Monografico: Cheetah

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Están apareciendo otras cositas, que estoy procesando para subir en unos días.
Mientras no sean con misiles, o desgastados, o configuraciones limpias, o con tanques suplementarios, o con leyendas tapadas/cambiadas, o con adminículos extraños, o con deformaciones de la célula... está bien.
 

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Mientras no sean con misiles, o desgastados, o configuraciones limpias, o con tanques suplementarios, o con leyendas tapadas/cambiadas, o con adminículos extraños, o con deformaciones de la célula... está bien.
Y siguen apareciendo "cositas"(Copolla dixit).


La historia del Cheetah R2Z. Proyecto Bark

Parte 1
Por Kobus De Villiers

El equipo de ingeniería que diseñó del Mirage III RZ al Mirage III R2Z. Algunos de estos muchachos se unieron a mí más tarde durante la fase conceptual del prototipo Cheetah R. Dos de ellos también se unieron a mí en Rusia cuando trabajamos en el diseño conceptual del proyecto de conversión del motor Mig-29.

Renier Keet fue el Oficial de Proyectos y dio una explicación de alto nivel, en cuatro partes, del Programa Cheetah. Lo hizo sonar fácil, pero, él y su equipo a nivel de gestión del programa trabajaron muy duro para que fuera el éxito que fue.
En ese momento, yo ya estaba viviendo en el extranjero. Me uní a Atlas en 1977 como Stressman junior y pasé mucho tiempo entrenando en Atlas. También fui enviado a Italia, sede del Impala, Bosbok y partes del Kudu y a Francia, en Dassault, sede de los Mirages. Debido a mis conocimientos sobre el diseño y análisis estructural de aeronaves y el sistema de reabastecimiento en vuelo del Mirage F1 AZ, fui destinado en 1981 al equipo de ingeniería que trabajó en el prototipo del programa Boeing 707 de reabastecimiento en vuelo y ELINT.

El equipo técnico que realizó la conversión del Mirage III R al Mirage IIIR2Z. Varios de ellos también trabajaron más tarde en la construcción del prototipo Mirage III R2Z a Cheetah R.
Cuando el equipo de Rynier llegó, mi contrato se extendió, y me uní al equipo de ingeniería en el Cheetah D2 y Cheetah E.
Tuve que mantener un perfil muy bajo y pasé bastante tiempo en una oficina del sótano sin ventanas. Algunos días me pidieron que no viniera a la oficina o que no saliera de la oficina, ya que había visitantes de otros lugares. Mi tarea era aprender todo lo posible sobre la aerodinámica y el diseño del fuselaje del Cheetah D/D2 y E. También podría contribuir con un montón de conocimientos de diseño del proyecto 707 al diseño del sistema de reabastecimiento de Cheetah en vuelo. No estuve involucrado con ninguno de los programas de electrónica y aviónica del Cheetah. Derek Knoll de Atlas fue el responsable de esa parte.
Después de alrededor de un año me preguntaron si podríamos hacer la conversión Mirage III R2Z a Cheetah RZ nosotros mismos en Sudáfrica.
Ya habíamos convertido un Mirage III RZ (#836) a R2Z en el país por esos años. Brian Greyling fue el líder de mi equipo en ese proyecto. Se trataba principalmente de instalar un motor Atar 09K50 en un fuselaje RZ. Ese avión voló muy exitosamente antes que cualquier Cheetah lo hiciera.
Comenzaron las negociaciones del contrato para la conversión Mirage III R2Z a Cheetah R. Pronto aprendí que esto era aún más secreto que el programa Cheetah D2 y E.
La razón principal de esto fueron las muy sofisticadas cámaras y sensores que la SAAF quería instalar. Me enviaron a los proveedores de estos artículos y tuve que aprender y entender las especificaciones de instalación muy ajustadas requeridas.

Este fue el Plan de Gestión del Proyecto presentado a la SAAF y Armsco en junio de 1985. Atlas obtuvo el contrato.

Tuve que hacer una presentación para muchos grandes jefes de SAAF y Atlas. A los 33 años y lleno de confianza injustificada en sí mismos, les convencí de que podíamos hacer esto. Atlas recibió el borrador del contrato Cheetah R, y yo fui nombrado ingeniero de proyecto. Esto solo podría haber sucedido en esos días embriagadores, donde a un joven inexperto se le podía dar 18 meses, unos pocos millones de dólares y que le dijeran: "¡Construidnos un guepardo caliente! ”.
Tuve que montar un equipo especialista de 6 personas de Atlas para que me acompañara durante 3 a 4 meses para que pudiéramos definir el diseño conceptual y establecer las interfaces de diseño con el Cheetah E.
Los Mirage III R/R2Zs están construidos alrededor de un fuselaje Mirage III E. La interfaz de aviónica entre el Cheetah E y el propuesto Cheetah R fue hecha por Derek Knoll, ya que también era de Atlas ya y parte del equipo en el campo.
Este pequeño equipo viajó a Ben Gurion y de vuelta todos los días en un viejo VW Kombi sin marcar, que tuvimos que aparcar a la vuelta de una esquina, en un lugar sin marcar. Algunos de los chicos tuvieron suerte de tener a sus familias allí, pero fue muy difícil con ellos quedarse en un hotel y tratar de ser discretos. Trabajamos completamente aislados en otro sótano sin ventanas, pero tenía acceso completo a la oficina de ingeniería, donde se desarrollaban los programas Cheetah D(Mirage IIIDZ/DZ2)/D2(Nesher T) y E(Mirage IIIEZ), así como la mayoría de los dibujos y datos de cálculo. Trabajamos horas locas y tuvimos algunos incidentes muy divertidos, que cuento en uno de mis libros, 'Top Secret'.
Después de 4 meses empacamos todo y nos mudamos de vuelta a Sudáfrica y al aislado Hangar L de seguridad y empezamos a trabajar en el diseño de detalles.
Debido a las cámaras y otros sensores que tuvieron que montarse en la nariz de la aeronave, tuve que concentrarme en esa parte tanto para el diseño aerodinámico como estructural antes de que pudiéramos hacer un trabajo detallado en el resto. Ahora primero necesito explicar algo que parece molestar a la mayoría de la gente cuando miran fotos del Cheetah.

