El Short Empire fue un hidroavión monoplano de cuatro motores de mediano alcance , diseñado y desarrollado por Short Brothers durante la década de 1930 para satisfacer las necesidades del creciente sector de las aerolíneas comerciales, con especial énfasis en su utilidad en las rutas principales que servían al Reino Unido . Fue desarrollado y fabricado en paralelo con el bombardero de patrulla marítima Short Sunderland , que sirvió en la Segunda Guerra Mundial ; un derivado adicional que se desarrolló más tarde fue el Short Mayo Composite .
El desarrollo del Short Empire había estado fuertemente influenciado por su principal cliente, Imperial Airways , que originalmente había desarrollado los requisitos para los cuales fue ordenado y diseñado inicialmente. Imperial Airways, y su sucesora, British Overseas Airways Corporation (BOAC), junto con Qantas y TEAL , operaron el modelo en servicio comercial. Al entrar en servicio, el Empire voló rutinariamente entre el continente británico y Australia y las diversas colonias británicas en África y Asia , generalmente transportando una combinación de cargas de pasajeros y correo; los Empire también se utilizaron en varias otras rutas, como entre Bermudas y la ciudad de Nueva York .
El Empire también prestó servicio militar durante la Segunda Guerra Mundial. La Real Fuerza Aérea (RAF), la Real Fuerza Aérea Australiana (RAAF), la Real Fuerza Aérea de Nueva Zelanda (RNZAF) y, brevemente, la Real Fuerza Aérea Canadiense (RCAF) utilizaron el modelo para llevar a cabo diversas operaciones militares, en particular como plataforma aérea para patrullas antisubmarinas y para tareas de transporte general.
Durante la década de 1930, la demanda mundial de viajes aéreos creció de manera constante y rápida. Por ello, la aerolínea británica Imperial Airways, deseosa de aumentar su participación en este mercado emergente, estaba ansiosa por expandirse y buscó la última tecnología para hacerlo. En particular, el asesor técnico de Imperial Airways, el mayor Robert Hobart Mayo, desarrolló una especificación para un nuevo tipo de aeronave que satisficiera las necesidades tanto de pasajeros como de carga en todo el mundo. [2] Esta especificación buscaba una aeronave que fuera capaz de transportar hasta 24 pasajeros con una comodidad espaciosa junto con espacio adecuado para el correo aéreo o la carga y que al mismo tiempo fuera capaz de alcanzar una velocidad de crucero de 170 millas por hora (270 km/h) y una autonomía de al menos 700 millas (1100 km); también se estipuló la capacidad para una autonomía extendida de 2000 millas (3200 km) para servir la ruta del Atlántico Norte . [2] Según el autor de aviación Geoffrey Norris, en ese momento se consideró imposible construir un avión terrestre de ese tamaño y peso que aún tuviera un rendimiento de aterrizaje y despegue aceptable, por lo que se determinó que se necesitaría un hidroavión. [2]
Desde el principio, quedó claro que Short Brothers, que ya había desarrollado y producido varios hidroaviones de gran tamaño para Imperial Airways y la Royal Air Force (RAF) que habían demostrado ser diseños sólidos en términos de rendimiento y seguridad, sería uno de los principales candidatos para cumplir con el requisito. [2] Sin embargo, Shorts dudaba en construir un avión de este tipo, debido a los avances necesarios involucrados, directamente desde la mesa de dibujo sin la producción de un prototipo previo, y por lo tanto solicitó que se le permitiera el tiempo necesario para construir un avión de este tipo; Imperial Airways rechazó esta solicitud, afirmando que tal retraso no era permisible. [2] En 1935, Imperial Airways anunció la colocación de un pedido de 28 hidroaviones de un tipo aún no diseñado, con un peso de 18 toneladas cada uno; se informó que el pedido fue aclamado como "uno de los experimentos más audaces del mundo en aviación", mientras que los escépticos se refirieron a la decisión de manera menos favorable como una apuesta. [2]
