Aviones de construcción casera

La aviación experimentó un gran avance con la industrialización que acompañó a la Primera Guerra Mundial . En la posguerra, los fabricantes necesitaban encontrar nuevos mercados e introdujeron modelos diseñados para el turismo. Sin embargo, estas aeronaves solo eran asequibles para los más adinerados.

Muchos aviones estadounidenses diseñados y registrados a partir de la década de 1920 fueron considerados "experimentales" por la (entonces) CAA, la misma clasificación bajo la cual se emiten los Certificados Especiales de Aeronavegabilidad a los aviones modernos de construcción casera . Muchos de estos eran prototipos, pero diseños como el primero de Bernard Pietenpol de 1923 fueron algunos de los primeros aviones de construcción casera. En 1928, Henri Mignet publicó los planos de su HM-8 Pou-du-Ciel , al igual que Pietenpol para su Air Camper . Posteriormente, Pietenpol construyó una fábrica y, en 1933, comenzó a crear y vender kits de aviones parcialmente construidos. ^{[ 2 ]}

En 1936, se creó en Francia una asociación de aficionados a la aviación. Comenzaron a aparecer muchos tipos de aeronaves de aficionados, y en 1938 se modificó la legislación para establecer un Certificado de Navegabilidad Restringida para Aeronaves ( CNRA ) . En 1946 nació la Asociación de Aeronaves Ultraligeras, que en 1952 se convirtió en la Asociación de Vuelo Popular en el Reino Unido , seguida en 1953 por la Asociación de Aeronaves Experimentales (EAA) en Estados Unidos y la Asociación de Aeronaves Deportivas en Australia .

El término "construcción casera" se popularizó a mediados de la década de 1950, cuando Paul Poberezny, fundador de la EAA , escribió una serie de artículos para la revista Mechanix Illustrated donde explicaba cómo una persona podía comprar un juego de planos y construir su propio avión en casa. En 1955, Poberezny cofundó, junto con Robert D. Blacker, el primer programa de divulgación juvenil de la EAA, Project Schoolflight , que introdujo la "construcción casera" en las clases de artes industriales de las escuelas secundarias de todo Estados Unidos. Los artículos de Poberezny en Mechanix Illustrated obtuvieron reconocimiento mundial y el concepto de construcción casera de aeronaves despegó. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

Hasta finales de la década de 1950, los constructores se habían ceñido principalmente a los diseños de madera y tela, y de tubo de acero y tela. Sin las restricciones regulatorias a las que se enfrentaban los fabricantes de aeronaves de producción, los constructores aficionados introdujeron diseños y técnicas de construcción innovadoras. Burt Rutan introdujo el diseño canard en el mundo de la construcción de aviones y fue pionero en el uso de la construcción con materiales compuestos. Richard VanGrunsven llevó la construcción metálica en aviones en kit a un nuevo nivel con su serie RV . A medida que mejoraba la sofisticación de los kits, componentes como los pilotos automáticos y los instrumentos de navegación más avanzados se hicieron comunes. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Los litigios de las décadas de 1970 y 1980 provocaron un estancamiento en el mercado de aeronaves pequeñas, obligando a las empresas supervivientes a mantener diseños antiguos y probados. En los últimos años, la flexibilización de las normativas para aeronaves de construcción amateur ha permitido a varios fabricantes desarrollar diseños nuevos e innovadores; muchos de ellos superan en rendimiento a las aeronaves de producción certificadas de su categoría.