Prototipo Cheetah D en Israel.
El primer comentario suele ser que: “Es un Kfir” o “la aviónica hace la nariz tan larga” como uno de estos.
Hay 11 versiones del Kfir, ¿a cuál se refieren? Los franceses construyeron el Mirage III NG, que tenía planos Canards. Los suizos ponen Canards en su Mirage III RS.
Así que de esta forma, ya había un buen de conocimiento disponible sobre los Canards en los Mirages delta y derivados.
Se añaden Planos Canards a los aviones del ala delta para mejorar el flujo de aire sobre la parte interna del ala y ayudar con la velocidad de giro instantáneo. Esto da ventaja a un Caza en la primera parte al momento de un combate cerrado.
Más tarde en la curva, necesitas una velocidad de giro sostenida, es decir, una función de motor, más empuje te ayuda a mantenerte en el giro ajustado.
Otro efecto debido a los Planos Canards es que la sustentación adicional proporcionada por dichos Planos y el mejor flujo sobre las alas hace, que el centro aerodinámico de presión avance en todo el fuselaje de manera distinta.
Esto hace que el avión sea más inestable y si el mismo no es complementado con un moderno sistema fly-by-wire, necesitas mover el Centro de Gravedad de todo el fuselaje hacia adelante. A medida que usas combustible, bombas o cañones, el Centro de Gravedad cambia y siempre hay que asegurarse de que no se mueva más de lo que el control de vuelo y el sistema de estabilidad pueden manejar. Estos movimientos se trazan en tablas de centro gramas para cada misión y configuración posibles. La foto adjunta muestra uno de estos casos.

En el Cheetah, este cambio y las nuevas cajas negras CAS (Control Augmentation System) y SAS (Stability Augmentation Sistema) dictaron, por ejemplo, que los tanques de 1300l necesitaban tener un Centro de Gravedad más adelantado.
Por tal motivo, se desarrollaron nuevos tanques (1302 lts) para que se utilice el combustible de la parte trasera del tanque.
El problema entonces surge en que si el piloto de Cheetah era interceptado y necesitaba tirar los tanques medio llenos, estos caerían y podrían golpear el fuselaje, por lo que el mecanismo de liberación y la configuración de las torres tuvieron que ser cambiados, y muchas pruebas fueron hechas para asegurarse de que se consiga que los tanques fueran expulsados correctamente.
El tamaño (área aerodinámica efectiva) de los Canards está determinado por el exceso de potencia específico del motor y las limitaciones estructurales del fuselaje.
Los Canards añadidos a los aviones durante la fase de diseño inicial pueden ser tan grandes como la potencia del motor lo permita. Lo que significa que los marcos estructurales a los que están unidos están diseñados para las cargas aéreas. Sin embargo, si los Canards son una modificación a un fuselaje existente, sólo pueden ser tan grandes como las cargas que los marcos estructurales modificados pueden transportar. En la conversión Mirage III, los marcos 13 y 15 tuvieron que ser modificados para llevar los accesorios Canard. Pero como estos marcos se colocan durante la construcción inicial del fuselaje, no pueden ser reemplazados y solo pueden ser modificados. Así que, en el Cheetah D/D2 y E, los Canards tienen solo un 70% en área comparado con los Mirage III NG o ciertos Canards Kfir.

Una vez que se hayan establecido los tamaños de Canard y los perfiles aerodinámicos, necesitas mover el Centro de Gravedad de la aeronave ahora más pesada para cumplir con los requisitos de estabilidad y control. Ahí es donde entra la nariz más larga. La nariz más larga tiene limitaciones de forma debido al radar que está instalado en ella y marco N.º 1, donde la nariz está unida al fuselaje. Esto solo puede ser modificado hasta cierto punto debido a las cargas que pasan por los largueros a ambos lados de la cabina. Por lo tanto, la nariz está diseñada para tener una distribución del peso, y las cargas aéreas generadas por su forma, especialmente en altos números Mach, que marco 1 puede transportar.
La forma de la nariz también tiene una gran influencia en el flujo de aire hacia las tomas de aire del motor y sobre la cabina. Las fotos de estas diversas narices muestran claramente pequeñas aletas y generadores de vórtice para tratar de mantener el flujo de aire unido a la parte de popa de la nariz y la forma del fuselaje más atrás.
Nada en un avión de combate está allí sin un propósito y, si es posible, servir más de un propósito cada vez. Cuando se inicia un diseño, cada área recibe un "menú de peso", para mantener su diseño en equilibrio. Si un equipo necesita exceder el "menú de peso" de su sección, hay reuniones y cambios muy serios que tienen lugar. Hay que tener en cuenta esto cuando alguien haga un comentario frívolo sobre la "trabajo de la nariz".


Las necesidades de personal de SAAF y, por lo tanto, la especificación técnica del proyecto tenían unas directrices muy claras. El avión tendría que volar muy rápido sobre territorio enemigo, por lo tanto, tenía que estar protegido por sistemas avanzados de autoprotección EW.
Se necesitaba un alcance mayor que los Cazas y no necesitaba meterse en un combate aire aire. La navegación tenía que ser muy precisa, y la interfaz hombre-máquina tenía que ser similar a la Cheetah D/D2 y E pero se centró en la cámara y en los sensores EW, en lugar de la precesión a la hora de arrojar armas. También tuvimos que usar tantas partes y sistemas comunes de los otros Cheetahs para reducir los repuestos, herramientas especializadas y entrenamiento adicional de tripulación de tierra y pilotos.
Hubo un montón de cosas detalladas que me llevó muchas noches estudiar y crear ideas de cómo lograrlo.

