Dakota con JATO y esquíes en la cubierta del Philippine Sea
Introducción
La Marina participó en gran parte de las operaciones de vuelo de las Aleutianas y los R4D (designación que recibía la variante militar del DC-3 en servicio con la US-Navy) estuvieron sujetos a condiciones climáticas de 50 bajo cero, donde la exposición al agua salada causó problemas en el motor, el fuselaje, el revestimiento y el sistema hidráulico. El aceite se volvió tan espeso como la melaza, la grasa se congeló y las mangueras de goma cristalizaron, haciéndose añicos como el vidrio. Pero las tripulaciones aprendieron a preparar para el invierno al robusto Douglas y siguió volando.
Los R4D mantuvieron el flujo de suministros a Alaska a pesar de las condiciones climáticas severas. Para enero de 1945, operaban un servicio de transporte entre Fairbanks y Point Barrow, Alaska. En un mes movieron un cuarto de millón de libras de carga. En otra operación, los R4D descargaron más de un millón de libras (113500kg) de carga en un período de tres meses en un lago congelado de 3000 pies de largo y 125 pies de ancho.
Unos años más tarde, los R4D de la Marina aterrizaron en «Little America IV» en la Antártida. Estaban completamente preparados para el clima gélido debido a lo que habían aprendido en las Aleutianas. Estaban preparadospara la operación High-Jump.
El valor de la artillería aerotransportada es indudable, bien sea en forma de avión de ataque a tierra y apoyo cercano (los viejos P-47 e IL-2 batiendo tierra o el más moderno A-10), bien en forma de artillería terrestre fácil de transportar de un punto a otro para dotar de capacidad de fuego distintas zonas.
Lo peculiar es desear un concepto híbrido, como este Chinook con dos obuses XM204 de 105mm.
Se definieron varios tipos de misiones, a saber:
Tierra-Tierra con el cañón en el helicóptero
Tierra-Tierra desmontando el cañón con el helicóptero en tierra
Tierra-Tierra desmontando el cañón con el helicóptero en vuelo a punto fijo
Aire-Tierra, disparando los cañones desde el aire.
La 2ª y la 3ª misiones son relativamente comunes. No deja de ser transportar un cañón con sus 9 servidores y 96 obuses. En el primer caso el helicóptero aterriza, las palas se frenan y los cañones se descargan, y en el segundo igual solo que el helicóptero aún permanece en vuelo. La mayor singularidad es que los cañones no se transportan en el interior del fuselaje o en eslinga, sino que van transportados en plataformas externas unidas a los costados del fuselaje.
Sin embargo la primera misión y la última son totalmente sorprendentes. En la primera se trata de disparar los cañones desde tierra, pero sin desmontarlos de sus plataformas de transporte. En la segunda se trata de, directamente, usarlos en vuelo, como si fuera el obús de 75mm que montó el B-25 para ataque naval en el morro, o los cañones sin retroceso que montó el AC-130. O el Sondergerät SG104 que pensaban montar los alemanes.
Como en éste último caso, los análisis y precauciones a tomar tienen que ver con los efectos de los gases de la boca del cañón, y los de retroceso, en los delgados paneles del revestimiento y los larguerillos y cuadernas que los sustentan. A parte quedan, por supuesto, los estudios de los refuerzos necesarios para transportar tales masas de forma externa en un lugar originalmente no previsto para ello.
El poder operarlo directamente desde el aire permite no solo la misión de ataque a tierra en sí misma, sino la de atacar objetivos de oportunidad durante los vuelos de traslado de los cañones. Eso sí, para la misión aire aire había que diseñar un cargador que permitiera la alimentación automática y en vuelo, sin intervención externa de ningún servidor. Según la especificación, se diseñarían cargadores con capacidades de 5 tiros capaces de alimentar el cañón para obtener una cadencia de 30 disparos por minuto. El cargador para disparo aire-tierra debería ser capaz de aceptar todo tipo de municiones (anti personal, anti materia, marcadoras, cortinas de humo, iluminadoras y químicas, y munición especial, como anti-radiación, si está disponible), y además debía permitir seleccionar el tipo de munición a disparar antes de hacerlo.
Los refuerzos necesarios para transportar y disparar los cañones añadían 116kg extra al peso en vacío de la aeronave. Con los cañones instalados, el helicóptero sólo podría despegar verticalmente a nivel del mar y condiciones estándar o mejores. En cualquier otra condición hubiera sido imperativo hacer un despegue rodado.
Se daba por hecho que la velocidad y el alcance del helicóptero se iban a ver afectados por el peso y resistencia aerodinámicas extra. Se pedía que al menos pudiera tener un crucero de 120kt y un alcance de 100 millas náuticas.
En cuanto a los sistemas de puntería, si se disparaba desde tierra se utilizaría las miras propias del cañón. Pero para dispararlo desde el aire había que diseñar una mira de puntería para el helicóptero que funcionaría junto con un telémetro láser.
Para el caso de utilizar desde tierra, había que ser capaces de descargar la munición que pudiera utilizar el cañón e forma rápida. Por eso se pedían al menos dos tambores con 18 disparos cada uno, y otros 60 disparos que se podrían descargar individualmente por el portón trasero.
Y además, Boeing por su experiencia estableció algunos requisitos adicionales, como que las modificaciones no comprometieran el uso normal del helicóptero cuando no estuviera equipado con los cañones, que dichas modificaciones fueran en forma de kit desmontable y que pudiera instalarse o desinstalarse en un máximo de 1h, con la menor cantidad de modificaciones estructurales posibles. Además asumían que los helicópteros empleados con estas modificaciones verían reducida su vida a fatiga, por lo que los elementos críticos deberían reemplazarse antes de lo habitual.
