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1945. Pisando el acelerador. Los inicios supersónicos.

Los cazas más veloces de 1945 solo eran relativamente más rápidos que los aviones de récord de finales de los años treinta. El motor de pistón había alcanzado el límite de sus posibilidades, y si se quería progresar en el campo de la velocidad debía confiarse en los nuevos turborreactores y motores cohete.

Antes de la 2ª GM, la tecnología aeronáutica progresó, desde la óptica actual, con bastante lentitud. En 1945, sin embargo, los ingenieros aeronáuticos comenzaron a darse cuenta de que la aviación iba a entrar en una nueva era. El advenimiento de los motores a reacción (turborreactores y cohetes) abrió repentinamente nuevas expectativas en el campo del vuelo a gran velocidad, que hasta entonces se había estancado por el rendimiento de los motores de pistón y las hélices.
Por entonces, los aviones a hélice comenzaban a encontrarse con un problema completamente nuevo y de difícil solución en el curso de picados a alta velocidad; el avión sufría el fenómeno llamado bataneo, una marcada tendencia al cabeceo, pérdida del control de los alerones y en algunos casos, absoluta falta de dominio del avión junto a catastróficos fallos estructurales.

Avión irrelevante desde el punto de vista de prestaciones, el Bell P-59 contribuyó al programa de vuelos supersónicos norteamericanos por el mero hecho de haber sido el primer avión a reacción de esa nacionalidad. Su velocidad máxima era de 684 km/h, una nimiedad comparada con las que se iban a conseguir en muy pocos años mediante aviones altamente especializados.

Los ingenieros averiguaron que la aparición de velocidades supersónicas en un punto de la célula resulta, en un rápido incremento de la resistencia, de manera que en esas fechas se concluyó que se necesitaban enormes potencias motrices para impulsar el avión a través de lo que los periodistas denominaron "la barrera del sonido".
En 1945 no se tenían grandes conocimientos sobre la región transónica. Ya se había estudiado el vuelo supersónico, pero siempre en pequeños túneles aerodinámicos y en función de balas y proyectiles de artillería, pero el problema inmediato y crucial residía en el régimen transónico, entre los números de Mach 0.7 y 1.2. El número de Mach es la velocidad de la corriente de aire (velocidad real del avión) expresada como fracción decimal de la velocidad del sonido. Resultaba obvio que los aviones tradicionales con alas de perfil grueso, tales como el Hawker Typhoon, se encontraban con el problema de la compresibilidad a velocidades relativamente bajas, pues a números de Mach tales como 0.7 o 0.75, el aire era obligado a acelerar sobre un extradós tan curvo que se alcanzaba fácilmente la velocidad del sonido en esa región, dando lugar a los problemas antes reseñados.

La compañía Douglas aportó al programa de investigación norteamericano su X-3, bautizado Stiletto por razones obvias. Solo se construyó un ejemplar, que demostró malas prestaciones debido a lo inadecuado de su planta motriz.

Resultaba evidente que los cazas y otros aviones de elevada velocidad debían diseñarse en un futuro inmediato según patrones radicalmente nuevos. El fuselaje debía ser relativamente largo y estrecho, con un morro puntiagudo y una cubierta de cabina fuerte y muy bien estudiada. Las alas y superficies de cola serían mucho más delgadas, y las investigaciones alemanas habían demostrado que los problemas de compresibilidad podían solventarse dando un fuerte aflechamiento a las superficies de sustentación. Uno de los factores clave era el espesor relativo del ala, es decir la relación entre el grosor de su perfil y la cuerda (distancia del borde de ataque al borde de fuga). Si se conseguía una cuerda realmente importante, haciendo que por ejemplo, la raíz alar se extendiese por casi toda la longitud del fuselaje, se lograría mayor profundidad del grosor, solventando problemas estructurales. Esta evolución conceptual condujo a un ala que, por su forma triangular, fue denominada delta, en la que cada semiplano presenta una acusada disminución desde una raíz realmente amplia hasta un borde marginal puntiagudo.
Instalando un ala de este tipo, el borde de fuga aparece a popa del avión, de manera que las superficies de mando del ala consienten la eliminación de los estabilizadores y timones de profundidad clásicos.