Receptores del equipo RWR, Cheetah E 842.
Dado que el Mirage III R & R2 se basaban en un fuselaje Mirage III E, usamos la lista completa de equipos de un Cheetah E como base. El plan también era mantener el Cheetah R lo más "limpio" (bajo resistencia) y ligero posible. El calendario que se nos dio para todo el proyecto fue muy ajustado, especialmente teniendo en cuenta la complejidad del proyecto y la falta de experiencia en el equipo.
Mantuvimos la cabina y el diseño del instrumental igual que el Cheetah E, excepto por las diferencias dictadas por el motor Atar 09K50 vs el Atar 09C. La gran diferencia en la cabina fue que Derek y su equipo cambiaron las funciones y el software del WDNS (Sistema de ataque y navegación ) y el CSMS para que la navegación, adquisición de objetivos y lanzamiento de armas del Cheetah E fue reconfigurado para hacer las funciones de la cámara y mandos. También había una cámara de vídeo debajo de la nariz para que el piloto pudiera ver el terreno debajo de él en el HUD. Hemos mantenido el diseño de instalación del nuevo asiento eyector igual que el E, para evitar volver a hacer los cálculos y las pruebas requeridas para una nueva instalación del asiento.

Con el cambio hacia adelante del Centro Aerodinámico debido a los Canards, los Cheetah D/D2 y E podrían transportar dos bombas de 125 kg por debajo de los Planos Canards mediante refuerzos hechos a los marcos donde se unen dichos planos. Elegí no agregar estos accesorios ya que ahorraba peso y la R no llevaba bombas. Quitamos los cañones de 30mm y convertimos el gran volumen, normalmente ocupado por los cinturones de munición, en un tanque de combustible para ampliar el alcance operativo.
Dado que las cámaras eran muy grandes y pesadas, el peso ahorrado entre la munición y el combustible ayudó a que pudiéramos modificar la estructura circundante hasta el marco 1 y los nuevos accesorios de nariz, dentro de los límites estructurales permisibles.

El Cheetah E podría transportar 2 bombas de 125 kg en pilones especiales debajo de los bulos. Los marcos 13 y 15 tuvieron que modificarse para transferir las cargas aerodinámicas de los canards al fuselaje. Los mismos marcos también fueron modificados en la parte inferior para soportar las torres de bombas. Hicimos modificaciones para el bulo, pero no para las bombas.
Pasé mucho tiempo monitoreando la nueva masa de la nariz y la cámara, ya que esto era marginal. No teníamos la capacidad de túnel de viento en el país en ese momento y no teníamos los datos aéreos originales del Mirage III, así que tuve que usar los datos de la nariz Cheetah D/D2 como base para nuestros cálculos y diseño. Mi objetivo era poder mantener la nueva nariz de la R más pequeña y un poco más recta que la del Cheetah D/D2 ya que quería mantener la resistencia hacia abajo. No teníamos el mismo flujo de aire sobre la cabina del monoplaza frente al del biplaza, así que tuvimos que cambiar un poco el ángulo de la nariz.
Se mantuvo el manejo de los soportes externos de los tanques de combustible iguales al del Cheetah E.
Durante la conversión Mirage III EZ a Cheetah E, los ordenadores originales CAS (Control Augmentation System) y SAS (Stability Augmentation Sistem) fueron reemplazados por unidades desarrolladas para las características aéreas del Cheetah E. Queríamos que el Cheetah R se manejara igual que este subtipo. Esto estaba en consonancia con el requisito de SAAF de que la conversión del piloto y de la tripulación de mantenimiento sería mínima. Dado que teníamos un motor diferente al del Cheetah E, tuvimos que asegurarnos de que la tasa de uso de combustible y la secuencia de uso entre los diferentes tanques de combustible, no movieran el equilibrio de la aeronave fuera de las capacidades de control de vuelo. Esto fue tanto para el uso durante el vuelo como para el reabastecimiento en vuelo, donde la secuencia de llenado de tanques era importante.

Continuará.
 

michelun

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La historia del Cheetah R2Z.
Parte 2


Necesito detallar el sistema de combustible Cheetah D/D2 & E aquí, para que la explicación de lo que hicimos en el Cheetah R tenga sentido. La modificación del sistema de combustible Mirage III DZ/D2Z y EZ para satisfacer el reabastecimiento en vuelo fue bastante compleja. El sistema de combustible existente en los Mirage III consistía en una serie de válvulas flotantes situadas dentro de los diferentes tanques de combustible integrales. Hubo algunas diferencias entre las variantes Mirage III, debido a su diseño original para papeles específicos. Durante el diseño del sistema de reabastecimiento de combustible en vuelo para la flota Cheetah D/D2 y E, intentamos hacer el sistema similar en toda la flota, pero no siempre fue posible.
Aquí está una explicación de alto nivel de la modificación del sistema de combustible:
A medida que el motor consume combustible, las diversas válvulas flotantes en los tanques integrales de todo el avión se abren y cierran a niveles de combustible específicos para asegurar que el movimiento de la aeronave se mantenga dentro de los límites de control de vuelo. Cabe señalar que dependiendo de la configuración de la misión, el combustible transportado tanto en tanques internos como externos puede alcanzar hasta el 45% de la masa de despegue. Es por eso que el uso de combustible y el control de cambios de Centro de Gravedad son muy importantes.
También hubo una serie de posibles escenarios que tuvimos que atender. Los tanques externos se usan primero, pero en caso de entrar en un combate aire/aire, necesitas deshacerte esos tanques para poder maniobrar mejor, pero también necesitas aún tener el máximo combustible en los tanques internos para usar postquemador y llegar a casa.