Un equipo de diseño dirigido por Arthur Gouge se puso a diseñar lo que se convertiría en el Empire. Se determinó rápidamente que, para tener suficiente espacio libre entre las puntas de las hélices y el agua, el ala tendría que estar en una posición de montaje alta; inicialmente para estar alojada en una joroba sobre el fuselaje para obtener suficiente altura, se aumentó la profundidad del fuselaje, proporcionando más volumen interno del requerido pero permitiendo una integración más ligera y fuerte del ala en voladizo con el fuselaje. [2] La propia convención de Shorts para cascos anchos con fondo de planeo para sus hidroaviones fue revocada ya que el peso de 18 toneladas generaría una resistencia excesiva con tal configuración; después de una serie de experimentos con tanques de agua, se consideró adecuado un nuevo tipo de fondo de planeo con una manga reducida . [2] El diseño aerodinámico básico se derivó del hidroavión Short Scion Senior más pequeño, que sirvió en todo menos en el nombre como prototipo a media escala para el Empire y para su hermano, el Short Sunderland de orientación militar . [3]
En el momento del desarrollo, la industria aeronáutica británica nunca había intentado construir un avión de este tamaño y complejidad antes; en consecuencia, se idearon muchas técnicas nuevas para superar los problemas encontrados, particularmente durante su proceso de construcción. [4] Shorts tuvo que desarrollar su propia maquinaria para producir las longitudes de aleación de Hiduminium en forma de T necesarias que comprendían el larguero principal . [4] En el Empire se empleó un sistema de flaps especializado y patentado , conocido como flaps Gouge en honor a su creador, para aumentar el área del ala con solo un pequeño aumento en la resistencia y sin interrumpir mucho el flujo de aire sobre la parte superior del perfil aerodinámico ; en funcionamiento, el coeficiente de sustentación del ala se podía aumentar en un 30 por ciento, reduciendo la velocidad de aterrizaje en un 12 por ciento, sin emplear ningún ajuste . [2]
El 4 de julio de 1936, el primer hidroavión Empire construido, el G-ADHL, llamado Canopus , realizó su vuelo inaugural , pilotado por el piloto de pruebas jefe de Shorts, John Lankester Parker . [5] Los primeros vuelos del tipo fueron relativamente libres de problemas, y Parker declaró su satisfacción con el rendimiento de la aeronave; el nuevo estilo del fondo de planeo utilizado también demostró rápidamente su valor. [5] El 17 de septiembre de 1936, el G-ADHL voló por primera vez en nombre de Imperial Airways, pilotado por el mayor HG Brackley, superintendente aéreo de Imperial Airways; La entrega final y el vuelo de prueba del avión a Marsella , Francia, tuvieron lugar el 22 de octubre de 1936. [6] La primera serie de Short Empires, el S.23 , podía transportar cinco tripulantes, 17 pasajeros y 4480 lb (2035 kg) de carga a una velocidad máxima de 174 nudos (320 km/h) y estaba propulsado por cuatro motores radiales Bristol Pegasus Xc de 920 caballos de fuerza (690 kW) . [7]
El segundo Empire y el primero de los modelos de largo alcance en ser producidos, el G-ADHM, llamado Caledonia , realizó su primer vuelo el 15 de septiembre de 1936 y fue entregado a Imperial Airways el 4 de diciembre de 1936. [6] A partir de septiembre de 1936, el Empire se produjo a un ritmo de un avión por mes; típicamente, la fecha de entrega de cada avión ocurría solo unos días después de haber realizado su vuelo inaugural, la entrega a veces ocurría inmediatamente después del primer vuelo. [6] El Empire era conocido oficialmente como la clase C por Imperial Airways y cada avión operado por ellos recibió un nombre que comenzaba con una C.
El 26 de febrero de 1938, los tres últimos Empires del pedido inicial realizado por Imperial Airways ( Coorong , Coogee y Corio ) fueron desviados del pedido de Imperial Airways y fueron entregados en su lugar a la angloaustraliana Qantas Empire Airways . [8] A finales de 1937, debido a la satisfacción de Imperial Airways con su experiencia operativa con los aviones del lote inicial, la compañía realizó un pedido de seguimiento de otros 11 Empires; combinado con el pedido original de 28, este tuvo la distinción de ser el pedido individual más grande jamás realizado para un avión civil británico en ese momento. [9] Si bien los primeros tres aviones del pedido adicional eran de la típica clase S.23, destinados a Qantas Empire Airways, el resto se fabricaron con un diseño diferente, designado como S.30 . [10] Se construyeron un total de 42 Empires, todos en la fábrica de Short en Rochester .
