AVIÕES MILITARES: North American XB-70 Valkyrie

. .			. O North American XB-70 Valkyrie foi o protótipo de um bombardeiro estratégico proposto para o Comando Aéreo Estratégico (SAC) da USAF que teria sido o bombardeiro de maior desempenho até hoje construído, se não se tivesse tornado politicamente obsoleto face aos novos desenvolvimentos tecnológicos. Projetado no final da década de 1950 , o Valkyrie era uma grande aeronave, impulsionada por seis motores, capaz de voar a uma velocidade de cruzeiro de Mach 3+, e a uma altitude de 21 mil metros, o que lhe permitiria evitar os intercetores, o único agente anti-bombardeiro disponível na época. A introdução de mísseis superfície-ar eficazes a alta altitude, os elevados custos de desenvolvimento e a mudança no ambiente tecnológico com a introdução de mísseis balísticos intercontinentais (ICBMs) levaram ao cancelamento do programa B-70 em 1961. Os dois protótipos, construidos com a designação XB-70A foram utilizados para realizar voos de teste supersónico entre 1964 a 1969 .
. . . .		Ano			1964
		Pais de Origem			EUA
		Função			Aeronave experimental
		Variante			-
		Tripulação			2
		Motor			6 x General Electric YJ93 GE-3
		Peso (kg)		Vazio	115030
				Máximo	242500
		Dimensões (m)		Comprimento	57,60
				Envergadura	32,00
				Altura	9,10
		Performance (km/h; m; km)		Velocidade	3309 (Mach 3,1)
				Teto Máximo	23600
				Raio de ação	3450
		Armamento		-
Países operadores	EUA
Fontes	En.wikipedia.org

GALERIA

Vista superior do nariz

1º protótipo

Durante a decolagem

2º protótipo

Vista das superfícies inferiores

Durante a aterragem

HISTÓRIA

A ideia original, os avanços e recuos no projeto

A ideia básica que mais tarde originaria o XB-70 remonta ao ano de 1954 quando a Boeing Aircraft Corporation e a Rand Corporation começaram um estudar um sistema de entrega de armas termo nucleares de alto rendimento capaz de atingir alvos bem defendidos no interior da URSS. O sistema teria que possuir um longo alcance, elevada performance e assegurar grande capacidade de penetração nas defesas inimigas, pelo que a capacidade de operar a elevada altitude e a velocidades supersónicas seriam necessárias para garantir a sobrevivência e sucesso do sistema de entrega.

Proposta original da North American para o WS-110A,
os painéis externos das asas são tanques de combustível
do tamanho de um B-47

A ideia de uma aeronave com motor nuclear surgiu com a explosão da primeira bomba atómica em 1945, uma vez que a energia nuclear permitiria obter um alcance quase ilimitado sem necessidade de uma grande dimensão (necessária em aeronaves convencionais pelas enormes quantidades de combustível que elas tinham que transportar). Como solução, a Boeing propôs uma aeronave movida por motores de propulsão nuclear quimicamente aumentada ao mesmo tempo que a Lockheed e a Convair ofereceram soluções semelhantes.

No Outono de 1954, a USAF aprovou duas abordagens distintas, uma para um bombardeiro potência nuclear capaz de operar a velocidade supersónica durante curtos períodos, e outro para um bombardeiro subsónico convencional com motores químicos emitindo a especificação (GOR - General Operational Requirements) Nº38 bastante genérica para um bombardeiro intercontinental tripulado que substituiria o B-52 a partir de 1965. Em março de 1955 a especificação (GOR Nº 81) foi clarificada definindo agora um bombardeiro de propulsão nuclear, com um raio de combate de 2000 quilómetros, capaz de voar a Mach 2 durante a maior parte do trajeto, com um teto de serviço de 18000 metros e capaz de transportar 9000 quilos de armas nucleares. A posterior GOR Nº 82 substituiria as anteriores especificando um bombardeiro estratégico capaz de transportar 12000 quilos de carga bélica nuclear de alto rendimento com o ARDC (Air Research and Development Command) referindo-se ao futuro bombardeiro como “Weapon System 110A” a exigir, inicialmente, uma velocidade de cruzeiro de Mach 0.9 revendo no mês de abril esta especificação para velocidade supersónica durante o voo dentro da zona de combate e estipulando julho de 1965 como data para a entrada em operação da aeronave. De seguida a GOR Nº96 que especificava um sistema de reconhecimento intercontinental acabaria por ser combinada com a especificação do bombardeiro, num sistema de armas designado por WS 110A/L.