Así que, cada vez que estos tanques externos son desechados (o lanzadas las bombas, etc.), las válvulas necesitan abrirse y cerrar de una manera que asegure que el Centro de Gravedad esté en una posición óptima. Por último, el combustible de los tanques siempre alimenta al motor mediante un acumulador de vuelo invertido. Esto es para asegurar que el motor esté siempre con un flujo óptimo de combustible, mientras que el avión pueda estar en cualquier actitud.
Cuando el caza está conectado al avión cisterna, todos los tanques necesitan estar abiertos a la atmósfera, ya que la presión y la velocidad del combustible (3.5 bar @ 680 a 900kg/min) que fluye en el caza hará estallar los tanques si hay otra presión. Tuvimos que añadir válvulas de ventilación a todos los tanques, que se activaban automáticamente cuando la sonda de reabastecimiento en vuelo se une al tanque. El acumulador de vuelo invertido también se aísla de los otros tanques durante el reabastecimiento de combustible porque debe alimentar el motor mientras el reabastecimiento está en progreso.
Las válvulas flotantes deben abrirse y cerrarse en una secuencia inversa de nuevo para mantener el Centro de Gravedad dentro del rango de control de vuelo. La secuencia de llenado también se invierte, de modo que los tanques internos se llenen primero. Las válvulas de ventilación se cierran cuando cada tanque está lleno. El sistema también necesita saber en qué configuración se encuentra el avión, es decir, en qué tanques o bombas, etc. se lleva en qué puntos del avión.
Para el Cheetah R, tuvimos que modificar el sistema de tal manera que también pudiéramos incorporar el tanque de combustible en el lugar del cañón y la bahía de municiones. ¡La sonda vista en las fotos es solo la punta del iceberg!

El Cheetah R fue diseñado alrededor de dos cámaras muy sofisticadas. La primera fue una cámara de baja altitud y muy alta velocidad. A altitudes de 50’ AGL y M=0.85, podría tomar fotos con tan alta resolución que las matrículas de los coches eran claramente legibles.
La segunda cámara era una cámara de gran altitud que graba 90 grados con la línea de vuelo, para poder volar paralelo a la frontera y filmar 30 km más allá de la frontera. La navegación fue planeada con tanta precisión que si volabas sobre la misma ruta a la misma hora todos los días los chicos que revisaban la película más tarde podrían ver si alguien ha pisoteado la hierba o formado senderos, etc. También se podría establecer con esa resolución qué frecuencia tienen los sitios de radar de tierra del enemigo si se fotografiaban las antenas y se analizaban más tarde.
Las lentes eran tan sensibles que toda la cámara tuvo que permanecer dentro de +/-2° Centígrados durante toda la misión. La onda de choque sobre las ventanas de la nariz a través de la cual las lentes dirigidas tuvieron que diseñarse de tal manera que la densidad del aire cambie sobre la onda de choques no distorsione las fotos. La película tenía 9 pulgadas de ancho y había un ordenador incorporado que movía la película en la cámara a exactamente la velocidad del suelo opuesta a la dirección del vuelo para que las fotos no se 'dibujaran'. Esto significaba que las cámaras tuvieron que estar conectadas a los WDNS y a los sensores de velocidad.

Mientras trabajábamos en el prototipo del avión cisterna 707, tuvimos que realizar muchas pruebas. Luego, cuando los Cheetahs terminaron, tuvieron que hacer bastantes pruebas de las modificaciones al sistema de combustible del Mirage III.

Las ventanas de la cámara en la nariz tuvieron que ser pulidas con lente de cámara vidrio de calidad. Estas ventanas estaban recubiertas con cubiertas desechables que serían desechadas por una explosión de nitrógeno comprimido cuando se acercara a la zona objetivo. Esto era para protegerlos de ser dañados por pequeñas piedras y escombros en la pista y para asegurar que las lentes estuvieran libres de polvo durante la filmación.
Las limitaciones de choque y vibración también hicieron que la instalación fuera muy compleja en un espacio tan pequeño y aislado.
Como se menciona más arriba, el control de temperatura de las cámaras tenía que ser muy preciso.
Uno de los problemas de diseño aparentemente imposibles con el Cheetah R era cómo enfriar las cámaras.
La SAAF quería que el Cheetah R llevara toda la aviónica del Cheetah E, además de EO avanzado, así como las cámaras grandes y pesadas que tuvieron que permanecer dentro de +/-2 Grados durante todo el vuelo debido a la precisión de las lentes. Apenas tuvimos suficiente enfriamiento para el piloto y la aviónica en el Cheetah E, así que el enfriamiento del Cheetah R fue un gran problema.

Esta foto muestra la toma en la parte inferior de la nariz por donde se arrojaba el aire caliente después de enfriar el piloto y la aviónica, y finalmente controlar la temperatura de la cámara. La baja presión creada por la colocación de la toma fue tal que creó muy poca resistencia.
Nuestro mejor diseño para el sistema de refrigeración de cámara que diseñamos inicialmente pesaría 60 kg y necesitaba un intercambiador de calor extra en el fuselaje, lo que causaría mucha resistencia y exigiría aire de adicional del motor, reduciendo el empuje disponible. Tampoco sabía si el sistema podía proporcionar suficiente enfriamiento si un avión estaba parado en algún lugar al sol en el norte, esperando su salida.
Una noche, nuestro grupo se reunió alrededor del fuego con una lata en la mano uno de nuestro equipo, Braais, un tipo muy inteligente en el equipo, un ingeniero de sistemas de Wits ,siempre bromeaba le y decía que no sé cómo consiguió su autorización de seguridad!
También era mi compañero de pesca, y podíamos pasar horas junto a una presa con nuestro equipo de pesca y no decía una palabra en todo el tiempo.

