El Avro Canada VZ-9 Avrocar fue un avión VTOL desarrollado por Avro Canada como parte de un proyecto militar secreto estadounidense llevado a cabo en los primeros años de la Guerra Fría . [1] [2] El Avrocar tenía la intención de explotar el efecto Coandă para proporcionar sustentación y empuje desde un solo "turbotor" que expulsaba el escape del borde del avión en forma de disco. En el aire, habría parecido un platillo volante . [3]
Originalmente diseñado como un avión de combate capaz de alcanzar velocidades y altitudes muy altas, el proyecto se redujo repetidamente con el tiempo y la Fuerza Aérea de EE. UU. finalmente lo abandonó. Luego, el ejército estadounidense se hizo cargo del desarrollo para un avión de combate táctico, una especie de helicóptero de alto rendimiento . [4] En las pruebas de vuelo, el Avrocar demostró tener problemas de empuje y estabilidad no resueltos que lo limitaron a una envolvente de vuelo degradada y de bajo rendimiento ; Posteriormente, el proyecto fue cancelado en septiembre de 1961.
A lo largo de la historia del programa, el proyecto recibió varios nombres diferentes. Avro se refirió a los esfuerzos como Proyecto Y, con vehículos individuales conocidos como Spade y Omega. Posteriormente, el Proyecto Y-2 fue financiado por la Fuerza Aérea de EE. UU., que se refirió a él como WS-606A, Proyecto 1794 y Proyecto Silver Bug. Cuando el Ejército de los EE. UU. se unió a los esfuerzos, adoptó su nombre final "Avrocar" y la designación "VZ-9", parte de los proyectos VTOL del Ejército de los EE. UU. en la serie VZ.
El Avrocar fue el resultado final de una serie de proyectos de investigación sobre cielos azules realizados por el diseñador "Jack" Frost , que se había unido a Avro Canadá en junio de 1947 después de trabajar para varias empresas británicas. [5] Había estado con De Havilland desde 1942 y había trabajado en el de Havilland Hornet , el caza a reacción de Havilland Vampire y el avión de Havilland Swallow , donde había sido el diseñador jefe del proyecto de investigación supersónica. [6]
En Avro Canadá, trabajó en el Avro CF-100 antes de crear un equipo de investigación conocido como "Grupo de Proyectos Especiales" (SPG). Frost primero se rodeó de un grupo de ingenieros "inconformistas" de ideas afines y luego organizó un lugar de trabajo. Inicialmente instalado en el "Penthouse", un apodo burlón para el ala ejecutiva del Edificio Administrativo, el SPG fue posteriormente reubicado en una estructura de la época de la Segunda Guerra Mundial frente a la sede de la compañía, el Edificio Schaeffer, que estaba asegurada con guardias de seguridad. puertas cerradas y tarjetas de pase especiales. En ocasiones, el SPG también operaba desde el Hangar Experimental, donde compartía espacio con otros equipos esotéricos del proyecto Avro. [ cita necesaria ]
En ese momento, Frost estaba particularmente interesado en el diseño de motores a reacción y en las formas de mejorar la eficiencia del compresor sin sacrificar la simplicidad del motor de turbina. Encontró que el diseño de "flujo inverso" de Frank Whittle era demasiado complejo y estaba interesado en formas de limpiar el diseño. Esto lo llevó a diseñar un nuevo tipo de diseño del motor con las latas de llama directamente fuera del borde exterior del compresor centrífugo , apuntando hacia afuera como los radios de una rueda. La energía para el compresor procedía de un nuevo tipo de turbina similar a un ventilador centrífugo , a diferencia del diseño más típico en forma de molinete de los motores convencionales. La turbina impulsaba el compresor mediante engranajes, en lugar de un eje. El motor resultante estaba dispuesto en forma de un gran disco, al que llamó "motor panqueque". [7] El empuje del jet salía alrededor de todo el borde del motor, y esto presentaba problemas al intentar adaptar el diseño a un avión típico. [ cita necesaria ]
Al mismo tiempo, la industria aeronáutica en su conjunto estaba cada vez más interesada en los aviones VTOL . Se esperaba que cualquier futura guerra europea comenzaría con un intercambio nuclear que destruiría la mayoría de las bases aéreas, por lo que los aviones tendrían que operar desde bases aéreas limitadas, carreteras o incluso campos no preparados. Se dedicó un esfuerzo considerable de investigación a diversas soluciones para asegurar una capacidad de segundo ataque. Algunas de estas soluciones incluían aviones lanzados con cohetes como el concepto de lanzamiento de longitud cero , mientras que muchas empresas comenzaron a trabajar en aviones VTOL como una solución a largo plazo más apropiada. [8]
