El Short Empire era un hidroavión monoplano cuatrimotor de alcance medio , 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 a los Estados Unidos . Reino . Fue desarrollado y fabricado en paralelo con el bombardero de patrulla marítima Short Sunderland , que sirvió en la Segunda Guerra Mundial ; Otro derivado que se desarrolló más tarde fue el Short Mayo Composite .
El desarrollo del Short Empire estuvo 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, la British Overseas Airways Corporation (BOAC), junto con Qantas y TEAL , operaban el tipo en servicio comercial. Al entrar en servicio, el Empire volaba habitualmente entre el continente británico y Australia y las diversas colonias británicas en África y Asia , transportando normalmente una combinación de carga de pasajeros y correo; Los imperios también se utilizaron en otras rutas, como entre las Bermudas y la ciudad de Nueva York .
El Imperio también prestó servicio militar durante la Segunda Guerra Mundial. La Royal Air Force (RAF), la Royal Australian Air Force (RAAF), la Royal New Zealand Air Force (RNZAF) y brevemente la Royal Canadian Air Force (RCAF) utilizaron este tipo para llevar a cabo diversas operaciones militares, particularmente como plataforma aerotransportada para patrullas antisubmarinas y para tareas de transporte general.
Durante la década de 1930, la demanda mundial de viajes aéreos crecía de manera constante y rápida. Por lo tanto, deseosa de aumentar su participación en este mercado emergente, la aerolínea británica Imperial Airways deseaba 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 avión que satisfaga las necesidades tanto de pasajeros como de carga en todo el mundo. [2] Esta especificación buscaba un avión que fuera capaz de transportar hasta 24 pasajeros en una comodidad espaciosa junto con espacio adecuado para correo aéreo o carga y al mismo tiempo fuera capaz de alcanzar una velocidad de crucero de 170 millas por hora (270 km/h) y una alcance de al menos 700 millas (1100 km); También se estipuló la capacidad para un alcance extendido de 2.000 millas (3.200 km) para dar servicio a la ruta del Atlántico Norte. [2] Según el autor de aviación Geoffrey Norris, en ese momento se consideraba imposible construir un avión terrestre de tal tamaño y peso que aún poseyera un rendimiento aceptable de aterrizaje y despegue, por lo que se determinó que un avión en vuelo Se necesitaría un barco. [2]
Al principio, era evidente que Short Brothers, que anteriormente había desarrollado y producido varios hidroaviones grandes para Imperial Airways y la Royal Air Force (RAF) que habían demostrado ser diseños sólidos en términos de rendimiento y seguridad, sería un pionero en cumplir con el requisito. [2] Sin embargo, Shorts dudaba en construir un avión de este tipo, debido a los avances necesarios que implicaba, directamente desde la mesa de dibujo sin la producción de un prototipo anterior, y por lo tanto solicitó que se le permitiera tiempo para construir dicho avión; Esto fue rechazado por Imperial Airways, afirmando que tal retraso no estaba permitido. [2] En 1935, Imperial Airways anunció la realización de un pedido de 28 hidroaviones de un tipo aún sin diseñar, con un peso de 18 toneladas cada uno; Según los informes, la orden fue aclamada como "uno de los experimentos de aviación más audaces del mundo", mientras que los escépticos se refirieron a la decisión de manera menos favorable como una apuesta. [2]
Un equipo de diseño liderado por Arthur Gouge se dedicó a diseñar lo que se convertiría en el Imperio. Rápidamente se determinó que, para tener suficiente espacio entre las puntas de las hélices y el agua, el ala tendría que estar en una posición elevada; Inicialmente para estar alojado en una joroba sobre el fuselaje para lograr una altura suficiente, en cambio se aumentó la profundidad del fuselaje, proporcionando más volumen interno del requerido pero permitiendo una integración más ligera y fuerte del ala voladiza con el fuselaje. [2] La propia convención de Shorts para cascos con fondo de planeo ancho para sus hidroaviones fue anulada ya que el peso de 18 toneladas generaría una resistencia excesiva con tal configuración; Después de una serie de experimentos en tanques de agua, se consideró adecuado un nuevo tipo de fondo de cepillado con una viga reducida . [2] El diseño aerodinámico básico se derivó del hidroavión Short Scion Senior más pequeño , que sirvió en todo excepto en el nombre como un prototipo a media escala para el Imperio y para su hermano, el Short Sunderland de orientación militar . [3]