Visualización del flujo a medida que cambia la velocidad.
Solo se sentó y miró fijamente el fuego. Entonces de repente dijo: "Tenemos demasiado calor y no suficiente enfriamiento. ¡Debemos usar de lo que tenemos demasiado! ”
Los chicos de repente empezaron a pensar y revisamos las especificaciones de las cámaras otra vez. Las cámaras podrían funcionar dentro de los límites de 15C a 45C, siempre que la temperatura se mantenga constante dentro de +-2C. El aire que vertimos a través de las válvulas de regulación de presión de la cabina después de enfriar el piloto y la electrónica de la cabina fue alrededor de 28C. Nos dimos cuenta de que si mezclamos el aire desechado de la cabina con el aire caliente que vertimos después de enfriar la aviónica en la nariz, podríamos mantener el espacio de las cámaras a una temperatura constante de +-2C, y todavía podría estar por debajo de 45C.
Si se observa la nariz del Cheetah R2, verás una zona de escape donde el diámetro de la nariz es mayor que el del fuselaje en el cuadro 1. Aquí es donde el aire caliente es absorbido a través de una válvula inteligente después de controlarla con un conjunto de termostatos. También construimos un pequeño calentador eléctrico en la nariz para cuando la cabina y el aire de aviónica fueran demasiado frescos cuando entra en el espacio de la cámara, especialmente antes del despegue por la noche. ¡Todo el sistema pesaba solo 4 kg y funcionaba perfectamente! No se necesitaban intercambiadores de calor o entradas adicionales.

855 durante las pruebas de vuelo del ACW
Actualización del Mirage ECS (Sistema de Control Ambiental).
Debido a la adición de la gran cantidad de aviónica moderna sensible a la temperatura y equipos EW, el ya estirado sistema original de enfriamiento del Mirage III no sería suficiente. Para la modificación del Cheetah D/D2 y E, se instaló un intercambiador de calor extra más grande en el fuselaje entre el motor y la piel del fuselaje. Esta es una zona caliente, pero fue la mejor opción para el conducto de aire sangrado del motor y donde se podría instalar una cucharada de entrada de aire adicional. Esta cucharada adicional de entrada se puede ver en la parte superior del fuselaje en fotos de Cheetah D/D2 y E. No me gustó la idea de otra cuchara de aire que indujera la resistencia y tuvimos un problema con el espacio disponible entre el motor 09K50 más grande en esa área. Tuvimos que hacer una modificación estructural especial para conseguir el intercambiador de calor adicional…

El aire sangrado adicional del compresor del motor para el estilo de arranque ECS fue una pérdida adicional que realmente no pudimos cambiar. El ECS de todos los Cheetahs siempre fue marginal desde que tratamos de salirnos con el aire de sangrado mínimo.
Esto fue lo peor en el avión de doble asiento desde que el gran dosel y dos pilotos más dos juegos de aviónica de cabina exigieron mucho aire enfriamiento. Solo en el Cheetah D con el motor Mig-29 pudimos acercarnos a resolver ese problema.
Otro tema que necesito mencionar son las nuevas alas del Cheetah. Las alas originales Mirage III tenían una 'check boxes' en el borde delantero del ala.
Las alas gruesas de baja velocidad son rectas y el aire fluye sobre el ala desde delante hacia atrás, en línea con la dirección del vuelo. Las alas delgadas de alta velocidad son barridas por razones de flujo supersónico. A altas velocidades, el aire tiende a comenzar a fluir sobre el ala en un ángulo hacia la dirección del vuelo.

Este componente spanwise del flujo de aire reduce la eficiencia y podría hacer que la punta del ala se detuviera primero, en lugar de la sección interior, lo que podría conducir a problemas de control. Cuando se añaden canards, este flujo de aire lateral suele ser mucho peor. La mejor solución para eso es poner un "dogtooth" en el borde exterior. Esto detiene el flujo lateral y energiza el flujo de aire sobre los alerones o elevones en el caso de un ala delta. Esto asegura que las superficies de control de vuelo tengan un flujo adecuado sobre ellas para mantener un control efectivo. Dado que las nuevas alas fueron diseñadas originalmente para canards más grandes, el dogtooth estaba demasiado lejos de la envergadura. Esto necesitó la adición de una "valla de ala" un poco dentro del diente de perro.
En el Cheetah C, con canards más grandes, no tiene una valla de ala. Es una forma de distinguir la C de los otros modelos.
Esta solución de Wing Fence funcionó, pero pensé que era muy poco elegante. Algunos chicos en el Grupo Aero empezaron a pensar en una mejor solución y cuando el proyecto Cheetah R fue cancelado, propusieron el proyecto Advanced Combat Wing.
Lo que fue muy inteligente de su diseño fue que la modificación del borde delantero también añadiría algo de capacidad de combustible, algo siempre bienvenido a cualquier variante Mirage III.
Ya que el prototipo Cheetah R, # 855 fue el más rápido, ligero y único Cheetah con un motor 09K50 en ese momento, fue elegido como el avión de desarrollo para la ACW. Lo que también ayudó fue que el # 855 estaba instrumentado con un montón de cableado naranja y equipos de datos de prueba de vuelo.

Continuará.
 

michelun

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La historia del Cheetah R2Z.
Parte 3

Aquí, un Cheetah D se eleva sobre la valla para instalarlo frente a la puerta de Atlas. Esto muestra una imagen clara del tanque de combustible inferior trasero intercambiable con la extensión de la cámara. El que se instala aquí no ha sido modificado ni con la modificación del dispensador "antiguo" ni con el "nuevo". La mayoría de las veces, tenían este tipo de dispensadores de tipo pilón modificados o "antiguos" cuando aparecían a la vista del público.