El miembro más activo y afortunado de la familia Bell X-1 fue el X-1A, que en la foto aparece purgando oxígeno líquido antes de aterrizar en la base aérea de Edwards, California. El 8 de agosto de 1954, este aparato se incendió mientras se hallaba todavía fijado a su avión nodriza.
                                                             Bell X-1 en tierra


 

Hacia 1943 se había acordado la construcción por parte de la NACA (National Advisory Committee for Aeronautics, antecesora de la NASA) de un avión monoplaza especial propulsado a reacción, que puediese ser probado en los confines conocidos de la aerodinámica por pilotos del US Army y la US Navy.
Solo el fabricante Bell Aircraft, de Niágara Falls vió posibilidades para su construcción, de hecho por entonces construía los primeros reactores norteamericanos , los P-59A y P-59B de serie.
En 1945 el equipo de Bell había avanzado bastante en el diseño de un avión que, a pesar de los pesares, resultaba bastante tradicional. denominado XS-1 (por experimental sonic 1), consitía en un amplio fuselaje parecido a un barril, con proa puntiaguda. El ala sin flecha, estaba montada en medio del fuselaje y estaba equipado con alerones y flaps ordinarios.

El 18 de febrero de 1946 Bell recibió un contrato por tres XS-1. Estos aparatos fueron construidos en aleaciones de alumnio convencionales, pero eran más resistentes que cualquier avión anterior. Desde el principio se concluyó que el despegue desde tierra podría resultar peligroso, pues necesitaría una pista gigantesca y consumiría excesivo propelente, de manera que se decidió que el XS-1, pintado de naranja, fuese llevado hasta la altura de lanzamiento en un rebaje practicado en la bodega de un Boeing B-29.

Diseñado como avión de investigación de alta velocidad, el Douglas D-558-1 realizó su primer vuelo el 15 de abril de 1947 en el lago seco de Muroc. Tres aparatos de este tipo, bautizado Skytreak, estuvieron pilotados por personal de Douglas, la US Navy, el US Marine y la NACA.

                                                        Pruebas de planeo 
El primer XS-1 llevó a cabo varios vuelos cautivos a finales de 1945, en la base de Pinecastle (Florida), y fue liberado por primera vez el 19 de enero de 1946; planeó a unos 370 km/h y aterrizó satisfactoriamente. Otros planeos tuvieron lugar en el lago seco de Muric (California), una vasta extensión desolada únicamente habitada por cactus y serpientes, pero las necesidades militares dieron pronto paso en este lugar a una base de evaluaciones, para la que se podía construir una pista de 32 km. si era necesario. Comenzaron a florecer edificios de prueba de cohetes, campos de tiro, zonas especiales de bombardeo y todo tipo de instalaciones experimentales. Ese complejo, el mayor centro aeronáutico del planeta, fue bautizado base aérea de Edwards en honor del capitán Glen Edwards, que murió en Muroc a los mandos del segundo Northrop YB-49, una gigantesca ala volante de bombardeo.










El ala volante YB-49. Bombardero que pilotaba Glen Edwards cuando perdió la vida.



El11 de abril de 1947, el primer XS-1 llevó a cabo un excitante vuelo inaugural propulsado, con solo una de las cámaras de combustión. Los siguientes vuelos corrieron a cargo de Charles Slick Goodin, piloto de Bell, y de Charles E. Chuck Yeager, capitan de la USAAF. El 14 de octubre de 1947 la carga de propelente y el tiempo de encendido se incrementaron hasta un límite con el que se creía que se alcanzaría la velocidad del sonido. Yeager llegó a Mach 0.9 y a partir de este punto parecieron desatarse las furias del infierno.