Frost consideró que el excelente rendimiento de su nuevo motor sería una opción natural para un avión VTOL debido a su alta relación potencia-peso esperada . El problema era cómo utilizar el empuje anular para impulsar el avión hacia adelante, así como el problema de montar el motor de gran tamaño en una estructura adecuada. Frost sugirió usar una serie de conductos y respiraderos para redirigir el empuje que fluye desde la parte delantera del motor hacia la parte trasera. Para mantener las tuberías lo más cortas posible, el diseño trasladó el propulsor a lo largo del borde de ataque de lo que era esencialmente un ala delta gruesa . Como el motor tenía forma de disco, la forma triangular del delta fue empujada hacia afuera cerca del frente donde se encontraba con el disco del motor, produciendo una forma más o menos como una pala en un naipe . [7]
El motor tenía forma de disco y su entrada estaba situada en el medio, lo que significaba que las tomas de aire del motor debían estar situadas cerca del centro del ala. En el diseño del Ace, estos estaban ubicados justo al frente del centro en la parte superior e inferior del avión. La cabina estaba situada sobre el cojinete principal, detrás de las tomas de aire. Una "columna vertebral" en la parte superior e inferior iba desde el área de la cabina hasta el borde trasero del avión. También se estudiaron varias otras versiones del diseño básico, incluido el "Omega", que tenía más forma de disco y también cortaba las partes traseras del ala delta. [ cita necesaria ]
Para las operaciones VTOL, se esperaba que la aeronave estuviera apuntando hacia arriba, sostenida por largas patas de aterrizaje que se extendían fuera de la columna. El aterrizaje se realizaría en un ángulo muy alto, lo que dificultaría mucho la visibilidad durante la aproximación. Varios otros experimentos VTOL de la época intentaron varias soluciones a este problema, incluida la rotación de los asientos y las cabinas de los pilotos, pero ninguna resultó muy efectiva. Otro problema con varios experimentos VTOL fue que la estabilidad en vuelo estacionario era difícil de lograr, aunque no del todo inesperada. Una solución a este problema requeriría que el empuje se dirigiera hacia abajo desde un área más grande, como ocurre en un helicóptero, donde la sustentación se suministra sobre toda el área del disco del rotor. [4] La mayoría de los diseñadores recurrieron a purgar el aire del compresor del motor y dirigirlo a través de tuberías dispuestas alrededor del avión. El diseño del motor de Frost utilizaba una cantidad tan grande de boquillas que tal disposición no sería demasiado fácil de construir. [ cita necesaria ]
En 1952, el diseño estaba lo suficientemente avanzado como para que la Junta Canadiense de Investigación de Defensa financiara el esfuerzo con un contrato de 400.000 dólares canadienses. En 1953, se completó una maqueta de madera del Proyecto Y, del que sólo quedan imágenes. Parece que el proyecto fue considerado demasiado costoso dentro del establishment militar, que en ese momento estaba involucrado en varios proyectos de defensa aérea extremadamente costosos. El 11 de febrero de 1953, se filtró una historia sobre el proyecto al Toronto Star junto con imágenes del diseño de Omega, aparentemente para obtener más financiación. [a] Cinco días después, el Ministro de Producción de Defensa informó a la Cámara de los Comunes que Avro estaba trabajando en un "modelo de maqueta" de un platillo volante, capaz de volar a 1.500 millas por hora (2.400 km/h) y subiendo verticalmente. Sin embargo, no llegó más financiación. [ cita necesaria ]
Mientras el Proyecto Y continuaba, Frost se había interesado en el efecto Coandă , donde los flujos de fluidos seguirán formas fuertemente convexas, algo que podría resultar inesperado a primera vista. Frost sintió que el efecto podría usarse con el diseño de su motor para producir un avión VTOL más práctico, en el que el escape fluya hacia afuera sobre la superficie superior del avión y luego se dirija hacia abajo sobre una disposición similar a un flap. Esto produciría una fuerza de sustentación alrededor de todo el borde del avión, permitiéndole aterrizar "plano". Produjo una serie de pequeños diseños experimentales utilizando aire comprimido en lugar de un motor para seleccionar una forma de fuselaje adecuada y, finalmente, decidió que un disco era la mejor solución. [9]
