NASA Sikorsky S-72 ... X-Wing

✈O S-72 foi um programa desenvolvido para o exército dos Estados Unidos da América, destinado a testar vários sistemas integrados de rotor e propulsão. Era uma aeronave experimental  híbrido de helicóptero e avião de asa fixa desenvolvido pelo fabricante helicópteros Sikorsky Aircraft em parceria com a NASA. 

“Resultou na construção de dois protótipos, designados S-72 com sistemas de rotor” Rotor Systems Research Aircraft” (RSRA).

Sua configuração básica incluía asas com 13.74m extensão e uma unidade de cauda com superfícies de controle convencionais. A motorização era constituída de um motor General Eléctric T58-GE-5 turboshaft de 1.044kW para o rotor principal e motores auxiliares de 4,207 kg impulso General Electric GE-TF34-400A turbofan para o deslocamento horizontal.

Tanto as asas como os turbofans auxiliares poderiam ser acoplados e desacoplados em cada lado da fuselagem, isto tornou possível aliviar o peso para testar outros tipos de rotores. 

Este projeto, em seguida, progrediu com testes e ensaios no envolvimento de um rotor X-Wing no lugar do rotor principal. Este sistema possibilitaria que os rotores parassem de girar, transformando-se em asas fixas. Os projetistas da Sikorsky Aircraft acreditavam que o projeto tinha potencial para futuro uso em uma aeronave de alta velocidade.

Certamente esta foi à aeronave mais exótica de asa rotativa já desenvolvida, um “Convertiplano”. 

Em dezembro de 1970, o projeto conjunto da NASA/Exército teve inicio.

Sikorsky propôs adaptar o rotor principal do UH-60A para a RSRA em sua proposta enquanto a Hughes Helicopters propôs a montagem de um rotor principal do YAH-64ª, já a Boeing Vertol propôs a montagem de um do YUH-61A ou Modelo 347 de quatro lâminas. No final, este programa não prosseguiu.

Em outubro de 1973 o S-72 da Sikorsky foi selecionado para o projeto vencendo a sua concorrente, Helicóptero Bell.

Em janeiro de 1974, Sikorsky assinou o contrato com o Exercito / NASA para a construção de duas aeronaves.

Estas receberam oficialmente a denominação de S-72, sendo que desde o início do projeto a intenção era de serem capaz de funcionar com motores auxiliares turbofan e asas de estilo de avião.

O contrato de produção inicial também contemplou a fabricação, necessária de um conjunto de asas com a adaptação de dois turbofans General Electric para mais tarde instalação na aeronave de dos rotores “Rotor Systems Research Aircraft” (RSRA) ainda em desenvolvimento na época.

Em 12 outubro de 1976, os primeiro RSRA fizeram seu vôo inaugural como um helicóptero e o um segundo protótipo construído desde o início como um composto com asas e turbofans já anexadas.

Em fevereiro de 1977 os S-72 completaram a primeira fase de testes experimentais.

https://youtu.be/jLhZN7fTwQQ

A fuselagem era inteiramente nova em comparação com os outros modelos de Sikorsky.  Tinha, superfícies de cauda tradicionais de um avião de asas varridas, com um rotor principal e um de cauda ambos com cinco lâminas. Vários tipos de lâminas, rígidas, articuladas e sistemas de transmissão foram testados.

Em um dos protótipos S-72,  a pequena asa varrida foi equipada com dois General Electric TF-34 turbofans, em duas nacelas, aumentando a sua velocidade a cerca de 450 km/h. 

Em abril de 1978, fez a sua ascensão inicial.

Na concepção do S-72 , os engenheiros da Sikorsky empregaram um novo altamente e resistente material de ligas de fibra de vidro na fuselagem e no sistema de rotores que já tinham o seu uso comprovado nos modelos S-61 / H3 Sea King. 

A cauda em forma de T acentuadamente-varrida da nova aeronave suportava um leme convencional, um rotor anti-torque de cinco lâminas, um leme horizontal com elevador e uma barbatana ventral incorporando uma roda de cauda não-retráctil.

Na configuração composta do S-72 ele foi equipado com um conjunto de asas baixa de incidência variável, cada uma das quais incorporando ailerons e abas convencionais. O RSRA quando equipado com turbofans, estes eram instalados um de cada lado da fuselagem logo atrás do cockpit. 

