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20190216

O canard twin-pusher Scorpion



O Scorpion resultou de uma idéia dos responsáveis pela revista Popular Mechanics para desenvolver um PiperCub para as próximas  gerações. O grupo de especialistas se reuniu na Scaled Composites por um dia, sob os auspícios de Burt Rutan, era constituído pelo piloto da Marinha Wally Schirra, o empresário de aviação Frank Christensen, o capitão e ex piloto de testes da Marinha JP Tristani, o ilustrador de aviação Mark McCandlish, o jornalista e piloto Fred Mackerodt, o editor-chefe Joe Oldham e editor de Ciência / Tecnologia / Aeroespacial, Tim Cole.

Todos esses especialistas,  na década de 80, não se dispuseram apenas a idealizar um avião, estavam com a convicção de que o mercado de aviação era visto como um doente e suas reflexões poderiam levar a uma cura.
Segundo o consenso do grupo, o número de novos pilotos que compram aviões pequenos começou a cair. O assustador no custo da instrução de voo e treinamento foi parte do problema, assim como os custos da certificação da FAA e o do seguro de responsabilidade da aeronave. O intuito era projetar um avião do futuro que seria revolucionário em vez de evolutivo, começar de uma lousa limpa em vez de se basear nos projetos existentes.

As diretrizes definidas para o novo projeto foram às seguintes:


- Ter um design revolucionário, ser uma plataforma de treinamento básica removendo todas as barreiras de hardware entre o voo e o homem comum, um avião mais fácil de usar jamais projetado.

- A equipe foi unânime em afirmar que a aeronave deveria ser de dois lugares. Os assentos não deveriam ser lado a lado, mas sim escalonados, o que apresentaria muitas vantagens: entre elas, a fuselagem mais estreita dando ao passageiro e ao piloto bastante espaço para se movimentar.

- O coração da aviônica do Scorpion seria um par de microprocessadores baratos. Os monitores não apresentariam números, apenas ícones e gráficos simples mostrando todas as informações necessárias.

- Quanto ao o exterior do avião, as diretrizes estabelecidas pelo grupo para o projeto da estrutura da célula seriam bastante simples, mantendo a contagem de peças baixa para ajudar na fabricação e reduzir as despesas. 

- As asas receberiam um pouco de varredura para frente para permitir manter o centro de pressão destas localizado corretamente em relação ao centro de gravidade.
 - Decidiu-se optar por comandos laterais para ambos os ocupantes. Como o painel de instrumentos é visto como uma das principais razões pelas quais muitas pessoas não aprendem a voar, a abordagem era criar um sistema que resumisse todas as informações importantes um único monitor fácil de decifrar.

- A hélice foi testada em praticamente todas as posições do avião. Finalmente, foi decidido colocar um par de motores empurradores leves e baratos nas bordas de fuga das asas, o mais próximo possível da fuselagem, para limitar o empuxo assimétrico. Isso limpou drasticamente o nariz do avião, canards de alta proporção foram ajustados para ajudar no controle do stall e do centro de gravidade.

- Foi adicionado um diedro negativo para manter as pontas das asas próximas ao solo, de forma que as rodas dos trens tipo ponta-arrastadora pudessem ser encaixadas, por causa da disposição do trem principal de aterrissagem localizado na linha central da fuselagem.

- O Scorpion seria feito de algum tipo de fibra sintética. O objetivo principal seria manter a contagem de peças e os custos de mão-de-obra baixos. O avião deveria ser construído em grandes seções, como um kit de modelos de plástico: a fuselagem em duas metades, assim como a asa e assim por diante.

- Velocidade máxima de 320 km/h.

- Veja a publicação de Agosto de 1987 (pag. 70/75) Popular Mechanics: books.google.com.br/books

Em seu delírio de “Céu azul”, o grupo ignorou outras questões burocráticas envolvendo o produto e concentrou-se em questões construtivas da própria máquina.  Como Christensen apontou:
 
"Todas as coisas sobre as quais falamos são possíveis. O conceito de moldagem por injeção para os painéis de fuselagem e os eletrônicos são fáceis de se obter. Tudo isso está disponível de uma forma ou de outra. Os motores poderiam estar aqui em breve”

Finamente o projeto da mais elegante aeronave da aviação geral da década de 80, que teve o seu projeto liderado pelo Rutan foi e esquecido e nunca saiu do papel.