Durante el estudio de configuraciones, se realizaron algunos cambios. Tan solo el arma izquierda se desmontaría para las operaciones desde tierra. Ambas servirían para las operaciones aire-aire, y la de la derecha tanto para aire aire como para las operaciones desde tierra en las que se dispara sin desmontar del helicóptero. La plataforma de transporte sería retráctil, e incluiría un sistema de elevación por cables para poder descargar el obús desde el helicóptero volando a punto fijo hasta el suelo.
Tras cuantificar la masa de los refuerzos interiores, exteriores, sobre espesores para resistir los gases del disparo… se estableció que se añadirían 256 libras (116kg) a la estructura del helicóptero, sólo en elementos estructurales, falta añadir la masa de los cañones y sistemas de tiro. La masa de los cañones, sus vigas de soporte, plataformas, sistemas de alimentación de las armas, la propia munición, el sistema de puntería y telemetría… suponía otras 10690libras (4853kg) adicionales. El total de las modificaciones suponían unos 5000kg.
Durante el dimensionado de las estructuras necesarias para soportar los cañones y la posibilidad de dispararlos en vuelo, se concluyó que la carga dimensionante era la que se producía en caso de fallo del cañón, induciendo 36500×1.5=54750 libras fuerza (24857kg fuerza)en la estructura. Por eso las vigas retráctiles del soporte del cañones izquierdo no eran de aluminio, sino perfiles en I normalizados, norma estadounidense, ¡de acero! De hasta 9×20 pulgadas (229x508mm). Estas vigas debían transmitir toda la fuerza a la célula reforzada del helicóptero. El soporte del cañón derecho, al ser fijo, estab formado por un cajón de torsión de aluminio que transmitía igualmente las cargas al fuselaje. Se encontró que, precisamente estas cargas en caso de fallo eran las que dimensionaban la estructura.
En cuanto a las cargas de izado, se dimensionó la estructura y los elementos de izado para 3Gs en caso de carga normal y 1.5×3=4.5Gs a carga última.
La masa extra de los obuses actuaba como amortiguador, así pues las vibraciones en los ejes longitudinal y lateral se reducían. En el eje vertical variaban ligeramente respecto a las vibraciones de un helicóptero normal, aumentando un poco. Este aumento en el eje vertical requería un amortiguamiento adecuado en diseño, y un re-cálculo de la vida a fatiga.
Además se recurrió para el estudio estructural a un relativamente novedoso sistema: un análisis por elementos finitos. Para los más estructura-trastorandos, el modelo FEM contaba con 2142 elementos para todo el fuselaje, que sirvió para obtener tanto los modos propios del fuselaje como estudiar la respuesta en frecuencias del mismo. Este modelo FEM confirmó que se producían vibraciones según el eje vertical, y que coincidían con el modo propio a flexión de los soportes de los obuses, y que se correspondían a dos grandes masas soportadas por vigas en voladizo. Además aparecía otro modo, correspondiente a la torsión de los soportes. Estas vibraciones según el eje vertical aconsejaban, como hemos visto antes, revisar la vida a fatiga, la posibilidad de amortiguar esos movimientos y ensayar a vibración los componentes críticos que pudieran verse afectados por estas nuevas vibraciones no cubiertas por el espectro inicial del helicóptero sin modificar.
Además se definieron y calcularon refuerzos para el revestimiento del fuselaje, para evitar efectos parecidos a los que vimos en el Sondergerät SG104. Esto suponía añadir refuerzos al revestimiento de 0.065 pulgadas (1.7mm) para el aluminio y de 0.4 pulgadas (10mm) para el plexiglás. Al realizar el estudio sobre los rotores, se encontró que los disparos no tenían un efecto significativo sobre ellos, ni siquiera en el modo aire-tierra. En cuanto a la respuesta dinámica, tan solo había efectos de guiñada en caso de disparo asimétrico durante el vuelo a menos de 60 nudos, pero proponían soluciones automáticas de compensación durante el disparo.
Como es de esperar, había que estudiar los efectos de los disparos sobre los motores. Se realizaron no solo análisis, sino ensayos, para comprobar que el aire aguas abajo del rotor arrastraba hacia abajo los humos y otros productos del disparo, evitando la ingesta de objetos extraños por parte de los motores, que en cambio sí recibían en su toma de aire una sobre presión de 0.5psi (0.34 atmósferas). Consultados los fabricantes de los motores, se concluyó que tampoco esto era problema para los motores.
Para el caso de descargar el cañón izquierdo con el helicóptero en vuelo estacionario, se estudió el efecto en la estabilidad de los cambios de posición del centro de gravedad, y la descarga repentina de tal cantidad de masa, en ausencia de viento, hacía que se tuviera que utilizar un 26% del mando disponible para alabeo. Esta situación podía ser más crítica en caso de viento lateral, aunque dentro de los límites del helicóptero.
Al estudiar el efecto en la controloabilidad del helicóptero a bajas velocidades y baja cota, no solo se encontró que el Chinook tendría que hacer siempre los despegues rodados, sino que además sería incapaz de volar a punto fijo fuera del efecto suelo. Esto es, para disparar tendría que hacerlo en vuelo de avance o bajar lo suficiente para entrar en efecto suelo.
