HEINKEL VJ 101 A6 VTOL – THE WORLD’S FIRST SUPERSONIC TILTJET

O CONCEITO HEINKEL VJ 101 a6 tiltjet – projetado para cumprir os requisitos do bundesministerium der verteidigung da Alemanha ocidental (Bmvg, “Ministério da defesa”) para um caça-Interceptor Supersônico de alta altitude em 1957.

 

O EWR VJ 101 era um avião experimental de decolagem / aterrissagem vertical de caças a jato alemão (VTOL). VJ significava Versuchsjäger, (alemão para “Caça Experimental”). O VJ 101 foi um dos primeiros projetos V / STOL a ter potencial para um eventual voo Mach 2.

Durante a década de 1950, como várias nações se interessaram em desenvolver aeronaves compatíveis com VTOL, o governo federal alemão solicitou às indústrias de aviação recentemente revividas da nação que estudassem possíveis projetos para essas aeronaves. Em resposta, em 1960, o fabricante alemão de motores MAN Turbo iniciou o trabalho em um motor adequado, em estreita cooperação com o fabricante britânico de motores Rolls-Royce Limited. Da mesma forma, as empresas de aeronaves Heinkel, Bölkow e Messerschmitt realizaram seus próprios estudos antes de se unirem para formar uma empresa de joint venture, a EWR, com o objetivo de desenvolver e fabricar seu design para uma aeronave supersônica de caça VTOL, que logo foi designada como VJ 101 D O Ministério Federal da Defesa (BMVg) ficou impressionado ao solicitar um par de protótipos experimentais a serem produzidos para demonstrar as capacidades do projeto.

Um par de aeronaves protótipo, conhecido coletivamente como VJ 101 C e individualmente conhecido como X-1 e X-2, foi construído e participou de um programa de teste de cinco anos. A intenção era que o VJ 101 fosse desenvolvido como base para um sucessor do inventário da Força Aérea Alemã de interceptores American Lockheed F-104G Starfighter. No entanto, o desenvolvimento do VJ 101 C foi muito complicado pelas mudanças nos requisitos do BMVg, que decidiram transformar o perfil de missão previsto da aeronave do papel de interceptador para um lutador mais geral, alterando bastante os requisitos de desempenho a serem cumpridos. Durante 1968, o desenvolvimento do VJ 101 foi finalmente cancelado.

Design e desenvolvimento
Durante a década de 1950, os rápidos avanços no campo da propulsão a jato, particularmente em termos de aumento de empuxo e unidades de motor compactas, contribuíram para uma crença crescente na viabilidade técnica de aeronaves de decolagem / aterrissagem vertical (VTOL), particularmente na Europa Ocidental e no Caribe. Estados Unidos. [2] Durante as décadas de 1950 e 1960, foram iniciados vários programas na Grã-Bretanha, França e Estados Unidos; da mesma forma, as empresas de aviação na Alemanha Ocidental estavam ansiosas para não ficar de fora dessa tecnologia emergente. Logo após 1957, o ano em que a proibição pós-Segunda Guerra Mundial da Alemanha Ocidental de operar e desenvolver aeronaves de combate foi suspensa, as empresas de aviação alemãs Dornier Flugzeugwerke, Heinkel e Messerschmitt também foram autorizadas a retomar suas próprias atividades no mesmo ano, recebeu um pedido oficial do governo federal alemão que os instava a realizar trabalhos de investigação sobre o tópico das aeronaves VTOL e a produzir conceitos conceituais.

Como tal, várias empresas começaram a trabalhar em seus próprios projetos conceituais para aeronaves interceptoras compatíveis com VTOL; para que esses projetos fossem operacionalmente relevantes e viáveis, reconheceu-se que seria necessário que o desempenho do voo fosse igual ao dos interceptores convencionais da época, como o moderno Lockheed F-104G Starfighter. Em conjunto, o Ministério Federal da Defesa da Alemanha (BMVg) defendeu a fusão das empresas concorrentes; deliberadamente, reteve a emissão de um contrato de desenvolvimento, a fim de incentivar as empresas a realizar tais atividades.

Em conjunto com esses esforços, o fabricante alemão de motores MAN Turbo recebeu um contrato da BMVg para conduzir seu próprio trabalho no tratamento de questões específicas relacionadas a motores com capacidade VTOL. Foi rapidamente percebido que tais esforços exigiriam trabalhar com um fabricante de motores estrangeiro; como tal, em março de 1960, foi assinado um acordo inicial de cooperação entre a MAN Turbo e a fabricante britânica de motores Rolls-Royce Limited. Sob os termos do contrato de 10 anos estabelecido, a Alemanha adquiria conhecimento dos mais recentes avanços na tecnologia de motores a jato via Rolls-Royce, além de um acordo de desenvolvimento conjunto sob o qual o trabalho seria compartilhado, os conflitos de produção minimizados e o consenso mútuo alcançado. nas principais decisões. Em março de 1960, a BMVg emitiu um contrato de desenvolvimento para a MAN Turbo para um motor turbo leve de carretel único, enquanto a Rolls-Royce atuaria como um importante subcontratado no projeto; o resultado de seus esforços de colaboração para o contrato seria o motor de turbofan Rolls-Royce / MAN Turbo RB153.

O motor RB.153 era inicialmente uma versão em escala relativamente direta do motor Rolls-Royce RB108 anterior, desenvolvido para vôo supersônico sustentado; no entanto, durante o início de 1960, surgiu o interesse no desenvolvimento futuro do motor como um motor adequado para uma aeronave VTOL. Consequentemente, novos modelos do motor foram desenvolvidos para atender aos requisitos específicos de sua nova função de VTOL, incluindo o mecanismo de elevação RB.153.17 e RB.153.25. No entanto, durante dezembro de 1961, como resultado de mudanças nas prioridades da BMVg para o VTOL previsto, foram necessárias mudanças consideráveis ​​no mecanismo em resposta; como tal, o trabalho de desenvolvimento do RB.153 foi efetivamente arquivado em favor do motor Rolls-Royce RB145.