Post (366) – Fevereiro de 2019


20190201

O bombardeiro supersônico Avro 730



Em 1951, logo após o final da Segunda Guerra Mundial, enfrentando as ameaças da Guerra Fria, o governo britânico sob a liderança de Winston Churchill (1) e a Royal Air Force (RAF) estavam empenhados em preservar e fortalecer sua capacidade estratégica de defesa e ataque. Além disso, relatórios da inteligência indicaram que a URSS estava planejando uma ação maciça de natureza não especificada em 1953.
Em particular, o Comando de Bombardeiros da RAF estava empenhado em substituir os seus bombardeiros por modelos mais capazes providos das mais recentes tecnologias, entre elas: propulsão e armas nucleares.

Nesta época, final da década de 1940 e início dos anos 50, a RAF contava com uma frota de bombardeiros a jato composta por três aeronaves, Vickers Valiant, Avro Vulcan e Handley Page Victor, conhecidos coletivamente como V-Bombers. Os bombardeiros em V foram construídos para serem armados com a primeira geração de armas nucleares da Grã-Bretanha, designada como Danúbio Azul.

Foi quando surgiu o projeto Avro 730, esta aeronave deveria ter um raio de ação que atingisse a União Soviética evitando as suas defesas aéreas.

Em 1954, uma especificação foi emitida para uma aeronave capaz de uma velocidade de cruzeiro Mach 2,5 a uma altitude de 20 km e um alcance de 9.260 km. Durante o verão de 1955, a Avro recebeu o contrato para desenvolver o Type 730. O 730 era um avião canard para três tripulantes, com um comprimento de asa de 49,8 m e uma área de asa de 185,8 m².
Foi planejado para reconhecimento e bombardeiro estratégico pela Avro Aircraft para a RAF. Tinha sido originalmente concebido em conformidade com especificações do Ministério da Aeronáutica OR.330.

 O projeto evoluiu e foi modificado para atender as novas especificações da RB.156T, uma aeronave de bombardeio de reconhecimento de alta velocidade capaz de realizar a missão de entrega de armas nucleares. O 730 revisado que originalmente possuía quatro motores foi acrescido de mais quatro, perfazendo um total de oito motores alojados em dois pods, e a área de asa aumentada, bem como o diâmetro de fuselagem para pouco menos de 3m e o comprimento de fuselagem reduzido para 48 m.


No início de 1957, a primeira fuselagem do 730 estava bem avançada na fábrica de Chadderton da Avro, quando Duncan Sandys (2) anunciou sua decisão de cancelar todo o trabalho na maioria das aeronaves tripuladas e o que seria o primeiro bombardeiro Mach 2+ do mundo acabou na lixeira.
Se o Avro 730 tivesse entrado em serviço, ele teria substituído os V-Bombardeiros como a principal plataforma aerotransportada nuclear da Grã-Bretanha.

Parte da razão para o cancelamento foi à percepção de que, no momento em que entrariam em serviço, as capacidades antiaéreas soviéticas teriam melhorado a ponto de não conseguirem ter sucesso em sua missão e outro fator foi uma preferência pelo desenvolvimento de mísseis a aeronaves tripuladas.
 
Características gerais do Avro 730

Tripulação: 3
Comprimento: 48 m
Envergadura: 18,2 m
Área das asas: 185,8 m²
Peso carregado: 99.790 kg
Motorização: 8 × Armstrong Siddeley P.176 turbojatos, 43,2 kN cada 
Velocidade máxima: Mach 3 (3.200 km / h)
Velocidade de cruzeiro: Mach 2.5 (2.660 km / h)
Autonomia: 9.260 km
Teto de serviço: 20 km
 

(1) Winston Leonard Spencer-Churchill foi um político conservador e estadista britânico, famoso principalmente por sua atuação como primeiro-ministro do Reino Unido durante a Segunda Guerra Mundial.
(2) Edwin Duncan Sandys, Barão Duncan-Sandys, foi um político britânico e ministro em sucessivos governos conservadores nos anos 1950 e 1960. Ele era o genro de Sir Winston Churchill.

Post (361) – Fevereiro de 2019

20170123

Rockwell XFV-12A

Em 1971, o comando aeronáutico da marinha dos EUA anunciou uma competição para o desenvolvimento de um avião supersônico de pouso, curta e ou decolagem vertical, que poderia ser baseado em navios com um deslocamento de até 15.000 toneladas. Estes pequenos navios estavam em serviço na Marinha dos EUA desde 1978, e assim equipados seriam destinados a fornecer cobertura aérea da frota.

