El avión del Capitán Escarlata, ¿podría haber funcionado?: Experto
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¿Habría funcionado el interceptor del Capitán Scarlet en la vida real? Preguntamos a un experto
Jim Smith desempeñó importantes funciones técnicas en el desarrollo de los principales programas de aviación militar del Reino Unido, desde ASRAAM y Nimrod, hasta JSF y Eurofighter Typhoon. También fue el enlace técnico de Gran Bretaña con la Embajada británica en Washington, cubriendo varios proyectos, incluido el concurso Advanced Tactical Fighter. Su último libro está disponible aquí. Le preguntamos si el ángel interceptor del muy querido programa de televisión de títeres para niños de la década de 1960 Capatin Scarlet hubiera funcionado en la vida real.
“Hace un tiempo, Hush-Kit me pidió que echara un vistazo al Angel Interceptor para ver si era un avión plausible. Eché un vistazo rápido, sin saber nada sobre el diseño o la serie Captain Scarlet de la que provenía, y mi reacción inmediata fue favorable, pero calificada, en la línea de "Generalmente se ve sorprendentemente bien, siempre y cuando no estén reclamando hacer cualquier tontería como hipersónicos o STOVL, por ejemplo ”.
Bueno, no necesito decir nada más, pero aquí va:
Configuración y rendimiento
Hay una cantidad útil de información disponible sobre el Interceptor, que es útil, aunque gran parte de ella se encuentra en unidades coloniales anticuadas. Teniendo en cuenta esto, en lugar de hacer mis comparaciones con el Typhoon, usaré el F-22 como comparador.
El Interceptor es una configuración de tres superficies con un pequeño canard delantero, un ala delta acodada con puntas de ala hacia abajo y un plano de cola grande con puntas hacia arriba. Aunque parece ser un avión monomotor, tiene un sistema de propulsión descrito como “compresores de turborreactor gemelos que sirven al estatorreactor montado en la parte trasera”. Hay algunos problemas técnicos con esta descripción, pero por el momento asumiremos que efectivamente tenemos motores turboventiladores gemelos, que alimentan efectivamente una unidad de postcombustión común. El F-22, por supuesto, tiene dos motores turboventiladores (o dada la relación de derivación de 0,45, estos quizás podrían describirse mejor como "turborreactores con fugas"), cada uno con su propio postcombustión y boquilla de vectorización de empuje.
Entre otros detalles, se nos dice que el peso es 40,000 lb, un ancho de 35 pies y una longitud de 60 pies. El volumen de combustible se establece en 500 galones, y asumiendo que estos son galones imperiales, esto se traduciría en aproximadamente 4000 lb de peso de combustible. Se dice que el alcance de la aeronave es de 25,675 millas, y se dice que la velocidad máxima es de Mach 3.9. El techo sorprendentemente bajo de 40,000 pies, lo que no tiene sentido, considerando que esta es la altura cotizada para su base operativa.
El interceptor se lanza desde su base de operaciones Cloudbase (portaaviones volador) por catapulta y se recupera mediante una maniobra de inclinación hacia arriba en una rampa inclinada.
A modo de comparación, el peso vacío del F-22 es de aproximadamente 32,000 lb, y su capacidad interna de combustible es de 18,000 lb. El F-22 tiene una envergadura de aproximadamente 45 pies y una longitud de aproximadamente 60 pies. Se dice que los tanques de combustible externos son de 1800 millas, la velocidad máxima es de Mach 2.25 (Wikipedia) y el techo es de 50,000 pies.
en un esquema especulativo de la RAF 263 Sqn, obras de arte de perfil de Andy Godfrey de Teasel StudiosProblemas de desempeño
A partir de esta comparación muy rápida y limitada, podemos observar algunos problemas obvios. El Angel Interceptor es, en un sentido muy amplio, comparable con el F-22, con un peso en vacío operativo similar de alrededor de 35,000 libras y un tamaño similar, aunque la forma en planta diferente del F-22 tiene una mayor envergadura. Dada esta semejanza bastante amplia, podemos ver que tanto el rango citado como la velocidad máxima del interceptor Angel parecen completamente inverosímiles.
Ahora, se podría argumentar que hay algo de magia en el inusual sistema de propulsión turbocompresor / ramjet, lo que resulta en un empuje muy alto y un bajo consumo de combustible. El avión más cercano en términos de rendimiento a las afirmaciones del Ángel Interceptor sería el SR-71, que utiliza un motor de turbina de ciclo variable que se ha descrito que funciona como un estatorreactor a alta velocidad. La longitud total del motor SR-71, sistema de admisión y boquillas es de aproximadamente 45 pies, que es algo más largo que la instalación del motor en el Angel. El empuje de cada motor es de 32,500 lb con postcombustión, y el rango sin repostar del SR-71 se establece en 2982 millas a Mach 3. Para lograr esto se requieren 'más de 80000 lb' de combustible (Janes all the Worlds Aircraft 1974- 5). A partir de esto, solo podemos describir el rendimiento de rango declarado del Ángel como inalcanzable.
