Los IA-58 Pucará a reaccion

Por Gonzalo Sebastian Rengel

Graficos: Alejandro Klichowski

El imaginario popular argentino siempre resalta el gran logro tecnológico que fueron los prototipos de los cazas Pulqui I y II para la Fábrica Militar de Aviones (FMA), ambos pioneros del vuelo a reacción en Latinoamérica y un gran logro tecnológico para la época. Estas dos aeronaves, finalmente, no avanzarían, por múltiples razones, más allá de la etapa de prototipos. El Pulqui II terminaría siendo cancelado a comienzos de los 60, tras un largo desarrollo luego el cual resultaría anticuado frente al rápido avance de la aviación militar en la década de 1950.

Sin embargo tenemos varias aeronaves íntegramente diseñadas y producidas por la FMA, que a pesar de no ser tan revolucionarias desde el punto de vista tecnológico, si marcaron un hito por la cantidad producida, sus años en servicio e incluso por las exportaciones de las mismas.

Dentro de este grupo podemos encuadrar al entrenador básico IAe DL-22 (201 aeronaves producidas), al cazabombardero I.Ae. 24 Calquin (101 aeronaves producidas), al transporte de pasajeros IA-50 Guarani II (34 aeronaves producidas) y al IA-58 Pucara, diseñado originalmente como aeronave Contra Insurgencia (COIN).

El Pucara, en particular, puede considerarse como uno de los proyectos más exitosos en la historia de la FMA, ya que del mismo se fabricaron más de 100 unidades, concretamente 108 aeronaves de serie más 3 prototipos, se exporto a diversos países – Colombia, Sri Lanka y Uruguay – y no tuvo más éxito en sus ventas al extranjero por diversas causas propias de la estructura interna de la FMA en esos años, cuyo análisis escapa a este articulo.

Podría afirmarse, sin temor a equivocación, que el Pucará fue el único proyecto en toda la historia de la FMA (hoy FADEA) que completó todo el círculo industrial, es decir desarrollo y vuelo de prototipos, producción de aviones en serie, exportación, desarrollo de diversas variantes – que no entraron en producción por distintas causas – y, al día de la fecha, modernización y remotorización.

A todo esto, hay que agregar que el Pucará tuvo un honorable desempeño en combate en el conflicto de Malvinas, a pesar de las limitaciones inherentes a su diseño, fruto de los requerimientos que le dieron vida, que no lo hacían la aeronave más conveniente para ese teatro de operaciones. También entro en acción con la Fuerza Aérea Colombiana y la de Sri Lanka.

Aparte de las diversas variantes que llegaron al estado de prototipo pero sin entrar en producción, caso del IA-58B equipado con cañones DEFA 553 de 30 mm y mejoras en su aviónica; el IA-66 propulsado por el motor Garret TPE331-11U accionando hélices cuatripalas Dowty Rotol; y el monoplaza IA-58C, fruto de las lecciones de la guerra de Malvinas, hubo estudios conceptuales de diversas variantes, concretamente las propulsadas a reacción.

Hubo dos tempranos anteproyectos, presentados en 1969, y uno posterior, de 1974. Es de este último del que hablaremos en el presente artículo, si bien antes hare una pequeña introducción a los dos anteproyectos de 1969.

LA FALSA LEYENDA DEL A-10 ARGENTINO

En fecha tan temprana como julio de 1969, se presentaron dos estudios de variantes del Pucara propulsadas con sendos motores turbofan Turbomeca Astafan I en los laterales del fuselaje, a medio camino entre el ala y el grupo de cola, en una configuración muy similar a la del avión estadounidense de ataque al suelo Fairchild A-10A Thunderbolt II – que voló por primera vez el 10 de Mayo de 1972 – lo que dio lugar a diversas especulaciones a lo largo de los últimos años, más que nada en foros y páginas de internet, sobre un Pucara diseñado para cumplir el mismo papel que el Thunderblot II, a pesar de que la razón de la elección de ese tipo de instalación motriz es diferente, como veremos más adelante, para los Pucaras a reacción, y la potencia motriz de los Turbomeca Astafan – unos 1.200 kg de empuje – está muy por debajo de los General Electric TF34-GE-100A del A-10A – unos 4.112 kg de empuje – amen de la palpable diferencia en armamento fijo y carga bélica lanzable entre uno y otro avión.

