Desarrollo de las Toberas de Empuje Vectorial

Grulla

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El F-15S/MTD (Stol / Manouvering Technology Demostrator) estaba dotado de planos canard, control de vuelo computarizado y motores Pratt & Whitney F-100 con toberas vectoriales cuadrangulares, fabricadas en fibra de carbono, capaces de deflectar a ± 20° respecto al eje horizontal.
Hubiera estado lindo verlo en servicio











 

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El siguiente paso fue en el año 1996 con el F-15 ACTIVE ( Advanceds Control Technology for Integrated Aircraft _ Tecnología Avanzada para el Control Integrado de los Aviones) con motores F-100PW-229 y equipado con toberas vectoriales multipétalo circulares capaces de deflectar el flujo 20° en cualquier dirección, reemplazando a los controles convencionales en el control de alabeo y cabeceo. Este avión exploro el vuelo supersónico a MACH 1.85 con ángulos de ataque de 30°


















 

Grulla

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El Su-27 LL-UV(KS) en vuelo. Estaba impulsado por un motor dotado de toberas empuje vectorial en la gondola derecha . En comparación con un Su-27 normal elSu-27 LL-UV(KS) demostró mejor maniobrabilidad y mayor control a bajas velocidades, por lo que se decidió desarrollar una versión de producción del motor con empuje vectorial, cuyas toberas vectoriales fueran incorporadas al sistema de control del Su-27

 

Grulla

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El Su-27 LL-UV (PS) (Ploskoye- Soplo _ Tobera Chata) que voló en 1990, era un Su-27UB dotado de una tobera vectorial rectangular en la góndola motriz izquierda. Se logró disminuir la marca radar e infrarroja, pero se aumentó el peso y se perdió entre un 14 y un 17% de potencia.

Siempre pensé que esta tobera estaba destinada al AL-41 del caza de 5ta generación MiG 1.42, pero por lo que leí recientemente parece que estaba destinada al bombardero medio furtivo Sukhoi T-60S/Izdeliye 54.











El Su-27 LL-UV (PS) abandonado al aire libre en el aeródromo de Zhukovsky y unas vistas laterales del Su-27 LL-UV (PS)








 

Grulla

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Dos mas de la aparatosa tobera plana del Su-27 LL-UV (PS). Definitivamente estaba destinada al Sukhoi T-60S y a su sucesor Izdeliye 54. No prosperaron y el Su-34 heredo mucho de ellos, incluida aviónica, radar, nariz y cabina.




 

Grulla

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Un F-16 con toberas vectoriales planas 2D. No se si es algún proyecto de prototipo para ensayarlas con miras al F-22 o solo una maqueta armada por algún maquetista ducho con imaginación

 
Un F-16 con toberas vectoriales planas 2D. No se si es algún proyecto de prototipo para ensayarlas con miras al F-22 o solo una maqueta armada por algún maquetista ducho con imaginación

muy estética no se ve..

no se probó una tobera 3D en un F-16? tengo la idea de haber visto algo similar a las del X-31
 
No, se ensayo un sistema de paletas divergentes a la salida de la tobera del motor

tenés razón!

linda foto la de los 3 VISTA! el F18 con las mismas "paletas" del X-31. y de donde , creo, es el recorte de la imagen que pusistes.



Edito: viendo esa foto me sorprende de lo pequeño que era el X-31 comparado con el F-16 y , principalmente, F18!
 
es curioso.. ya que el programa demostró que con el añadido de esas toberas se generaba una gran mejora no sólo en maniobrabilidad sino también en el consumo de combustible... por que no se incorporó en los modelos de serie o se siguió con el desarrollo de algo mas refinado??
 