Mientras continuaba con estos experimentos, descubrió que el mismo sistema de dirección de empuje que pretendía para las operaciones VTOL funcionaba igual de bien para el vuelo hacia adelante. En este caso, la forma del disco no era en sí misma una buena superficie de elevación, ya que era neutral en términos de dirección de elevación, es decir, volaría hacia los lados con tanta facilidad como hacia adelante. Sin embargo, al modificar el flujo de aire con la aplicación de una pequeña cantidad de empuje del jet, el flujo de aire general sobre la nave podría alterarse dramáticamente, creando una especie de "perfil aerodinámico virtual" de cualquier configuración necesaria. Por ejemplo, dirigiendo incluso una pequeña cantidad de empuje del jet hacia abajo, una gran masa de aire sería arrastrada sobre la superficie superior del ala y aumentaría dramáticamente el flujo sobre el ala, creando sustentación. [10]
Esto parecía ofrecer una solución a uno de los problemas más desconcertantes de la época: diseñar un avión que fuera eficaz a velocidades subsónicas y supersónicas . La sustentación subsónica es creada por el flujo de aire alrededor del ala siguiendo líneas de corriente , pero la sustentación supersónica es generada por ondas de choque en puntos de curvatura crítica. Ningún diseño por sí solo podría ofrecer un alto rendimiento para ambos regímenes. El disco reventado podría atacar este problema disponiéndolo únicamente para un rendimiento supersónico y luego usando el empuje del jet para modificar el flujo de aire subsónico hasta lograr una apariencia de un ala normal. El diseño resultante estaría ajustado para un alto rendimiento supersónico, tendría un rendimiento subsónico razonable y también ofrecería VTOL, todo en un solo diseño. [ cita necesaria ]
A finales de 1953, un grupo de expertos en defensa estadounidenses visitó Avro Canadá para ver el nuevo avión de combate CF-100. [11] En algún momento del camino, Frost cooptó el recorrido y lo desvió al área de Proyectos Especiales donde procedió a mostrar la maqueta del Proyecto Y y los modelos y dibujos (algunos nunca antes vistos por altos funcionarios de la compañía) para una Avión completamente circular en forma de disco conocido como "Proyecto Y-2". La USAF acordó hacerse cargo de la financiación del Grupo de Proyectos Especiales de Frost, y en 1955 se firmó un contrato por 750.000 dólares. En 1956, la dirección de Avro estaba lo suficientemente interesada como para comprometer 2,5 millones de dólares para construir un prototipo de "empresa privada". En marzo de 1957, la Fuerza Aérea añadió financiación adicional y el avión se convirtió en el Sistema de Armas 606A . [ cita necesaria ]
Se estudió una amplia variedad de diseños para un avión de combate VTOL, [4] todos giraban en torno a la forma del disco, lo que llevó al Proyecto 1794 que involucra un avión de combate supersónico de disco grande. El concepto pasó a ser probado en un túnel de viento con una variedad de modelos a escala. Presentaba una sección elevada en el medio sobre el motor que contenía la cabina y una serie de tomas rectangulares que proporcionaban aire al motor durante el vuelo a baja velocidad. Para vuelos supersónicos, las entradas superiores se cerraron mediante rejillas y, en cambio, el aire se proporcionó desde una entrada supersónica separada a lo largo del frente de la sección elevada. Las estimaciones de rendimiento de Frost para el concepto eran de un potencial de Mach 3,5 a 30.000 m (100.000 pies) de altitud. [ cita necesaria ]
Mientras se desarrollaba el Proyecto 1794, Avro Canadá propuso una versión del "Proyecto Y", el TS-140, para cumplir con la Especificación TS-140 de la Armada de los Estados Unidos para un avión de combate VTOL en 1956; fue rechazado por la Marina. [12] El TS-140 era un avión tipo canard propulsado por cuatro motores a reacción Bristol Orpheus ; en cambio, la Armada seleccionó el D-188A de Bell Aircraft para su requerimiento. [ cita necesaria ]
