EWR VJ 101 - EWR VJ 101

VJ 101
EWR VJ 101 en 1964.jpg
El EWR VJ101C, prototipo X-1 , abril de 1964
Papel Luchador V / STOL
Fabricante EWR
Primer vuelo 10 de abril de 1963
Retirado 1968
Estado Cancelado
Número construido 2

El EWR VJ 101 era un experimental alemán avión de combate vertical de despegue / aterrizaje ( VTOL ) tiltjet aeronave. VJ significa Versuchsjäger , ( alemán para "Experimental Fighter"). El VJ 101 fue uno de los primeros diseños de V / STOL en tener el potencial para un eventual vuelo Mach 2.

Durante la década de 1950, cuando varias naciones se interesaron en desarrollar aeronaves con capacidad VTOL, el gobierno federal alemán emitió una solicitud a las industrias de la aviación recientemente revividas del país para que estudiaran posibles diseños para tales aeronaves. En respuesta, en 1960, el fabricante de motores alemán MAN Turbo comenzó a trabajar en un motor adecuado en estrecha colaboración con el fabricante de motores británico Rolls-Royce Limited . Asimismo, las firmas de aviones Heinkel , Bölkow y Messerschmitt realizaron sus propios estudios antes de unirse para formar una empresa conjunta , EWR , con el propósito de desarrollar y fabricar su diseño para un avión de combate supersónico VTOL, que pronto fue designado como el VJ 101 D . El Ministerio Federal de Defensa (BMVg) quedó adecuadamente impresionado al realizar un pedido de producción de un par de prototipos experimentales para demostrar las capacidades del diseño.

Un par de aviones prototipo, conocidos colectivamente como VJ 101 C e individualmente conocidos como X-1 y X-2 , fueron construidos y participaron en un programa de prueba de cinco años. La intención era que el VJ 101 eventualmente se desarrollara como base para un sucesor del inventario de la Fuerza Aérea Alemana de interceptores estadounidenses Lockheed F-104G Starfighter . Sin embargo, el desarrollo del VJ 101 C se complicó en gran medida por los requisitos cambiantes de la BMVg, que decidió transformar el perfil de misión previsto de la aeronave del papel de interceptor a un caza más general, cambiando en gran medida los requisitos de rendimiento que debía cumplir. Durante 1968, finalmente se canceló el desarrollo del VJ 101.

Diseño y desarrollo

Fondo

Durante la década de 1950, los rápidos avances en el campo de la propulsión a reacción , particularmente en términos de mayor empuje y unidades de motor compactas, habían contribuido a una mayor creencia en la viabilidad técnica de las aeronaves de despegue / aterrizaje vertical ( VTOL ), particularmente dentro de Europa Occidental y los Estados Unidos. Estados Unidos . Durante las décadas de 1950 y 1960, se iniciaron múltiples programas en Gran Bretaña, Francia y Estados Unidos; Del mismo modo, las empresas de aviación de Alemania Occidental no querían quedarse fuera de esta tecnología emergente. Poco después de 1957, año en que se levantó la prohibición posterior a la Segunda Guerra Mundial de operar y desarrollar aviones de combate en Alemania Occidental, las empresas de aviación alemanas Dornier Flugzeugwerke , Heinkel y Messerschmitt también pudieron reanudar sus propias actividades ese mismo año, recibió una solicitud oficial del Gobierno Federal Alemán que los instaba a realizar un trabajo de investigación sobre el tema de los aviones VTOL y producir diseños conceptuales.

Como tal, varias compañías comenzaron a trabajar en sus propios diseños conceptuales para aviones interceptores con capacidad VTOL ; Para que estos diseños fueran operacionalmente relevantes y viables, se reconoció que sería necesario que el rendimiento de vuelo fuera igual al de los interceptores convencionales de la época, como el moderno Lockheed F-104G Starfighter . Conjuntamente, el Ministerio Federal de Defensa de Alemania (BMVg) defendió la fusión de las empresas competidoras; deliberadamente retuvo la emisión de un contrato de desarrollo con el fin de incentivar a las empresas a emprender tales actividades.

