Rol: Caza
V/STOL
Fabricante:
EWR
Primer
vuelo: 10 de abril de 1963
Retirado:
1968
Estado:
Cancelado
Número
construido: 2
El EWR
VJ 101 era un avión de reacción inclinado de despegue/aterrizaje vertical (VTOL)
experimental alemán. VJ significaba Versuchsjäger (en alemán, "luchador
experimental"). El 101 fue uno de los primeros diseños V/STOL en tener
potencial para un eventual vuelo Mach 2.
Durante
la década de 1950, cuando varias naciones se interesaron en desarrollar aviones
con capacidad VTOL, el gobierno federal alemán emitió una solicitud a las
industrias de aviación recientemente revividas del país para que estudiaran
posibles diseños para dichos aviones. En respuesta, en 1960 el fabricante de
motores alemán MAN Turbo comenzó a trabajar en un motor adecuado en estrecha
colaboración con el fabricante de motores británico Rolls-Royce Limited.
Asimismo, las empresas aeronáuticas Heinkel, Bölkow y Messerschmitt realizaron
sus propios estudios antes de unirse para formar una empresa conjunta, EWR, con
el fin de desarrollar y fabricar su diseño para un avión de combate supersónico
VTOL, que pronto fue designado como VJ 101 D. El Ministerio Federal de Defensa
(BMVg) quedó muy impresionado al realizar un pedido de dos prototipos
experimentales para demostrar las capacidades del diseño.
Se
construyeron y participaron en un programa de pruebas de cinco años un par de
prototipos de aviones, conocidos colectivamente como VJ 101 C e individualmente
conocidos como X-1 y X-2. La intención era que el VJ 101 eventualmente se
desarrollara como base para un sucesor del inventario de interceptores
estadounidenses Lockheed F-104G Starfighter de la Fuerza Aérea Alemana. Sin embargo,
el desarrollo del VJ 101 C se complicó enormemente por los requisitos
cambiantes del BMVg, que decidió transformar el perfil de misión previsto del
avión del papel de interceptor a un caza más general, cambiando en gran medida
los requisitos de rendimiento que debía cumplir. Durante 1968, finalmente se
canceló el desarrollo del VJ 101.
Diseño
y desarrollo
Antecedentes
Durante
la década de 1950, los rápidos avances en el campo de la propulsión a reacción,
particularmente en términos de mayor empuje y unidades de motor compactas,
contribuyeron a una mayor creencia en la viabilidad técnica de los aviones de
despegue y aterrizaje vertical (VTOL), particularmente en Europa Occidental y
el resto del mundo. Durante las décadas de 1950 y 1960, se iniciaron múltiples
programas en Gran Bretaña, Francia y Estados Unidos; Del mismo modo, las
empresas de aviación de Alemania Occidental deseaban no quedarse al margen de
esta tecnología emergente. Poco después de 1957, año en el que se levantó la
prohibición posterior a la Segunda Guerra Mundial de que Alemania Occidental
operara y desarrollara aviones de combate, las empresas de aviación alemanas
Dornier Flugzeugwerke, Heinkel y Messerschmitt, a las que también se les
permitió reanudar sus propias actividades ese mismo año, Recibieron una
solicitud oficial del gobierno federal alemán que los instaba a realizar
trabajos de investigación sobre el tema de los aviones VTOL y producir diseños
conceptuales.
Como
tal, varias empresas comenzaron a trabajar en sus propios diseños conceptuales
para aviones interceptores con capacidad VTOL ; Para que estos diseños fueran
operativamente relevantes y viables, se reconoció que sería necesario que el
rendimiento de vuelo igualara al de los interceptores convencionales de la
época, como el moderno Lockheed F-104G Starfighter. El Ministerio Federal de
Defensa de Alemania (BMVg) abogó conjuntamente por la fusión de las empresas
competidoras; retuvo deliberadamente la emisión de un contrato de desarrollo
para incentivar a las empresas a emprender tales actividades.
Junto
con estos esfuerzos, el fabricante alemán de motores MAN Turbo recibió un
contrato de la BMVg para llevar a cabo su propio trabajo para abordar los
problemas específicos relacionados con los motores con capacidad VTOL.
Rápidamente se comprendió que tales esfuerzos requerirían trabajar con un
fabricante de motores extranjero; Como tal, durante marzo de 1960, se firmó un
acuerdo inicial de cooperación entre MAN Turbo y el fabricante de motores
británico Rolls-Royce Limited. Según los términos del contrato de diez años
establecido, Alemania adquiriría conocimiento de los últimos avances en la
tecnología de motores a reacción a través de Rolls-Royce, así como un acuerdo
de desarrollo conjunto bajo el cual se compartiría el trabajo, se minimizarían
los conflictos de producción y consenso mutuo alcanzado sobre decisiones clave.
