O projeto FX: a mais longa novela já escrita no Brasil::parte 2::


Antes de continuarmos com a novela, cabe uma explicação, que ajuda a entender parte das questões envolvidas no projeto FX. Atualmente, usa-se muito a expressão “caça de tal ou qual geração”. É interessante imaginar o que isso significa::

Trata-se de um conceito relativamente novo, que começou a ser usado a partir do momento em que, no final dos anos 1990, surgiram na cena protótipos de aeronaves inteiramente diferentes do que estava então disponível. Essas aeronaves, surgidas nos EUA, usavam o conceito “stealth” (“furtivo”, em inglês), lançado com o bombardeiro Northrop B2 “Spirit” e com o caça tático Lockheed F117 “Nighthawk”1. Esses aviões eram realmente revolucionários: utilizavam desenhos totalmente não convencionais e incorporavam tecnologias recentíssimas. Foram ambos testados em combate, e se revelaram todas as características de sistemas de transição: eram ao mesmo tempo eficazes e pouco confiáveis. Um F117 chegou a ser derrubado, durante a intervenção da OTAN na Sérvia, em 1999.

A expressão começou a ser usada, na forma atual, por volta de 2004, quando começou a entrada em serviço real do Lockheed Martin/Boeing F-22 “Raptor”, projeto que começou a ser discutido em 1981, buscando o conceito de um caça de superioridade aérea destinado a, por volta do final do século, substituir os F15 “Eagle”2. A área de marketing da empresa começou a falar em “nova geração” de caças, e a imprensa especializada replicou a expressão, particularmente nos EUA. Logo surgiu uma categorização, que é a que está atualmente em curso, e aplica-se a aeronaves a reação, mas apenas a aviões de caça e caças táticos (caças com capacidade de ataque ao solo). Os bombardeiros médios e pesados não são incluídos nessa categorização. As aeronaves da Segunda Guerra Mundial, propelidas a hélice e impusionadas por motores a pistão são chamadas de “geração pré-reação”.

A “primeira geração” inclui todas as aernonaves subsonicas, que são descendentes do Messerschmitt Me262A (em serviço em 1943-1944), o britânico Gloster “Meteor (em serviço em 1944) e o norte-americano Lockheed P-80 “Shooting Star” (em serviço em 1945). Essa “primeira geração” incluiu mudanças significativas não apenas na motorização das aeronaves, mas também no desenho de fuselagem, asas e superfícies de controle. O desempenho subiu de modo notável: a velocidade de cruzeiro dos novos caças era igual ou superior a velocidade máxima dos caças a hélice. Uma mudança também notável, nos primeiros jatos, foi a adoção, a partir do MiG 15 (primeiro vôo, 1947), de asas enflechadas, o que permitiu aumento de 20 por cento na velocidade, sem aumento expressivo no consumo de combustível. A evolução pós-guerra da “primeira geração” também incluiu a adoção de aperfeiçoamentos nos aviônicos, sensores e no armamento. Talvez essa fase possa ser chamada “primeira geração e meia”, já que as aeronaves surgidas no final dos anos 1940, : o North American F86 “Sabre”, o Republic F84 “Thunderjet3 e o sueco Saab J29 “Tunnan” eram bem diferentes daquelas que entraram em serviço no fim da Segunda Guerra.

