Un día como hoy, cinco de marzo, pero de 1936 volaba por primera vez uno de los aviones que está considerado como de los más elegantes de la historia, el Spitfire. Así que en su 88 aniversario queremos contar una historia poco conocida: fue el primer avión en sufrir un retraso ¡de casi dos años! por los problemas surgidos de la subcontratación masiva y las cadenas de suministro.
Un cliente quejándose de los retrasos en la producción y la entrega del avión. Una compañía fabricante de aviones quejándose de la calidad de las entregas sus subcontratistas y de sus retrasos. Los subcontratistas quejándose de los plazos del fabricante, de la calidad de sus planos, y de los continuos cambios sin sentido pedidos. ¿Os suena familiar? Pues no se trata de una historia de Airbus ni de Boeing.
Fuselaje de Spitfire construido en material compuesto
Y no, no se trata de una réplica del Spitfirefabricada en el siglo XXI que ha llegado a los años 40 del siglo XX a través de una singularidad al más puro estilo de El final de la cuenta atrás. ¿Nos acompañáis?
Introducción
Primero convendría definir que es un material compuesto, porque la gente cuando oye hablar de materiales compuestos piensa en fibra de carbono, pero hay más.
¿Recordáis cuando nos explicaban las mezclas y nos hablaban de mezclas homogéneas y heterogéneas? Pues más o menos así podríamos diferenciar los materiales compuestos.
Una aleación está formada por distintos materiales combinados en uno nuevo. Pero el resultado es una mezcla homogénea, no se puede distinguir a simple vista un material de otro. En el acero no podemos separar de un vistazo el hierro y el carbono.
En un material compuesto, sin embargo, sí podemos hacer esa diferenciación. Así pues, en las puertas de contrachapado con núcleo de nido de abeja de cartón, los materiales se pueden distinguir a simple vista. Lo mismo ocurre en los laminados de contrachapado utilizados en el mosquito, o en los materiales tipo sándwich, donde existe un núcleo, sea nido de abeja, espuma de foam u otros, revestido por dos capas de tela. O con el plástico reforzado con fibras en forma de tela, cinta o fieltro. O el Glare, y sus capas de aluminio y fibra de vidrio. O el tradicional adobe, fabricado con arcilla y paja.
Material compuesto: sándwich. Un núcleo revestido por dos pieles.
Esquema del GLARE, capas de aluminio y fibra de vidrio, y explicación de sus ventajas. En caso de grieta la fibra mantiene la continuidad del camino de carga.
Y la ventaja del material compuesto es, precisamente, que al unirlos se obtienen mejores propiedades que las que tienen por separado.
Gordon Aerolite
Norman Adrian de Bruyne, un brillante doctor, investigador y químico británico había publicado muchos de sus estudios en revistas especializadas, pero su compañía Aero Research Ltd apenas había recibido encargos. Por ello decidió publicar varios artículos en revistas más populares entre los ingenieros y no tan especializadas en química, como The Aeroplane o Aircraft engineering.
La estratagema publicitaria funcionó y de Bruyne fue contactado en 1936 por Havilland Aircraft Company para investigar si era posible fabricar palas para hélices de paso variable con resinas fenólicas reforzadas. Como la densidad de los plásticos era del orden de la mitad que la del aluminio, se esperaba que las hélices no solo fueran más ligeras, sino que los esfuerzos en la raíz de las palas de la hélice se redujeran considerablemente.
De las investigaciones realizadas para De Havilland nació su paperPlastic Materials for Aircraft Construction, publicado en 1937 por la Real Sociedad Aeronáutica británica sobre el uso de estos materiales, y el éxito obtenido con la baquelita reforzada con fibras de lino para la fabricación de hélices.
Hélice de baquelita reforzada
Durante la presentación del paper en la sociedad introdujo el término Aerolite para referirse a la baquelita reforzada con lino. El Aerolite era una resina reforzada por fibras unidireccionales de lino, cuyas capas se apilaban a 0º/90º o ±45º. Su densidad era la mitad de la del duraluminio, pero tenía una resistencia a tracción de 500MPa (equivalente a la del 2024T3), y un módulo elástico de 50GPa (más flexible que el aluminio, que es de unos 70GPa).
Para el ala del Blenheim, De Bruyne se inspiró en el metacarpio de los buitres
El gran desafío era desarrollar una pieza de unos 10 metros de largo… cuando hasta ahora las piezas de Aerolite no llegaban al medio metro. Para poder cumplir el encargo, De Bruyne adquirió una prensa de gran tamaño en Alemania. Y fue a recogerla en persona, para asegurarse de que llegara a Reino Unido.
Con la caída de Francia, principal proveedor de bauxita de Reino Unido, llegaría el miedo del desabastecimiento de aluminio, y el encargo del Ministerio del Aire de desarrollar un fuselaje de Spitfire en Aerolite.
El Spitfire «de plástico»
Construcción del fuselaje de Aerolite
Sería en 1940 cuando el Aerolite tuvo su gran oportunidad para demostrar la valía. Un gran contrato para Aero Research Limited: fabricar prácticamente un fuselaje completo en su material compuesto de baquelita y lino para realizar ensayos y demostrar que podía ser, al menos, tan bueno como el aluminio.