En cuanto al sistema para apuntar, se estableció que el piloto tendría a su disposición un colimador óptico, proyectado, un sistema de mira conocido y utilizado ya en la IIGM. Además del colimador y del telémetro láser, se dotaría a la tripulación de unos binoculares de artillero. Así se establecía que a 4000m el piloto sería capaz de colimar el objetivo, aunque no podría identificarlo visualmente, labor para la que era necesario que el copiloto hiciera uso de los binoculares. Obviamente, cada vez que se instalara el kit con los obuses en el Chinook, había que llevar a cabo labores de calibración y alineamiento del cañón-mira-telémetro.
Para el modo de disparo desde tierra, había que detener las palas del rotor, aunque los motores siguieran en marcha, lo que hacía necesario incluir en el kit la instalación de unfreno de rotores.
Las conclusiones del informe es que las modificaciones eran técnicamente viables, aunque requerían refuerzos, un aumento del pso en vacío de 2200 libras y una disminución del alcance del 20%. Además era imposible disparar desde el suelo con los rotores en marcha, lo que hacía perder la ventaja de la movilidad de la artillería aerotransportada. En cuanto a disparo sin desmontar el cañón, sólo podía hacerse en estacionario dentro del efecto suelo, esto hacía perder la ventaja de poder disparar y salir volando de forma inmediata para evitar el fuego de contrabatería. La otra opción era disparar volando a más de 60 nudos, lo que sin duda dificultaría la corrección de la puntería, por mucho que se pudiera actuar sobre los ángulos de elevación azimut de los cañones desde dentro de cabina.
Así pues, de los distintos modos que se estudiaban, el que se encuentra más atractivo y con menos limitaciones es el aire-tierra, y por eso en recomendaciones aparece aconsejado un estudio detallado de este modo, teniendo en cuenta la experiencia obtenida con los obuses M-102 instalados ya en los AC-130 de la USAF. También se recomiendan ensayos para evitar sorpresas desagradables y caras por los efectos sobre el helicóptero de los disparos de armas de gran calibre, así como el desarrollo de difusores que suavicen los efectos de los gases al salir por la boca del arma.
Cuando se habla de furtividad se tiende a pensar en el F-117 y su invisibilidad radar. Pero el espectro a cubrir para hacer indetectable a un avión es muy amplio, va desde el visible, y por eso desde los primeros tiempos se camuflan, a las ondas de radio, de ahí las formas del Nighthawk o del más moderno F-22, la firma calórica… pero no podemos olvidarnos del ruido que hacen. Ya sabemos que la hélice y el silencioso son dos piezas indispensables para lograr que un avión pase desapercibido. Y Lockheed sacaría buen provecho de ello para modificar unos motoveleros para lograr unos aviones de observación muy silenciosos.
Introducción
Los aviones de aviación general modificados han visto servicio militar en más de una ocasión. Sólo por centrarnos en Estados Unidos, podemos citar las Grasshopper, que volaron como aviones de observación de artillería, enlace, e incluso embarcadas en miniportaaviones o colgadas de cables.
Y en los 60, en Vietnam, volverían a ser los aviones civiles modificados los que se encargarían de una difícil misión.
La US Navy recibió en 1966 un encargo peligroso. Se le había encomendado la tarea de encontrar e interceptar el tráfico en la región del delta del Mekong en Vietnam.
El teniente Leslie Horn, piloto privado, se cansó del peligroso trabajo de buscar en los canales en una patrullera fluvial con unos prismáticos y un foco. Entonces, se preguntó, ¿qué pasaría si un avión muy silencioso, indetectable desde el suelo, pudiera orbitar sobre el delta durante largos períodos de tiempo y buscar al enemigo con relativa seguridad? Sorprendentemente, los poderes fácticos estuvieron de acuerdo, y pronto Lockheed tenía un contrato con los EE. UU. para desarrollar un avión de reconocimiento sigiloso. La empresa, que ya había estado trabajando en un proyecto similar, pidió al ingeniero Stanley Hall, un destacado diseñador de planeadores, que dirigiera el proyecto.
Definición del problema
Una guerra de insurgencia (guerrillas) no convencional, por lo que se necesitaban sistemas y equipos no convencionales para combatir al enemigo. • Los enemigos se movían y atacaban de noche. Se escondían durante el día o se mezclaban con la población civil no combatiente. • Se usaron reflectores y millones de bengalas para iluminar su área. Pero, el ruido de los aviones que se acercaban, que podía escucharse a 8km, les alertaba y evitaban el ataque.
La esencia del problema: el rango desde el que podían ser detectadas a oído las aeronaves convencionales excedía el rango de detección/resolución de los sensores que montaban las aeronaves.
Desarrollo de la aeronave
En julio de 1966, la agencia ARPA, antecesora de la DARPA, completó un estudio de viabilidad de un avión silencioso como un medio posible para satisfacer los requisitos para la vigilancia aérea encubierta, nocturna, en la República de Vietnam.
El QT-1, un diseño conceptual monoplaza, propulsado por un motor Volkswagen, el boxer de los escarabajos, de 36 HP, fue rechazado en favor de una configuración biplaza y con un motor «aeronáutico calificado».
Se evaluaron más de 18 motores/sistemas de reducción diferentes: Hélices de madera de paso fijo y variable con diámetros de 88 a 100 pulgadas, de 2 a 6 palas y anchos de cuerda de hasta 13 pulgadas.