Junto con estos esfuerzos, el fabricante de motores alemán MAN Turbo recibió un contrato de la BMVg para realizar su propio trabajo y abordar los problemas específicos que rodean a los motores con capacidad VTOL. Rápidamente se comprendió que tales esfuerzos requerirían trabajar con un fabricante de motores extranjero; como tal, durante marzo de 1960, se firmó un acuerdo inicial de cooperación entre MAN Turbo y el fabricante de motores británico Rolls-Royce Limited . Según los términos del contrato de 10 años establecido, Alemania adquiriría conocimiento de los últimos avances en tecnología de motores a reacción a través de Rolls-Royce, así como un acuerdo de desarrollo conjunto bajo el cual se compartiría el trabajo, se minimizarían los conflictos de producción y se alcanzaría un consenso mutuo. sobre decisiones clave. En marzo de 1960, la BMVg emitió un contrato de desarrollo con MAN Turbo para un motor turborreactor ligero de un solo carrete , mientras que Rolls-Royce actuaría como un subcontratista importante en el proyecto; el resultado de sus esfuerzos de colaboración para el contrato sería el motor turbofan Rolls-Royce / MAN Turbo RB153 .

El motor RB.153 era inicialmente una versión relativamente sencilla a escala del motor Rolls-Royce RB108 anterior que había sido desarrollado para vuelos supersónicos sostenidos; sin embargo, a principios de 1960, surgió el interés en un mayor desarrollo del motor como un propulsor adecuado para un avión VTOL. En consecuencia, se desarrollaron nuevos modelos del motor para abordar los requisitos específicos de su nueva función VTOL, incluido el motor de elevación RB.153.17 y RB.153.25. Sin embargo, durante diciembre de 1961, como resultado de cambios en las prioridades de la BMVg para el VTOL previsto, se requirieron considerables cambios de motor en respuesta; como tal, el trabajo de desarrollo en el RB.153 se archivó efectivamente a favor del motor Rolls-Royce RB145 .

Propuesta

Vista superior, que muestra la entrada de aire de los dos motores de elevación del fuselaje.

Tanto Heinkel (basado en Heinkel He 231) como Messerschmitt ( Messerschmitt Me X1-21 ) habían desarrollado diseños para cumplir con los requisitos del vuelo VTOL y para 1959, las dos compañías, junto con Bölkow , habían creado una empresa conjunta , llamada EWR , para desarrollar y fabricar un avión de combate supersónico previsto, designado como el VJ 101 D . Tal como se concibió, el avión de producción VJ 101 D debía ser propulsado por el motor Rolls-Royce / MAN Turbo RB153, que debía estar equipado con un aparato de deflexión de empuje. A finales de 1960, EWR presentó su concepto VJ 101 D a la BMVg. Luego de realizar una revisión de la propuesta, la BMVg decidió emitir un pedido de dos aviones experimentales con el fin de evaluar su capacidad para cumplir con el requisito de interceptor permanente.

En consecuencia, se desarrollaron un par de aviones prototipo, conocidos como VJ 101 C ; estos estaban propulsados ​​por el motor turborreactor RB145 más ligero , que en su lugar estaba montado en góndolas giratorias. Sin embargo, el desarrollo del VJ 101 C no sería sencillo; Una complicación importante fueron los requisitos cambiantes de la BMVg, que decidió cambiar el perfil de misión previsto de la aeronave del papel de interceptor a un caza más general, lo que impuso el requisito de que sea capaz de una mayor resistencia de vuelo a baja altitud, entre otras prestaciones. atributos. La nueva propuesta había fusionado las características de los diseños anteriores de Bölkow, Heinkel y Messerschmitt en una plataforma elegante y aerodinámica. El VJ 101 C tenía algunas similitudes en apariencia con el Bell XF-109 estadounidense , ambos aviones tenían una configuración comparable en términos de poseer motores emparejados instalados dentro de góndolas giratorias que estaban colocadas en la punta de sus alas. Además de los motores de punta de ala, se instalaron dos chorros de elevación adicionales dentro del fuselaje, que funcionaron para complementar los motores principales durante el vuelo estacionario.

