JATO ( acrónimo de despegue asistido por jet ) es un tipo de despegue asistido para ayudar a los aviones sobrecargados a despegar en el aire proporcionándoles un empuje adicional en forma de pequeños cohetes . El término JATO se utiliza indistintamente con el término (más específico) RATO , para despegue asistido por cohetes (o, en el lenguaje de la RAF , RATOG , para equipo de despegue asistido por cohetes ).
En 1927, el laboratorio soviético de investigación y desarrollo Gas Dynamics Laboratory desarrolló cohetes de propulsor sólido para ayudar al despegue de aviones y en 1931 el primer uso exitoso de cohetes para ayudar al despegue de aviones se llevó a cabo en un U-1, el soviético. designación para un entrenador Avro 504 , que logró cerca de cien despegues asistidos con éxito. [1] [2] También se lograron despegues asistidos exitosos en el Tupolev TB-1 . [3] y bombarderos pesados Tupolev TB-3 . [1] [4] La prueba oficial del Tupolev TB-1 en 1933 acortó el despegue en un 77% cuando se utilizaban los cohetes. [1]
Los primeros experimentos que utilizaron cohetes para impulsar planeadores en el aire se llevaron a cabo en Alemania en la década de 1920 ( Lippisch Ente ), y más tarde, tanto la Royal Air Force como la Luftwaffe introdujeron tales sistemas en la Segunda Guerra Mundial . [5] El sistema británico utilizó cohetes de combustible sólido bastante grandes para disparar aviones (típicamente el Hawker Hurricane ) desde una pequeña rampa instalada en la parte delantera de los buques mercantes, conocidos en servicio como mercantes armados Catapult (o buques CAM) , con el fin de proporcionar algo de cobertura contra los aviones de patrulla marítima alemanes . Después del disparo, el cohete se soltó desde la parte trasera del avión para caer al agua y hundirse. Una vez realizada la tarea, el piloto volaría a territorio amigo si fuera posible o se lanzaría en paracaídas desde el avión, con la esperanza de ser recogido por una de las embarcaciones de escolta. Durante dos años, el sistema sólo se empleó nueve veces para atacar aviones alemanes y se registraron ocho muertes por la pérdida de un solo piloto.
La Luftwaffe también utilizó esta técnica con unidades de combustible líquido fabricadas por la empresa Walter y BMW (y de combustible sólido, fabricadas a su vez por las empresas Schmidding y WASAG ) como motores de cohetes firmemente acoplados y desechables, para despegar más rápidamente y con mayor seguridad. recorridos de despegue más cortos. Estos se utilizaron para mejorar el rendimiento de despegue de sus bombarderos medianos, y el enorme planeador Gigant , Messerschmitt Me 321 , de 55 metros de envergadura , concebido en 1940 para la invasión de Gran Bretaña, y utilizado para abastecer el frente ruso. Los enormes Me 321 originalmente contaban con la asistencia de remolque aéreo de hasta tres cazas pesados Messerschmitt Bf 110 en el llamado arreglo Troika-Schlepp en el aire con cargas que de otro modo habrían prolongado demasiado el despegue, pero con el consiguiente riesgo de colisión aérea. colisión del trío de Bf 110 en formación en V involucrados en una función simultánea de avión de remolque , que se facilitará en gran medida con la sustitución del trío de Bf 110 por un solo ejemplar del inusual Heinkel He 111Z de doble fuselaje diseñado específicamente para cinco aviones. avión de remolque con motor. El uso de métodos de despegue asistido por reacción se volvió especialmente importante al final de la guerra, cuando la longitud de las pistas utilizables se redujo gravemente debido a los resultados de los bombardeos aliados. Su sistema utilizaba típicamente Walter HWK 109-500 Starthilfe ("ayuda para el despegue"), autónomo y descartable , también conocido como "Rauchgerät", un generador de humo, unidades propulsoras de cohetes monopropulsores de combustible líquido unificados cuyos motores son impulsados por la descomposición química de " T" . -Stoff ", esencialmente peróxido de hidrógeno casi puro , con un compuesto catalítico Z-Stoff . Se utilizó un paquete de paracaídas en la parte frontal de contorno romo de la carcasa exterior del motor para frenar su caída después de ser liberado del avión, de modo que el sistema pudiera reutilizarse. Los primeros experimentos