Ya tratamos el tema de Welch, Yeager, North American Aviation, Bell y la Barrera del Sonido allá por 2009. Pero nunca es tarde para revisitar una discusión tan interesante y aportar nuevos puntos de vista.

En ocasiones hemos encontrado artículos en los que se afirma que la barrera del sonido no la rompió Chuck Yeager, en el Bell XS-1, el 14 de octubre de 1947, sino que le ganó por la mano George Welch pilotando el prototipo del Sabre, durante el primer vuelo del XP-86 el 1 de octubre del 47.

Pequeño interludio: Welch es uno de los pilotos que despegó en Pearl Harbor con su P-40 para hacer frente al ataque japonés. Trabajando para la Nort American Aviation voló el P-51. Y también el prototipo del que fue, si la memoria no me traiciona, primer caza a reacción estadounidense diseñado para ser embarcado, el XFJ-1. Cuando North American Aviation tuvo acceso a las innovaciones alemanas en aerodinámica crearon a partir del Fury el XP-86.

En estos mismos sitios suele aclarar que, para lograrlo, había tenido que realizar un somero picado. Por eso mismo nunca le habíamos dado más importancia que una anécdota. El XS-1 era el primer avión en haber superado la barrera del sonido en un vuelo recto y nivelado.

Igual que Welch reclama haber superado la barrera del sonido en un avión subsónico durante un picado suave, hubo pilotos de la Luftwaffe que reclamaron lo propio, volando en los cazas a reacción alemanes del final de la Segunda Guerra Mundial, como por ejemplo Hans Guido Mutke. Incluso algún piloto de P-47 dice haber sido en haber roto la barrera del sonido en un picado.

Pero, insistimos, nunca habíamos dado más valor que el anecdótico a estas reclamaciones precisamente por eso: en todos los casos se tratan de aviones subsónicos que vuelan muy próximos a la velocidad del sonido, pero por debajo de ésta, y necesitaban un picado para superarla. Y, en la mayor parte de los casos, carecían de la instrumentación necesaria para realizar las mediciones adecuadas. El XS-1 seguía siendo el primer avión documentado en superar la barrera del sonido en un vuelo recto y nivelado y, por tanto, el primer avión supersónico.

Sin embargo hemos encontrado un completo estudio sistemático en la revista del Smithsonian, que sí que tiene accesos a registros a los que nosotros no, desmontando ese vuelo supersónico del 1 de octubre de Welch.

Resumen del estudio de Linda Shiner para Aerospace Magazine, del Smithsonian

¿Y si problemas con el tren de aterrizaje hicieron imposible que Welch rompieran la barrera del sonido?

En la revista británica Aviation Classics, número 9, publicado el 24 de marzo de 2011, Duncan Curtis, señala que durante el primer vuelo del XP-86, Welch tuvo problemas con el tren de aterrizaje. Curtis cita el informe norteamericano a la Fuerza Aérea, que describe los intentos de Welch de subir el tren de aterrizaje principal y, más tarde, bajar el de morro. Dado que el problema del tren apareció inmediatamente después del despegue, Curtis concluye que Welch no tuvo oportunidad de superar la barrera del sonido durante ese primer vuelo, ni en los inmediatamente posteriores, North American decidió que sería más seguro volar el XP- 86 con el tren abajo. La siguiente vez que el avión voló con el tren retraído fue después de que Yeager pusiera el X-1 en supersónico (la Fuerza Aérea eliminó la «S» de la designación del avión en 1948). Aunque es difícil pensar que en un primer vuelo en el que se tienen problemas con el tren de aterrizaje un piloto se arriesgue a acelerar el avión más allá de sus límites, podría haber ocurrido, ¿no? Al fin y al cabo estamos en la época en la que los pilotos de ensayos que más destacaban eran también los más temerarios, y no necesariamente los más sistemáticos haciendo ensayos.

¿Era el motor suficientemente potente?