A proposta final WS-110A da North American

Em junho de 1955 os detalhes do conceito WS 110A/L seria entregue à indústria aeronáutica Norte Americana, mas apesar de terem sido contactados outros, apenas a Boeing e a North American Aviation decidiram apresentar propostas, tendo a USAF contratualizado a ambas a primeira fase do desenvolvimento que consistia na construção de maquetas para teste em túnel de vento.

Em breve a USAF deixaria cair o requisito de potência nuclear a favor de propulsão convencional, acrescentado no entanto capacidade para operar em qualquer tempo, a uma altitude de 18000 metros, um raio de ação mínimo de 6500 quilómetros sem reabastecimento, velocidade de cruzeiro de Mach 0.9 e voo supersónico sobre toda a zona de combate.

Este novo requisito exigia o desenvolvimento de combustíveis de elevado rendimento e novos motores, pois os existentes à data eram incapazes de responder à exigência.

A Boeing optou por desenhar uma aeronave de asa enflechada convencional enquanto que a North American optou por um design com asa em delta e canards, semelhante ao seu projeto do míssil intercontinental SM-64 Navaho em desenvolvimento durante a década de 1950.

Ambos os projetos estimavam para a aeronave um peso máximo à descolagem de 320 toneladas com parte do combustível transportado em “painéis” flutuantes na parte externa das asas ejetados após o seu combustível ter sido consumido.

XB-70 em construção

Nenhum destes projetos preliminares se mostrou satisfatório para a USAF, que em setembro de 1956 decidiu cancelar a primeira fase do desenvolvimento permitindo no entanto às empresas dar-lhe continuidade embora apenas em pesquisa e desenvolvimento básico.

Até março de 1957 a USAF tinha revisto de forma significativa os requisitos do bombardeiro estratégico exigindo agora uma aeronave capaz de manter o voo supersónico de Mach 3 durante toda a missão. A ideia era que se a aeronave fosse otimizada para o voo de Mach 3, então o seu alcance seria automaticamente maior para igual ou mesmo superior ao de um avião subsônico convencional, concluindo-se que seria necessário, para atingir esse desempenho de alto rendimento, utilizar combustíveis baseados em hidretos de boro (borano) cujo uso teria que ser alargado ao pós-combustor do motor.

Concluindo dispor de elementos suficientes, em agosto de 1957 a USAF decidiu dar início ao concurso emitindo em setembro um requisito dirigido a Boeing e à North American, exigindo uma velocidade de cruzeiro entre Mach 3 e Mach 3.2, um teto entre 21000 e 23000 metros, um alcance superior a 16000 quilometros, com um peso que não podia exceder as 220 toneladas. A aeronave teria que usar os hangares, pistas e procedimentos de manuseio utilizados pelo B-52.

Em 23 de dezembro de 1957, a proposta da North American foi declarada vencedora do concurso, e em 24 de janeiro de 1958, foi emitido um contrato para o desenvolvimento da Fase 1.

XB-70 em construção

Em fevereiro de 1958, o bombardeiro proposto foi designado como B-70 , com os protótipos a designar como protótipo experimental X. O nome Valkyrie foi selecionado entre 20.000 inscrições no concurso "Name the B-70" promovido pela USAF no início de 1958.

Ainda nesse ano foi aprovada a aceleração do programa, reprogramando o primeiro voo para dezembro de 1961 e a operacionalidade da primeira esquadrilha de 30 aeronaves para agosto de 1964.

No final de 1958 foi anunciada a impossibilidade de cumprir esse novo e ambicioso timing por falta de financiamento. A Administração Eisenhower queria ver se a ideia básica funcionaria antes de atribuir um monte de dinheiro ao programa, muito por causa dos mísseis balísticos de longo alcance, Atlas e Titan que estavam a começar a ser submetidos a testes de voo e pareciam mais promissores na relação custo beneficio do que uma nova frota de bombardeiros estratégicos usando uma tecnologia ainda não comprovada.