Los Cheetahs iban a estar equipados con un equipo supersecreto EW. Se suponía que esto solo iba a ser instalado durante la fase de producción de Cheetah en Atlas. Diseñamos la instalación de Chaff/Flare para el Cheetah R como nos pareció. Quería más cartuchos a bordo y quería asegurarme de que la instalación tuviera el menor impacto en la resistencia inducida. Mientras se construía el prototipo Cheetah R, también me involucré con las instalaciones EW en el Impala y Mirage F1. Sin embargo, la instalación Chaff/Flare que propusimos para el Cheetah R, y el Mirage F1, no fue aceptada. Desde ahí es una larga historia.
La burocracia de gestión Atlas/SAAF no estuvo de acuerdo con mis ideas fuera de lo alto sobre las instalaciones EW, tanto en la F-1 como en Cheetah R. En el proceso se desperdició mucho tiempo y dinero con un diseño específico de instalación Chaff/Flare en el Mirage F-1, contra el cual aconsejé. Las pruebas de vuelo de esta instalación en el Mirage F-1 dieron cifras de resistencia aún peores de las que advertimos. Hubo muchas reuniones e intercambios acalorados, pero al final mi equipo diseñó la nueva aleta ventral con la instalación Chaff/Flare para los Mirage F-1.
Funcionó perfectamente y todos los F-1 fueron equipados con él. Después de que el prototipo Cheetah R volara a tiempo y con éxito, una persona de alto rango de la SAAF me aconsejó que dejara Atlas y me uniera a un pequeño grupo de especialistas que trabajan con algunos ingenieros de la SAAF, pero por fuera de la misma, en una empresa privada.
Estábamos ubicados arriba en un edificio indescriptible en Pretoria. Trabajamos en algunas cosas muy interesantes, y aprendí mucho de los chicos que estaban allí.

Así es como se veía el diseño en la modificación del tanque "universal". Los dispensadores son unidades de plástico ligeras, instaladas transversalmente en el nuevo carenado.
La SAAF emitió un requerimiento de personal para el diseño de la instalación de Chaff/Flare que cabría en todos los Cheetah D/D2 y E.
Los Mirage III tenían diferentes configuraciones del tanque de combustible de popa inferior, exactamente donde tenía que caber el sistema Chaff/Flare. Basados en la experiencia del trabajo realizado sobre los Mirage F-1 en lo referente al sistema Chaff/Flare, conseguimos el contrato para hacer el diseño de la flota Cheetah. Arreglé que el prototipo de instalación de mi idea de diseño se ajuste al Cheetah R, # 855. ¡Funcionó bien y luego también conseguimos el contrato para fabricar estos kits para la flota Cheetah D/D2 y E!
El prototipo del sistema completo fue instalado en el avión, # 855.
Una cosa que necesito mencionar aquí es que los equipos de prueba eléctrica y de vuelo de Atlas hicieron un gran trabajo diseñando y fabricando todo el cableado de aviones y el equipo de datos de prueba de vuelo requerido por la SAAF. Estos datos serían usados por mi equipo para analizar cualquier problema que se haya encontrado durante las pruebas de tierra y vuelo y por la SAAF para establecer si logramos sus requisitos operativos según lo establecido en los documentos contractuales.
El proceso para probar una modificación tan completa sigue aproximadamente el mismo patrón en todos los proyectos de desarrollo de aeronaves. Primero hay muchas pruebas hechas en el terreno para asegurar que todo funcione según lo previsto. Entonces el equipo de prueba de vuelo y el cableado son probados para asegurar que todas las lecturas y la recolección de datos son exactas.

A continuación, el primer lanzamiento y las verificaciones del sistema.
Tuvimos que hacer algunas de las pruebas por la noche por razones de seguridad, así que trabajamos doble turno. Una vez completada esta fase, hubo algunos carreteos sobre la pista, para luego realizar carreteos de alta velocidad.
Entonces llegó el día en el que todos trabajamos: el primer vuelo. Recuerdo estar aliviado de que llegáramos a tiempo, (aunque la pintura no estaba terminada en partes de la aeronave), pero también había tenido unas cuantas noches sin dormir, ¡mi mente recorriendo todas las cosas que potencialmente podrían salir mal! Estaba el miedo de parecer idiotas si las cosas salían mal y, por supuesto, el muy preocupante hecho de que la vida de un hombre depende de todo lo que un gran equipo de personas, de quienes yo era responsable.
Debo mencionar que en esta etapa las cámaras no habían llegado, y estábamos usando lastre para simularlas. No estaba preocupado en ese momento. Planificamos la primera serie de vuelos sin arriesgar cámaras muy caras de todos modos. Después de todo, una cosa menos de la que preocuparme. Teníamos suficientes datos técnicos para hacer el diseño sin el hardware real a mano. Luego hubo una petición para diseñar una segunda sección de nariz delantera que pudiera albergar el paquete de cámaras Mirage III RZ/R2Z existente.

855 donde estamos haciendo arranque de motor antes de un vuelo de prueba. Un técnico que revisaba las cajas y grabadoras de pruebas de vuelo de color naranja.

Por lo que puedo recordar, no hubo ninguna enmienda del contrato, pero diseñamos y fabricamos una sección de nariz delantera adicional en tiempo récord. Las viejas cámaras no tenían interfaces electrónicas muy sofisticadas, por lo que había una interfaz sencilla añadida al WDNS & CSMS, (Sistema de gestión de cámaras y tiendas).
Se completaron las pruebas de vuelo para todos los sistemas y el rendimiento del aire acondicionado y los resultados fueron según se solicitó o, en la mayoría de los casos, mejores que las especificaciones de la SAAF.
El hecho de que el prototipo Cheetah R hiciera un primer vuelo libre de fallos en abril de 1987 nunca fue realmente reconocido. Aparte del Oficial de Proyectos, y los chicos de TFDC que trabajan con nosotros, había muy pocos espectadores en un día tan importante. Realmente no me sorprendió.
Entonces todo se fue en silencio. Nunca me dieron una clara indicación de por qué no se entregaron las cámaras especiales. Asumí que sin esas cámaras especiales, el Cheetah R no tenía un papel específico. Sabía que la mayor parte de lo que hicimos era altamente clasificado, y eso nos puso por debajo del radar, y podría ser por eso que nunca fuimos reconocidos o informados sobre la no llegada de la CFE.
Empecé a trabajar en otro proyecto y eso fue todo.

