El programa Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors (CRANE) tiene como objetivo diseñar, construir y probar en vuelo un novedoso avión experimental que elimine el control mediante superficies aerodinámicas tradicionales y lo cambie por uno basado en control activo del flujo sobre las superficies mediante soplado, Active Flow Control (AFC).
El control de flujo activo podría mejorar el rendimiento de la aeronave al eliminar las superficies articuladas, que actualmente sirven para controlar el avión, pero que aumentan el peso y la complejidad mecánica.
Eliminar las superficies de control móviles supone varias ventajas. Por un lado, reducir el peso de la aeronave, por la eliminación directa de todas las articulaciones. Por otro lado, porque el uso del AFC para el control de la aeronave hace que las superficies aerodinámicas puedan ser más pequeñas.
Y, si no hay superficies móviles, ¿cómo controlamos el avión? Llegado este caso no está de más recordar las entradas de cómo vuelan los aviones, y la de los hipersustentadores. En resumen, recordaremos que el ala genera sustentación gracias a que la circulación que se genera entorno al perfil hace que el aire que pasa por la parte superior del ala vaya más rápido que el que va por debajo, y eso causa que la presión sobre el ala sea menor que bajo él y por tanto la resultante de fuerzas permita elevar el avión.
La sustentación generada por el perfil aerodinámico depende de la propia curvatura del perfil, del ángulo de ataque de este y de la velocidad relativa de éste respecto al aire, ademas de la densidad del aire. Las superficies de control clásicas actúan sobre la curvatura del perfil, mediante articulaciones. Al variar la incidencia de la superficie de control, o al retorcer el ala como hacían en los primeros aviones mediante su torsión, cambiamos la curvatura del perfil y por tanto hacemos que un semi-ala sustente más que el otro, en el caso de los alerones, induciendo el alabeo; o que el empenaje vertical sustente en una dirección o en la contraria. Algunos de los intentos de eliminar las articulaciones, como el morphing, pretende mantener el sistema de cambiar la geometría del perfil, pero recurriendo a la flexibilidad de los materiales, en lugar de a articulaciones mecánicas.
¿Y si en vez de actuar sobre la curvatura del perfil actuáramos directamente sobre la velocidad relativa de éste con el aire? Como la sustentación depende de la velocidad relativa aire-perfil aerodinámico, ¿qué ocurre si soplamos localmente aire sobre una superfice y no sobre la otra? Pues que esa superficie sustentará más que la otra, permitiendo de este modo generar alabeos, virajes… sin necesidad de modificar la geometríad del perfil. Esto permitiría eliminar las articulaciones de los alerones, timonesy flaps, y reemplazarlos por superficies más pequeñas, menos pesadas, menos complejas de mantener, manteniendo e incluso incrementando la maniobrabilidad.
El control activo del flujo se llamaba antes control de la capa límite, lo habrán renombrado para no sonar demasiado vintage
El contrato incluye una opción de Fase 3 en la que DARPA tiene la intención de volar un avión de 7,000 libras (3180kg). Una de las principales características de la aeronave será la implementación de alas modulares, lo que permitirá probar distintas soluciones para encontrar la óptima.
En mayo de 2023, el avión recibió su designación oficial como X-65.
Este tipo de controles se ha ensayado en más ocasiones. Algunos de los ejemplos más recientes son el EcoDemonstrator, de NASA y Boeing, modificando el empenaje vertical de un B757; BAe System lo puso a prueba con su FLAVIIR, que evolucionó en su demostrador MAGMA, que se puede ver en vuelo aquí. Un caso extremo de aplicación de este sistema podría ser la eliminación de los flaps para sustituirlos por Turbo Wings.
La entrega de suministros a unidades aisladas o sitiadas ha demostrado ser imprescindible en todos los conflictos. La Segunda Guerra Mundial introdujo la entrega por aire, con el lanzamiento en paracaídas de los suministros. Sin embargo la falta de precisión de estos envíos hacía que muchos se perdieran o incluso llegaran a manos equivocadas. Por ello se ha intentado realizar el lanzamiento de suministros en paracaídas teledirigidos. Éste es, posiblemente, uno de los intentos más antiguos, utilizando un ala Rogallo en lugar de un paracaídas.