Robert W. Kempel, un ingeniero de pruebas de vuelo retirado de la NASA que trabajó en los cuerpos sustentadores y el vehículo de tecnología avanzada altamente maniobrable (HiMAT), entre otros programas, no cree que el motor del XP-86 en ese momento, el J35, produjera suficiente potencia para empujar el avión más allá de Mach 1. (El legendario piloto Bob Hoover, que voló en el avión que seguía el primer vuelo XP-86, también lo duda). La razón de Kempel: cuando un avión se acerca a la velocidad del sonido, se forman ondas de choque a su alrededor, produciendo resistencia de onda. En su libro The Race for Mach 1, Kempel hace los cálculos: “A un número de Mach de 0,929, el XP-86 había superado solo alrededor del 18 por ciento del pico máximo de la resistencia de onda. La subida de apenas comenzaba”.

Recordad que antes de que el avión alcance velocidades supersónicas, hay partes de éste que ya han alcanzado esta velocidad. Por ejemplo, recordamos que la sustentación del ala viene de que el aire que circula por la parte superior va más rápido que el aire que viaja por la parte inferior de la misma. Por tanto, aunque el avión viaje a una velocidad subsónica, es posible que el aire en la zona del ala alcance velocidades sónicas y se produzcan ondas de choque. Estas ondas de choque producen un aumento de la resistencia. Son los efectos que aparecen en la cercanía del llamado Mach de divergencia.

Duncan Curtis está convencido de que el J35 podría ser suficientemente potente para impulsar al XP-86 hasta Mach 1; como prueba, ofrece el testimonio de Roland Beamont, un piloto de pruebas de la Royal Air Force. En su autobiografía, Testing Years, Beamont cita el informe que presentó después del único vuelo que realizó. en un XP-86, el 21 de mayo de 1948: “Después trepar aproximadamente a 36500 pies, se realizó una picado a potencia máxima y, de acuerdo con el medidor de Mach, se alcanzó Mach 1 a poco más de 29000 pies, con un leve balanceo lateral evidente y con algunos golpes menores en la cola”. Aunque Beamont se quejó de su «aceleración y desaceleración lentas y su hipersensibilidad al movimiento del acelerador en todas las altitudes», el motor que impulsaba su vuelo era el J35.

El ingeniero aerdinámico Ed Horkey, de la North American Aviation, que fue testigo del primer vuelo del XP-86, no está de acuerdo con Kempel y Hoover a cerca de las limitaciones del motor J35. En un discurso que pronunció en 1994 ante la Asociación de Pilotos de F-86 Sabre, dijo que Welch alcanzó Mach 1,02 el 19 de octubre de 1947 y que la velocidad se determinó a partir de la tecnología de seguimiento utilizada por el Comité Asesor Nacional de Aeronáutica. Si esto es así, Welch ya no fue el primero en batir la barrera del sonido, puesto que Yeager lo había realizado cinco días antes.

Aun así hay quien contradice a Horkey. Parece ser que un informe indica que la NACA no participó en la toma de datos sobre el XP-86 hasta enero de 1948. Según el informe, a North American le preocupaba que se pudieran formar ondas de choque alrededor del tubo de pitot, afectando a las mediciones de la presión, que son las que se utilizan para obtener la velocidad en el anemómetro, transformando la diferencia de presión dinámica (la debida a la velocidad) y la estática (la presión atmosférica local). Para ayudar al equipo a corregir las lecturas, la NACA realizó calibraciones y el informe, basado en ocho vuelos realizados entre el 19 de enero y el 13 de febrero de 1948, concluye: “El número de Mach máximo obtenido hasta la fecha durante el picado desde gran altitud (35-40 000 ft) y corregido con un diferencial negativo, como se indicó anteriormente, es 0.937”.

El Sabre fue supersónico, pero no antes que el X-1

La versión oficial de USAF es que el XP-86 pasó por primera vez Mach 1 en un picado suave el 26 de abril de 1948. El logro no fue reconocido en ese momento; la Fuerza Aérea había clasificado los datos de prueba de vuelo en aviones militares, tal como había clasificado el programa X-1. Hoy en día, nadie puede encontrar registros que documenten el vuelo, por lo que se pierden detalles como qué motor usó el XP-86. ¿Fue el J35 original o, como cree Robert Kempel, un motor mejorado? Fuera como fuese, una vez más, es una fecha posterior al 14 de octubre de 1947, invalidando la teoría de que fue Welch el primero en romper la barrera del sonido.

