JATO

JATO ( acrónimo de despegue asistido por jet ), es un tipo de despegue asistido para ayudar a las aeronaves sobrecargadas en el aire proporcionando un empuje adicional en forma de pequeños cohetes . El término JATO se usa indistintamente con el término (más específico) RATO , para despegue asistido por cohete (o, en el lenguaje de la RAF , RATOG , para equipo de despegue asistido por cohete ).

Un Arado 234 Blitz alemán equipado con unidades Starthilfe RATO
Starthilfe RATO (izquierda) en el ala de estribor del Arado Ar 234 B-2 en el Steven F. Udvar-Hazy Center en Virginia.
La unidad Starthilfe RATO

Los primeros experimentos que utilizaron cohetes para impulsar planeadores en el aire se llevaron a cabo en Alemania en la década de 1920 ( Lippisch Ente ), y más tarde tanto la Royal Air Force como la Luftwaffe introdujeron tales sistemas en la Segunda Guerra Mundial . [1] El sistema británico usó cohetes de combustible sólido bastante grandes para disparar aviones (típicamente el Hawker Hurricane ) desde una pequeña rampa colocada en los frentes de los barcos mercantes, conocidos en servicio como buques mercantes armados Catapult (o barcos CAM) , con el fin de proporcionar algo de cobertura contra aviones de patrulla marítima alemanes . Después de disparar, el cohete se soltó desde la parte trasera del avión para caer al agua y hundirse. Terminada la tarea, el piloto volaría a territorio amigo si era posible o se lanzaría en paracaídas desde el avión, con suerte para ser recogido por uno de los barcos de escolta. Durante dos años, el sistema solo se empleó nueve veces para atacar aviones alemanes con ocho muertes registradas por la pérdida de un solo piloto.

La Luftwaffe también usó la técnica con unidades de combustible líquido fabricadas por la firma Walter y BMW, y combustible sólido, fabricadas por las firmas Schmidding y WASAG  , como motores cohete firmemente sujetos y descartables, para volar más rápido y con mayor facilidad. carreras de despegue más cortas. Estos fueron utilizados para aumentar el rendimiento del despegue de sus bombarderos medios, y la enorme envergadura de 55 metros Gigant , Messerschmitt Me 321 planeador, concebido en 1940 por la invasión de Gran Bretaña, y se utilizan para suministrar el frente ruso. Los enormes Me 321 originalmente tenían asistencia de remolque aéreo de hasta tres cazas pesados Messerschmitt Bf 110 en una disposición llamada Troika-Schlepp en el aire con cargas que habrían hecho que el despegue se hubiera prolongado demasiado de otra manera, pero con mucho riesgo de accidentes aéreos. colisión del trío de Bf 110 en formación en V involucrados en una función de plano de remolque simultánea , destinada a ser aliviada en gran medida con la sustitución del trío de Bf 110 por un solo ejemplo del inusual fuselaje doble Heinkel He 111Z diseñado específicamente para cinco avión de remolque con motor. El uso de métodos de despegue asistido por reacción se volvió especialmente importante al final de la guerra cuando la longitud de las pistas utilizables se redujo severamente debido a los resultados de los bombardeos aliados. Su sistema solía utilizar Walter HWK 109-500 Starthilfe ("ayuda para el despegue") autónomo y descartable , también conocido como "Rauchgerät" - generador de humo, unidades propulsoras de cohetes monopropulsantes de combustible líquido unificado cuyos motores son impulsados ​​por la descomposición química de " T -Stoff ", esencialmente peróxido de hidrógeno casi puro , con un compuesto catalítico Z-Stoff . Se usó un paquete de paracaídas en el frente de contorno romo de la carcasa exterior del motor para frenar su caída después de ser liberado del avión, de modo que el sistema pudiera reutilizarse. Los primeros experimentos se llevaron a cabo en 1937 en un Heinkel He 111 , pilotado por el piloto de pruebas Erich Warsitz en Neuhardenberg , un gran campo a unos 70 kilómetros al este de Berlín , catalogado como aeródromo de reserva en caso de guerra. [2] Otros experimentos alemanes con JATO tenían como objetivo ayudar al lanzamiento de aviones interceptores como el Messerschmitt Me 262 C, como las versiones especiales de Heimatschützer , generalmente equipados con una versión del motor de cohete de combustible líquido Walter HWK 109-509 del Programa Me 163 Komet , ya sea en la parte trasera extrema del fuselaje o semi-"podded" debajo de él, justo detrás del borde de salida del ala, para ayudar a sus turborreactores Junkers Jumo 004 , o un par de motores combinados BMW 003R con cohetes propulsores especiales. en lugar de los Jumo 004, de modo que los interceptores Me 262C Heimatschützer pudieran alcanzar antes las formaciones de bombarderos enemigos. Se construyeron y probaron dos prototipos de las versiones Heimatschützer del Me 262, de los tres diseños propuestos. En contraste con la amplia variedad de tipos de aeronaves con las que se probaron los diseños de propulsores monopropelentes líquidos modulares Starthilfe diseñados por HWK , viendo cierto grado de uso de primera línea; Los diseños de propulsores RATO de combustible sólido antes mencionados de las firmas Schmidding y WASAG siguieron siendo de naturaleza casi estrictamente experimental, con las unidades propulsoras de combustible sólido de empuje Schmidding de 500 kg destinadas a ver servicio, un cuarteto montado por fuselaje para su uso con el radical Bachem Ba. Diseño del interceptor de cohetes 349 VTO ​​en 1945, para sus necesidades de lanzamiento vertical. El estrictamente experimental sistema HWK 109-501 Starthilfe RATO utilizó un motor bi-propulsor "caliente" similar al del caza cohete Me 163B Komet , agregando una masa de 20 kg de una combinación de hidracina B-stoff , mezclada con "Br- stoff "( destilado de hidrocarburo de ligroína ) como" combustible "principal para el monopropelente T-Stoff aún desestabilizado con el permanganato Z-Stoff para la ignición como oxidante, triplicando la cifra de empuje de 109-500 de 4,95 kN (a 14,71 kN / 1,500 kgf ) con una quemadura de 30 segundos de duración. Debido a los riesgos similares del sistema "caliente" que exigen procedimientos especiales de manejo y abastecimiento de combustible similares a los del motor cohete 509A de Komet, el 109-501 parece haber seguido siendo un diseño estrictamente experimental, y solo se utilizó para los vuelos de prueba del Junkers Ju 287. Prototipo de bombardero a reacción V1. [3]