se llevaron a cabo en 1937 con un Heinkel He 111 , pilotado por el piloto de pruebas Erich Warsitz , en Neuhardenberg , un gran campo a unos 70 kilómetros al este de Berlín , catalogado como aeródromo de reserva en caso de guerra. [6] Otros experimentos alemanes con JATO tenían como objetivo ayudar en el lanzamiento de aviones interceptores como el Messerschmitt Me 262 C, como las versiones especiales Heimatschützer , generalmente equipadas con una versión del motor cohete de combustible líquido Walter HWK 109-509 del Yo 163 Kometprograma ya sea en el extremo trasero del fuselaje o semi-"podded" debajo de él, justo detrás del borde de fuga del ala, para ayudar a sus turborreactores Junkers Jumo 004 , o un par de motores combinados de cohetes a reacción BMW 003R especialmente impulsados por cohetes en lugar de los Jumo 004, para que los interceptores Me 262C Heimatschützer pudieran alcanzar antes las formaciones de bombarderos enemigos. Se construyeron y probaron dos prototipos de las versiones Heimatschützer del Me 262, de los tres diseños propuestos. En contraste con la amplia variedad de tipos de aviones con los que se probaron los diseños de propulsores monopropulsores líquidos modulares Starthilfe diseñados por HWK , se observó cierto grado de uso en primera línea; Los diseños de propulsores RATO de combustible sólido antes mencionados de las firmas Schmidding y WASAG siguieron siendo de naturaleza casi estrictamente experimental, con las unidades de propulsor de combustible sólido Schmidding de 500 kg de empuje destinadas a entrar en servicio, un cuarteto montado por fuselaje para su uso con el radical Bachem Ba. 349 diseño del interceptor de cohetes VTO en 1945, para sus necesidades de lanzamiento vertical. El sistema HWK 109-501 Starthilfe RATO, estrictamente experimental, utilizó un motor bipropulsor "caliente" similar al del caza cohetes Me 163B Komet , añadiendo una masa de 20 kg de una combinación de hidracina B-stoff , mezclada con "Br- stoff" ( destilado de hidrocarburo de ligroína ) como "combustible" principal para el monopropulsor T-Stoff aún desestabilizado con el permanganato Z-Stoff para la ignición como oxidante, triplicando la cifra de empuje del 109-500 de 4,95 kN (a 14,71 kN/1.500 kgf ) con una duración de 30 segundos. Debido a los riesgos similares del sistema "caliente" que exigen procedimientos especiales de manejo y abastecimiento de combustible similares a los del motor cohete 509A del Komet, el 109-501 parece haber seguido siendo un diseño estrictamente experimental, utilizándose únicamente para los vuelos de prueba del Junkers Ju 287. Prototipo de bombardero a reacción V1. [7]
A principios de 1939, la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos proporcionó 1.000 dólares a Theodore von Kármán y al Rocket Research Group (incluidos Jack Parsons , Frank Malina , Edward Forman y Apollo MO Smith ) en el Laboratorio Aeronáutico Guggenheim del Instituto de Tecnología de California. (GALCIT) para investigar el despegue de aviones asistido por cohetes. Esta investigación de JATO fue la primera investigación sobre cohetes que recibió asistencia financiera del gobierno de los EE. UU. desde la Primera Guerra Mundial, cuando Robert H. Goddard tenía un contrato con el ejército para desarrollar armas de cohetes de combustible sólido. [8] [9] [10] A finales de 1941, von Kármán y su equipo conectaron varios Aerojet JATO de combustible sólido de 50 libras de empuje a un avión ligero Ercoupe, y el Capitán del Ejército Homer Boushey despegó en carreras de prueba. En el último viaje quitaron la hélice, colocaron seis unidades JATO debajo de las alas y Boushey fue lanzado al aire para un vuelo corto, el primer estadounidense en volar sólo con propulsión de cohete. Ambas fuerzas armadas utilizaron combustible sólido JATO durante la guerra. [10] : 329
Después de la Segunda Guerra Mundial, JATO se utilizó a menudo para superar el pobre empuje de los primeros motores a reacción a bajas velocidades o para ayudar a despegar aviones muy cargados. Por ejemplo, el Avro Shackleton con motor de hélice , cuando estaba muy cargado de combustible para largos vuelos de vigilancia marítima, dependía de los turborreactores Armstrong Siddeley Viper para el despegue.