En los Archivos Nacionales, hay más archivos que sugieren que el XP-86 con motor J35 podría haber llegado a Mach 1. En la colección final de informes que North American envió a la USAF, los ingenieros de la compañía insinúan que George Welch voló el XP -86 pasando Mach 1 el 19 de noviembre de 1947, y nuevamente dos días después. “El informe no presenta información de vuelos  en números de Mach superiores a 0.919 para que este informe no se clasifique como confidencial y pueda estar disponible para la mayoría de las partes interesadas. Los datos clasificados como secretos  se presentarán en forma de Apéndice en una portada separada…)”. Pero no han logrado dar con esos anejos.

En Aces Wild, Blackburn escribe que los registros de North American Aviation se cargaron en vagones de tren para transferirlos a la USAF. En el Centro de Ensayos de la USAF, en Edwards, Wade Scogram de la oficina histórica dice que esos documentos fueron enviados a la Air Force Historical Research Agency ent Maxwell Air Force Base, Alabama. Pero allí parece que tampoco están, el archivista Archangelo Difante, que revisó la colección ampliada y no encontró informes de vuelo.

Si un XP-86 rompió la barrera del sonido antes del 26 de abril de 1948, el registro de ese vuelo está desaparecido.

En 2009, cuando era historiador de la Fuerza Aérea de EE. UU., Richard Hallion, autor de varios libros sobre pilotos de prueba y la historia del vuelo supersónico, investigó la controversia sobre el primer vuelo Mach 1 y escribió una carta al presidente de la Society of Experimental Test Pilots: “Nunca he visto ningún registro o indicación de que George Welch, antes de su trágica muerte en un accidente de F-100, haya afirmado públicamente en ningún foro (o, hasta donde yo sé, a alguien en absoluto) que excedió Mach 1 antes de Chuck Yeager”.

Entre el máximo secreto que rodea a los primeros vuelos supersónicos y el mal mantenimiento de registros de la Fuerza Aérea, aún no está claro si el XP-86 con motor J35 superó el Mach 1. Sí está claro que el Sabre llegaría a superar ese Mach 1. Y no hay lugar a dudas de que el X-1 lo hizo.

Así pues, parece claro que el X-1 superó la barrera del sonido antes que el XP-86, aunque fuera por el estrecho margen de 5 días que se menciona más arriba.

El piloto de P-47 que precedió a ambos

El Thunderbolt era rápìdo. Y muy resistente. Prueba de ello es que alguna de sus versiones se cuenta entre los aviones de pistón más rápidos. Más si lo hacía picando. Y, al menos, dos pilotos aseguran que lo suficientemente resistentes y rápidos como para superar la velocidad del sonido en picado. Incluso Los Ángeles Times recogió la noticia:

Picado en avión a 725 mph. Supera la velocidad del sonido

Los P-47 Thunderbolt, a los que se les bloquearon los mandos, alcanzaron las 12 millas por minuto en un picado, informaron los intrépidos pilotos del ejército.

Farmingdale, Nueva York, 2 de diciembre. (AP)— Hoy se ha dado a conocer cómo dos tenientes del Ejército se lanzaron en picado con su avión de combate Republic P-47 Thunderbolt a una velocidad de 725 millas por hora, más de 12 millas por minuto y más rápido que la velocidad del sonido a gran altitud.

La increíble velocidad, quizás más rápida que cualquier ser humano que haya viajado antes, bloqueó sus palancas de control, informaron los pilotos, lo que provocó que tuvieran que utilizar las manivelas de emergencia para mover las aletas compensadoras del timón horizontal para sacar sus aviones del picado.

“Mi cuerpo fue empujado hacia atrás contra la placa de blindaje trasera y tuve la sensación de que en cualquier segundo el avión se alejaría de mí y me dejaría varado allí mismo, cinco millas sobre el suelo. Es una sensación de falta de aire, tu estómago se enrosca; es algo así como pasar de una ducha caliente a una fría”, dijo el teniente Roger Dyar, uno de los pilotos.

