“O avião não será nada até que consigam uma máquina que funcione como um beija-flor: vá direto para cima, vá para a frente, vá para trás, venha direto para baixo e pouse como um beija-flor. Não é fácil; mas alguém vai fazer isso“, disse Thomas Edison, o grande inventor. Mas muitos anos se passaram antes que alguém cumprisse sua profecia.
Enquanto isso, aeronaves convencionais de asa fixa provaram-se admiravelmente, levantando toneladas de pessoal e equipamentos do abraço da gravidade, voando ao redor do globo sem parar ou viajando mais rápido do que a velocidade do som.
Os helicópteros, por outro lado, podem fazer três coisas que os aviões convencionais não podem: decolar verticalmente, pousar verticalmente e pairar. No entanto, a mesma máquina não pode dar a velocidade e as altitudes que um avião alcança. Portanto, historicamente tem havido uma grande lacuna entre aeronaves de asa fixa e helicópteros, tanto no mundo aeronáutico civil quanto militar. A necessidade de uma aeronave que pudesse não apenas decolar verticalmente de qualquer ponto grande o suficiente para permitir espaço adequado para a própria máquina, mas também atingir velocidades rápidas o suficiente para torná-la viável no mundo de asa fixa tornou-se aparente para planejadores militares logo após a Segunda Guerra Mundial com o advento do motor a jato.
O motor turbojato levou o conhecimento aeronáutico conhecido ao limite. Pela primeira vez desde que Santos Dumont* voou no 14Bis na França, os aviões haviam chegado ao ponto em que exigiam grandes extensões de pista de superfície lisa e dura para decolar e pousar. E para a aviação naval, catapultas eram necessárias, além da velocidade de avanço dos porta-aviões, para fornecer velocidade suficiente para o lançamento de aeronaves. A distância entre helicópteros e aviões aumentou significativamente.
Para preencher essa lacuna, os engenheiros atacaram o problema de combinar as vantagens do helicóptero com as do avião: capacidade de decolagem e pouso vertical mais velocidade. Para isso, uma aeronave completamente nova era necessária – uma máquina que utilizasse asas em vez de pás de rotor e fosse movida tanto por empuxo vertical quanto traseiro.
Com esses requisitos em mente, a Rolls Royce em 1953 criou uma máquina chamada de equipamento de medição de empuxo para testar os princípios do voo vertical utilizando o empuxo fornecido por motores turbojato. Era uma engenhoca estranha, equipada com dois turbojatos Rolls Royce, montados horizontalmente, com seus jatos vetorados verticalmente para baixo para fornecer o impulso necessário para erguer o dispositivo. Assemelhando-se a uma construção em caixa de tubos de aço soldado, a máquina, embora não tivesse asas e não pudesse atingir as velocidades de um avião, fornecia muitas informações sobre as capacidades do motor a reação. O experimento de empuxo a jato vetorizado foi bem-sucedido e a máquina, apelidada de Flying Bedstead, realizou mais de 500 voos pairado para provar a viabilidade de voar apenas por empuxo.
Então, em 1957, a equipe de projetos da francesa SNECMA pilotou com sucesso uma raridade movida a um motor a jato Attouste que lembrava um foguete das revistas de Ficção Científica. Com o motor montado verticalmente na seção principal da fuselagem, sobre quatro suportes de tubos em forma de barbatana, esta máquina incomum subiu verticalmente e pairou a alturas perigosas com sucesso em várias ocasiões.
Nos EUA, o Doke VZ 40A, um projeto mais convencional que se assemelhava a um avião com uma hélice encapsulada montada em cada ponta de asa, pairava sem esforço e conseguia voar para a frente com uma aparente controlabilidade. No entanto, por causa da falta de financiamento, desapareceu na obscuridade da história.
Enquanto isso, a Chrysler Corporation, com seu grande número de contatos com o governo e enorme capacidade de financiar a experimentação, desenvolveu o Flying Jeep. Esta máquina futurística consistia em dois ventiladores blindados conectados por uma estrutura curta na qual o piloto/motorista era acomodado. O impulso dos ventiladores podia ser direcionado por um sistema de palhetas controláveis. Ele pairou e se moveu muito bem, mas o Exército dos Estados Unidos, embora impressionado, não adquiriu o veículo.
