Stipa-Caproni

O Stipa-Caproni, também chamado geralmente de Caproni Stipa, era um avião experimental italiano projetado em 1932 por Luigi Stipa (1900-1992) e construído por Caproni. Apresentava uma fuselagem oca em forma de barril, com o motor e a hélice completamente fechados pela fuselagem – em essência, toda a fuselagem era um único ventilador. Embora a Regia Aeronautica (Força Aérea Real Italiana) não estivesse interessada em buscar o desenvolvimento do Stipa-Caproni, seu design influenciou o desenvolvimento da propulsão a jato.

 

Design

A idéia básica de Stipa, que ele chamou de “hélice intubada”, era montar o motor e a hélice dentro de uma fuselagem que formava um duto cônico, ou tubo de venturi, e comprimia o fluxo de ar da hélice e a exaustão do motor antes de sair do duto. bordo de fuga da aeronave, aplicando essencialmente o princípio de movimentos de fluidos de Bernoulli para tornar o motor da aeronave mais eficiente. Este é um princípio semelhante ao usado nos motores turbofan, mas usava um motor de pistão para acionar o compressor / hélice, em vez de um motor a jato. Mais tarde, Stipa se convenceu de que a tecnologia alemã de foguetes e jatos (especialmente a bomba voadora V-1) estava usando sua invenção patenteada sem dar o devido crédito, embora o design de seus ventiladores de duto tivesse pouco em comum mecanicamente com os motores de turbojato e nada com o pulsejet no V-1.

Stipa passou anos estudando matematicamente a idéia enquanto trabalhava na Divisão de Engenharia do Ministério da Aeronáutica da Itália, acabando determinando que a superfície interna do tubo de venturi precisava ser modelada como um aerofólio para alcançar a maior eficiência. Ele também determinou o formato ideal da hélice, a distância mais eficiente entre a borda principal do tubo e a hélice, e a melhor taxa de revolução da hélice. Finalmente, ele solicitou ao governo fascista italiano a produção de um protótipo de aeronave. O governo, buscando mostrar as realizações tecnológicas italianas – particularmente na aviação – contratou a empresa Caproni para construir a aeronave em 1932.

A aeronave resultante – um monoplano no centro da asa, composto principalmente de madeira, apelidada de Stipa-Caproni ou Caproni Stipa – tinha uma aparência surpreendentemente desajeitada. A fuselagem era um tubo em forma de barril, curto e gordo, aberto nas duas extremidades para formar o duto cônico, com dois cockpits abertos em tandem montados em uma corcunda em cima dele. As asas eram elípticas e passavam pelo duto e pela nacele do motor dentro dele. O duto em si tinha um perfil semelhante ao dos aerofólios, e um leme e elevadores razoavelmente pequenos eram montados na borda traseira do duto, permitindo que a lavagem da hélice dutos fluísse diretamente sobre eles quando saía da fuselagem para melhorar o manuseio. A hélice foi montada dentro do tubo da fuselagem, nivelada com a borda principal da fuselagem, e o motor Havilland Gipsy III de 120 cavalos de potência que a acionou foi montado dentro do duto atrás dela, no ponto médio da fuselagem. A aeronave possuía trem de pouso baixo, fixo e cuspido e uma roda traseira, fazendo com que parecesse agachado no chão. Foi pintado em um esquema de azul e creme do tipo usado em aviões de corrida do dia, e seu leme exibia as cores da bandeira italiana.

Voos de teste

Uma vista frontal do Stipa-Caproni com a roda removida.
O Stipa-Caproni voou pela primeira vez em 7 de outubro de 1932 com o piloto de testes da empresa Caproni Domenico Antonini nos controles. Os testes iniciais mostraram que o projeto da “hélice intubada” aumentou a eficiência do motor, como Stipa havia calculado, e a elevação adicional proporcionada pelo formato do aerofólio do interior do próprio duto permitiu uma velocidade de pouso muito baixa de apenas 68 km / h (42). mph) e ajudou o Stipa-Caproni a alcançar uma taxa de subida mais alta do que outras aeronaves com potência e carga de asa semelhantes. A colocação do leme e dos elevadores no escapamento da lavagem da hélice na borda traseira do tubo deu às características de manuseio da aeronave que o tornaram muito estável em voo, embora posteriormente tenham sido ampliadas para melhorar ainda mais as características de manuseio do avião. O Stipa-Caproni provou ser visivelmente mais silencioso do que as aeronaves convencionais da época. Infelizmente, o design da “hélice intubada” também induziu tanta resistência aerodinâmica que os benefícios em eficiência do motor foram cancelados, e a velocidade máxima da aeronave provou ser de apenas 131 km / h (81 mph).

