En 1942, el Ministro del Aire y el Ministerio de Aviación se acercaron a Miles Aircraft con un contrato de alto secreto para un avión de investigación turborreactor diseñado para alcanzar velocidades supersónicas. El Miles M.52 fue diseñado para alcanzar una velocidad de 1000 mph a 36000 pies durante 1,5 minutos.
Durante los años 30 y cuarenta se había estado investigando una nueva forma de propulsión. La idea era dejar atrás las hélices y utilizar chorros de gases. Frank Whittle era el británico que trabajaba en el motor a reacción. En paralelo, Hans von Ohain en Alemania, Virgilio Leret en España y Secondo Campini en Italia, hacían lo propio.
El diseño abría nuevos caminos en todas las áreas de la ingeniería aeronáutica. Las alas eran muy delgadas, de perfil bi convexo, y estaban diseñadas para quedar dentro del cono formado por las ondas de choque causadas por la puntiaguda nariz del avión.
Modelo de túnel de viento. Foto de Wikipedia
Para volar en régimen supersónico hay varias posibilidades, una es utilizar perfiles aerodinámicos, que se comportan horrorosamente mal en regímenes subsónicos. La otra, hacer volar un perfil subsónico. Y, justo detrás de una onda de choque, además de subir la presión y la temperatura, la velocidad del sonido vuelve a ser subsónica. Así que se pueden utilizar perfiles subsónicos siempre que vuelen dentro del cono formado por las ondas de choque. Por ese motivo los aviones supersónicos tienen alas muy cortas y con mucha flecha. Y morros muy puntiagudos. También por ese motivo se observan en las entradas de los motores conos o placas puntiagudas, para generar ondas de choque que ya pre-comprimen el aire, antes de entrar al propio compresor, y además baja su velocidad a régimen subsónico.
Maqueta de la cabina
El único tripulante iba alojado en el cono de morro, que a su vez actuaba de cápsula de evacuación, al ir unida al resto del fuselaje a través de una sección pirotécnica. Una vez separada del fuselaje, la cápsula descendería en paracaídas hasta una altitud segura. A partir de ahí el piloto debía abandonarla la cápsula en paracaídas por sus propios medios.
Motor W.2/700
El desarrollo del motor fue para Whittle. Utilizaría su W2/700 con poscombustión. Ese motor sería más tarde conocido comercialmente como Rolls Royce Derwent.
El fuselaje se basó en la forma de las balas que las pruebas de disparo mostraron que viajaban a una velocidad supersónica. El ala tenía un borde de ataque parecido a una navaja, tan afilado que los mecánicos que se cortaban la apodaron Gillette
Dennis Bancroft, ingeniero aerodinámico de Miles
Maqueta a escala 1:1 del Miles M.52
Sin embargo, al final de la guerra, el Director de Investigación Científica, Sir Ben Lockspeiser, canceló el proyecto «… en vista de los peligros desconocidos cercanos a la velocidad del sonido… considerado imprudente proceder con los experimentos a gran escala». En realidad, a pesar del 90% del trabajo de diseño completado y con el 50% de la construcción terminada, el proyecto cayó en una medida de ahorro del Tesoro.
Los investigadores y diseñadores británicos lograron acercarse mucho a la barrera y bien podrían haber sido los primeros en romperla.
Gran Bretaña y EE. UU. llegaron a un acuerdo para intercambiar información y datos. Según Dennis Bancroft, jefe de aerodinámica de Miles, los ingenieros de la compañía estadounidense Bell Aircraft recibieron información detallada sobre el Miles M.52. Sin embargo, después de que los estadounidenses recibieron toda la información de los británicos, incumplieron el acuerdo. Los británicos no recibieron información a cambio. Parece ser que los diseños originales del empenaje del XS-1 eran convencionales, y finalmente se pasó al tipo de Miles, con todo el timón móvil.
Tras la cancelación del M.52, el Gobierno creó un nuevo programa que implicara «ausencia de peligro para los pilotos de prueba y economía de propósito». Se recortaban gastos, y se reducía el tamaño del vehículo, que pasaría a ser no tripulado y propulsado por cohetes, pasando a ser más un misil que una avión, o un avión no tripulado (UAV)
El Royal Aircraft Establishment fue responsable del desarrollo de un motor de cohete adecuado y a cargo del diseño de la aeronave estuvo Barnes Wallis de Vickers Armstrong, el padre de la bomba que rebota y la bomba sísmica Tallboy de 12000 libras.
