiller Helicopters un contrato para el desarrollo de un vehículo de investigación de ventilador conducto con dos motores VTOL del tipo de ‘plataforma voladora’. La nave tenía la intención de explorar tanto la practicidad del ventilador de conductos como una unidad de propulsión para aviones V/STOL como el potencial valor militar de la plataforma de vuelo como vehículo de reconocimiento y transporte táctico. El primer prototipo de la máquina Hiller se completó en septiembre de 1954 y se le dio la designación provisional de la Armada YHO-1E. El vehículo realizó su primer vuelo no atado en febrero de 1955, y poco después fue redesignado VZ-1.

El primer prototipo VZ-1 tenía un parecido superficial con el contemporáneo De Lackner HZ-1 y, al igual que esa máquina, llevaba sus motores piloto y dos de 40 CV en una pequeña plataforma circular directamente por encima de dos hélices aéreas contrarotadoras. HZ-1A diferencia de los del HZ-1, sin embargo, las hélices de la máquina Hiller fueron montados dentro de un conducto de cinco pies de diámetro, debajo de los cuales estaban equipados ocho veletas móviles utilizadas para mejorar la estabilidad lateral de la nave. El piloto del VZ-1 se mantuvo erguido justo detrás del estrecho pedestal de control, al que estaba asegurado por cinturones de seguridad, y se aferró a un conjunto de manillares tipo bicicleta equipado con un simple acelerador de giros y un control de paréntesis. La plataforma voladora estaba controlada kinestélíticamente; para iniciar el movimiento direccional el piloto simplemente se inclinaría en la dirección deseada y alteraría la altitud de la nave aumentando o disminuyendo la potencia del motor.

El Ejército quedó favorablemente impresionado por el rendimiento de la VZ-1 durante el programa inicial de pruebas de vuelo gestionados por ONR, y en noviembre de 1956 ordenó un ejemplo modificado para las pruebas de servicio y la evaluación operativa. Este segundo VZ-1 difería del primer ejemplo en tener un tercer motor de 40 hp, un conducto de ocho pies de diámetro sin camionetas de control más bajas, y un pedestal de control simplificado. El segundo Pawnee (serial 56-6944) hizo su primer vuelo en 1958, y al año siguiente se unió al servicio del Ejército por un tercer ejemplo modificado. Este tercer VZ-1 (serial 56-6945) tenía un conducto de altura muy elevada, un solo deslizamiento de aterrizaje circular en lugar del tren de aterrizaje de tres y cuatro puntos de la nave anterior, los controles de vuelo convencionales tipo helicóptero, y un asiento para el piloto.

El VZ-1 proporcionó una gran cantidad de información valiosa sobre el vuelo VTOL en general y el valor del ventilador conducto en particular, pero finalmente resultó ser demasiado poco, demasiado pesado, demasiado lento, y demasiado mecánicamente delicado para ser de cualquier valor real en el campo de batalla. Por lo tanto, se suspendió el desarrollo ulterior del tipo y los tres tipos se habían retirado del servicio en 1963.

S.Harding “U.S.Army Aircraft since 1947”, 1990

HECHOS Y FIGURES

– El efecto de elevación del anillo de ventilador hizo que el VZ-1 se equivoque y muy estable. También hizo difícil inclinarse en la dirección de los viajes, reduciendo su velocidad potencial.

– El modelo original no podía salir del efecto del suelo, que era el mismo que el diámetro del rotor, de unos 1,5 metros. Esto causó mucho polvo y escombros voladores.