Hubo cierto debate sobre el concepto dentro de la USAF, ya que muchos grupos intentaban obtener financiación para sus propios proyectos favoritos, como bombarderos de propulsión nuclear . [13] En una repetición del lanzamiento anterior del Toronto Star , en 1955 apareció un extenso artículo en la revista Look que, entre otras afirmaciones, especulaba que los avistamientos actuales de ovnis eran platillos construidos por los soviéticos. [b] El artículo continuó describiendo dicho avión con diagramas que estaban claramente influenciados por el diseño de Avro. [14]
Para fines de prueba, se diseñó un nuevo motor compuesto por seis motores a reacción Armstrong Siddeley Viper que soplaban a través del borde exterior de un impulsor bajo el nombre PV-704, PV significa Private Venture. El PV-704 fue un diseño provisional construido en un edificio similar a un búnker detrás de las instalaciones de pruebas experimentales de Avro. Su objetivo era probar varios conceptos del Proyecto 1794 y proporcionar a la USAF datos de prueba para demostrar la viabilidad del concepto. El plan original para probar inicialmente el Viper Engine Rig era continuar con las pruebas de vuelo libre. Desafortunadamente, las pruebas no fueron nada sencillas; El modelo de prueba sufrió peligrosas fugas de aceite, lo que provocó tres incendios. [15] Finalmente llegó al punto que el personal le tenía miedo a la máquina, incluso cuando estaba cómodamente instalado en una cabina construida con vidrio a prueba de balas y acero de un cuarto de pulgada de espesor. Una prueba final, desastrosa y casi letal del motor en 1956, que involucró un motor a reacción Viper funcionando salvajemente, convenció a Frost de que era necesario un vehículo de prueba menos peligroso. [ cita necesaria ]
Para recopilar datos de vuelo sobre el concepto básico mientras continuaba el desarrollo del motor, en 1958 Frost propuso construir un vehículo de prueba de "prueba de concepto" más pequeño al que llamó Avrocar . En ese momento, el ejército de EE. UU. estaba involucrado en una amplia variedad de experimentos con aviones VTOL más pequeños que actuarían como un "Jeep volador", [16] y también se interesaron en el concepto de Avro. [17] Frost presentó su diseño más pequeño como un prototipo de vehículo adecuado para las necesidades del Ejército, así como un banco de pruebas aerodinámico para el WS-606. Los requisitos de rendimiento iniciales para el Avrocar eran una capacidad de vuelo estacionario de diez minutos en efecto suelo y un alcance de 40 km (25 millas) con una carga útil de 450 kg (1000 lb). [17]
El nuevo plan pareció hacer felices a todos, y Avro recibió un contrato de servicios conjuntos de 2 millones de dólares [18] administrado por la Fuerza Aérea para construir y probar dos Avrocars, a los que el Ejército se refirió como VZ-9-AV (con AV (que significa "Avro", una desviación inusual de la nomenclatura normal del ejército estadounidense [19] ), el último de una serie de aviones "VZ". El interés del ejército en el programa Avrocar era aparentemente muy alto. Bernard Lindenbaum, del Laboratorio de Dinámica de Vuelo de la Fuerza Aérea, recuerda un viaje a Washington a finales de los años cincuenta para solicitar financiación adicional para un estudio sobre la reducción de la resistencia aerodinámica de los helicópteros. Aunque se aprobó la financiación, escuchó a un general del ejército comentar que el Huey sería el último helicóptero que compraría el ejército, ya que el helicóptero sería reemplazado por el Avrocar. [17]
También se transfirió al proyecto Avrocar una financiación adicional de la Fuerza Aérea de aproximadamente 700.000 dólares (no gastados del programa 606A). En marzo de 1959, se recibió un contrato adicional de 1,77 millones de dólares para un segundo prototipo. En el momento del lanzamiento, el rendimiento proyectado superó con creces el requisito, con una velocidad máxima de 225 nudos (417 km/h), un techo de 10.000 pies (3.000 m), un alcance de 130 millas (209 km) y una carga útil de 1.000 lb (450 kg). y flota fuera del efecto suelo con una carga útil de 2,428 lb (1,101 kg). El peso máximo de despegue con transición al vuelo hacia adelante sin efecto suelo se calculó en 5650 lb (2560 kg), el peso máximo con transición al efecto suelo (GETOL) fue de 6970 lb (3160 kg). [17]
