Caças trifuselados com motor de pistão em impulsão

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Uma aeronave, trifuselada(*) (twin-boom) caracteriza-se por possuir um corpo principal (fuselagem) e duas estruturas subsidiárias longitudinais (booms) semelhantes a nacelas alongadas. ancoradas na asa principal, equidistantes da sua linha central, que tipicamente  terminam em superfícies verticais de controlo gémeas (estabilizador vertical e leme), que fornecem pontos de montagem para o estabilizador horizontal e leme de profundidade (em algumas configurações pode haver mais do que uma superfície horizontal). O Lockheed P-38 Lightning e o Northrop P-61 Black Widow foram duas aeronaves de combate norte americanas projetadas durante a Segunda Guerra Mundial com esta configuração de fuselagem mas o Saab J 21 (A-21) foi o único caça com esta configuração de fuselagem e motor de pistão em configuração de impulsão a entrar produção. Apesar de ter sido o único, foram vários os projetos e protótipos de aviões de combate com esta configuração de fuselagem e motor, projetados e construídos em vários países que não passaram da fase de protótipo, durante o período da Segunda Guerra Mundial.
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HISTÓRIA


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  • Fokker D XXIII 
Fokker D.XXIII
Projetado pelo engenheiro holandês Marius Beeling cujos projetos se caracterizavam por serem pouco convencionais, o Fokker D.XXIII foi um prototipo de um caça bimotor monolugar, com os motores posicionados em linha um à frente como trator e outro atrás como impulsor, numa fuselagem curta, uma configuração que pretendia evitar os problemas do voo assimétrico e manter o centro de massa perto do centro de gravidade, de modo a permitir uma maior taxa de rolamento. O cockpit para o piloto posicionava-se entre os dois motores, e as unidades gémeas de cauda eram suportadas por duas lanças equidistantes da fuselagem ancoradas nas asas trapezoidais em posição baixa. 

A configuração singular juntamente e outras soluções avançadas como o trem de aterragem triciclo e retrátil, despertaram o interesse para a aeronave fora dos Países Baixos, quando a maqueta foi apresentada ao público no International Paris Air Show-Le Bourget de 1938.

O protótipo foi concluído em 1939 e voou pela primeira vez em maio desse ano o partir do aeródromo de Amsterdam-Schiphol . Embora se tivesse revelado um avião de construção robusta demonstrou a fraca potência dos dois motores de 12 cilindros refrigerados a ar, Walter Sagitta I-SR de 528cv e uma tendência crónica para virar à direita.

Fokker D.XXIII em voo
O motor traseiro recebia também um fluxo de ar insuficiente tendendo por isso a sobreaquecer, um problema adicional à falta de potência que teria sido solucionado com a prevista instalação de um novo grupo motopropulsor de dois Hispano-Suiza 12X , ou Junker Jumo 210G ou Rolls Royce Kestrel, de refrigeração liquida.

O armamento previsto para as aeronaves de produção seriam duas metralhadoras de 7,9mm no nariz e duas metralhadoras pesadas FN-Browning de 13,2mm nas asas na carenagem de ancoragem das lanças gémeas (o protótipo tinha asas de madeira e por isso estava desarmado).

A queda dos Países Baixos, na sequência da invasão alemã da primavera de 1940 interromperam abruptamente o desenvolvimento do protótipo cujo tempo de voo acumulado não havia até ai ultrapassado as quatro horas devido aos problemas técnicos inicialmente revelados. O unico prototipo seria destruído em maio de 1940 durante um ataque aéreo da Luftwaffe que embora tenham obtido os desenhos técnicos do projeto optaria por não retomar o seu desenvolvimento.
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  • Moskalev SAM-13
Tupolev ANT-23
Os soviéticos haviam experimentado um caça trifuselado bimotor numa configuração tração e impulsão no início da década de 1930. O Tupolev I-12 (também conhecido por ANT-23), possuía dois motores radiais Gnome-Rhône 9Ak de 525cv montados em linha numa fuselagem curta, um propulsor à frente e um impulsor à retaguarda entre os quais se localizava o cockpit aberto. O trem de aterragem era fixo, como era normal naquele tempo e a fuselagem era ladeada por duas lanças (constituída por tubos de água) equidistantes do eixo central da aeronave ancoradas nas asas que suportavam a empenagem, também ela pouco usual, formada por uma superfície horizontal fixa às lanças com um único estabilizador vertical ao centro.