 

 

Desenvolvimentos iniciais
O Heinkel He 231 (VJ 101A) foi o nome de Heinkel para um projeto de aeronave de combate VTOL dos anos 50, destinado a proteger os campos de aviação da Alemanha Ocidental contra ataques soviéticos.

Proposta

Vista superior, mostrando a entrada de ar para os dois motores de elevação da fuselagem
Tanto a Heinkel (com base na Heinkel He 231) quanto a Messerschmitt (Messerschmitt Me X1-21) desenvolveram projetos para atender aos requisitos do voo da VTOL e, em 1959, as duas empresas, juntamente com Bölkow, criaram uma empresa de joint venture, chamada EWR, para desenvolver e fabricar uma aeronave de combate supersônica prevista, designada como VJ 101 D. Como concebida, a aeronave VJ 101 D de produção deveria ser movida pelo motor Rolls-Royce / MAN Turbo RB153, que deveria ser equipado com aparelho de deflexão de impulso. No final de 1960, a EWR apresentou seu conceito de VJ 101 D à BMVg. Após realizar uma revisão da proposta, o BMVg decidiu emitir um pedido para duas aeronaves experimentais com o objetivo de avaliar sua capacidade de atender ao requisito de interceptador permanente.

Consequentemente, um par de protótipo de aeronave, conhecido como VJ 101 C, foi desenvolvido; estes foram acionados pelo motor mais leve do turbojato RB145, que foi montado em nacelas giratórias. No entanto, o desenvolvimento do VJ 101 C não seria direto; Uma complicação importante foi a mudança dos requisitos do BMVg, que decidiu mudar o perfil de missão previsto da aeronave do papel de interceptador para um lutador mais geral, o que impôs um requisito para que ele fosse capaz de suportar mais tempo em voo de baixa altitude, entre outros desempenhos atributos. A nova proposta fundiu as características dos projetos anteriores de Bölkow, Heinkel e Messerschmitt em uma plataforma elegante e simplificada. O VJ 101 C apresentava algumas semelhanças na aparência com o American Bell XF-109, ambas as aeronaves com uma configuração comparável em termos de possuir motores emparelhados instalados em nacelas giratórias posicionadas nas pontas das asas. Além dos motores de ponta de asa, dois jatos de içamento adicionais foram instalados dentro da fuselagem, que funcionavam para complementar os principais motores durante o vôo pairado.

O VJ 101 C apresentava um sistema eletrônico de controle de voo, amplamente conhecido como arranjo ‘fly-by-wire’. Percebeu-se que seria de fundamental importância manter a controlabilidade durante a fase de voo flutuante, em particular a capacidade de resposta dos motores e o aumento da estabilidade da aeronave. Os sistemas de controle, desenvolvidos pela empresa americana Honeywell e pela empresa alemã Bodenseewerk, desempenharam várias funções em todo o regime de vôo do VJ 101 C, incluindo controle de atitude durante o voo e a transição do voo para o voo aerodinâmico horizontal. Os sistemas de controle de dois canais foram usados ​​inicialmente, mas os testes revelaram a necessidade de sistemas de controle de três canais para dar conta de casos de falhas de hardover. Com a mudança para sistemas de controle de três canais, isso permitiu que o sistema fosse usado em todas as faixas de vôo com controle de vetor de empuxo; o primeiro desses sistemas a ser desenvolvido. Depois que o programa não estava mais sendo perseguido como sucessor do F104G Starfighter, ele foi mantido como um programa de desenvolvimento para explorar e provar seus conceitos de controle de vôo.

Para testar o conceito de propulsão, a EWR produziu um equipamento de teste, chamado Wippe (gangorra), durante o início de 1960. O dispositivo simples incorporava um cockpit rudimentar fixado em uma viga horizontal, que tinha um motor de elevação montado verticalmente no centro , com a finalidade de realizar testes preliminares de eixo único do sistema de controle. Uma “plataforma flutuante” posterior foi montada, com a fuselagem esquelética do VJ 101C, juntamente com um total de três motores Rolls-Royce RB108 instalados nas posições aproximadas que eles ocupariam na versão final capaz de voar. Cada um dos motores pequenos poderia gerar um máximo de 9,3 kN (2.100 lbf) de empuxo, o suficiente para levantar a plataforma de teste. A partir de maio de 1961, o teste inicial foi realizado a partir de uma coluna telescópica. Em março de 1962, a nova sonda realizou seu primeiro “voo livre” com sucesso. Testes adicionais realizados com uma “pele” de pano para simular a fuselagem e as asas também mostraram-se bem-sucedidos, tendo demonstrado controle satisfatório em todas as estações e condições climáticas.

 

Especificações (VJ 101C X-1)
Dados do Macdonald Aircraft Handbook

Características gerais

Tripulação: 1
Comprimento: 15,7 m (51 ft 6 in)
Envergadura: 6,61 m (21 ft 8 in)
Altura: 4,1 m (13 pés 5 pol.)
Peso máximo de decolagem: 6.100 kg (13.448 lb)
Grupo motopropulsor: motores de turbojato 6 × Rolls-Royce RB145, empuxo de 12,2 kN (2.700 lbf) cada um 4 montados em casquilhos giratórios com ponta de asa e dois montados verticalmente na fuselagem dianteira
Velocidade máxima: Mach 1.04
 

 

 

 

 

 

fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/EWR_VJ_101

 

 

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