Conhecendo o A-4KU Skyhawk II

 

CC Fernando Moraes Ribeiro

Este artigo foi publicado na revista da Aviação Naval ano 28 número 57, de 1998. Ele mostra as características técnicas que levaram a Marinha do Brasil a optar pelo jato A-4 Skyhawk no seu retorno às operações de aeronaves de asa-fixa.

As aeronaves adquiridas pela Marinha do Brasil em 1997 junto à Força Aérea do Kuwait são dos modelos A-4KU (monoplace, 20 unidades) e TA-4KU (biplace, 3unidades) Skyhawk II. O sufixo KU deve-se a terem sido produzidos pela McDonnell Douglas especialmente para o Kuwait, sendo essa uma das séries de produção mais recentes desse modelo.

Foram desativados em julho de 1991, devido a uma cláusula contratual para a aquisição de aeronaves F/A-18C e F/A-18D Hornet pelo Kuwait, passando pela  adequada preservação desde então.

O A-4KU oferece  notáveis  combinações  de raio de ação, capacidade de carga e autonomia. Provê velocidade, manobrabilidade e os sistema de aviônica  necessários à sua sobrevivência nos diferentes cenários da guerra moderna, capacidade esta já demonstrada em combate real.

Pode operar tanto a partir  de navios-aeródromos como a partir de bases avançadas com pistas de 1.300 metros. Mesmo em operações de combate, com apoio e instalações limitadas para sua manutenção, os Skyhawks demonstraram elevadas taxas de disponibilidade e emprego.

Oitos modificações no modelo inicial foram feitas durante seu ciclo operativo, durante as quais melhorias na propulsão, pacote de aviônica e armamento foram incorporadas. Ao mesmo tempo, características do projeto original que provaram seu  valor em combate, tais como a sólida estrutura, foram mantidas. Dessa forma, foi possível manter a capacidade de emprego do Skyhawk em combate, apesar da grande evolução dos sistemas de defesa antiaérea. Situações de combate real tem sido o campo provas e a principal influência no projeto do Skyhawk II.

A manutenção do Skyhawk exige o menor número de mecânicos de voo por aeronaves, dentre  todas as aeronaves táticas das Forças Armadas americanas. O projeto simplificado dos subsistemas e a facilidade de acesso a todos os componentes, reduz sobremaneira o tempo médio de reparos. Tempos de rotação  de quinze minutos para rearmar e reabastecer para nova surtida são normais em condições de combate. Sob condições ideais tempos de rotação da ordem de seis minutos foram alcançadas.

O projeto do Skyhawk foi concebido em função do piloto. Seu comportamento em voo é rapidamente assimilado e seus sistemas são de simples operação. Por causa disso menos horas são necessárias para ser atingido um nível  satisfatório de proficiência de voo, podendo ser alocadas mais horas de treinamentos táticos para missões. Dessa forma, os pilotos podem atingir e manter sua eficácia em combate com um relativamente pequeno número de horas de voo.

Dados do Projeto

	A-4KU	TA-4KU
Envergadura	8.38m	8.38m
Comprimento	12.59m	13.29m
Altura	4.75m	4.75m
Peso básico operacional*	12.757lb	13.507lb
Peso Maximo de decolagem	25.500lb	25.500lb
Propulsão	Pratt & Whitney J52-P408	Pratt & Whitney J52-P408
Empuxo Máximo (30 Min)	11.200lb	11.200lb
Empuxo máximo contínuo	9.900lb	9.900lb
O peso básico operacional considera uma configuração típica de combate, incluindo tripulação, sistemas de controle do armamento, dois canhões de 20mm , 400 cartuchos de munição, blindagem e 5 pylons.

A alta capacidade do Skyhawk de manter voo controlado após danos em combate deve-se às seguintes características:

• Duplos controles hidráulicos de voo com “backup” manual
• Asas com revestimento triplo
• Furos limitadores de rachaduras na estrutura
• Ausência de painéis usinados na fuselagem
• Compartimentos  separados para motores e tanques de combustível
• Aspirações da turbina de tamanho reduzido
• Abastecimento de emergência  por gravidade
• Sistemas redundantes de transferência de combustível
• Arriamento de emergência  do trem  de pouso em queda livre
• Gerador de emergência acionado pelo fluxo de ar

A probabilidade de ser atingido por fogo inimigo é inversamente proporcional à agilidade e tamanho aeronave. Desde suas primeiras séries o Skywawk vem demonstrando uma impressionante capacidade de sobrevivência em combate.