El VJ 101 C contaba con un sistema de control de vuelo electrónico, ampliamente conocido como arreglo de " vuelo por cable ". Se comprendió que sería de vital importancia mantener la capacidad de control durante la fase de vuelo estacionario, en particular la capacidad de respuesta de los motores y el aumento de la estabilidad de la aeronave. Los sistemas de control, desarrollados por la empresa estadounidense Honeywell y la empresa alemana Bodenseewerk , realizaron varias funciones en el régimen de vuelo del VJ 101 C, incluido el control de actitud durante el vuelo estacionario y la transición del vuelo estacionario al vuelo aerodinámico horizontal. Inicialmente se utilizaron sistemas de control de dos canales, pero las pruebas revelaron la necesidad de sistemas de control de tres canales para tener en cuenta los casos de fallas de protección. Tras el cambio a los sistemas de control de tres canales, esto permitió que el sistema se utilizara en todos los rangos de vuelo con control de vector de empuje; el primer sistema de este tipo en ser desarrollado. Después de que el programa ya no se persiguiera como sucesor del F104G Starfighter, se mantuvo como un programa de desarrollo para explorar y probar sus conceptos de control de vuelo.

Para probar el concepto de propulsión, EWR produjo un banco de pruebas, llamado Wippe (balancín), a principios de 1960. El dispositivo simple incorporaba una cabina rudimentaria fijada sobre una viga horizontal, que tenía un motor de "elevación" montado verticalmente en el centro. , con el fin de realizar pruebas preliminares de un solo eje del sistema de control. Posteriormente se montó una "plataforma flotante", que tenía el fuselaje esquelético del VJ 101C junto con un total de tres motores Rolls-Royce RB108 instalados en las posiciones aproximadas que ocuparían en la versión final con capacidad de vuelo. Cada uno de los motores pequeños podría generar un empuje máximo de 9,3 kN (2100 lb f ), suficiente para levantar el banco de pruebas. A partir de mayo de 1961, las pruebas iniciales se realizaron desde una columna telescópica , en marzo de 1962, la nueva plataforma realizó su primer "vuelo libre" con éxito. Las pruebas adicionales realizadas con una "piel" de tela para simular el fuselaje y las alas también demostraron ser exitosas, habiendo demostrado un control satisfactorio en todas las estaciones y condiciones climáticas.

Prueba y evaluación

El prototipo X-1 exhibido en el Salón Aeronáutico de Hannover de 1964

Se completaron un par de prototipos, conocidos como X-1 y X-2 . El X-1 debía equiparse con una disposición de seis motores RB145: dos montados verticalmente en el fuselaje para su elevación y cuatro dentro de las góndolas giratorias, cada uno de los cuales podía generar 2.750 lbf de empuje. El X-2 iba a tener los motores giratorios equipados con un postquemador , que les permitiría producir un empuje húmedo de 3.840 lbf cada uno. A su vez, esto se proyectó para permitir que la aeronave alcanzara su velocidad de diseño de Mach 1.8.

Aunque los motores de la góndola eran capaces de producir un empuje adecuado para permitir que la aeronave se mantuviera en vuelo estacionario solo con empuje en seco, las preocupaciones sobre la suavidad de la transición del empuje en seco al recalentamiento llevaron a que se aprobara un requisito para que la aeronave tuviera la capacidad de despegar. verticalmente bajo recalentamiento. En consecuencia, esto requirió la adopción de un tubo de recalentamiento muy corto para proporcionar la distancia al suelo necesaria. Los motores recalentados presentaban una boquilla de dos posiciones relativamente simple, que podía cambiar entre recalentamiento y no recalentamiento; el conducto de entrada también podía moverse hacia adelante cuando la aeronave se movía a baja velocidad o durante un vuelo estacionario, lo que abría una entrada de aire auxiliar.

