Aeronaves com foguetes -Rocket-powered aircraft

Messerschmitt Me 163 Komet , o único caça operacional movido a foguete

Uma aeronave movida a foguete ou avião-foguete é uma aeronave que usa um motor de foguete para propulsão , às vezes além de motores a jato de respiração aérea . Os aviões-foguete podem atingir velocidades muito mais altas do que os aviões a jato de tamanho semelhante, mas normalmente por no máximo alguns minutos de operação motorizada, seguidos por um voo planador . Livres da necessidade de oxigênio da atmosfera , eles são adequados para voos em altitudes muito altas. Eles também são capazes de fornecer aceleração muito maior e decolagens mais curtas. Muitos foguetes podem ser lançados de aviões de transporte, pois a decolagem do solo pode deixá-los com tempo insuficiente para atingir grandes altitudes.

Foguetes têm sido usados ​​simplesmente para auxiliar a propulsão principal na forma de decolagem assistida por jato ( JATO ) também conhecida como decolagem assistida por foguete ( RATO ou RATOG ). Nem todos os aviões foguete são da decolagem convencional como aeronaves "normais". Alguns tipos foram lançados do ar de outro avião, enquanto outros tipos decolaram verticalmente - nariz no ar e cauda no chão (" tail-sitters ").

Por causa do uso de propelentes pesados ​​e outras dificuldades práticas de operação de foguetes, a maioria dos aviões-foguete foram construídos para uso experimental ou de pesquisa, como caças interceptores e aeronaves espaciais .

História

Fundo

Pedro Paulet 's Avión Torpedo de 1902, apresentando um dossel fixado a uma asa delta basculante para vôo horizontal ou vertical.

O polímata peruano Pedro Paulet conceituou o Avión Torpedo em 1902 – uma aeronave movida a foguete de propelente líquido que apresentava um dossel fixado a uma asa delta basculante – passando décadas buscando doadores para a aeronave enquanto servia como diplomata na Europa e na América Latina. O conceito de Paulet de usar propelente líquido estava décadas à frente dos engenheiros de foguetes da época, que utilizavam pólvora negra como propulsor. Relatos do conceito de aeronave-foguete de Paulet apareceram pela primeira vez em 1927, depois que Charles Lindbergh foi o primeiro a voar com sucesso uma aeronave através do Oceano Atlântico . Paulet criticou publicamente a proposta do pioneiro de foguetes austríaco Max Valier sobre uma aeronave movida a foguete completando a jornada mais rapidamente usando pólvora negra, argumentando que sua aeronave de foguete de combustível líquido de trinta anos antes seria uma opção melhor.

Paulet iria visitar a associação de foguetes alemã Verein für Raumschiffahrt (VfR) e em 15 de março de 1928, Valier aplaudiu o projeto de foguete de propulsão líquida de Paulet na publicação VfR Die Rakete , dizendo que o motor tinha "poder incrível". Em maio de 1928, Paulet esteve presente para observar a demonstração de um carro-foguete do programa Opel RAK de Fritz von Opel e Max Valier, e depois de se encontrar com os entusiastas de foguetes alemães. Os membros do VfR começaram a ver a pólvora negra como um obstáculo para a propulsão de foguetes, com o próprio Valier acreditando que o motor de Paulet era necessário para o desenvolvimento futuro de foguetes. Paulet logo seria abordado pela Alemanha nazista para ajudar a desenvolver a tecnologia de foguetes, embora se recusasse a ajudar e nunca compartilhasse a fórmula de seu propulsor. O governo nazista então se apropriaria do trabalho de Paulet enquanto um espião soviético na VfR, Alexander Boris Scherchevsky, possivelmente compartilhava planos com a União Soviética .

Opel RAK.1 - O primeiro voo tripulado do mundo de um avião-foguete em 30 de setembro de 1929.

Em 11 de junho de 1928, como parte do programa Opel RAK de Fritz von Opel e Max Valier , Lippisch Ente tornou-se a primeira aeronave a voar sob o poder de um foguete. Durante o ano seguinte, o Opel RAK.1 tornou-se o primeiro avião-foguete construído especificamente para voar com o próprio Fritz von Opel como piloto. O voo Opel RAK.1 também é considerado o primeiro voo público do mundo de um avião foguete tripulado desde que ocorreu diante de uma grande multidão e com a presença da mídia mundial.