A “segunda geração” de aeronaves a reação não demorou muito a surgir, a partir da experiência adquirida na Guerra da Coréia e do advento do campo de batalha em ambiência nuclear. As aquisições tecnológicas do pós-guerra, com o surgimento de novos materiais (ligas de alumínio de alta dureza, materiais leves e compostos) permitiu o aumento da resistência estrutural sem ganho significativo de peso. Experiências com asas de alto enflexamento e formato delta, com novos desenhos de bordo de ataque se tornaram possíveis. Aperfeiçoamentos na eletrônica permitiram a miniaturização de aparelhos radar, que puderam ser instalados em aeronaves sem alterar-lhes o desenho, *como acontecia na Segunda Guerra Mundial. O surgimento de radares semi ativos tornou possível a combinação de mísseis com o guiamento ativo (o míssil “segue” a onda de radar até o alvo); também foram muito aperfeiçoados os mísseis buscadores de calor. A velocidade supersônica em vôo nivelado tornou-se possível (até então, a barreira do som só era quebrada em vôo de mergulho ou por aeronaves especialmente preparadas). Essa nova “geração” começou a surgir por volta de 1950. O North American Super Sabre F100 é um dos primeiros representantes dessa nova onda. No lado soviético, o MiG19 “Farmer” (primeiro vôo, 1953), primeira aeronave vermelha a superar a barreira do som em vôo nivelado. A França, cuja indústria aeronáutica recuperou-se rapidamente das tribulações do fim da Segunda Guerra, apresentou o Dassault MD452 *Mystère II (primeiro vôo, 1951) tornou-se o primeiro avião francês a romper a barreira do som. Um dado importante sobre a “segunda geração” é a crescente especialização dos tipos de aeronaves: os tipos correntes desde a Segunda Guerra Mundial, interceptadores e caças-bombardeiros, começaram a desdobrar-se em uma variedade de modelos. Essa multiplicação de tipos deve-se, segundo alguns especialistas, à consolidação da doutrina do campo de batalha nuclear, que fez surgir uma variedade de aeronaves destinadas a interceptar bombardeiros estratégicos tais como os B52 norte-americanos e o soviético Tu16 (ambos em serviço no início dos anos 1950). Essas aeronaves, voando a grandes altitudes, em velocidade transonica e com grande alcance, teriam, segundo se pensava então, de ser interceptadas o mais longe possível do alvo. Os interceptadores teriam então de ter capacidade de ganhar altura rapidamente, ser muito rápidos e estar dotados de armamento capaz de “buscar” o alvo: mísseis de grande alcance e guiamento semi ativo. O tipo de aeronave que resultou desse conceito tinha grande porte e baixa manobrabilidade. Os projetistas imaginaram que o combate singular não teria lugar, de modo que os armamentos de curto alcance (principalmente canhões) não fariam mais sentido, e deveriam abrir espaço para equipamentos eletrônicos, sistemas de reabastecimento em vôo e combustível4.

A “terceira geração” teve alguns desses conceitos revistos mas outros parecem ter se consolidado. O aperfeiçoamento dos vetores guiados, mísseis perseguidores de calor e de guiamento por radar mudou o conceito do combate aéreo, que tornou a ser visto como uma característica desejável nos aviões de caça, embora os canhões tivessem sido relegados ao papel de armamento secundário. Diversas modificações na tecnologia embarcada tornaram as aeronaves mais estáveis e manobráveis, por exemplo, o uso de “canards”5. Foram introduzidos, no início dos anos 1960, as primeiros turbojatos dotados de “pós-queimadores”, sistemas que permitem rápido aumento de empuxo, em situações que exigissem aceleração adicional. A introdução desse tipo de turbojato melhorou sensivelmente o desempenho das aeronaves militares, na decolagem e no aquisição de velocidades supersônicas. Outra inovação introduzida nas aeronaves da “terceira geração” foi a “geometria variável”6, capacidade do piloto modificar o ângulo de enflexamento das asas.

As aeronaves da “terceira geração” começaram a ver o estágio de protótipo na segunda metade dos anos 1950, e sua entrada em serviço deu-se por volta do início dos anos 1960. Podem ser caracterizados como “terceira geração” o norte-americanos McDonell Douglas F4 “Phantom” (primeiro vôo, 1958), o francês Dassault “Mirage” (primeiro vôo, 1956), o britânico English Eletric/BAC “Lightning” (primeiro vôo, 1957), o soviético MiG21 (primeiro vôo, 1955) e o sueco Saab J35 “Draken” (primeiro vôo, 1955). Todas essas aeronaves se caracterizam pela capacidade de alcançar velocidades finais superiores a Mach 2 (cerca de 2000 km/h).

