Aeronaves Composta

A Piasecki Aircraft Corporation (ou PiAC) recebeu um contrato em 2004 no valor de US$ 4,25 milhões para modificar um SH-60F para YSH-60F, chamado de X-49A SpeedHawk, usando a tecnologia Vectored-Thrust Ducted Propeller (VTDP) como propulsão auxiliar.

A PiAC já tinha recebido um contrato em 2000 no valor de US$26,1 milhões para desenvolver a cauda de cinco pás de 2,44 metros de diâmetro que agora será instalada no YSH-60F que também receberá as asas de um jato executivo Aerostar FJ-100. A aeronave pesará 720 kg a mais, porém, uma asa dedicada seria mais leve. O projeto deve estar pronto em 2007. O projeto era inicialmente da US Navy e agora também tem a participação do US Army. A PiAC já testou a nova cauda em terra com resultados melhores que o previsto.

A tecnologia usa uma hélice em um ducto para propulsão auxiliar e asas fixas para tirar a carga da hélice dos helicópteros. O VTDP tira a sustentação do rotor, permitindo diminuir a velocidade para evitar o stall de pá que limita velocidade horizontal. Isto permite que o helicóptero SH-60 possa voar a até 407 km/h com o impulso gerado pela cauda. Em vôo pairado a cauda vetora o fluxo de ar para contrapor o torque do rotor principal. Ao retirar a sustentação do rotor principal não há necessidade da força anti-torque e a cauda passa a funcionar com impulsora.

O Piasecki 16H-1 e o 16H-1A Pathfinder voaram no inicio da década de 60 atingindo uma velocidade máxima de 405km/h. O rotor traseiro era instalado em um ducto que dava controle direcional e anti-torque. O Pathfinder também podia decolar no modo STOL aumentando a carga útil. Agora usa vetoramento e estabilizador e um conjunto leme conjunto no ducto. Esta tecnologia pode ser usada para modernizar qualquer helicóptero existente. Os helicópteros estão limitados a uma velocidade de 270km/h e poderão chegar a 430km/h com o VTDP. A tecnologia foi aplicada depois no AH-56.

A tecnologia VTDP permite várias vantagens. Além da melhora na velocidade e alcance, o VTDP melhora a capacidade de sobrevivência e diminui os custos.

Ao tirar a carga das hélices em até 50% e passar para as asas ocorre a diminuição do desgaste, resultando em menos vibração, fadiga e cargas. Assim a vida útil aumenta com a diminuição das inspeções e trocas, diminuindo os custos finais, principalmente das hélices. Também ocorre redução da vibração em 50% o que melhora a vida útil e diminui a manutenção. Realizando uma decolagem curta é possível aumentar a carga útil ou melhorar a vida útil ao diminuir a carga da hélice.

Um HH-60 teria um raio de ação de 1.370km na configuração de decolagem curta (STOVL) ou 930km com decolagem vertical (VTOL). O raio de ação atual é de 430km sem reabastecimento em vôo enquanto o F/A-18E/F Super Hornet tem raio de ação de 1.200km.

Voando mais longe e/ou mais rápido a mesma missão pode ser feita mais rápida ou com menos aeronaves, também resultando no custo final menor. A manobrabilidade é melhorada com a carga alar das hélices e asas juntas diminuídas. A aeronave fica mais estável para disparo de armas.

Um HH-60 na configuração composta com cauda VTDP. O UH-60 está limitado a voar em cruzeiro a 270km/h na configuração de helicóptero. Na configuração composta chega a 405km/h.

A capacidade de sobrevivência aumenta pois se o rotor principal ou traseiro falha ou é danificado em combate, as asas podem ser usadas para pousar. A velocidade e agilidade também são fatores que influenciam na capacidade de sobrevivência.

Os Fuzileiros e o US Army usaram simuladores para "voar" o AH-64 Apache e AH-1W SuperCobra em 1996 (programa VTCAD). O desempenho, capacidade de sobrevivência e manobrabilidade melhorou. O VTDP permitiu atingir velocidade de 370km/h; melhora de 50% na aceleração longitudinal e desaceleração; 50% de diminuição no raio de curva e maior agilidade. Em simulações táticas mostraram ser superior aos modelos convencionais com 25% de melhoria na velocidade e podendo voar 17% mais baixo. O VTDP permitia engajar alvo elevado sem sair do esconderijo. As aeronaves simuladas mostraram ser bem mais difícil de derrubar. As aeronaves ficaram 25% mais rápidas e podiam atacar do alto sem usar mascaramento do terreno. Configurados para combate ar-ar, os helicópteros puderam apontar nariz sem perder ou ganhar velocidade. A velocidade também é importante para resgate de combate devido a resposta mais rápida.