Os Skyhawk II receberam significativas melhorias em relação às series anteriores: aumento de 35% na razão de subida e 40% na capacidade de carga para voos táticos.
Após sobreviver aos danos em combate, é fundamental reparar a aeronave e devolvê-lo à cena de ação.

Neste cenário, o Skyhawk é imbatível. Uma grande percentagem da sua estrutura é composta por chapas padronizadas e perfis extrudados, com poucos componentes forjados ou usinados. Em consequência disso, a maior parte dos reparos na estrutura pode ser efetuada com as ferramentas, materiais e pessoal qualificados disponíveis no esquadrão (1º escalão).

Visando facilitar essa tarefa, o fabricante elaborou o “Manual para Reparo de Danos de Combate”que explica em debate os reparos em toda a estrutura. Essa providência muito auxiliou esquadrões a restituírem à condição operativa aeronaves danificadas em combate.

Desempenho em  voo

O Skyhawk é conhecimento por sua facilidade de manobra e reconhecidas qualidades de voo, que são particularmente úteis nas missões de ataque ao solo. Essas características resultam do seu projeto básico e das modificações incorporadas ao longo do seu tempo de serviço.

Sua facilidade de manobra tem contribuído para um excelente desempenho quanto à segurança de voo e permitido que um tempo mínimo de voo seja necessário para que o piloto atinja todas as qualificações no modelo.

Em combate comandos bruscos podem ser ser executados sem que haja o perigo de perda de controle de voo ou dano estrutural. Essa característica permite o aproveitamento integral da capacidade da aeronave.

A baixa relação peso x potência do Skyhawk, combinada com baixo fator de carga de suas asas, garante sua excelente manobrabilidade. Suas capacidades de curvar e manobrar são aumentadas por sua excelente resposta à rolagem. Sua razão de rolagem é de 100° por segundo em baixa velocidades e sobe para 300° por segundo em velocidades moderadas. A velocidade supersônicas ou limite de mergulho a razão de rolagem é de 100° por segundo, visando assegurar o controle da aeronave sob essas condições.

A indicação de estol consiste em vibrações aerodinâmicas que ocorrem a uma velocidade 15% acima da de estol, aumentando de intensidade conforme a proximidade do estol. A atitude da aeronave em estol é de suave nariz baixo e oscilação direcional lateral, aumentando gradativamente de amplitude se o estol for mantido. Uma atuação nos comandos de voo para vante interrompe prontamente o estol.

O Skyhawk entra em parafuso somente quando deliberadamente forçado a fazê-lo. Quando isto acontecer, a recuperação é simples e convencional: basta aplicar o leme direcional contra a direção do giro e neutralizar os comandos de voo.
O controle da aeronave  na fase de pouso é excelente. Freios aerodinâmicos nas asas, acionados automaticamente após o toque no convoo, permitem pousos operacionais seguros com ventos cruzados de mais de 25kt.

O modelo A-4KU foi projetado com a comprovada adaptação à operação embarcada das séries anteriores.  O trem de pouso permite as altas razões de descida tipicamente exigidas para pouso a bordo. O peso máximo da aeronave para pouso é de 14.500lb. Isso permite 2.500lb de “bring back” (a combinação de combustível e armamento não utilizado que retorna ao navio). A velocidade padrão de aproximação é de 126kt para um peso de 14.000lb. Esta razão varia em 2.5kt para cada 500lb de peso por ocasião do pouso.

Controles de voo

Os controles primários de voo são os ailerons, lemes profundores, atuados hidraulicamente. Cada controle recebe duas alimentações hidráulicas independentes, bastando uma alimentação para permitir seu funcionamento dentro do limite de certas velocidades.