Tanto o encaixe das asas fixas, superfícies de cauda, como os dos motores auxiliares permitiam estes fossem desmontados para possibilitar ensaios de outros sistemas de rotor que não teriam como suportar este peso adicional. 

Sendo o único entre os helicópteros de seu tempo, ele foi equipado com um sistema de extração da tripulação em caso de emergência. Este sistema, quando ativado, ejetava com explosivos as pás do rotor principal e os painéis do telhado da aeronave, possibilitando em seguida, os tripulantes serem extraídos utilizando-se acentos ejetáveis e ainda se as condições permitissem, sem os rotores, poderia voar de volta para a base como um avião convencional.

Em 11 de fevereiro de 1979 o primeiro dos dois protótipos foi entregue pela Sikorsky a NASA.

Até o final de 1980, os teste dos dois RSRA foram realizados em conjunto pelo exército pela NASA, quando então a Agência assumiu o controle total de ambas as máquinas.

✈X-Wing (Asas em forma de X).

No ano de 1981, a Sikorsky recebeu uma solicitação para modificar um dos protótipos S-72 para a pesquisa do sistema X-Wing.

Era um conceito de rotor com controle de circulação X-Wing, que  foi desenvolvido e financiado em meados dos anos 1970 por David W. Taylor no Centro de pesquisas e Desenvolvimentos – DARPA.

O sistema basicamente consistia de um rotor destinado a elevar verticalmente a aeronave como um helicóptero, interrompendo o seu giro durante o voo para agir como asas fixas em forma de “X” proporcionando a sustentação adicional durante o voo horizontal, como complemento das asas convencionais. Em vez de controlar a elevação alterando o ângulo de ataque das pás dos rotores como os helicópteros convencionais fazem, o sistema utilizava ar comprimido produzido a partir dos motores e canalizados até as suas pás gerando uma superfície de asa virtual. 

Válvulas computadorizadas asseguravam que o ar comprimido fossem dirigidos a para a borda correta do rotor à medida que o rotor girava. 

Durante um vôo de cruzeiro as suas lâminas que giravam para fornecer sustentação seriam paradas, posicionando-se, enquanto que a potência do motor era deslocada do sistema do rotor para dar um impulso horizontal de jato puro.

No início de 1984, a Sikorsky foi premiada com um contrato da NASA/Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) para converter um do S-72s em um teste de demonstração para o sistema experimental X-Wing.

Em 1986 a fuselagem modificada e adaptada ficou pronta.

Em 2 de dezembro de 1987, o primeiro vôo ocorreu, mas depois de três vôos todo o financiamento foi suspenso e o S-72X1 foi colocado no armazenamento em Edwards AFB.

Características principais:

Tripulação: 2 ou 3

Motor: 2 x General Eletric T-58 turboshaft de 1045kW e 2x Genetal Eletric TF-34-GE-400A turbogans, 4180 kg de impulso cada

Diâmetro do rotor principal: 18,90 m

Envergadura: 13,74 m

Comprimento da fuselagem: 21,50 m

Altura: 4,42 m

Tara: 9.480 kg

Peso máximo na decolagem: 11.815 kg

Velocidade máxima: 581 km/h

Velocidade de cruzeiro: 370 km/h

Teto de serviço: 3.050 m

http://www.sikorskyarchives.com/X-WING.php

https://en.wikipedia.org/wiki/Sikorsky_S-72

Veja mais neste mesmo blog em: 
https://aerosngcanela.blogspot.com.br/2015/11/veiculo-combina-funcoes-de-aviao-e.html

Post (330) - Outubro de 2017

Veículo combina funções de avião e helicóptero

Os avanços na aviação permitiu que uma tecnologia do passado estivesse de volta para as pranchetas dos projetistas aeronáuticos - o helicóptero composto.  

A corrida já está acirrada para desenvolver helicópteros mais rápidos e mais manobráveis para uso militar e civil, com X2 da Sikorsky e X3 da Eurocopter .

Mas a Sikorsky e a Eurocopter estão longe de serem os únicos que estão concentrando-se nesta tecnologia.