El ala Rogallo es un tipo de ala flexible inventado en 1948 por Francis Rogallo, un ingeniero de la NASA, y su esposa Gertrude Rogallo, a la que llamaron Parawing, aunque suele ser conocida como «Ala Rogallo»
La NASA consideró utilizarla como un sistema de recuperación para las cápsulas Mercury y Gemini, aunque abandonó la idea en 1964 en favor de los paracaídas convencionales.
Ryan Aeronautical Company retomó la idea para realizar entregas de suministros con precisión, aunque éstos fueran lanzados desde un avión o un helicóptero.
Ala Rogallo teledirigida de Ryan remolcada por un helicóptero, vía Flickr
Podía funcionar de dos modos, bien remolcada por una aeronave, bien lanzada. En este caso, en una primera fase el ala funcionaría como un paracaídas, y una vez inflado actuaría como un planeador.
Todos los ensayos se realizaron en Yuma, Arizona, entre el 4 de octubre de 1962 y el 1 de marzo del año siguiente.
Los ensayos demostraron que se podían entregar con fiabilidad cargas que variaban entre las 100 y las 300 libras (de 50 a 150 kilos aprox). El radio de giro de planeador variaba entre los 200 y los 400 pies (de 30 a 60m), mientras que la tasa de planeo era similar a la de una piedra (2.8:1), con una velocidad vertical de entre 600 y 900 pies por minuto. La velocidad de vuelo era de 23 nudos (~40km/h).
Los ensayos de los vuelos planeados se realizaron a 95 nudos desde 9000ft sobre el terreno, que con la tasa de planeo de 2.8:1 le daba un alcance de unos 7.7km.
El control se conseguía gracias a un sistema de control remoto. El planeador llevaba dos compartimentos, uno con una batería de 28V y la antena, y otro con una batería de 12V y los servos.
Se realizaron 139 lanzamientos aéreos. En ellos se probaron distintas configuraciones de masas lanzadas, empaquetados y plegados del ala y distribuciones de las líneas que unían la carga útil y el ala. También se ensayaron distintos sistemas de control. En la primera treintena de lanzamientos se intentó utilizar el control por desplazamiento del centro de gravedad, sin éxito. Por ello se cambió el control a las líneas del ala flexible, como en los modernos parapentes.
Algunas de las configuraciones demostraron ser viables, aunque con esas tasas de caída hacían imprescindible el uso de amortiguadores de cartón para la carga.
Los ensayos operacionales se llevaron a cabo en Tailandia, de mayo a junio de 1963, de forma conjunta entre Ryan,ARPA, y los ejércitos estadounidense y tailandés.
En los ensayos operativos se pretendía demostrar la funcionalidad del sistema y su valía tanto para militares como para la policía y la patrulla de fronteras tailandesas, y su capacidad de operación en áreas remotas, así como las necesidades de formación y entrenamiento de personal para su uso.
El ala utilizada tenía un peso máximo al despegue de 386 libras, con una capacidad de carga de 300 libras. Fue lanzado desde distintos tipos de aeronaves, como C-47, Caribou, L-20 (DHC-2-Beaver), H-34 y UH-1.
El sistema de lanzamiento era por el portón lateral, con un sistema de apertura automático, parecido al de los paracaídas: La vela del ala iba dentro de una manga, que a su vez se cogía a la línea de lanzamiento. Al lanzarse por la puerta la vela salía de la manga, que quedaba en la línea, y se desplegaba automáticamente. Este proceso llevaba unos 4 segundos, desde que se producía el lanzamiento hasta que la vela estaba inflada y con forma de ala.
En tierra, un controlador debía tomar el control del planeador para dirigirlo hacia la zona de recepción deseada. Podía hacerlo de dos formas, bien por control manual o bien por control automático. En éste último el operador en lugar de controlar la aeronave, monitorizaba un sistema que, una vez encendido, dirigía de forma automática el planeador hacia él, hasta que llegaba a su vertical, y entonces comenzaba un descenso en espiral. El planeador aterrizaba así, de forma autónoma, en un radio de 100ft (30m) al rededor de la antena. Se comprobó que durante el control manual ésta era también la forma más sencilla de recuperar el planeador, dirigiéndolo hacia la vertical del controlador y aplicando después controles totalmente a la derecha o a la izquierda, para descender describiendo una hélice. Además esta maniobra reducía el tiempo de entrenamiento del operador, así como el tiempo que quedaba expuesto potencialmente el planeador al fuego enemigo.