Justo cuando se fabricaban los primeros modelos de prueba funcionales, ocurrió el desastre. El gobierno canadiense canceló el programa Avro CF-105 Arrow el "Viernes Negro", el 20 de febrero de 1959. El resultado resultante fue el despido de casi todos los empleados de Avro Canadá, incluidos los del Grupo de Proyectos Especiales. Sin embargo, tres días después del anuncio de la cancelación de Arrow, muchos de los empleados de Proyectos Especiales fueron recontratados. Pero no todo fue como de costumbre. El equipo ahora incluía gente de los equipos CF-100 y CF-105 y el Grupo de Proyectos Especiales fue trasladado al edificio principal, que estaba casi vacío. Además, los "jefes" de la empresa se involucraron más en las operaciones del grupo. [20]
La Oficina de Proyectos de la USAF dedicada a los proyectos Avro recomendó que se cancelara el WS-606A y todos los trabajos relacionados (incluido el Avrocar). Se emitió una orden de trabajo de "parar/marchar" [21] y Frost se vio obligado una vez más a intentar rescatar el proyecto. En un elaborado esfuerzo, Frost defendió contundentemente la continuación de la financiación militar estadounidense. A finales de mayo de 1959, la USAF autorizó a Avro a continuar con los programas de "platillos voladores". [22]
El Avrocar era un avión en forma de disco con la misma forma básica que un frisbee , siendo la superficie superior del disco bastante curvada y la inferior mucho menos. El disco tenía 5,5 m (18 pies) de diámetro y 1,1 m (3,5 pies) de espesor. [23] La armadura estructural principal era un gran triángulo equilátero, al que se unían los distintos componentes. El "turbotor" de 124 palas se encontraba en el centro del triángulo, con la mayor parte del empuje del rotor dirigido directamente hacia abajo a través de una abertura en la superficie inferior, pero parte se purgó para alimentar el sistema de control que recorre el borde exterior del disco. . [23]
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La energía para el rotor fue proporcionada por tres motores a reacción Continental J69-T-9 unidos a la armadura. Cada motor tenía sus propios tanques de combustible y aceite y otros sistemas de soporte, aunque se esperaba que estuvieran interconectados en modelos futuros. La mayor parte de la estructura del avión estaba hecha de aluminio con un peso en vacío de 3000 libras (1400 kg). [24] El tren de aterrizaje del Avrocar era rudimentario con tres pequeñas ruedas giratorias montadas sobre ejes "cortantes"; Más adelante en las pruebas se sustituyó un juego de patines, aunque normalmente no estaban instalados. [25]
El control piloto se realizaba íntegramente a través de una única palanca de control montada en el lateral. El cabeceo y el balanceo se controlaban mediante movimientos convencionales de adelante hacia atrás y de lado a lado, mientras que la guiñada se podía controlar girando la palanca. No se utilizaron enlaces mecánicos, sino que la palanca controlaba el flujo de aire a alta presión alrededor de la nave, que se conectaba directamente a varias superficies de control o indirectamente a través de enlaces de cables locales para reemplazar los controles que estaban destinados a ser accionados por cables (como los controles del acelerador). en los motores). [23]
El sistema de control de actitud/empuje consistía en un gran anillo situado fuera del disco principal, con la forma aproximada de un triángulo redondeado con la superficie plana en el "interior". Viendo la nave desde un lado, la aleta de control es casi invisible y aparece en su posición neutral para mezclarse con el perfil. Los controles del piloto movieron el anillo en relación con el resto de la nave, afectando el flujo de aire que se movía hacia afuera desde el centro de la nave. La sustentación vertical podría aumentarse moviendo todo el anillo hacia abajo, lo que produciría más flujo de aire sobre su superficie superior, que luego se inclinaría sobre esta superficie hacia el suelo. La inclinación del anillo resultó en un empuje asimétrico para el control direccional. [26]