Los diseños finales incluyeron grandes hélices de madera de multipala, poco esbeltas, con grandes relaciones entre la cuerda y su longitud y pasos cortos.
La hélice inicial del YO-3A eran de seis palas de paso fijo. En marzo de 1971 fueron cambiadas por hélices tripala de paso variable, ya en servicio.
Las conclusiones favorables de este estudio impulsaron al Director de Investigación e Ingeniería de Defensa (DDR&E) a solicitar fondos para desarrollar un prototipo. El Departamento del Ejército (DA) respaldó el concepto y junto con otras agencias gubernamentales interesadas autorizaron investigaciones adicionales. En abril de 1967, Lockheed Missiles and Space Company (LMSC) recibió un contrato de ARPA para la construcción de dos aviones que se designarán como QT-2.
Primer vuelo dle QT-2, 15 de agosto de 1967
El primer avión de Hall, el QT-2 (Quiet Thruster Two Seats), consistió en una modificación del venerable Schweizer 2-32, modificado con un motor Continental O-200 montado en la parte superior del fuselaje, justo detrás de los pilotos, que movía una hélice, situada sobre un pilón en el morro del aparato, a través de un largo eje que discurría por el exterior del avión.
Para reducir el ruido producido por la hélice al rozar velocidades supersónicas, se instaló una gran hélice de madera de giro lento, con una reductora formada por dos poleas y una correa de transmisión.
Y falta el silencioso. Éste vino de un Buick de 1958.
Una vez que comenzaron las pruebas de vuelo, se hizo evidente de inmediato que el QT-2 era prácticamente indetectable en noches oscuras a altitudes superiores a 800 pies sobre el suelo. No cabe lugar a dudas de que el QT-2 era totalmente silencioso, pero además contaba con varios puntos a su favor. Uno, el propio ruido ambiental de las embarcaciones que buscaba, que tapaban el poco ruido que hacía el QT-2. Otro, que el sonido que emitía la hélice de giro lento era parecido al de las olas.
Satisfecha con el desempeño de los dos prototipos, la compañía modificó dos fuselajes de veleros. Pero esta vez no querían un avión experimental, sino uno que viera servicio activo en Vietnam. El avión listo para el combate fue llamado QT-2PC (Prize Crew).
El teniente Horn, ahora comandante, lideró un grupo de pilotos y mecánicos y puso a prueba los sigilosos motoveleros. Los QT-2PC eran tan sigilosos como se esperaba. Volaron 10 horas, de media, cada noche, por debajo de los 1,000 AGL, mientras identificaban el tráfico enemigo en el Delta, todo sin ser detectados.
Pero los planeadores, muy modificados, eran difíciles de volar. El acoplamiento de alabeo-viraje era muy alto, y cualquier viraje efectuado de forma brusca podía terminar con el avión en una barrena, algo peligroso habida cuenta de la altitud de vuelo durante las misiones de vigilancia. Los pilotos de QT-2PC pronto aprendieron a limitar la aeronave a giros con poco alabeo, muy suaves.
Dejando a un lado los problemas de manejo, la prueba se consideró un éxito. Entonces, Lockheed comenzó a trabajar en un sucesor más práctico, el YO-3A Quiet Star, también basado en la estructura del avión Schweizer 2-32, pero con una configuración más ortodoxa, con tren de aterrizaje retráctil dentro del ala y un Lycoming IO-360 en el morro.
Contaba, como no, con la gran hélice de giro lento, movida por la reductora de correa y poleas. El silencioso del Buick se retiró y se reemplazó por un sofisticado sistema de escape acústico de 26 pies de largo.
Los fuselajes se fabricaron con remaches «totalmente al ras» del revestimiento (remaches avellanados) y sus alas se construyeron con revestimientos extra gruesos (doble del espeso estándar), para tener paneles muy rígidos y minimizar su deformación y sus vibraciones, maximizando la forma aerodinámica y reduciendo cualquier ruido de origen aerodinámico.
Las modificaciones redujeron la resistencia aerodinámica y el ruido asociado. Se minimizaron o eliminaron protuberancias, cavidades, y los orificios que era imprescindibles mantener abiertos fueron cubiertos por rejillas. Los interiores iban aislados con espuma y aislantes de Johns-Manville.
El Quiet Star era un avión más fácil de volar, más seguro, pero un poco más ruidoso.
En servicio
De los 11 Quiet Stars construidos, nueve operaron en Vietnam desde junio de 1970 hasta septiembre de 1971. Ninguno se perdió por acción enemiga. Tres se perdieron por accidentes. Todos resultaron ser muy efectivos para identificar los movimientos de suministros/tropas del enemigo. Para garantizar su sigilo antes de emprender sus misiones nocturnas, los pilotos volaban sobre el personal de tierra, que detectaba los ruidos anormales. Si se escuchaba alguno, los pilotos aterrizaban y de inmediato las tripulaciones realizaban las acciones correctivas necesarias.