Al eliminarse los turbohélices, se eliminaban sus respectivas góndolas motrices y en su lugar quedaba un carenado para alojar al tren de aterrizaje principal. Todo esto con el fin de introducir la menor cantidad de cambios al proyecto IA-58 Pucará, denominado inicialmente como AX-2, y extraoficialmente como “Delfin”, cuyo primer prototipo, motorizado por los turbohélices Garret TP-331-03H-U303 accionando hélices tripalas Hamilton Standard, ya se encontraba próximo a realizar su primer vuelo.
Una de estas tempranas variantes era el “anteproyecto de avión birreactor para fotografía y observación aérea”, que conservaba las dimensiones, pesos y configuración de cabina del Pucara con los cambios motrices arriba mencionados. Las prestaciones estimadas eran una velocidad de crucero de 680 km/h, una velocidad ascensional de 12 m/s y una velocidad máxima de 750 km/h. La carrera de despegue aumentaba a 480 m y la de aterrizaje a 300 m. Como para tener una idea de las mejoras en prestaciones, el IA-58A tiene una velocidad de crucero de 480 Km/h, una velocidad máxima de 500 Km/h, una carrera de despegue de 420 m y una de aterrizaje de 230 m.

La otra variante era el “anteproyecto de avión birreactor para fotografía, observación y transporte liviano” con un fuselaje presurizado circular para transportar a dos tripulantes y dos pasajeros, y una envergadura aumentada a 18,50 m respecto a los 14,55 m del Pucara de serie, aumentando por lo tanto la superficie alar de 30,3 m2 a 35,65 m2. Las prestaciones eran similares a la otra variante propuesta

El lector se preguntara porque directamente no se conservaron los turbohélices para estos dos proyectos, lo que quizá hubiera ayudado a que finalmente los mismos se concretaran. La respuesta es simple, un avión de reconocimiento y observación necesita una mayor velocidad para garantizar su supervivencia en el campo de batalla. El Pucará fue equipado con turbohélices debido a sus requerimientos STOL y de baja velocidad combinada con una alta maniobrabilidad, para enfrentarse a insurgentes poco armados, pero este sistema de propulsión limitaba su velocidad máxima para el caso de misiones de reconocimiento o un avión de enlace rápido. Basta comparar las prestaciones del IA-58A con las previstas para estos dos proyectos.

Ambos anteproyectos de Pucara a reacción no pasaron de los estudios conceptuales y no recibieron designación IA. Por orden cronológico les hubieran correspondido las designaciones IA-59, luego utilizada para designar al proyecto del reactor comercial con góndolas motrices supralares del Dr Reimar Horten y finalmente asignado a un Blanco Aéreo Radio Controlado, e IA-60, luego utilizada para designar al proyecto del avión para entrenamiento avanzado y ataque táctico propulsado por el turbofan Rolls Royce Adour el cual fue diseñado por un equipo liderado por el Ing. Ruiz.

Al día de hoy es poco lo que se sabe sobre estos dos proyectos, como ser quién estuvo a cargo de estos desarrollos conceptuales, hasta donde avanzaron y si los mismos fueron una iniciativa interna del equipo del proyecto Pucará o si la FAA dejo trascender cierto interés en aeronaves de este tipo.

Es probable que estos dos proyectos no despertaran el suficiente interés de la Fuerza Aérea Argentina (FAA) debido a que esta buscaba en el Pucará su deseada aeronave Contra-Insurgencia (COIN) y no deseaba una dispersión de esfuerzos.

UN TERCER INTENTO

Ya encaminado el programa Pucará, con el vuelo de los prototipos planeadores y los AX-01 a 03 desarrollando su campaña de ensayos en vuelo y el primer avión de serie, matrículdo A-501, ya próximo a su primer vuelo, que realizaría el 8 de noviembre de 1974, surge un tercer intento de desarrollar un Pucará equipado con turbofans Turbomeca Astafan.