Se ambos os sistemas falharem, os atuadores hidráulicos podem ser desconectados e operados manualmente. No modo de controle manual, a velocidade estaria limitada a 300kt  ou 0.8 Mach, devido aos altos esforços sobre os controles. Já houve casos de pouso a bordo em modo manual.

AFCS

O Sistema automático de controle de voo(AFCS) libera o piloto dos comandos de rotina em voos de longa duração.
O AFCS controla os ailerons, lemes e profundores para a execução das seguintes funções:

• Manutenção da altitude
• Manutenção de altitude
• Manutenção de rumo
• Pré-seleção  de rumo
• Controle pelo manche (Permite voar com o AFCS aplicando comandos com o manche)
• Aumento de estabilidade (provê amortecimento no eixo de “Yaw”)

Sistema Hidráulico

Dois sistemas hidráulicos independentes  fornecem a potência hidráulica necessária à operação do Skyhawk. São eles o sistema de controle de voo e o utilitário. Cada sistema tem o seu próprio reservatório e bomba (acionada pelo motor), operando a uma pressão de 204 atmosferas.

As canalizações também são independentes, visando a mínima vulnerabilidade. O sistema utilitário aciona o trem de pouso pouso, flaps, freios, aerodinâmicos, freios das rodas, gancho e subsistemas de alijamento de combustível. Luzes de alarme indicam a queda de pressão em qualquer dos sistemas.

Trem de Pouso

O sistema hidráulico utilitário retrai o trem de pouso durante a operação normal. O trem retrai para cima e para vante e é mantido em posição hidraulicamente. Em caso de falha  do sistema utilitário, fica apoiado sobre as portas as quais podem ser abertas mecanicamente, permitindo ao trem  ser armado e travado por ação da gravidade. Um paraquedas de 16ft de diâmetro pode ser utilizado para reduzir significativamente a distancia de rolagem no solo aumentando a vida dos freios das rodas e pneus.

Sistema Elétrico

A alimentação principal do sistema é um gerador 20 KVA acionado pelo motor da aeronave. A corrente contínua é retificada em um transformador-retificador de 50A 28V DC. A aeronave não possui bateria. A máxima carga elétrica continua é de 8KVA permitindo picos de cerca de 60% acima deste valor. A alimentação de emergência é fornecida por um gerador extensível, de 1,7KVA, acionado pelo fluxo de ar, o que provê a energia suficiente para a alimentação dos instrumentos de voo.

Motor

O motor do Skyhawk II é um turbojato Pratt & Whitney de fluxo axial com duas seções, que pode ser ajustado para diferentes características de combustível. A aeronave utiliza um acumulador hidráulico para acionar o motor de partida de turbina de gás, a qual movimenta o motor, provendo assim a alimentação elétrica para a ignição.

Os motores Pratt & Whitney da série J52 foram utilizados em todas as séries do Skyhawks desde o A-4E em 1962. Modificações técnicas incorporadas ao longo dos anos permitiram um aumento de potência que viabilizou a modernização dos sistemas de armas e aumento do desempenho.

O Skyhawk II usa a versão mais recente deste motor, a J52-P-408, com um empuxo de 11.200lb. Esse motor também admite o kit de modificações J52-P408A, que o torna intercambiável com o da aeronave EA-6B Prowler.

Sistema de Combustível

O sistema de combustível dos motores do A-4 e TA-4 é composto apenas por um tanque da fuselagem (394L) e o tanque das asas (2.120L). Em consequência,os subsistemas de abastecimento e transferência são simples e confiáveis.

O tanque da fuselagem é isolado de forma que um vazamento de combustível proveniente de danos em combate não invada o compartimento do motor, possuindo também um sistema de válvulas que assegura o suprimento de combustível do motor em todas as situações , inclusive até 30s de voo invertido.

Cada asa pode receber um tanque externo de 568 ou 1.136L, bem como a seção central da fuselagem, que pode ainda receber um tanque externo de 1.514L. Todos os tanques, internos e externos, podem ser abastecidos por pressão através de um único bucal de enchimento, ou individualmente, por gravidade. Para o reabastecimento “a quente” (com o motor acionado), pode ser utilizado o “probe” de reabastecimento em voo.