Equipamiento de QT-3, básicamente dispositivos de visión nocturna de última generación (de la época)
Periscopio aéreo de visión nocturna (NVAP): NOD de campo de visión (FOV) de 10 grados estabilizado de segunda generación
Iluminador infrarrojo (IRI) de 100 W
Designador de objetivos láser NdYAG de 75 mJoules (LTD)
SOTA Standard-Lightweight-Aviation-Electronics (SLAE) CNI Avionics más TACAN
Aquí es donde la historia suele terminar. Se diseña un concepto de avión militar único, se logra el éxito y cuando termina el conflicto para el que fue diseñado, queda anticuado rápidamente y se desecha. ¡Pero no tan rápido! Resulta que la misma tecnología que permitió a los Quiet Star acercarse sigilosamente a los transportes enemigos en el delta del Mekong fue igual de efectiva para rastrear a los cazadores furtivos en el delta del Mississippi. Dos de los YO-3A Quiet Stars sirvieron al Departamento de Pesca y Caza de Luisiana en este rol durante muchos años. El FBI finalmente adquirió el avión, como la NASA, que compró una aeronave y aprovechó sus características de vuelo silencioso para medir las firmas de ruido de otras aeronaves, desde helicópteros y rotores basculantes hasta los estampidos sónicos SR-71. En la NASA permaneció en servicio hasta 2015 y luego encontró un hogar permanente en el Museo de Helicópteros de Vietnam en Concordia, California.
Afortunadamente, ese fue el destino de la mayoría de las células de estos particulares aviones, y se exhiben en museos de aviación de todo el país, varios en condiciones de vuelo.
Y ya sabéis, si os ha gustado la entrada, ¡seguidnos!
Vista del Eolo, un globo aerostático lleno de hidrógeno con un ala y una barquilla
He encontrado una historia aeronáutica, de un pionero español de la aviación en el lugar más insospechado, leyendo un libro sobre el barrio en el que crecí, Fuencarral y las Fuencarraleras de Antonio Checa Sainz. Así que un pionero de la aviación y relacionado con mi barrio, en concreto con el antiguo convento de Valverde, tenía que traerlo al blog.
Introducción
La idea de volar es tan vieja como el ser humano, somos unos envidiosos y no podíamos soportar cómo los pájaros sí podían y nosotros no. Hubo muchos inventos e intentos, pero los primeros exitosos y relativamente seguros fueron los que se realizaron con aeronaves más ligeras que el aire.
Llenado de un globo con hidrógeno
El globo vuela gracias a que es más ligero que el aire. Va relleno de un gas (aire caliente, helio, hidrógeno…, cuya densidad es más pequeña que la del aire que rodea al globo) que pesa menos que el propio aire. Al ser el peso del globo menor que el empuje que sufre («…vertical, hacia arriba, e igual al peso de aire que el globo desaloja…») el globo se eleva, hasta que se establece el equilibrio de fuerzas: peso del globo, más peso de tripulantes, barquilla… etc = fuerza de empuje. Sin entrar mucho en el aspecto físico, y sabiendo que el empuje depende de la cantidad de gas que lleve el globo y del volumen de este, y que el peso depende de lo que se lleve en la barquilla… no es difícil establecer que la altura de vuelo se puede controlar tirando peso (lastre) para ascender, o dejando escapar gas, para descender.
El primer globo, documentado, en volar fue un modelo a escala reducida, que surcó el aire del salón de la corte del rey Juan V de Portugal, el 8 de agosto de 1709. Su diseñador, el monje brasileño Bartolomeu de Gusmão. Estaba construido en papel, y el aire interior era calentado por la combustión de algún material en la parte inferior del globo. Este primer vuelo concluyó con el que fue posiblemente el primer derribo aéreo: dos criados del monarca, acabaron con el globo, de forma… contundente, temiendo el incendio del salón.
Setenta y cuatro años mas tarde el 15 de junio de 1783, los hermanos Montgolfier, pusieron en vuelo un artefacto similar, de 12m de diámetro, en Annonay, con una gallina, un pato, una cabra y una oveja como tripulantes. El aire se calentaba con paja ardiendo. El 21 de noviembre de ese mismo año se elevaron en un globo “tipo Montgolfier” los primeros aeronautas de la historia: François de Rozier y el marqués de Arlandes. Dado el peligro de que ardiera el globo (por ello murió Pilâtre de Rozier, mientras intentaba cruzar el Canal de la Mancha), se comenzó a usar globos rellenos de hidrógeno y helio, ambos gases más ligeros que el aire. Sin embargo, el primero de ellos es altamente explosivo, mientras que el segundo es inerte, aunque pesa más y por tanto los globos rellenos de éste tienen menos poder ascensional.
Necesidad de los dirigibles
Sin embargo este tipo de globos tenían un inconveniente muy grave: no eran gobernables. No se podía más que controlar el ascenso y el descenso, y ello mediante el uso de soltar lastre o gas, según se deseara ascender o descender. Por ello en 1852 Henri Giffard construyó un globo con forma de ahusada y dotado de un motor de vapor. Sin embargo los motores a vapor demostraron ser tan inadecuados para los globos como lo eran para los aviones, eran demasiado pesados para la potencia que suministraban. El motor de Giffard desarrollaba 3CV a 110rpm y movía una sola hélice, que propulsaba al dirigible con viento en calma a 5mph (8km/h), velocidad del todo insuficiente si hacía un viento no demasiado fuerte.
Pedro de Montemayor era abogado, de Medina Sidonia. Y estaba convencido de que un día los viajes aéreos serían factibles, y que se utilizarían globos para volar de un punto a otro. Él sabía que el mayor problema del globo es que no era gobernable, y que se dirigía allá donde el viento quisiera. Y es por ello que se lanzó a diseñar y construir un aerostato dirigible, el Eolo.
Y debió tener cierta fama, cuando el el número 1 del Periódico para niños y jóvenes La Aurora, del 1 de enero de 1851, lo ponían como ejemplo en un relato en el que se describe el funcionamiento de los aerostatos y cómo Pedro de Montemayor lograría que fueran viables para viajar con su diseño, que solventaba el problema de que no fueran dirigibles.