Outras máquinas se seguiram. O alemão Dornier Do-31, outro avião semelhante que utilizava motores de elevação e empuxo vetorial, e o Ryan X-13 Vertijet, ensinaram lições valiosas aos engenheiros. Durante o mesmo período, a Bell Aircraft conduziu seu próprio teste com seu Model 65. Essa máquina inovadora parecia um avião de asa alta com dois motores a jato montados cada um num lado da fuselagem. Para fornecer impulso vertical, os dois motores pivotavam para baixo. Então, em 1956, a Bell construiu o X-14. Este projeto lembrava um avião convencional, mas tinha dois motores Armstrong Siddeley Viper lado a lado no nariz. Também diferia no fato de que os motores eram fixos no lugar e o empuxo era direcionado para baixo por meio de um sistema de palhetas em cascata sob o centro de gravidade da aeronave.
Como esses desenvolvimentos estavam ocorrendo nos Estados Unidos, os britânicos também estavam empenhados em realizar experimentos de empuxo vetorial. A Short Brothers e a Harland Company, em parceria com a Rolls Royce, construíram o SC-1, um avião atarracado em forma de abelha movido por cinco motores a jato Rolls Royce RB 108. Quatro foram montados verticalmente em um compartimento no centro da fuselagem para fornecer sustentação, com o quinto na cauda para fornecer impulso horizontal. Para controlar a rotação e a inclinação da aeronave no voo pairado quando havia fluxo de ar inadequado sobre as superfícies de controle aerodinâmico normal, os motores de elevação podiam ser parcialmente girados enquanto o ar de alta pressão era direcionado para válvulas de controle de reação que controlavam os bicos ejetores de ar no nariz, cauda e pontas das asas. Em 1960, o SC-1 demonstrou a capacidade de pairar, mudar para voo horizontal e retornar para o voo pairado – tudo sob o poder de empuxo vetorial. O conceito de bicos ejetores posicionados nas extremidades, ou sopradores, para controlar a rotação e inclinação se tornaria o padrão para futuros desenvolvimentos V/STOL (Vertical/Short Take-Off and Landing – decolagem e pouso vertical e curta).
Os engenheiros franceses da Dassault, seguindo a ideia de motores separados para a sustentação e o voo para a frente, construíram uma máquina de teste única, conhecida como Balzac. Baseada no Mirage III com sua asa delta, o avião parecia promissor para os franceses quando, em 1965, conseguiu pairar e voar para a frente. No entanto, o Balzac mostrou-se muito inseguro, resultando em dois acidentes. O projeto acabou cancelado.
O escritório de projetos soviético Yakovlev estava atendo aos desenvolvimentos de norte-americanos e europeus ocidentais. Observando os esforços bem-sucedidos que combinavam motores de elevação e impulso, os engenheiros soviéticos mantiveram essa linha de pensamento no desenvolvimento do Yak-38 Forger. Esta máquina, propulsada por nada menos que três motores – dois para fornecer empuxo de elevação e um para voo adiante – provou ser bem-sucedida e entrou em serviço operacional com a Marinha Soviética. Visto pela primeira vez pelo Ocidente em 1976 no convés de voo do Kiev quando entrou no Mediterrâneo, o Yak-38 tem a distinção de ser um dos dois únicos caças V/STOL a entrar em serviço operacional militar após três décadas de intenso desenvolvimento. O outro é o Hawker-Siddeley (British Aerospace) Harrier.
Rompendo com a ideia de motores separados para operar em dois ambientes – pairar e voar para a frente – o diretor técnico da Bristol Engine Company, Sir Stanley Hooker, adotou uma nova abordagem. Ele raciocinou que se um único motor fosse potente o suficiente, e se o empuxo fornecido por esse motor pudesse ser direcionado ou canalizado onde necessário, então apenas um motor seria suficiente, como também seria muito mais fácil projetar uma aeronave VTOL.