Planos del Spitfire, ampliar la imagen para ver en el perfil la numeración de las cuadernas
El aerolite se fabricaba en forma de cinta unidireccional de 6 pulgadas de ancho, que era apilada en dos sentidos distintos para formar las piezas. Como en los modernos materiales compuestos, y en las piezas de contrachapado de la época (no olvidemos que los laminados de contrachapado se habían utilizado en aviación desde antes de la Primera Guerra Mundial en varios aviones), había que apilar solapando unas cintas con otras, y añadiendo capas hasta alcanzar el espesor necesario. Después el paquete era sometido a presión y calor para que el plástico termoestable curara, y la pieza alcanzara su forma final.
Para realizar el fuselaje, se pensó que la forma más rápida de hacerlo sería la sustitución directa de piezas de aluminio por otras de Aerolite. Así que el fuselaje no fue rediseñado, ni se utilizaron uniones pegadas. Simplemente se cambiaron las piezas remachadas de aluminio por otras piezas remachadas de material compuesto.
Numeración de las cuadernas del Spit
Fondo del fuselaje, mirando desde la cuaderna 9 a las 8, 7, 6, 5
Cuadernas 9, 10 y 11, vistas desde la 11.
Antes de emprender la construcción del fuselaje completo, se construyó una pequeña parte, la comprendida entre las cuadernas 19 y 25, para ensayarla y compararla contra otra sección equivalente fabricada en aluminio.
Los ensayos se llevaron a cabo en el Royal Aircraft Establishiment. Sus resultados llevaron a que algunas partes del fuselaje, como el registro para las baterías, fueran especialmente reforzados. El larguero del ala y su encastre seguirían siendo de aluminio.
Zona del encastre del ala, con el larguero principal en aluminio
Además de ensayar el Aerolite, se sometieron a prueba otros materiales utilizados en la construcción del fuselaje. Por ejemplo los carenados entre las cuadernas 18 y 19 se hicieron de acetato y celulosa. Otras zonas no estructurales fueron realizadas con fenolformaldeido reforzado con algodón.
Fuselaje entre las cuadernas 5 y 19. Es visible la sección central metálica del principal metálico.
La sección de fuselaje ensayada iba entre las cuadernas 5 y la 19. El peso era comparable al de la estructura de aluminio, a pesar de la baja densidad del Aerolite, debido a tener que añadir más capas para igualar la rigidez, y a que no se utilizaban soluciones pegadas, así que el peso de los remaches no se eliminaba de la ecuación.
Las cuadernas más pesadas eran aquellas con forma de U, para hacer hueco al cockpit, eran dobles y ambas mitades estaban remachadas. Cada cuaderna estaba fabricada en cuatro partes, haciendo necesario un refuerzo en cada unión. Allí donde fuera necesario garantizar la continuidad estructural, como en las uniones de las piezas que formaban las cuadernas, se utilizaban refuerzos (straps en los libros de aeronáutica) remachados de 0.05in (1.27mm).
Tras fabricar toda la estructura interna, se añadió el revestimiento. El revestimiento estaba formado por tablones (tracas, creo que lo llaman los navales) de espesor variable que iban de la cuaderna 5 a la 19. Entre las cuadernas 5 y 8 el espesor era de 0.11in (2.8mm), y se reducía entre la 8 y la 19 de forma progresiva hasta llegar a un espesor de 0.045in (1.14mm). Una moldura se instalaba entre las juntas planas de cada traca, para mejorar la aerodinámica. Y los remaches, por supuesto, de cabeza avellanada, para no sobresalir del revestimiento.
Conclusión
Finalmente la escasez de aluminio no se produjo y, aunque los ensayos fueron bastante satisfactorios, no fue necesario utilizar esta nueva, y poco probada, tecnología en la fabricación de aviones. El aluminio se podía conseguir sin problemas, y su fabricación era más rápida, pudiendo recurrir a máquinas de mecanizado, en lugar de al apilado manual de las capas de Aerolite y su posterior prensado y curado.
Aunque nunca fue necesario reemplazar el aluminio con Aerolite, se fabricaron unos 30 empenajes para otras tantas Miles Magister.
¡Ah! Y no, fabricar el Spitfire con este material no lo hubiera hecho furtivo. La Maravilla de madera tampoco lo era. Los grandes discos de las hélices y todas las superficies verticales y unidas a 90º los hubieran hecho fáciles de detectar. Otro cantar era el famoso diseño de Horten, mayormente plano, sin hélices ni superficies verticales, en cuyo caso el ser de contrachapado apilado en distintas direcciones sí hubiera contribuido a un mejor rendimiento furtivo.
En apenas unos años los aviones pasaron de ser meras curiosidades que solo servían para asombrar al público y asustar a los caballos a ser auténticas armas de combate que inclinaban el resultado de una batalla de un lado o de otro. Tener un avión comunicado por radio implicaba tener unos ojos que veían a muy larga distancia, así que equipar a los barcos con aviones de reconocimiento era algo lógico. Incluso hubo aviones embarcados en submarinos, y alguna combinación más exótica, como este autogiro remolcado por submarino.