Los UAV eran réplicas a escala 3/10 del M.52 y el primer lanzamiento del avión-cohete tuvo lugar el 8 de octubre de 1947.
Mosquito con un M.52 no tripulado en la panza. Foto de Wikipedia
Un De Havilland Mosquito de la RAF despegó el 8 de octubre de 1947, de St. Eval en Cornualles, con un avión-cohete en su panza. Pero su el motor explotó poco después del lanzamiento. Seis días después, Chuck Yeager rompió la barrera del sonido por primera vez en el Bell X-1, un avión que compartía muchas similitudes con el diseño británico. Después de la explosión del prototipo, y del éxito del XS-1, el Daily Express asumió la causa de defender la vuelta del programa M.52, pero fue en vano.
En octubre de 1948 se lanzó un segundo avión-cohete. Esta vez sí tuvo éxito y alcanzó Mach 1,38, (1.5 según otras fuentes) en un vuelo nivelado estable. Pero, en lugar de terminar su vuelo estrellándose contra el mar, como estaba previsto, el modelo ignoró los comandos de radio que se le enviaron y fue observado por última vez (en el radar) internándose en el Atlántico.
El toque final de ironía se produjo cuando se suspendieron incluso estas pruebas con cohetes, por «el alto costo y poco retorno». El dividendo total de esta inversión fue la información de que un modelo a pequeña escala del Miles M.52 había superado con éxito la barrera del sonido. Pero, el Reino Unido ya había perdido la oportunidad de ser la primera nación en lograr un vuelo supersónico pilotado.
Como era de esperar, las afirmaciones de la influencia británica en el icónico Bell X-1 son ampliamente disputadas en los EE. UU., y la historia generalmente la escriben los vencedores.
Tal vez con un poco más de financiación de este lado del Atlántico, el M.52 podría haber ganado la carrera por la barrera del sonido a Chuck Yeager y al X-1.
El avión
The Engineer recupera la descripción que hicieron del aparato n 1946, cuando por la cancelación del proyecto dejó de ser secreto. La reproducimos debajo.
Modelo a escala del M.52, The Engineer
A Miles Aircraft se le había encomendado la tarea de construir el M52 con motor turborreactor, que estaba destinado a volar a 1,000 mph y alcanzar una altura de 36,000 pies. Para lograr esto, los ingenieros de Miles idearon un diseño radicalmente distinto a todo lo que se conocía en la época.
Parecido a una bala alada, las dimensiones generales debían haber sido de 33 pies de largo y 27 pies de envergadura, siendo las alas algo más cortas que las de aviones de longitud similar.
Como un paso hacia la producción de una forma de ala que tenga una baja resistencia en el rango de velocidad supersónica y, sin embargo, permita un vuelo a baja velocidad con un buen control, Miles Aircraft Ltd diseñó un ala biconvexa, con bordes de ataque y de salida muy afilados.
Miles «Gillete», con alas y empenaje modificados
Este ala biconvexa se probó en un Miles Falcon estándar para demostrar la viabilidad del diseño a bajas velocidades. El motor, que huniera producido 17.000 HP en vuelo a toda velocidad, sería suministrada por Power Jets (Research and Development). Junto con el tanque de combustible y los controles de vuelo, el motor habría ocupado casi todo el fuselaje.
Miles Falcon Six con ala y emepane modificados, de perfil biconvexo, de madera
Se puede describir como una unidad de tres etapas, la primera etapa que consta de un motor a reacción ordinario con un compresor centrífugo. Los gases de este motor pasan a través de otro compresor, trayendo un suministro adicional de aire, que se mezcla con la corriente principal. La mezcla luego pasa a través de un ‘athodyd’ (conducto aerotermodinámico), en el que se inyecta y quema el combustible, aumentando aún más la velocidad de los gases, que finalmente son expulsados por una tobera en la cola. El motor tiene 3.5 pies de diámetro y 23 pies de largo.
Con toda esa potencia a solo unos centímetros del piloto, así como las alturas extremas a las que operaría el M.52, no sorprende que se haya instalado un sistema de eyección. La cabina presurizada fue diseñada para ser separada por completo del fuselaje mediante la detonación de cargas de explosivo plástico en las estructuras tubulares que conectaban la cabina con el fuselaje. En teoría, la presión del aire obligaría a la cabina a alejarse del avión y un paracaídas lo ayudaría a descender gradualmente.