En Marzo de 1974 un equipo del Instituto de Investigaciones Aeronáuticas y Espaciales (IIAE) liderado por el Dr Reimar Horten presento un proyecto basado en el Pucara, equipado con reactores Astafan como los dos intentos anteriores, pero esta vez pensado para cumplir el rol de aeronave de entrenamiento avanzado y apoyo táctico. Este sería el último proyecto del Dr Horten dentro del IIAE y en el campo de la aviación militar en nuestro país. Al año siguiente, cuando se inicio el proyecto IA-60, el Dr Horten ya se había jubilado, aunque colaboro en el mismo como consultor externo. Cabe destacar que para 1974 había dos equipos de diseño en la llamada Área Material Córdoba (AMC), el del IIAE liderado por el Dr Horten y el de la FMA por el Vicecomodoro Ing. Hector Ruiz.

Este “nuevo” Pucara a reacción, se diferenciaba de los dos estudios anteriores dotados con el turbofan Astafan I, y de los posteriores IA-58A de serie, en que se recortaba la envergadura y la longitud del fuselaje.

Es sabido que el Dr Reimar Horten colaboro desde sus comienzos en el proyecto Pucará, estando a cargo de la construcción del prototipo planeador del proyecto. Si bien no tengo pruebas o evidencias de que el Dr Horten haya participado de los dos anteproyectos a reacción del año 1969, es evidente que para este proyecto se utilizaron los datos de los mismos, ya que compartía con estos la configuración motriz y el carenado del tren de aterrizaje.

LA RAZON DEL CAMBIO A TURBOFANS

Las razones del cambio de dimensiones y de planta motriz era que el Dr Horten y su equipo de diseño consideraban que lo prioritario para este tipo de aeronave era una alta maniobrabilidad, y las hélices, sobre todo en un bimotor como el Pucara, introducían una tendencia estabilizante en la trayectoria de vuelo de la aeronave que atentaba contra la deseada maniobrabilidad.

Por lo tanto, los previstos turbofan Turbomeca Astafan IV se ubicarían por detrás y por encima del borde de fuga del ala, lo más próximos al eje longitudinal del avión, a la a la vez que se disminuía la longitud del Pucará en 1,6 m con el fin de no afectar con su agregado, y la eliminación de los turbohélices alares, la ubicación del centro de gravedad respecto al IA-58A.

La principal razón de la ubicación de los motores en el fuselaje era introducir la menor cantidad de cambios a la estructura del Pucara, evitando así tener que modificar sustancialmente a la estructura alar, lo que llevaría a realizar nuevos análisis y ensayos estructurales a gran escala, a la vez que se hubieran agregado mas utilajes – el herramental necesario para montar los componentes estructurales, los sistemas y equipos, etc, de la aeronave – de lo aconsejable a la línea de producción, alejándose de la idea original de abaratar costos con este desarrollo y simplificar la línea de producción.

Las góndolas motrices de los turbohélices originales, pasarían a ser dos carenados que alojarían el tren de aterrizaje principal, para así no modificar al mismo y su mecanismo de retracción. Esta es otra razón que determino la ubicación de los motores en fuselaje. Para ubicarlos en las alas sin tener que rediseñar su estructura interna, una opción habrían sido las góndolas subalares, pero esa configuración habría dado como resultado tener la toma de aire de los motores muy cerca del suelo, lo que evidentemente no es deseable en un avión de ataque táctico que podría tener que despegar de pistas sin preparar, además de que se tendría que haber reubicado el tren de aterrizaje para que no quede en la estela de gases de escape del motor.

Una instalación motriz al estilo del Gloster Meteor, con las góndolas motrices instaladas dentro de las alas, significaba rediseñar y reforzar la sección donde se ubicaba la planta motriz, y una configuración sobre el ala, ensayada profusamente en el proyecto del transporte comercial IA-59 del Dr Horten, hubiera comprometido el flujo de a grandes ángulos de ataque o durante maniobras bruscas.