Em 28 de junho de 1931, outro vôo de foguete inovador foi realizado pelo aviador e inventor italiano Ettore Cattaneo , que criou outro avião-foguete de construção privada. Voou e pousou sem problemas particulares. Após esta fuga, o rei da Itália Victor Emmanuel III nomeou Cattaneo conde de Taliedo ; devido ao seu papel pioneiro no vôo de foguetes, sua imagem é exibida no Museu Espacial de São Petersburgo, bem como no Museu de Ciência e Tecnologia de Milão.

Segunda Guerra Mundial

O Heinkel He 176 foi o primeiro avião do mundo a ser impulsionado exclusivamente por um motor de foguete de combustível líquido . Ele realizou seu primeiro voo motorizado em 20 de junho de 1939 com Erich Warsitz nos controles. O He 176, embora demonstrado ao Ministério do Ar do Reich , não atraiu muito apoio oficial, levando a Heinkel a abandonar seus esforços de propulsão de foguetes; a única aeronave foi brevemente exibida no Museu do Ar de Berlim e foi destruída por um bombardeio aliado em 1943.

O primeiro avião-foguete a ser produzido em massa foi o interceptador Messerschmitt Me 163 Komet , introduzido pela Alemanha nos anos finais do conflito como um dos vários esforços para desenvolver aeronaves movidas a foguetes eficazes. A primeira asa de caça Me 163 dedicada da Luftwaffe, Jagdgeschwader 400 (JG 400) foi criada em 1944, e foi principalmente encarregada de fornecer proteção adicional para as fábricas de produção de gasolina sintética , que eram alvos proeminentes para ataques aéreos aliados . Foi planejado colocar mais unidades defensivas de caças foguetes ao redor de Berlim , Ruhr e da Baía Alemã .

Uma tática típica do Me 163 era voar verticalmente para cima através dos bombardeiros a 9.000 m (30.000 pés), subir para 10.700-12.000 m (35.100-39.400 pés), depois mergulhar pela formação novamente, atirando à medida que avançavam. Essa abordagem proporcionou ao piloto duas breves chances de disparar alguns tiros de seus canhões antes de planar de volta ao seu aeródromo. Muitas vezes era difícil fornecer o combustível necessário para operar os motores dos foguetes. Nos dias finais do Terceiro Reich , o Me 163 foi retirado em favor do Messerschmitt Me 262 , mais bem-sucedido, que usava propulsão a jato .

Outros aviões alemães movidos a foguetes também foram perseguidos, incluindo o Bachem Ba 349 "Natter", um avião interceptador de foguete tripulado de decolagem vertical que voou em forma de protótipo. Outros projetos nunca chegaram ao estágio de protótipo, como o Zeppelin Rammer , o Fliegende Panzerfaust e o Focke-Wulf Volksjäger . Tendo um tamanho muito maior do que qualquer outro empreendimento movido a foguete do conflito, o avião espacial antipodal Silbervogel foi planejado pelos alemães, no entanto, cálculos posteriores mostraram que o projeto não teria funcionado, sendo destruído durante a reentrada. O Me 163 Komet é o único tipo de caça movido a foguete a entrar em combate na história, e um dos dois únicos tipos de aeronave movida a foguete que viu qualquer combate.

Uma réplica Yokosuka MXY-7 Ohka no museu de guerra Yasukuni Shrine Yūshūkan

O Japão, que era aliado da Alemanha nazista, garantiu os esquemas de projeto do Me 163 Komet. Após um esforço considerável, estabeleceu com sucesso sua própria capacidade de produção, que foi usada para produzir um número limitado de cópias próprias, conhecido como Mitsubishi J8M , que realizou seu primeiro voo motorizado em 7 de julho de 1945. Além disso, o Japão tentou desenvolver seu próprio interceptador movido a foguete, projetado internamente, o Mizuno Shinryu ; nem o J8M nem o Shinryu viram combate. Os japoneses também produziram aproximadamente 850 aviões de ataque suicida movidos a foguete Yokosuka MXY-7 Ohka durante a Segunda Guerra Mundial, alguns foram implantados na Batalha de Okinawa . A análise do pós-guerra concluiu que o impacto do Ohka foi insignificante e que nenhum navio capital da Marinha dos EUA foi atingido durante os ataques devido às táticas defensivas eficazes que foram empregadas.