Una vez que la cabina había reducido la velocidad a una velocidad razonable y descendido a una altura designada, el piloto saltaría de la cápsula usando su propio paracaídas. Si todo iba bien, volvería a la Tierra en un avión completamente intacto. Aunque a velocidades tan elevadas que el aterrizaje suena casi tan aterrador como una eyección.
Para el tren de aterrizaje, se tuvieron que diseñar llantas y ruedas especiales, ya que la velocidad de toma probablemente habría sido de aproximadamente 170 mph, con una carrera de dos millas antes de detenerse. El peso total diseñado es de aproximadamente 8200 libras en el despegue, lo que da una carga alar de 58 libras por pie cuadrado.
Reino Unido hizo público hace unos años que apoyaría económicamente al sector espacial, para crear un entorno propio de lanzadores de distintos tamaños. Así se anunció la creación de un centro espacial en las Shetland, y se ha apoyado a otras industrias con otros medios alternativos.
Astraius es una de esas empresas, y pretende utilizar el ya conocido método de lanzar cohetes desde aeronaves para minimizar el tiempo necesario para cada lanzamiento y entre lanzamientos, poder lanzar desde casi cualquier parte del mundo que el cliente requiera y ventajas similares a las que nos explicó Daniel Ventura, de Celestia Aerospace, en su día. La empresa se lanzó en 2021 y desde entonces ha estado trabajando con inversores y socios para desarrollar y poner a punto su lanzador.
En su caso, pretenden utilizar como base Prestwick para lanzar satélites de órbita baja desde aviones C-17. El C-17 fue fabricado por Boeing y McDonnell Douglas, y se construyeron más de 270 antes de que terminara la producción en 2015. Actualmente están en servicio con varios operadores militares de todo el mundo, incluidas la USAF y la RAF.
El trabajo de infraestructura está en curso para garantizar que Prestwick Spaceport pueda gestionar los lanzamientos, esto incluye el almacenamiento de combustible y la protección contra explosiones.
Astraius se ha asociado con el especialista estadounidense Spirit AeroSystems para trabajar en componentes y procesos del sistema. Además de con Spirit AeroSystems, Astraius está colaborando con Northrop Grumman, que suministrará motores de primera y segunda etapa para impulsar el cohete una vez que se haya liberado del C-17, mientras que Exquadrum fabricará el motor de tercera etapa que guía al cohete con precisión a la órbita correcta.
El lanzamiento horizontal desde aviones
El lanzamiento horizontal desde aviones, en lugar del lanzamiento desde tierra, está más probado de lo que muchos creen. Permite hacer el cohete de lanzamiento más pequeño, desde el momento que no se lanza desde el suelo, y que su velocidad inicial no es cero, o flexibilidar el punto de lanzamiento, así como buscar las mejores ventanas para el mismo. El Pegasus lanzado desde un L1011, es uno de los ya desaparecidos lanzadores que llegaron a funcionar de forma comercial. El S-3 duerme el sueño de los justos, mientras que no se sabe qué pasará con el Stratolaunch. También se pensó en hacer desde cazas, como desde el F-15, y estamos pendientes de lo que pase con Celestia Aerospace.
El primer intento de poner en órbita un satélite utilizando un cohete lanzado desde el aire ocurrió en 1958, con el NOTS-EV1 Pilot (conocido como NOTSNIK) lanzado desde un F4D Skyray de la US Navy.
Uno de los primeros vehículos de lanzamientos comerciales pequeños fue precisamente el Lockheed Martin L1011 y el lanzador Pegasus, de Orbital Sciences Corporation, que con un motor de combustible sólido de tres etapas era capaz de colocar hasta 443 kg en órbita terrestre baja (LEO). Pegasus voló por primera vez en 1990. Demostró las ventajas del lanzamiento aéreo, con su L1011 renombrado Stargazer, utilizando variedad de pistas de todo el mundo como punto de partida para el lanzamiento espacial.
Las ventajas por las que sus clientes contrataban a Pegasus eran la capacidad de volar un avión de transporte al puerto espacial anfitrión, integrar la carga útil utilizando la infraestructura normal del aeródromo, despegar y volar al espacio aéreo de baja densidad sobre aguas internacionales y lanzar la carga al espacio.
