Esos otros aviones: Aviones de propulsión mixta de los EEUU
Aviones de propulsión mixta de los EEUU
Cuando los motores de propulsión a chorro comenzaron a ser una realidad, para la mayoría del mundo de la aviación estaba claro que representaban el futuro.Por supuesto, los primeros diseños de estos motores tenían serios problemas de fiabilidad.Era una nueva tecnología, y tendría que ir mejorando.Pero parecía indudable que las prestaciones de los aviones equipados con ellos serían superiores a los tradicionales motores de pistón.
Otro problema era el que esos primeros diseños de motores a reacción consumían una gran cantidad de combustible.Con las dimensiones de un caza diseñado por esa época, pero dotado de un motor a reacción, la cantidad de combustible que podía cargar le daría una autonomía escasa.Si se hacían más grandes los diseños de estos aviones para poder llevar más combustible, aumentaría lógicamente el peso, por lo que unido a la aún escasa potencia disponible, haría disminuir las prestaciones.Era un equilibrio complicado.
Teniendo en mente estos dos factores principales (fiabilidad y autonomía), quizá una solución sería la de combinar ambas plantas propulsoras en una sola célula: un motor convencional de pistones aseguraría la fiabilidad y el mantenerse en vuelo si había un fallo del reactor, así como dar más confianza durante los despegues y aterrizajes, los momentos más críticos si se producía el fallo.Por su parte, el motor a reacción, funcionando sólo en determinados momentos, mejoraría las prestaciones puntuales del avión, por ejemplo durante el combate.
En los EEUU se desarrollaron algunos de estos proyectos de propulsión mixta, de los que ahora veremos un poco de los tres que creo más significativos.Por supuesto hubo más proyectos, pero casi no pasaron de la mesa de dibujo.También hubo bastantes pruebas de modelos de pistón a los que se les "acopló" uno o varios reactores.Pero estos tres modelos que vamos a ver fueron diseñados desde el comienzo con la idea de la propulsión mixta.
Ya en la posguerra, el uso de turborreactores acoplados a modelos de pistón se hizo bastante frecuente.Pero eso es ya otro asunto.
RYAN FR-1 "Fireball"
Fue la US Navy el primer servicio en interesarse por un modelo de esta características.Promovido por el almirante John S. McCain, en 1942 se hizo una propuesta para construir un cazabombardero propulsado por uno de los nuevos motores turborreactores en la sección de cola, y otro convencional de pistones y hélice en el morro.El turborreactor estaría encargado de los vuelos a alta velocidad, mientras que el de pistones funcionaría en los despegues, aterrizajes y vuelos de crucero, y serviría de complemento al reactor en los vuelos de alta velocidad.Por aquel entonces, la US Navy desconfiaba de los turborreactores para las operaciones desde portaaviones, debido a su poca fiabilidad y a la escasa aceleración que producían los primeros modelos.
Se eligió a la empresa Ryan Aeronautical Company al haber presentado el proyecto más realista, al cargo del cual había estado el ingeniero de la compañía Benjamin Tyler Solomon.Se firmó un contrato por tres prototipos denominados XFR-1, seguido por la construcción de 100 ejemplares de serie Ryan FR-1 "Fireball".El nombre lo recibió un poco más tarde, nombre que por cierto no fue muy del agrado de los pilotos, que no veían con buena cara subirse a un avión que se llamase "bola de fuego", por motivos evidentes.
El avión resultante era de aspecto bastante convencional: monoplano de ala baja cantiléver y con un motor radial Wright R-1820-72w Cyclone de 1.350 hp en el morro.Aparentemente, par un observador poco versado en estos temas, no tenía nada de especial.Incluso las tomas de aire en las raíces alares bien podían ser para, por ejemplo, los radiadores del aceite.Pero no.Eran las tomas de aire para el turborreactor General Electric J-31-GE-3 de 726 kg de empuje, sitaudo en la sección circular trasera del fuselaje, y que descargaba los gases por una pequeña tobera en la cola, justo entre las superficies de control.
Pero el modelo tenía serios defectos estructurales y también presentaba problemas en los vuelos de alta velocidad debido a los efectos de compresibilidad.Otros problemas menores, como el calentamiento excesivo del motor radial, se solucionaron más fácilmente.Los accidentes se sucedieron en las pruebas de los prototipos, y los tres XFR-1 resultaron destruidos.Con todo, en marzo de 1945 salían los primeros modelos de serie, bastante modificados.
En mayo de 1945, tres FR-1 de serie del recién formado Escuadrón VF-66 fueron embarcados en el portaaviones USS Ranger, donde comenzaron las pruebas, pero no llegaron a entrar en servicio.Para esos momentos, la US Navy empezaba a perder interés en el proyecto, ya que las prestaciones generales no eran mejores que los últimos modelos de cazas a pistón que estaban en servicio.Se habían construido 66 unidades cuando la victoria sobre el Japón llevó a la cancelación de todos los contratos.