O protótipo voou pela primeira vez em 1931 mas o fraco desempenho levaria ao abandono do projeto dois anos depois.

O conceito renasceu em 1938 após a apresentação do Fokker D XXIII no International Air Paris-Le Bourget Salon, pelas mãos do OKB 31 dirigido por Aleksandr Sergeevič Moskalev.

Moskalev SAM-13
O Moskalev SAM-13 apresentava a mesma configuração que o D XXIII, tornando-se um dos primeiros aviões soviéticos com trem de aterragem triciclo e retrátil, divergindo apenas na empenagem que dispunha de um único estabilizador vertical ao centro do estabilizador horizontal (configuração semelhante à usada no Tupolev I-12). Para além disso o SAM-13 era muito menor do que o Fokker D XXIII, um verdadeiro caça ligeiro, com um comprimento de 7,68 metros, envergadura de 7,30 metros e um peso vazio de apenas 754 quilos. Os motores utilizados eram dois Renault-Benghazi MV-6 de seis cilindros em linha com 220cv cada, montados em linha na fuselagem, numa configuração tração-impulsão, com a cabina de pilotagem entre os dois.

Os únicos dois voos realizados ocorreram em 1940 no período que antecedeu a invasão alemã da União Soviética, que ditaria o fim do desenvolvimento da aeronave, motivado também pelas inúmeras falhas do projeto reveladas durante os voos.
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  • Marton X/V (RMI-8) 
Marton X/V (Modelo)
No final de 1942, Vilmos e Dezso Marton, assistidos por László Varga, projetaram no RMI-Repulo Muszaki Intézet (Instituto Técnico de Aviação) da Hungria o protótipo de um caça pesado que viria a ser designado por Marton X/V ou RMI-8. 

A construção do protótipo foi iniciada em 1943, materializando o projeto de uma aeronave com dois motores Daimler-Benz DB-605 alinhados em configuração tração-impulsão numa fuselagem limpa, com a cabina de pilotagem entre ambos, um trem de aterragem triciclo totalmente retrátil, e com a empenagem de superfícies verticais gémeas e um único estabilizador horizontal fixo entre ambas, suportadas lanças gémeas equidistantes da fuselagem principal, ancoradas nas asas.

Marton X/V
Externamente a aeronave era muito semelhante ao Fokker D XXIII holandês porem possuía uma fuselagem mais lipa e por isso muito mais aerodinâmica que associada à potencia do dois motores deveria permitir obter uma velocidade máxima de 580 km/h.

Armamento previsto para o Marton X/V consistiria num canhão de 20 ou 30mm montado no motor disparando pelo cubo da hélice, duas metralhadoras de 12,7 mm por no cimo da carenagem do motor e, eventualmente, outras duas armas nas asas. Porém o armamento não chegaria a ser instalado no protótipo, destruído em de abril de 1944, durante um bombardeamento aliado. Consequentemente a Força Aérea Húngara decidiu por fim ao projeto e concentrar os seus recursos nas licenças de construção dos Bf.109G e Me.210A alemães.
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  • De Schelde S.21 
De Schelde S.21, fuselagem inacabada do protótipo
A empresa de construção naval holandesa NV Koninklijke Maatschappij De Schelde de Vlissingen entrou no negócio da aviação em 1935, quando recrutou a maior parte do pessoal técnico, incluindo o projetista chefe Theodorus Egbert Slot, da Pander & Son, que falira em 1934. Os primeiros projetos da De Schelde foram o De Schelde Scheldemusch, um biplano monolugar leve, com um motor Praga B de 40cv em configuração de impulsão. Em 1938, T.E. Slot iniciou o projeto de duas aeronaves muito mais avançadas com a mesma configuração de impulsão, o De Schelde S.20, destinada a instrução e o De Schelde S.21 que seria a sua versão de combate, uma aeronave que, se pretendia, pudesse ser usada como intercetor e caça de ataque.