Aprovado em 2008, O CSAR DiscRotor, uma colaboração entre a Boeing e a DARPA (Agência de Pesquisa de Projetos Avançados de Defesa), levou dois anos para ficar pronto, trata-se de um heliplane - mistura de helicóptero e avião – com asas retráteis.

O DiscRotor combina a habilidade de pairar e o controle de aterrissagem de um helicóptero com a velocidade e capacidade de voar alto de um avião, algo que pode ser útil em situações especiais. 

O benefício deste sistema seria a prestação de mobilidade e capacidade de resposta para a transporte e carga de inserção, satisfazer um interesse militar em curso para uma maior velocidade VTOL.

As lâminas tradicionais do rotor de um helicóptero tradicional, tornam-se um tormento no que se refere aos problemas de arrasto quando este se aproxima de velocidades subsônicas. A fim de reduzir o arrasto as hélices do rotor deste novo projeto se retraem em um disco plano montado sobre a fuselagem, podendo ser usado como uma asa adicional quando a aeronave está voando em elevada altura e velocidade. Ao transferir a propulsão para seus turbo motores montados na asa fixa, o DiscRotor pode efetivamente manobrar como um avião tradicional.

https://youtu.be/pg6LuwyNIxk

O conceitual DiscRotor da Boeing tem uma autonomia de até 750 km a uma velocidade de 740 km/h. A aeronave que atualmente se encontra em fase de testes, será capaz de transportar uma carga superior a 1100 kg e de manobrar em até 4g.

Fontes: http://www.hightech-edge.com/boeing-discrotor-helicopter/9747/

http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,EMI182881-17770,00-VEICULO+DA+BOEING+COMBINA+FUNCOES+DE+AVIAO+E+HELICOPTERO.html

Post (162) - Novembro 2015

O Gyróptere de Papin-Rouilly

O projeto e a construção do Gyróptere  de Alphonse Papin e Didier Rouilly ocorreu no período de 1911 a 1914 na França.

Seu projeto baseou-se na semente sicómoro, onde uma única lâmina estende-se desde a semente fazendo esta girar retardando sua queda decente ao cair. O seu princípio de funcionamento é possível - nunca chegou a voar, embora mal sucedido, foi o primeiro helicóptero a jacto de ar projetado.

Papin e Rouilly obtiveram as patentes francesas 440.593 e 440.594 pela sua invenção e mais tarde a patente US 1133660 em 1915.

O protótipo foi construito em madeira moldada aglomerada, com design constituído de curvas compostas e uma varredura suave de sua única lâmina, longa em forma de aerofólio. A lâmina coberta de tecido era oca com aproximadamente 5,9 m de comprimento e 1,33 de largura, perfazendo uma área de 12 m².O piloto ocupava uma nacela entre a lâmina e o motor.

 A parte inferior da nacelle incluía uma estrutura para suportar a máquina enquanto ela estava no solo ou atuava como um flutuador quando na água.

Um motor Le Rhone de nove cilindros, rotativo, de 80 hp era montado de forma a contrabalançar o conjunto. O motor girando a 1.200 rpm, através de um sistema de polias acionava um fã que produzia pouco mais 7 metros cúbicos de ar por segundo. 

O ar, juntamente com os gases quentes do escape do motor, era canalizado ao longo do comprimento da lâmina e liberado na ponta da lâmina através de um bocal sobre o bordo de fuga. Este jato de ar impulsionava a lâmina rotativamente, com um ângulo de ataque positivo. 

O piloto ficava em uma bequilha posicionada no eixo de rotação da máquina, e montada em rolamentos de esferas. A máquina inteira pesava 500 kg, 100 kg a mais do que o originalmente planejado.

Esta imagem oferece uma boa visão do Gyróptere. A lâmina sem o seu revestimento, o flutuador e tubo de controle direcional pode ser claramente visto na nacela central, e o motor Le Rhone na sua caixa do ventilador está à direita.

O piloto controlava o Gyróptere através da utilização de dois pedais: um para a abertura da admissão do ar para a lâmina; e o segundo pedal liberando o ar para dentro de um tubo em forma de L que servia como um leme para o controle direcional. Outro tubo em forma de L dirigido pelo piloto, fornecida impulso para frente, e estabilizava o tambor central impedindo-o de girar com a lâmina. Um interruptor na nacelle funcionava como embreagem, permitindo ao piloto engatar ou desengatar do motor.

