El Avro Canada VZ-9 Avrocar es un avión VTOL desarrollado por Avro Canada como parte de un proyecto militar secreto de los EE. UU. llevado a cabo en los primeros años de la Guerra Fría . [1] [2] El Avrocar pretendía explotar el efecto Coandă para proporcionar sustentación y empuje a partir de un único "turborrotor" que expulsaba gases de escape por el borde del avión en forma de disco. En el aire, se habría parecido a un platillo volante . [3]
Originalmente diseñado como un avión de combate capaz de alcanzar velocidades y altitudes muy elevadas, el proyecto fue reducido varias veces a lo largo del tiempo y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos finalmente lo abandonó. Luego, el desarrollo fue retomado por el Ejército de los Estados Unidos para una necesidad de 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 limitaban 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 distintos nombres. Avro se refirió a los esfuerzos como Proyecto Y, con vehículos individuales conocidos como Spade y Omega. El Proyecto Y-2 fue financiado posteriormente por la Fuerza Aérea de los EE. UU., que lo denominó 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 de cielos azules del diseñador "Jack" Frost , quien se había unido a Avro Canada 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 en el proyecto de investigación supersónica. [6]
En Avro Canada, había trabajado en el Avro CF-100 antes de crear un equipo de investigación conocido como el "Grupo de Proyectos Especiales" (SPG). Frost primero se rodeó de un grupo de ingenieros "disidentes" con ideas afines, luego organizó un lugar de trabajo. Inicialmente instalado en el "Penthouse", un apodo despectivo para el ala ejecutiva del Edificio de Administración, el SPG fue posteriormente reubicado en una estructura de la época de la Segunda Guerra Mundial frente a la sede de la empresa, el Edificio Schaeffer, que estaba protegido con guardias de seguridad, puertas cerradas y tarjetas de acceso especiales. En ocasiones, el SPG también operaba desde el Hangar Experimental donde compartía espacio con otros equipos esotéricos del proyecto Avro. [ cita requerida ]
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 de motor con los quemadores ubicados directamente fuera del borde exterior del compresor centrífugo , apuntando hacia afuera como los radios de una rueda. La energía para el compresor se obtenía de un nuevo tipo de turbina similar a un ventilador centrífugo , en oposición al diseño más típico de tipo rueda de molino de los motores convencionales. La turbina impulsaba el compresor utilizando engranajes, en lugar de un eje. El motor resultante estaba dispuesto en forma de un gran disco, al que se refirió como un "motor de panqueque". [7] El empuje del chorro salía de todo el borde del motor, y esto presentaba problemas al intentar adaptar el diseño a una aeronave típica. [ cita requerida ]
Al mismo tiempo, la industria aeronáutica en su conjunto se interesaba cada vez más por los aviones VTOL . Se esperaba que cualquier guerra europea futura comenzara 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 invirtió un esfuerzo considerable en investigación para encontrar diversas soluciones para garantizar la capacidad de un segundo ataque. Algunas de estas soluciones incluían aviones lanzados por 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 adecuada. [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 encajar el motor muy grande en un fuselaje adecuado. Frost sugirió utilizar una serie de conductos y respiraderos para redirigir el empuje que fluye desde la parte delantera del motor hacia la parte trasera. Para mantener los conductos lo más cortos posible, el diseño transportó el empuje 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 delta triangular se empujó hacia afuera cerca de la parte delantera donde se encontraba con el disco del motor, produciendo una forma más o menos como una pala en una carta de juego . [7]
El motor tenía forma de disco y su entrada de aire estaba situada en el medio, lo que significaba que las entradas de aire del motor debían estar ubicadas cerca del medio del ala. En el diseño del Ace, estas estaban ubicadas justo en la parte delantera del centro en la parte superior e inferior del avión. La cabina estaba ubicada sobre el cojinete principal, detrás de las entradas de aire. Una "columna" en la parte superior e inferior iba desde el área de la cabina hasta el borde trasero del avión. También se estudiaron otras versiones del diseño básico, incluido el "Omega", que tenía más forma de disco ya que también cortaba las partes traseras del ala delta. [ cita requerida ]
Para las operaciones VTOL, se esperaba que el avión apuntara hacia arriba, sostenido por largas patas de aterrizaje que se extendieran fuera de la columna vertebral. El aterrizaje se lograría 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, incluyendo asientos y cabinas de pilotos giratorios, 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 inesperado. Una solución a este problema requeriría que el empuje se dirigiera hacia abajo desde un área más grande, como 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 utilizó una cantidad tan grande de toberas que tal disposición no sería demasiado fácil de construir. [ cita requerida ]