AH-64 Apache na configuração composta e equipado com o VTDP do programa VTCAD.

AH-1W SuperCobra na configuração composta e equipado com o VTDP do programa VTCAD.

O lado ruim de uma aeronave composta é o peso extra e a potência necessária maior. O peso adicional da asa e cauda chega a 750kg no YSH-60, mas pode chegar a 500kg com um projeto dedicado. O resultado pode ser a diminuição da carga útil. O peso extra cria problemas a baixa velocidade e vôo pairado. As asas interferem no fluxo do rotor e cria empuxo negativo.

Uma aeronave composta é muito boa voando para frente quando a velocidade é a prioridade, superando as desvantagens em custo, vôo pairado e complexidade. É ideal quando o alcance e velocidade superam as desvantagens.

Os EUA estão prevendo um gasto de US$ 41 bilhões para melhorar a capacidade de seus UH-60, UH-1 e AH-64 até o projeto Joint Replacement Aircraft entrar em operação em 2025. O H-60/VTDP é uma alternativa em estudo para substituir os HH-60G da USAF e pode se estender para outros helicópteros.

O US Army poderia usar a tecnologia nos seus MH-60 e MH-47. A USAF pode usar nos seus HH-60 e pode participar na segunda fase da concorrência para substituir o HH-60 concorrendo com CV-22. A tecnologia VTDP é considerada uma alternativa de baixo custo para aeronaves tiltirotor.

AH-56

O US Army quase comprou uma aeronave composta na década de 60 na forma do AH-56 Cheyenne. O AH-56 venceu uma concorrência de 1966 para um sistema de apoio de fogo aéreo (AAFSS) de uma aeronave para escolta armada, interdição longa alcance, apoio de fogo e anti-carro, competindo com o Sikorsky S-66. Na década de 60 o US Army queria uma aeronave para apoio aéreo aproximado (cobertura na FAB) e na época a USAF estava investindo em interceptadores e bombardeiros para um cenário de guerra nuclear contra a URSS. A USAF também achava a função de apoio aéreo pouco glamorosa. Caças F-100 e F-105 eram bons para alvos grandes e bem definidos e não contra pequenas concentrações de tropas próximas as forças amigas. O F-105 tinha muito alcance, mas pouca autonomia. O US Army chegou a testar caças A-4 Skyhawk, F-156F (virou F-5A), Fiat G91 e Kestrel (virou Harrier) dizendo que realizariam missões de reconhecimento mas não enganou ninguém. A justiça decidiu que não poderia operar aeronaves de asa fixa, mas poderia operar helicópteros de ataque. Logo a USAF lançou o projeto LAR que virou OV-10 para apoiar as operações do US Army. As perdas com T-28D no Vietnã mostraram que só seria usado para controle aéreo avançado. A aeronave de apoio aéreo provisório foi o A-1 Skyrider que teve muito sucesso devido a grande autonomia e grande carga de armas. Ficava orbitando próximo da ação em terra e respondia rápido. Jatos A-37 e F-100 demoravam a chegar mesmo sendo mais rápidos. Era lento o que facilitava a aquisição de alvos pois segunda passada costuma ser mais perigosa pois inimigo está mais alerta. Ainda na década de 1960 a USAF lançou o projeto AX que levou ao A-10. Mesmo assim o US Army lançou o projeto AAFSS para realizar apoio aéreo aproximado com requerimento de velocidade de 400km/h e capacidade de pairar no ar. Antes do AAFSS entrar em operação o US Army estudou uma aeronave provisória para escolta armada do CH-47. Foram proposto uma versão armada do CH-47, UH-2 Seasprite armado, Sea king e o Bell 209. O Bell 209 era Bell 47 para mostrar um conceito de helicóptero artilhado com tripulação em fila. A Bell acabou desenvolvendo o HeyCobra por conta própria que foi escolhido em 1966 entrando em serviço como AH-1G Cobra. O AH-56 tinha dois rotores traseiros como anti-torque e impulsão. Podia atingir 407km/h sem carga externa com alcance máximo de 1.970km. A velocidade de cruzeiro era de 288km/h. O AH-56 mostrou ser capaz de acelerar até 360km/h em fantásticos 38 segundos e desacelera na mesma velocidade até parar em apenas 17 segundos. O rotor rígido permitia realizar acrobacias. Era equipado com um turboshaft T-64 modificado com 3.425hp e transferia 700hp para a hélice traseira em vôo convencional. Estava equipado com sistemas de navegação sofisticados como radar de acompanhamento do terreno para operar a noite e qualquer tempo. O Cheyenne foi concebido para escoltar o CH-47, mas logo pensado para fazer apoio aéreo aproximado. O AH-1 mostrou ser valoroso mas pouco armado, pouco alcance e sensores pouco sofisticados. O AH-56 tinha autonomia de 2,5 horas, era muito bem armado com 900kg armas em seis cabides, incluindo 2.100 tiros de 30mm, 780 de 40mm, seis mísseis TOW e 38 foguetes de 70mm. Em local quente so tirariam os mísseis TOW. Estava equipado com telemetro laser e FLIR. A capacidade era similar ao AX também em desenvolvimento. O US Army pretendia comprar 375 aeronaves inicialmente mas o programa foi cancelando devido aos custos e complexidade. O AH-56 mostrou ser instável acima de 320km/h. Era esperado que custasse US$ 500 mil cada e chegou a US$ 4-5 milhões em 1972 e ainda não teria capacidade todo tempo. O US Army acabou lançando o programa AAH vencido pelo AH-64 Apache para um helicóptero anti-carro capaz de operar em qualquer tempo na Europa e com novos sistemas de pontaria e novas conceitos de proteção.