En marzo de 1960, la BMVg emitió un contrato de desarrollo para MAN Turbo para
un motor turborreactor ligero de un solo carrete, mientras que Rolls-Royce
actuaría como subcontratista importante en el proyecto; El resultado de sus
esfuerzos de colaboración para el contrato sería el motor turbofan
Rolls-Royce/MAN Turbo RB153.
El
motor RB.153 era inicialmente una versión ampliada relativamente sencilla del
anterior motor Rolls-Royce RB108 que había sido desarrollado para vuelos
supersónicos sostenidos; sin embargo, a principios de 1960, surgió el interés
en seguir desarrollando el motor como un motor adecuado para un avión VTOL. En
consecuencia, se desarrollaron nuevos modelos del motor para abordar los
requisitos específicos de su nueva función VTOL, incluidos el motor de
elevación RB.153.17 y RB.153.25. Sin embargo, durante diciembre de 1961, como
resultado de los cambios en las prioridades del BMVg para el VTOL previsto, se
necesitaron cambios considerables en el motor en respuesta; como tal, el
trabajo de desarrollo del RB.153 fue efectivamente archivado en favor del motor
Rolls-Royce RB145.
Propuesta
Tanto
Heinkel (basado en Heinkel He 231) como Messerschmitt (Messerschmitt Me X1-21)
habían desarrollado diseños para cumplir con los requisitos de vuelo VTOL y en
1959, las dos compañías, junto con Bölkow, había creado una empresa conjunta,
llamada EWR, para desarrollar y fabricar un avión de combate supersónico
previsto, designado como VJ 101 D. Tal como estaba concebido, el avión VJ 101 D
de producción iba a estar propulsado por el motor Rolls-Royce/MAN Turbo RB153,
que iba a estar equipado con un aparato de desviación de empuje. A finales de
1960, EWR presentó su concepto VJ 101 D a la BMVg. Después de realizar una
revisión de la propuesta, el BMVg decidió emitir un pedido de dos aviones
experimentales con el fin de evaluar su capacidad para cumplir el requisito del
interceptor permanente.
En
consecuencia, se desarrollaron un par de prototipos de aviones, conocidos como
VJ 101 C; Estos estaban propulsados por el motor turborreactor RB145, más
ligero, que en su lugar estaba montado en góndolas giratorias. Sin embargo, el
desarrollo del VJ 101 C no sería sencillo; Una complicación importante fueron
los requisitos cambiantes del BMVg, que decidió cambiar el perfil de misión
previsto del avión del papel de interceptor a un caza más general, lo que
impuso el requisito de que fuera capaz de tener una mayor resistencia de vuelo
a baja altitud, entre otras prestaciones. atributos. La nueva propuesta había
fusionado las características de diseños anteriores de Bölkow, Heinkel y
Messerschmitt en una plataforma elegante y aerodinámica. El VJ 101 C tenía
algunas similitudes en apariencia con el Bell XF-109 estadounidense; ambos
aviones tenían una configuración comparable en términos de poseer motores
emparejados instalados dentro de góndolas giratorias que estaban ubicadas en
las puntas de sus alas. Además de los motores de punta de ala, se instalaron
otros dos reactores de elevación dentro del fuselaje, que funcionaban como
complemento a los motores principales durante el vuelo estacionario.
El VJ
101 C presentaba un sistema de control de vuelo electrónico, ampliamente
conocido como disposición “fly-by-wire”. Se comprendió que sería de vital
importancia mantener la controlabilidad durante la fase de vuelo estacionario,
en particular la capacidad de respuesta de los motores y el aumento de la
estabilidad de la aeronave. Los sistemas de control, desarrollados por la firma
estadounidense Honeywell y la compañía alemana Bodenseewerk, realizaron varias
funciones en todo el régimen de vuelo del VJ 101 C, incluido el control de
actitud durante el vuelo estacionario y la transición del vuelo estacionario al
vuelo aerodinámico horizontal. Inicialmente se utilizaron sistemas de control
de dos canales, pero las pruebas revelaron la necesidad de sistemas de control
de tres canales para tener en cuenta los casos de fallas graves. Tras el cambio
a sistemas de control de tres canales, esto permitió que el sistema se
utilizara en todos los rangos de vuelo con control de vector de empuje; el
primer sistema de este tipo desarrollado. Después de que el programa ya no se
continuara como sucesor del F104G Starfighter, se mantuvo como un programa de
desarrollo para explorar y probar sus conceptos de control de vuelo.
Para
probar el concepto de propulsión, EWR produjo un banco de pruebas, llamado
Wippe (balancín), a principios de 1960. El dispositivo simple incorporaba una
cabina rudimentaria fijada sobre una viga horizontal, que tenía un motor de
"elevación" montado verticalmente en el centro, con el fin de
realizar pruebas preliminares de un solo eje del sistema de control. Posteriormente
se ensambló una "plataforma flotante", que tenía el fuselaje
esquelético del VJ 101C junto con un total de tres motores Rolls-Royce RB108
instalados en las posiciones aproximadas que ocuparían en la versión final con
capacidad de vuelo. Cada uno de los pequeños motores podría generar un máximo
de 9,3 kN (2100 lb f) de empuje, suficiente para levantar el banco de pruebas.