En 1952, el diseño estaba lo suficientemente avanzado como para que la Junta de Investigación de Defensa Canadiense financiara el proyecto con un contrato de 400.000 dólares canadienses. En 1953, se completó una maqueta de madera del Proyecto Y, de la que solo quedan imágenes. Parece que el proyecto se consideró demasiado costoso dentro del estamento 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 con el fin de obtener más fondos. [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 ascender verticalmente. Sin embargo, no se consiguió más financiación. [ cita requerida ]
Mientras el Proyecto Y continuaba, Frost se interesó en el efecto Coandă , donde los flujos de fluidos seguirán formas fuertemente convexas, algo que podría ser inesperado a primera vista. Frost sintió que el efecto podría usarse con su diseño de motor para producir un avión VTOL más práctico, el escape fluyendo hacia afuera sobre la superficie superior de la aeronave y luego dirigiéndose hacia abajo sobre una disposición similar a un flap. Esto produciría una fuerza de sustentación alrededor de todo el borde de la aeronave, lo que le permitiría 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]
A medida que continuó con estos experimentos, descubrió que el mismo sistema de dirección de empuje que había pensado 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 sustentación, ya que era neutral en términos de dirección de sustentación, es decir, volaría de lado con la misma facilidad que hacia adelante. Sin embargo, modificando el flujo de aire con la aplicación de una pequeña cantidad de empuje a chorro, el flujo de aire general sobre la nave podía alterarse drásticamente, creando una especie de "perfil aerodinámico virtual" de cualquier configuración necesaria. Por ejemplo, al dirigir incluso una pequeña cantidad de empuje a chorro hacia abajo, una gran masa de aire sería atraída sobre la superficie superior del ala y aumentaría drásticamente el flujo sobre el ala, creando sustentación. [10]
Esto parecía ofrecer una solución a uno de los problemas más molestos de la época: diseñar un avión que fuera eficaz a velocidades subsónicas y supersónicas . La sustentación subsónica se crea mediante el flujo de aire alrededor del ala siguiendo líneas de corriente , pero la sustentación supersónica se genera por ondas de choque en puntos de curvatura crítica. Ningún diseño único podría ofrecer un alto rendimiento para ambos regímenes. El disco soplado podría abordar este problema al estar diseñado solo para un rendimiento supersónico y luego usar el empuje del chorro para modificar el flujo de aire subsónico en una apariencia de 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 requerida ]
A finales de 1953, un grupo de expertos en defensa de Estados Unidos visitó Avro Canada para ver el nuevo avión de combate CF-100. [11] En algún momento del camino, Frost se apropió de la visita y la desvió hacia el área de Proyectos Especiales, donde procedió a mostrar la maqueta del Proyecto Y y los modelos y dibujos (algunos nunca antes vistos por los altos funcionarios de la compañía) de un avión con forma de disco completamente circular conocido como "Proyecto Y-2". La USAF aceptó 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 requerida ]
Se estudiaron una amplia variedad de diseños para un avión de combate VTOL, [4] todos giraban en torno a la forma de disco, lo que condujo al Proyecto 1794, que involucraba un avión de combate supersónico de disco grande. El concepto procedió a las pruebas en el 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 entradas rectangulares que proporcionaban aire al motor durante el vuelo a baja velocidad. Para el vuelo supersónico, las entradas superiores se cerraron mediante rejillas y, en su lugar, el aire se proporcionaba 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 altitudes de 100 000 pies (30 000 m). [ cita requerida ]
A medida que se desarrollaba el Proyecto 1794, Avro Canada 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 Armada. [12] El TS-140 era un avión tipo canard que sería propulsado por cuatro motores a reacción Bristol Orpheus ; en su lugar, la Armada seleccionó el D-188A de Bell Aircraft para su requisito. [ cita requerida ]
Hubo cierto debate sobre el concepto dentro de la USAF, ya que muchos grupos estaban tratando de obtener fondos para sus propios proyectos favoritos, como los 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 de ovnis actuales eran platillos construidos por los soviéticos. [b] El artículo continuaba describiendo un avión de este tipo con diagramas que estaban claramente influenciados por el diseño de Avro. [14]
Para realizar pruebas, 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 de PV-704, PV significaba Private Venture. El PV-704 era un diseño provisional construido en un edificio tipo 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 equipo de motor Viper era continuar con pruebas de vuelo libre. Desafortunadamente, las pruebas no fueron nada fáciles; el modelo de prueba sufrió peligrosas fugas de aceite, lo que resultó en tres incendios. [15] Finalmente, se llegó al punto de que el personal tenía miedo de la máquina, incluso cuando estaba a salvo 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 implicó un motor a reacción Viper funcionando sin control, convenció a Frost de que era necesario un vehículo de prueba menos peligroso. [ cita requerida ]