Siguieron en servicio, siendo intensamente usados en pruebas desde portaaviones, pero los accidentes se sucedieron, y en 1947 fueron definitivamente dados de baja.
El modelo tenía una velocidad máxima con ambos motores de 686 km/h, y un armamento de cuatro ametralladoras de 12,7 mm en las alas.Podía transportar hasta 2 bombas de 454 kg u ocho cohetes de 127 mm.
Uno de los tres prototipos XFR-1 en vuelo, con la cola original de pequeño tamaño.Los tres prototipos XFR-1 se perdieron en accidentes.
Ryan FR-1 de serie en pruebas sobre el portaaviones USS Ranger en mayo de 1945, formando parte del Escuadrón VF-66.Ninguno de estos aparatos entró en combate durante la guerra.
CURTISS XF15C
Con la misma idea en mente que hizo fabricarse al Ryan FR-1, la US Navy publicó el 31 de diciembre de 1943 una propuesta para un nuevo caza de propulsión combinada.Pero en su caso, la diferencia con el Ryan FR-1 era que se buscaban mejores y más altas prestaciones, por lo que ambas plantas motrices debían de ser más potentes.Fue elegido el Proyecto Nº1, de la empresa Curtiss, al cargo del cual estaría el ingeniero Fred Steel.
El 7 de abril de 1944 la US Navy encargó tres prototipos con la denominación de XF15C, que serían los primeros aviones diseñados por la veterana empresa Curtiss dotados con un turborreactor.Los aparatos iban a estar propulsados por un motor radial Pratt & Whitney R-2800-34W de 2.100 hp con compresor de una etapa y hélice de cuatro palas situado en el morro, y un turborreactor Allis-Chalmers J-36 de flujo centrífugo y 1.226 kg de empuje situado en el centro del fuselaje.Este motor era realmente una versión bajo licencia del británico de Havilland Goblin, que a su vez era un desarrollo del original Halford H-1 del famoso ingeniero Frank Halford.
Con una potencia en cada motor que prácticamente duplicaba a los instalados en el FR-1, se esperaba que este modelo fuese el más rápido de los cazas de la US Navy.
El modelo era un monoplano construido íntegramente en metal con ala baja cantiléver y tren de aterrizaje retráctil.Tenía una cabina en forma de burbuja a la altura de las raíces alares y algo sobreelevada, lo que le proporcionaba al piloto una excelente visión.El motor radial estaba montado con un carenado y unos escapes de forma muy similar al prototipo del Curtiss XP-60B.El turborreactor tenía la tobera de expulsión de gases a mitad del fuselaje trasero.Por sus dimensiones y peso, así como por sus presuntas características de despegue y aterrizaje, realmente su puesta en servicio se esperaba que fuese en los nuevos portaaviones de la Clase Midway.
El primero de los tres prototipos realizó su vuelo inaugural el 27 de febrero de 1945 con el piloto Lloyd Childs a los mandos, pero sin el turborreactor instalado y con una versión diferente del motor radial, en este caso fue un R-2800-22W.El primer vuelo con las dos plantas motrices instaladas tuvo lugar el 3 de mayo, pero sólo con el motor radial en funcionamiento.Tuvo una vida muy corta, ya que poco después, el 8 de mayo, el avión resultó destruido en un accidente cuando falló el motor radial (el turborreactor seguía sin usarse) en el que el piloto de pruebas que lo volaba ese día, Charles Cox, también perdió la vida.
Tal como realizó esos primeros vuelos, el XF15C-1, que era la denominación para los tres prototipos, tenía una unidad de cola convencional, con los estabilizadores situados en posición baja.Pero a raíz de la pérdida del avión, cuando el segundo prototipo alzó el vuelo el 9 de julio de 1944, ya con ambos motores definitivos instalados y funcionando, estaba apunto de recibir una cola bastante innovadora en forma de "T", y una aleta dorsal que se extendía desde la cola hasta casi la cabina del piloto, intentando mejorar los problemas de estabilidad.
Pero una vez más, el final de la Guerra y la mejora prevista a corto-medio plazo de los turborreactores hicieron que este proyecto mixto ya no tuviese vigencia, y aunque los dos prototipos restantes se probaron durante cerca de un año, el proyecto XF15C fue definitivamente cancelado en octubre de 1946.
Imagen posiblemente del primer prototipo XF15C-1, con las superficies de cola originales.
CONVAIR XP-81
También la USAAF mostró su interés por los aparatos de propulsión mixta, como alternativa hasta que los turborreactores fuesen más eficaces.A mediados de 1943 emitió una especificación sobre uno de estos modelos, en concreto para un caza de largo alcance para el teatro de operaciones del Pacífico.Entre los requisitos estaba el de un alcance de 2.011 km y una velocidad máxima en cota óptima de 805 km/h.Debía de estar armado con seis ametralladoras o cañones.
