Dr. Iscold sobre desafiar la gravedad, el tiempo en el Red Bull Plane Swap
¿Qué puedes hacer en 45 segundos? ¿Podría saltar en paracaídas entre dos aviones que se encuentran en una picada vertical de 140 mph, recuperar el control y evitar la parada final bastante dura al final?
Esa es la premisa de Plane Swap , la última hazaña mundial y posiblemente la más loca del equipo de aviación Red Bull Air Force, y 45 segundos es realmente la cantidad de tiempo que los pilotos tienen para hacerlo. Suena imposible, por lo que Digital Trends habló con el Dr. Paulo Iscold , el ingeniero a cargo de modificar el avión que se utilizará en el emprendimiento, para hacerlo realidad.
Reducir la velocidad, no acelerar
“Es un desafío bastante difícil”, dijo el Dr. Iscold, en lo que sonaba como un eufemismo serio, antes de continuar con una carcajada. “Cuando Luke [Aikins, el piloto de la Fuerza Aérea de Red Bull que ideó el concepto Plane Swap] me planteó el problema, pensé: '¿Qué diablos estamos haciendo aquí?'”
Iscold es exactamente el tipo de persona que quieres en este tipo de proyecto. No solo tiene un doctorado en ingeniería mecánica, sino que ha diseñado y construido aviones desde 2001. Su evidente experiencia brilló durante nuestra conversación, al igual que su entusiasmo por Plane Swap y la aviación en general. Sin embargo, esto es muy diferente de lo que ha hecho antes.
“Mi experiencia es en carreras de aviones y rompiendo récords, pero esto es todo lo contrario, se trata de cómo disminuimos la velocidad del avión. Desde una perspectiva aerodinámica, eso fue un desafío. Cuando ves el panorama general, son dos personas intercambiando aviones durante el vuelo y eso da mucho miedo. Pero no vemos ese panorama general, vemos las pequeñas piezas que nos permiten llegar allí. Eso es lo que es este proyecto, es cómo haces que esta locura no sea una locura”.
Hay dos desafíos principales de ingeniería que se destacan entre todas esas pequeñas piezas: el desarrollo y la instalación de un freno de velocidad especial y un sistema de piloto automático personalizado. Fueron estos aspectos los que exploramos durante nuestra conversación.
Haciendo el freno de velocidad
“Cuando hablamos por primera vez, pensé que el freno de velocidad sería mucho más pequeño que el que tenemos, y estaba pensando que estaría en el ala como un planeador”, explicó Iscold, antes de sonreír y agregar: “Esa es probablemente la razón por la que dije que hagamos porque pensé que sería simple, ¡luego descubrí que no lo era!”
Los aviones que se utilizan son dos Cessna 182, y el freno de velocidad es esencial para que los aviones tengan una caída en picada controlada, no solo para mantener la velocidad objetivo de 140 mph, sino también para la estabilidad. A pesar de que la velocidad y los frenos de aire se usan comúnmente en la aviación, que van desde aviones que aterrizan en portaaviones hasta el costado de un cohete SpaceX cuando se acerca a aterrizar, aquí es un territorio desconocido.
“Es al menos cinco veces más grande [de lo que pensé que tendría que ser]”, explicó. “Pensé que sería de cuatro pies por 12 pulgadas sobre las alas, y ahora mide 6 pies por 5 pies y está en la panza del avión. Está unido al tren de aterrizaje y a otro punto duro frente al fuselaje, y utiliza actuadores hidráulicos para funcionar”.
Aunque es una gran pieza adicional que se agrega al avión, se ha integrado hábilmente en el cuerpo. “Es una modificación muy limpia del avión, el tren de aterrizaje funciona con normalidad y no necesitamos cortar ni perforar ningún agujero. Simplemente se sujeta con un punto de montaje, y en 30 minutos se podría quitar toda la sección y el avión volvería a su estado normal”.
Tecnología F1
Instalar una estructura plana gigante en la parte inferior de la aeronave creó algunos desafíos adicionales. Iscold resolvió el problema de las sacudidas agregando agujeros al freno de velocidad, lo que permite que el aire pase a través de él y rompa los vórtices que amenazan la estabilidad, pero un problema inesperado requirió un poco más de trabajo. Explicó que el freno de velocidad en realidad está compuesto por cuatro piezas, y durante las primeras pruebas de vuelo, sin importar cuántas secciones se usaran, el avión no pasaría una inmersión de 70 grados y tenía que ser de 90 grados.
“Tomó un tiempo descubrir qué estaba pasando, incluso con más vuelos de prueba y simulaciones”, dijo Iscold. El equipo finalmente hizo un descubrimiento crucial. “El freno de velocidad tiene un área de baja presión justo detrás y hace que el flujo de aire gire. La cola del avión está en ese flujo, y eso estaba obligando al avión a cabecear. Los dos estaban peleando entre sí”.
La solución resultó ser simple (si eres ingeniero mecánico): “Creamos un espacio entre el fuselaje y el freno de velocidad, para que el aire fluya a través de él, y ese chorro de aire protege la cola del flujo de aire. creado por el freno.”
Iscold comparó esto con cómo funciona el Sistema de reducción de arrastre (DRS) en un automóvil de Fórmula Uno moderno, donde una sección del alerón trasero se levanta para reducir el arrastre. En un coche de F1, aumenta la velocidad máxima, pero en los aviones de cambio de plano, significa que se puede lograr una caída en picado de 90 grados de forma segura y fiable.