Para reunir datos de vuelo sobre el concepto básico mientras continuaba el desarrollo del motor, en 1958 Frost propuso construir un vehículo de prueba de concepto más pequeño al que llamó Avrocar . En ese momento, el Ejército de los EE. UU. estaba involucrado en una amplia variedad de experimentos en 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 prototipo de un vehículo adecuado para las necesidades del Ejército, así como un banco de pruebas aerodinámicas 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 25 millas (40 km) con una carga útil de 1000 libras (450 kg). [17]
El nuevo plan pareció complacer a todo el mundo y se adjudicó a Avro un contrato de servicios conjuntos de 2 millones de dólares [18] gestionado por la Fuerza Aérea para construir y probar dos Avrocars, a los que el Ejército se refirió como VZ-9-AV (AV significa "Avro", una desviación inusual de la nomenclatura normal del Ejército de los EE. UU. [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 fines de la década de 1950 para solicitar fondos adicionales 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 lanzamiento, el rendimiento proyectado era muy superior al requerido, 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) con una carga útil de 1.000 libras (450 kg) y un vuelo estacionario fuera del efecto suelo con una carga útil de 2.428 libras (1.101 kg). El peso máximo de despegue con transición al vuelo hacia adelante fuera del efecto suelo se calculó en 5.650 libras (2.560 kg), el peso máximo con una transición en el efecto suelo (GETOL) fue de 6.970 libras (3.160 kg). [17]
Justo cuando se estaban fabricando los primeros modelos de prueba funcionales, se produjo un desastre. El gobierno canadiense canceló el programa del Avro CF-105 Arrow el "Viernes Negro", el 20 de febrero de 1959. El resultado fue el despido de casi todos los empleados de Avro Canada, incluidos los del Grupo de Proyectos Especiales. Sin embargo, tres días después del anuncio de la cancelación del Arrow, muchos de los empleados de Proyectos Especiales fueron recontratados. Pero no fue exactamente lo mismo de siempre. El equipo ahora incluía a personas de los equipos CF-100 y CF-105 y el Grupo de Proyectos Especiales se trasladó 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 cancelaran el WS-606A y todos los trabajos relacionados (incluido el Avrocar). Se emitió una orden de trabajo de "parar/seguir" [21] y Frost se vio obligado una vez más a intentar rescatar el proyecto. En un elaborado esfuerzo, Frost presentó un rotundo argumento a favor de 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 volantes". [22]
El Avrocar era un avión con forma de disco con la misma forma básica que un frisbee , la superficie superior del disco era bastante curvada y la inferior mucho menos. El disco tenía 18 pies (5,5 m) de diámetro y 3,5 pies (1,1 m) de espesor. [23] La estructura principal era un gran triángulo equilátero, al que se unían los diversos componentes. El "turbomotor" 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 una parte se purgaba para alimentar el sistema de control que recorría el borde exterior del disco. [23]
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La potencia del rotor la proporcionaban tres motores a reacción Continental J69-T-9 unidos a la estructura. Cada motor tenía sus propios tanques de combustible y aceite y otros sistemas de apoyo, aunque se esperaba que estuvieran interconectados en futuros modelos. La mayor parte de la estructura 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"; un juego de patines se sustituyó más tarde en las pruebas, aunque normalmente no se instalaban. [25]
El control del piloto se realizaba completamente mediante una palanca de control lateral. El cabeceo y el balanceo se controlaban mediante movimientos convencionales de proa a popa y de lado a lado, mientras que la guiñada se podía controlar girando la palanca. No se utilizaban conexiones mecánicas, sino que la palanca controlaba el flujo de aire a alta presión alrededor de la aeronave, que se conectaba directamente a varias superficies de control o indirectamente a través de conexiones de cables locales para reemplazar los controles que estaban destinados a ser accionados por cable (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 una forma similar a la de un triángulo redondeado con la superficie plana en el "interior". Viendo la nave desde un costado, el flap de control es casi invisible, apareciendo en su posición neutra para mimetizarse con el perfil. Los controles del piloto movían el anillo en relación con el resto de la nave, lo que afectaba al flujo de aire que se movía hacia afuera desde el centro de la nave. La sustentación vertical podía aumentarse moviendo todo el anillo hacia abajo, lo que produciría más flujo de aire sobre su superficie superior, que luego se doblaría hacia abajo sobre esta superficie hacia el suelo. Inclinar el anillo daba como resultado 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 bastante 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 tiraban cuando la nave se movía en relación con el rotor, lo que accionaba las superficies de control para contrarrestar el movimiento. [ cita requerida ]