La serie S.30 estaba equipada con cuatro motores Bristol Perseus XIIc con válvulas de manguito en lugar de los motores Pegasus; los motores Perseus eran más eficientes pero proporcionaban una potencia de salida menor de 890 caballos de fuerza (660 kW), pero la disminución en el empuje desarrollado se compensó efectivamente mediante la adopción de góndolas de diámetro más pequeño que habían resultado en una reducción sustancial de la resistencia. [10] También tenía una estructura reforzada y usaba láminas de mayor calibre en el fuselaje y las alas; si bien estos cambios permitieron aumentar el peso de despegue a 46.000 libras (21.000 kg) con un alcance correspondiente de 1.500 millas (2.400 km), el S.30 tenía prácticamente el mismo rendimiento que los hidroaviones S.23 anteriores. [10]
El primero de los hidroaviones S.30 que se diseñó y completó fue el G-AFCT, llamado Champion . [10] En diciembre de 1938, el segundo avión S.30, el G-AFCU, llamado Cabot , se convirtió en el primer avión de la serie en realizar el primer despegue exitoso. Los últimos tres aviones de este pedido, Captain Cook , Clare y Aotearoa , fueron renombrados y registrados nuevamente para su uso por TEAL . [10] En 1939, se ordenó un último hidroavión S.30, el G-AFKZ, y se entregó a Imperial Airways a fines de marzo de 1940. [10]
Un total de cuatro hidroaviones de la serie S.30 ( Cabot , Caribou , Clyde y Connemara ) fueron equipados con equipos de reabastecimiento en vuelo y tanques de combustible adicionales para que pudieran usarse para proporcionar un servicio regular de correo aéreo transatlántico. El concepto era que los aviones despegaran con pesos más bajos y, una vez en el aire, tomaran combustible adicional para alcanzar un peso total de 53.000 libras (24.000 kg), lo que le daba al avión una autonomía de más de 2.500 millas (4.000 km). El combustible adicional redujo la carga útil a 4.270 libras (1.940 kg) frente a las 6.250 libras (2.830 kg) del avión estándar. El reabastecimiento de combustible fue realizado por tres bombarderos Handley Page Harrow convertidos , uno operando desde Irlanda y dos desde Terranova .
En 1939, Imperial Airways realizó un nuevo pedido de un modelo modificado del S.30, denominado S.33 . [10] Esta serie tenía la misma construcción básica que sus predecesores inmediatos; en su lugar se adoptó el nuevo motor Pegasus XI, un desarrollo del motor utilizado por la serie S.23 original. De estos tres aviones finales, solo dos ( Clifton y Cleopatra ) se completarían y se entregarían a la recién formada British Overseas Airways Corporation (BOAC). [10]
Un desarrollo sustancialmente mayor del hidroavión Empire, en realidad un nuevo avión, fue el S.26 , designado como clase G. [11] El avión tenía una apariencia similar al Empire estándar, pero de hecho era aproximadamente un 15 por ciento más grande en todas las dimensiones, además de diferir en su uso del motor radial Bristol Hercules más potente . Adoptó un diseño de casco mejorado, con una envergadura de 134 pies (41 m) y una longitud de 101 pies (31 m). Estaba destinado a ser utilizado para servicios durante todo el año en la ruta del Atlántico Norte. [11] Solo se construyó un pequeño número, y estos fueron rápidamente incorporados al servicio militar durante la Segunda Guerra Mundial. [12]
El hidroavión Short Empire era un monoplano de ala alta de aspecto relativamente limpio , inicialmente propulsado por una disposición de cuatro motores radiales Bristol Pegasus Xc montados en las alas que impulsaban hélices de paso variable construidas por De Havilland . [13] Los motores estaban encerrados en cubiertas NACA y montados delante del borde de ataque de las alas. Esto permitió que partes del borde de ataque adyacentes a los motores se articularan hacia adelante y se usaran como plataformas desde las que mantener los motores. [14]
