Tecnología aérea: El invento del ala en flecha

Woldemar Voigt y el ala barrida

W&W

¡Arte de aviación en 3D de Skyraider!

¿Quién inventó el barrido de alas variable? Barnes Wallis? Quizás no, para Messerschmitt Me de Voigt. El prototipo de la P. 1101 debe ser la base, no solo de una idea de ala variable y barrida, sino también de un diseño de caza monoplaza con motor de conductos y barrido pronunciado. El hecho de que la "copia" americana que era el Bell X-5 pareciera idéntica no fue por accidente, ya que el Me P. 1101 también fue incautado y enviado de regreso a Estados Unidos. Curiosamente, gran parte de la investigación Messerschmitt P. 1101 de Voigt cayó en manos francesas, quienes, a diferencia de los británicos, no tuvieron necesidad ni remordimiento de entregárselas a los estadounidenses y se negaron a hacerlo. El Me P. 1101 no estuvo exento de problemas, era demasiado pesado para un diseñador de planeadores como Willi Messerschmitt y el barrido del ala de 40 °, con el mecanismo de ala variable o `` swing-wing '' propuesto, desafió la solución en el perro mal financiado. días de una guerra a punto de terminar. Sin embargo, con su diseño de engranajes con geometría de ala montada internamente, el P. 1101 señalaría el uso exitoso de este tipo en la década de 1960. Por lo tanto, el P. 1101 no sería un arma maravillosa de último momento, y no era adecuado para una construcción tosca y una vida útil corta de la estructura del avión. Sin embargo, dentro del Me P. 1101 se encuentran muchas tendencias de diseño futuras; el P. 1101 todavía parece un fuselaje de los años 80.

Curiosamente, aunque no es de sorprender, el diseñador jefe de Bell Aircraft Corporation, Robert Woods, se encontró de pie en un granero en Oberammergau, a principios de 1946, mirando el Me P. 1101. Era, por supuesto, un trabajo costoso y difícil. viaje desde los Estados Unidos hasta las colinas del sur de Alemania, pero alguien tenía que hacerlo. El consiguiente Bell X-5 fue, incluso para el observador más pro estadounidense, una supuesta copia descarada. Otros cazas de ala en flecha estadounidenses de la década de 1950 parecen cruces entre el Me P. 1101 y el Multhopp Ta 183. Al hacerlo, se enfrentarían a los MiG-15 que también eran copias descaradas del diseño alemán.

Aunque en última instancia no tuvo éxito en términos de copia directa, el efecto del Me P. 1101 también llevaría a su diseñador, W. Voigt, a encontrarse en Wright Field, Dayton, Ohio, en 1946, de ahí a una carrera en la industria aeroespacial de EE. UU. industria. Y la P. 1101 tampoco iba a ser la última aventura de Messerschmitt en términos de diseño, porque la ruta definitiva que debía tomar el diseño avanzado de Messerschmitt era la de todas las alas. De la P. 1101 surgió la P. 1102 como una idea de ala sin cola (con aleta vertical) y una serie de propuestas de fuselajes de alas y propulsión a reacción diseñadas para enfrentar las últimas luchas finales del Reich por un arma que infundiera miedo en los estadounidenses. corazones.

Messerschmitt no había sido un ávido seguidor de las alas y sus pensamientos sobre el diseño sin cola incluían una aleta vertical o "cola", pero no una unidad de cola estabilizadora horizontal que indujera la resistencia. Sin embargo, como diseñador de planeadores antes de sus diseños de motor, Messerschmitt había estado atento a los Hortens y Lippisch. En última instancia, las propuestas de diseño de la P. 1111/12 de principios de 1945 fueron ideas avanzadas de todas las alas y, de nuevo, parece una iteración temprana de una idea británica posterior, el DH 108 y el Northrop X-4 estadounidense. También en este caso, en la P. 1112, vimos por primera vez el concepto anular, raíz de ala / borde de ataque / entrada de aire del motor, que luego se vio en el cometa de Havilland, Vickers V.1000 y Valiant, y en producción. en el Handley Page Victor, así como en una gran cantidad de máquinas estadounidenses.

Del primer caza a reacción de alas barridas del mundo Me 262 (y el Me 262 HG aún más aerodinámico), podemos decir que este fuselaje enseñó a otros más sobre las alas y el vuelo a alta velocidad de lo que se puede comprender fácilmente. El trampolín Me 262 fue un momento monumental de aprendizaje para los aliados que lo tomaron y su tecnología. Durante la noche, los jets de alas rectas de De Havilland, Gloster, Lockheed y otros, fueron completamente redundantes, arrojados al cubo de la basura del diseño. Es posible que el vampiro no se haya vuelto inútil, pero podemos decir que tenía una capacidad restringida sin importar cuánto lo amaran. De Havilland pronto diseñó el DH 101 y el DH 108 clave y luego el DH 110 Vixen. Glosters, Lockheed, North American et al, todos se fueron de la noche a la mañana. Para los británicos, el Hawker P. 1067 Hunter se convirtió en la máquina de sus sueños de alas barridas, a pesar de su tecnología "prestada".