Más recientemente ha aparecido en un libro sobre el antiguo pueblo, ahora barrio de Madrid, de Fuencarral:
Las ruinas conventuales … vivieron en 1851 un conjunto de sucesos que hizo que se llenaran de gente y que más de cien operarios se ganaran el jornal en las mismas. El motivo fue porque el lugar fue elegido por Pedro de Montemayor como el sitio idóneo para construir un curioso invento llamado Eolo. Este hombre, abogado de profesión, creyó haber encontrado la manera de conseguir que los viajes en globo fueran rentables…Consiguió financiación para su proyecto e inició la construcción del mismo en las ruinas de Valverde. Cuentan los periodistas de la época que las obras para construir el curioso artefacto atraían a gran cantidad de curiosos de Madrid y de otras partes de España… Aunque el proyecto encontró financiación y defensores, no faltaron tampoco los detractores… De lo que no cabe la menor duda es de la popularidad que alcanzó, ya que fue citado en los teatros populares e inspiró una novela crítica con el aparato. Montemayor daba conferencias en las que anunciaba que en el primer viaje transportaría dos cañones con los que hacer salvas de honor a la reina Isabel II…En 1851 las obras estaban casi concluidas y la prueba final a punto de empezar, pero un incendio en el convento de Valverde destruyó todo. En vano intentó el inventor atraer nuevos capitales para su obra.
Antonio Checa Sanz, Fuencarral y las Fuencarraleras
Esquema publicado en La Ilustracion-Madrid, 30-11-1850. El artículo se reproduce más abajo
El Eolo era, básicamente, un globo de helio, de forma alargada, que contaba además con un ala de escaso alargamiento y una barquilla.
El ala medía unos 66.8 metros de envergadura (80 varas castellanas), y el largo de la aeronave era de unos 45.9m (55 varas castellanas).
La estructura era de madera, tela y papel, y estaba dotada de 3 hélices de hojalata, que hubieran proporcionado el impulso para hacer dirigible a la peculiar aeronave. La barquilla, para aligerar peso, era de mimbre.
En la barquilla había espacio para los pasajeros, el equipaje, y dos «cuartos de máquinas», que contaban con las ruedas que debían ser accionadas para mover las hélices, según La Ilustración.
Cuando Pedro de Montemayor habla del motor, descarta al hombre y al vapor, pues «pesan más de siete veces que la fuerza que devuelven«, pero se atreve a estimar la velocidad de su aparato en «un grado de meridiano por hora«. Y como ina milla náutica es aproximadamente la longitud de un arco de 1′ de meridiano del globo terrestre, la velocidad era de 60 millas náuticas por hora, o 60 nudos. (Gracias a la corrección de Michel Gordillo)
Lo que sorprende es que proponga como motor «la gravedad, la misma que anima los saltos de agua y que permite al águila cernerse por los aires. A esta última proposición parecerá una paradoja, pero como el esplicar el vuelo de las aves seria esplicar mi secreto«. En otro texto, también recogido en la Enciclopedia Moderna, habla de disponer a bordo de una máquina de vapor de 5CV, que parece ser un motor para emergencias, y lastre, entre otras cosas formado por carbón, además de una máquina para generar hidrógeno, que proporcionaría entre otras cosas calefacción.
La aeronave no solo contaba con el globo de hidrógeno, sino que además contaba con «gasómetros», que eran recipientes a los que había hecho casi el vacío, y «aeroestribos», que contenían aire a presión. En teoría la aeronave se encontraría en equilibrio en el aire gracias al globo de hidrógeno, los «gasómetros» y los «aeroestribos», y las bombas que bombearían aire de unos a otros. Tal vez el señor Montemayor estaba pensando en algo similar a los ballonets, como los usados en algunos dirigibles, aunque erró en su concepción.
El señor Montemayor contaba, además, con un aparato que pesaba «sólo 15 quintales» (690kg) para llenarlo de hidrógeno.
Con la construcción casi terminada, Pedro Montemayor se centró en dar clases de aerostación en el Ateneo. La aeronave fue, finalmente, pasto de las llamas del incendio de lo que quedaba del monasterio.
Leyendo sus cálculos y otros escritos queda patente que entendía bien el fenómeno por el cuál funcionan los aerostatos, pero no la resistencia aerodinámica, la sustentación o la aerodinámica en general. Claro, que todo ello era desconocido en la época y se estaba investigando y descubriendo en ese mismo momento, recordemos que el primer vuelo de Otto Lilienthal no se produjo hasta 1891, cuatro décadas después de la construcción del Eolo.
Podría parecer uno de las aeronaves híbridas, medio avión medio dirigible, de las que tanto hemos hablado en el blog, pero según los planos el ala carecía de la curvatura necesaria para sustentar. Y la potencia hubiera sido tan escasa que la aeronave habría tenido problemas idénticos o peores que el dirigible de Giffard. Sin embargo, con materiales menos pesados, y un motor más eficiente hubiera podido crear un dirigible basado en un globo flexible, y haber eliminado las alas, que sin un perfil aerodinámico adecuado no hacían otra cosa que aportar peso.
Para financiar la construcción de la aeronave, parece que contó con ayuda de la propia reina Isabel II, a la que escribió una carta. Tras la destrucción del Eolo en el incendio, intentó conseguir más financiación para construir otro, pero fue imposible.