McDonnell F-4 Phantom II
A competição teve a participação de seis empresas que apresentaram novos projetos ou melhorias em aeronaves existentes, entre elas o Harrier e o VAK-191b. Mesmo sem nenhuma das empresas terem sido contratadas para realizar os trabalhos, a empresa norte-americana Rockwell trabalhou no seu projeto e o submeteu ao comando da aviação naval. 

Hawker Siddeley Harrier
O projeto XFV-12 tentou combinar a velocidade Mach 2 do  AIM-7 Sparrow e o armamento do McDonnell F-4 Phantom II em um lutador VTOL (decolagem e pouso vertical). No papel, parecia superior ao subsônico Hawker Siddeley Harrier lutador de ataque.

No final de 1972, o projeto foi aceito e recebeu a designação militar XFV-12A. 


Em Janeiro de 1973, a empresa assinou um contrato para a concepção, construção e vôo de dois protótipos. Um mês depois, foi relatado que um contrato semelhante teria sido emitido para empresa General Dynamics. Uma dessas aeronaves após os testes de vôo comparativos seria escolhida para iniciar a produção, mas a o programa da General Dynamics terminou sendo cancelado.

Um prazo de 18 meses foi definido para os trabalhos de construção do primeiro protótipo. Os testes de vôo começaram em outubro de 1974 com uma decolagem normal, e para janeiro de 1975 estava prevista a decolagem vertical, o que terminou sendo adiado para 1976, porem a aeronaves só foi concluída em agosto de 1977 quando então começaram seus testes de solo. 

XFV-12A possuía uma configuração Canard (pato) com asas varrida e estabilizadores horizontais trapezoidais, localizadas na proa da parte inferior da fuselagem.  O aspecto mais característico da aeronave era o fato de ser o primeiro avião supersônico construído na configuração Canard é a utilização de dispositivos de ejetores para decolagem e aterragem verticais. Quatro unidades ejetoras operaram de forma independente. Eles possibilitariam criar uma força de reação de várias intensidades, usadas ​​para controlar a aeronave em modos de pairar e vôo a baixas velocidades.  
Para estudar as características da asa equipada com ejetores e sua eficiência, a empresa construiu para uma bancada centrífuga de ensaios, especial para os testes do sistema motor. 


No desenvolvimento do protótipo foram usadas partes das estruturas de aviões de ataque supersônico A-4 e do caça-bombardeiro F-4. Do A-4 firam utilizadas a fuselagem, o cockpit e o trem de aterrissagem, e do F-4 as entradas de ar, modificadas, uma porção do canal de ar, parte fixa da asa e o controle da aeronave.  A condução da aeronave seria controlada pela variação da magnitude e direção do impulso produzido pelos quatro ejetores. 
Motor escolhido foi o  Pratt & Whitney F401-PW-400que  desenvolve um impulso 62,56 kN durante uma descolagem normal e 96,99 kN durante a decolagem vertical.

O primeiro vôo da aeronave foi transferido para 1978 e, em seguida, 1979, no entanto o avião não decolou, e de todo o programa XFV-12A foi encerrado em 1981 por ter se relevado incapaz de produzir empuxo suficiente para o vôo vertical.

E finalmente após o cancelado do contrato a USMCO  adotou o Harrier britânico, o único verdadeiramente bem sucedido VSTOL, projetado na década de 1960. 

Após o cancelamento do programa, a aeronave foi desmontada e armazenada na Estação Brook Plum da NASA  em Sandusky, Ohio. Em maio de 2012, um grupo de estudantes do ensino médio no EHOVE Career Center  com a orientação de pessoal contratado da NASA, iniciou a sua restauração para uso em um museu.
  
Características gerais:
Tripulação: 1
Comprimento:  13,4 m
Peso carregado:  8.850 kg
Empuxo com pós-combustor: 30.000 lbf
Velocidade máxima: Mach 2,2-2,4


Post (271) - Janeiro de 2017

20160312

Kyushu J7W1 Shinden (Relâmpago Magnífico)

O caça japonês J7W1 Shinden foi o único caça da Segunda Guerra Mundial de configuração Canard a ter tido sua produção encomendada. O termo Canard é de origem francesa, usa-se para definir um avião que possua a asa principal montada na parte traseira da fuselagem, e uma asa menor montada na parte dianteira (*).