El 10 de abril de 1963, el X-1 realizó su primer vuelo estacionario. El 20 de septiembre de 1963 tuvo lugar la primera transición del vuelo estacionario al vuelo horizontal. El X-1 se exhibió públicamente por primera vez en el Salón Aeronáutico de Hannover de mayo de 1964 . El VJ 101C X-1 voló un total de 40 vuelos aerodinámicos, 24 vuelos de vuelo estacionario y 14 transiciones completas. En el transcurso de estas pruebas, la barrera del sonido se rompió por primera vez con un avión de despegue vertical; sin embargo, el 14 de septiembre de 1964, un defecto en el piloto automático hizo que el X-1 se estrellara, sufriendo algunos daños como resultado. El 29 de julio de 1964, el VJ 101 C voló a Mach 1.04 sin usar un postquemador .

El prototipo X-2 , exhibido en el Deutsches Museum , 2006

El 12 de junio de 1965, el segundo prototipo, X-2 , realizó su primer vuelo. El 22 de octubre de 1965, el X-2 realizó una transición exitosa con un nuevo sistema de piloto automático instalado. Las pruebas continuaron posteriormente con X-2 , que a diferencia de X-1 estaba equipado con postquemadores . Sin embargo, el proyecto se canceló en 1968. El interceptor VJ 101 D Mach 2 propuesto nunca se completó. Hoy, VJ 101 C X-2 se exhibe al público en el Deutsches Museum de Múnich . Si bien el VJ 101C no pasó al estado de producción, varios otros proyectos de la época para desarrollar aviones de combate VTOL con capacidad supersónica, incluidos el Mirage IIIV y el Hawker Siddeley P.1154 (un paralelo supersónico de lo que se convertiría en el Hawker Siddeley Harrier , un avión de combate subsónico VTOL que alcanzó el servicio operativo), finalmente se encontró con destinos similares. El jet de salto Harrier y, sustancialmente más tarde, el Lockheed Martin F-35 Lightning II , ha demostrado desde entonces el potencial de los cazas VTOL.

Operadores

ALEMANIA

Especificaciones (VJ 101C X-1)

Datos de Jane's All the World's Aircraft 1966-67, Macdonald Aircraft Handbook

Características generales

  • Tripulación: 1
  • Longitud: 15,7 m (51 pies 6 pulgadas)
  • Envergadura: 6,61 m (21 pies 8 pulgadas)
  • Altura: 4,1 m (13 pies 5 pulgadas)
  • Peso máximo al despegue: 6000 kg (13228 lb) para VTOL
( X-2  ; 8,000 kg (17,637 lb) MTOW para VTOL con motores de punta de ala recalentados)
( X-2  ; 4x RB.145 recalentado en cápsulas de punta de ala + 2x chorros de elevación sin recalentar en el fuselaje)

Rendimiento

  • Velocidad máxima: Mach 1.08 (logrado)
  • Velocidad mínima de vuelo en limpieza: 260 km / h (162 mph; 140 kN)

Ver también

Aeronaves de función, configuración y época comparables

Referencias

Notas

Bibliografía

  • Buttler, Tony y Jean-Louis Delezenne. X-Planes of Europe: aviones de investigación secretos de la Edad de Oro 1946-1974 . Manchester, Reino Unido: Publicaciones de Hikoki, 2012. ISBN  978-1-902-10921-3
  • Elliott, Cyril; Goodwin, John (2001). "Capítulo cinco: Despegue y aterrizaje vertical". Fast Jets: la historia del desarrollo del recalentamiento en Derby . R-RHT . págs. 71–75. ISBN 1-872922-20-1. Serie Técnica Nº5.
  • Hirschel, Ernst Heinrich., Horst Prem y Gero Madelung. Investigación aeronáutica en Alemania: desde Lilienthal hasta la actualidad. Springer Science & Business Media, 2012. ISBN  3-642-18484-7 .
  • Rogers, Mike. VTOL: Avión de investigación militar . Nueva York: Orion Books, 1989. ISBN  0-517-57684-8 .
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  • Verde, William. Manual de aviones Macdonald . Londres: Macdonald & Co. (Publishers) Ltd., 1964.

enlaces externos