El consorcio de reciente fundación Convair, resultado de la unión de la Consolidated y la Vultee, comenzó a diseñar un modelo que sería unos de los primeros diseños tras su fundación, y a cargo del cual estaba el ingeniero Charles R. "Jack" Irwin, ex de la Vultee.Los planos de detalle se presentaron a la USAAF el 5 de enero de 1944, y para el 11 de febrero se pedían los dos primeros prototipos, con los números de serie 44-91000 y 44-91001, bajo la designación de Convair XP-81.
El modelo resultante era bastante convencional pero de líneas agradables y bien definidas.Integramente construido en metal. tenía un ala baja cantiléver y tren de aterrizaje triciclo.La cabina de burbuja se encontraba por delante de la raíz alar, proporcionando una excelente visión.Las plantas motrices previstas eran uno de los nuevos motores de turbohélice en el morro, el General Electric TG-100, y en la parte posterior del fuselaje un turborreactor Allison J33, con dos tomas de admisión situadas en la parte media superior del fuselaje y la tobera de escape bajo los planos de cola.La potencia prevista era de 2.300 hp para el turbohélice y de 1.701 kg de empuje para el turborreactor.
Poco después la USAAF cambiaba su especificación, y ahora pedía a la Convair la construcción de 13 aviones de preserie YP-81, que estarían equipados con el turbohélice TG-110, y que debían volar ya con el armamento, bien seis ametralladoras de 12,7 mm ó seis cañones de 20 mm.Los dos prototipos originales seguirían su desarrollo previsto.
Para principios de 1945 estaba terminado el primer prototipo, pero no así el TG-100 (ahora denominado XT-31).El turbohélice estaba plagado de defectos, y según el fabricante pasarían varios meses hasta ser operativo.Para no perder tiempo en el programa de vuelos, se le instaló en su lugar de forma provisional un motor Packard-Merlin V-1670-7 de 1.590 hp, básicamente igual al de la mayoría de los P-51D Mustang, pero con un sistema de radiadores parecido al del P-38J Lightning.
Con esta configuración realizó su primer vuelo desde el Lago Muroc el 11 de febrero de 1945.Las características de vuelo fueron buenas, excepto un pobre control direccional que se subsanó agrandando la superficie vertical de cola y extendiendo una aleta dorsal hasta la altura de las entradas de aire del turborreactor.
Pero como le ocurrió a tantos prototipos de esa época, el final de la Guerra se les echaba encima, y con ello la pérdida de interés de la autoridades.El avance de las tropas norteamericanas en el Pacífico hizo que los mejorados cazas de gran autonomía ya existentes pudiesen alcanzar las Islas Japonesas.Esto, y los retrasos en la entrega del turbohélice llevaron a la cancelación de los modelos de preserie YP-81, aunque se siguió trabajando en los dos prototipos.El primer vuelo con las dos plantas motrices previstas no tuvo lugar hasta el 21 de diciembre de 1945, pero aún así, el turbohélice no desarrolló más del 60% de la potencia teórica, por lo que las prestaciones eran similares a las obtenidas con el Merlin.Ambos prototipos y todo el programa del XP-81 fue dado de baja el 9 de mayo de 1947, utilizándose los aviones como blancos fotográficos de prácticas de bombardeo.Finalmente fueron trasladados al Museo Nacional de la Fuerza Aérea en la Base de Patterson, en Dayton, Ohio.
El XP-81 tenía una envergadura de 15,39 metros, una longitud de 13,67 metros y un peso máximo de 11.181 kg.La velocidad máxima estimada con ambas plantas motrices propuestas era de 769 km/h, y el techo de servicio de 10.820 metros.
El XP-81 con el motor Packard-Merlin, posiblemente durante las pruebas en el Lago Muroc.
Otra imagen del primer prototipo (44-91000), ya de posguerra, en la que lleva el turbohélice General Electric.Es destacable la pureza de líneas, a pesar incluso de las tomas de aire dorsales.La forma y posición de la cabina daba una visión excelente al piloto.
Fuentes:
-Enciclopedia Ilustrada de la Aviación, Editorial Delta, Tomo 11."A-Z de la Aviación", pág. 2832-2836
-Enciclopedia Ilustrada de la Aviación, Editorial Delta, Tomo 5."A-Z de la Aviación", pág. 1278-1279
-Enciclopedia Ilustrada de la Aviación, Editorial Delta, Tomo 5."A-Z de la Aviación", pág. 1213
Típicos proyectos de transición tecnológica. Intentos de desarrollar mas rápido que lo que una tecnología emergente puede hacer.
ResponderEliminarHay muchos ejemplos parecidos en la historia.