Nos Estados Unidos, a Curtiss-Wright e o United States Army Air Force também projetaram e construíram caças com a configuração Canard, o Curtiss XP-55 Ascender e na Alemanha também surgiram alguns estudos. No entanto, o projeto japonês era aparentemente superior. Embora inovadores e incomuns nenhuns dos projetos tenham passado da condição de protótipo.


A Marinha Japonesa sugeriu um projeto radical como forma de combater de maneira mais eficiente os caças dos Estados Unidos de desempenho superior, aos então utilizados pelo Japão.
Para provar os fundamentos do conceito de um caça Canard, idealizado pelo Capitão Masaoki Tsuruno, o staff do Primeiro Arsenal Técnico Naval baseado em Yokosuka, projetou e construiu três planadores Canard em madeira, codificados como MXY6. Estes planadores começaram os testes no final de 1943.

Após uma série altamente promissora de testes, finalmente decidiram construir um protótipo. A Marinha Imperial Japonesa requisitou à Kyushu Hikoki KK para a empreitada, e embora possuísse pouquíssima experiência para projetar e construir um caça tão pouco ortodoxo.
Os trabalhos iniciaram-se em junho de 1944 e dez meses mais tarde o primeiro protótipo do Shinden ficou pronto.


SHINDEN J7W1 HISTORY DOCUMENTATION


Os engenheiros da Kyushu instalaram um motor radial empurrador a partir da metade da fuselagem traseira com uma enorme hélice de seis pás. Foi equipado com um trem de pouso triciclo retrátil. Hoje esse arranjo é comum, mas durante a II Guerra Mundial a grande maioria dos caças usava roda na cauda. O armamento consistia em quatro canhões Tipo 5 de 30 mm, colocados no nariz. Essa disposição, além de dotar o caça de um alto poder de fogo auxiliou no balanceamento da aeronave, dada a colocação do conjunto do motor e da hélice na traseira. Cada canhão podia disparar 450 salvas por minuto, constituindo em um dos maiores poder de fogo da época.

Dada às necessidades urgentes da guerra a Marinha Imperial encomendou a produção do Shinden antes mesmo do primeiro vôo de teste. O planejamento consistia na produção de 150 desses caças por mês, em duas fábricas. Problemas na refrigeração do motor, na entrega de componentes vitais da construção da fuselagem e o estado caótico da indústria japonesa mantiveram o Shinden no solo até 3 de agosto de 1945, quando o Capitão Tsuruno efetuou o primeiro vôo e posteriormente em 9 de agosto mais dois breves vôos.


Tsuruno suspeitando que o final da guerra estivesse próximo permaneceu como um cauteloso piloto de testes, cronometrando apenas 45 minutos de tempo total de testes. Esses 45 minutos, porém, revelaram alguns problemas potencialmente sérios. O avião guinava violentamente para a direita devido ao alto torque do motor em potência máxima na decolagem, e apresentava fortes vibrações.

A Kyushu efetuou a entrega de um segundo protótipo, com alguns dos problemas resolvidos, mas esse avião nunca deixou o solo.


Este deve ter sido o segundo protótipo,
notem o conjunto de hélices duplas,
 possivelmente girando em direções opostas.

A companhia já estava com novos estudos adiantados, e trabalhava na versão impulsionada por um motor a jato mas nunca sequer chegou a sair da prancheta, quando a guerra terminou.

Após a rendição japonesa, técnicos dos Estados Unidos encontraram o primeiro protótipo que juntamente com outras 145 aeronaves japonesa foram enviados ao EUA para testes de avaliações. Não há nenhum registro de vôo do Shinden nos Estados Unidos. Após um período de armazenado, a US Navy transferiu o Kyushu J7W1 Shinden para o Smithsonian National Air and Space Musem.

"Apesar de nunca ter entrado em combate, nem ter sido testado e desenvolvido plenamente, o Shinden teve o mérito de ter sido um projeto inovador para sua época, ao contrário de muitos projetos de outros Canard, ele de fato voou, não ficando apenas no papel."


Características principais:

- Envergadura: 11,1 m
- Comprimento: 9,7 m
- Altura: 3,9 m
- Peso vazio: 3.645 kg
- Motor: 01 Mitsubishi HÁ-43, Modelo 2, de 1.660 HP
- Velocidade máxima: 750 km/h
- Altitude de serviço: 12.000 m
Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Kyushu_J7W

(*)Um canard (pato em francês) é uma pequena asa localizada à frente da asa principal em aviões. O termo canard surgiu na França. O 14 bis de Santos Dumont foi o primeiro avião a implantar o canard.