A principios de 1939, la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos proporcionó $ 1,000 a Theodore von Kármán y al Grupo de Investigación de Cohetes (incluidos Jack Parsons , Frank Malina , Edward Forman y Apollo MO Smith ) en el Laboratorio Aeronáutico Guggenheim en el Instituto de Tecnología de California. (GALCIT) para investigar el despegue de aeronaves asistido por cohetes. Esta investigación de JATO fue la primera investigación de cohetes en recibir asistencia financiera del gobierno de los EE. UU. Desde la Primera Guerra Mundial, cuando Robert H. Goddard tenía un contrato con el Ejército para desarrollar armas de cohetes de combustible sólido. [4] [5] [6] A finales de 1941 von Kármán y su equipo conectaron varios Aerojet de combustible sólido de 50 libras de empuje [ dudoso - discuta ] JATO a un avión Ercoupe ligero, y el capitán del ejército Homer Boushey despegó en pruebas. En la última carrera, quitaron la hélice, colocaron seis unidades JATO debajo de las alas y Boushey fue lanzado al aire para un vuelo corto, el primer estadounidense en volar solo con la potencia de un cohete. Ambos servicios armados utilizaron combustible sólido JATO durante la guerra. [6] : 329

El primer despegue "asistido por cohete" en los Estados Unidos, un propulsor GALCIT instalado en un ERCO Ercoupe , en March Field , California, 1941

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Avión de carga LC-130 RATO despegue de la nieve

Después de la Segunda Guerra Mundial, el JATO se usó a menudo para superar el pobre empuje de los primeros motores a reacción a bajas velocidades o para ayudar a despegar aviones muy cargados. Por ejemplo, el Avro Shackleton con motor de hélice , cuando estaba muy cargado de combustible para vuelos largos de vigilancia marítima, dependía de los turborreactores Armstrong Siddeley Viper para el despegue.

