Filper Research Beta

Copperfield Corporation se fundó en 1958. Sus fundadores fueron William Orr, Bub Orr, J. Ford Johnston, Ervin Culver, J. Eric Rhodes y Jimmie Johnson. Todos ellos eran empleados recientes o actuales de Lockheed Corporation . William Orr, Bub Orr y Jimmie Johnson trabajaban en Lockheed Missiles and Space en Sunnyvale, California . J. Ford Johnston, J. Eric Rhodes y Ervin Culver trabajaban en Lockheed Aircraft en Burbank, California. Johnston y Culver participaron en el programa de rotor rígido de Lockheed desde sus inicios.

Al mismo tiempo que Lockheed desarrollaba su tecnología de rotor rígido, Copperfield desarrolló de forma independiente un prototipo de helicóptero de rotor rígido en tándem (N9712C). El prototipo tenía una estructura tubular con rotores en tándem conectados por un eje de transmisión, con el motor ubicado debajo. El único piloto se sentaba a horcajadas sobre la estructura tubular. El piloto de pruebas de Lockheed, Herman "Fish" Salmon, pilotó el prototipo (solo en vuelo estacionario). Copperfield denominó a su diseño de rotor rígido "Gyroflex". El diseño dinámico fue creado por Jford Johnston y Ervin Culver, quienes eran empleados de Lockheed en ese momento. Copperfield obtuvo un acuerdo con Lockheed que le permitió desarrollar su sistema sin posibles problemas relacionados con el uso de la tecnología de Lockheed. Se desconocen los detalles exactos del acuerdo, pero fueron suficientes para que Copperfield pudiera buscar capital de riesgo para desarrollar un helicóptero utilizando la tecnología Gyroflex.

En 1965, William Orr, director y ejecutivo de marketing de Copperfield, contactó a Filper Corporation como posible fuente de capital para el desarrollo posterior. Gracias al éxito del banco de pruebas, Filper adquirió los derechos de desarrollo y comercialización del diseño "Gyroflex" y los servicios de algunos empleados de Copperfield. Se desconoce si Filper adquirió Copperfield o solo su tecnología. Posteriormente, Filper fundó Filper Research. A partir de ese momento, toda la financiación de Filper Research provino de Filper Corporation. Filper Corporation fue absorbida por DiGiorgio Corporation en 1976. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Filper Research inició sus operaciones en junio de 1965. Estaba ubicada en un edificio de oficinas cerca de la planta de Filper en San Ramon, California. El personal presente ese primer día estaba compuesto por el gerente general William F. Orr, el ingeniero jefe J. Ford Johnston, el ingeniero jefe de proyectos J. Eric Rhodes, el diseñador industrial Jimmie Johnson y John Turner, un ingeniero mecánico que se había graduado el viernes anterior de CSULA. Esta fue la primera vez que el Sr. Turner tuvo relación con Copperfield.

Bub Orr no participó en ningún momento durante el transcurso del programa; Ervin Culver tuvo una participación mínima. William Orr era el enlace diario con Filper y los medios de comunicación especializados en aviación.

Poco después se añadieron las siguientes personas.

• Andrew Androlia - Director de Fabricación - Hiller
• Bruce Jones - Piloto de pruebas - Hiller
• Bob Kelly - Diseñador de fuselajes - Lockheed
• William Wada - Diseño de sistemas de transmisión - Hiller - Arrow Gear
• Jack Baumann - Diseñador principal de fuselajes
• Paul McKim - Ingeniero de pruebas en tierra - Hiller
• El personal de fabricación, bajo la dirección de Andy Androlia, estaba compuesto casi exclusivamente por exempleados de Hiller Helicopters en Palo Alto. Tras su fallida licitación para el contrato del Ejército para el Helicóptero Ligero de Observación (LOH), Hiller fue adquirida por Fairchild y trasladó sus operaciones a Maryland. Este hecho resultó fortuito, ya que proporcionó a Filper Research un equipo de fabricación altamente cualificado. La división de aeronaves de Hughes Tool Company ganó la competición del LOH con su OH-6A Cayuse. El modelo de Hiller para el LOH (YOH-5) se convirtió en el helicóptero comercial de cinco plazas FH1000. El modelo de Bell Helicopter (YOH-5) se convirtió en el exitoso Jet Ranger.

Como se mencionó anteriormente, Copperfield había desarrollado un banco de pruebas de prueba de concepto (N9712C). Utilizando esa configuración básica del sistema, Jimmie Johnson creó un diseño para el Beta 200, ^{[ 4 ]} un helicóptero personal de dos plazas.