Seu projeto, um grande motor turbofan que poderia canalizar o ar frio do ventilador para dois bicos giratórios na frente de uma aeronave e o ar quente de exaustão nos bicos traseiros, tornou-se o Bristol Siddeley Pegasus. A fuselagem, consistia numa asa alta, enflechada e com diedro negativo por sobre os bicos ejetores montados nas laterais. O grande motor exigiu duas entradas de ar de grandes dimensões. Uma tubulação de tubos distribuía ar sangrado do motor em alta pressão para o puffers nas pontas das asas, nariz e cauda. Como a seção central da fuselagem continha o motor e os bocais de empuxo, o trem de pouso foi montado numa configuração em tandem ao longo da linha central da fuselagem na frente e atrás do motor. As asas eram sustentadas por duas pequenas rodas estabilizadoras retráteis montadas na ponta da asa.
No dia 21 de outubro de 1960, o piloto de testes-chefe da Hawker, Bill Bedford, sentou-se no cockpit do protótipo e deu partida no motor. Com as câmeras se afastando, a aeronave de aparência estranha – frouxamente amarrada ao solo por cabos – subiu ligeiramente, saltou levemente algumas vezes e então pairou momentaneamente com o nariz movendo-se para a direita e para a esquerda enquanto Bedford testava os controles. Ninguém jamais havia pilotado uma máquina assim antes e as entradas de controle seriam diferentes das de qualquer outra aeronave. Bedford teve que aprender na cabine. Alguns segundos depois, a máquina quicou no chão, concluindo seu primeiro voo.
Com um motor ainda mais potente, o segundo protótipo – denominado XP-836 – entrou no programa de testes, realizando a transição do voo pairado para o voo horizontal e vice-versa. O avião agora tinha provado a viabilidade do monomotor com empuxo vetorado. Era hora de explorar o envelope de voo.
Em 1962, a aeronave foi batizada de Kestrel em homenagem ao falcão europeu que pode pairar enquanto caça. Os testes continuaram e cada voo provou que esta era uma máquina que realmente poderia preencher a lacuna entre helicópteros e caças a jato. Mas a Royal Air Force (RAF) e a Royal Navy (RN) estavam menos do que entusiasmadas. Eles estavam mais interessadas em aeronaves supersônicas e não estavam tão impressionados com o Kestrel quanto outras forças da Organização do Tratado do Atlântico Norte (OTAN) que logo no início notaram as vantagens do V/STOL.
Com financiamento fornecido por um grupo da OTAN chamado Programa de Desenvolvimento de Armas Neutras – financiado principalmente por dólares dos EUA – um esquadrão tripartido de avaliação composto por oficiais dos Estados Unidos, Alemanha Ocidental e Reino Unido foi formado para testar a viabilidade operacional da nova aeronave. Nove Kestrels e 10 pilotos foram designados para o esquadrão baseado na base aérea da RAF de West Rainham em Norfolk, Inglaterra. O primeiro dia oficial de operações foi em 1.º de abril de 1965. O programa teve um início ruim quando, naquele dia, um piloto do Exército dos EUA caiu com um Kestrel novo. O avião fazia menos de um mês que havia deixado a linha de montagem. Mas nos nove meses seguintes mais de 900 surtidas foram realizadas, e o programa foi considerado um sucesso.
Apesar das realizações iniciais do Kestrel, a RAF e a Marinha Real ainda demonstraram pouco entusiasmo por ele e persistiram em seus esforços para adquirir uma aeronave supersônica. A Hawker começou a trabalhar no P.1154, um Kestrel supersônico e que inicialmente foi batizado de Harrier. Construído em outubro de 1964, o Harrier, junto com dois outros projetos de aeronaves, foi vítima de cortes no orçamento do governo e foi cancelado.
Surgindo desse cancelamento, estava uma nova aeronave que usou o conhecimento obtido nos testes do Kestrel e no design do P.1154. Mantendo o nome Harrier, este projeto surgiu da prancheta com um motor mais potente, de 8.600 kg de empuxo, entradas de ar maiores e asa e cauda aprimoradas. Ele também continha um sistema de navegação inercial único que poderia colocar um piloto precisamente para atingir um alvo em altitudes elevadas ou no topo das árvores. Este novo Harrier tornou-se o Gr.1, para ataque ao solo e reconhecimento.