El transmisor tenía un alcance de 25 millas, si ningún obstáculo, como montañas, se interponía entre él y el paquete lanzado.
Los ensayos se realizaron en todo tipo de terreno, con lanzamientos desde 10000ft, entrenamientos en aeródromos, lanzamientos en zonas despejadas, pero también en zonas de alta montaña y muy boscosas. ¡En uno de los lanzamientos, los controladores de tierra fueron lanzados en paracaídas y tuvieron que caminar tres días hasta la zona de recepción! En el primer lanzamiento, el sistema falló y al equipo le llevó otros tres días localizar el ala, pintada de verde oliva, en la jungla. Por este motivo se suspendieron los lanzamientos en la jungla, hasta que se logró mejorar la fiabilidad del sistema.
Las investigaciones dedujeron que los fallos se habían producido durante el lanzamiento, tras sufrir daños en el lanzamiento desde la línea.
Se hicieron entregas de más de cien kilos de carga, amortiguada por el sistema de cartones, que se demostró muy eficaz.
Con la llegada de la estación de lluvias se comprobó que el sistema no era adecuado para funcionar en esas condiciones.
Las conclusiones de la policía fueron que aunque el sistema necesitaba mejorar en fiabilidad, su coste podría amortizarse en uno o dos lanzamientos, evitando además la pérdida de material lanzado en paracaídas convencionales. El ejército concluyó que el aumento de precisión en el punto de toma de la carga podía merecer la pena para operaciones nocturnas o lanzamientos en zona de montaña, además de operaciones militares donde la baja visibilidad del sistema, su silencioso funcionamiento y la posibilidad de operar de noche facilitaba la entrega de material a las unidades sin delatar su posición. Por supuesto, se juzgó como un buen sistema para re-aprovisionar a las patrullas que estaban desplegadas en la jungla del país.
Las conclusiones del informe estadounidense fueron positivas para el sistema, si exceptuamos que pedían una mejora de un 90% en la fiabilidad para considerarlo viable para un despliegue operativo.
Nos consta que se realizaron otros ensayos en los que, además de ser dirigible, se le incorporaba una hélice, lo que permitía aumentar su alcance, así como aterrizajes más suaves.
En su lanzador con la hélice parada
En vuelo
Gracias @MassiasThanos que me descubrió la historia y los pdfs, y al usuario @_ooo0OOOO0ooo_ que nos hizo llegar a Massiasy a mi un recorte del 29 de agosto de 1951 del St. Louis Post-Dispatch en el que se ve cómo el ejécito había intentado de otros modos mejorar la precisión de la entrega de las cargas aerotransportadas, en esta ocasión con unos discos volantes que hacían a su vez de contenedor de agua o gasolina, y prescindían del paracaídas.
Foto del XS-1 que Yeager dedicó a los amigos de Aviadores Virtuales Asociados hace unos años
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
Introducción a cómo volar un P47
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.
Esta historia es más o menos paralela a la del Argus As 292, el UAV alemán de 1939 que se ideó como blanco, se desarrolló como avión de reconocimiento, y murió por haber nacido antes de tiempo. Solo que esos años de diferencia en lso desarollos son suficientes como para que el avión americano estuviera en producción más de 40 años y fuera todo un éxito.
El blanco aéreo
A fines de la década de 1930, Radioplane Company había desarrollado una serie de modelos de aviones radiocontrolados como blancos aéreos para el entrenamiento de artillería antiaérea del Army Air Corps.
En 1952, Radioplane Co. fue adquirida por Northrop, y se convirtió en la división de Radioplane, posteriormente Ventura, de Northrop Corporation.
En 1945, Radioplane creó el Modelo RP-19 al reemplazar el motor O-45 en el blanco OQ-17 por un motor O-90 de mayor potencia.
El RP-19 fue probado por la USAAF como YOQ-19 en julio de 1945 y se ordenó su producción en 1946 como OQ-19A.