Planforms en forma de media luna: el avance a menudo olvidado

La idea de un ala en forma de media luna barrida hacia atrás se vio en las obras de los primeros pioneros, no menos Weiss y Handley Page, pero un ala en forma de media luna invertida en forma de planta, una en la que el barrido se reducía hacia las puntas de las alas, se formó en Alemania. y aplicado por la empresa Arado y su diseñador jefe, Walter Blume, el suplente Hans Rebeski, y el aerodinámico Rudiger Kosin. Kosin había estudiado el barrido hacia adelante y hacia atrás variable. Arado propuso un bombardero con dos alas en media luna y luego con cuatro motores con un ángulo de retroceso de 37 ° en el ala interior y dos manivelas a 29 ° y 25 ° hacia la sección del ala exterior.

Los beneficios del compromiso de un ala creciente fue la reducción en el barrido del ala cerca de las puntas del ala y que movió la carga en las puntas del ala hacia adelante del eje del ala y mejoró el flujo de aire cerca de las puntas, en lugar de degradarlo. Esto también redujo el comportamiento desfavorable cerca de la pérdida y en números de Mach altos, pero mantuvo las ventajas del barrido en general. De este modo, se redujeron los riesgos de atascamiento de la punta y de hilado a baja velocidad y se creó una máquina de mejor manejo. El ala podría tener que ser un poco más fuerte y las puntas de las alas más delgadas para garantizar un buen flujo de aire, pero el ala creciente sería de construcción más liviana que un ala delta y proporcionó otra solución a la forma en que se podrían hacer alas largas, delgadas y altamente barridas. para trabajar y hacerlo de forma segura en el gráfico de velocidad, no solo a alta velocidad y gran altitud. Es de interés que las "torceduras" en el movimiento variable del ala creciente no parecen producir perturbaciones localizadas significativas del flujo de aire.

Hay poca sorpresa en las afirmaciones de la compañía británica Handley Page que construyó el magnífico bombardero Victor con su ala creciente, que dice que comenzó a investigar el ala creciente en 1946. Sin embargo, omite mencionar que solo unos meses antes , en abril de 1945, los británicos habían recogido muchos dibujos y datos de investigación sobre el diseño del ala creciente de la compañía Arado y su aerodinámico Kosin, en Berlín, cuando las tropas británicas y los expertos que la acompañaban tomaron la fábrica de Arado. En 1946, Handley Page estaba analizando esos datos y, en 1951, proponía un bombardero con alas en forma de media luna, que se convirtió en el "Víctor", que también usaba motores enterrados con cola en T y raíz de ala.

 

¿Qué pasa con las alas más rectas, menos barridas o incluso no barridas, seguramente no podrían ofrecer las ventajas aerodinámicas del ala barrida? La ciencia pronto reveló que después de los beneficios de un ala en flecha a velocidad supersónica, una forma de ala (casi) sin barrido, corta y con una relación de aspecto baja podría, con un perfil aerodinámico muy delgado (tan delgado como un 3 o 4 por ciento de espesor / relación de cuerda), también ofrecen menor resistencia supersónica. Tales alas de "trozo" provienen en parte del aprendizaje del ala de trozo corto aplicado a los cohetes de von Braun. A Mach 1,5, la resistencia más baja provino de un ala muy barrida, pero la siguiente resistencia más baja podría, dijeron los expertos, provenir de un ala pequeña, no barrida que, en lugar de retrasar la compresibilidad, simplemente `` luchó '' a través de ella hacia el ventaja del flujo de aire supersónico.

Fue en las velocidades de aproximación y aterrizaje que las alas de sección aerodinámica tan barridas y sin barrido, pero también delgadas, se volvieron problemáticas, a menos que se usaran velocidades de aterrizaje peligrosamente altas, de empuje y de combustible. Se pueden usar todo tipo de aletas y listones que generen sustentación, pero en última instancia, arrastre e induzcan peso. ¿Pero seguramente las ventajas de un todo-ala moderadamente barrido podrían resolver todos estos temas conflictivos?

En términos de la revolución del motor, los gustos de Flight y el Sr. Keith-Lucas, también postularon sobre dos temas de gran importancia, dada la fecha de 1952. El primero fue la sugerencia de Keith-Lucas de que se podría usar el empuje / escape del motor giratorio. para ayudar al aterrizaje y el segundo era ¿qué tipo de fuselaje podría albergar un reactor atómico? Un avión de propulsión atómica requeriría un gran receptáculo profundo para albergar el reactor. ¿Era la respuesta el hidroavión de casco profundo con todo su espacio interno para un enorme motor atómico? ¿O era el receptáculo más probable para una central eléctrica atómica la caja de ala profunda de una enorme máquina de alas?