Apesar disso, em dezembro de 1958, foi emitido o contrato para a Fase II, e em março de 1959 a maqueta do B-70 foi apresentada e revista pela USAF, que mais tarde solicitaria a inclusão de provisão para mísseis ar-a-superfície e tanques de combustíveis externos, ao mesmo tempo que eram abandonados os requisitos afetos ao sistema de reconhecimento WS110L.

Como em simultâneo estava a ser desenvolvido nos EUA o intercetor supersónico North American XF-108 Rapier, foi tomada a decisão de partilhar alguns dos seus componentes, nomeadamente os motores as cápsulas de ejeção dos pilotos e outros sistemas, com o objetivo de reduzir os custos e acelerar o processo de desenvolvimento.

XB-70A antes do primeiro voo em 21 de setembro de 1964

No início de 1960 os primeiros desenhos do XB-70 foram divulgados publicamente.

Entretanto o departamento de defesa concluíra que o programa de desenvolvimento de combustíveis de alto rendimento baseados em hidretos de boro (borano) era demasiado caro e envolvia demasiados ricos cancelando-o. Este facto acabaria por não ter um efeito significativo no programa do XB-70 pois, por esta altura, estavam já disponíveis combustíveis convencionais muito melhorados como o JP-6, mas ao contrário disso, o cancelamento do programa do intercetor supersónico F-108 Rapier em setembro de 1959, que se destinava a ser usado como escolta do B-70, revelou-se um mau agouro ao futuro do B-70 (o F-108 Rapier era essencialmente um B-70 numa escala reduzida, com uma asa delta similar, alimentado por dois motores General Electric YJ93). Os sistemas que tinham sido projetados para ambos os aviões teriam agora que ser financiados apenas pelos fundos afetos ao programa do B-70.

No último ano da presidência de Dwight Eisenhower, a administração norte americana começou a ter segundos pensamentos relativamente ao programa, concluindo que perante o sucesso do advento dos sistemas de misseis balísticos intercontinentais uma força de bombardeiros estratégicos seria obsoleta ao mesmo tempo que estimava que o B-70 não estaria pronto a entrar ao serviço em menos de 8 a dez anos.

XB-70, pormenor da fuselagem frontal

Os EUA atravessavam, naquele tempo, uma recessão económica e a administração estava sob pressão para promover cortes orçamentais, consequentemente, a USAF anunciou em dezembro de 1959 um downsizing do programa principal B-70, já não ia ser adquiriu uma grande frota de bombardeiros sendo em vez disso, o programa do B-70 reorientado para produzir apenas um único protótipo experimental, sendo a maioria dos subsistemas de armas previsto para a aeronave cancelados.

O B-70 tornou-se um assunto de debate na campanha presidencial de 1960, com a campanha de John F. Kennedy a alegar repetidamente que a administração Eisenhower permitira que a capacidade militar dos EUA ficasse perigosamente trás da dos soviéticos. Consequentemente em agosto de 1960, a USAF anunciou que iria ser revertida a decisão de downsizing do programa XB-70, e que o avião ia agora ser agendado para produção e entrada ao serviço, com um programa inicial de doze protótipos a ser brevemente contratualizado. Os programas de subsistemas de armas foram reabertos e o conceito base foi alterado de bombardeiro (B-70), para ataque e reconhecimento estratégico, RS-70, um conceito que não era passível de ser implementado com o sistema de misseis estratégicos intercontinentais. Foi planeado que 60 RS-70 estariam operacionais por volta de 1969.

Uma vez na presidência, Kennedy, chegou a conclusão que a capacidade militar soviética fora manifestamente exagerada durante o calor da campanha eleitoral e em breve lançaria um outro olhar sobre o programa B-70.

Em deslocação na pista

Consequentemente em março de 1961, o programa seria de novo reorientado estritamente para pesquisa e desenvolvimento sem intenção de entrar em produção e operação. O programa tornar-se-ia um motivo de arremesso político do Senado, conservador, que tentaria por diversas vezes faze-lo renascer para produção, mesmo com o apoio do secretário da defesa Robert S. McNamara, no entanto a reorientação do programa manter-se-ia até final.