El OQ-19A tenía un fuselaje de metal y alas de madera, que serían reemplazadas posteriormente por otras también metálicas. Como todos los siguientes miembros de la familia, podría lanzarse desde un lanzador de catapulta, un lanzador giratorio o con cohetes combustible sólido de 9,6 kN de empuje. Los drones de la Fuerza Aérea también podrían lanzarse desde el aire, generalmente desde aviones DB-26C (Los A/B-26 Invader modificados para tal fin).
Originalmente A-26C Invader, B-26C tras el cambio del sistema de designaciones, y modificado como porta-drones, DB-26C
Los OQ-19 estaban controlados desde una estación terrestre de radio. La recuperación se realizaba con un paracaídas, como los que se montan hoy en día por seguridad en las aeronaves ligeras. Se podía desplegar con una orden desde la estación de radio, o bien de forma automática si se daban los parámetros necesarios que lanzaban tal orden.
En 1950, el XOQ-19B se probó con alas de metal, un motor O-100 más potente y un giroscopio vertical para operaciones fuera de la vista. Este modelo fue producido como el OQ-19B y podía ser seguido por el operador en rangos más allá de la vista usando un sistema de seguimiento por radar de banda X.
El OQ-19D, volado por primera vez en abril de 1950, era similar al OQ-19B, pero carecía de la capacidad de operación fuera de la vista y se rastreaba ópticamente utilizando luces o bengalas de humo montadas en drones.
A partir de 1960, el Ejército de los EE. UU. probó en vuelo el OQ-19E, que era esencialmente un nuevo avión con un nuevo fuselaje de sección circular, alas reforzadas y un motor con compresor McCulloch O-150-4. Aunque el OQ-19E mostró un buen rendimiento, no recibió ningún pedido y en 1961 se dio por terminado el programa.
La Marina de los EE. UU. también utilizó la familia de drones OQ-19, designándolos KD2R Quail.
La versión de producción inicial de la USN fue el KD2R-1, idéntico al OQ-19A. El KD2R-2 era similar al -1, excepto por una radio de 28V y un sistema de estabilización (el NAMTC -Centro de pruebas de misiles aéreos navales- probó sistemas de estabilización en el KD2R-2E).
El KD2R-3 era idéntico al OQ-19D y el XKD2R-4 era un desarrollo del -3 excepto por el motor y el sistema de estabilización. Es posible que el XKD2R-4 fuera similar al OQ-19E.
El KD2R-5 Shelduck era un modelo mejorado, que luego fue redesignado como MQM-36A.
Entre 1950 y 1960, se construyeron grandes cantidades, unas 20000 unidades, de OQ-19/KD2R. Para 1963, solo las versiones OQ-19B/D todavía estaban en uso en el Ejército, y la Marina había descartado todos los modelos excepto el KD2R-5.
En junio de ese año, con la reorganización y los cambios de dedisgnación, las variantes que aún estaban en servicio fueron redesignadas de la siguiente manera:
OQ-19B >> MQM-33A
OQ-19D >> MQM-33B
KD2R-5 >> MQM-36A
En 1973, Northrop introdujo un nuevo sistema de mando y control para los blancos MQM-33. Cuando estaban equipados con este sistema, el MQM-33A y el MQM-33B se convirtieron en el MQM-33C y el MQM-33D, respectivamente.
En la década de 1980, la familia de drones OQ-19 se conocía generalmente como BTT (Basic Training Target), y se construyeron más de 73000 drones de todas las versiones BTT (OQ-19, KD2R, MQM-33, MQM-36).
La producción del MQM-33C para la Guardia Nacional del Ejército de EE. UU. continuó hasta finales de la década de 1980. Ya no está en servicio.
El MQM-33 fue uno de esos blancos aéreos concebidos para ser baratos y poder ser derribados por la artillería antiaérea en prácticas de tiro. En producción en varias versiones durante más de 40 años, es uno de los objetivos más exitosos jamás construidos.
El dronde de foto-reconocimiento
Otro derivado del MQM-33 fue el dron de vigilancia MQM-57 Falconer.
En 1955, Radioplane desarrolló el RP-7l Falconer como un derivado de la serie de drones-blanco-aéreo OQ-19/MQM-33.
El Falconer era similar en apariencia al Shelduck, pero tenía un fuselaje un poco más largo y definitivamente más robusto. Tenía un sistema de piloto automático, además del sistema de radiocontrol, y podía llevar cámaras, así como bengalas de iluminación para reconocimiento nocturno. El equipo se cargaba a través de un carenado en la parte trasera, entre las alas.
