Porque ultrapassar a velocidade do som não é fácil.
O Bell X-1 deu início à lendária série X-plane de forma espetacular quando quebrou a barreira do som em 1947. Então, quais foram os desafios que os projetistas, engenheiros e pilotos de teste da Bell Aircraft e da USAF enfrentaram ao fazer isso? saltou para os livros de história há mais de setenta anos?
Bell X-1 Especificação:
Em geral
- Comprimento: 31 pés.
- Envergadura: 22 pés 10 pol.
- Altura: 10 pés. 10 pol.
- Área da asa: 115 pés quadrados.
- Peso vazio: 6.850 libras.
- Peso carregado: 14.750 lbs.
- Tripulação: 1
Desempenho
- Usina: 1 × Motores de reação XLR11
- Alcance: 4 minutos, 45 segundos
- Velocidade máxima: 1.450 mph
- Teto: 90.000 pés.
O problema do vôo em alta velocidade foi experimentado por pilotos e projetistas durante a década de 1930 e a Segunda Guerra Mundial. À medida que as aeronaves ficavam cada vez mais rápidas, problemas de integridade estrutural se tornavam cada vez mais aparentes. Mesmo quando as aeronaves foram desenvolvidas para suportar essas forças extremas, permaneceu a questão da compressibilidade.
Para usar termos básicos, como as aeronaves voam em velocidades moderadas, as moléculas de ar simplesmente se movem ao redor da superfície da fuselagem conforme ela passa pela atmosfera. Como os aviões voam perto da velocidade do som, no entanto, as moléculas de ar simplesmente não têm tempo para sair do caminho. Isso cria uma onda de choque ou compressão à frente da aeronave e em torno de suas superfícies. Este fenômeno não foi bem compreendido em 1944, quando o projeto X-1 começou.
O Bell X-1 foi construído para estudar esses efeitos perigosos de voar em velocidades transônicas. Transonic refere-se à faixa de velocidade logo abaixo e logo acima da velocidade do som. Muitos desafios tiveram que ser superados. O primeiro desafio foi o formato da aeronave. Foi formado como uma bala de 0,50 cal , pois essa forma era conhecida por ser estável em velocidades transônicas. A fuselagem foi construída para suportar um máximo de 18 (!) Gs para garantir que não quebraria sob as forças extremas experimentadas no reino da viagem transônica.
Para impulsionar a aeronave, o Bell X-1 usava motores de foguete. Estes foram desenvolvidos durante a Segunda Guerra Mundial como motores JATO (Jet Assisted Take Off) para barcos voadores PBY Catalina, entre outras aeronaves. A ideia era juntar quatro desses motores. A unidade de energia resultante usou álcool etílico e oxigênio líquido como propulsores para gerar um impulso máximo de 6.000 lbf. Foi chamado de Reaction Motors XLR11.
O controle, ou a perda dele, foi um dos maiores problemas enfrentados pela equipe X-1. Em vários voos, o piloto de testes Chuck Yeager experimentou o mesmo fenômeno que matou muitos pilotos de P-38 e P-47 durante a guerra, quando eles mergulharam a velocidades logo abaixo da barreira do som: “Eu estava voando a 0,94 Mach a 40.000 pés, experimentando a bofetada habitual, quando puxei para trás o manche e nada aconteceu!”. As ondas de choque de compressão criaram uma sombra aerodinâmica ao redor da cauda que eliminou completamente o efeito do profundor.
Para resolver o problema do elevador, um plano traseiro de incidência variável foi desenvolvido. Este era efetivamente um stabilator, ou todo o tailplane em movimento. Atenuou o problema da 'sombra aerodinâmica'. Hoje, os stabilators são quase universais em aeronaves militares de combate que voam supersonicamente. Esta foi a chave para controlar o X-1 em altas velocidades.
Na manhã de 14 de outubro de 1947, Charles E. “Chuck” Yeager pilotou o Bell X-1 movido a foguete a uma velocidade de Mach 1,07, levando-o mais rápido que a velocidade do som. Foi um momento histórico para a aviação e a conquista humana que viu um piloto de testes de 24 anos se tornar a pessoa mais rápida do mundo.
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