 O desenvolvimento dos mísseis também fez surgir diversos vetores guiados ar-superfície, acompanhados por sistemas de orientação eficazes. Marcadores de alvo a laser e equipamentos eletro-óticos (também conhecidos como “optrônicos”) tornaram factíveis as bombas guiadas e munições de alta precisão, que em pouco tempo relegariam aos museus os artefatos de queda livre. Tanto os mísseis guiados por radar quanto os artefatos de precisão corresponderam a uma nova geração de caças táticos, tais como o norte-americano Ling-Temco-Vought A7 “Corsair II” e o multinacional S.E.P.E.C.A.T  “Jaguar”. Essas aeronaves, dentre outras, já eram baseadas na experiência obtida na Guerra do Vietnam e nos conflitos do Oriente Médio.

Um dos problemas que começou a ser sentido em todas as principais forças aéreas foi o custo de aquisição e operação das novas aeronaves e seus equipamentos. Esse aumento de custos fez com que se tornasse comum a modernização de aeronaves, através de programas que faziam com que os exemplares em melhor estado de conservação recebessem novos motores, aviônicos mais modernos e capacidade de vetorar armamento de última geração. Desta forma, aeronaves teoricamente ultrapassadas permaneceram em serviço por até 30 anos.  

Comentaremos sobre as gerações seguintes no próximo post. Por hora, considerem o fato de que nosso país está, neste momento, dependendo do critério adotado, está, na melhor das hipóteses, pelo menos uma geração atrasado; na pior, duas::

 Notas notáveis para serem notadas e anotadas:: 

1. Em ambos os casos, a história desses dois aviões remete-se a projetos da Agência de Projetos de Pesquisas Avançados de Defesa, a arquiconhecida DARPA. No caso do F117A “stealth fighter”, remonta a 1974, quando a agência coordenou, para a Força Aérea dos EUA, um programa de estudos que demonstrasse a factibilidade do conceito “aeronave militar de baixíssima visibilidade”, criado a partir do uso, pela USAF, durante a Guerra do Vietnam, de aeronaves-alvo de controle remoto (drones) como reconhecedores. Os operadores tinham observado que os drones apresentavam uma assinatura de radar muito redzida, frequentemente comparável à de um pássaro de porte médio. Na mesma época, um estudo do comitê científico do Departamento de Defesa dos EUA tinha observado, através da avaliação da guerra aérea sobre o Vietnam e das guerras dos Seis Dias e do Yom Kippur, que logo a sobrevivência de uma aeronave sobre o campo de batalha seria um desafio. O programa da DARPA partiu deste ponto e enfatizava duas questões: qual a assinatura mínima de radar uma aeronave deveria ter para ser considerada capaz de confrontar redes de radar de densidade média-alta (um) e (dois) o que deveria ser feito para projetar uma aeronave assim. Algumas indústrias foram convidadas a apresentar sugestões. As empresas Northrop e MD (McDonnell-Douglas) responderam que a médio prazo poderiam solucionar o problema proposto.  No início de 1975, a DARPA destinou alguns recursos ao projeto, repassados às duas empresas. Como o estudo era visto como de baixa prioridade e usava muitos dados pesquisados em laboratórios universitários, acabou vazando, chegando ao conhecimento de outras empresas. A Lockheed, que na época não estava projetando aviões de combate, foi uma dessas. Os conceitos elaborados pelo estúdio de projetos da Lockheed, departamento da empresa denominado “Skunk Works”, elaborou um desenho em forma de diamante, que foi transformado em modelo de testes, abrindo um projeto denominado, na empresa, “XST” (Experimental Survivable Testbed, em inglês, algo como “Plataforma Experimental Sobrevivível”), que foi a origem do F117. No caso do B2, o programa originou-se de conceitos que colocavam em dúvida o formato “diamante” como o mais adequado, e que foi extensivamente discutido com os engenheiros e cientistas da DARPA. Posteriormente, diversos outros conceitos, como o de “asa voadora” e o uso intensivo de compostos leves na estrutura foram testados. De toda forma, os dois revelaram-se altamente problemáticos, resultando em plataformas instáveis, difíceis de pilotar mesmo com a assistência de computadores e extremamente caras. As duas aeronaves entraram em serviço, respectivamente, em 1983 e 1991. Os 64 F117 construídos já foram descontinuados; os B2 são atualmente mantidos em serviço, mas com o mínimo possível de saídas de serviço.