– Usando los principios de Bernoulli, el Pawnee logró el 60% de su elevación del aire moviéndose sobre la vanguardia del fan. El resto fue generado directamente por las hélices.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             Hiller VZ-1 Pawnee

 

 

 

 

 

Datos técnicos para VZ-1 (primer prototipo)

Motor: 2 x Nelson H-56 con una tasada en 30 kW, diámetro de feriado rotor: 1.52 m, altura: 2,26 m, velocidad máxima: 16 km/h

Datos técnicos para VZ-1 (segundo prototipo)

Motor: 3 x Nelson H-56 con una tasada en 30 k W, diámetro de feriado rotor: 2,44 m, altura: 2.39 m, peso de despegue: 300 kg, peso vacío: 210 kg, velocidad máxima: 16 km/h

Datos técnicos para VZ-1 (tercer prototipo)

Motor: 3 x Nelson H-56 con una tasada en 30 kW, diámetro de feriado rotor: 2,44 m, altura al asiento del piloto: 2,87 m, peso de despegue: 345 kg, peso vacío: 255 kg, velocidad máxima: 16 km/h

Se sabe que dos de los seis prototipos sobrevivieron; ambos son modelos ONR 1031-A-1. Uno está localizado en el Hiller Aviation Museum en San Carlos (California), y el otro está en el Centro Steven F. Udvar-Hazy del Museo Nacional del Aire y el Espacio de Estados Unidos en Chantilly (Virginia).⁵​ Esta última plataforma estuvo en préstamo anteriormente en el Pima Air & Space Museum. Una réplica de la plataforma 1031 está en exhibición en el Evergreen Aviation & Space Museum.

 

 

 

Hiller 1031-A-1 en el Centro Steven F. Udvar-Hazy.

 

 

 

 

Reproducción de la Plataforma Volante Hiller 1031, construida por Ken Spence de Bend, Oregón, en 2006.

 

 

 

 

 

 

 

 

Cartel describiendo la reproducción del Hiller 1031 en exhibición en el Evergreen Aircraft Museum.

 

 

 

Referencia datos: National Air and Space Museum⁵​ and Hall-Scott Motor Company⁶​

Especificaciones (modelo 1031-A-1)

Características generales

• Tripulación:  1
• Capacidad:  185 lb (84 kg) de carga útil
• Diámetro:  8 pies 4 pulgadas (2,54 m)
• Altura:  7 pies (2,1 m)
• Peso vacío:  370 lb (168 kg)
• Peso máximo de despegue:  555 lb (252 kg)
• Planta motriz:  3 motores Nelson H-59 de 4 cilindros, refrigerados por aire, de pistones opuestos horizontalmente, de 40 hp (30 kW) cada uno a 4000 rpm
• Transmisión:  variante de helicóptero Hall-Scott
• Diámetro del rotor principal:  2× 7 pies (2,1 m)
• Área del rotor principal:  76,98 pies cuadrados (7,152 m ² ) 2 × rotores de aluminio de dos palas contrarrotativas

Actuación

• Velocidad máxima:  16 mph (26 km/h, 14 nudos)
• Techo de servicio:  32,8 pies (10,0 m)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La plataforma Hiller VZ-1 Pawnee y el Efecto Magnus

La Hiller VZ-1 Pawnee (HO-1) fue una plataforma creada, en 1953, por la Oficina de Investigación Naval de Estados Unidos. Volaba sin rotores, usando el efecto Magnus.

El Efecto Magnus

El Efecto Magnus recibe su nombre en honor al físico y químico Heinrich Gustav Magnus. Es un fenómeno físico por el cual la rotación de un objeto afecta a la trayectoria del mismo a través de un fluido, en particular, el aire.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Magnus_effect.svgEn la imagen, en la que una esfera observada lateralmente se está desplazando hacia la derecha (por lo que la velocidad del aire circundante respecto de la esfera va hacia la izquierda) y gira en el sentido de las agujas del reloj, la velocidad del aire en el punto más bajo de la esfera aumenta por el arrastre de ese giro. Asimismo, en el punto más alto, el giro de la esfera se opone a la corriente de aire y frena esta corriente. De ahí que en el punto más bajo de la esfera aparezca una pérdida de presión respecto del más alto que impulsa a la esfera hacia abajo.