O De Schelde S.21 foi projetado como um monoplano de construção totalmente metálica com características peculiares e inovadores para o período, que incluíam as asas em duplo diedro negativo nas quais eram ancoradas as duas lanças gémeas equidistantes da fuselagem que formavam a empenagem com dois estabilizadores verticais gémeos unidos por um único estabilizador horizontal onde se localizava o leme de profundidade. 

A fuselagem, ovoide, perfilada aerodinâmicamente, apresentava um habitáculo amplamente envidraçado que permitia ao piloto, sentado em posição reclinada, usufruir de uma ampla visibilidade. Na retaguarda localizava-se o motor Daimler-Benz DB 600Ga (V12 invertido com refrigeração líquida) de 1050cv que movia uma hélice VDM metálica de três pás em configuração de impulsão e que em caso de emergência era libertada para permitir a saída do piloto do habitáculo. À frente por baixo do habitáculo, estava localizado o radiador, e a perna da frente do trem de aterragem triciclo totalmente retrátil (o trem de aterragem principal retraia para as asas).

O armamento consistiria num único canhão Madsen  de 23 mm em montagem flexível no nariz, e quatro metralhadoras FN-Browning de 7,9 mm, duas de cada lado da nacela principal. O canhão seria fixo durante o combate ar-ar, mas em operações de ataque seria manobrado pelo piloto, que disporia de um sistema automático de estabilização da aeronave para o auxiliar.

O protótipo estava quase concluído quando a Alemanha invadiu os Países Baixos em maio de 1940, e tomou posse da fábrica De Schelde. O protótipo do De Schelde S.21 foi apreendido pelas tropas alemãs e o seu desenvolvimento foi abandonado, e depois desmantelado em Utrecht. Apesar disso imagens artísticas da aeronave foram difundidas pela imprensa do tempo da Guerra como um fictício Focke Wulf Fw 198.
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  • Vultee XP-54 Swoose Goose 
Vultee XP-54
Enquanto isso, os Norte Americanos trabalhavam também no projeto de um caça trifuselado avançado com motor em configuração de impulsão.

No final de 1939, o U.S. Army Air Corps emitiu um pedido de propostas para um caça de alto desempenho com especificações ambiciosas em termos de desempenho, armamento, custos e manutenção. O Vultee XP-54, concorreu com outros projetos nada convencionais como o  Curtiss XP-55 Ascender e o  Northrop XP-56 Black Bullet, e acabaria por ver a construção do primeiro protótipo contratada em janeiro de 1941 e a do segundo em março de 1942. Porém inúmeras alterações às especificações iniciais, atrasaram a construção do protótipo cujo voo inaugural só aconteceria em janeiro de 1943, no lago seco de Muroc (mais tarde Edwards Air Force Base) na Califórnia. 

O XP-54 era um avião grande para a sua classe, com um comprimento de 16,68 metros, envergadura de 16,41, e um peso vazio de 6923 quilos, aproximadamente o dobro do do North American P-51D Mustang. Era movido por um motor turboalimentado Lycoming XH-2470 de 24 cilindros de refrigeração líquida capaz de produzir 2200 cv de potência, também ele experimental, montado na retaguarda da fuselagem em configuração de impulsão. Atrás da hélice de quatro pás, a empenagem de estabilizadores verticais gémeos, unidos por um único estabilizador horizontal eram ancoradas nas asas por lanças gémeas equidistantes da fuselagem. As asas em forma de gaivota invertida tinham a secção mais próxima da raiz rasgada por uma abertura na extensão do bordo de ataque com ductos que captavam o ar para o intercooler e radiadores de óleo montado em cada asa.