Los motores del Pegasus Xc podían producir 910 caballos de fuerza (680 kW) cada uno en el despegue, disminuyendo a 740 caballos de fuerza (550 kW) a una altitud de 3500 pies. [15] Se instalaron motores alternativos en varios modelos de la aeronave, tanto de mayor como de menor potencia, dependiendo del papel y el propósito del modelo. Los aviones de producción inicial fueron diseñados para un peso bruto de 40 500 lb (18 400 kg); sin embargo, en 1939, muchos aviones habían sido reforzados para un peso bruto mayor de 53 000 lb (24 000 kg). [16] En general, su carga útil incluía 600 galones imperiales (720 galones estadounidenses; 2700 L) de combustible (con un peso de 4560 lb (2070 kg)), 44 galones imperiales (53 galones estadounidenses; 200 L) de aceite, varios equipos de a bordo (con un peso de 3340 lb (1510 kg)), junto con la carga útil en sí y una tripulación de cinco (con un peso de 8200 libras (3700 kg)). [4] La serie S.23 alcanzó una velocidad máxima de 200 millas por hora (320 km/h) a una altitud de 5500 pies (1700 m) junto con una velocidad de crucero de 165 millas por hora (266 km/h) y una velocidad mínima de vuelo de 73 millas por hora (117 km/h). [6]
Las alas tenían una cubierta Alclad remachada al ras y presentaban alerones tipo Frise y flaps Gouge desarrollados internamente , los últimos de los cuales eran accionados por un motor eléctrico conectado a través de un sistema de engranajes y gatos de tornillo , lo que permitía bajar los flaps en 60 segundos y subirlos en 90 segundos. [4] Los grandes tanques de combustible cilíndricos de 325 galones estaban acomodados dentro de las alas, colocados entre los motores internos y externos, y estaban equipados como estándar; en las variantes de largo alcance del avión, había tanques de combustible adicionales en las alas, hasta un total de tres que contenían 280 galones, 325 galones y 175 galones en cada ala. Elementos del borde de ataque del ala, dispuestos a ambos lados de las góndolas de los motores, podían plegarse para actuar como plataformas de servicio tanto para los motores como para los flotadores , estos últimos estaban soportados por puntales en tándem fijados al larguero principal y contaban con amortiguadores para eliminar cargas torsionales indebidas que se transmitían a las alas por el impacto repentino de las olas mientras se viajaba a alta velocidad. [4]
El casco, que había adoptado una forma radicalmente nueva, empleaba principalmente métodos de construcción tradicionales de Shorts. La estructura utilizaba una combinación de largueros en forma de Z y vigas en forma de I para formar secciones triangulares que corrían a lo largo de los pantoques ubicados en el punto donde los lados del fuselaje se encontraban con la parte inferior de planeo. [17] Como medida para simplificar la fabricación y aumentar el volumen interno disponible, solo se empleó una curvatura simple que barría los lados del casco hacia los pantoques; en los hidroaviones construidos anteriormente por Shorts, se había empleado en su lugar una curvatura más compleja en forma de S y una reducción repentina de la manga justo por encima de los pantoques. [17]
El casco de 17 pies (5,2 m) de profundidad albergaba un total de dos cubiertas, la cubierta superior formaba un compartimento largo dividido en secciones para acomodar 3000 lb (1400 kg) de carga y correo junto con un espacio de almacenamiento y una oficina del secretario del barco. Esta oficina contenía controles como cajas de fusibles eléctricos e interruptores de circuitos, controles de ventilación y grifos de combustible . [17] La cubierta inferior contenía un gran compartimento marino que contenía un ancla , un par de drogues , un bolardo de amarre y un bichero , junto con una escalera de mano hasta la cabina; detrás del compartimento de amarre estaba el salón de pasajeros de proa, seguido de un pasillo central flanqueado por los baños y la cocina , una cabina en el medio del barco, una espaciosa cabina de paseo y, finalmente, una cabina de popa. [18] Las cabinas podían equiparse alternativamente con cómodos asientos o literas para los servicios de dormitorio. Cerca de la parte trasera del avión había otro compartimento para contener carga y correo que se extendía hasta el fuselaje posterior. [18]