Outras aeronaves experimentais incluíam o soviético Bereznyak-Isayev BI-1 que voou em 1942, enquanto o Northrop XP-79 foi originalmente planejado com motores de foguete, mas mudou para motores a jato para seu primeiro e único vôo em 1945. Um Mustang P-51D assistido por foguete foi desenvolvido pela North American Aviation que poderia atingir 515 mph. O motor funcionava com ácido fumárico e anilina , que era armazenado em dois tanques de 75 galões sob as asas. O avião foi testado em voo em abril de 1945. O motor do foguete podia funcionar por cerca de um minuto. Da mesma forma, a série Messerschmitt Me 262 "Heimatschützer" usou uma combinação de propulsão de foguete e jato para permitir decolagens mais curtas, taxa de subida mais rápida e velocidades ainda maiores.

Era da Guerra Fria

O motor de foguete XLR99 do X-15 usava amônia e oxigênio líquido.

O Lockheed NF-104A tinha motores de foguete e turbojato, mostrados aqui subindo com potência de foguete . O foguete usava peróxido de hidrogênio e combustível de aviação JP-4.

Durante 1946, o soviético Mikoyan-Gurevich I-270 foi construído em resposta a um requisito das Forças Aéreas Soviéticas emitido durante o ano anterior para uma aeronave interceptora movida a foguete na função de defesa pontual . O projeto do I-270 incorporou várias peças de tecnologia que foram desenvolvidas por Sergei Korolev entre 1932 e 1943.

Durante 1947, um marco importante na história da aviação foi alcançado pelo Bell X-1 movido a foguete , que se tornou a primeira aeronave a quebrar a velocidade do som em vôo nivelado e seria o primeiro de uma série de foguetes NACA/NASA. aeronaves motorizadas. Entre essas aeronaves experimentais estavam os projetos norte-americanos X-15 e X-15A2, que foram operados por cerca de uma década e acabaram atingindo uma velocidade máxima de Mach 6,7 e uma altitude de pico superior a 100 km, estabelecendo novos recordes na processo.

Durante a década de 1950, os britânicos desenvolveram vários projetos de potência mista para cobrir a lacuna de desempenho que existia nos projetos de turbojatos atuais. O foguete foi o principal motor para fornecer a velocidade e a altura necessárias para a interceptação em alta velocidade de bombardeiros de alto nível e o turbojato proporcionou maior economia de combustível em outras partes do voo, principalmente para garantir que a aeronave fosse capaz de fazer um pouso motorizado em vez de arriscando um retorno de deslizamento imprevisível. Um projeto foi o Avro 720 , que foi impulsionado principalmente por um motor de foguete Armstrong Siddeley Screamer de 8.000 lbf (36 kN) que funcionava com combustível de querosene misturado com oxigênio líquido como agente oxidante . O trabalho no Avro 720 foi abandonado logo após a decisão do Ministério da Aeronáutica de encerrar o desenvolvimento do motor de foguete Screamer, supostamente devido a preocupações oficiais sobre a praticidade do uso de oxigênio líquido, que ferve a -183 ° C (90 K) e é um risco de incêndio , dentro de um ambiente operacional.

O trabalho atingiu um estágio mais avançado com o rival do Avro 720, o Saunders-Roe SR.53 . O sistema de propulsão desta aeronave usava peróxido de hidrogênio como combustível e oxidante combinados, o que era visto como menos problemático do que o oxigênio líquido do Avro 720. Em 16 de maio de 1957, o líder do esquadrão John Booth DFC estava nos controles do XD145 para o primeiro voo de teste, seguindo com o voo inaugural do segundo protótipo XD151, em 6 de dezembro de 1957. Durante o programa de teste de voo subsequente, esses dois protótipos voaram 56 voos de teste separados, durante os quais uma velocidade máxima de Mach 1,33 foi registrada. Além disso, desde o final de 1953, Saunders-Roe trabalhou em um derivado do SR.53, que foi designado separadamente como SR.177 ; a principal mudança foi a presença de um radar de bordo , ausente no SR.53 e no Avro 720 por não ser um requisito da especificação, mas deixou o piloto dependente de sua própria visão além das direções baseadas em rádio fornecidas do solo. controle de radar baseado.

