Si bien ya os hemos hablado de los aviones estadounidenses con tren de orugas o de cadenas, hoy va a ser la primera vez que contemos su historia de forma tan detallada. Sentaos que nos va a llevar un rato.
Los aviones con tren de aterrizaje de cojín de aire, a lo hovercraft, no son desconocidos en este blog, tanto los más antiguos como algún intento más moderno. Por eso no nos ha sorprendido este proyecto japoestadounidense, Grumman / Shin Meiwa ASR-544-4.
El ASR-544-4 es un proyecto nacido en la guerra fría como avión de patrulla marítima y lucha antisubmarina. Y el tren de aterrizaje de cojín de aire debía permitirle el poder aterrizar sobre el agua, en la playa, en una pista de aterrizaje convencional o en una pista recién bombardeada.
Grumman y Shin Meiwa fijaron su atención en 1973 en él para dotar a su aparato de la versatilidad de poder aterrizar en casi cualquier lugar, como describíamos arriba, aunque el ASR-544-4 debía operar mayormente desde el mar.
El diseño del ASR-544-4 era heredero del Martin P6M SeaMaster. Tenía dos motores sobre las alas y un tercero en la sección de cola, bajo el estabilizador vertical, posiciones que los mantenía lejos del agua. Además, los dos de las alas podían inclinarse 15º para facilitar un despegue corto. Los motores de las alas también facilitaban la circulación del aire entorno el ala, favoreciendo también un aumento de sustentación, con un efecto parecido al de la TurboWing.
Aumento de la circulacón entorno al ala, y por tanto de la sustentación, gracias a sopladores de capa límite y de motores inclinados en el borde de salida
Con todos estos dispositivos el avión debía despegar en unos 20 segundos y 520m. Las otras características que se esperaba que tuvieran eran un crucero de Mach 0.9, un alcance de 1400 millas y una masa máxima al despegue de 5450kg.
El avión tenía que haber entrado en servicio en 1980, dotando a Japón de un digno sucesor para sus Shin Meiwa PS-1 / US-1. Estos aviones ya tenían motores para succionar el aire entorno al ala y proporcionar control de la capa límite, con lo que era una tecnología conocida y probada para Shin Melwa. También habría reemplazado a los Neptune y P-3 que, finalmente, serían reemplazados por el P-1.
Sección mostrando la distribución interna.
A los Estados Unidos le hubiera proporcionado un aparato más rápido y de más alcance que los P-3, que finalmente han sido reemplazados con los P-8, pero con capacidades anfibias.
Un avión con cinco motores de dos tipos distintos hubiera sido caro de mantener y hubiera causado unos cuantos dolores de cabeza logísticos.
Finalmente el tren de aterrizaje de Bell de cojín de aire no encontraría ninguna aplicación útil, ni el ASR-544-4 vería la luz.
Hoy día, cuando pensamos en aterrizajes fuera de pista y en espacios relativamente confinados, rápido visualizamos en nuestra mente los aviones preparados para bushflight y sus grandes ruedas de balón y baja presión de inflado, capaces de sostenerse en vuelo a base de motor con grandes ángulos de ataque y absorber los impactos con la tierra gracias a su potente amortiguación y a sus desproporcionadas ruedas.
Storch con ruedas gemelas, montaje similar al de Whitaker
Fue en verano de 1941 cuando se autorizó el uso de 32 Piper Cub de 65hp para realizar ensayos de soporte al ejército. Se ensayaron técnicas STOL, así como diversos usos, como observación para la artillería o evacuación médica. Los ensayos fueron exitosos y el 6 de junio de 1942 se aprobó su uso. Los aviones ligeros, conocidos como grasshoppers (saltamontes), vieron servicio en todos los frentes, incluso embarcadas.
El tren de aterrizaje utilizado, a excepción del sistema Brodie, era el convencional.
Sistema Brodie
Sin embargo el uso operacional y los distintos terrenos a los que se enfrentaron los pilotos pusieron de manifiesto la necesidad de desarrollar técnicas especiales y trenes de aterrizaje capaz de operar en todas ellas. Además no deberían añadir peso a la aeronave, ni resistencia, para no penalizar sus características de vuelo y que pudiera aterrizar en cualquier condición de viento (ya sabemos que las cadenas se llevan mal con el viento cruzado).
Por lo expuesto anteriormente, se realizaron pruebas sistemáticas con distintos dispositivos. Uno de ellos es el ya conocido sistema Brodie. Otros fueron el tren de ruedas gemelas de Whitaker, el tren universal y el Terra Tire de Goodyear.
Tren Whitaker
L-19 con tren Whitaker
El tren de aterrizaje Whitaker es bastante similar a los diseños actuales de trenes con varias ruedas en un carretón articulado. Le permitía moverse con facilidad por terrenos irregulares, e incluso superar obstáculos.
