s-97-raider

S-97 "Raider"

Por Graham Warwick|Aviation Week & Space Technology

Rollout do S-97 Raider é um segundo passo na oferta da Sikorsky para remodelar o helicóptero

A Sikorsky definiu o helicóptero moderno quando o VS-300, com um rotor principal e um rotor de cauda, fez seu primeiro vôo em 1939. Agora, a fabricante pretende redefinir as asas rotativas com uma configuração que oferece maior velocidade, manobrabilidade e desempenho, mas mantém as características de um helicóptero, com agilidade a baixa velocidade, permitindo simultaneamente características de vôo únicas.

Desenvolvido no centro de testes da Sikorsky em West Palm Beach, Flórida, em 02 de outubro, o S-97 Raider é o segundo exemplo da nova configuração e um terceiro está a caminho. Primeiro foi o demonstrador de tecnologia X2, que ultrapassou 260 kt. em 2010. O terceiro, o Sikorsky/Boeing SB.1 Defiant, deverá voar em 2017 sob o programa U.S. Army’s Joint Multi-Role (JMR).

Defiant

Programa Defiant SB-1- Boeing e Sikorsky

O Raider constitui um passo crucial para provar que a configuração rígida coaxial-rotor do helicóptero composto da Sikorsky, pode ser escalado desde 6.000 libras de peso bruto a uma classe de 30.000 libras, como o X2 Future Vertical Lift Medium, que poderia substituir milhares de Sikorsky UH-60 Black Hawks, começando por volta de 2035.

O programa Raider financiado pela indústria também fornece uma oportunidade para a Sikorsky aprimorar os processos de prototipagem rápida pioneira no X2 financiado pela empresa e agora está sendo aplicada ao demonstrador JMR, com o custo sendo compartilhado pela indústria e pelo Exército.

X2

Protótipo X-2

A Sikorsky enfatiza que o X2 não foi desenvolvido como invenção, mas a integração inteligente das tecnologias disponíveis. A empresa voou pela primeira vez a configuração rígida composto coaxial-rotor na década de 1970 com o helicóptero experimental XH-59A. Ele foi rápido, voou a mais de 260 kt., mas era barulhento, instável, com alto consumo, complexo e difícil de voar, exigindo dois pilotos para administrar quatro motores.

O demonstrador X2 aplicou avanços no controle de voo fly-by-wire, redução de arrasto, sistema de propulsão auxiliar integrado, controle de vibração ativa e leves, lâminas de composite e estruturas rígidas, para superar as desvantagens e desbloquear os benefícios da configuração. O resultado foi um único piloto, protótipo monomotor com níveis de vibração semelhantes a um Black Hawk com velocidade em vôo, duas vezes mais rápido.

O X2 foi um esforço financiado internamente de 50 milhões dólares, que levou 43 meses para o primeiro vôo e alcançou a 250 kts, meta de velocidade em 17 vôos de teste. Desde o lançamento do Raider em julho de 2010 até o primeiro voo em dezembro, serão 49 meses, e o programa de dois protótipo deverá custar à Sikorsky e seus fornecedores, cerca de US$ 200 milhões. O primeiro helicóptero será usado para a expansão do envelope e o segundo para as opções dos clientes.

Alimentado por um único motor de 2.600 shp General Electric YT706, o Raider tem 11.500 libras-peso bruto. Hingeless rotors, cada um com quatro lâminas. Rotores coaxiais eliminam a necessidade de um tailrotor anti-torque. Em vez disso, o motor também impulsiona a hélice de passo variável na cauda que fornece orientação para a alta velocidade, mas pode ser desativada por meio de uma embreagem em baixas velocidades ou pairar para aumentar a segurança e reduzir o ruído.

S-97

S-97 Raider

O Raider é projetado para exceder 220 kts em velocidade de cruzeiro, mas o propulsor também permitirá que novos modos de voo, incluindo a aceleração de nível atitude e desaceleração e para o emprego de armas. O programa de ensaio do Raider é esperado para explorar a utilidade destas novas características.

“A prototipagem rápida não significa cortar algumas coisas”, diz Miller. “Quando você avança nas etapas fundamentais em testes de voo, o risco é alto da aeronave ficar embaixo por meses. O X2 expandiu o envelope de forma muito eficiente, em 17 voos. Voar é caro e nós queremos avançar o envelope, e não aprender como funciona a aeronave “, diz ele. “Claro, vamos ter descobertas no teste de solo e teste de vôo, mas não queremos tropeçar em algo que tropeçamos há um ano”, acrescenta Van Buiten.