2. Em 1981 a Força Aérea dos EUA começou a discutir as características de um novo caça de superioridade aérea, projeto denominado Advanced Tactical Fighter (ATF), que deveria substituir, em cerca de 15 anos, todas as variantes do F-15 então em serviço. A USAF estava preocupada com o surgimento de toda uma nova geração de aeronaves soviéticas e européias, baseada no Su-27 “Flanker” e no Mirage M2000. O comitê que elaborou a proposta conceitual imaginava que o ATF deveria incorporar as novas tecnologias que estavam começando a surgir: capacidade “stealth”, materiais compostos, pilotagem supervisionada por computadores de alto desempenho, sistemas de controle baseados em software (“fly-by-wire”), radares de abertura sintética, troca de informações em alta velocidade, plantas de potência de alto desempenho, e por aí vai. Em meados de 1985 várias empresas foram contactadas e em 1986, dois consórcios, liderados por Lockheed/Boeing/General Dynamics e por Northrop/McDonnell Douglas, foram formados e receberam financiamentos governamentais para em 4 anos, ou seja, pelo final da década, iniciarem os testes de protótipo. Pratt & Whitney e General Eletric foram convidadas a apresentarem propostas de plantas de potência que deveriam obrigatoriamente, incluir capacidade supercruise e empuxo vetorado. Um dos requisitos básicos da aeronave concebida ter capacidade de combate aéreo singular (“dogfighting”), o que incluía alta manobrabilidade e armamento de curto alcance, além dos mísseis “atire-e-esqueça”. O problema é que as capacidades da aeronave e as tecnologias necessárias para torná-las realizáveis colocaram aos consórcios problemas técnicos complexos que resultaram em custos astronômicos, além de sucessivos atrasos nos cronogramas de testes e produção. O objetivo de começar os testes de serviço (ou seja, as primeiras entregas de aeronaves “novas de fábrica”) em 1994 deram em nada, e os números de aquisição começaram a ser sucessivamente alterados para baixo. Setores especializados do governo e da imprensa começaram a colocar em dúvida a capacidade da USAF em adquirir as projetadas 650 unidades, até o fim da segunda década do século 21. O projeção de custo final por unidade tinha se multiplicado por mais de dois, desde 1994, e por volta de 2000, o orçamento de defesa projetado pelo Congresso dos EUA indicava a aquisição de pouco menos de 200 unidades, cada uma custando pouco mais de 360 milhões de dólares e com um custo por hora de vôo (sem incluir o armamento) de mais de 50.000 dólares.

3. O F84 “Thunderjet” é um exemplo interessante de “evolução de conceito”. O primeiro desenho remonta a 1944, e era baseado no P47 “Thunderbolt”: grande e pesado, dimensionado para usar os mais potentes motores disponíveis. Em 1945 o projeto foi abandonado e outra aeronave surgiu, projetada em torno dos novos turbojatos. O protótipo voou em 1946, e, apesar de mais delgado, ainda era um avião de dimensões notáveis. Alcançava velocidades até então inigualadas, introduzia o uso de assento ejetável e, em função da alta velocidade de aterrissagem, incorporou um  freio  aerodinâmico ventral. Entretanto, ainda tinha características de *aeronave à hélice: a asa reta situada na seção longitudinal média da fuselagem, o desenho da empenagem vertical e dos estabilizadores. Sua produção foi iniciada em 1947 , e logo seguiu-se uma sucessão de versões, destinadas a corrigir problemas ou implementar o desempenho. Inicialmente pensado como “caça de  escolta”, seu desempenho contra os  MIG15, na Coréia, mostrou-se pífio devido principalmente à baixa manobrabilidade e à tendência a “arfar” em velocidades mais altas, o que, além de tornar a aeronave instável, produzia vibrações que ameaçavam a integridade estrutural das asas.  Dada a baixa potência do turbojato Wright J35, a aceleração inicial era lenta e implicava tanto na necessidade de pistas maiores quanto em baixa velocidade ascensional. Dadas essas deficiências, as   tarefas   de   escolta  passaram  aos  *Sabre  F86, posto em serviço em 1949. O “Sabrejet”  incorporava um perfil de asa resultante do exame de pesquisas alemãs  – a asa enflexada, e um turbojato mais possante, o GE J47. Seu maior defeito, nas primeiras versões, era o armamento muito leve. Ainda assim, dada a superioridade do F86,  os  F84  passaram à função de *caças táticos (mais ou menos a trajetória do P47, durante a Segunda Guerra). O tamanho e peso da aeronave a tornavam resistente e estável em velocidade menores, ideal  para missões de apoio aproximado e supressão de defesas anti aéreas. Mesmo assim, a Republic tentou, após a guerra, implementar o desempenho do F84, redesenhando toda a aeronave. Em 1951 foi lançada a versão *F84F, incorporando os novos turbojatos  J65, e introduzindo asas   enflechadas, e novo desenho de empenagem e estabilizadores .  A baixa manobrabilidade persistiu, mas as qualidades como caça tático aumentaram, visto que o novo desenho e a maior potência do turbojato tornaram o “Thunderstreak” capaz de entregar até 2700 kg   de bombas e foguetes.