Vultee XP-54 em voo
O trem de aterragem era um triciclo que retraia para o nariz e para as lanças de ancoragem da empenagem nas asas. O cockpit era blindado e pressurizado e uma vez que o longo nariz da aeronave (responsável pelo nome Swoose Goose) estavam bastante acima do solo a entrada do piloto no cockpit era feita por baixo da fuselagem, permitindo assim que a canópia fosse fixa (em situação de emergência o assento do piloto seria ejetado para baixo).

O armamento previsto seria composto por dois canhões T-12 / T-13 de 37mm com 100 tiros e duas metralhadoras Browning M2 de 12,7mm com 580 tiros.

As várias alterações ao projeto motivadas pela mudança das especificações provocaram um aumento significativo no peso do XP-54, e tornou-se claro que o seu desempenho estava bem abaixo do esperado no entanto persistia outro problema bem mais grave. O motor Lycoming H-2470 estava condenado a não funcionar adequadamente e o seu desenvolvimento seria abandonado antes do final de 1943. Sem um motor apropriado, o programa XP-54 tinha os dias contados. O segundo protótipo realizou seu primeiro e único voo em maio de 1944, sendo de seguida utilizado como fonte de sobresselentes para o primeiro, até que também ele foi abandonado após o final do respetivo programa experimental.

Em 1941 fora proposto um intercetor de alta altitude, o Vultee XP-68 Tornado, baseado no XP-54 mas com um motor Wright R-2160 Tornado a mover um conjunto de duas hélices contra-rotativas, mas a proposta morreria com o cancelamento do motor em novembro 1941.
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  • Mansyu Ki-98 
Mansyu Ki-98 (Modelo)
Este tipo de configuração também não passou despercebida no Japão onde durante a Guerra a empresa Manchuria Airplane Manufacturing Company conhecida por Mansyu e sediada na Manchúria desde 1938 projetou o Ki-98, um caça pesado de ataque, com uma configuração semelhante à do XP-54.

O projeto foi o resultado de um requisito de 1942 da Marinha Imperial Japonesa para o qual concorreu também o Kawasaki Ki-102 "Randy", e que culminaria com a introdução deste ultimo ao serviço em 1944, mas apenas de forma muito limitada devido já as condicionantes da indústria japonesa nesta fase da Guerra. 

Por seu lado o Ki-98 foi redesenhado como caça de alta altitude mas mesmo assim o resultado foi quase nulo pois a Marinha Imperial Japonesa era nesta altura já um destroço do que fora, e o Exercito Imperial era o responsável pela última linha de defesa do território japonês.

A aeronave projetada tinha uma configuração trifuselada, com a célula central de secção quase circular afilada em ambas as extremidades e aerodinâmicamente limpa, com o cockpit com canópia de bolha posicionado na sua primeira metade. Um anel de ductos de ambos os lados da fuselagem logo acima do bordo de ataque das asas e logo atrás do cockpit, proporcionavam o fluxo de ar necessário ao arrefecimento do motor. As asas, baixas posicionavam-se logo a seguir ao cockpit suportando duas lanças gémeas equidistantes da fuselagem, cada uma das quais terminava num estabilizador vertical unido ao seu gémeo pelo estabilizador horizontal.

O Ki-98 seria movido por um motor radial de 18 cilindros Mitsubishi Ha-211 Ru de 1750cv montado à retaguarda da fuselagem logo a seguir ao cockpit numa configuração de impulsão, que moveria uma hélice de quatro pás e velocidade constante. Teria uma envergadura de 11,26 metros por um comprimento de 11,40 e um peso aproximado de 3400 quilos. O armamento proposto, a montar no nariz, compunha-se de um canhão Ho-204 de 37mm e dois Ho-5 de 20mm tendo também previsto suportes externos para foguetes e bombas convencionais.