Aunque el proyecto hubiera podido ser viable, elimiando o modificando un poco su diseño básico, eso de «pero como el esplicar el vuelo de las aves seria esplicar mi secreto» nos recuerda mucho a lo de las técnicas disruptivas, y a otro avión gigante.
(el texto que se reproduce a continuación está extraído del archivo digital de la hemeroteca, así que puede contener errores de reconocimiento de texto -OCR- así como ortografía y gramática propia de la época)
UNA VISITA AL EOLO DE MONTEMAYOR. Es tal lo que preocupa la atención pública el soit disant, invento de Montemayor, que dejando aparte la cuestión científica provocada por uno de nuestros colaboradores, y en la cual no hay medio de hacer entrar al pretendido aereonauta, hemos creído no solo conveniente sino hasta indispesable, tonsignar en LA ILUSTRACIÓN con el lápiz y la pluma esta actualidad, notable tan solo por el ruido que hace.
Los gacetilleros, esos estimables señores á los cuales se deben solamente en España no pocas reputaciones, son también los que han contribuido en gran manera á dar importancia al proyecto del Sr. Montemayor, que sin los repetidos párrafos de los periódicos, es probable que no hubiera llegado á ponerse por obra. Ciertas gacetillas últimamente publicadas, son también las que picaron nuestra curiosidad y nos decidieron á hacer una visita al ex-convento de Valverde, para juzgar del tal Eoio que asi trae entretenidos á los ociosos. Los dibujos que estampamos y las líneas que siguen son el resultado de nuestra visita. En los primeros hemos procurado dar idea, con una exactitud aproximada, del promontorio que ha fabricado el Sr. Montemayor. La primera figura es una vista del Eolo en marcha; la segunda representa la planta del mismo; la tercera el alzado de cola á pico, y la cuarta una sección dei colgante sobre la línea A B; por último ,’al lado de las figuras 1.» 2.» y 3 . ‘ , hemos colocado tres pájaros para marcar la relación que el Sr. Montemayor ha querido, sin duda, establecer entre la forma del Eolo y la del cuerpo del ave.
Daremos algunos detalles para que puedan nuestros lectores comprender mejor las figuras. Llegados al ex-convento de Valverde nos fué dificil, por de pronto, en el embrollo de cestos, maderamen, inmensidad de telas mal llamadas impermeables, hojadelatas, herrages, costureras, engrudistas, carpinteros, y un sinnúmero de operarios, formar un cálculo de lo que pudiera ser aquel armazón tan estrambótico: desde luego era de notar que todo respiraba allí alegría; quien calculaba la brevedad de los transportes, quien ambicionaba ser de los primeros aereonautas, quien miraba con desden áJos preguntantes viageros, solícitos de entender aquella mole aérea, porque por todas parles entra en ella el aire en la elevación en que se halla: por último en todos los semblantes observamos una confianza estraordinaria, signo favorable, y un respeto farisaico á las disposiciones y aspeólo tranquilo del señor Montemayor. Aunque como de pasada, debemos hacer justicia á la amabilidad y cortesanía de este señor, dedicado á recibir diariamente tantas viritas, que no sabemos cómo le queda tiempo para pensar en su Eolo.
Nosotros vimos sus planos, comparámoslos con la obra, aun incompleta, hicimos preguntas y repreguntas, ya nos confundíamos, ya nos perdíamos en aquel embolismo, va dudábamos déla capacidad del aereonauta, ya le calificábamos de loco, ya de un libro de fisica embrollado, ya en fin nos condolíamos, y nos condolemos aun, de tanto dinero perdido, de tanta ceguedad; en medio de aquella n.ultitud de impresiones tan varias é inciertas, traíamos de analizar si no la seguridad del sistema, al menos la combinación del proyectista, que por otra parte, ni tiene su plano conlormej á la obra, ni la obra conforme con su primitivo pian; todo son variaciones, todo dudas en la ejecución.
Entraremos pues, en este análisis, combinando sus planos, lo que existia construido en los momentos en que examinamos ligerómente aquellas partes diferentes. Sobre el edificio ruinoso del ex-convento de Valverde situado á la izquierda del camino real de Francia á tres leguas de Madrid, apóyase una armazón, cuyos eslremos descantan en pilares de madera que sobresalen á la masa del edificio : esta mole cuya plañía es la figura núm. 2 tiene la forma de un pájaro y de pico á cola, O séase de A á B, 55 varas castellanas por 80 de ala á ala ó sea de o á e. La parte b d que forma el cuerpo del ave tiene la figura angular (fig. 3.°) y sobre la cúspide c se prolonga una hélice de hojadelata en la parte del cuerpo del pájaro, y dos en cada uno de Ios estremos, séase pico y cola, que por medio de engranes de hierro se comunican su movimiento entre sí. Sobre la línea [A B) figuras 2.* y 4.’, desciende un cuerpo fijo, á manera de escapulario colgante, todo de mimbre, siendo su visla lateral la (fig. 4.*)
Este colgajo, con forma de tripa rectangular, revestida de lienzo impermeable porque tiene cola, papel y alguna otra sustancia alcohólica , y además de tela engomada , se comunica entre sí por lodas sus partes diversas, las tres cavidades mas bajas en el punto S de la figura 4. son una diligencia para pasageros y equipages, y dos camarotes laterales para mover las llamadas calandrias, ó ruedas , que se asemejan á las que las ardillas mueven con sus pies ; dichas ruedas imprimirán el movimiento primitivo á las hélices, por medio de dos cuerdas de seda que las rodean, y con lo cual el señor Montemayor espera elevar la armazón general. Según él, el aparato ab c de (fig. 3.’) sirve de sosten en el aire ó paracaidas, y el globo ó capacidad de gas hidrógeno, que es la parte superior de las figuras 1.» y 3.» de elevador en las regiones superiores: En los estremos altos de las dos paredes indicadas de madera y lienzos f b g d, debe apoyarse la cavidad f t r g u s en toda la estension del cuerpo semejante al ave, y solo así puede esplicarse esta magnitud al calcular que en su espacio deben caber 400,000 pies cúbicos de gas, que pueden decuplarse á capricho de el aereonauta, séanse cuatro millones de pies cúbicos: este cuerpo superior se hallará dividido en las doce parles interiores, que marca el dibujo, por si algún golpe ventoso é inhumano destruyera alguna de sus partes.