El vehículo estaba tripulado por dos personas, ubicadas en cabinas separadas, apretujadas en áreas vacías del fuselaje. En la práctica, solo un piloto estaba a bordo durante las pruebas; se realizaron varios vuelos con un observador en la segunda cabina. Hasta que se resolvieron por completo los problemas de control, los pilotos de prueba del Avro adquirieron un "toque" para los controles extremadamente sensibles y el piloto de pruebas jefe de desarrollo de aeronaves 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, consideraron que todavía era un vehículo difícil de volar. Drinkwater comparó un vuelo en él con "hacer equilibrio sobre una pelota de playa". [28]
El primer Avrocar, el 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 de vuelo estacionario. [29] Desafortunadamente, se descubrió que el gas caliente del escape se mezclaba con las entradas en vuelo estacionario, lo que reducía el empuje del motor. Además, el ventilador generaba sustentación solo desde una pequeña área de su superficie, lo que reducía el empuje total disponible. Los conductos también demostraron tener mayores pérdidas de lo esperado, y una serie de modificaciones no pudieron resolver este problema en gran medida. Estos problemas redujeron la sustentación máxima a altitudes más altas fuera del efecto suelo a 3150 lb (1430 kg), menos que el peso vacío de la aeronave, 4285 lb (1944 kg). Esto significaba que la aeronave sería incapaz de flotar fuera del efecto suelo. Después de estas pruebas, el vehículo fue enviado a NASA Ames para una prueba en el túnel de viento. [ cita requerida ]
El segundo, el n.° 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 despegara, comenzó una oscilación incontrolable acoplada al balanceo y cabeceo que obligó a cada una de las tres ruedas a tocar el suelo una por una. 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 nuevos anclajes para mejorar la capacidad de controlar este tipo de problemas. [4] A medida que continuaban 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 girando en el suelo. [31]
Las investigaciones sobre el efecto revelaron lo que 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 se elevó fuera del efecto suelo, el aire se formó en una única columna estrecha, descrita por Frost como "tronco de árbol". A altitudes intermedias, la nave pasaría momentáneamente de un régimen al otro, tiempo durante el cual un lado del vehículo estaría completamente sostenido mientras que el soporte desaparecería bajo el otro. Esto provocó un fuerte movimiento de cabeceo hacia el lado sin soporte. Tan pronto como esto ocurriera, ese lado se acercaría al suelo y restablecería el aire de soporte, 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 llevaron a cabo modificaciones para tratar de resolver 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 cojín del suelo. [32]
Una vez completadas estas modificaciones 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 la tobera era inaceptable. Los alerones estaban pensados para dirigir el aire hacia la parte superior o inferior del flap anular, hacia la parte inferior sólo durante el vuelo estacionario, pero hacia la parte superior e inferior durante el vuelo hacia delante. La idea era que cuando el flap se posicionara para proporcionar control, la sustentación se bajaría de un lado y se elevaría del otro. La sustentación se redujo de hecho de un lado, pero no mejoró en el otro, por lo que cada entrada de control resultó en una pérdida de altitud. Después de cinco vuelos, las pruebas se detuvieron temporalmente el 5 de diciembre de 1959, momento en el que el Avrocar había registrado 18,5 horas de tiempo de prueba en total. [ cita requerida ]
Durante el invierno se instaló un diseño completamente nuevo. Se quitaron los alerones originales y se reemplazaron por un solo anillo debajo del flap anular. El anillo se movía en relación con la aeronave bajo la acción del 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, mientras que el nuevo sistema de control mejoraba las cualidades de vuelo estacionario, la aeronave ahora se volvía inestable a velocidades más altas por encima de los 30 nudos (56 km/h). El primer Avrocar en Ames fue modificado 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 bloqueaba tanto el empuje general del motor que la potencia general se redujo en gran medida. A medida que la aeronave aceleraba, el flujo de aire en la parte inferior reducía la recirculación, lo que reducía la sustentación debido 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 aeronave tuvo que ser inclinada hasta el límite de su capacidad de control. [ cita requerida ]