El primer avión de pasajeros del mundo , el de Havilland DH 106 Comet , incluía una disposición de diseño para transportar dos cohetes propulsores de Havilland Sprite propulsados por peróxido de hidrógeno destinados a ser instalados en condiciones " altas y calurosas " desde aeropuertos como Jartum y Nairobi. [11] [12] Estos se probaron en treinta vuelos, pero los motores a reacción De Havilland Ghost por sí solos se consideraron lo suficientemente potentes y algunas aerolíneas concluyeron que los motores de cohetes no eran prácticos. [13] Sin embargo, los accesorios Sprite se conservaron en los Comet 1 de producción, pero se volvieron innecesarios con las actualizaciones posteriores del motor. [14]
A finales de la década de 1950, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , la Fuerza Aérea Alemana y las Fuerzas Aéreas Soviéticas llevaron a cabo programas experimentales de lanzamiento de longitud cero para el lanzamiento de aviones de combate , utilizando diseños de propulsores de alto empuje y corta duración de apariencia y función similares. . La USAF utilizó un Republic F-84 modificado , designado EF-84G, que utilizó el propulsor de combustible sólido de nivel de empuje de 240 kN (26 toneladas cortas) diseñado por Aerojet General del misil de crucero MGM-1 Matador con una duración de empuje de dos segundos. El VVS soviético utilizó un caza MiG-19 modificado , denominado SM-30, lanzado desde un lanzador especial y utilizando un diseño de propulsor de cohete de combustible sólido casi idéntico al del EF-84G, pero mucho más potente, 600 kN. (64 toneladas cortas) nivel de empuje. El F-100 y el F-104 también se utilizaron para experimentos de lanzamiento de longitud cero, con unidades de propulsión desplegables igualmente potentes que las de los experimentos soviéticos SM-30. [15]
También en la década de 1950, el JATO Junior fue un intento de Aerojet Engineering de introducir unidades JATO más pequeñas en aviones comerciales pequeños, pero fue bloqueado por la Oficina de Aeronáutica de la Marina de los EE. UU. Aerojet afirmó que la botella JATO más pequeña, que entrega 250 libras de empuje durante 12 segundos, podría ayudar a que un avión privado liviano, que normalmente requiere casi 900 pies (270 m) de pista para superar un obstáculo de 50 pies (15 m) de altura, pudiera hacer el trabajo. Lo mismo con 300 pies (91 m) de pista con una unidad JATO Jr. [16] Las botellas JATO Junior montadas en las góndolas del motor se ofrecieron brevemente como una opción de fábrica en el Beechcraft Twin Bonanza ; no fueron promocionados como una ayuda para el despegue, sino más bien como un medio para extender la distancia de planeo durante un aterrizaje forzoso en terreno desfavorable. Sin embargo, no se sabe si las botellas alguna vez se instalaron en un Twin Bonanza de producción o se utilizaron en algún otro caso que no sean vuelos de prueba en fábrica. [17]
El Boeing 727 contaba con asistencia Aerojet JATO para su uso en condiciones de "calor y altura", particularmente en la Ciudad de México y La Paz . [18] [19] Una opción JATO estaba disponible para el Fairchild Swearingen Metroliner para aumentar el peso de despegue mientras se mantenían los requisitos de ascenso con un motor inoperativo. [ cita necesaria ]
A finales de 1980, el plan de operaciones militares de los Estados Unidos, Operación Credible Sport, tenía como objetivo rescatar a los rehenes retenidos por Irán utilizando aviones de carga C-130 modificados con motores de cohetes para permitir un despegue y aterrizaje muy cortos. El plan fue cancelado después de que se produjo un accidente durante un aterrizaje de prueba cuando las unidades JATO orientadas hacia adelante diseñadas para frenar el avión dispararon antes que las unidades orientadas hacia abajo (diseñadas para amortiguar el aterrizaje), lo que provocó que el avión se estrellara.
JATO se volvió en gran medida innecesario a medida que mejoró el empuje de despegue de los motores a reacción y ahora rara vez se utiliza, incluso cuando se opera muy cargado en pistas cortas o en condiciones "calurosas y altas". [ cita necesaria ] Ocasionalmente se utiliza en circunstancias excepcionales, en aviones especialmente equipados, en su mayoría militares. [20]
El JATO Rocket Car es una leyenda urbana que cuenta la historia de un automóvil equipado con unidades JATO que luego se encuentra destrozado en la ladera de una montaña. Esta historia se presenta a menudo como ejemplo de un Premio Darwin ; parece ser apócrifo, sin ninguna base real. [21]
La leyenda ha sido examinada varias veces en el programa MythBusters de Discovery Channel . Para el primer intento, en un episodio piloto de 2003, la tripulación replicó la escena y el empuje del JATO con algunos motores de cohetes amateur disponibles comercialmente. El auto fue muy rápido, dejando atrás al helicóptero que lo perseguía, pero ni cerca de las 300 mph (500 km/h) reportadas en la historia original, y no logró despegar. El mito fue revisitado en 2007, utilizando una configuración diferente de cohetes en un intento de hacer volar el automóvil; explotó antes de llegar al final de su rampa de lanzamiento. El mito fue revisitado nuevamente en 2013 en el primer episodio de la temporada 12 de Mythbusters , como celebración de su décimo año en el aire.
Un automóvil Dodge Coronet de 1958 equipado con JATO en el lago seco El Mirage se utilizó para un anuncio de televisión para demostrar el poder de sus frenos de "contacto total". Esto fue transmitido durante The Lawrence Welk Show a finales de la década de 1950.[22]
Notas
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