[Vídeos] Griffon, el primer avión francés que superó Mach 2

El prototipo Nord (después S.N.C.A.N., Société Nationale de Constructions Aéronautiques du Nord) 1500-01 Griffon I, propulsado por un motor SNECMA Atar 101F con postcombustión, realizó su primer vuelo en septiembre de 1955, con el piloto de pruebas André Turcat a los mandos.

El Griffon fue diseñado por Jean Galtier y originalmente construido por S.F.E.C.M.A.S. (Société Française d’Etude et de Construction de Matériel Aéronautiques Spéciaux) anteriormente Arsenal, una compañía que se integró en Nord en 1955. Los datos sobre el ala delta y las alas en flecha fueron adquiridos por Arsenal a través de planeadores supersónicos, el Arsenal 1301 y el Arsenal 2301, y del Gerfaut El Griffon surgió de éste último.

Después de completar la primera fase de pruebas con un solo motor, la estructura fue modificada para recibir el sistema mixto (turborreactor/estatorreactor) de propulsión avanzado para el cual el avión había sido diseñado, y como ya se había ensayado con los predecesores del Gerfaut.

El estatorreactor tenía un diámetro de 1,37 metros. El turborreactor escogido sería el Atar 101E3.

El estatorreactor estaba equipado con bombas de combustible capaces de suministrar 40.000 litros por hora, y un sistema de control de flujo de combustible que incluía un regulador de salida controlado por un sistema electrónico y un limitador para controlar la mezcla, teniendo en cuenta la altitud, la velocidad y la demanda de potencia.

Aunque en general era equivalente al modelo anterior, la variante equipada con el nuevo motor doble fue designada 1500-02 Griffon II.

Realizó su primer vuelo a finales de enero de 1957 y superó Mach 1.0, a la altitud de crucero, sin utilizar la combinación de los dos motores a plena potencia.

A partir de ese momento, el Griffon realizó más de 200 vuelos, aumentando gradualmente la velocidad. En octubre de 1959, alcanzó Mach 2.19 (aproximadamente 2.315 km/h) a 50.000 pies (15.250 m) y las pruebas continuaron como parte de un contrato de investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Finalmente, el Griffon no tuvo un desarrollo operativo. Se puede ver el Museo del Aire y del Espacio de Le Bourget.

El Griffon tenía una delgada ala delta de 60°. El avión estaba equipado con un tren de aterrizaje retráctil con neumáticos de baja presión, flaps y un paracaídas de frenado. Pequeños estabilizadores fijos estaban ubicados a nivel de la cabina. Proporcionaban control longitudinal en esta aeronave sin planos de cola, a todas las velocidades, incluyendo la zona transónica. También se montaron frenos aerodinámicos en la parte delantera del fuselaje.

A Mach 2.0, el estatorreactor proporcionaba aproximadamente el 80% del empuje total, que era de 9.200 lbf (4.170 kgp) a 50.000 pies (15.250 m) y 5.500 lbf (2.500 kgp) a 60.000 pies (18.300 m). Las velocidades más altas no se pudieron alcanzar debido a limitaciones térmicas de la estructura. Además, las pruebas mostraron que el estatorreactor funcionaba bien a alta velocidad, pero era inestable a velocidades medias.

Fuentes

Gerfaut, el padre de los cazas franceses con ala delta

El ala delta en Francia está indiscutiblemente vinculada a Dassault. Sin embargo, antes de él, se estudió utilizando un avión que sigue siendo desconocido para el público en general: el Gerfaut, y acaba de celebrar los 70 años de su primer vuelo.

Este fue diseñado por Jean Galtier, en la empresa Arsenal, como una aeronave experimental a petición del gobierno, con el objetivo ulterior de convertirla rápidamente en una aeronave de serie para la intercepción. El contrato se otorgó en enero de 1953, para un interceptor ligero (menos de 4 toneladas), pero supersónico. Debía poder ascender a 15,000 metros en menos de 4 minutos.

Se basaba los Arsenal (o SFECMAS) 1301 y 2301. Planeadores para ensayar y entender el comportamiento de las alas supersóinicas. Ambos compartían fuselaje, aunque uno tenía el ala delta y el otro un ala en flecha convencional. Despegaban remolcados por DC-3, SNCAC Martinet o SNCASE SE.161 Languedoc. Fueron ensayados durante 1950 y 1951.

Luego vino el Gerfaut, o modelo 1400, cuyas versiones, del 1401 al 1405, diferían por su motor o ubicación de sus alas.

Muchos de los ensayos que se estaban realizando para aeronaves de alta velocidad estaban basados en estatorreactores. Pero los estatorreactores sólo empezaban a funcionar cuando la aeronave se encontraba ya volando a altas velocidades. Y los primeros turborreactores estaban algo limitados en cuanto al empuje que daban, por eso los primeros aviones a reacción como el famoso Messerschmitt 262 o el Heinkel 280 eran bimotores. Así que, ¿por qué no combinar ambos en una sola aeronave?

