El EWR VJ 101 fue un avión de combate a reacción experimental de despegue /aterrizaje vertical ( VTOL ) de Alemania Occidental . VJ significaba Versuchsjäger ( en alemán , "caza experimental"). [1] El 101 fue uno de los primeros diseños V/STOL en tener el potencial para un eventual vuelo a Mach 2.
Durante la década de 1950, cuando varias naciones se interesaron en el desarrollo de aviones con capacidad VTOL, el Gobierno Federal Alemán emitió una solicitud a las industrias de aviación del país, recientemente revividas, para que estudiaran posibles diseños para tales aviones. En respuesta, en 1960, el fabricante de motores alemán MAN Turbo comenzó a trabajar en un motor adecuado en estrecha cooperación con el fabricante de motores británico Rolls-Royce Limited . Del mismo modo, las empresas aeronáuticas 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 VTOL supersónico, que pronto fue designado como el VJ 101 D. El Ministerio Federal de Defensa (BMVg) quedó debidamente impresionado para realizar un pedido de un par de prototipos experimentales para ser producidos para demostrar las capacidades del diseño.
Se construyeron un par de prototipos de avión, conocidos colectivamente como VJ 101 C y conocidos individualmente como X-1 y X-2 , y participaron en un programa de pruebas de cinco años. La intención era que el VJ 101 se desarrollara eventualmente como la base para un sucesor del inventario de interceptores estadounidenses Lockheed F-104G Starfighter de la Fuerza Aérea Alemana . Sin embargo, el desarrollo del VJ 101 C se complicó enormemente por los requisitos cambiantes de la BMVg, que decidió transformar el perfil de misión previsto para el avión del papel de interceptor a un caza más general, cambiando en gran medida los requisitos de rendimiento que debía cumplir. Durante 1968, el desarrollo del VJ 101 fue finalmente cancelado.
Durante la década de 1950, los rápidos avances en el campo de la propulsión a chorro , particularmente en términos de mayor empuje y unidades de motor compactas, habían contribuido a una mayor creencia en la viabilidad técnica de los aviones de despegue/aterrizaje vertical ( VTOL ), particularmente en Europa Occidental y los Estados Unidos . [2] Durante las décadas de 1950 y 1960, se iniciaron múltiples programas en Gran Bretaña, Francia y los Estados Unidos; asimismo, las compañías de aviación dentro de Alemania Occidental estaban ansiosas por no quedarse fuera de esta tecnología emergente. Poco después de 1957, el año en el que se levantó la prohibición posterior a la Segunda Guerra Mundial sobre Alemania Occidental para operar y desarrollar aviones de combate, las empresas de aviación alemanas Dornier Flugzeugwerke , Heinkel y Messerschmitt , a las que también se les permitió reanudar sus propias actividades ese mismo año, recibieron una solicitud oficial del Gobierno Federal Alemán que las instaba a realizar un trabajo de investigación sobre el tema de los aviones VTOL y a producir diseños conceptuales. [3]
Como tal, varias empresas 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 . [4] Al mismo tiempo, el Ministerio Federal de Defensa de Alemania (BMVg) abogó por la fusión de las empresas competidoras; retuvo deliberadamente la emisión de un contrato de desarrollo para incentivar a las empresas a emprender tales actividades. [5]
Junto con estos esfuerzos, el fabricante de motores alemán MAN Turbo recibió un contrato de la BMVg para realizar su propio trabajo para abordar los problemas específicos relacionados con los motores con capacidad VTOL. Rápidamente se dieron cuenta de 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 . [4] 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. [4] En marzo de 1960, la BMVg emitió un contrato de desarrollo a MAN Turbo para un motor turborreactor ligero de un solo carrete , mientras que Rolls-Royce actuaría como subcontratista principal en el proyecto; el resultado de sus esfuerzos de colaboración para el contrato sería el motor turbofán Rolls-Royce/MAN Turbo RB153 . [4]
El motor RB.153 fue inicialmente una versión relativamente sencilla y a mayor escala del motor Rolls-Royce RB108 que se había desarrollado para vuelos supersónicos sostenidos; sin embargo, a principios de 1960, surgió el interés en un mayor desarrollo del motor como motor adecuado para un avión VTOL. [4] En consecuencia, se desarrollaron nuevos modelos del motor para abordar los requisitos específicos de su nueva función VTOL, incluidos el RB.153.17 y el motor de sustentación RB.153.25. Sin embargo, durante diciembre de 1961, como resultado de los cambios en las prioridades de la BMVg para el VTOL previsto, se necesitaron cambios considerables en el motor como respuesta; como tal, el trabajo de desarrollo del RB.153 se archivó efectivamente en favor del motor Rolls-Royce RB145 . [6]
Tanto Heinkel (basado en el Heinkel He 231) [7] [8] como Messerschmitt (Messerschmitt Me X1-21) [9] [10] habían desarrollado diseños para cumplir con los requisitos del vuelo VTOL y en 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 VJ 101 D. Tal como se concibió, el avión de producción VJ 101 D iba a ser propulsado por el motor Rolls-Royce/MAN Turbo RB153, que iba a estar equipado con un aparato de deflexión de empuje. [11] A finales de 1960, EWR presentó su concepto VJ 101 D al BMVg. [12] Después de realizar una revisión de la propuesta, el BMVg decidió emitir un pedido de dos aviones experimentales con vistas a evaluar su capacidad para cumplir con el requisito de interceptor permanente. [12]