El diseño básico es un balancín, cuyo punto central de articulación se unía al punto de anclaje estándar del tren. Cada rueda tenía un freno hidráulico.
Durante los ensayos demostró poder operar desde terrenos arados, con surcos de hasta 12 pulgadas (30cm). También probó su capacidad de despegar con 30cm de nieve, y aterrizar en 45cm de nieve. Podía operar en terrenos blandos, con arena, e incluso en superficies de agua helada, donde los trenes de aterrizaje normales romperían el hielo y no podrían operar.
El ejército lo declaró apto para operaciones especiales.
Tren Universal o Tren Hydrolift
El tren universal recibía este nombre por estar diseñado para operar en superficies duras, blandas, nieve, e incluso agua. Estaba compuesto por una rueda y unos esquíes.
La rueda le permitía operar desde tierra. El esquí desde superficies blandas. Pero, además, su perfil se comportaba con un hydrofoil y le permitía sustentarse en el agua, siempre y cuando tuviera cierta velocidad, por lo que requería que el despegue empezara en una orilla, y el aterrizaje acabara en la misma.
Se probó por primera vez en 1949. Se realizaron unos 1500 despegues y aterrizajes con él, tanto en configuraciones patín de cola y tren triciclo, en aeronaves tan diversas como las Piper Cub, Stinson OY-1, Cessna L-19, North American AT-6 y Bellanca Cruisemaster.
Para operar sobre el agua se requería que la aeronave alcanzara de 10 a 15mph (~15 a 25km/h), dependiendo de la masa al despegue del avión. Por ello se requería un hidropuerto, bien en una playa de arena dura, arena suelta o de guijarros. Esta carrera sobre terreno duro era de, aproximadamente, tres veces la longitud del avión. Unos 25m para una Cessna L-19 Bird Dog.
Terra Tire de Goodyear
Este tipo de neumáticos se probaron primero en vehículos terrestres todo-terreno. Y, cuando se comprobó el éxito que tenían, se decidió extrapolar su uso a la aviación.
Los neumáticos, 24x24x6, muy similares a los actuales neumáticos de balón empleados en los aviones de bushflight, tenían una muy baja presión de inflado, entorno a 0.5 bares, aunque podía bajar incluso a 0.14 bares. Las bajas presiones de inflado hacían que los propios neumáticos se comportaran como amortiguadores, absorbiendo las irregularidades del terreno y los impactos de las tomas duras. Los resultados fueron satisfactorios.
Fuentes: AGARD-R-80United States Army experience in operations from unprepared fields
Los trenes de aterrizaje de orugas son viejos conocidos de este blog. Así que, como no, al descubrir un Po-2/U-2 con tren oruga que desconocíamos, había que investigarlo.
El primero que conocimos es el Po-2 con orugas de N.A. Chechubalin. Se trata de un diseño de 1937, en el que las orugas estaban formadas por una cadena de eslabones unidas con pasadores, como las de cualquier tanque o excavadora. El resultado sobre suelos blandos fue muy bueno, pero pesaba demasiado e introducía mucha resistencia aerodinámica. Otro problema que presenta este tren es su mal comportamiento en tomas con viento cruzado, pero debido a lo corta de la carrera de despegue/aterrizaje del Po-2 era un problema menor, puesto que podía simplemente despegar encarado al viento. No olvidemos que en un comienzo los aeródromos eran más bien cuadrados y no había pista, y las aeronaves simplemente se aproaban al viento. Las pistas se introdujeron posteriormente, cuando se hicieron necesarias al incrementarse el tamaño y la masa de las aeronaves.
Po-2L con tren de aterrizaje de oruga de Mostotov, detalle
El diseño que nos traemos hoy entre manos es el de S. A. Mostovov. Fue desarrollado para la «aviación polar» en 1947 con intención de emplearlo en Siberia y las zonas más boreales de la Unión Soviética. Para su desarrollo se partió del anterior, y se intentaron solucionar sus deficiencias. Se incorporó un sistema de suspensión y se cambió la cadena de eslabones por una banda de caucho.
Los resultados de los ensayos fueron similares a los del anterior modelo, mismas excelentes características en terrenos blandos, y mismos problemas, por lo que tampoco fue adoptado.
Por cierto, como podéis observar en las fotos, se hacían otras modificaciones al biplano para ser ensayadas, ¡aquí además de tren de oruga va con cabina cerrada! Y un perfil más aerodinámico para el morro.
Hemos visto todo tipo de aviones con trenes de aterrizaje tipo tanque, desde el gigantesco B-36 hasta los pequeños Po-2 o Fieseler 156., pero creo que esta va a ser la primera vez que los veamos en acción, en vez de en foto fija.