El 1401 era una combinación de turborreactor/estatorreactor de ala alta, el 1402 una combinación de turborreactor/estatorreactor de ala media, el 1403 idéntico al 1402 pero un motor de otra marca, el 1404 era de ala baja con la combinación de turborreactor y cohete y el 1405 una aeronave de ala baja y propulsada por un solo reactor, el ATAR 101.

Arsenal se convirtió en SFECMAS (Sociedad Francesa para el Estudio y Construcción de Equipos Aeronáuticos Especiales) en 1952, y luego fue adquirida por Nord Aviation el 1 de octubre de 1954, debido a la nacionalización.

El ala media del SFECMAS 1402A Gerfaut tenía una flecha positiva de más de 58°. El diminuto empenaje horizontal estaba situado alto, sobre el empenaje vertical, sin llegar a estar en T. Estaba motorizado con un solo motor ATAR 101C de 2300 kg alimentado por una entrada de aire frontal.


Voló por primera vez el 15 de enero de 1954 con André Turcat al mando. El 3 de agosto del mismo año, pilotado también por André Turcat,superaría Mach 1, durante un picado somero, sin usar postquemadores. Sería el primer avión francés con el ala en delta que superaría la barrera del sonido.

Solo se construyó una copia.

Ya como Nord, fue modificado como Nord 1402B o Gerfaut 1B. Este tenía un ala de envergadura extendida en un metro, y cambiaba su motor al más potente ATAR 101D-2 de 2800 kg. Su superficie alar aumentó de 19 a 26 metros cuadrados. Voló por primera vez el 27 de diciembre de 1954 en esta configuración, y rompería la barrera del sonido en vuelo nivelado.

La última versión fue el Nord 1405 Gerfaut II. Su estructura, así como sus alas, se refinaron aerodinámicamente, y se benefició de un motor ATAR 101G-1, aún más potente, de 3800 kgp, y luego de un ATAR 101G-2 de 4400 kgp. Voló por primera vez el 17 de abril de 1956, en manos de Michel Chalard. Con él, André Turcat rompió récords de velocidad de ascenso en febrero de 1957. Los 15,000 metros de altitud se alcanzarían en 3 minutos y 35 segundos. Además se le equiparía con un misil.

Una vez que se completaron las pruebas, se utilizó como banco de ensayos para probar el radar de intercepción Aladin.

Fuentes

eXtra Performance Wing, el ala biomimética de Airbus, despega por primera vez

Airbus comenzó a ensayar un concepto de ala biomimética con el Albatross One, en un avión a escala, y la siguiente fase lógica era ensayar soluciones en un avión real, primero con ensayos en túnel de viento, y ahora en una Cessna Citation VII modificada.

Según la nota de prensa en la que Airbus presentaba este proyecto… Similar a cómo un águila planea, adaptando la forma, envergadura y superficie de sus alas y plumas, este demostrador permite aumentar la eficiencia del vuelo. Se investigarán, integrando en el ala, varios elementos tecnológicos para permitir el control activo del ala, incluyendo: sensores de ráfagas, spoilers o placas que se desvían rápidamente perpendicular al flujo de aire, bordes de fuga multifuncionales que cambian dinámicamente la superficie del ala en vuelo y una bisagra semi-aeroelástica.

El avión ha despegado y aterrizado hoy en el aeropuerto de Tolouse, y ha realizado un vuelo de una hora y media. Puede verse en Flight Radar.

El demostrador lo está desarrollando Airbus UpNext, una subsidiaria completamente propiedad de Airbus creada para acelerar el desarrollo de tecnologías futuras mediante la construcción rápida y a gran escala de demostradores, con el fin de evaluar, madurar y validar posibles nuevos productos y servicios que engloben avances tecnológicos radicales.

Fuente: @Airbus

¿Cómo refrigerar un vehículo hipersónico? Haciéndolo sudar.

Los investigadores de RTX validan la «refrigeración por transpiración» en una prueba para DARPA.

Tras la barrera del sonido está la barrera del calor. De sobra son conocidos los problemas de algunas de las aeronaves más rápidas porque en frío «sudan» combustible, y hasta que no han calentado sus materiales por la fricción con la atmósfera y éstos no se han dilatado no se sellan las juntas entre los paneles. También es conocido los problemas de temperatura en el parabrisas del SR-71 o del X-15. Pues imaginad si quisiéramos volar aún más rápido.

Los misiles o los vehículos hipersónicos pueden desplazarse a través de la atmósfera a velocidades superiores a 5 veces la del sonido. Pero a esas velocidades, las cosas se calientan tanto que muchos materiales se derretirían. Y los que no se funden, se deforman mucho.

«Pasas de algo afilado a algo más redondeado», dijo John Sharon del Centro de Investigación Tecnológica de RTX, «y cuando pasas de afilado a redondeado, aumentas la resistencia y terminas ralentizando el vehículo, lo que afecta a cuán rápido y lejos podemos volar».

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) quiere resolver ese problema, por lo que pidió a investigadores de todo el país sus ideas.

Sharon y su equipo tenían una idea simple pero intrigante: hacer que el misil sude.