Em abril de 1961 a USAF emitiu o contrato AF-42058O no qual eram encomendados três protótipos XB-70A sem qualquer provisão para armamento e com uma tripulação de apenas dois elementos.

O design do XB-70

O projeto da North American seria uma grande aeronave de asa delta com dois canards de grandes dimensões na longa fuselagem frontal cilíndrica, colocadas logo atrás da cabina de pilotagem, alimentada por seis motores de turbojato com pós-combustão, General Electric YJ93-GE-3, que consumiam JP-6, cada um com um impulso estimado máximo de 130,5 kN (na realidade apenas foi capaz de produzir 120 kN com pós combustão e 89 kN sem pós combustão) . Os seis motores seriam montados lado-a-lado numa “caixa” na traseira da fuselagem por baixo da asa delta. A “caixa ” alongava-se e afunilava para a frente por baixo da asa terminando num sistema de tomadas de ar de geometria variável, que consistiam numa serie de rampas que se moviam para otimizar o fluxo de ar para os motores consoante a velocidade a que a aeronave se deslocava.

Em deslocação na pista

A asa delta, com um ângulo de enflechamento de 65.57 graus e uma área total de 585 metros quadrados seria construída, grande parte de aço inoxidável (painéis em favo de mel) e em titânio, e os seus painéis externos seriam articulados podendo dobrar para baixo num ângulo de até 65 graus, atuaria como um dispositivo de geometria variável destinado a aumentar a estabilidade direcional da aeronave a velocidades supersónicas, deslocando o o centro de elevação para uma posição mais favorável em altas velocidades e aumentando o efeito de elevação de compressão. No bordo de fuga a asa delta possuiria seis elevons de cada lado e ao centro um par de estabilizadores verticais fixos com lemes.

A parte da frente da fuselagem seria um cilindro de pequeno diâmetro que se estenderia 25,6 metros para a frente e para cima das entradas de ar. No nariz estaria localizado o compartimento da tripulação, dentro do qual os dois tripulantes (piloto e co-piloto) se sentariam lado a lado dentro de módulos de fuga individuais, ejetáveis através de brechas no topo da fuselagem. A parte superior do nariz seria móvel deslocando-se para baixo, e os painéis exteriores da janela mover-se-iam com ele para se tornarem mais verticais dando visibilidade ao piloto nas manobras de decolagem aterragem, pois com o nariz levantado em posição de alta velocidade, as janelas exteriores seriam quase horizontais. A parte inferior da frente do nariz incluiria um compartimento para o radar.

Logo atrás do cockpit seriam montados um par de canards de grandes dimensões, em posição alta, com elevons em toda a dimensão do bordo de fuga.

Pormenor da retaguarda do XB-70, ao serviço da NASA

O trem de aterragem frontal localizar-se-ia logo a seguir e por baixo das entradas de ar para os motores retraindo para trás, e os trens de aterragem principais seriam anexados na parte inferior dos extremos do compartimento dos motores, retraindo para trás depois de terem girado 90 graus para entrar horizontalmente dentro dos respetivos poços. As portas do trem de aterragem seriam normalmente abertas apenas durante a breve sequência de extensão ou retração.

A fim de suportar as elevadas temperaturas desenvolvidas durante o voo de alta velocidade, uma grande parte da estrutura do nariz seria fabricada em titânio, um metal com boa resistência térmica, mas quebradiço e difícil de trabalhar, e em aço inoxidável com estrutura favo de mel que melhorava a a dissipação do calor.

Como o XB-70A não seria uma aeronave operacional, seria construído sem qualquer provisão para armamento e com um mínimo possível de aviónicos. As áreas destinadas ao armamento seriam utilizadas para instalação dos equipamentos a serem testados ou a recolherem dados durante os testes.

O XB-70A em operação como aeronave de testes

Estava o primeiro XB-70A em fase final de construção quando em março de 1964 a USAF cancelou a construção do terceiro protótipo devido a restrições orçamentais, concordado no entanto que o segundo protótipo a ser construído incluiria as alterações consideradas necessárias em resultados dos testes realizados com o primeiro.

Aterragem do XB-70

O primeiro XB-70A (nº 62-0001) foi dado como concluído em maio de 1964 na Air Force Plane 42 em Palmdale, na Califórnia. O seu primeiro voo teve lugar em setembro de 1964 (quatro anos depois do prazo estabelecido em 1958), tendo a aeronave voado durante uma hora e aterrando em Edwards AFB.