Quando Caproni concluiu o teste inicial, a Regia Aeronautica assumiu o controle do avião e o transferiu para Guidonia Montecelio para uma breve série de outros vôos de teste. Todos os pilotos de teste relataram que o avião estava extremamente estável em vôo, a ponto de ser difícil mudar de rumo; os pilotos de teste também ficaram impressionados com a velocidade de pouso muito baixa e o consequente pouso muito curto.

 

O Stipa Caproni no chão, com os tirantes removidos do trem de pouso. Seu esquema de pintura em azul claro e creme, semelhante ao dos aviões de corrida da época, é visível, assim como a abertura na extremidade traseira da fuselagem na qual o leme e os elevadores estavam montados. O leme é pintado nas cores da bandeira italiana.
Como o avião não teve um desempenho notavelmente melhor do que os projetos de aeronaves convencionais, a Regia Aeronautica decidiu cancelar o desenvolvimento. Nenhum protótipo adicional foi construído.

 

Influência
O próprio Stipa nunca pretendeu que sua “hélice intubada” fosse empregada em aeronaves monomotores como a Caproni-Stipa – que ele via meramente como um banco de ensaio -, ao invés disso, previa seu uso em grandes aeronaves de asa voadora de vários motores em que estava projetando cujas propriedades aerodinâmicas de arrasto não seriam significativas, e o governo italiano divulgou o design do Stipa-Caproni como um exemplo de proeza na tecnologia da aviação italiana. Nenhum dos projetos de aeronaves de asa voadora da Stipa foi construído, mas as experiências coletadas com o Stipa-Caproni se tornaram uma influência importante no desenvolvimento do Caproni Campini N.1, movido a jato de motor.

Os vôos de teste do Stipa-Caproni também despertaram muito interesse acadêmico e resultaram no trabalho de Stipa sendo estudado na França, Alemanha, Itália e Reino Unido, e pelo Comitê Consultivo Nacional de Aeronáutica nos Estados Unidos. A França projetou – mas nunca construiu – um bombardeiro noturno avançado baseado no projeto Luigi Stipa em meados da década de 1930, e acredita-se que vários projetos de aeronaves, como o caça alemão Heinkel T de 1940, incorporaram algumas das idéias de Stipa, como demonstrado pela Stipa -Caproni.

O ventilador de duto do bico Kort de hoje – projetado na Alemanha em 1934 – usa muitos dos princípios da Stipa. O moderno motor turbofan é considerado por alguns historiadores da aviação um descendente da “hélice intubada” demonstrada no Stipa-Caproni.

Réplica

Na Austrália, Lynette Zuccoli e Aerotec Queensland projetaram uma réplica em escala 3/5 do Stipa-Caproni, precisa mesmo em termos de esquema de pintura e marcações, alimentada por um motor de corrida italiano Simonini. Eles o construíram em 1998 e, em outubro de 2001, conseguiram realizar dois vôos de teste com Bryce Wolff nos controles. Cada voo percorreu cerca de 600 metros e atingiu uma altitude de aproximadamente 6 metros, com Wolff relatando que a réplica era muito estável em voo e teve um desempenho semelhante ao dos pilotos de teste italianos que informaram que a aeronave original tinha 69 anos para o mês anterior. A réplica pode nunca ter voado novamente e agora está em exibição estática no Toowoomba Airfield, na Austrália.

 

Especificações (Stipa-Caproni original)

Características gerais

Tripulação: 1 ou 2
Comprimento: 5,88 m (19 pés 3 pol.)
Envergadura: 14,28 m (46 pés 10 pol.)
Área da asa: 19 m2 (200 pés quadrados)
Peso vazio: 570 kg (1.257 lb)
Peso bruto: 850 kg (1.874 lb)
Motor: 1 × motor de pistão em linha resfriado a ar invertido a 4 cilindros Havilland Gipsy III, 90 kW (120 hp)
Hélices: hélice regulável em terra de 2 pás de atuação

Velocidade máxima: 133 km / h (83 mph, 72 kn)
Velocidade de pouso: 68 km / h (42 mph)
Teto de serviço: 3.700 m (12.100 pés)
Tempo para altitude: 3.000 m (9.843 pés) em 40 minutos
Carregamento da asa: 44,73 kg / m2 (9,16 lb / sq ft) a 850 kg (1.874 lb)
Potência / massa: 0,105 kW / kg (0,064 hp / lb)
Corrida de decolagem: 180 m (591 pés)
Percurso de pouso: 180 m (591 pés)

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