En consecuencia, se desarrolló un par de aviones prototipo, conocidos como VJ 101 C ; estos estaban propulsados por el motor turborreactor RB145 más ligero, que estaba montado en góndolas giratorias. [13] [12] 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 del avión del papel de interceptor a un caza más general, lo que impuso el requisito de que fuera capaz de una mayor resistencia de vuelo a baja altitud, entre otros atributos de rendimiento. [14] 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 , ya que ambos aviones tenían una configuración comparable en términos de poseer motores emparejados instalados dentro de góndolas giratorias que estaban ubicadas en las puntas de sus alas. Además de los motores de punta de ala, se instalaron dos propulsores de sustentación más dentro del fuselaje, que funcionaban 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 un arreglo de " fly-by-wire ". [15] Se comprendió que sería de importancia crítica 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 firma estadounidense Honeywell y la compañía alemana Bodenseewerk , realizaban varias funciones en todo 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. [16] 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 en el vuelo brusco. Tras el cambio a 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 desarrollarse. [17] Después de que el programa ya no se llevara a cabo como sucesor del F104G Starfighter, se mantuvo como un programa de desarrollo para explorar y probar sus conceptos de control de vuelo. [15]
Para probar el concepto de propulsión, EWR produjo un banco de pruebas, llamado Wippe (balancín), a principios de 1960. El sencillo dispositivo 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. [18] Posteriormente se montó un "banco de vuelo estacionario", 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. Los pequeños motores podían generar cada uno un empuje máximo de 9,3 kN (2100 lbf ) , suficiente para levantar el banco de pruebas. A partir de mayo de 1961, las pruebas iniciales se llevaron a cabo desde una columna telescópica ; en marzo de 1962, el nuevo banco realizó su primer "vuelo libre" con éxito. [19] Pruebas adicionales realizadas con una "piel" de tela para simular el fuselaje y las alas también resultaron exitosas, habiéndose demostrado un control satisfactorio durante todas las estaciones y condiciones climáticas. [19]
Se completaron un par de prototipos, conocidos como X-1 y X-2 . [20] El X-1 iba a estar equipado con una disposición de seis motores RB145: dos montados verticalmente en el fuselaje para sustentación y cuatro dentro de las góndolas giratorias, cada uno de los cuales podía generar 2750 lbf de empuje. El X-2 iba a tener los motores giratorios equipados con un postquemador , que les permitiría producir un empuje húmedo de 3840 lbf cada uno. A su vez, se proyectaba que esto permitiría al avión alcanzar su velocidad de diseño de Mach 1,8. [13]
Aunque los motores de góndola eran capaces de producir el empuje adecuado para permitir que el avión se mantuviera en vuelo estacionario de forma constante con solo empuje seco, las preocupaciones sobre la suavidad de la transición del empuje seco al recalentamiento llevaron a que se aprobara un requisito para que el avión tuviera la capacidad de despegar verticalmente con recalentamiento. En consecuencia, esto requirió que se adoptara un tubo de recalentamiento muy corto para proporcionar la distancia al suelo necesaria. [13] Los motores recalentados presentaban una boquilla relativamente simple de dos posiciones, que podía cambiar entre recalentamiento y no recalentamiento; el conducto de entrada también podía moverse hacia adelante cuando el avión se movía a baja velocidad o durante un vuelo estacionario, lo que abría una entrada de aire auxiliar. [13]
El 10 de abril de 1963, el X-1 realizó su primer vuelo estacionario. [20] 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 estacionarios y 14 transiciones completas. En el curso de estas pruebas, la barrera del sonido fue superada por primera vez por un avión de despegue vertical; sin embargo, el 14 de septiembre de 1964, un defecto en el piloto automático provocó 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 uso de postcombustión . [21] [22]
El 12 de junio de 1965, el segundo prototipo, X-2 , realizó su primer vuelo. [20] 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 el X-2 , que a diferencia del X-1 estaba equipado con postcombustión . Sin embargo, el proyecto se canceló en 1968. El interceptor Mach 2 VJ 101 D propuesto nunca se completó. Hoy, el VJ 101 C X-2 está en exhibición pública en el Flugwerft Schleissheim . 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, incluido 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 VTOL subsónico que alcanzó el servicio operativo), finalmente tuvieron destinos similares. El avión de salto Harrier y, mucho más tarde, el Lockheed Martin F-35 Lightning II , han demostrado desde entonces el potencial de los cazas VTOL.
Datos de Jane's All the World's Aircraft 1966-67, [23] Macdonald Aircraft Handbook [24]
Características generales
Actuación
Aeronaves de función, configuración y época comparables
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