Grulla

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es curioso.. ya que el programa demostró que con el añadido de esas toberas se generaba una gran mejora no sólo en maniobrabilidad sino también en el consumo de combustible... por que no se incorporó en los modelos de serie o se siguió con el desarrollo de algo mas refinado??
Por esto:

"Se concluyo que el empuje vectorial proporciona una ventaja significativa en términos de combate al evitar el riesgo de la salida del vuelo controlado durante maniobras violentas.
Sin embargo, el uso de las maniobras a altos ángulos de ataque acrecentaba la vulnerabilidad del avión por la pérdida de energía cinética (velocidad) que se produce durante ellas"

En Discovery habia un programa de Wings dedicados a estos aviones y los pilotos de pruebas decian lo mismo, la alta maniobrabilidad era linda para los shows aéreos, pero te dejaba pagando en un combate aéreo, mas si se daba entre multiples cazas, como se esperaba en un conflicto OTAN vs PACVAR
 
Por esto:

"Se concluyo que el empuje vectorial proporciona una ventaja significativa en términos de combate al evitar el riesgo de la salida del vuelo controlado durante maniobras violentas. Sin embargo, el uso de las maniobras a altos ángulos de ataque acrecentaba la vulnerabilidad del avión por la pérdida de energía cinética (velocidad) que se produce durante ellas"

En Discovery habia un programa de Wings dedicados a estos aviones y los pilotos de pruebas decian lo mismo, la alta maniobrabilidad era linda para los shows aéreos, pero te dejaba pagando en un combate aéreo, mas si se daba entre multiples cazas, como se esperaba en un conflicto OTAN vs PACVAR
curioso que pusieran en servicio entonces el F-22 con toberas 2D...

y que los Rusos si las pusieran en servicio... y que los europeos las desarrollaran y que los aviones de 6°gen se consideren todos con toberas vectoriales..
 

Grulla

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curioso que pusieran en servicio entonces el F-22 con toberas 2D...

y que los Rusos si las pusieran en servicio... y que los europeos las desarrollaran y que los aviones de 6°gen se consideren todos con toberas vectoriales..
No las consideraron necesarias en ese momento para los cazas de 4ta generación...pero eso decían los pilotos que volaron estos aviones en el documental. El YF-23 no tenia toberas vectoriales, tampoco las tiene F-35.

La verdad que no seguí de cerca programa ATF ni desarrollo F-22....ahí tenés tarea para la casa....averiguar porque si las pusieron en F-22 :p
 
No las consideraron necesarias en ese momento para los cazas de 4ta generación...pero eso decían los pilotos que volaron estos aviones en el documental. El YF-23 no tenia toberas vectoriales, tampoco las tiene F-35.

La verdad que no seguí de cerca programa ATF ni desarrollo F-22....ahí tenés tarea para la casa....averiguar porque si las pusieron en F-22 :p
cierto!!
me voy a poner a buscar!
 

joseph

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curioso que pusieran en servicio entonces el F-22 con toberas 2D...

y que los Rusos si las pusieran en servicio... y que los europeos las desarrollaran y que los aviones de 6°gen se consideren todos con toberas vectoriales..
No es que le pones una nueva salida de gases y ya. El F-22 ya se lo pensó así.
 
No es que le pones una nueva salida de gases y ya. El F-22 ya se lo pensó así.
joseph.. fijate los estudios que se hicieron sobre los F-16 y F18... YA los tenían .. se utilizaron los motores existentes con nuevas boquillas... si en los estudios se hizo y éstos dieron buenos resultados ... por que no seguir con ellos?
los Rusos tampoco nacieron con toberas 3D.. se las integró luego a los motores exsistentes.
lo mismo con la tobera 3D que diseñaron , probaron y certificaron los Españoles para el motor del EF y que finalmente, por una cuestión de costos, no se puso en producción (creo que era ITP la empresa que la desarrolló)

el F22... justamente, se desarrolló "sin restricciones" para tener lo mejor de lo mejor en un caza... y se lo "pensó" con toberas 2D planas desde el inicio...

yo supongo que no se adoptaron por un simple tema de costos... pero no estoy del todo seguro..
 

joseph

Colaborador
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joseph.. fijate los estudios que se hicieron sobre los F-16 y F18... YA los tenían .. se utilizaron los motores existentes con nuevas boquillas... si en los estudios se hizo y éstos dieron buenos resultados ... por que no seguir con ellos?
los Rusos tampoco nacieron con toberas 3D.. se las integró luego a los motores exsistentes.
lo mismo con la tobera 3D que diseñaron , probaron y certificaron los Españoles para el motor del EF y que finalmente, por una cuestión de costos, no se puso en producción (creo que era ITP la empresa que la desarrolló)

el F22... justamente, se desarrolló "sin restricciones" para tener lo mejor de lo mejor en un caza... y se lo "pensó" con toberas 2D planas desde el inicio...

yo supongo que no se adoptaron por un simple tema de costos... pero no estoy del todo seguro..
Lo más probable un tema de costos o que el rendimiento no era el esperado.
En el caso del equipo ruso por lo menos ellos notan las mejoras.
 