Astraius Ltd utiliza tecnología de combustible sólido, similar a la probada por Pegasus, para apuntarse al floreciente mercado NewSpace, que pronostica el lanzamiento de miles de pequeños satélites LEO (órbita baja) en los próximos años.
En 1974, laUSAF estaba estudiando opciones para hacer que los misiles grandes tuvieran una mayor movilidad y menor dependencia de las infraestructuras terrestres para su lanzamiento, y llevó a cabo pruebas en las que desplegaron un misil Minuteman en el aire desde la parte trasera de un gran avión de transporte estándar, un C5 Galaxy en ese caso. El proyecto culminó con un lanzamiento de prueba que se realizó con éxito sobre el Pacífico. El cohete se lanzó desde el avión, se estabilizó con un paracaídas antes de encender su motor y ascendió en un breve vuelo de prueba.
Este concepto fue revisitado varias veces en la década de 2000, primero por SRALT/LRALT del Departamento de Defensa de los USA, que usó un concepto similar para desplegar un cohete desde un soporte paletizado desde la rampa trasera de un C-17. En 2006, un vehículo de pruebas, un dummy inerte pero con la masa real, se lanzó con éxito y se estabilizó con un paracaídas. Aunque no pasó a las pruebas con cohetes, demostró que este método de despliegue se podía lograr con éxito desde el interior de un avión de transporte convencional, sin modificar.
Es este enfoque el que plantea Astraius. Debido a que utiliza un sistema de plataforma modular autónomo y reutilizable, Astraius no necesita desarrollar o modificar un avión especializado y puede lanzar desde cualquier avión C17. Esto elimina una gran parte de los costos generales operativos y el tiempo de desarrollo que normalmente implica el lanzamiento aéreo tradicional.
Como beneficio adicional, transportar el vehículo de lanzamiento dentro de un avión significa que está mejor protegido durante las operaciones de ferry y puede ser atendido, preparado, configurado o manipulado durante el vuelo previo al lanzamiento. El transporte interno también posibilita operaciones en tierra más sencillas, en comparación con el montaje debajo del fuselaje o del ala.
El sector espacial ya emplea a 45.000 personas en el Reino Unido, y Escocia representa una quinta parte de ese total. Se espera que los planes de Astraius creen más de 4000 puestos de trabajo en el área local, posicionando a Escocia como un actor fundamental en la competitiva industria espacial.
El Bristol Brabazon necesita una entrada larga y detallada para contar su historia, su largo desarrollo y su triste final. Pero mientras encontramos hueco para escribir sobre él, podemos dejaros unos vídeos para abrir el apetito, y unos pequeños aperitivos en forma de unos pocos párrafos sueltos…
El Brabazon fue uno de los aviones más grandes del mundo en su época. Unos 70m de envergadura y otros 50 de largo, para acomodar a 100 personas.
El avión era tan grande que hubo que alargar la pista de Filton, sólo para que pudiera despegar y aterrizar. Así mismo hubo que construir un hangar especialmente dedicado a él para que pudiera caber su gran envergadura, eso supuso construir uno de los hangares con mayor luz del mundo. Tanto pista como hangar forman parte ahora de las instalaciones de Airbus en Reino Unido.
Se esperaba que viajar en él fuera cómodo. Cada pasajero contaba con 6m³ sólo para él. Excepto los de primera clase, que contaban con 8m³.
Iba motorizado por 8 motores radiales Bristol Centaurus, de de 2650 CV cada uno, que movían hélices contrarrotatorias. Aunque se pensaba que su motorización ideal serían los recién llegados turbohélices, en concreto los Bristol Proteus. Le hubieran dotado de mayor alcance, mayor velocidad, mejor techo y menores vibraciones.
Finalmente los Proteus no llegaron a buen puerto, y el Brabazon tampoco recibió pedidos de aerolíneas que acababan de salir de una guerra y lo veían como excesivamente grande, caro y difícil de operar.