Quando os primeiros Harriers se tornaram operacionais com a Marinha Real, rapidamente se tornou aparente que o Harrier exigia muito menos convés de voo do que o encontrado nos porta-aviões convencionais que operavam o Sea Vixen, o Buccaneer e o F-4 Phantom. Essas aeronaves pesadas dependiam de catapultas a vapor para atingir velocidade suficiente para se elevarem no ar, e de cabos para o pouso. O Harrier não precisava de nada disso. O Gr.1 poderia simplesmente fazer uma aproximação, desacelerar até pairar e pousar suavemente em qualquer local grande o suficiente para contê-lo.
E o momento da chegada do Harrier para o serviço com a Frota foi fortuito. A Grã-Bretanha estava enfrentando grandes problemas econômicos e as despesas tanto com novos itens de equipamento militar quanto com despesas de manutenção e operações de equipamentos já em estoque estavam sendo reduzidas drasticamente. Os grandes porta-aviões, sendo os navios mais caros para operar e manter, estavam entre os primeiros a sair. Com eles foram-se os pesados aviões de asa fixa da Marinha Real. O Harrier rapidamente se tornou o principal caça e aeronave de ataque da frota; chamou a atenção internacional com suas capacidades. Até mesmo os Fuzileiros Navais dos EUA e a Marinha espanhola adotaram o Harrier (os espanhóis renomeando-os como Matador).
Em 1975, a Marinha Real encomendou uma nova versão do Harrier que atenderia melhor às necessidades da frota. Essa nova aeronave, FRS1 (Fighter, Reconnaissance e Strike – caça, reconhecimento e ataque), foi construída com materiais e revestimentos que resistiam à corrosão. Batizado de Sea Harrier, ele não continha peças de magnésio. Seu cockpit era elevado para melhor visibilidade geral e incorporava mais espaço no painel para aviônicos. Ao contrário do Gr.1, que ainda servia com a RAF em sua missão de ataque ao solo, o Sea Harrier deveria preencher o papel de interceptador de defesa aérea para proteger a frota.
Mas os mesmos cortes de orçamento que beneficiaram a aceitação do Harrier pela Marinha interferiram em sua implantação. Tão desesperadamente quanto a Marinha lutou para manter seus porta-aviões, as facções liberais do Parlamento lutaram para eliminá-los. Embora um Harrier não exija o enorme espaço de convés de um porta-aviões convencional, ele exige, quando pesado com o combustível e o material bélico, uma área suficiente para realizar uma decolagem com uma pequena corrida, pois a decolagem vertical consome muito combustível e limita a carga para realizar uma missão normal.
Em 1971, a Marinha Real havia perdido a batalha para o Parlamento inglês. A RN perdera seus porta-aviões. Apenas o antigo HMS Hermes, inicialmente destinado a ser uma grande plataforma para helicópteros, permaneceu. Na opinião do Almirantado, este navio não seria suficiente. Planos para um “mini porta-aviões” e cruzadores de convés contínuo surgiram e desapareceram nos dois anos seguintes, mas apenas um, o HMS Invincible foi construído. E por causa de seu tamanho, apenas um punhado de Harriers poderia operar em seu convés. As coisas estavam muito sombrias para a aviação naval britânica quando um pedaço de salvação veio na forma de um artigo, escrito pelo Tenente Comandante Doug Taylor, que chamou a atenção do Almirantado. Nele, Taylor descreve as vantagens de lançar Harriers com o auxílio de uma rampa inclinada. Com esse sistema, seria possível transportar mais aeronaves a bordo, pois seria necessária menos pista para fins de lançamento.
A ideia foi testada no Royal Aircraft Establishment. Uma rampa foi construída em uma pista e um Sea Harrier foi lançando diversas vezes, comprovando a ideia. Foi descoberto durante esses testes que um Harrier carregando uma carga de 4.500 kg poderia decolar com metade da velocidade e usar menos de um terço da distância necessária. Tanto o Hermes quanto o Invincible foram equipados com a rampa, então conhecidas como Ski-jump.