La cámara con lente de 610 mm podía filmar a gran distancia de la dirección del vuelo. Es por eso que teníamos que tener un videocra que mirara directamente debajo del avión para que el piloto pudiera marcar eventos o puntos de referencia si fuera necesario.
Más tarde escuché que se habían adquirido pods con cámaras para los Cheetahs y cuando conseguí echar un vistazo a las especificaciones, quedó claro que estas cámaras no tenían las mismas capacidades que las cámaras planeadas para el Cheetah R.
En julio de 1986, la SAAF tuvo el gran lanzamiento del Cheetah #845 en Atlas. Todo el mundo, desde el primer ministro, la mayor parte del personal superior de la SAAF, las “pelucas grandes” del Atlas y muchos otros que no tenían nada que ver con el proyecto, estaban allí para fotos, champán e incluso un par de Cheetahs en una jaula.
Ninguno de mi equipo fue invitado.

Cámara de alta velocidad de bajo nivel. Estos eran muy sofisticados en ese momento.
A finales de 1988 renuncié a Atlas y me mudé al grupo en Pretoria.
Hemos trabajado en algunos proyectos muy interesantes, pero de nuevo muy clasificados. Contribuimos con componentes y otros insumos para algunas pruebas importantes que tuvieron lugar en Overberg Test Terrain entre 1989 y 1990.
Un día tranquilo en la oficina a finales de 1989 recibí una llamada telefónica de alguien diciéndome que me invitaron a tomar el té en la casa de un general el domingo. Primero pensé que era una broma, pero luego me dijeron que no lo era.
Esa llamada cambió mi vida para siempre…

El prototipo Cheetah R, n.º 855, se está trasladando para convertirse en el guardia de entrada de Atlas Aircraft.


¡Primer vuelo! Palmas sudorosas para mí y un equipo muy feliz. Esa noche hubo una pequeña fiesta y luego terminaron los trabajos de pintura.


Continuará
 

michelun

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La historia del Cheetah R2Z.
Instalación de Chaff/Flare en los Cheetah. Ultima parte.


Voy a tratar de explicar la secuencia aquí:
No recuerdo las fechas exactas, pero este proceso comenzó en 1983 y se extendió hasta 1989/90.
El Cheetah C nace después de estas fechas, pero para entonces yo estaba viviendo y trabajando en Rusia, con el proyecto del motor Mig-29, así que no tengo una idea directa de cómo se desarrolló el sistema de dispensadores, en este modelo.
Primero, tenemos que hablar de la familia SAAF Mirage III cuando comenzó la conversión del Cheetah B/D/D2, E y R2.

El 1.º Escuadrón de la SAAF estaba equipado con el modelo Mirage III CZ. El tanque de combustible de popa inferior estaba unido por 4 grandes tornillos y pins de fijación. Este tanque tenía una delgada aleta ventral en la parte trasera y era intercambiable con un tanque que podía transportar un combustible especial y estaba equipado con un motor cohete para ayudar al despegue de la pista corta y a las tasas de ascenso rápidas. Estos aparatos tenían el motor Atar 09B. También eran más cortos que el Mirage III EZ.

Los Mirage III C, D, E R y R2 podrían intercambiar el tanque de combustible inferior de popa con el tanque del motor Cohete. Debido al peligro del combustible y a razones operativas, no se utilizaba con mucha frecuencia.
El 2.º Escuadrón de la SAAF operaba el modelo Mirage III EZ.
El tanque de combustible de popa inferior era similar al de los Mirage III CZ, excepto que tenía una cámara montada en un carenado extendido en la parte trasera del tanque. Esto era para filmar la precisión de la bomba durante la flexibilidad después de una carrera de bombardeo. Estos aviones tenían los motores Atar 09C.
El 3.º Escuadrón de la SAAF utilizaba el modelo Mirage III BZ.
Era el entrenador de dos plazas de la variante CZ y tenían un tanque inferior de popa similar al de la CZ.
Al igual que los monoplazas, estos tenían los motores Atar 09B.
El 4.º Escuadrón de la SAAF tenía los biplazas Mirage III DZ. Eran la variante de entrenamiento de los Mirage IIIEZ. Tenían el mismo tanque inferior de popa que el Mirage III EZ. Y también estaban equipados con motores Atar 09C.

La opción de despegue asistido por cohete que se instaló en nuestros modelos Mirage III. El combustible era un material repugnante, peligroso para el personal de tierra y la SAAF no lo utilizaba con frecuencia. Este era el volumen más grande y tenía la forma para ser despejado en el tanque de combustible inferior de popa del Mirage III. Se utilizó el lugar de este conjunto, para diseñar la instalación Chaff/Flare en el Cheetah R. Más tarde conseguimos un contrato para adaptar este diseño para que encajara en todas las variantes de Cheetah B/D/D2 y E.

El 5.º Escuadrón de la SAAF utilizaba una variante específica del biplaza Mirage III DZ, la D2Z.
Estos aparatos de entrenamiento se utilizaban para la conversión operativa de los pilotos que, más tarde, volarían los Mirage F1 AZ y CZ.
A diferencia de los DZ, estos biplazas tenían diferente aviónica y fueron entregados con el motor Atar 09K-50, similar al Mirage F1 AZ y CZ. Los D2Z también estaban equipados con un gancho de aterrizaje, similar al utilizado por aparatos que operan sobre portaaviones.
Esto dictó que el tanque de combustible de popa inferior fuera construido en la estructura del fuselaje con el fin de absorber las cargas impuestas por el gancho de aterrizaje..

El 6.º Escuadrón de la SAAF operaba el Mirage III RZ.
Este avión estaba basado en un fuselaje Mirage III EZ, por lo que tenía el motor Atar 09C y un tanque de combustible similar a estos.
Y el 7.º Escuadrón de SAAF utilizaba los Mirage IIIR2Z.
Estos aviones eran similares al Mirage III RZ, a excepción del radar Doppler bajo la nariz y tenían el motor Atar 09K50. El motor no era exactamente como el de la F1, pero se podía convertir uno al otro intercambiando ciertas partes.