A Manchuria Airplane Manufacturing Company fora criada pelos japoneses em 1938, na Manchúria (Manchukuo), ocupada pelos japoneses após a invasão de setembro de 1931 e que se prolongaria até final da Guerra em 1945. A empresa produziu durante a Guerra cerca de 2200 aeronaves de vário modelos para o exercito e marinha Imperial até as suas instalações terem sido tomadas pelo exercito Soviético em 1945 e transferidas para a União Soviética como despojos de guerra.

No momento que antecedeu a tomada das instalações pelo exército vermelho em agosto de 1945, o único protótipo do Ki-98 estava em construção sendo destruído pelos japoneses juntamente com toda a respetiva documentação, antes da ocupação da fabrica para evitar que caísse nas mãos dos Soviéticos.
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  • SNCASO SO 8000 Narval 
SNCASO SO 8000 Narval
Após o fim da guerra, a empresa francesa SNCASO desenvolveu um caça trifuselado com motor em configuração de impulsão, o SO.8000 Narval, tendo dois protótipos sido encomendados em 1946 pela Aeronavale, o braço aéreo naval francês. O primeiro protótipo a voar realizou o voo inaugural em abril de 1949, e o segundo voou pela primeira (e única) vez em dezembro.

O Narval tinha um desenho de aparência não usual, reminiscência de projetos alemães nunca concluídos, que incluía uma canópia de bolha e uma asa de enflechamento escalonado a 24 e 13,5 graus. Dispunha de um motor Arsenal (futura SNECMA ) 12 H-02, uma cópia do alemão Junkers Jumo 213, com 2250cv de potência, que movia duas hélices contra rotativas de quatro pás na retaguarda da fuselagem, numa configuração de impulsão. O trem de aterragem triciclo, retraia para o nariz e para a o interior das asas. Tinha um comprimento de 11,83 metros, uma envergadura de 11,77 metros e um peso vazio de 4821 quilos.

SNCASO SO 8000 Narval
Os dois protótipos estavam desarmados, mas a previsão era as aeronaves de produção serem armadas com seis canhões MG 151 de 20 milímetros, três de cada lado do nariz e suportes externos com capacidade para 1000 quilos.

O desenvolvimento não chegou longe, uma vez que o protótipo não chegou perto sequer de cumprir as especificações de desempenho para o qual fora criado e as propostas de o adaptar a um motor a jato de fluxo centrífugo Nene não foi aceite. Consequentemente o desenvolvimento foi abandonado no início de 1950.

O SNCASO SO 8000 Narval foi o ultimo projeto para um caça com motor de pistão em configuração de impulsão, numa fuselagem trifuselada. Esta combinação só viria a seu usada na década de 1960 pela Cessna num bimotor multifunções de configuração tração/impulsão de grande sucesso. O Cessna 337 Skymaster e a sua versão militar Cessna O-2 Skymaster teriam uma produção total de cerca de 2993 unidades, nos EUA e França, sendo utilizada para fins civis e militares em cerca de duas dezenas de países, como aeronaves de ligação e transporte ligeiro, reconhecimento e ataque ligeiro contrainsurgência.
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DESENHOS
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FONTES
REVISÕES E RECURSOS ADICIONAIS


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  • Publicação e Revisões
# Publicado em 2017-04-17 #
  • Recursos Adicionais

# Fokker D.XXIII



# Nota final

(*) O conceito de "aeronave trifuselada" está expresso no COMPÊNDIO ESTRUTURAS E SISTEMAS DE AERONAVES da autoria de António Fernandes, de Junho 2008, do Curso de Formação de Oficiais do CENTRO DE FORMAÇÃO MILITAR E TÉCNICA da FORÇA AÉREA PORTUGUESA






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