La Operación EF (1941), también la Incursión en Kirkenes y Petsamo tuvo lugar el 30 de julio de 1941, durante la Segunda Guerra Mundial. Después del comienzo de la Operación Barbarroja, la invasión alemana de la Unión Soviética el 22 de junio de 1941, los aviones Fleet Air Arm volaron desde los portaaviones HMS Victorious y Furious para atacar a los buques mercantes en el puerto de Kirkenes, en el norte de Noruega, y en el puerto de Liinakhamari, en el norte de Finlandia. en Petsamo. Héctor Guillén nos lo cuenta.
pd: Si la intro y la despedida os son familiares, que no os sorprenda. En un ejercicio de nostalgia podcasteril he hablado con Javier Lago para pedirle permiso y utlizar la introducción que hizo para el que, si no recuerdo mal, fue el primer podcast español sobre aviación: Remove Before Flight RBF podcast
El Gloster Meteor fue el primer caza a reacción británico, y el único caza a reacción británico que vio servicio activo durante la Segunda Guerra Mundial, aunque el temor de perderlo en combate sobre Alemania y que por ello cayera en manos del enemigo llevó a que su función principal fuera cazar bombas volantes V-1 sobre territorio británico. Por otro lado, era de los pocos cazas que podían dar alcance a los proto-misiles germanos.
Esquema de funcionamiento de un turbohélice Rolls Royce con compresor centrífugo
También en esta época, junto con el turborreactor, había nacido el turbohélice. Básicamente es un turborreactor a cuya turbina se acopla un eje para mover, además del compresor, una hélice. A igualdad de potencia que un motor de pistón, pesa menos. Y, aunque no puede propulsar tan rápido a un avión como un turborreactor, tiene la ventaja sobre este de un mayor rendimiento a baja cota (gasta menos), y la posibilidad de contar con las ventajas de las hélices: rendimientos propulsores próximos a uno y, si es de paso variable, una mejor aceleración desde parado así como la posibilidad de invertir el paso para frenar en menos distancia o maniobrar marcha atrás.
Y algún avión tenía que ser el primero que probara este nuevo tipo de motor. Y éste fue el Meteor.
Gloster Meteor Trent con un motor en bandera
Los motores originales del Meteor eran de compresor centrífugo, en lugar de axial, lo que hacía que su toma de aire fuera considerablemente mayor que la de los Jumo 004, de compresor axial, que montaban los Messerschmitt Me 262. Gracias a la comunalidad entre el los Rolls Royce Derwent del Meteor, y los turbohélice Rolls-Royce RB.50 Trent (unos Derwent modificados), las modificaciones del Meteor no fueron demasiado importantes.
El avión utilizado para la conversión de Trent fue uno de los primeros, un Gloster Meteor F.1 (s/n EE227).
Rolls-Royce comenzó a desarrollar el Trent en mayo de 1944.
El 7 de marzo de 1945, con las necesidades inmediatas de la RAF cubiertas por la entrega del modelo mejorado Meteor F.3, el F.1 s/n EE227 se entregó a las instalaciones de Rolls-Royce en Hucknall para servir como banco de ensayos para el recién desarrollado RB.50 Trent.
Seis meses después, el 20/10/1945, en el aeródromo de Church Broughton, el Gloster Trent despegó por primera vez con Eric Greenwood a los mandos, realizando el primer vuelo de un avión propulsado por turbohélice en el mundo. Se encontraron una serie de problemas con la estela de la hélice y de inestabilidad direccional, el Meteor Trent se devolvió a Hucknall donde se modificó, añadiendo aletas verticales para complementar al estabilizador vertical, y la aeronave volaba nuevamente en marzo de 1946, luego se instalaron hélices Rotol más pequeñas.
Alzado del Gloster Trent
En abril de 1948, el Meteor Trent fue transferido a la Royal Navy para realizar pruebas, ya que estaban interesados en el uso de aviones turbohélice para operaciones en cubierta. El 22 de septiembre de 1948, el avión fue devuelto a Rolls-Royce, donde fue restaurado a su estado original, y luego devuelto a la RAF en Farborough, donde fue desguazado en junio de 1949.
El Meteor-Trent estaba equipado con hélices Rotol de cinco palas, cada una con un diámetro de 2,41 m. Con esta configuración, parece ser que la hélice absorbía 750 hp y dejaba 454 kg de empuje residual, debido a los gases de escape. Posteriormente, la aeronave fue modificada para acomodar hélices con un diámetro menor, de 1,49 m, absorbiendo solo 350 hp y dejando un empuje residual de 635 kg.
El Meteor–Trent fue pensado sólo como un avión de investigación, y se obtuvieron valiosos resultados, especialmente en la determinación del efecto del cono de la hélice en la eficiencia de la entrada de aire en el compresor, y en el desarrollo de engranajes reductores adecuados.