Esta vista realça o bico de jacto de ar sobre o bordo de fuga da lâmina, o que pode ser visto no lado esquerdo.

Os primeiros testes foram realizados em 31 de Março de 1915, atrasados pelo início da Primeira Guerra Mundial. Durante os testes em Lake Cercey, perto de Pouilly-en-Auxois na França, a aeronave alcançou uma velocidade do rotor de apenas 47 rpm, bem abaixo dos 60 rpm calculados e necessários para a decolagem. 

A máquina ficou totalmente fora de equilíbrio, e a lâmina por várias vezes

Página 24 da Popular Science - Set.1922
Clique sobre a imagem para tela cheia

entrou em contato com a água, danificando-se. Devido à dificuldade de equilibrar a embarcação e o motor rotativo usado não ser poderoso o suficiente, o avião tornou-se instável e o piloto teve de abandoná-lo, após o que afundou.

Uma comissão militar observando o teste determinou que uma máquina desse tipo não pudesse ajudar o esforço de guerra e interrompeu uma avaliação mais aprofundada. O Gyróptere permaneceu em Lake Cercey até que foi vendido para a sucata em 1919.

E se estão curiosos por ver um e Gyróptere em funcionamento aqui está um, embora em escala reduzida, o que em nada minimiza o fato de nos deixar espantados por conseguir voar - e poder ser controlado remotamente, veja o vídeo.

https://youtu.be/u23Hqq8QbeE

Fonte:  //books.google.com.br/books...  Popular Science - September 1922

Post (155) - Outubro de 2015

Bell 47 - O brinquedo que cresceu

O avô dos drones !

"Parecia um brinquedo, uma pequena engenhoca semelhante um moinho de vento, com uma parte rotativa girando em um plano horizontal. Quando um interruptor foi ligado, um motor elétrico colocou as pequenas hélices em movimento, gerando rapidamente um redemoinho de vento. A máquina decolou, desajeitada, oscilando em voo.

É verdade, que o voo era um pouco bamba, mas foi um dos primeiros passos de um longo período de experimentação, tentativas, erros e desapontamentos que finalmente trouxeram ao inventor a satisfação de ver seu filho recém nascido, um pequeno e simplificado helicóptero em escala. O inventor deste "moinho de vento", controlado, foi Arthur Middleton Young, da Philadelphia, que começou a trabalhar no aperfeiçoamento do helicóptero, logo após a sua graduação em Princeton em 1927. 

Ele equalizou o problema através da realização de seus próprios experimentos em mecânica em sua loja, junto com seus estudos teóricos. A partir de modelos mais antigos, o inventor foi para um maior, alimentado com um motor elétrico de maior potência. Após este modelo ter demonstrado a sua capacidade de voar, ele fez outros experimentos com outros modelos e outras potências de motor que indicaram que a instabilidade era uma característica inerente dos helicópteros convencionais de sua época e se propôs a a corrigi-los." ( MP Dezembro de 1944 - em uma tradução livre)

Bem este foi o início do helicóptero como se conhece hoje em dia...

As experiências particulares do jovem como design de helicópteros baseavam-se em pequenos modelos. Depois de 12 anos de experimentos, em 1941, ele levou seus resultados e os seus modelos para a empresa de aviões Bell em Búfalo, Nova Iorque, sendo que então esta concordou em construir protótipos em escala real. Enquanto a guerra estava iminente para os EUA no final de 1941 foi emitida a patente do rotor estabilizador, também conhecido como flybar.

Em junho de 1942, agora em Gardenville, uma aldeia na fronteira ao norte de West Seneca em Nova Iorque, ele e sua equipe continuaram trabalhando em relativo segredo e em julho de 1943 ocorreu o primeiro voo de teste do protótipo Modelo 30.  Em 8 de março de 1946 a empresa recebeu o certificado para o primeiro helicóptero comercial do mundo, o modelo Bell 47. Este foi tão bem sucedido que continuou a ser fabricado até 1974 com pequenas modificações. 

Post (101) - Julho de 2015