El XS-1 comenzó a saltar como un caballo salvaje, alabeando y cabeceando, pugnando por sustraerse al esfuerzo al que se veía sometido (afortunadamente la robustez de la célula preparada para 18G, consiguió mantener unidos los componentes). Cuando se agotó el propelente, la velocidad alcanzada había sido de Mach 1.015, que a la cota de vuelo de 12.800 m. equivalía a 1015 km/h. El hombre había volado más rápido que el sonido.


Charles E. Chuck Yeager en la foto de la izquierda

 El primer avión en sobrepasar la barrera de Mach 3 fue el Bell X-2, que también fue el primero en utilizar las alas de perfil biconvexo. El 27 de septiembre de 1956, el aparato de la foto alcanzó los 3.370 km/h, pero se desintegró en el aire tras una repentina pérdida de control.


Más tarde ese mismo avión alcanzó Mach 1.45,equivalente a 1.560 km/h, que suponía casí la velocidad máxima del proyecto (1.610 Km/h). Bell construyó los X-1A, X-1B y X-1D, todos ellos con fuselajes mayores en los que cabía una cantidad muy superior de propelente, alimentado a través de una turbobomba. Se adoptó también una cabina presionizada con asiento eyectable y un parabrisas más convencional, además de muchas mejoras.

                                                           Fairey F.D.2  (1954)
Fairey construyó dos aviones de investigación a raíz de un contrato de 1950. El primer ejemplar de F.D.2 de ala delta voló en octubre de 1954 y más tarde obtuvo un récord de velocidad mundial.
 Aquí vemos al Fairey F.D.2 en pleno vuelo. El récord mundíal fue lograda volando a 1.822 km/h. Esta marca se consiguió en dos vuelos de 15 km. , a una cota de 11580 m.

Las prestaciones de esos aparatos estaban fuera de toda previsión, y en el cuarto vuelo de X-1A (USAF 78-1384), el 12 de diciembre de 1953, Yeager alcanzó los 2.655 km/h, o Mach 2.5. Eso sucedía en una época en que el récord mundial de velocidad estaba en 1.207 km/h equivalente a menos de Mach 1 pues había tenido lugar a baja cota y volando sobre un tórrido desierto. Los X-1 lanzados desde el aire no vieron sus récords homologados.


La US Navy fue eno de los primeros servicios militares del mundo interesados en el vuelo supersónico, y el primero en alcanzar el Mach 2. En la foto aparece un Skyrocket suspendido de un nodriza Boeing PB2B-1S, en abril de 1951.







                     Otra imagen del Skyrocket  desprendido del Superfortress (1951)


El histórico instante en que el primer North American X-15A enciende su cohete para el primer vuelo propulsado, tras ser liberado de un B-52 el 23 de enero de 1960. El primer vuelo tuvo lugar el 17 de septiembre de 1959, en el segundo X-15A.





 El segundo X-15A fotografiado en 1960, momentos antes de tomar tierra en el desierto californiano. El aterrizaje se realizaba mediante patines de acero, a temperaturas y velocidades supuestamente inadecuadas para los neumáticos convencionales.