A partir de mayo de 1961, las pruebas iniciales se realizaron desde una columna
telescópica; en marzo de 1962, la nueva plataforma realizó con éxito su primer
"vuelo libre". Las pruebas adicionales realizadas con una
"piel" de tela para simular el fuselaje y las alas también resultaron
exitosas, habiendo demostrado un control satisfactorio en todas las estaciones
y condiciones climáticas.
Pruebas
y evaluación
Se
completaron un par de prototipos, conocidos como X-1 y X-2. El X-1 iba a estar
equipado con una disposición de seis motores RB145: dos montados verticalmente
en el fuselaje para elevación y cuatro dentro de las góndolas giratorias, cada
uno de los cuales podía generar 2,750 lbf de empuje. El X-2 debía tener motores
giratorios equipados con un postquemador, lo que les permitiría producir un
empuje húmedo de 3840 lbf cada uno. A su vez, esto fue proyectado para permitir
que el avión alcanzara su velocidad de diseño de Mach 1,8.
Aunque
los motores de la góndola eran capaces de producir un empuje adecuado para
permitir que la aeronave flotara de manera constante solo con empuje seco, las
preocupaciones sobre la suavidad de la transición del empuje seco al recalentamiento
llevaron a que se aprobara el requisito de que la aeronave tuviera la capacidad
de despegar verticalmente bajo recalentamiento. En consecuencia, esto requirió
la adopción de un tubo de recalentamiento muy corto para proporcionar la
distancia al suelo necesaria. Los motores recalentados presentaban una boquilla
de dos posiciones relativamente simple, que podía cambiar entre recalentar y no
recalentar; El conducto de entrada también podía moverse hacia adelante cuando
la aeronave se movía a baja velocidad o durante un vuelo estacionario, lo que
abría una entrada de aire auxiliar.
El 10
de abril de 1963, el X-1 realizó su primer vuelo estacionario. El 20 de
septiembre de 1963 se produjo la primera transición del vuelo estacionario al
vuelo horizontal. El X-1 se exhibió públicamente por primera vez en el Salón
Aeronáutico de Hannover de mayo de 1964. El VJ 101C X-1 realizó un total de 40
vuelos aerodinámicos, 24 vuelos estacionarios y 14 transiciones completas.
Durante estas pruebas, por primera vez un avión de despegue vertical rompió la
barrera del sonido; sin embargo, el 14 de septiembre de 1964, un defecto en el
piloto automático provocó que el X-1 se estrellara, sufriendo algunos daños
como resultado. El 29 de julio de 1964, el VJ 101 C voló a Mach 1,04 sin
utilizar postquemador.
El 12
de junio de 1965, el segundo prototipo, el X-2, realizó su primer vuelo. El 22
de octubre de 1965, el X-2 realizó una transición exitosa con un nuevo sistema
de piloto automático instalado. Posteriormente las pruebas continuaron con el
X-2, que a diferencia del X-1 estaba equipado con postquemadores. Sin embargo,
el proyecto fue cancelado en 1968. El interceptor VJ 101 D Mach 2 propuesto
nunca se completó. Hoy el VJ 101 C X-2 se exhibe al público en el Flugwerft
Schleissheim. Si bien el VJ 101C no pasó al estado de producción, varios otros
proyectos de la época para desarrollar aviones de combate VTOL con capacidad
supersónica, incluido el Mirage IIIV y el Hawker Siddeley P.1154 (un paralelo
supersónico de lo que se convertiría en el Hawker Siddeley Harrier), un avión
de combate subsónico VTOL que alcanzó el servicio operativo), finalmente corrió
suerte similar. El avión de salto Harrier y, mucho más tarde, el Lockheed
Martin F-35 Lightning II, han demostrado desde entonces el potencial de los
cazas VTOL.
Operadores
Alemania
Fuerza
Aérea Alemana ( Luftwaffe )
Especificaciones
técnicas
Tripulación:
1
Longitud:
15,7 m (51 pies 6 pulgadas)
Envergadura:
6,61 m (21 pies 8 pulgadas)
Altura:
4,1 m (13 pies 5 pulgadas)
Peso
máximo de despegue: 6000 kg (13228 lb) para VTOL (X-2; 8.000 kg (17.637 lb)
MTOW para VTOL con motores de punta de ala recalentados)
Planta
motriz: 6 motores turborreactores Rolls-Royce/MAN Turbo RB.145, 12,2 kN (2750
lbf) de empuje cada uno (X-2 ; 4 RB.145 recalentados en cápsulas de punta de
ala + 2 jets de elevación no recalentados en el fuselaje)
Velocidad
máxima: Mach 1,08 (lograda)
Velocidad
mínima de vuelo limpio: 260 km/h (162 mph; 140 nudos)
Fuente:
https://es.wikipedia.org