Aunque solo tenía una autonomía de poco más de media hora, por lo que su uso era limitado, aparentemente el Falconer entró en servicio a nivel internacional con varios ejércitos diferentes.
El dron era lanzado desde un raíl en una plataforma transportable, por un cohete de combustible sólido, y era recuperado en paracaídas. El RP-71 tenía cámaras de fotos a bordo como equipamiento normal, y cámaras de TV como opcional y fue utilizado por el ejército de los EE. UU. como avión de reconocimiento.
El UAV en sí era conocido como AN/USD-1, aunque esta era realmente la designación de todo el sistema de vigilancia de drones, incluido el equipo de tierra (UAS). En otras ocasiones se abreviaba su nombre como SD-1.
La misión de la sección de drones era realizar fotografía aérea, reconocimiento y vigilancia, y adquisición de datos del objetivo, junto con una estación de mando que estaba equipada con radar móvil como unidad de seguimiento.
Del manual:
Capacidades.
Proporciona a las divisiones blindadas, de infantería e infantería mecanizada, y a los regimientos de caballería blindada capacidad de reconocimiento fotográfico diurno y nocturno, adquisición de objetivos y vigilancia
Realiza misiones cuando y donde el empleo de aeronaves tripuladas no es factible o deseable, y cuando los aviones tripulados no están disponibles (por ejemplo, cuando la meteo es adversa, donde la radiación es grande, o donde el aire hostil y las capacidades de defensa son limitadas).
Realiza vigilancia aérea fotográfica y reconocimiento donde no hay posibilidad de realizar una pista de aterrizaje, o sin necesidad de preparar una zona de despegue y aterrizaje.
Capacidad de lanzar un dron tan solo 20 minutos desde la llegada a la zona de lanzamiento.
Provee mayor seguridad para la división e información precisa del enemigo y del terreno.
Limitaciones
El dron tiene una autonomía de 30 minutos, lo que le da un radio de operación aproximado de 65 kilómetros.
Solo se pueden tomar fotografías verticales satisfactorias a altitudes de 400 pies (120m) sobre el suelo o más.
Las condiciones meteorológicas imponen las siguientes limitaciones a las operaciones con drones:
(a) Un techo mínimo de 700 pies y visibilidad de una milla es la condición óptima para el lanzamiento. Sin embargo, para misiones de emergencia, el radar puede fijar el transponder cuando el dron está en el lanzador y hacer el lanzamiento bajo condiciones cero-cero.
(b) Para obtener fotografías adecuadas, la visibilidad vertical debe estar despejada hasta la altitud de vuelo del drone
(c) Para emplear el radar de seguimiento AN/MPQ-29, el dron debe mantener una separación mínima de las nubes con alto contenido de humedad o se perderá el contacto de radar.
(d) El lanzamiento y vuelo de drones es crítico cuando las velocidades del viento superan los 25 nudos o la diferencia entre el viento constante y la ráfaga supera los 15 nudos.
El número de vuelos de drones por día (24 horas continuas de operación) variará normalmente de cuatro a seis, dependiendo del entrenamiento de la unidad y del mantenimiento del drone.
Se requieren aproximadamente 50 minutos para completar una misión, desde el momento del lanzamiento hasta la entrega de un negativo húmedo a un intérprete fotográfico, siempre que haya una unidad de procesamiento fotográfico disponible cerca del sitio de recuperación.
(6) El dron es vulnerable a la mayoría de las armas antiaéreas.
(7) Los sistemas de guía y seguimiento de drones no son seguros contra las contramedidas electrónicas (ECM).
El drone era controlado por radio de forma remota y se podía seguir bien visualmente, bien por radar.
Además del sistema de control remoto, contaba con un piloto automático, basado en un giróscopo que estabilizaba y actuaba sobre los mandos aerodinámicos para lograr un vuelo estable.
Iba equipado con varias cámaras. La KA-20A iba montada en la zona delantera, justo detrás del mamparo del motor, y cargaba 95 instantáneas por carrete, para fotos cuadradas de 9×9 pulgadas, para foto nocturna, o carretes de 10 fotos para foto nocturna. La limitación de la foto nocturna la imponía el número de cartuchos de flash que podía cargar el drone. Podía operar entre 400ft sobre el suelo y 4000ft de altitud, aunque por la noche se reducía a sólo 1000 o 2000ft.