Tanto o SR.53 quanto seu primo SR.177 estavam relativamente perto de atingir o status de produção quando fatores políticos mais amplos pressionaram o programa. Durante 1957, ocorreu uma grande reformulação da filosofia de defesa aérea na Grã-Bretanha, que foi incorporada no Livro Branco da Defesa de 1957 . Este documento exigia que as aeronaves de combate tripuladas fossem substituídas por mísseis e, assim, as perspectivas de um pedido da RAF evaporaram da noite para o dia. Enquanto a Marinha Real e a Alemanha permaneceram clientes potenciais para o SR.177, a confiança de ambas as partes foi abalada pela mudança. Outros fatores, como os escândalos de suborno da Lockheed para obrigar nações estrangeiras a encomendar o Lockheed F-104 Starfighter , também serviram para minar as perspectivas de venda do SR.177, custando clientes potenciais como Alemanha e Japão.

Ao longo do final dos anos 1940 e 1950, o Estado-Maior Francês também tinha um interesse considerável em aeronaves movidas a foguetes. De acordo com o autor Michel van Pelt, oficiais da Força Aérea Francesa eram contra um vôo puramente movido a foguete, mas favoreciam uma abordagem de propulsão mista, usando uma combinação de motores de foguete e turbojato . Enquanto a Société d'Etudes pour la Propulsion par Réaction (SEPR) começou a desenvolver os próprios motores de foguete domésticos da França , o fabricante de aeronaves francês SNCASE estava ciente do interesse da Força Aérea Francesa por uma aeronave interceptadora de defesa pontual capaz e, assim, começou a trabalhar no SNCASE SE.212 Durandal . Em comparação com outras aeronaves experimentais francesas de potência mista, como o protótipo interceptor SNCASO Trident concorrente , era uma aeronave mais pesada, destinada a voar principalmente em seu motor a jato em vez de seu motor de foguete. Um par de aeronaves protótipo foram construídos; em 20 de abril de 1956, o primeiro realizou seu vôo inaugural, voando inicialmente apenas usando a força do jato. Foi o segundo protótipo que fez uso do motor-foguete pela primeira vez em abril de 1957. Durante os testes de voo, uma velocidade máxima de 1.444 quilômetros por hora (897 mph) foi atingida a uma altitude de 12.300 metros (40.400 pés), mesmo sem usar a potência extra do motor-foguete; este subiu para 1667 km/h a 11.800 m enquanto o foguete estava ativo. Um total de 45 voos de teste foram realizados antes do término do trabalho no programa.

A SNCASO Trident em exibição estática

A pedido do Estado-Maior da Força Aérea Francesa, a empresa aeronáutica francesa SNCASO também desenvolveu seu próprio interceptor de defesa de ponto, o SNCASO Trident . Foi alimentado principalmente por um único motor de foguete construído pela SEPR e aumentado com um conjunto de motores turbojato montados na ponta das asas ; operacionalmente, os motores de foguete e turbojato deveriam ser usados ​​para realizar uma rápida subida e interceptação em grandes altitudes, enquanto os motores a jato sozinhos seriam usados ​​para retornar à base. Em 2 de março de 1953, o primeiro protótipo Trident I realizou o voo inaugural do tipo ; pilotada pelo piloto de testes Jacques Guignard, a aeronave utilizou toda a extensão da pista para decolar, sendo movida apenas por seus motores turbojato. Em 1 de setembro de 1953, o segundo protótipo Trident I caiu durante seu primeiro voo depois de lutar para ganhar altitude após a decolagem e colidir com um poste de eletricidade . Apesar da perda, a Força Aérea Francesa ficou impressionada com o desempenho do Trident e desejava ter um modelo aprimorado em serviço. Em 21 de maio de 1957, o primeiro Trident II, 001 , foi destruído durante um voo de teste fora do Centre d'Essais en Vol (Centro de Testes de Voo); causado quando combustível de foguete altamente volátil e oxidante, Furalina ( C ₁₃ H ₁₂ N ₂ O) e ácido nítrico (HNO ₃ ), respectivamente, acidentalmente misturados e explodidos, resultando na morte do piloto de testes Charles Goujon. Dois meses depois, todo o trabalho foi interrompido no programa.