A la serie Bell X-1 siguió la X-2 de alas de flecha. Este había sido concebido como vehículo de exploración del nuevo régimen supersónico, más allá de la velocidad punta de los 2.655 km/h. Así su fuselaje había sido construido en una exótica aleación rica en níquel, la K-Monel (utilizada en la fabricación de los álabes de turbinas de reactores), en tanto que las alas y superficies de cola eran de acero inoxidable.
El 23 de julio de 1956, el coronel Frank Everest vuela en el 46-674 a la velocidad de 3.058 km/h. El capitán Milburn G. Apt, piloto inexperto en este tipo de vuelos, se sienta frente a los mandos del 46-674, consigue la trayectoria y la mezcla correcta de propelentes y alcanza una velocidad de 3.370 km/h, o Mach 3.196. Ellos sucedía el 27 de septiembre de 1956. Pero el X-2 se encuentra de pronto con un problema conocido como acoplamiento inercial, por el que se produce la interacción de los ejes de cabeceo y alabeo. Apt no consigue remediar la situación y el avión se desintegra en el aire.
En 1945, Ed Heinemann, de la factoría de Douglas en el Segundo, entabló conversaciones con la US Navy y la NACA sobre necesidades futuras en el campo de la aviación y, tras un estudio prolongado, la US Navy firmó en junio de 1945 por seis aviones de investigación. Tres de ellos serían los D-558-I Skytreak, con los que se quería alcanzar Mach 1, y los demás serían los D-558-II Skyrockets, previstos para Mach 2. Por entonces, ni tan siquiera se sabía que esas velocidades fuesen realmente obtenibles.

La patrulla de Alta velocidad de la RAF comenzó a utilizar el Gloster Meteor F.MK4 a finales de 1945. El 7 de noviembre de 1945 uno de sus aparatos (EE455 Britannia) estableció un récord mundial  de velocidad con 975 km/h,batido por otro Meteor el 7 de sptiembre de 1946.
 Un Gloster Meteor F4 en una foto de los años cuarenta.

El Skytreak era sustancialmente un fuselaje cilíndrico unido a una primitiva ala recta. Uno de los tres aparatos pintado de rojo y reforzado, al igual que el XS-1, para 18G voló en mayo de 1947. Como era un avión de despegue convencional, la velocidad que alcanzaba (1.031 km/h) le valió para establecer un nuevo récord mundial homologado. En esta ocasión el piloto era el capitán de fragata Turner F. Caldwell. Al poco tiempo, el mayor Marion E Carl, del Marine Corps, voló 16 km/h más rápido. Pero todo ello parecía una nimiedad al compararlo con el sobervio Skyrocket, uno de los aviones más bonitos de la historia. Atiborrado de tecnología avanzada, esta máquina blanca, parecida a una flecha estuvo en un principio propulsada por un turborreactor Westinghouse J34 de escaso empuje, alimentado a través de tomas de aire enrasadas en los costados de su elegante fuselaje. Más tarde se modificó la célula totalmente, a fin de que aceptase un motor cohete y sus correspondientes propelentes; 1306 litros de oxígeno líquido y 1431 litros de una mezcla de alcohol y agua. Lanzado desde la base de Edwards, el 21 de noviembre de 1953, Scott Crossfield, se convirtió en el primer hombre que alcanzaba Mach 2. Pero no siempre resultaba tan fácil volar en el Skyrocket. En una ocasión, un aparato dejó en la pista todo el caucho de sus neumáticos.

Los tripulantes del avión nodriza Boeing NB-52A para el programa North American X-15 debían extremar las precauciones si querían que cada lanzamiento del aparato transportado culminase con éxito. El avión parásito de la foto es el reconstruido X-15A-2.


El cielo de la base Edwards estuvo pronto tachonado de decenas de extraños aviones, pero ninguno tan sorprendente como el X-15. La ambición por la velocidad se había apoderado de todos y en 1954, la NACA y los servicios militares estadounidenses se sentaron a discutir la posibilidad de un aparato de investigación que pudiese volar a mayor velocidad que ningún otro existente hasta la fecha, aprovechando el rápido crecimiento experimentado en la ingeniería de los motores cohete. el 30 de septiembre de 1955, la principal preocupación de North American Aviation estribaba en la entrega de los tres X-15, concebidos para llegar a Mach 6.81, una cota de vuelo de 76.200m y una velocidad real de 7.242 km/h. El nuevo aparato era prácticamente un proyectil, construido a base de una aleación rica en Níquel.
Con posterioridad se instaló en la sección de cola un motor cohete XLR99, que quemaba oxígeno líquido y amoníaco, y que podía desarrollar un empuje de 27.216 kg. Liberado del intradós alar de un Boeing B-52, el X-15 aterrizaba mediante dos patines de cola con zapatas de acero, tocando al decelerar con las dos ruedas de proa.