La tripulación de vuelo estaba sentada en una espaciosa cabina , también conocida como puente ; el capitán y el copiloto estaban sentados uno al lado del otro mientras que el operador de radio se sentaba detrás del capitán, mirando hacia atrás. [17] La cabina de vuelo estaba relativamente bien equipada para la época, incluyendo características como un piloto automático ; la instrumentación de vuelo incluía un indicador de giro Hughes , una brújula y un variómetro , un horizonte artificial y un indicador de rumbo de Sperry Corporation , un altímetro sensible Kollsman , un radiogonimetro Marconi , un cronómetro Smiths y un indicador de actitud . [15] El operador de radio estaba equipado con equipos de radio Marconi a prueba de golpes para recibir y transmitir a través del espectro de radio ; la antena de bucle retráctil podía reposicionarse para orientación visual o auditiva. [15]
Aunque fueron diseñados como aeronaves civiles, algunos ejemplares de este tipo no solo entrarían en servicio militar, sino que también serían reacondicionados específicamente para este propósito. En 1941, dos hidroaviones Empire, el Clio y el Cordelia, regresaron a las instalaciones de Shorts en Belfast, donde fueron modificados con la adición de torretas de cañones en posiciones dorsales y traseras y equipo de radar de buque aire-superficie (ASV) instalado en la parte superior y los costados del fuselaje. [19] Fueron utilizados por el Comando Costero. Se hizo un uso militar más extenso del diseño hermano del Empire, el Short Sunderland .
El 8 de febrero de 1937, uno de los hidroaviones Empire, el Castor , realizó el primer vuelo regular, volando desde Calshot , Hampshire , Inglaterra a Alejandría , Egipto . [20] Este vuelo, que cubrió una distancia de aproximadamente 2300 millas (3700 km) sin escalas, demostró que Gran Bretaña podía trasladar material militar a sus bases en el extranjero por aire. [21] El 18 de febrero de 1937, Caledonia , el primero de los Empire construidos, voló la misma ruta Calshot-Alexandria; pudo atravesar la ruta sin escalas a una velocidad promedio de 170 mph. [20]
El 5 de julio de 1937 se realizó la primera travesía del Atlántico por un hidroavión Empire. [20] A modo experimental, el Caledonia , pilotado por el capitán WN Cummings, voló una ruta de 1993 millas (3207 km) desde Foynes en el río Shannon , Irlanda al oeste hasta Botwood en la bahía de Exploits , Terranova . El mismo día, un hidroavión estadounidense Sikorsky S-42 voló en dirección opuesta. [20] El Caledonia tardó poco más de 15 horas (incluido un período dedicado a buscar un lugar de aterrizaje), volando a una altitud de 1500 a 5000 pies (460 a 1520 m) para cubrir 1993 millas (3207 km), una velocidad media de aproximadamente 130 mph (210 km/h). En su vuelo de regreso, realizado el 22 de julio de 1937, Caledonia voló la misma ruta en dirección opuesta en un tiempo de 12 horas; en comparación con el Sikorsky S-42 competidor, el Empire pudo recorrer la ruta general más rápido. [20]
Caledonia y Cambria realizaron varios vuelos de reconocimiento más del Atlántico . En agosto de 1937, Cambria realizó el vuelo este-oeste en 14 horas y 24 minutos. En 1937, Cavalier fue enviado a Bermudas y, después de su reensamblaje, inició un servicio entre allí y la ciudad de Nueva York el 25 de mayo de 1937. [22]
El Short Empire fue diseñado para operar a lo largo de las rutas de Imperial Airways a Sudáfrica y Australia, donde ningún tramo superaba las 500 millas (800 km). Una vez que se finalizó el diseño del Empire y comenzó la producción, se reconoció que, con cierta presión de los Estados Unidos, sería deseable ofrecer un servicio similar a través del Atlántico. El alcance del S.23 era menor que el de su homólogo construido en Estados Unidos, el Sikorsky S-42 , y como tal no podía proporcionar un verdadero servicio transatlántico . Dos barcos ( Caledonia y Cambria ) fueron aligerados y equipados con tanques de largo alcance; ambos aviones se utilizaron en pruebas experimentales de reabastecimiento en vuelo para que pudieran realizar el viaje; estas modificaciones se produjeron a costa de poder transportar menos pasajeros y menos carga.