O avanço da potência do motor turbojato, o advento dos mísseis e os avanços no radar tornaram desnecessário o retorno à potência mista.

O corpo de elevação Martin Aircraft Company X-24 construído como parte de um programa militar experimental dos EUA de 1963 a 1975

O desenvolvimento de foguetes e satélites soviéticos foi a força motriz por trás do desenvolvimento do programa espacial da NASA. No início dos anos 1960, a pesquisa americana sobre o avião espacial Boeing X-20 Dyna-Soar foi cancelada devido à falta de propósito; posteriormente os estudos contribuíram para o Ônibus Espacial , que por sua vez motivou o Buran soviético . Outro programa semelhante foi o ISINGLASS , que deveria ser um avião-foguete lançado de um porta-aviões Boeing B-52 Stratofortress , que se destinava a atingir Mach 22, mas isso nunca foi financiado. O ISINGLASS pretendia sobrevoar a URSS. Nenhuma imagem da configuração do veículo foi divulgada.

O Lunar Landing Research Vehicle era um veículo de propulsão mista - um motor a jato cancelava 5/6 da força devido à gravidade, e o poder do foguete era capaz de simular o módulo lunar Apollo.

Várias versões do motor de foguete Reaction Motors XLR11 alimentaram o X-1 e X-15, mas também o Martin Marietta X-24A , Martin Marietta X-24B , Northrop HL-10 , Northrop M2-F2 , Northrop M2-F3 e o Republic XF-91 Thunderceptor , seja como motor primário ou auxiliar.

O Northrop HL-10, Northrop M2-F2 e Northrop M2-F3 foram exemplos de um corpo de elevação , que são aeronaves que têm muito pouca ou nenhuma asa e simplesmente obtêm sustentação do corpo do veículo. Outro exemplo são os foguetes de retrocesso em foguetes amadores.

Era pós Guerra Fria

Aeronave de pesquisa EZ-Rocket

O avião de pesquisa e teste EZ-Rocket voou pela primeira vez em 2001. Depois de avaliar o EZ-Rocket, a Rocket Racing League desenvolveu três aeronaves de corrida de foguetes separadas na década seguinte.

Durante 2003, outra aeronave movida a foguete desenvolvida privadamente realizou seu primeiro vôo. A SpaceShipOne funciona tanto como uma aeronave movida a foguete - com asas e superfícies de controle aerodinâmicas - quanto como um avião espacial - com propulsores RCS para controle no vácuo do espaço. Por seu trabalho, a equipe da SpaceShipOne recebeu o Space Achievement Award.

Em abril de 2019, a empresa chinesa Space Transportation realizou um teste de um demonstrador de tecnologia de 3.700 quilos chamado Jiageng-1 . O avião de 8,7 metros de comprimento tem uma envergadura de 2,5 metros e faz parte do desenvolvimento do futuro veículo de lançamento reutilizável de pouso horizontal e decolagem vertical Tianxing-I-1 .

Aeronave movida a foguete planejada

• Motores de Reação Skylon
• Nave Espacial Dois
• Foguete Lynx
• ARES (foguete marciano)
• Transporte Hyper Sonic de Emissão Zero

Veja também

• Lista de aviões foguete
• Lista de registros de velocidade do veículo
• Liga de corrida de foguetes (RRL)
• Lançamento de comprimento zero , lançando aeronaves de respiração aérea com foguetes

Referências

Citações

Bibliografia

links externos

• O site oficial de Erich Warsitz (primeiro piloto de jato do mundo) sobre o primeiro foguete de combustível líquido do mundo, o lendário Heinkel He 176