El alcance teórico del radar indicaba que podía mantener el seguimiento del drone hasta a 95km, asumiendo que el drone volaba mínimo a 400ft sobre el suelo y que no se interponía ningún obstaculo entre ambos. Sin embargo, dado el corto radio de acción del drone, no se habían hecho ensayos y por tanto no había datos a más de 18km.
El equipo de tierra estaba formado por el camión/estación de mando y por un remolque que transportaba un generador de electricidad, además del suministro de combustible. Además se podía instalar una tienda de campaña que hacía las funciones de hangar y taller de reparaciones.
Instalación de la rampa de lanzamiento, distancia a los obstáculos para sobrepasarlos
Instalación de la rampa, zona de seguridad
Normalmente, la estación de control en el sitio de lanzamiento se utilizaba para vuelos en línea de visión. El radar AN/MPQ-29 de seguimiento se situaba mínimo a 30m de ésta y a 300m del lanzador, por eso se aconsejaba utilizar distintos grupos electrógenos para cada parte del sistema.
Si se podía conseguir línea de visión directa, se podían hacer lanzamientos exitosos con la estación de control a 3km del lanzador, pero se desaconsejaba su uso, por el retraso en la llegada de los comandos. Por eso en el manual se relegaba su uso a emergencias. Además, en caso de haber más de 300m entre estación de radio y lanzador, se instaba al uso de un teléfono de campaña para comunicación entre ambos. Además se recomendaba que la instalación del «almacén» de todo lo que no estuviera en uso estuviera al menos a 150m de la zona de lanzamiento.
Como toda aeronave, el manual de uso incluía toda una serie de procedimientos previos al lanzamiento. Básicamente revisión e inspección pre-vuelo, instalación de las cámaras de fotos o televisión, instalación del paracaídas, instalación de los cohetes y por último repostaje.
Y, como en toda aeronave, la planificación del vuelo era indispensable. Para ello había que estudiar las cartas de la zona, el objetivo a cubrir, establecer rumbos, altitudes y velocidades, y trazar el rumbo sobre la pantalla del radar de seguimiento, lo que ayudaría al controlador a seguir la ruta predefinida y cumplir la misión asignada.
Operación en línea de visión
Tablero de seguimiento para misiones más allá de la línea de visión
La recuperación, tras el vuelo de vuelta, se realizaba mediante un paracaídas de recuperación balístico (BRS).
La producción en serie del SD-1 para el ejército de los EE. UU. comenzó en 1959. En junio de 1963, los drones RP-71 de los sistemas de vigilancia AN/USD-1A y AN/USD-1B fueron designados como MQM-57A y MQM-57B. respectivamente. El MQM-57 permaneció en servicio hasta mediados de la década de 1970, y Northrop Ventura (anteriormente Radioplane) construyó un total de aproximadamente 1500 MQM-57 de todas las versiones.
Volvemos a pasar frío con otra operación sobre los hielos. Aunque en la operación High Jump sí se aterrizaba sobre el hielo, y en la operación pies fríos (Coldfeet), no.
EstadosUnidos ya tenía experiencia en operaciones en los polos. Y también tenía experiencia en recuperar material que estaba en tierra cogiéndolo al vuelo con aviones, como se había hecho con el correo que estaba en tierra o con los planeadores de asalto de la Segunda Guerra Mundial. ¡Si incluso llegaron a recuperar al vuelo rollos fotográficos tirados desde satélites! ¿Cómo no iban a recuperar material soviético abandonado?
Durante la Guerra Fría, EE. UU. y la Unión Soviética entraron claramente en una carrera armamentística para lograr la ventaja tecnológica en armas termonucleares, aviones, submarinos, armas terrestres y marítimas, misiles balísticos intercontinentales y satélites.
Menos conocidos fueron sus esfuerzos competitivos para estudiar el Ártico por su valor científico y militar, y cómo se establecieron en él distintas bases científicas y militares.