Cheetah D2Z 845, haciendo uno de los primeros vuelos de prueba en Israel.
El primer Mirage III que se convirtió en un Cheetah, fue 845.
Este era un Mirage III D2Z. Durante la conversión, se diseñó una instalación de Chaff/Flare con el gancho de aterrizaje retirado del tanque de combustible de popa inferior.
Esta instalación Chaff/Flare se basó en la primera serie de dispensadores que fueron desarrollados. Los Dispensadores eran unidades modificadas que fueron diseñadas originalmente para caber en los laterales de los soportes sub alares. Esto significaba que tenían una forma incómoda y, por lo tanto, no se podían transportar un gran número de cartuchos si se instalaban en el ala o el fuselaje.
La SAAF también quería un sistema Chaff/Flare que pudiera transportar más cartuchos, y que pudieran caber en todas las variantes del Cheetah, para mejorar la intercambiabilidad en toda la flota. El inicial en #845 no era intercambiable.

Así lucían los dispensadores Chaff/Flare originales. La pieza cónica delantera albergaba la electrónica y la fundición de aluminio de popa era el dispensador. Era grande y complicado de instalar en alas delgadas o espacios reducidos.

Propuse un diseño diferente de porta cartuchos Chaff/Flare cuando hicimos el diseño Cheetah R. Se podían instalar casi el doble de cartuchos en el mismo volumen en la parte trasera del tanque inferior de popa, en comparación con el diseño Cheetah 845.
Mientras se construía el prototipo Cheetah R, me pidieron que mirara las aletas ventrales Mirage F1 AZ/CZ que se estaban agrietando. Descubrimos que se debió a la fatiga sónica debido a la armonización de las frecuencias de sonido de la salida del motor. Sugerimos una nueva aleta ligeramente más gruesa que también podría llevar los cartuchos Chaff/ Flare sugeridos para el Cheetah R.
Esto fue rechazado, por consejo del equipo de diseño del sistema de EW.
En este equipo de diseño, eran todos ingenieros electrónicos combinados con pilotos y navegantes SAAF. El sistema EW también era muy secreto, así que para cuando los aerodinámicos e ingenieros estructurales se involucraron, el sistema era muy difícil de encajar donde querían montarlo en el avión. El sistema también necesitaba una gran cantidad de electricidad y refrigeración, mientras que las limitaciones en las longitudes de los cables y las guías no eran en su mayoría realistas.

El pilón adicional debajo del ala instalado en el Mirage F1 que podría transportar los dispensadores de pilón modificados. El diseño básicamente ignoró la regla del área supersónica e indujo una resistencia inaceptable.
Sin embargo, diseñamos la instalación del dispensador Chaff/Flare para el Impala Mk II, usando el dispensador montado en pilón modificado.
No era elegante, y no estaba feliz cortando agujeros en la parte inferior de la piel de un ala de avión. Finalmente, encontramos una zona de menor estrés cerca del pozo de la rueda y equipamos los dispensadores. Funcionó bien, pero no había suficiente espacio para un número suficiente de cartuchos. Esta instalación solo la logramos debido al hecho de que el Impala tenía un ala subsónica gruesa, y la misma, no sería factible con alas finas supersónicas. A “los poderes” no les gustaba mi forma de pensar fuera de la caja y le dieron el contrato para la instalación Chaff/Flare en la F1 AZ/CZ a otro grupo.

Nuestro nuevo diseño de aleta ventral. Tenía 3 puntos de fijación (frente a los dos de la aleta original) que cambiaban los modos de vibración para que no se produjera el agrietamiento de la estructura. También contenía una serie de dispensadores nuevos que podían equiparse con una mezcla de cartuchos Chaff & Flare. El aumento del espesor del centro comercial no tuvo ninguna resistencia adicional mensurable.
Predijimos la pérdida de velocidad debido a su diseño, pero fue ignorada. Las pruebas de pérdida de velocidad de vuelo para este diseño resultaron ser peores de lo que pensamos.
Hubo muchas reuniones, señalando con el dedo y tiempo perdido. Estaba preocupado de que nuestros Mirage III y F-1 volaran sin los mecanismos de autodefensa disponibles. Trabajamos en nuestra idea del dispensador de aletas ventrales en nuestro tiempo libre usando mi presupuesto de “galletas y té”.
Un oficial superior de la SAAF me habló fuera “de línea” y pronto hubo un anuncio de que la SAAF estaba interesada en una nueva aleta ventral con dispensadores de Chaff/Flare incorporados. El prototipo voló poco después, y funcionó muy bien sin ningún cambio de resistencia medible.
Los chicos del equipo EW, tuvieron que rediseñar sus dispensadores Chaff/Flare, y estos fueron usados en una instalación prototipo en el Cheetah R.

Aunque de mala calidad, en la fotografía, se llega a distinguir el dispensador de Chaff/Flare, instalado en el 855.
Dejé Atlas poco después y fui a trabajar con el grupo en Pretoria. Basados en la historia de esta saga, recibimos el contrato para diseñar la instalación del dispensador Chaff/Flare que usaría el nuevo diseño de los dispensadores, y tuvo que caber en todos los diferentes tanques inferiores de combustible de popa.
Debido a esta intercambiabilidad del tanque de popa (excepto por el Cheetah D2 con el tanque integral) se pueden ver fotos del mismo Cheetah con diferentes instalaciones de Chaff/Flare. El Cheetah D2 usaba exactamente el mismo diseño, pero estaba unido al tanque de combustible integral inferior de popa.

Dispensador del Cheetah E
La SAAF podía volar los Cheetahs con los “viejos” dispensadores, mientras los de “nuevos” diseño se fabricaban e instalaban en tanques de repuesto. Los tanques podrían entonces ser intercambiados, ya que el cableado a los dispensadores se mantuvo igual.
Por lo que puedo recordar, el Cheetah C usaba los mismos dispensadores, pero con algunas filas extra de los mismos cartuchos.

Cheetah C usa la misma instalación, pero con un dispensador agregado para aumentar la cantidad de cartuchos que se pueden transportar.


855 como Gate Guardian en Atlas Aircraft. Un merecido lugar para su descanso. Es una pena que muy pocas personas apreciaran lo que un equipo tan pequeño había logrado.
 
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