Com a derrota do S-66 a Sikorsky modificou um S-61 Sea King armado modificado chamado S-67 Blackhawk para tentar preencher os requisitos do programa. Foi testado entre 1970 e 1974, mas não teve bom desempenho apesar de mostrar ser manobrável e poder levar 15 tropas. O S-67 não era usado apenas para ataque, mas também transporte de tropas, resgate armado e ASW. Era chamado e AH-3, mas nunca foi comprado. Foi avaliado em 1971 pelo Us Army mas foi considerado insatisfatório para a competição. O protótipo foi destruído em um acidente em 1974 em Farnborough.

Uma das propostas mais incomuns do programa AAFSS foi feita pela Convair com o modelo 49 em 1967. O Convair 49 não era nada parecido com uma aeronave nem helicóptero e sim algo inteiramente novo. A propulsão vinha de três turbinas Lycoming LTC4B-11 que atuavam em hélices contrarotativas em um duto. A Convair considerava o sistema mais confiável que um helicóptero convencional. Era tripulado por dois ocupantes em uma cápsula articulada. Os motores, combustível, cápsula de tripulantes e aviônicos eram cobertos por blindagem de aço resistente a projétil de 12,7mm. As armas propostas incluíam torretas com minigun M-134 calibre 7,62mm ou lança-granadas M-74 de 40mm. Cada torreta tinha 12.000 tiros de 7,62mm ou 500 de 40mm. A torreta central era equipada com um canhão M-140 de 30mm com 1000 tiros. A torreta central também podia levar 500 foguetes WASP ou um canhão de 30mm secundário. As torretas eram móveis e podiam ser disparadas com a aeronave pousada, em vôo pairado ou em alta velocidade. A fuselagem tinha quatro pontos duros para levar tanques extras de 300 galões, mísseis TOW em casulo triplo, ou três mísseis Shillelagh. Outra opção era um canhão sem recuo M40A1C de 106mm com 18 tiros contra alvos duros. Os pontos duros eram móveis.

O Sikorsky XH-59A ou S-69 usa rotor coaxial com rotores rígidos contrarotativos. Chegou a atingir 580km/h com propulsão auxiliar de dois turbofan J60. Voou em 1973 e a tecnologia chegou a ser cogitada para o programa LHX.

O programa Unmanned Combat Armed Rotorcraft (UCAR) tem vários proposta de modelo com configuração composta como o Lockheed Martin (foto). A Bell Helicopter analisou 13 conceitos, desde rotor muito lento até fan de alta velocidade em configuração de asa. A configuração composta mostrou ser adequada. A aeronave deve pesar 2500kg. O sistema coberto diminui a emissão sonora.

AH-56

O Agusta A-123 de 1969 era um dos vários projeto italiano de helicóptero composto. O A-123 atingiria (417km/h) sendo capaz de levar 14-17 passageiros. Também foi estudado um caça STOVL similar ao Harrier chamado G.95 para os requisitos da estratégia da OTAN de resposta flexível em caso de um ataque soviético. A Itália também participou do programa alemão VAK 191.

A Itália teve vários projetos de aeronaves VTOL e composta. O Fiat G.222 de 1963 era equipado com dois turbohélices Dart 10 com 3.000 Hp cada e seis turbojatos RB 16-2-31 com 2.495kg empuxo cada para atuar como STOVL. Levaria uma carga de 4.100kg. Apenas versão CTOL foi adiante e é produzida até hoje (C-27 Spartan).

Próxima Parte: Aeronaves Compostas no Brasil
Atualizado em 28 de julho de 2006

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