En el momento del desarrollo, la industria aeronáutica británica nunca antes había intentado construir un avión de este tamaño y complejidad; 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 necesarias de aleación de Hiduminium en forma de T que componían el larguero principal . [4] En el Empire se empleó un sistema de aletas especializado y patentado , conocido como aletas Gouge en honor a su creador, para aumentar el área del ala con solo un pequeño aumento en la resistencia y sin interrumpir el flujo de aire sobre la parte superior del perfil aerodinámico ; en funcionamiento, el coeficiente de sustentación del ala podría aumentarse en un 30 por ciento, reduciendo la velocidad de aterrizaje en un 12 por ciento, sin emplear ningún trimado para ajustarlo. [2]
El 4 de julio de 1936, el primer hidroavión Empire que se construyó, 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 de este tipo transcurrieron relativamente sin problemas y Parker declaró su satisfacción con el rendimiento del avión; También el nuevo diseño del fondo de cepillado utilizado 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 , tuvo lugar el 22 de octubre de 1936. [6] La primera serie de Short Empires, el S.23 , podía transportar cinco tripulantes, 17 pasajeros y 4.480 lb (2.035 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 que se produjeron, 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 fabricó a razón de un avión por mes; normalmente, la fecha de entrega de cada avión se producía sólo unos días después de haber realizado su vuelo inaugural; en ocasiones, la entrega se producía inmediatamente después del primer vuelo. [6] El Imperio era conocido oficialmente como clase C por Imperial Airways y cada avión operado por ellos recibió un nombre que comenzaba con C.
El 26 de febrero de 1938, los tres últimos Empire del pedido inicial realizado por Imperial Airways ( Coorong , Coogee y Corio ) fueron desviados del pedido de Imperial Airways y, en su lugar, fueron entregados a la anglo-australiana 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 tenía la distinción de ser el pedido individual más grande jamás realizado para un avión civil británico en ese momento. [9] Mientras que 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 menor potencia de 890 caballos de fuerza (660 kW), pero la disminución en el empuje desarrollado se compensó efectivamente mediante la adopción de góndolas de menor diámetro, lo que resultó en una reducción sustancial de la resistencia. [10] También tenía una estructura de avión reforzada y utilizaba 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 aproximadamente 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, denominado Champion . [10] En diciembre de 1938, el segundo avión S.30 G-AFCU, llamado Cabot , se convirtió en el primer avión de la serie en realizar el primer despegue exitoso. Los últimos tres aviones de esta orden ( Capitán Cook , Clare y Aotearoa ) fueron renombrados y registrados nuevamente para su uso por TEAL . [10] En 1939, se encargó y entregó a Imperial Airways un último hidroavión S.30, G-AFKZ, a finales 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 de combustible en vuelo y tanques de combustible adicionales para que pudieran usarse para proporcionar un servicio regular de correo aéreo transatlántico. El concepto era que el avión despegara con pesos más bajos y, una vez en el aire, tomara combustible adicional para alcanzar un peso total de 53.000 libras (24.000 kg), lo que le daba al avión un alcance de más de 2.500 millas (4.000 km). El combustible adicional redujo la carga útil a 4270 libras (1940 kg) frente a las 6250 libras (2830 kg) del avión estándar. El reabastecimiento de combustible fue realizado por tres bombarderos Handley Page Harrow convertidos , uno que operaba 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, sólo dos ( Clifton y Cleopatra ) se completarían y entregarían a la recién formada British Overseas Airways Corporation (BOAC). [10]
Un desarrollo sustancial más grande del hidroavión Empire, efectivamente un nuevo avión, fue el S.26 , designado como clase G. [11] El avión tenía una apariencia similar al Empire estándar, pero en realidad era aproximadamente un 15 por ciento más grande en todas las dimensiones, además de diferir en el uso del motor radial Bristol Hercules , más potente . Adoptó un diseño de casco mejorado, con una envergadura de ala 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] Sólo se construyeron un pequeño número, y rápidamente fueron 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] Cada uno de los motores estaba encerrado dentro de capós NACA y montados delante del borde de ataque de las alas. Esto permitió que partes del borde de ataque adyacentes a los motores se articulasen hacia adelante y se usaran como plataformas desde las cuales mantener los motores. [14]