“Cuando actué sobre los compensadores”, dijo el teniente Harold Comstock, “el avión se estremeció como si hubiera sido golpeado por un camión”.

Ambos pilotos se convirtieron en cadetes en 1941. Teniente. Comstock es de Fresno, Cal., y el teniente. Dyar de Lowell, O.

Los Ángeles Times, vol. LXI, jueves 3 de diciembre de 1942, página 1, columnas 4 y 5

Debido a la necesidad de fabricar aviones rápidamente y la proximidad a la fábrica de Republic Aviation, se utilizaron pilotos en servicio activo para algunos de los vuelos de prueba del nuevo P-47.

El 13 de noviembre de 1942 se ordenó a los tenientes probar una nueva antena de radio en el P-47C. El teniente Comstock subió a una altitud indicada de 49600 pies, intentando llegar a los 50000 pies. Debido a la baja densidad del aire y la proximidad con el máximo techo operativo del avión, sentía que los controles no reaccionaban bien. Así que decidió dejar picar al avión, en lugar de arriesgarse a entrar en barrena. Comenzó a descender en picado y después de pasar los 40000 pies descubrió que sus controles se habían bloqueado. Por eso, a los 30000 pies recurrió a los compensadores o trim tab para sacar al avión del picado actuando sobre los timones de profundidad. La aeronave comenzó a salir del picado entre los 20000 y 25000 pies.

Al teniente Dyar le ocurrió algo parecido. Después de aterrizar, el teniente Comstock informó lo sucedido. Fue tras esto que el periódico recogió su aventura.

La velocidad real alcanzada probablemente fue menor que la velocidad del sonido, y el efecto que bloqueó los mandos se denominó «compresibilidad». Muchos pilotos que volaban en combate experimentaron este efecto, pero el entrenamiento y los procedimientos adecuados les permitieron recuperarse.

En 1959, la USAF publicó A Chronology of American Aerospace Events [pdf] e incluyó a los tenientes como responsables de haber establecido un récord al haber alcanzado las 725mph en un picado con potencia (página 389 del pdf enlazado).

En Aces Wild: The Race For Mach 1, Al Blackburn reflejaba que:

En julio de 1944, el Mayor Frederic Austin Borsodi, Jefe de la división de ensayos de combate, del Comando de Material de las Fuerzas Aéreas del Ejército, Wright Field, realizó una serie de picados verticales a máxima potencia desde 40000 pies en un P-51D para evaluar los efectos de la compresibilidad en el manejo de aeronaves. Logró un Mach máximo de 0,86, momento en el que se notó una fuerte sacudida del empenaje. . . muchos pilotos de la Segunda Guerra Mundial creyeron firmemente que habían superado, con sus monturas propulsadas por motor de pistón, la velocidad del sonido en picados pronunciados.

[…]

Los últimos Spitfires, con un techo demostrado de 45000 pies, un ala mucho más delgada de forma en planta elíptica y un carenado de motor con perfil más bajo, nunca pudieron registrar una velocidad máxima superior a 0,9 Mach. Esa es la velocidad más alta registrada, por un margen sustancial de cualquier caza propulsado por hélice.

Oh, sí, en el curso de una de esas inmersiones, al entrar en el aire más denso alrededor de los 20000 pies, la hélice del Spitfire y gran parte de la cubierta del motor se separaban del resto de la aeronave.

Llegar a un número de Mach de 0,90 no fue fácil. . . la velocidad del sonido al nivel del mar y condiciones estándar es de 761 millas por hora. A una altitud de 40,000 pies, el sonido viaja a 662 millas por hora.

A menudo, muchos de estos pilotos, simplemente sufrían los efectos de la compresibilidad del aire y efectos aeroelásticos en las estructuras de sus aviones.

Fuente: Revista del Smithsonian y This day in aviation, entre otros. Enlazo estas fuentes porque parecen las más estables y duraderas.