A RAF, tendo uma missão diferente, permaneceu satisfeita com o Gr.1, o Gr.1A subsequente e, eventualmente, o Gr.3, o desempenho de cada versão melhorado por um motor maior do que seu antecessor. Sua capacidade de operar em pequenos trechos de estradas e campos abertos dá a Harrier a capacidade única de ficar estacionado perto da FEBA (Forward Edge of the Battle Area – frente da área de batalha). Isso permite uma reação rápida em resposta a pedidos de apoio aéreo e torna o Harrier um elemento crítico em uma batalha ar-terra. Facilmente camuflados, escondidos ou dispersos em linhas de árvores arborizadas, o Harrier pode ser implantado onde nenhum outro caça com motor a reação ou jato de ataque ao solo pode operar.
O Harrier tem dois inimigos naturais: detritos e pássaros. Detritos – pedras, paus e pequenos objetos agitados pela exaustão de jato descendente criam FOD (Foreign Object Damage – dano por objeto estranho). O Harrier, com suas entradas de ar excessivamente grandes e bicos de empuxo vetorados, é facilmente vítima de detritos ingeridos no motor se não houver cuidado ao decolar ou pousar. Além disso, para uma aeronave que freqüentemente precisa voar logo acima do nível do topo das árvores, encontrar um pássaro pode ser tão fatal quanto receber um tiro de canhão.
Durante a campanha do Atlântico Sul (Ilhas Malvinas) em 1982, um Gr.3 do Esquadrão Número 1 (RAF) colidiu com pássaros logo abaixo do para-brisas, bem em frente ao painel de instrumentos. O pássaro atravessou a fuselagem e acertou a aviônica, destruindo o sistema de navegação inercial e outros dispositivos eletrônicos. O piloto conseguiu retornar à base, e a aeronave foi reparada em campo, simplesmente desativando os sistemas cobrindo o orifício com fita tape.
A campanha das Falklands demonstrou a diferença nos requisitos de missão entre o Gr.3 da RAF e o Sea Harrier. Enquanto os Gr.3s desempenhavam um papel de ataque ao solo em apoio à força de desembarque, os FRS-1s defendiam a frota contra o ataque aéreo argentino. Nisto, eles foram superados em velocidade e poder de fogo. As forças argentinas voaram o Super Etendard francês a 1.200 km/h e o Mirage III a 1.380 km/h, além do A-4 Skyhawk a 1.039 km/h. Com exceção do A-4, os pilotos argentinos detinham a vantagem de velocidade sobre os Harriers mais lentos de 1.160 km/h.
No combate ar-ar, os pilotos de Harrier/Sea Harrier tinham apenas um truque na manga: uma manobra que só poderia ser executada com impulso vetorial. Emprestando uma técnica desenvolvida pelos Fuzileiros Navais dos EUA no AV-8B (a versão norte-americana do Harrier fabricada e modificada sob licença pela McDonnell Douglas), os pilotos britânicos do Harrier confiaram em uma manobra conhecida como viffing, ou vetorização em voo para a frente. Por causa de sua alta carga alar, o Harrier não é tão ágil em alta velocidade como os caças convencionais. Mas tem uma vantagem distinta – seus bocais móveis. Quando a aeronave inimiga se aproxima pela retaguarda em um combate ar-ar, o piloto do Harrier, no momento mais apropriado, põe sua alavanca de empuxo para a frente (empuxo vertical) e vira com força. O Harrier, com os exaustores agora apontados para baixo e longe da aeronave, quase para no ar¹.
Um fator mais decisivo que favoreceu os Harriers no combate ar-ar sobre as Falkands foi o dano feito ao Aeroporto de Stanley por um bombardeiro Avro Vulcan em 1.º de maio de 1982, impedindo que os jatos argentinos operassem a partir das ilhas². Voando a uma distância máxima do continente argentino, eles não tiveram combustível suficiente para se envolver em duelos com os Harriers por um período de tempo apreciável.
No papel de ataque ao solo, os Gr.3 do Esquadrão Número Um – o único esquadrão de Harrier da RAF que participou da guerra – demonstraram capacidades excepcionais. Carregando armamento que variava de canhões Aden de 30 mm montados em pods conformais no ventre, casulos de foguetes Matra de 68 mm e bombas ‘burras’, o esquadrão voou surtida após surtida contra as defesas terrestres.