Los motores Pegasus Xc podían producir cada uno de ellos 910 caballos de fuerza (680 kW) 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 avión, tanto de mayor como de menor salidas de potencia dependiendo de la función y el propósito del modelo. Los aviones de producción inicial se diseñaron para un peso bruto de 40.500 lb (18.400 kg); sin embargo, en 1939, muchos aviones habían sido reforzados para un peso bruto aumentado de 53.000 lb (24.000 kg). [16] En general, su carga útil incluía 600 galones imperiales (720 gal EE.UU.; 2700 L) de combustible (con un peso de 4560 lb (2070 kg)), 44 imp gal (53 gal EE.UU.; 200 L) de aceite, equipos variados a bordo ( con un peso de 3340 lb (1510 kg)), junto con la carga útil en sí y una tripulación de cinco personas (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 , estos últimos 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 elevado en 90 segundos. [4] Se acomodaron grandes tanques de combustible cilíndricos de 325 galones dentro de las alas, colocados entre los motores interior y exterior, y se instalaron 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. Los elementos del borde de ataque del ala, colocados a ambos lados de las góndolas del motor, podían plegarse para actuar como plataformas de servicio tanto para los motores como para los flotadores , los últimos de los cuales se transportaban sobre puntales en tándem fijados al larguero principal y Presentaba amortiguadores para eliminar cargas de torsión indebidas que se transmitían a las alas por el impacto repentino de las olas mientras se viajaba a gran velocidad. [4]
El casco, que había adoptado una forma radicalmente nueva, empleó principalmente métodos de construcción tradicionales en 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 lomos ubicados en el punto donde los lados del fuselaje se unían con la parte inferior del planeo. [17] Como medida para simplificar la fabricación y aumentar el volumen interno disponible, sólo se empleó una curvatura simple que barría los lados del casco hacia los lomos; en los hidroaviones anteriores construidos por Shorts, se había empleado en su lugar una curvatura en forma de S más compleja y una reducción repentina de la manga justo por encima de los lomos. [17]
El casco de 5,2 m (17 pies) de profundidad albergaba un total de dos cubiertas, la cubierta superior formaba un compartimento largo dividido en secciones para acomodar 1400 kg (3000 lb) 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 circuito, controles de ventilación y llaves de combustible . [17] La cubierta inferior contenía un gran compartimento marino que contenía un ancla , un par de anclas , un bolardo de amarre y un bichero , junto con una escalera de mano hacia la cabina; A popa del compartimento de amarre se encontraba el salón de pasajeros de proa, seguido de un pasillo central flanqueado por los baños y la cocina , un camarote en el centro del barco, un espacioso camarote de paseo y, finalmente, un camarote de popa. [18] Las cabinas podrían equiparse alternativamente con cómodos asientos o literas para servicios de cama. Cerca de la parte trasera del avión había otro compartimento destinado a contener carga y correo, que se extendía hasta la parte trasera del fuselaje. [18]
La tripulación de vuelo estaba sentada en una cabina espaciosa , 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, brújula y variómetro de Hughes , un horizonte artificial de Sperry Corporation y un indicador de rumbo , un altímetro sensible Kollsman , un radiogoniómetro Marconi , un cronómetro Smiths y un indicador de actitud . [15] El operador de radio estaba equipado con aparatos de radio Marconi a prueba de golpes para recibir y transmitir a través del espectro radioeléctrico ; la antena de cuadro retráctil se puede reposicionar para una localización visual o auditiva. [15]
Si bien están diseñados como aviones civiles, los ejemplos de este tipo no solo cumplirían el servicio militar sino que serían reacondicionados específicamente para este propósito. En 1941, dos hidroaviones Empire, Clio y Cordelia , regresaron a las instalaciones de Shorts en Belfast, donde fueron modificados con la adición de torretas en posiciones dorsal y trasera y equipos de radar aire-superficie para embarcaciones (ASV) instalados en la parte superior y en los costados. el fuselaje. [19] Fueron utilizados por el Comando Costero. Se hizo un uso militar más extenso del diseño hermano del Imperio, el Short Sunderland .