En un intento de gestionar la travesía del Atlántico, se probó un enfoque alternativo de "piggy-back". Este concepto había sido fuertemente defendido por el asesor técnico de Imperial Airways, el mayor Robert Hobart Mayo, como un medio para aumentar significativamente tanto el alcance como la carga útil, y había sido bien recibido tanto por la aerolínea como por el Ministerio del Aire británico , este último hizo un pedido a Shorts. [23] Utilizando el diseño S.21 (basado en el S.23) como portaaviones, se montó sobre su parte posterior un hidroavión de cuatro motores más pequeño, el Short S.20 ; la diferencia más obvia entre el S.21 y los aviones S.23 regulares era la superestructura adicional para llevar el hidroavión. [24] Solo se construyó un solo ejemplar del avión portaaviones S.21, llamado Maia , y del S.20, llamado Mercury . Juntos, fueron conocidos como Short Mayo Composite . [25] [24]
El 21 de julio de 1938, se ejecutó con éxito un lanzamiento en el aire del Mercury frente a la costa oeste de Irlanda mientras transportaba una carga útil de 600 libras de carga mixta y correo; llegó a Montreal , Canadá , 2.860 millas (4.600 km) 22 horas 22 minutos después, habiendo alcanzado una velocidad promedio de 141 mph (227 km/h). [24] En vuelos posteriores, la combinación Empire-Mercury estableció varios récords de larga distancia; uno de esos vuelos se realizó el 6 de octubre de 1938, volando desde Dundee , Escocia a Orange River , Sudáfrica, cubriendo 6.045 millas (9.728 km) en 42 horas 5 minutos. [26] Sin embargo, a pesar de los méritos demostrados y la viabilidad del concepto, el estallido de la Segunda Guerra Mundial resultó en la terminación efectiva de todo el trabajo de desarrollo. Durante la guerra, hubo interés en el concepto de utilizar aeronaves terrestres alternativas para entregar aviones de combate Hawker Hurricane para protección aérea sobre el Atlántico medio. [11]
Después de que Italia entró en la Segunda Guerra Mundial en junio de 1940, se hizo imposible el transporte seguro de correo entre Gran Bretaña y Egipto (y, por lo tanto, hacia Australia) a través del Mediterráneo. En consecuencia, se estableció una nueva " Ruta de la Herradura " que iba desde Auckland/Sydney vía El Cairo (siguiendo la antigua "Ruta del Este") hasta Durban , Sudáfrica, y de allí por mar hasta Gran Bretaña. Esta ruta se limitó después de la pérdida de Singapur en febrero de 1942 a ser entre Durban y Calcuta , India.
La experiencia en tiempos de guerra en la operación del modelo con pesos de sobrecarga resultó en la comprensión de que los Empires podían despegar con pesos considerablemente más altos que los máximos conservadores proporcionados por Shorts y, aunque las últimas travesías del Empire a América se realizaron en 1940 (por Clare y Clyde ), se realizaron muchos más vuelos en los largos, exigentes y vitales vuelos sobre el agua Lisboa - Bathurst . [ cita requerida ]
Se construyeron 42 hidroaviones Short Empire "Clase C", incluidos 31 S.23, nueve S.30 y dos S.33. [1]
Muchos S.23, S.30 y S.33 fueron reequipados durante la guerra con motores radiales de válvulas de asiento Bristol Pegasus XXII de 1.010 hp (750 kW). [1]
La mayoría de los accidentes que involucraron a la aeronave ocurrieron durante el aterrizaje y generalmente se atribuyeron a un error del piloto. Para los pilotos entrenados en aeronaves más pequeñas y menos sofisticadas, el cálculo de la altura era difícil debido a la cabina alta del Empire, así como al concepto de usar flaps para controlar la velocidad. [27] Con el tiempo, la familiaridad mejorada redujo la tasa de accidentes. Una vez en servicio, se descubrió que la estructura era débil en algunos lugares, especialmente en los fondos de planeo, lo que llevó a que los modelos posteriores emplearan revestimientos de calibre más grueso en el casco y las alas. [27]
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Datos de La enciclopedia de aeronaves del mundo , [41] Los barcos Short Empire [24]
Características generales
Actuación
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Aeronaves de función, configuración y época comparables
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