Tener una fuerza aérea potente, o al menos lograr la superioridad aérea local también podía inclinar la balanza del comabte a uno u otro lado. Y no iba a ser menos en el mar. Y por ello los grandes acorazados perdieron protagonismo frente a los portaaviones. Y los barcos empezaron, como las ciudades, a ser vulnerables desde el aire y poder ser víctimas en cualquier momento de ataques sorpresivos de aviones de patrulla de largo alcance, por ejemplo, o del arma aérea transportada por los portaaviones de la marina enemiga. Así pues en algunas ocasiones había barcos que contaban con escolta de portaaviones. ¿Y qué hacer cuando esto no era posible? Pues lanzar cazas desde los propios barcos, aunque los barcos no contaran con cubierta de aterrizaje y en caso de no estar cerca de tierra firme el piloto tendría que darse un chapuzón bien frío, amerizando cerca del barco y siendo recogido por este.
Posoblemente el caso más conocido es el de los británicos, con sus cargueros equipados con catapultas (CAMs) para lanzar Hurricanes conocidos como Hurricats.
Menos conocidos son los casos de los Regiane 2000 lanzados por los acorazados Vittorio Beneto, o el de la foto que encabeza esta entrada.
Cuando la URRS comenzó la Gran Guerra Patriótica, o Segunda Guerra Mundial, estaba equipada básicamente con los I-16 e I-15 (bis y ter) que habían participado en la Guerra Civil Española. Y tenía en desarrollo algunos otros cazas, pero en general necesitaban una modernización urgente de sus aviones. Fruto de esta necesidad y urgencia nació el Mig-1, y el acuerdo con el resto de aliados de recibir ayuda a través de la Ley de préstamo y arriendo. Y precisamente por esto recibieron 1338 Spitfires.
Ya tenemos la necesidad de tener aviones embarcados y lanzados por catapulta, la explicación de por qué había Spìtfires en la URRS. Nos queda el barco, y la foto.
El barco es el crucero Molotov, de la Clase Kirov, y no, no hablamos de esos equipados con misiles de crucero. La Clase Kirov es una serie de cruceros diseñados por los italianos para la marina soviética. La industria soviética no tenía experiencia ni ingenieros capacitados para desarrollar este tipo de barcos. Asi que en los años 20 modernizó algunos, y en los 30 contrataron a la compañía Ansaldo, que había creado la clase Condottieri, para desarrollar estos barcos.
Había que enfocarse en la velocidad y el armamento. Por ello se hizo un casco ligero, de apenas 7000 toneladas, y torretas de montaje triple para sus cañones principales, de 180mm. El casco demostró ser demasiado ligero y hubo que añadir blindaje, casi 1000 toneladas más, así que no se alcanzaba la velocidad proyectada de 37 nudos, quedándose en 34 el Voroshilovo 36 el Kirov. El montaje triple de cañones no permitía controlar su azimut de forma individual, y se movían de forma solidaria.
Y como era habitual en la época, y como hemos comentado arriba, iba equipado con catapultas para lanzar hidroaviones de reconocimiento. Originalmente las catapultas eran ¡alemanas! Heinkel 12. Estas catapultas podían lanzar aviones de hasta 2750kg a una velocidad de 125 km/h. Estas catapultas tenían que haber lanzado el Beriev KOR-1, que demostró tener malas características marineras, en especial si la mar estaba picada. El Gorky y el Molotovmontaron ya catapultas ZK-1 soviéticas. Y fue precisamente la ZK-1 del Molotov la que en 1944 hizo pruebas satistactorias de lanzar el Spitfire como avión de protección.
Las catapultas serían finalmente desmontadas y los barcos seguirían en servicio hasta los años 60 y 70 con radares. No hemos encontrado constancia alguna de que el Spitfire lanzado por catapulta se utilizara de forma operacional por estos barcos.
La foto la vi en Twitter:
An rather unusual aircraft on the catapult of the Soviet WW 2 cruiser!🧐It's a Supermarine Spitfire (with Russian markings) and unless the cruiser is sailing quite close to land, its pilot is in for a swim at the end of his sortie! I've no info on this subject, but someone might? pic.twitter.com/1tHt1ML5bq
— Trev Clark's Obscure Aviation History 🚁 (@clark_aviation) September 7, 2020
El 3 de diciembre de 1944 un joven piloto estadounidense llamado William Warfield, que volaba en la Royal Canadian Air Force basado en Evere, se perdió, al regreso de una misión, debido a la mala visibilidad por la mala meteo, se quedó sin combustible, intentó saltar… pero no lo logró, y se estrelló contra el suelo.
Sus restos fueron recuperados y enterrados en el cementerio de Bruselas. Sin embargo nada se volvió a saber de su avión. Hasta que Nicolás Clinaz lo ha desenterrado, después de 20 años de investigaciones y preguntas.