Francia aportó a la carrera por la velocidad el interceptador Sud-Quest 9050 S.O. Trident II, derivado del S.O. 9000 Trident I. Voló por primera vez en julio de 1955 con dos turborreactores Viper y en Diciembre de 1955 con un cohete SEPR.481. Su velocidad máxima fue de Mach 1.95.

El primer vuelo planeado se produjo el 8 de junio de 1959. En la etapa inicial del desarrollo se produjeron varios problemas, incluida la violenta explosión de un motor, y en otra ocasión, un aterrizaje forzoso con el X-15 capotado. Pero el 27 de junio de 1962 Joe Walker logró volar con su aparato a una velocidad de 6.605 km/h y más tarde se convirtió en astronauta al alcanzar una cota de 107.960 m. Los X-15 estuvieron pintados primero de blanco y después de negro en el transcurso de los años sesenta, y finalmente recibieron enormes depósitos de propelente y otros muchos cambios.
El 3 de octubre de 1967, un piloto civil de la NASA, William J. Knight, voló en el X-15A-2 a 7.297 km/h,o Mach 6.72.

Los británicos poseían en 1945 motores a reacción de prestaciones superiores a los americanos, pero el 6 de febrero de 1946 se tomó la decisión de cancelar el proyecto de desarrollo del avión de investigación Miles M.52, concebido para que pudiese volar a 1.610 km/h. Años después los británicos comenzaron a calibrar las tremendas consecuencias de su error de estimación y rápidamente emitieron especificaciones para dos aviones de investigación, puestos en vuelo en 1954, estos serían el English Electric P.1 y el Fairey F.D.2. El segundo era un elegante avión en delta propulsado por un turborreactor Rolls-Royce Avon con poscombustión. (fotos anteriores).




El Nord Gerfaut II era una versión algo modificada del SFECMAS Gerfaut original, que había sido el primer avión que superaba la barrera del Mach 1 sin emplear la poscombustión o un cohete como planta motriz primaria. Elegante diseño de ala en delta con cola, fue el antecesor de los Dassault Mirage.

En la Unión Soviética se puso especial énfasis en la construcción de los mejores cazas a reacción en el menor tiempo posible, consiguiendo ambas cosas, pero sin dedicar especial atención a programas experimentales. Se dijo en occidente que el proyecto de avión cohete alemán DFS 346 de la 2ª GM, previsto para alcanzar los 2000 km/h, fue retomado por los soviéticos y que el avión llegó a volar, pero estas afirmaciones no estan confirmadas. Lo cierto es que los diseñadores soviéticos fueron los primeros del mundo en conseguir cazas supersónicos: el Lavochkin La-176 superó la barrera del Mach 1 durante un picado ocurrido el 26 de diciembre de 1948 y el La-190 alcanzó también la velocidad del sonido, pero en vuelo horizontal, el 11 de marzo de 1951, antes que nigún otro caza.
El supersónico Sukhoi Su-17 (no tiene nada que ver con el cazabombardero de geometría variable) fue cancelado en 1949 y el Yakolev Yak 1000 (apto para Mach 1.88) no pasó de la fase de pruebas de carreteo, en 1951.

Mucho mayor que los prototipos Ye6 del MIG-21. el Mikoyan Ye-166 aparece en esta fotografía durante la edición de 1967 de la exhibición aeronáutica anual de Domodedovo. Las inscripciones del morro reflejan los tres récords mundiales de velocidad.
En 1955 se evaluaban cazas capaces de Mach 2, y el Tsybin NM-1 previsto para Mach 2.82 estableció un nuevo récord homologado de velocidad.