A empresa também depende fortemente de seus 53 parceiros fornecedores. “Eles fornecem 90% da aeronave e Sikorsky faz a documentação integração e controle de interface. Isto permitiu-nos ir mais rápido com uma cultura de alta qualidade “, explica Van Buiten. “Temos fornecedores de grande a pequeno porte, todos com diferentes graus de go-fast, e eles estão entregando as peças em um espaço de tempo que eles não estão acostumados. É emocionante assistir. “

“A indústria está na estrada para fazer negócios com alta de código-fonte, o conteúdo de alta tecnologia”, afirma Miller. “Enquanto não temos uma rede muito extensa sup-alicate, nós temos as ferramentas de modelagem forte ao nível do sistema e controles de interface do ambiente de design virtual precisa aqueles”, diz ele, observando os Raider fornecedores todos simultaneamente trabalhar com o mesmo modelo de design, sem latência.

O primeiro Raider está pronto para entrar em teste no solo, diz Van Buiten. “Todas as peças estão em fluxo para a segunda aeronave, onde a fuselagem é feita. Vamos ter um pouco de tempo em vôo no nº 1 antes de montar o nº2, para que possamos incorporar todas as mudanças. “Um programa de teste de voo de quatro fases está prevista para o nº 1, começando com foco em testes de baixa velocidade, em seguida, expansão do envelope de velocidade e manobra, e “puxar Gs em velocidade e manobras de baixa velocidade não convencionais” com o propulsor.

“Vamos pegar onde o X2 parou”, diz Miller. “Estamos fazendo um monte de análises operacionais e montar vinhetas para mostrar como as características de vôo únicas da aeronave podem ser usadas para fazer coisas fundamentalmente diferentes.”Pilotos de helicóptero, de asa fixa e tiltrotor, têm voado o simulador do Raider e o feedback fornecido incorporado nas vinhetas. “Pretendemos fazer algumas demonstrações muito original para mostrar o que ele pode fazer.”

S-97 Raider

O S-97 Raider é um protótipo de um helicóptero tático leve projetado para atender uma exigência do Exército dos EUA para substituir os Bell OH-58D Kiowa Warriors.

Os protótipos do Raider, financiados pela Sikorsky , foram oferecidos para atender ao requerimento do U.S. Army’s Armed Aerial Scout (AAS), que agora está no limbo por causa de pressões orçamentárias.

“Não é uma aeronave de produção, mas é passiva de desenvolvimento”, diz Miller. Os protótipos não são construídos com as especificações militares, mas a Sikorsky manter a rastreabilidade de um paralelo, totalmente desenvolvido de design militar.

“Em qualquer lugar há uma diferença [entre os projetos] temos rastreabilidade para uma análise detalhada do que esse item vai custar [da produção]”, explica Miller. “Nós entendemos completamente o processo de produção. Não há saltos. “Este processo está por trás da confiança da Sikorsky na sua declaração altamente pública no ano passado, de que a produção um custo de US$ 15 milhões, 25% a mais do que um off-the-shelf, baseado na construção de 428 aeronaves para substituir de Bell OH-58D Kiowa do Exército.

Embora AAS está em espera, a Sikorsky está discutindo com potenciais clientes o que eles querem ver demonstrado. “Temos a oportunidade de fazer modificações e trazer outras tecnologias em colaboração com a indústria e os clientes”, diz Miller. “Estamos sentando com potenciais clientes e discutindo como a aeronave pode ser configurado de forma exclusiva.”

Como a Sikorsky prepara para fazer o Raider, ele já está equipado com as lições aprendidas com o programa JMR com a Boeing. “Não é a transferência completa, mas teremos um começo rápido”, observa Miller. O ambiente de design virtual é “robusto e intransferível, e que fez um grande esforço para documentar o processo de prototipagem rápida para que possamos continuar a fazer programas muito rápido”, acrescenta Doug Shidler, diretora do programa demonstrador de tecnologia JMR. “O que nós fomos capazes de fazer no Raider estamos vendo no JMR.”

TRADUÇÃO E ADAPTAÇÃO: Defesa Aérea & Naval

 

14 Comments

 

  1. 04/10/2014  23:22 by Bosco Responder

    Na verdade o termo tilt-rotor não é apropriado para o V-22 e o AW609 já que eles são tilt-engine. O que inclina nessas aeronaves é todo o motor e não somente o rotor.
    Já o "Valor" é um legítimo tilt-rotor. Apenas o rotor é que inclina enquanto o motor permanece imóvel na horizontal em qualquer regime de voo. O exemplo clássico desse conceito é o Curtiss-Wright X-19 e o Curtiss-Wright X-100.

  2. 04/10/2014  16:47 by Bosco Responder

    Alexandre,
    É isso mesmo! O X3 é um helicóptero composto e não um convertiplano.
    Ele neutraliza o torque usando empuxo diferencial das hélices tratoras e tem asas que auxiliam na sustentação no voo de cruzeiro.
    Já o AW609, o V-22 e o Valor, como você bem observou ("parecem mais aviões do que helicópteros") são "convertiplanos" do tipo 'tiltrotor" (rotor inclinável). E todos são bimotores.
    Um abraço.