El Señor Montemayor cual nuevo Colon, dirigirá el Eolo en la sublime y desconocida región de los mortales, desde su camarote, situado en la cola del ave, cerca del punto B (figura 2 ) , comunicándose con el colgajo referido y los operarios situados en el sitio A, por medio de caminos mimbrepapeligomosos en la estension del espinazo del ave.
El Señor Montemayor lleva un aparato para crear gas que pesa por sí solo IS quintales, y si el cíelo corona las esperanzas de este atrevido areonauta, los profanos á la ciencia veremos desde abajo marchar magestuosamente este aparato como la figura 1′, aparato que amenaza hacer una revolución en este mundo lleno de ignorantes, para mengua de los incrédulos.
No sabemos si con las figuras estampadas y con las esplicaciones anteriores, habremos acertado á dar una idea del Eolo; téngase presente que unas y otras han sido trazadas y escritas por lo que hemos retenido en la memoria, sin que por eso temamos que sean muy inexactas: los lectores de LA ILUSTRACIÓN habrán de agradecernos por lo menos el deseo que mostramos de complacerlos.
El gobierno, bien por la carta dirigida a la reina, bien por otros textos y estudios que hizo llegar el señor Montemayor, financió el proyecto.
Los cálculos del señor Montemayor
En La Antorcha: periódico científico industrial del año 1852, nº 7, el señor Montemayor responde con sus propios cálculos a los críticos con su aparato, como el propio señor Luciano Martínez, editor de La Antorcha, y muy crítico con Montemayor y el Eolo. Aunque los cálculos estuvieran equivocados, muestra que había un verdadero interés en intentar demostrar científicamente que el invento era viable. Os los dejamos a continuación, por si alguno siente las ganas de revisarlos.
Así que mi barrio de la infancia pudo estar en el mapa de los pioneros aeronáuticos, y yo sin saberlo.
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En las charlas de café -sí, tomamos café con gente un tanto peculiar-, o en las de hangar, es una de las preguntas que surgen de vez en cuando. ¿Por qué el avión del futuro se dibuja como un ala volante o un BWB y sin embargo seguimos volando en aviones tipo tubo?¿Y por qué los desarrollos más inmediatos, como el de Boeing y la NASA o Embraer, siguen siendo tipo tubo?
Cabina toroidal de Airbus, intentando solucionar los tiempos de evacuación
Vamos a dar todas las razones que se nos ocurren:
Aceptación del público. Algo no sólo debe ser un avión, sino que además debe parecerlo y debe ser aceptado por el público. ¿Os imagináis aviones sin ventanas? Pesarian mucho menos y por tanto consumirían menos, pero, ¿qué dice el público?
Costes de desarrollo. Hoy día no se desarrollan aviones desde cero. Siempre se parte de trabajo previo, diseños previos, herramientas previas… cambiar radicalmente el diseño implica cambiar todo desde cero y, si desarrollar un avión es caro, ¡imaginad cambiar la forma radical desde cero!
Tiempos de evacuación. Para certificar una aeronave para transporte de pasajeros ha de cumplirse un tiempo máximo de evacuación de la misma. En un fuselaje tipo tubo, todos los pasajeros tienen las puertas relativamente cerca. En un fuselaje tipo ala volante o BWB, las personas sentadas en el centro quedan bastante más lejos de las puertas.
Aceleraciones en los asientos más alejados del eje de simetría del avión. En un tubo, todos los asientos están relativamente a la misma distancia del eje de alabeo del avión. En un avión tipo ala volante o BWB, los asientos más alejados sufrirán mayores desplazamientos y aceleraciones en cada viraje o en cada turbulencia, haciéndolo más incómodo para el pasajero que viaje allí.
Asientos sin ventana. Tan solo los pasajeros sentados en algunas de las partes del avión contarían con ventana en un BWB, el resto tendrían que conformarse con la pared, o con pantallas.
Presurización. Para presurizar, las mejores formas siguen siendo la esfera o el cilindro. Cualquier otra sección transversal distinta a estas sería problemática. Por tanto, diseñar el interior de un avión BWB con idea de presurizarlo es complejo…
Logística aeroportuaria. Todas las dimensiones de un aeropuerto así como la logística aeroportuaria asociada a cada avión está diseñada para aviones tipo tubo, y cambiar a tipo BWB podría requerir adaptaciones.
Así que, desde nuestro punto de vista, lo más normal será que al menos a corto y medio plazo continuemos volando en aviones con fuselaje tipo tubo, y que las alas volantes y BWB queden para aviones militares y aviones no tripulados.
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