Rendimiento probable en el "mundo real"
No se cita una clasificación de empuje para el inusual sistema de propulsión, aunque una de las fuentes de Internet sugiere quizás 50000 libras de empuje. Si tomamos esto como una suposición de trabajo, dado el peso y la amplia configuración, y asumimos que se utilizan materiales bastante convencionales, se podría lograr una velocidad máxima de quizás M 2.5, pero para algunas características muy difíciles, particularmente las baterías de cohetes del fuselaje. El transporte interno de los cohetes podría ser una modificación que valga la pena examinar. La superficie delantera del canard también podría ser mejor si se reubica en una posición en las tomas, como el Mirage 4000.
Con estos cambios, se debería lograr una velocidad y un rendimiento de maniobra bastante respetables, aunque es más probable que el alcance del ferry sea de quizás 1500 millas que las 25,000 millas indicadas. Muy en línea con mi reacción inicial: un diseño bastante decente, suponiendo que no se intente utilizar hipersónicos o VSTOL.
Despegue y aterrizaje
La aeronave se muestra en el programa usando un despegue asistido por catapulta, y esto parece ser un enfoque razonable, dado que se supone que está operando desde una "base" mantenida a 40000 pies de altitud. Los dibujos en corte no muestran ningún medio de lograr un vuelo asistido por empuje, y mucho menos un aterrizaje vertical o STO.
El aterrizaje no es vertical, sino que es como un tirón hacia una actitud de pérdida, con un impulso hacia adelante que lleva al avión a aterrizar en una rampa inclinada. Si bien podría ser posible mantener un vuelo controlado en un avión a reacción de alta potencia con un alto ángulo de morro hacia arriba, esto es, después de todo, una pieza de fiesta en muchas exhibiciones aéreas, no debemos olvidar que se encuentran a baja altitud, no a la 40000 pies de Cloudbase.
La velocidad de pérdida de una aeronave en vuelo nivelado viene dada por la expresión:
Vstall = 17.2 x Raíz cuadrada (Peso / (CLmax x Sigma x Área del ala))
Donde Vstall está en nudos, el peso está en libras, sigma es la relación entre la densidad del aire y la densidad al nivel del mar y el área del ala está en pies cuadrados. (Aerodinámica para aviadores navales). CLmax es el coeficiente de elevación máximo.
A partir de esta útil ecuación, y haciendo algunas suposiciones sobre el peso, el área del ala y CLmax, encontramos que en vuelo nivelado, al nivel del mar, y asumiendo un peso de aterrizaje de 35000 libras y un CLmax de 1.8, obtenemos
Vstall = 91 kt
Lo cual es tranquilizador, ya que sugiere una velocidad de aproximación de aproximadamente 118 kt, lo que parece razonable.
Sin embargo, a 40000 pies, Sigma = 0.25, y repitiendo el cálculo, encontramos que la pérdida en línea recta y nivelada ocurre a 181 kt, lo que sugiere una velocidad de aproximación de aproximadamente 235 kt, lo cual es claramente insostenible.
Pero, oigo decir al lector, ¿qué pasa con aterrizar en una condición detenido en una rampa de 30 grados, con el empuje del motor compensando el peso?
A una incidencia de 30 grados, utilizando el empuje completo (se supone que es de 50000 lb), el ala solo tiene que proporcionar una elevación de 10000 lb, el resto se equilibra con el motor en la aproximación de alto alfa. En estas circunstancias
Vstall = 97 kt
Si hacemos un pequeño margen para la capacidad de control, la velocidad de aproximación podría ser de 120 kt, y el choque controlado aún sería inmanejable a unos 100 kts.
Mi consejo sería "¡No intenten esto en casa, amigos!" a menos que Cloudbase no solo se mantenga a 40.000 pies, sino que también navegue a unos 100 kt.
Al observar uno de los episodios relevantes, es evidente que, si bien Coudbase tiene motores para cambiar su ubicación, no parece estar en movimiento durante la secuencia de aterrizaje. Operar desde una Cloudbase estática simplemente no tiene sentido, porque no podrá volver a aterrizar a bordo. Un portaaviones convencional que aterrice desde una velocidad de aproximación de 200 kt + no funcionará. La alternativa de cabecear hasta 30 grados para aterrizar en una rampa a 100 kt tampoco funcionará.
Si Cloudbase se moviera a 100 kt aproximadamente durante la secuencia de aterrizaje, entonces sería posible un aterrizaje de portaaviones convencional usando cables de detención, y sería una solución más flexible y menos peligrosa que la rampa inclinada. Sin embargo, requeriría una disposición de tren de aterrizaje muy diferente.
El Angel Interceptor: Bueno o malo?
Juzgado como un caza Mach 2.2 convencional, operando desde tierra o desde un portaaviones (con tren de aterrizaje modificado), no está nada mal. Rendimiento y maniobrabilidad razonablemente creíbles, alcance moderado y una serie de características interesantes. El radar sería inútil; la instalación del misil parece lenta y el tren de aterrizaje algo sospechoso.
Juzgado como un sistema con todas las capacidades declaradas, sin esperanza. Basarse en 40000 pies simplemente hace que los arreglos de aterrizaje sean inverosímiles.Las afirmaciones de alcance y el uso del combustible exótico 'coboltide' dejan el diseño abierto al ridículo, al igual que la afirmación de poder volar a Mach 3.9, y tener cualquier tipo de capacidad STOVL.
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