O melhor tributo à capacidade do Harrier reside no fato de que durante toda a campanha das Falklands, apenas nove Harriers foram perdidos³, cinco abatidos por fogo terrestre e quatro devido a acidentes. Nenhum foi abatido em combate ar-ar. A Argentina, por outro lado, perdeu 31 aeronaves para os Sea Harriers em combate aéreo com outras 30 destruídas em solo pelos Harriers Gr.3.
Antes de 1.º de maio, os militares argentinos consideraram o Harrier um avião de brinquedo. Mas sua opinião mudou após vários encontros ao longo do dia. Depois de vários combates indecisos, o batismo de sangue do Sea Harrier ocorreu quando o Tenente Peter C. Barton do 801 Squadron da Marinha Real e lotado no HMS Invincible derrubou um Mirage III da Fuerza Aerea Argentina lançando um AIM-9L Sidewinder.
Daquele dia em diante, os argentinos se referiram aos Sea Harriers com sua camuflagem cinza-escuro como La Muerta Negra (morte negra) e concentraram seus esforços em atacar os navios britânicos, evitando ao máximo os Sea Harriers.
Os Harriers finalmente se provaram. Mas, apesar de todos os seus atributos notáveis, as máquinas que lutaram no Atlântico Sul tinham um design quase obsoleto quando a guerra estourou. Grandes melhorias em materiais aeroespaciais e técnicas de design ocorreram desde que o primeiro Gr.1 subiu aos céus. Os materiais compostos e os métodos de colagem da fuselagem estavam substituindo o alumínio fresado e os rebites. Nos EUA, a McDonnell Douglas voou um novo protótipo Harrier, denominado YAV-8B em 1978, que era muito superior ao venerável design da British Aerospace. Mas os fatores políticos e econômicos tiveram uma influência direta nos gastos militares com itens de reposição e a Grã-Bretanha estava em declínio econômico. Ainda em 1988, a RAF e a Marinha Real ainda voavam as mesmas aeronaves que lutaram nas Falklands. A fadiga do metal estava se instalando e as peças de reposição estavam acabando. Mas no final do mesmo ano, uma nova máquina começou a fazer uma aparição limitada nos hangares da RAF e da Marinha Real. O AV-8B Harrier II montado na British Aerospace, então designado Gr.5 pelos britânicos, começou a chegar para substituir aeronaves estacionadas nas bases na Alemanha. Ao todo 60 aeronaves foram encomendadas, com opções para mais.
O Harrier II incorporou muitas melhorias em relação aos seus predecessores. Ele tem uma asa de seção supercrítica completamente nova com a longarina principal produzida inteiramente de composto de fibra de carbono, um motor Pegasus com bicos dianteiros aprimorados, uma cabine elevada para melhorar a visão do piloto, trem de pouso auxiliar que foram reposicionados ainda mais para dentro para facilitar as operações em estradas estreitas e um pacote de aviônicos totalmente novo que incluiu equipamentos de contramedidas eletrônicas e o sistema de bombardeio aprimorado. Os quatro cabides subalares do Gr.3 foram substituídos por oito para a RAF e seis para os Fuzileiros Navais dos EUA.
Em todas as variantes desde o Gr.1, o Harrier provou ser um tributo à engenhosidade do Homem.
FONTE: Aviation History Magazine
* No texto original: “…For the first time since the Wright brothers lifted off in the Wright Flyer…”
¹ No final de 1970 o Capitão do Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA, Herry Blot, realizou a manobra VIFF com um AV-8A. Ele conta: “Decidi ir até o limite, atingindo 925 km/h e então vetorizando os exaustores. O avião começou a desacelerar a uma razão alarmante, e eu não podia determinar a sua intensidade, porque meu nariz estava apertado contra a mira… a violência da manobra tinha me expelido do assento e eu agora estava montado sobre a alavanca de comando, tentando salvar minha vida.” (FONTE: Aviões de Combate – HARRIER) – Você pode ler mais sobre esta manobra
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