Los militares estadounidenses y soviéticos en la Guerra Fría entendieron la importancia del Ártico. Sus submarinos se movían debajo de él, sus bombarderos se movían sobre él, y ambos lados tenían estaciones de radar para rastrear los aviones de los demás y los posibles lanzamientos de misiles.
Pero después de que EE. UU. descubriera cómo rastrear los submarinos soviéticos desde estaciones sobre grandes trozos de hielo a la deriva, querían saber si los soviéticos habían descubierto el mismo truco.
Es difícil colarse en instalaciones tan aisladas y pequeñas. Afortunadamente para los estadounidenses. a medida que el hielo se mueve en la isla se va deshaciendo, se agrieta y pierde tamaño. Así que cuando el tamaño de las mismas llegaba a un punto crítico, o cuando estaban a punto de quedarse sin pista de aterrizaje para poder salir de ella de forma segura, las islas -y sus estaciones- tenían que ser abandonadas antes de que se volvieran inaccesibles.
Así que como las estaciones soviéticas quedaban abandonadas, los estadounidenses decidieron probar suerte con un viejo sistema de recuperación aire-tierra que tan buenos resultados les había dado desde que empezaran a usarlo para recuperar sacas de correo desde el aire después de la Primera Guerra Mundial y que se había perfeccionado como Sistema Fulton.
En 1961, surgió la oportunidad de obtener información de primera mano sobre la tecnología soviética cuando se detectó una de estas estaciones de investigación soviética abandonada.
La Oficina de Investigación Naval (ONR) decidió aprovechar esta rara oportunidad de inteligencia y nació el Proyecto COLDFEET. Se estuvo vigilando la estación NP-9 y planificando cómo llegar a ella. Casi un año después de descubrir la estación abandonada, los preparativos continuaban. Y fue durante estos preparativos cuando se encontró que la oportunidad sería mejor en otra estación, también abandonada, conocida como NP-8
Como los fondos de la ONR para este proyecto se estaban agotando, decidieron contar con nuevos socios a riesgo. Y la CIA se ofreció encantada.
B-17 de Intermountain Aviation
En un mes, la CIA dio el visto bueno a Intermountain Aviation (una empresa propiedad de la agencia, encabezada por Garfield Thorsrud) y sus veteranos pilotos Connie Seigrist y Douglas Price, expertos en exfiltración de agentes utilizando un B-17 equipado con un sistema Fulton “Skyhook”.
B-17 equipado con sistema Fulton en acción, para rescatar a 007
El 28 de mayo de 1962, un equipo experimentado a bordo del Intermountain Aviation B-17 llegó al sitio NP8. El mayor James F. Smith, USAF, y el teniente Leonard A. LeSchack, USNR, se lanzaron en paracaídas para una exploración de 72 horas. Fotografiaron la instalación y recolectaron 150 libras de documentos y muestras de equipos dejados por los soviéticos.
Debido a la densa niebla, las recuperaciones comenzaron con un día de retraso, a pesar de los peligrosos vientos en superficie de 30 nudos y la poca visibilidad. Volando a 125 nudos y a 425 pies sobre el hielo, el B-17 primero recuperó una bolsa de lona llena con el «botín» de inteligencia.
El siguiente fue el turno de LeSchack, que no salió tan bien cuando los fuertes vientos lo arrastraron boca abajo 300 pies sobre el hielo. Pudo corregir su posición antes de que lo izaran. Luego, Smith, que también fue arrastrado por el hielo, hasta que encontró cómo hacer tope con sus pies contra un obstáculo y fue izado a bordo y se unió a su equipo para celebrar la misión completada.
La pintura que abre el artículo y que se encuentra con más detalle sobre estas líneas muestra al B-17 atrapando con éxito a LeSchack mientras Smith espera en el punto de recogida marcado con humo rojo.
La misión de 7 días arrojó datos inteligencia valiosos sobre la detección acústica avanzada soviética de submarinos bajo el hielo y técnicas de guerra antisubmarina en el Ártico.
La inauguración de la pintura en la sede de la CIA el 21 de abril de 2008 y la ceremonia en honor a los participantes de COLDFEET reunieron a los miembros del equipo por primera vez en 46 años, así como a miembros de sus familias, que nunca habían estado en la sede de la CIA, y mucho menos habían oído hablar de las contribuciones que sus familiares habían hecho a la Guerra Fría con una misión extremadamente difícil.
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