Un ejemplo de diseño de aeronaves de construcción casera de alta gama es Lancair , que ha desarrollado varios kits de alto rendimiento. El más potente es el Lancair Propjet , un kit de cuatro plazas con cabina presurizada y motor turbohélice , con una altitud de crucero de 24 000 pies (7300 m) y una velocidad de crucero de 370 nudos (430 mph; 690 km/h) . Aunque aeronaves como esta se consideran de "construcción casera" por razones legales, normalmente se construyen en la fábrica con la ayuda del comprador. Esto permite a la empresa que vende el kit evitar el largo y costoso proceso de certificación, ya que, según la normativa, siguen siendo de construcción propia. Uno de los términos que se aplican a este concepto se conoce comúnmente como "La regla del 51%", que exige que los constructores realicen la mayor parte de la fabricación y el montaje para obtener un Certificado de Aeronavegabilidad como aeronave de Construcción Amateur. ^{[ 11 ]}   

Se han construido algunos kits de aviones a reacción desde la década de 1970, incluido el pequeño Bede Aircraft BD-5J . ^{[ 2 ]}

En una extensa entrevista publicada en la revista KitPlanes en diciembre de 2012, se le preguntó a Dick VanGrunsven, presidente de Van's Aircraft and Aircraft Kit Industry Association (AKIA), sobre el futuro de la industria de los aviones en kit:

No preveo cambios drásticos en la industria en los próximos cinco años. ¿Diez años? Quién sabe ; depende demasiado de los precios del combustible, las políticas de la FAA, etc. En general, creo que nuestra industria seguirá madurando, sobre todo a medida que AKIA crezca y ejerza una influencia positiva en la profesionalidad de sus miembros y en los constructores/pilotos de sus productos. Ante la preocupación por los precios del combustible, podríamos ver una tendencia hacia aeronaves de menor potencia, más orientadas al vuelo deportivo puro, en lugar de la tendencia hacia aeronaves de larga distancia, que ha sido la norma en los últimos 30 años. Preveo que, hacia el final de ese periodo, podrían surgir algunos proyectos de diseño de aeronaves eléctricas, pero solo si la tecnología de baterías mejora significativamente. Podríamos ver más aviones de construcción casera tipo motovelero, vinculados tanto a los altos precios del combustible como a la tecnología emergente de propulsión eléctrica. 

Lo que hacemos en Van's podría reflejar algunas de las ideas anteriores. Desafortunadamente, no veo el potencial de crecimiento que existía en las décadas de 1980 y 1990. Parece que la base de pilotos se está reduciendo, lo que dificulta atraer a personas interesadas en construir kits. Además, con los cambios demográficos, es posible que haya un interés decreciente en la construcción de aeronaves como pasatiempo, o incluso una menor capacidad para practicarla. Esperemos que las iniciativas de la EAA y la AOPA para fomentar el aprendizaje del vuelo ayuden a crear un mercado más amplio para nuestros aviones.

Los mercados emergentes como China e India también podrían impulsar la demanda de nuestros productos, pero será necesario crear infraestructuras completas antes de que los pequeños actores como nosotros puedan beneficiarse. ^{[ 12 ]}

Esta es la construcción más antigua, presente en los primeros aviones y, por lo tanto, la más conocida. Por esa razón, las asociaciones de construcción de aeronaves amateur tendrán más especialistas en este tipo de aeronaves que en otras. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Las maderas más utilizadas son el abeto de Sitka y el abeto de Douglas , que ofrecen una excelente relación resistencia-peso. Los elementos estructurales de madera se unen con adhesivo, generalmente epoxi . A diferencia de las técnicas de construcción en madera utilizadas en otras aplicaciones, prácticamente todas las uniones de madera en las aeronaves son uniones a tope simples , con refuerzos de madera contrachapada . Las uniones están diseñadas para ser más resistentes que los elementos. Una vez completada la estructura, la aeronave se recubre con tela aeronáutica (generalmente poliéster de grado aeronáutico ). La ventaja de este tipo de construcción es que no requiere herramientas ni equipos complejos, sino que emplea elementos comunes como sierra, cepilladora, lima, papel de lija y abrazaderas. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Algunos ejemplos de diseños de madera y tela hechos por aficionados son:

• La clásica Pietenpol Air Camper , una caravana de construcción casera que se fabrica desde la década de 1920.
• El Bowers Fly Baby , un monoplano de ala baja que ha sido popular desde la década de 1960.
• El Ison miniMAX