Se descubrió que la nave era inherentemente inestable en vuelo hacia adelante, ya que el centro de presión aerodinámico estaba muy por delante del centro de gravedad . [27] Por lo tanto, el Avrocar incluía un sistema mecánico de aumento de estabilidad que era independiente de los controles del piloto. El turborotor tenía un momento angular bastante grande y estaba destinado a actuar como un potente giroscopio , proporcionando una dirección de vuelo "normal". Los cables de control unidos a la base del rotor se tirarían cuando la nave se moviera en relación con el rotor, accionando las superficies de control para contrarrestar el movimiento. [ cita necesaria ]
El vehículo estaba tripulado por una tripulación de dos personas, ubicadas en cabinas separadas, apretujadas en áreas vacías del fuselaje. En la práctica, normalmente sólo había un piloto a bordo durante las pruebas; Se realizaron varios vuelos con un observador en la segunda cabina. Hasta que los problemas de control se resolvieron por completo, los pilotos de pruebas de Avro adquirieron un "toque" para las entradas de control extremadamente sensibles y el piloto jefe de pruebas de desarrollo de aeronaves de Avro, Potocki, finalmente pudo demostrar un vuelo sin intervención. No obstante, el piloto de pruebas del Avro, Peter Cope, el piloto del proyecto de la USAF, Walter J. Hodgson, y el piloto de pruebas jefe del Centro de Investigación Ames de la NASA , Fred J. Drinkwater III, quienes volaron el Avrocar, lo consideraron todavía un vehículo complicado de volar. Drinkwater comparó volar en él con "hacer equilibrio sobre una pelota de playa". [28]
El primer Avrocar, n.º 58-7055 , salió de la fábrica de Avro Malton en mayo de 1959. Del 9 de junio al 7 de octubre de 1959, se probó en una plataforma flotante estática. [29] Desafortunadamente, se descubrió que el gas caliente del escape se mezclaba nuevamente con las tomas en vuelo estacionario, lo que reducía el empuje del motor. Además, el ventilador generaba sustentación sólo desde una pequeña área de su superficie, lo que reducía el empuje total disponible. Los conductos también demostraron tener pérdidas mayores de lo esperado y una serie de modificaciones no lograron resolver este problema en gran medida. Estos problemas redujeron la sustentación máxima a mayores altitudes fuera del efecto suelo a 3150 lb (1430 kg), menos que el peso vacío de la aeronave de 4285 lb (1944 kg). Esto significaba que el avión sería incapaz de mantenerse fuera del efecto suelo. Después de estas pruebas, el vehículo fue enviado a la NASA Ames para una prueba en el túnel de viento. [ cita necesaria ]
El segundo, # 59-4975 , se completó en agosto de 1959. El 29 de septiembre, se realizó el primer intento de vuelo estacionario con el Avrocar atado al suelo. [30] Después de que el vehículo despegó, comenzó una oscilación incontrolable de balanceo y cabeceo que obligó a cada una de las tres ruedas a hundirse en el suelo por turno. El piloto, WD "Spud" Potocki, apagó inmediatamente todos los motores. Se realizaron cambios en el sistema de estabilidad para proporcionar más autoridad de control, mientras se investigaban nuevas ataduras para mejorar la capacidad de controlar este tipo de problemas. [4] A medida que continuaron las pruebas, quedó claro que el problema era inherente al diseño, y los ingenieros comenzaron a referirse al efecto como "tapacubos", llamado así porque parecía similar a un tapacubos girado en el suelo. [31]
Las investigaciones sobre el efecto revelaron qué estaba causando el problema. Mientras estaba en el efecto suelo, el aire a alta presión debajo de la nave quedó atrapado, llenando toda el área y proporcionando así una base estable. Cuando la nave salió del efecto suelo, el aire se formó en una sola columna estrecha, descrita por Frost como "tronco de árbol". En altitudes intermedias, la nave pasaría momentáneamente de un régimen a otro, tiempo durante el cual un lado del vehículo estaría completamente sostenido mientras el soporte desaparecía bajo el otro. Esto provocó un fuerte movimiento de cabeceo hacia el lado sin apoyo. Tan pronto como esto ocurriera, ese lado se acercaría al suelo y restablecería el aire de apoyo, mientras que el otro lado se elevaría por encima de este límite. Este proceso se repetiría, con la nave rodando de un lado a otro. Se realizaron modificaciones para intentar solucionar el problema. Finalmente, se perforaron una serie de 52 agujeros en la parte inferior del vehículo, ubicados radialmente a tres pies del centro. Estos debían proporcionar un chorro central para estabilizar el colchón del suelo. [32]