El primer avión de pasajeros del mundo , el de Havilland DH 106 Comet , incluyó una disposición de diseño para transportar dos cohetes de refuerzo de Havilland Sprite propulsados ​​por peróxido de hidrógeno destinados a ser instalados para condiciones " altas y calientes " desde aeropuertos como Jartum y Nairobi. [7] [8] Estos fueron probados en treinta vuelos, pero los motores a reacción de Havilland Ghost por sí solos se consideraron lo suficientemente potentes y algunas aerolíneas concluyeron que los motores de cohetes no eran prácticos. [9] Sin embargo, los accesorios Sprite se conservaron en los Comet 1 de producción, pero se volvieron innecesarios con las posteriores actualizaciones del motor. [10]

A finales de 1950, el lanzamiento de longitud cero programas experimentales para el lanzamiento de aviones de combate se llevaron a cabo por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , el alemán Bundeswehr 's Luftwaffe y el Soviet VVS usando de gran empuje, de corta duración del quemado de refuerzo diseños de apariencia similar y función. La USAF usó un Republic F-84 modificado , designado EF-84G, que usó el propulsor de combustible sólido de nivel de empuje de 240 kN (26 toneladas cortas) diseñado por Aerojet General del misil de crucero MGM-1 Matador de dos segundos de duración de empuje. El VVS soviético usó un caza MiG-19 modificado , designado SM-30, lanzado desde un lanzador especial, y usando un diseño de cohete propulsor de combustible sólido casi idéntico al del EF-84G, pero de uno mucho más poderoso, 600 kN. (64 toneladas cortas) nivel de empuje. El F-100 y el F-104 también se utilizaron para experimentos de lanzamiento de longitud cero, con unidades de refuerzo de caída similarmente poderosas a los experimentos SM-30 de los soviéticos. [11]

También en la década de 1950, el JATO Junior fue un intento de Aerojet Engineering de introducir unidades JATO más pequeñas en aviones comerciales pequeños, pero fue bloqueado por la Oficina de Aeronáutica de la Marina de los EE. UU. Aerojet afirmó que la botella JATO más pequeña, que ofrece 250 libras de empuje durante 12 segundos, podría ayudar a un avión privado liviano, que normalmente requiere casi 900 pies de pista para superar un obstáculo de 50 pies de altura, podría hacer lo mismo con 300 pies de pista. con una unidad JATO Jr. [12]

El Boeing 727 tenía provisión para la asistencia de Aerojet JATO para su uso en condiciones "altas y calientes", particularmente en la Ciudad de México y La Paz . [13] [14] Una opción JATO estaba disponible para el Fairchild Swearingen Metroliner para aumentar el peso de despegue mientras se mantenían los requisitos de ascenso inoperativo de un motor. [ cita requerida ]

A finales de 1980, el plan de operaciones militares de los Estados Unidos, Operation Credible Sport, estaba destinado a rescatar a los rehenes retenidos por Irán utilizando aviones de carga C-130 modificados con motores de cohetes para permitir un despegue y aterrizaje muy cortos. El plan se canceló después de que ocurriera un accidente durante un aterrizaje de prueba cuando las unidades JATO orientadas hacia adelante diseñadas para ralentizar la aeronave dispararon antes de que lo hicieran las unidades orientadas hacia abajo (diseñadas para amortiguar el aterrizaje), lo que provocó un aterrizaje forzoso.

JATO se volvió en gran medida innecesario a medida que mejoró el empuje de despegue de los motores a reacción y ahora rara vez se utiliza incluso cuando se opera con mucha carga desde pistas cortas o en condiciones de "calor y altura". Ocasionalmente se utiliza en circunstancias excepcionales, en aviones especialmente equipados, en su mayoría militares. [15] [ cita requerida ]

El JATO Rocket Car es una leyenda urbana que relata la historia de un automóvil equipado con unidades JATO que luego se encuentra estrellado contra la ladera de una montaña. Esta historia se da a menudo como ejemplo de un premio Darwin ; parece apócrifo, sin base de hecho. [dieciséis]