Una tendencia reciente apunta hacia las aeronaves de madera compuesta. El material portante básico sigue siendo la madera, pero se combina con espuma (por ejemplo, para aumentar la resistencia al pandeo de los revestimientos de madera contrachapada portantes) y otros materiales sintéticos como la fibra de vidrio y la fibra de carbono (para aumentar localmente el módulo de las estructuras portantes, como los largueros). ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Algunos ejemplos de diseños con materiales compuestos de madera son:

• Proyecto de aeronave experimental Ibis , diseñado por Roger Junqua.
• Serie KR de casas construidas en casa, diseñadas por Ken Rand.
• PIK-26 diseñado por Kai Mellen

Los aviones construidos con metal utilizan técnicas similares a las de las aeronaves convencionales fabricadas en serie. Su construcción puede ser más compleja, ya que requiere corte, conformado y remachado de metal si se parte de planos. Existen kits de montaje rápido que incluyen el corte, el conformado y la perforación de agujeros prácticamente terminados, requiriendo únicamente el acabado y el ensamblaje. Estos kits también están disponibles para otros tipos de construcción de aeronaves, especialmente las de materiales compuestos. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Existen tres tipos principales de construcción metálica: chapa de aluminio , tubo de aluminio y tubo de acero soldado . Las estructuras tubulares están recubiertas con tela aeronáutica , al igual que los aviones de madera.

Algunos ejemplos de aeronaves amateur construidas con metal son:

• Los modelos Murphy Moose , Rebel , Super Rebel y Maverick , producidos por Murphy Aircraft.
• Los Vans RV-4 , RV-8 , RV-10 y otros modelos producidos por Van's Aircraft son los aviones de metal de construcción amateur más populares.
• La familia de aviones en kit Zenith CH601 Zodiac y Zenith STOL CH701 de Chris Heintz, ambos biplaza, se venden en kit.
• El ARV Super2 tiene alas, fuselaje y empenaje convencionales, pero la cabina es un monocasco de aleación superplástica "Supral".

Las estructuras de materiales compuestos están hechas de tela con una alta resistencia a la tracción (generalmente fibra de vidrio o fibra de carbono , o en ocasiones Kevlar ) combinada con un plástico estructural (generalmente epoxi , aunque en algunas aeronaves se utiliza viniléster ). La tela se satura con el plástico estructural en estado líquido; cuando el plástico cura y endurece, la pieza conserva su forma a la vez que posee las características de resistencia de la tela. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Los dos tipos principales de aviones compuestos son los compuestos moldeados, donde las estructuras principales como los revestimientos de las alas y las mitades del fuselaje se preparan y curan en moldes, y los no moldeados, donde las formas se tallan en espuma y luego se recubren con fibra de vidrio o fibra de carbono. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Las ventajas de este tipo de construcción incluyen superficies lisas (sin la fricción de los remaches), la capacidad de construir curvas compuestas y la posibilidad de colocar fibra de vidrio o fibra de carbono en posiciones, orientaciones y cantidades óptimas. Las desventajas incluyen la necesidad de trabajar con productos químicos, así como una baja resistencia en direcciones perpendiculares a la fibra. Los materiales compuestos ofrecen una excelente relación resistencia-peso. La rigidez del material, que depende de la dirección (a diferencia de los metales, que es igual en todas las direcciones), permite una avanzada "adaptación elástica" de las piezas compuestas. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Algunos ejemplos de artesanía amateur realizada con materiales compuestos son:

• Diseños de ala canard como el VariEze y el Long EZ diseñados por Burt Rutan
• La hélice propulsora Cirrus VK-30, diseñada por Jeff Viken y los hermanos Klapmeier.
• La familia Europa XS de monoplanos británicos biplaza diseñados por Ivan Shaw.
• La serie Glasair I , II y III de casas prefabricadas de alto rendimiento diseñadas por Tom Hamilton