El 8 de febrero de 1937, uno de los hidroaviones Empire, Castor , realizó el primer vuelo regular, volando desde Calshot , Hampshire , Inglaterra, a Alejandría , Egipto . [20] Este vuelo, que cubrió una distancia de aproximadamente 2.300 millas (3.700 km) sin escalas, demostró que Gran Bretaña podía trasladar material militar a sus bases en el extranjero por vía aérea. [21] El 18 de febrero de 1937, Caledonia , el primero de los Imperios construidos, voló por la misma ruta Calshot-Alejandría; Pudo recorrer la ruta sin parar a una velocidad promedio de 170 mph. [20]
El 5 de julio de 1937 se realizó la primera travesía del Atlántico en un hidroavión Empire. [20] De forma experimental, el Caledonia , pilotado por el capitán WN Cummings, voló una ruta de 1.993 millas (3.207 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] 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 promedio de aproximadamente 130 mph (210 kilómetros por hora). En su vuelo de regreso, realizado el 22 de julio de 1937, Caledonia recorrió la misma ruta en dirección opuesta en un tiempo de 12 horas; En comparación con el Sikorsky S-42 de la competencia, el Empire pudo atravesar 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 h 24 min. En 1937, Cavalier fue enviado a las Bermudas y, después del 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 los 800 km (500 millas). Una vez finalizado el diseño del Empire y comenzado 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 equivalente 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 fueron utilizados en pruebas experimentales de reabastecimiento de combustible 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 el cruce del Atlántico, se probó un enfoque alternativo. Este concepto había sido fuertemente defendido por el asesor técnico de Imperial Airways, el mayor Robert Hobart Mayo, como 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 , el último de los cuales colocó un pedido con pantalones cortos. [23] Utilizando el diseño S.21 (basado en el S.23) como portaaviones, se montó en su parte trasera un hidroavión cuatrimotor más pequeño, el Short S.20 ; La diferencia más obvia entre los aviones S.21 y los S.23 normales era la superestructura adicional para transportar el hidroavión. [24] Sólo se construyó un ejemplar del avión portaaviones S.21, llamado Maia , y del S.20, llamado Mercury . Juntos, eran conocidos como el 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 occidental 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 y 22 minutos más tarde, 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 , hasta el río Orange , Sudáfrica, cubriendo 6.045 millas (9.728 km) en 42 horas y 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 trabajo de desarrollo. Durante tiempos de guerra, hubo interés en el concepto de utilizar aviones terrestres alternativos 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 que el correo volara de forma segura entre Gran Bretaña y Egipto (y, por tanto, hasta 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 desde allí por mar hasta Gran Bretaña. Después de la pérdida de Singapur en febrero de 1942 , esto quedó restringido a estar entre Durban y Calcuta , India.
La experiencia en tiempos de guerra al operar el tipo con pesos de sobrecarga resultó en la comprensión de que los Empire podían despegar con pesos considerablemente más altos que los máximos conservadores proporcionados por Shorts y, aunque los últimos cruces del Imperio 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 entre Lisboa y Bathurst . [ cita necesaria ]
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 rediseñados durante la guerra con motores radiales de válvula 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 errores del piloto. Para los pilotos entrenados en aviones más pequeños y menos sofisticados, juzgar la altura era difícil debido a la alta cabina del Empire, así como al concepto de usar flaps para controlar la velocidad. [27] Con el tiempo, la mejora de la familiaridad 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 modelos posteriores a emplear revestimientos de mayor espesor en el casco y las alas. [27]
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Datos de The Encyclopedia of World Aircraft , [41] The Short Empire Boats [24]
Características generales
Actuación
Desarrollo relacionado
Aeronaves de función, configuración y época comparables.
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