Armamento

As aeronaves são armadas com dois canhões de 20mm, com 200 cartuchos por canhão, e uma variedade de armas ar-superficie e ar-ar, que pode ser transportada nos racks das asas ou no rack central. Esses racks podem acomodar bombas, foguetes, mísseis e tanques de combustível, ou ainda os racks de tripla ejeção ou multi-ejeção.

A aeronave pode ser armada com 4 mísseis ar-ar  Sidewinder. A segurança do sistema de bombardeiro durante as fases de carregamento e pré-voo é assegurada mediante a inserção de pinos de segurança que interrompem os circuitos de fogo e travam mecanicamente os ejetores do armamento.

Serviço de manutenção e apoio

Os serviços  realizados durante o tempo de rotação para operações em combate requerem uma equipe de seis militares. O tempo normal para reabastecer, configurar e municiar o armamento, suprir o oxigênio e inspecionar a aeronave é de 15 minutos. As principais portas de inspeção são do tipo de abertura rápida, visando agilizar acesso.

A possibilidade de reabastecimento “a quente” pelo “probe” de reabastecimento em voo ajuda a reduzir esse tempo de rotação. A munição para os canhões de 20mm é carregada através do acesso ao compartimento do motor, na seção inferior da fuselagem. O suprimento de oxigênio é realizado simplesmente trocando-se as ampolas.

Os dutos de admissão de ar do motor são curtos e possuem largura suficiente para facilitar a inspeção. É baixa a ocorrência de danos por objetos estranhos(DOE), devido à altura onde estão situados. Sua localização também permite que a maior parte dos serviços e o rearmamento sejam executados com o motor acionado.

Acessibilidade e os procedimentos simplificados de manutenção, somados à simplicidade dos subsistemas do Skyhawk resultam nos mais baixos requisitos de pessoal de manutenção dentre todos os esquadrões de aeronaves à reação das Forças Armadas americanas.

Manutenção programada

O Skyhawk foi projetado considerando-se três níveis de manutenção: organizacional, intermediária e de parque. No nível organizacional são executados a maior parte dos reparos, serviços e inspeções. No nível intermediário são executados inspeções, testes e reparos de componentes de aviônica, atuadores e equipamentos de segurança. A manutenção ao nível de parque foi inicialmente projetada para um intervalo de 39 meses durante o ciclo operativo da aeronave.

Os A-4KU e TA-4KU ainda não passaram por uma manutenção ao nível de parque. Em vez disso, a Força Aérea do Kuwait aproveitou o programa Aircraft Service Period Adjustment (ASPA) da US Navy. O programa ASPA prevê uma minuciosa inspeção estrutural a cada 600 horas de voo.

Se forem encontrados discrepâncias nessa inspeção, é decidido se a aeronave será enviada ao parque de manutenção, reparada usando uma equipe de manutenção do parque destacada ou capacidade de manutenção local, ou mesmo se o reparo será postergado. Após a inspeção ASPA da Força Aérea do Kuwait as aeronaves ficaram com 2.400 horas de voo para a próxima inspeção e todas as discrepâncias encontradas foram reparadas no Kuwait.

Conclusão

O A-4KU Skyhawk II, modelo mais recente de toda a série de Skyhawks, é o resultado de um projeto simples e cuidadoso. Suas características evoluíram a partir de uma herança de mais de 11.000.000 de horas de voo, sendo 500.000 em combate. O Skyhawk se firmou como uma aeronave de alto desempenho tático e comprovada  sobrevivência em combate, com o menor custo. As versões A-4KU e TA-4KU Skyhawk II tem como principais  características:

• Construção simples e resistente
• O melhor histórico de sobrevivência em combate
• Capacidade de cumprir múltiplas missões
• Sistema de aviônica totalmente integrado
• Modelos monoplace e biplace igualmente equipados e com desempenho semelhante

As aeronaves A-4KU e TAKU adquiridas pela MB são o que há de melhor na série Skyhawk II. Devido às poucas horas voadas (1.700 em média por aeronave) e ao abrangente pacote de sobressalentes, essas aeronaves representam uma  solução efetiva e de baixo custo para fortalecer o braço aéreo da Marinha do Brasil às vésperas do Século XXI.