  3. 04/10/2014  15:11 by alexandre Carodoso Responder

    Acho que esse helicóptero híbrido da Eurocopter não seja um convertiplano pois tentei dar mais uma pesquisada em nenhuma foto publicada pareceu que os motores das asas não fossem fixas.

  4. 04/10/2014  15:08 by alexandre Carodoso Responder

    Bosco, hoje com as informações que tu deu, atinei de como procurar direito o aparelho que tentei descrever e que mencionei. O aparelho é da Eurocopter e o seu nome é X3, um helicóptero híbrido( segundo a publicação ). Tem uma hélice principal em cima e uma em cada asa, porém as da asa são fixas e na traseira não tem nenhuma hélice, pelas fotos que publicaram. Pesquisei no " Oráculo Google" e localizei exatamente a criatura que mencionei. O aparelho da Bell, é diferente do que mencionei porém mais parecido com o Raider. Parecido assim, no desenho do corpo principal( eu quis dizer ), pois o Valor não tem motor principal em cima e me pareceu ser um trireator( se é que o nome está certo, para se referir a 3 motores ) e o AW609 e o V -22, """ estariam mais para aviões do que helicópteros """. O nome do aparelho que tentei identificar antes é X3 e o fabricante é a Eurocopter.

  5. 04/10/2014  13:26 by Bosco Responder

    Sikorski = Sikorsky

  6. 04/10/2014  13:09 by Bosco Responder

    O helicóptero foi desenvolvido, e não inventado. O desenvolvimento do helicóptero foi mais complexo do que o do avião e estava sendo processado em dezenas de centros de pesquisa em todo o mundo.
    O ser humano tem moda de ficar apontando que é o "pai" disso ou daquilo ou quem é o inventor disso ou daquilo, mas tem coisa que não cabe apontar o inventor, no máximo há de se fazer referência ao "pioneiro".
    O caso do avião é um deles. Não cabe apontar quem foi o inventor do avião (no caso específico e para os que creem em seres invisíveis e poderosos que controlam a vida dos humanos a partir de locais celestiais, o inventor do conceito do avião foi Deus) já que todos os centros que pesquisavam o conceito do mais pesado que o ar estavam convergindo para um denominador comum e mais cedo ou mais tarde iriam obter êxito, aliás, como fizeram, independente do pioneiro da aviação ter sido Santos Dumont ou os Irmãos Wraith.
    Com o helicóptero ocorreu o mesmo. Ele estava sendo desenvolvido em vários centros independentes e até mesmo antes do conceito do avião de asa fixa ser demonstrado pela primeira vez (pelo brasileiro ou pelos americanos) já se tentava obter o voo de um aparelho mais pesado que o ar através da sustentação via asa rotatória.
    O primeiro helicóptero totalmente controlável foi voado em 1936 na Alemanha (Fw61) e em 1939 Igor Sikorski conseguiu voar seu VS300 que por sua segurança e simplicidade colocou seu desenvolvedor como o "pai" do helicóptero.
    O helicóptero não teve inventor e sim pioneiros que desenvolviam o conceito simultaneamente em paralelo em várias partes do mundo. Se por acaso Igor Sikorski não tivesse obtido êxito com seu conceito o helicóptero teria sido "inventado" de qualquer jeito.
    Conceito similar ao do VS300 estava sendo desenvolvido paralelamente pela Bell por Arthur Young e havia vários conceitos que estavam obtendo sucesso em todo o mundo (rotores em tandem, rotores interengrenados, rotores coaxias, hélices compensatórias, etc), em especial nos EUA, Alemanha e URSS.

    • 05/10/2014  13:02 by pedro Responder

      eu citaria logo o leonardo D'vinci pra calar a boca da galera kkkk

  7. 04/10/2014  10:47 by Bosco Responder

    Alexandre,
    O conceito ao qual você se refere é da Bell e é denominado de "Valor".
    Na verdade ele é um pouco diferente do AW609 que creio tenha sido o que mencionou. O Valor articula só o rotor enquanto o motor permanece na posição horizontal. Já o AW609 (derivado do V-22) é o motor inteiro que articula.
    Vale salientar que o Valor e o Raider são conceitos bem diferentes. O Valor é uma aeronave do tipo "convertiplano" enquanto o Raider é um "helicóptero composto". A diferença entre os dois conceitos é que no convertiplano a sustentação no voo horizontal de cruzeiro é fornecida por asas (em alguns conceitos o rotor fica parado), enquanto no "helicóptero composto" há sempre a colaboração do rotor girando em qualquer regime de voo.
    Ou seja, o "convertiplano" se converte em um avião (tipo um transformer, rsrrss) enquanto um helicóptero composto é sempre helicóptero.
    Há vários conceitos de convertiplanos sendo estudados:
    Os mais comuns são: tiltrotors (como o V-22, o AW609 e o Valor); aeronaves que param a rotação do rotor e o retrai (DiscRotor Concept); aeronaves que usam o rotor parado como asa fixa (X-wing, canard-wing, etc); etc.
    Vale salientar que um novo programa para helicópteros do exército americano tem como concorrentes tanto helicópteros compostos como convertiplanos.