El diseño presentaba un fuselaje aerodinámico, rotores montados en pilones delanteros y traseros, y un compartimento de pasajeros ubicado en la parte posterior. El motor estaba montado debajo y delante del compartimento de pasajeros. Los rotores estaban interconectados mediante un eje de transmisión accionado por el motor a través de un embrague y una caja de transferencia. Los rotores se controlaban únicamente mediante fuerza, funcionando como un giroscopio.

El Beta 200A presentaba muchas características de diseño innovadoras, como un volante de control estilo ala fija en lugar de los típicos controles de vuelo de helicóptero . Sin embargo, algunas de estas características plantearon importantes desafíos de desarrollo. Entre ellas se incluyen:

• Un sistema de transmisión muy complejo y pesado que consta de dos sistemas de rotor, dos cajas de engranajes de transmisión de rotor, un eje de interconexión de rotor largo, caja de transferencia y embrague de transmisión centrífugo.
• Sistemas de control de vuelo mecánicos complejos. Los rotores se controlaban, no mediante el desplazamiento de cabeceo como en los helicópteros convencionales, sino aplicando fuerzas sobre ellos, que respondían como grandes giroscopios.
• Selección de palas de rotor principal con torsión cero.
• Una superposición relativamente grande entre los rotores delanteros y traseros.

Estas decisiones de diseño, en última instancia, impidieron el rendimiento de vuelo tan agresivo y los costos de adquisición presentados en los materiales de marketing. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

El diseño del helicóptero Beta 200A de preproducción comenzó en junio de 1965.

El ingeniero jefe del proyecto, J. Eric Rhodes, y el diseñador/delineante John Turner diseñaron la estructura básica del fuselaje del Beta 200, con la ayuda de Bob Kelly y, posteriormente, en 1965, de Jack Baumann, quien ya había diseñado el Baumann Custer CCW-5. El ingeniero jefe, J. Ford Johnston, realizó el análisis dinámico.

El diseño del sistema de transmisión fue realizado por Bill Wada. Las cajas de engranajes fueron fabricadas por Arrow Gear de Downers Grove, Illinois.

Se seleccionó el motor Continental IO-360E. Estaba conectado a la caja de transferencia mediante un ventilador de refrigeración y un embrague centrífugo. La cubierta se ajustaba muy bien al motor.

El diseño del vehículo Beta 200A de preproducción se completó en mayo de 1966.

La fabricación de los fuselajes de preproducción comenzó a finales de 1965. La fabricación se llevó a cabo en una ampliación de la planta de Filper en San Ramón.

La fabricación de la estructura del avión incluyó la creación de un modelo maestro de yeso, la fabricación y el ensamblaje de revestimientos y mamparos contorneados, marcos, largueros y controles de vuelo. También se instalaron componentes dinámicos y cableado eléctrico.

Finalmente se construyeron aproximadamente seis fuselajes de preproducción. Solo dos, un Beta 200A y un Beta 400A, llegaron a ser aptos para volar.

El primer artículo de prueba de vuelo en condiciones de volar, un Beta 200A, que fue el artículo de prueba de vuelo, recibió el número de cola N5000F de la FAA. ^{[ 9 ]}

Más adelante en el programa se construyó un segundo fuselaje de preproducción/artículo de prueba de vuelo. Era el Beta básico 200A que se había extendido 36 pulgadas. Se instaló el Continental IO-520. Fue designado Beta 400A, porque podía tener cuatro plazas. Se le asignó el número de cola de la FAA N5005F,

Los artículos restantes en construcción eran fuselajes Beta 200A. Ninguno estaba cerca de ser apto para el vuelo al final del programa. No se asignó ningún número de cola de la FAA a estos fuselajes incompletos.

A finales de 1965, los componentes dinámicos, las cajas de engranajes, las palas del rotor, etc., estuvieron disponibles. Durante este período, se realizaron pruebas de laboratorio de los componentes dinámicos. Paralelamente a la fabricación, se construyó un banco de pruebas de tubos de acero que se utilizó para evaluar el rendimiento integrado del sistema de transmisión, los sistemas de rotor y los sistemas de control. El diseño de este banco de pruebas fue realizado por John Turner. Estas pruebas en tierra no mostraron problemas de diseño significativos. El piloto de pruebas Bruce Jones voló una sola vez en vuelo estacionario. Las pruebas de resistencia de los componentes dinámicos continuaron durante la fase inicial de pruebas de vuelo.

Los datos presentados anteriormente sobre peso en vacío, peso bruto, velocidad máxima y alcance no han sido verificados. Se utilizaron para la comercialización de los helicópteros Beta.