Avro estaba convencido de que el concepto todavía era viable y propuso un nuevo programa para una importante revisión del sistema de propulsión y control. En lugar del único flap triangular anular y los alerones, o el posterior control de anillo, el nuevo sistema incluía dos sistemas de control separados para el vuelo estacionario y el vuelo hacia adelante, combinados en una única tobera. Para el vuelo estacionario, se abrían una serie de "puertas de transición" en las toberas, bloqueándolas y redirigiendo el flujo hacia abajo debajo del avión. El control durante este régimen se proporcionaba moviendo la parte exterior del flap para "enfocar" el flujo. A velocidades más altas, las puertas se cerraban, permitiendo que el aire fluyera hacia afuera desde el borde del avión, donde se ubicaban una serie de controles simples similares a flaps. El nuevo sistema de control cubría los 3/4 traseros de la circunferencia exterior del avión; la sección delantera presentaba solo los controles de vuelo estacionario. [25]
Se completaron 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 mejoró considerablemente la sustentación. 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 se asentaba 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 verticales montadas en la punta: "winglets". Ambos diseños usaban 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, la USAF/NASA realizó una segunda evaluación de vuelo del Avrocar 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 prueba de vuelo identificó además una serie 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 los programas VTOL supersónicos Avrocar y WS-606A relacionados fueron cancelados oficialmente en diciembre de 1961 por el ejército estadounidense. Los ejecutivos de la compañía Avro alentaron proyectos de investigación VTOL adicionales, explorando nuevas configuraciones casadas con una plataforma de disco [35] e incluso una versión de "jet de elevación", pero no surgió ningún interés adicional de fuentes canadienses u otras, para poner fin a este programa del Grupo de Proyectos Especiales. En 1961, se presentaron varias propuestas posteriores, incluido el concepto de caza VTOL Avro P470 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 los VTOL se desvaneció a medida que se creía ampliamente que no se utilizaría un primer ataque nuclear al comienzo de una guerra europea. [ cita requerida ]
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El segundo Avrocar había registrado alrededor de 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 de forma segura más de unos pocos pies del suelo, y su diseño bulboso limitaba el rendimiento a alta velocidad acompañado de un calor insoportable y un ruido de escape estridente, lo que lo hacía poco práctico para los militares. Aunque se consideró un fracaso técnico, su diseño sería profético: estaba a un faldón de goma de ser 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 el Avrocar y los vehículos experimentales Avro relacionados desempeñaron en el mundo VTOL. [6] [38]
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El Avro VZ-9 Avrocar era 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 incorporaba, el uso de ventiladores entubados, condujo a otros programas experimentales. El Dr. Paul Moller, un expatriado canadiense que había trabajado en Avro Canada cuando era un joven ingeniero, basó una serie inicial de vehículos VTOL experimentales en tecnología de «platillo» utilizando el ventilador entubado enterrado al estilo Avrocar. El XM-2, el primero de la serie, se parecía notablemente a un platillo volante en miniatura. Después de pruebas de anclaje exitosas, [39] los diseños de platillo también publicitados en un momento como «discojet» fueron abandonados y su último proyecto, el Moller Skycar , tiene apariencia de automóvil volador. [40]
La historia de los Avrocar no terminó con la terminación del programa. Sólo se fabricaron dos Avrocar y, como el ejército estadounidense había pagado por el trabajo, volvieron a ser propiedad de Estados Unidos al final del programa. El segundo ejemplar, S/N 59-4975 , utilizado para pruebas de "vuelo", regresó a Canadá brevemente para exhibirse 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 restauración en el Museo de Transporte del Ejército de Estados Unidos en Fort Eustis, Virginia. [18]
El primer Avrocar, S/N 58-7055 (marcado AV-7055 ), después de las pruebas cautivas, se convirtió en el modelo de prueba del "túnel de viento" en la NASA Ames, donde permaneció almacenado desde 1961 hasta 1966, cuando fue donado al Museo Nacional del Aire y el Espacio, en Suitland, Maryland . Allí continuó acumulando polvo durante los siguientes 40 años. El museo finalmente programó su restauración y exhibición en su recién construido Centro Steven F. Udvar-Hazy . En cambio, el Avrocar ha sido 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 faltantes, se exhibió en junio de 2008 en la Galería de la Guerra Fría del museo. Desde entonces se ha trasladado a la Galería de Aeronaves Presidenciales. En 2016, el Avrocar se trasladó a la Galería de Investigación y Desarrollo del museo en su nuevo cuarto hangar. [ cita requerida ]
Se preparó una réplica a escala real del Avrocar para la producción de 2002, Avrocar: Saucer Secrets from the Past. Ahora se exhibe en el Museo Real de Aviación del Oeste de Canadá , Winnipeg , Manitoba , Canadá. [41]
Datos de Avrocar: el platillo volante de Canadá... [42] y Los peores aviones del mundo: de fracasos pioneros a desastres multimillonarios [43]
Características generales
Actuación
Aeronaves de función, configuración y época comparables