Así como los humanos usamos los poros para enfriar nuestros cuerpos, el equipo buscaba demostrar que los poros artificiales, llamados canales de refrigeración por transpiración, en la punta del misil podrían hacer lo mismo.

«La refrigeración por transpiración ha existido durante años. La naturaleza ya lo ha descubierto: los árboles lo usan y nosotros usamos nuestra piel», dijo Sharon. «Pero, ¿cómo lo aprovechamos para otras aplicaciones de ingeniería?».

A DARPA le gustó la idea y otorgó al centro de investigación un contrato para modelar, prototipar y probar su concepto junto con otros equipos universitarios e industriales en el marco del programa MACH.

«Cuando surgió la oportunidad, hicimos algunos cálculos rápidos y dijimos: ‘¿Esto parece que funcionará?’ y la respuesta fue ‘Sí'», dijo Sharon. «Entonces fue realmente cuestión de profundizar y hacer una modelización y simulación detallada».

Su concepto funciona colocando un compuesto en la punta del misil que se calienta y genera vapor. El gas luego se empuja a través de miles de finos capilares de transpiración.

El prototipo de pruebas es una pieza en forma de cuña de metal resistente al calor y es ligeramente más grande que una tarjeta de crédito. Para hacer los canales de enfriamiento lo más pequeños y eficientes posible, el equipo de Sharon colaboró con Collins Aerospace, una empresa de RTX, utilizando su experiencia en micromecanizado, un método avanzado de fabricación que utiliza láseres para crear piezas intrincadas.

Para demostrar que funcionaría, el equipo primero probó la cuña en un dispositivo quemador en el centro de investigación en East Hartford, Connecticut.

«Básicamente, es una gran antorcha de crème brûlée», dijo Sharon.

El dispositivo de quemador dirige una antorcha alimentada con gas natural y oxígeno hacia el prototipo de pruebas para imitar los cambios de temperatura que ocurrirían a velocidades hipersónicas. Una vez que el equipo tuvo confianza en el rendimiento del prototipo, realizaron pruebas más detalladas en una instalación que utiliza un arco eléctrico para calentar y expandir gases a altas temperaturas y velocidades, simulando las condiciones de vuelo muy rápido.

Los ensayos ofrecieron resultados preliminares de que el concepto funcionaría, pero Sharon dijo que necesitarán más investigación y mejoras antes de que la refrigeración por transpiración esté lista para ser utilizada en misiles hipersónicos. Los desafíos restantes incluyen descubrir cómo hacer que los canales sean aún más pequeños y determinar si sus hallazgos en un prototipo del tamaño de una tarjeta de crédito son escalables a un vehículo hipersónico de tamaño completo.

Sharon dijo que cree que lo que han aprendido podría tener aplicaciones para varios productos de RTX, incluyendo la refrigeración de las palas de la turbina de los motores de las aeronaves, y demostró que su modelización predictiva era fiable.

«Cuando vuelas a más de cinco veces la velocidad del sonido, la temperatura puede aumentar muy rápidamente, en una fracción de segundo», dijo Sharon. «Las personas del equipo involucradas en la modelización hicieron un trabajo increíble estimando cuánto tiempo sobreviviría el prototipo».

Encontrar respuestas a preguntas como esta es por lo que Sharon se unió al centro de investigación. Después de obtener su doctorado, lo vio como una oportunidad para aplicar investigaciones de vanguardia en la industria aeroespacial y de defensa.

«Demostrarlo en el laboratorio ha sido genial», dijo. «El siguiente paso siempre es tratar de decir: ‘¿Cómo podría un cliente adaptar esto y rendir mejor?'»

Fuentes: RTX, vía Space Daily

Estructuras «vivas» que brillan bajo carga. Y cuanto más carga, más brillo

¿Imagináis poder comprobar de un simple vistazo cómo de cargada está una estructura? ¿Poder visualizar en una pieza real el nivel de esfuerzos y cómo se reparten, como si estuvieras viendo una simulación realizada en el ordenador?

Hace años que esto es posible, gracias a materiales con propiedades fotoelásticas, aunque hasta ahora no ha tenido ninguna aplicación más allá del campo de la formación.

Y los últimos avances hacia estructuras que se puedan monitorizar de este modo, publicados recientemente por la Universidad de California apuestan por un material fotoelástico vivo.

Se trataría de un material compuesto que integraría en su matriz un tipo de fitoplacton bioluminescente, conocido como dinoflagelados, un alga monocelular marina.

Los dinoflagelados, en su entorno natural, brillan para ahuyentar a los depredadores. Una vez embebidos en la matriz de PEGDA (polyethylene glycol diacrylate), brillan cuando el material es sometido a esfuerzos.

Los sensores así creados no necesitarían alimentación energética externa ni baterías, a diferencia de otros sensores, pero necesitan que los dinoflagelados se sometan a sus ciclos normales de luz-oscuridad para realizar la fotosíntesis. El compuesto tendría que adherirse al elemento a controlar. Hasta ahora se han realizado pruebas de unos cinco meses de duración en condiciones «extremas».

Fuente: Science