La leyenda ha sido examinada varias veces en el programa MythBusters de Discovery Channel . Para el primer intento, en un episodio piloto de 2003, la tripulación replicó la escena y el empuje del JATO con algunos motores de cohetes de aficionados disponibles comercialmente. El auto fue muy rápido, dejando atrás al helicóptero de persecución, pero no se acercó a las 300 mph (500 km / h) reportadas en la historia original, y no pudo volar. El mito fue revisado en 2007, utilizando una configuración diferente de cohetes en un intento de hacer volar el automóvil; explotó antes de llegar al final de su rampa de lanzamiento. El mito fue revisado nuevamente en 2013 en el primer episodio de la temporada 12 de Mythbusters, como una celebración de su décimo año en el aire.

Un automóvil Dodge Coronet de 1958 equipado con JATO en el lago seco El Mirage se usó para un anuncio de televisión para demostrar el poder de sus frenos de "contacto total". Esto se transmitió durante The Lawrence Welk Show a fines de la década de 1950. [17]

  • Los Blue Angels C-130 Hercules "Fat Albert" de la Armada de los EE. UU. Utilizan JATO durante el despegue

  • Dron objetivo BQM-74E Chukar usando JATO

  • Fuerza Aérea Suiza 's Dassault Mirage IIIs en Payerne

  • BS.605 según lo utilizado por el Buccaneer S.50

  • Una botella de RATO

  • Un Lockheed P-2 Neptune se lanza desde el portaaviones USS  Franklin D. Roosevelt  (CV-42) , el 2 de julio de 1951.

  • Un despegue Boeing B-47 B asistido por cohete .

  • Un bombardero torpedo Grumman TBF despegando con la ayuda de una unidad asistida por jet de 330 caballos de fuerza en aproximadamente la mitad de la carrera normal.

  • F-104G con un cohete propulsor experimental ZELL en Gatow.

  • Lanzamiento de longitud cero

Notas

  1. ^ "Para operaciones desde pequeñas cubiertas de vuelo con cargas pesadas, eran necesarios despegues asistidos por cohetes". http://uboat.net/allies/aircraft/swordfish.htm
  2. ^ Warsitz, Lutz: EL PRIMER JET PILOTO - La historia del piloto de pruebas alemán Erich Warsitz (p. 45), Pen and Sword Books Ltd., Inglaterra, 2009
  3. ^ Página del Museo de Aviación Polaco de Cracovia en el módulo HWK 109-501 Starthilfe RATO
  4. ^ Malina, Frank J. (1967). "Memoria sobre el proyecto de investigación del cohete GALCIT" . l'Observatoire Leonardo pour les Arts et les Techno-Sciences.
  5. ^ "Órdenes de magnitud - una historia de la NACA y la NASA, 1915-1990, cap. 2" . NASA . 1989.
  6. ^ a b Lehman, Milton (1988). Robert H. Goddard . Nueva York: Da Capo Press. págs. 91–5.
  7. ^ Cookman, Aubery O. Jr. "Viaje en avión". Popular Mechanics , 93 (4), abril de 1950, págs. 149-152.
  8. ^ Francis, 1950, págs. 98-102.
  9. ^ Birtles 1970, p. 125.
  10. ^ Gunn 1987, p. 269.
  11. ^ [1] Archivado el 13 de junio de 2012 en la Wayback Machine.
  12. ^ Unidad Jet "Baby" impulsar el avión ligero en el aire Popular Mechanics , febrero de 1950, p. 163.
  13. ^ http://www.boeing-727.com/Data/type%20cert/typecert200ser.html
  14. ^ http://www.tailsthroughtime.com/2010/04/ive-always-had-soft-spot-for-boeing-727.html
  15. ^ "Booster Kick Off Civilian Planes" Popular Science , junio de 1955, p. 50.
  16. ^ "Carmageddon" . snopes.com.
  17. ^ Dodge presenta The Lawrence Welk Show en YouTube , segmento comienza a las 30:00

  • Video (archivo) del Heinkel He 111 equipado con propulsores de cohetes de Walter
  • "Nacimiento de JATO". Popular Science , julio de 1946, págs. 74–75.
  • Boeing 727 usando JATO en YouTube
  • C-130 Lockheed Hercules JATO en YouTube