Con estas modificaciones completas y aparentemente funcionando, el primer vuelo completamente libre se produjo el 12 de noviembre de 1959. Esta prueba demostró que el sistema de control de boquillas era inaceptable. Los spoilers estaban destinados a dirigir el aire hacia la parte superior o inferior de la aleta anular, hacia la parte inferior sólo durante el vuelo estacionario, pero sobre la parte superior e inferior durante el vuelo hacia adelante. La idea era que cuando se posicionara la trampilla para proporcionar control, el elevador bajaría por un lado y subiría por el otro. De hecho, la sustentación se bajó en un lado, pero la sustentación no mejoró en el otro, por lo que cada acción de control resultó en una pérdida de altitud. Después de cinco vuelos, las pruebas se detuvieron temporalmente el 5 de diciembre de 1959, cuando el Avrocar había registrado 18,5 horas de prueba en total. [ cita necesaria ]
Durante el invierno se instaló un diseño completamente nuevo. Los spoilers originales fueron retirados y reemplazados por un solo anillo debajo de la solapa anular. El anillo se movió en relación con la nave bajo control, "sellando" el espacio en un lado mientras lo abría en el otro. Las pruebas continuaron en enero de 1960 y parecieron funcionar mucho mejor. Sin embargo, aunque el nuevo sistema de control mejoró las cualidades de vuelo estacionario, la nave ahora se volvió inestable a velocidades superiores a 30 nudos (56 km/h). El primer Avrocar en Ames se modificó de manera similar y, en abril de 1960, se probó en su túnel de viento de 40 pies × 80 pies (12 m × 24 m). [33] El problema quedó claro; el anillo bloqueó gran parte del empuje total del motor que la potencia total se redujo considerablemente. A medida que la nave aceleraba, el flujo de aire en la parte inferior reducía la recirculación, reduciendo la sustentación debida al flujo de aire sobre la superficie superior. Esto fue algo inesperado; La recirculación se había considerado "algo malo" debido a la pérdida de empuje del motor, y sus efectos positivos sobre la sustentación no parecen haber sido apreciados. Al final, para mantener la sustentación a velocidades de avance más altas, la nave tuvo que inclinarse hasta el final de su capacidad de control. [ cita necesaria ]
Avro estaba convencido de que el concepto todavía era viable y propuso un nuevo programa para una revisión importante del sistema de control y propulsión. En lugar del flap triangular anular único y los spoilers, o el posterior control de anillo, el nuevo sistema incluía dos sistemas de control separados para el vuelo estacionario y hacia adelante, combinados en una sola boquilla. Para el vuelo estacionario, se abrieron una serie de "puertas de transición" en las boquillas, bloqueándolas y redirigiendo el flujo hacia abajo debajo del avión. El control durante este régimen se proporcionó moviendo la parte exterior de la aleta para "enfocar" el flujo. A velocidades más altas, las puertas se cerraban, permitiendo que el aire saliera desde el borde del avión, donde se ubicaban una serie de controles simples en forma de aletas. El nuevo sistema de control cubría los 3/4 traseros de la circunferencia exterior del avión; la sección frontal presentaba únicamente los controles flotantes. [25]
Se completaron las modificaciones en el modelo Ames y las pruebas se reanudaron en abril de 1961. El nuevo diseño demostró un control mucho mejor en vuelo estacionario y una sustentación considerablemente mejorada. El vehículo ahora podía viajar a hasta 100 nudos (190 km/h), una gran mejora con respecto a los 30 nudos (56 km/h) alcanzados anteriormente. Sin embargo, permaneció inestable en cabeceo y exhibió un fuerte ajuste de morro hacia arriba. Los ingenieros de la NASA intentaron modificar esto con una cola en T , pero resultó que estaba dentro del flujo de aire del turborotor y no ayudó. El equipo de Frost consideró dos nuevos diseños, uno con una gran cola vertical y otro con un ala con puntas verticales montadas: "winglets". Ambos diseños utilizaron dos turborreactores General Electric J85 de 2700 lbf (12 kN) de empuje y aumentaron el diámetro del turborotor de cinco a seis pies [34] .