  8. 04/10/2014  0:33 by Bosco Responder

    E antes que alguém fale que a Sikorsky copiou os rotores coaxias dos Kamovs russos eu já informo antecipadamente que o pioneiro no conceito de rotores coaxias foram dois americanos, Peter Papadakus e Vicent Bendix:
    http://www.gyrodynehelicopters.com/our_founder.htm
    http://www.aviastar.org/helicopters_eng/bendix-j.php
    Durante muitos anos os americanos usaram vários modelos de helicópteros com rotores coaxias projetados por esses senhores mas fato é que o conceito foi abandonado em favor de outros.
    Simultaneamente na URSS o senhor Nikolái Kámov estava trabalhando em tecnologia semelhante e seu primeiro helicóptero com rotor coaxial voou em 1949, enquanto o primeiro dos americanos voou em 48.
    Esse é um típico caso de desenvolvimento paralelo e ninguém copiou de ninguém.
    Tanto nos EUA quanto na URSS os conceitos tiveram desenvolvimento independentes.

  9. 03/10/2014  23:36 by Alexandre Cardoso Responder

    Parece ser um conceito mais eficiente do que aquele helicóptero ( ACHO que da Boeing ) com asas ( não lembro do nome do aparelho) e uma hélice em cada asa, só que de uso civil. Foram divulgadas imagens dele no ano passado ou neste ano, não lembro.

  10. 03/10/2014  23:15 by Bosco Responder

    Basicamente o que se espera de um "helicóptero composto" é que tenha 50% mais de velocidade e pelo menos o dobro do alcance, se comparado a um helicóptero convencional de mesma categoria.
    O conceito do S-97, baseado no helicóptero conceito X-2, praticamente condenou à obsolência vários conceitos de helicópteros compostos, mesmo antes deles se tornarem operacionais.

  11. 03/10/2014  22:53 by Bosco Responder

    Só a título de comparação, esse é o X-49, um helicóptero composto experimental que usa o conceito VTDP. Diferente do S-97 ele tem uma asa enorme.
    http://www.helis.com/h/x49_4.gif

  12. 03/10/2014  22:47 by Bosco Responder

    Quanto mais um helicóptero acelera mais rápido ele tem que fazer girar seu rotor (aumentando a RPM). Inevitavelmente a soma da velocidade do rotor com a velocidade do helicóptero pode fazer a ponta do rotor que avança se aproximar da velocidade do som, e isso pode causar fenômenos aerodinâmicos indesejáveis que em tese são responsáveis pela baixa velocidade de um helicóptero em comparação com um avião turboélice.
    Para reduzir esses fenômenos indesejáveis provocados pela velocidade das pontas das pás que avançam os projetistas deixaram o rotor independente do propulsor, que ficou como o único responsável pelo movimento horizontal do helicóptero. Sendo separados, a velocidade horizontal do helicóptero pode aumentar sem que a velocidade do rotor aumente. Esse conceito foi denominado de "helicóptero composto".
    Para aumentar ainda mais a velocidade e economizar combustível, o rotor passa a funcionar em autorrotação e ainda por cima sua velocidade de rotação é inibida (freada), o que permite que o helicóptero voe mais rápido.
    A maioria desses conceitos de helicóptero composto emprega asas como meio de sustentação auxiliar já que o rotor está "inibido" e pode estar tão lento que não conseguiria por si só manter a aeronave voando.
    O diferencial desse conceito da Sikorsky é não precisar de asas auxiliares, sendo toda a sustentação fornecida pelo sistema de rotores rígidos coaxiais.
    Todos os outros conceitos de helicóptero composto têm asas, o que se torna um peso morto no modo VTOL e no modo pairado, e inclusive prejudica a ação dos rotores, fazendo o helicóptero consumir mais.
    Essa é a grande sacada da Sikorsky. Removendo as asas, remove-se o peso morto e o obstáculo à massa de ar que sustenta o helicóptero no modo vertical/pairado, e isso maximiza o desempenho geral da aeronave.

  13. 03/10/2014  20:21 by pedro Responder

    parece um excelente conceito

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