4. Um caso interessante, saído desse contexto, é o do *MiG25 “Foxbat”, interceptador que começou a ser projetado no final dos anos 1950. Durante a Guerra Fria, a defesa aérea da URSS era organizada como uma força armada independente, denominada “Forças Soviéticas de Defesa Aérea”. Esse ramo das forças armadas cuidava não apenas de aeronaves, mas também de armas anti-aéreas e sistemas de detecção. Sua função era, basicamente, manter “trancado” o espaço aéreo da União Soviética, o que significava monitorar algo em torno de 20 milhões de quilômetros quadrados, abrangendo dois continentes e fronteiras com dezenas de nações, algumas potencialmente perigosas (i.e. EUA e China). Ou seja: deveriam ser mantidos longe não apenas os bombardeiros estratégicos dos EUA mas também (em muito menor escala), os da Grã-Bretanha, França e China. Essa organização também cuidava de outras ameaças, mais sutis: aeronaves de reconhecimento e violações “não intencionais” das fronteiras aéreas. Ao longo dos anos 1950, o desempenho tanto de aeronaves militares de reconhecimento quanto de aeronaves civis cresceu de forma exponencial: tanto umas quanto outras se tornaram capazes de voar em velocidades transônicas a grande altitude. O final da década trouxe a necessidade de um interceptador que voasse muito alto e muito rápido, em função das características estratégicas da URSS. No início dos anos 1960, a notícia da existência do *Convair B-58 “Hustler, e as indicações sobre o “bombardeiro-bala”, o North American “XB-70” Valkyrie deixaram os planejadores soviéticos mais do que inquietos. As forças de defesa aérea da URSS precisavam de uma nova aeronave. As características conceituais da aeronave pretendida foram apresentadas em 1958: tripulada, com alcance de pelo menos 2500 km, velocidade igual a 3000 km/h (Mach 2,5 ou mais), teto de serviço de no mínimo 25 km (80000 pés). O birô de projetos Mikoyan-Gurevich já trabalhava em interceptadores que aproveitavam muitas das características do MiG21, mas deixavam antever um “interceptador estratégico”. Um desses projetos era concebido em torno de um enorme turbojato projetado para aeronaves de grande altitude. Esse turbojato seria usado no MiG-25. O projeto soviético experimentou diversos conceitos, que já eram característicos das aeronaves locais dessa função (e que chegaram ao auge com os MiG 19 e 21), bem como outros conceitos (alguns dos quais, suspeita-se, resultaram da observação de aeronaves norte-americanas em vôo sobre o Pacífico, principalmente o *bombardeiro/reconhecedor naval A3J). O resultado final, o MiG25, entrou em serviço em 1970, com versões de interceptador de grande altitude e reconhecedor de longo alcance. O surgimento da aeronave preocupou os planejadores norte-americanos, pois foram constatadas características que, pelo menos em teoria, a tornavam praticamente impossível de confrontar. Posteriormente, eventos reais com aeronaves de origem norte-americana, principalmente com versões iranianas do F14 “Tomcat”, e nos céus da Europa (principalmente sobre o Mar do Norte) mostraram que o projeto soviético tinha defeitos notáveis. Anos depois, diversos analistas especularam sobre o motivo pelo qual o projeto não teria sido descontinuado, quando os soviéticos souberam que o “bombardeiro-bala” tinha sido abortado. Alguns dizem que os soviéticos esperavam que o MiG25 complementasse outras aeronaves utilizadas na cobertura do espaço aéreo soviético, notadamente o SU15TM (“Flagon F”); outras análises sugeriam que o problema seria o desperdício de recursos, potencial fonte de problemas políticos, visto que a decisão de projetar, supervisionar o projeto e colocar o caça em produção era exclusivamente das autoridades políticas e militares.