El 9 de junio de 1961, se llevó a cabo una segunda evaluación de vuelo del Avrocar por parte de la USAF y la NASA en el segundo prototipo modificado de manera similar en las instalaciones de Avro. Durante estas pruebas, el vehículo alcanzó una velocidad máxima de 20 nudos (37 km/h) y demostró la capacidad de atravesar una zanja de seis pies de ancho y 18 pulgadas (460 mm) de profundidad. El vuelo por encima de la altitud crítica resultó peligroso, si no casi imposible, debido a la inestabilidad inherente. [35] El informe de la prueba de vuelo identificó además una variedad de problemas de control. [36]
Antes de que se pudieran lograr las modificaciones, la financiación se agotó en marzo de 1961. Las propuestas de Frost para un diseño modificado no fueron aceptadas, y el ejército estadounidense canceló oficialmente el Avrocar y los programas VTOL supersónicos WS-606A relacionados en diciembre de 1961. Los ejecutivos de la compañía Avro alentaron proyectos de investigación VTOL adicionales, explorando nuevas configuraciones unidas a una plataforma de disco [35] e incluso una versión "lift jet", pero no hubo más interés por parte de fuentes canadienses u otras, para culminar el final de este programa del Grupo de Proyectos Especiales. . En 1961, se presentaron varias propuestas posteriores, incluido el concepto de caza Avro P470 VTOL derivado del Grupo de Proyectos Especiales, para cumplir con un concurso de la OTAN para un caza de ataque táctico. [37] Estas necesidades fueron cubiertas por el Hawker Siddeley Harrier , pero en términos más generales, el interés en VTOL se desvaneció cuando se creyó ampliamente que no se utilizaría un primer ataque nuclear al comienzo de una guerra europea. [ cita necesaria ]
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El segundo Avrocar había registrado unas 75 horas de vuelo al final de las pruebas de vuelo. A juzgar por su rendimiento, el Avrocar fue un fracaso absoluto: no podía elevarse con seguridad a más de unos pocos pies del suelo, y su diseño bulboso, que limitaba el rendimiento a alta velocidad, acompañado de un calor insoportable y un chirriante ruido de escape, lo hacía poco práctico para el militar. Aunque se considera un fallo técnico, su diseño sería profético: estaba a punto de convertirse en uno de los primeros aerodeslizadores del mundo , el Saunders Roe SR.N1, que también despegó en 1959. Sin embargo, el diseñador de la empresa, John Frost, solicitó una serie de patentes en Canadá, el Reino Unido y los EE. UU. que establecieron el papel fundamental que desempeñaron el Avrocar y los vehículos experimentales Avro relacionados en el mundo VTOL. [6] [38]
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El Avro VZ-9 Avrocar fue un "callejón sin salida" en el diseño de VTOL, según Russell Lee, curador del Museo Nacional del Aire y el Espacio , pero sus innovaciones tecnológicas han intrigado a otros diseñadores. Uno de los elementos de diseño que incorpora, el uso de ventiladores con conductos, dio lugar a otros programas experimentales. El Dr. Paul Moller, un expatriado canadiense que había trabajado en Avro Canadá cuando era un joven ingeniero, basó una serie inicial de vehículos VTOL experimentales en tecnología de "platillo" que utilizaba el ventilador con conductos enterrado al estilo Avrocar. El XM-2, el primero de la serie, se parecía notablemente a un platillo volante en miniatura. Después de pruebas exitosas de correas, [39] los diseños de platillos también publicitados en un momento como "discojet" fueron abandonados y su último proyecto, el Moller Skycar , tiene una apariencia de auto volador. [40]
La historia de Avrocar no terminó con la terminación del programa. Sólo se produjeron dos Avrocars y, como el ejército estadounidense había pagado por el trabajo, volvieron a ser propiedad estadounidense al final del programa. El segundo ejemplo, S/N 59-4975 , utilizado para pruebas de "vuelo", regresó brevemente a Canadá para exhibirlo en Montreal en la Exposición El Hombre y Su Mundo (1968); Después de un largo período de exhibición al aire libre, ahora se encuentra en proceso de restauración en el Museo de Transporte del Ejército de EE. UU. en Fort Eustis, Virginia. [18]
El primer Avrocar, S/N 58-7055 (marcado AV-7055 ), después de las pruebas conectadas, se convirtió en el modelo de prueba del "túnel de viento" en NASA Ames, donde permaneció almacenado desde 1961 hasta 1966, cuando fue donado al National Museo del Aire y el Espacio , en Suitland, Maryland . Allí siguió acumulando polvo durante los siguientes cuarenta años. El museo finalmente programó su restauración y exhibición en su recién construido Centro Steven F. Udvar-Hazy . En cambio, el Avrocar fue prestado al Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en Dayton, Ohio , y llegó en noviembre de 2007. Después de una restauración completa, que incluyó la fabricación de las dos burbujas de plexiglás que faltaban, se exhibió en junio de 2008 en el Galería de la Guerra Fría del museo. Desde entonces se ha trasladado a la Galería Presidencial de Aeronaves. En 2016, el Avrocar se trasladó a la Galería de Investigación y Desarrollo del museo en su nuevo cuarto hangar. [ cita necesaria ]
Se preparó una réplica a escala real del Avrocar para la producción de 2002, Avrocar: Saucer Secrets from the Past. Actualmente se encuentra como exposición en el Museo Real de Aviación del Oeste de Canadá , Winnipeg , Manitoba , Canadá. [41]
Datos de Avrocar: el platillo volador de Canadá... [42] y El peor avión del mundo: de fracasos pioneros a desastres multimillonarios [43]
Características generales
Actuación
Aeronaves de función, configuración y época comparables.