Piloto automático desde un cohete
El freno de velocidad es solo una parte de lo que hace que Plane Swap sea un desafío. Debido a que cada avión se dejará desatendido durante un período de tiempo, el piloto automático debe tomar el control. Normalmente, el piloto automático de un avión se preocupa por mantener el avión nivelado, pero para Plane Swap, tiene que hacer lo contrario y mantener una caída vertical. Iscold explicó que un piloto automático normal no es adecuado, ya que todos sus puntos de referencia habituales pierden sentido en ese picado de 90 grados. ¿La solución? “Pasamos al mismo sistema que usan los cohetes, ya que operan a 90 grados”.
Una vez que se eligió el sistema, se tuvieron que calcular las estrictas tolerancias y la extrema precisión necesarias para que el plan tuviera éxito, comenzando con las diferencias de velocidad y tamaño de los objetos involucrados. “Los paracaidistas están cayendo verticalmente y pueden moverse un poco hacia adelante y hacia los lados, pero no mucho. Son unas 10 millas por hora. También están sujetos al viento y se moverán con él. Sin embargo, en un avión que va directamente hacia abajo a 140 mph, si cambia el ángulo en solo cuatro grados, ya son 10 mph en la horizontal. Cuando el viento golpea al paracaidista, el nivel de la superficie es pequeño, pero cuando golpea el ala del avión es como una vela. Todo significa que el piloto automático debe estar siempre dentro de los tres grados de inclinación para que la trayectoria del avión sea lo suficientemente estable para los paracaidistas”.
En este punto, también es importante recordar que hay dos aviones y dos paracaidistas que tienen que hacer frente a todo esto. “Tenemos un vuelo en formación y ambos aviones deben volar juntos, por lo que puede pensar que la solución natural sería sincronizar los dos aviones juntos”, nos dijo Iscold. “No vamos a hacer eso. Son independientes. Los ajustamos para que se comporten de la misma manera y, cuando hacemos la inmersión, el piloto automático funciona para mantener el cabeceo y el rumbo correctos. Para evitar que se golpeen entre sí, se sumergen en un camino divergente unos pocos grados, pero no lo verás a simple vista”.
Complicaciones inesperadas
Debido a que Plane Swap es un esfuerzo innovador, no hay un plan para el diseño del avión o un conjunto establecido de pautas a seguir, y eso significa que siempre hay problemas inesperados que resolver. El día que hablamos con el Dr. Iscold, el equipo había estado luchando con un avión que se comportaba de manera diferente al otro. Fue una sorpresa ya que ambos aviones son esencialmente idénticos.
“El avión azul se lanza directo al suelo como un dardo. Es perfecto. El avión plateado es una pesadilla y nunca rastrea correctamente”, reveló Iscold, y agregó que ambos aviones son exactamente iguales, excepto por una ligera diferencia en la cola.
“Tratamos de cambiar algunas cosas para replicar el avión azul, pero no sirvió de nada”, continuó. “El equipo cambió el tamaño del freno de velocidad y notamos que si lo hacíamos un poco más pequeño, el avión se volvía más estable. Desafortunadamente, esto hace que el avión vaya más rápido y se vuelve más difícil para los paracaidistas”.
Con un examen más detallado, Iscold encontró el problema. “Sabíamos que un avión tenía un centro de gravedad ligeramente diferente, y lo que sucede es que cuando estás en posición vertical, el freno de velocidad es como un paracaídas y quieres que el centro de gravedad esté detrás del paracaídas, si está arriba no es estable. Así que estamos jugando con esto y hace la diferencia. Es obvio cuando lo digo, pero debido a que el proyecto es tan grande y complejo, lo perdimos de vista”.
El avión plateado fue el primero que se construyó, luego se desarrolló el avión azul para que fuera idéntico. Los problemas como el del centro de gravedad son difíciles de identificar, especialmente cuando las pruebas de vuelo son logísticamente complejas, ya que siempre se requiere un aeródromo lo suficientemente grande, junto con los paracaidistas y el equipo de prueba, y la preocupación de que si algo sale mal, puede significar perder un avión. Resolver problemas lleva tiempo, e Iscold dijo que requiere un enfoque constante y paso a paso para hacerlo todo bien.
45 segundos para el éxito
Ahora que la complejidad de la tarea es clara, volvamos a ese período de tiempo de 45 segundos para que los paracaidistas salten de un avión a otro y recuperen el control.
“Entre la inmersión inicial y la recuperación, tenemos 45 segundos”, nos dijo el Dr. Iscold, pero en realidad, ese tiempo se acorta aún más cuando lo desglosas. “Los paracaidistas deben trabajar todos los botones y manijas antes de salir [del avión], cuando perderán unos cinco segundos y necesitarán 10 segundos para recuperarse”, continuó. “Entonces, tienen 30 segundos para hacer la transición”.
Entonces, en realidad son solo 30 segundos para saltar en paracaídas entre dos aviones que descienden rápidamente. Sin embargo, aunque esto suena demasiado corto, el Dr. Iscold no está preocupado. “Ahora [que] hemos hecho algunos vuelos de prueba, diría que es mucho tiempo. Hasta el punto de que si fallan el primero, tienen tiempo suficiente para un segundo intento”.
La ingeniería inteligente y la pasión por ampliar los límites de lo que es posible con un avión han hecho que 45 segundos parezcan de repente suficientes, al menos para los dos valientes paracaidistas que emprenden esta emocionante hazaña.
Podrá ver el resultado del arduo trabajo del Dr. Iscold y su equipo cuando se lleve a cabo Red Bull Plane Swap el domingo 24 de abril. Se transmitirá en vivo exclusivamente en Hulu en los EE. UU. a las 7 p. m. ET o a las 4 p. m. PT., y en Red Bull TV a nivel mundial al mismo tiempo.