5. Tratam-se de pequenas superfícies situadas, em distâncias variáveis, logo a frente das asas, principalmente quando essas adotam a configuração “delta”. Embora experimentados desde os primórdios da aviação – o 14bis de Santos Dumont tinha uma configuração “canard” –  ela somente começou a ser seriamente considerada a partir dos anos 1950. Essa pequena superfície ajuda a elevação da asa de uma aeronave, a medida em que a velocidade do ar aumenta. Nos anos 1960, o North American B70 “Valkyrie” e o Tupolev “Desenho 100” incorporavam o tipo de “canard” chamado “de elevação”, destinado a auxiliar o trabalho de sustentação das asas (ambas as aeronaves foram foram abortadas na fase de protótipo). Em 1967 o Saab J37 “Viggen” incorporava “canards” do tipo “de controle”, destinados a implementar  a estabilidade longitudinal do conjunto, no decorrer de manobras de alto desempenho, evitando a ocorrência de oscilação do nariz em relação à cauda (“arfagem”). Os Mirage IIIEBR receberam, em meado dos anos 1980, “canards” desse tipo, numa tentativa de implementar o desempenho do avião.

6. A “asa de ângulo variável” é uma superfície que, fixada em encaixe, une-se à fuselagem através de servomotores que, acionados, fazem o angulo de enflexamento aumentar ou diminuir. A “asa de ângulo variável” torna possível a variação da geometria da aeronave, conforme a condição de vôo. Essas condiçoes são as de alta velocidade, na qual um menor arrasto e, consequentemente, menor sustentação, é necessário, e de baixa velocidade, na qual o maior arrasto torna a sustentação maior, situação característica da decolagem e aterrissagem. Esse tipo de configuração começou a ser testado nos anos 1940, por alemães e ingleses, e desde os anos 1950, pareceu uma forma eficaz de compensar o aumento do peso total das aeronaves de combate, que exigia velocidades de decolagem cada vez maiores e provocava o aumento da velocidade de pouso. Entretanto, diversos problemas tornavam instáveis as características de vôo de aeronaves dotadas desse tipo de asa. Superfícies de controle adequadas só surgiram no fim dos anos 1950, e tornaram possível uma aeronave segura com essa característica na segunda metade dos anos 1960. O General Dynamics F-111 “Aardvark”, introduzido em 1967, foi a primeira aeronave de série com essa característica. Em 1970 o MiG23 “Flogger” foi a primeira aeronave soviética de geometria variável.

 

 

 

 

  

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2 pensamentos sobre “O projeto FX: a mais longa novela já escrita no Brasil::parte 2::

  1. Bitt, essa história de chamar o F117 de “caça tático” não é forçar a barra? Existe “caça estatégico”? Que eu saiba, no máximo há caças projetados para abater bombardeiros estratégicos, como o MIG-31. Voltando ao Nighthawk, seu uso é claramente o de um bombardeiro tático. Sei que a idéia não é sua, eu vi uma reportagem que dizia que os americanos acharam o avião tão estrondante que acharam por bem designá-lo como “F” ao invés de “B”. Você sabe se ele tem alguma capacidade de dogfight ou mesmo se é capaz de transportar mísseis anti-aéreos?

    Grande artigo, queremos mais!

  2. Otima a apresentaçao sobre a evoluçao dos avioes de caça e suas armas…apenas peço ( se possivel, claro) um esclarecimento acerca do “canard” na aerodinamica e desempenho dos caças…Saudaçoes

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