No las consideraron necesarias en ese momento para los cazas de 4ta generación...pero eso decían los pilotos que volaron estos aviones en el documental. El YF-23 no tenia toberas vectoriales, tampoco las tiene F-35.

La verdad que no seguí de cerca programa ATF ni desarrollo F-22....ahí tenés tarea para la casa....averiguar porque si las pusieron en F-22 :p

cierto!!
me voy a poner a buscar!

bueno... me puse a buscar y encontré este interesante PDF que explica el por que de las toberas vectoriales en el F-22.


A fines de la década de 1980, surgió la preocupación entre los planificadores militares sobre el diseño envejecido (primer vuelo en 1972) del F-15 y la posible pérdida de la futura superioridad aérea del caza. Los cazas soviéticos como el MiG 29 y el Su-27 habían demostrado una maniobrabilidad y un rendimiento extraordinarios. Además, la tecnología de los cazas había avanzado a pasos agigantados con la introducción de la tecnología sigilosa o poco observable. También hubo una creciente preocupación por la mayor eficacia del sistema de defensa aérea soviético que planteaba un entorno altamente letal para el F-15. Por lo tanto, la Fuerza Aérea inició un Programa de Combate Táctico Avanzado (ATF) para desarrollar un reemplazo para el F-15. La solicitud de propuestas (RFP) se envió a la industria en septiembre de 1985, y Lockheed y Northrop fueron elegidos en octubre de 1986 para desarrollar dos prototipos de vehículos aéreos designados YF-22 y YF-23, respectivamente. Lockheed se asoció con Boeing y General Dynamics, mientras que Northrop se asoció con McDonnell Douglas.

ASPECTOS DESTACADOS DE LA INVESTIGACIÓN DE LANGLEY PARA EL F-22
1. A pedido de la industria y el Departamento de Defensa, el personal de Langley participó en revisiones desde la génesis del Programa de Caza Táctico Avanzado (ATF) y el Programa Prototipo YF-22 hasta la producción F-22.
2. El F-22 utiliza los resultados de la investigación y el desarrollo de Langley de toberas no simétricas de vectorización de empuje e integración de cuerpo posterior para mejorar la maniobrabilidad y reducir la resistencia.
3. La investigación de Langley sobre las características de alto ángulo de ataque del YF-22 y el F-22 demostró ser muy precisa y contribuyó a la excelente agilidad y resistencia a los giros de la configuración.
4. Las mediciones de rendimiento y arrastre supersónico en túnel de viento realizadas por Langley coincidieron en un 1 por ciento con las mediciones de vuelo, lo que aseguró un crucero supersónico sin postcombustión.
 
En resumidas cuentas, con el programa ATF lo que se buscó es una respuesta superadora a los nuevos cazas que estaban entrando en servicio en la URSS ( el Mig29 y Su27) entre los requisitos del programa estaba el que el nuevo caza sea más maniobrable que éstos, que tenga supercrucero, que también tenga excelentes capacidades STOL y, por supuesto, un gran énfasis en el sigilo.

Todo esto propició el que el F22 tenga toberas vectoriales 2D , ya que las 3D no ofrecían ventajas en cuanto al RCS y firma infrarroja.

El F22 fue el último caza que se diseñó sin restricciones... con lo mejor que se dispusiera en la materia.. aunque luego si se tuvo que acceder a ciertas concesiones ( como el peso máximo al despegue mayor, el IRST, y los radares laterales, por ejemplo)

Como lo he mencionado más de una vez... el F22 es ( o fue) el caza definitivo... en muchísimos aspectos.
 
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