O voo supersónico foi atingido pela primeira vez durante o terceiro voo do XB-70A em março de 1964, tendo sido atingida a marca de Mach 1.8, mantida durante mais de uma hora. Um voo de 50 minutos acima de Mach 2 foi atingido no oitavo voo.

O primeiro XB-70A superou o Mach 3 em outubro de 1965, atingindo Mach 3.2 a 21000 metros de altitude. Foi nessa altura que se tornaram evidentes as deficiências estruturais nos painéis de revestimento em favo de mel, principalmente devido à inexperiência no seu fabrico e controle de qualidade deficiente. Em duas ocasiões, os painéis sofreram ruturas estruturais durante o voo supersónico que levou a que o voo da aeronave fosse limitado a Mach 2.5.

As deficiências descobertas no primeiro
protótipo foram quase completamente resolvidas no segundo XB-70, nº 62-0207, que voou em julho de 1965 pela primeira vez. Diferia do primeiro exemplar por ter a asa num angulo diedral de 5 graus, possuir um sistema hidráulico melhorado, melhores tanques de combustível e um sistema de controlo automático das rampas de tomadas de ar dos motores, que substituiu o sistema manual instalado no primeiro protótipo.

primeiro XB-70 ao serviço da NASA em1968

Em 3 de janeiro de 1966, o segundo XB-70 atingiu uma velocidade de Mach 3.05 enquanto voava a 22.000 metros, e atingiu a velocidade máxima de Mach 3.08 que manteve durante 20 minutos em abril de 1966. Em 19 de maio de 1966, atingiu o Mach 3.06 que manteve durante 32 minutos, percorrendo a distancia entre o Utah e a Califórnia em apenas 18 minutos, e percorrendo 3900 quilómetros em 91 minutos de voo total.

Um programa de pesquisa conjunto da NASA e USAF foi realizado entre novembro de 1966 e janeiro de 1967 para medir a intensidade e a assinatura dos estrondos sónicos (Sonic Boom) para o National Sonic Boom Program (NSBP). O segundo XB-70 selecionado para o programa e foi equipado com sensores de teste voando pela primeira vez no âmbito do programa junho de 1966, atingindo uma velocidade de Mach 3.05 a 22.000 metros de altitude. Porém dois dias depois, enquanto fazia um voo de calibração de instrumento de baixo desempenho, e uma sessão de fotografia publicitária para a General Electric um Lockheed F-104N Starfighter que voava em formação colidiu com a asa do XB-70A a uma altitude de 7600 metros perto de Barstow, Califórnia. O Starfighter explodiu imediatamente em chamas, matando instantaneamente o piloto enquanto que o XB-70A entrou num parafuso irrecuperável despenhando-se de seguida. O piloto do XB-70A conseguiu ejetar-se com sucesso ficando gravemente ferido quando a sua cápsula de escape embateu no solo. O seu co-piloto foi no entanto incapaz de se ejetar, provavelmente por ter ficado incapacitado pelas elevadas forças G geradas durante o parafuso do XB-70A.

XB-70A, em voo de formação antes do acidente
que destruiu o segundo protótipo

Os filmes feitos durante o incidente parecem mostrar que o F-104N se aproximou demasiado da asa do XB-70A durante a formação sendo apanhado pelo vórtice gerado pela ponta da asa que o arrastou para cima levando-o a embater contra o leme de estibordo do XB-70A.

O programa de testes continuou com o primeiro XB-70A, prolongando-se até 1967. Em março deste ano o XB-70A foi transferido para a NASA (National Aeronautics and Space Administration) para participar num programa alargado (NASA NAS4-1174) de testes de voo destinados a investigar o controle da dinâmica estrutural a aplicar num projeto de um avião de transporte supersónico. Ao abrigo deste programa o XB-70A realizaria 83 voos.

O ultimo voo do XB-70A seria realizado em fevereiro de 1969 para Wright Patterson AFB em Dayton, no Ohio, onde atualmente se encontra em exposição no Museu Nacional da Força Aérea dos Estados Unidos.

DESENHOS