Por último, la ubicación de los motores en el fuselaje y próximos al eje longitudinal de la aeronave, como en el A-10A y muchos aviones de transporte comercial, evitaba los problemas de asimetría motriz en el caso de falla de un motor, cosa no deseable en un avión destinado a la formación de pilotos. Curiosamente, el IA-66, además de su función COIN, también fue propuesto en sus inicios como una aeronave de entrenamiento para pilotos militares de polimotores.

EL MOTOR SELECCIONADO

El turbofan Astafan IV, que estaba basado en el núcleo del turbohélice Astazou XX, tenía un empuje unitario de 1020 kg en seco y una relación de By-Pass – la relación entre el aire que impulsa el Fan y el que se dirige a la cámara de combustión – de 7.75/1. Este eficiente turbofan de 200 kg de peso tenía un soplante de una etapa con posibilidad de inversión de empuje a través del mismo, un compresor de alta presión de tres etapas seguido de uno centrifugo derivado del Astazou, la cámara anular y una turbina axial de tres etapas.

El motor fue profusamente ensayado en los dos Gulfstream Turbo Comander pertenecientes a Turbomeca y se instalo en el prototipo del Fouga 90, una evolución del jet de entrenamiento avanzado Magister, pero a pesar de que paso exitosamente sus ensayos en vuelo y que hubo cierto interés comercial en el Astafan, este turbofan finalmente no entro en producción.

Curiosamente para el año 1969, cuando se propuso para propulsar a los dos proyectos de Pucara a reacción, el Astafan I, recién se estaban llevando a cabo los ensayos en tierra del motor, volando por primera vez bajo el ala de un Turbo Comander en 1971.

LAS DIFERENCIAS CON EL IA-58A

En esta nueva variante del Pucará, la longitud pasaba de 14,5 m a 12,40 m y la envergadura pasaba de 14,5 m a 11,94 m – disminuyendo por lo tanto su superficie alar – al acortarse la zona comprendida entre la góndola motriz del IA-58A y la sección externa del ala (ver figura comparativa). Esto se debió a que en esta zona el ala es recta y sin ángulos que modifiquen su geometría. Estos cambios dimensionales del fuselaje y ala buscaban reducir el momento de inercia (una medida de la inercia rotacional de un cuerpo) y las cuplas (la palanca o momento que produce una fuerza respecto a un punto a cierta distancia) actuantes respecto a los tres ejes de movimiento de la aeronave con el objetivo de obtener una mayor maniobrabilidad.

Otra modificación importante era la extensión del flap interno del ala hasta el punto de unión con la sección externa del ala, la dotada de ángulo de diedro (vista de frente la aeronave, el ángulo de diedro es el formado por el plano de las alas y el plano correspondiente al “piso”), debido a la ausencia de las góndolas motrices, eliminándose también el flap de las secciones externas, al haber sido eliminadas estas.

A pesar de que se recortaba la envergadura del ala y la longitud del fuselaje, el Pucara a reacción conservaba la capacidad de carga bélica del IA-58A Pucara turbohélice, unos 1.500 kg en tres puntos de anclaje, y probablemente su armamento fijo.
Por último se incorporaban aerofrenos en la zona posterior del fuselaje, para mantener el número de Mach critico del perfil aerodinámico seleccionado en Mach 0.64, esperándose poder alcanzar un valor de M 0.68 en crucero luego de realizar estudios más amplios en el túnel de viento. Cabe destacar que cuando hablamos de número Mach critico, nos estamos refiriendo al que alcanza la aeronave en vuelo pero para el cual localmente en algún punto de la misma, concretamente sobre el perfil aerodinámico del ala, el aire alcanza Mach 1, es decir, alcanza la velocidad del sonido. Este fenómeno provoca un aumento significativo de la resistencia aerodinámica, que puede provocar turbulencias y hasta una entrada en perdida de la aeronave, algo que por supuesto es totalmente indeseable en cualquier aeronave, sobre todo en una de entrenamiento.

El estudio de esta propuesta indicaba que estos cambios representaban solo un 25% respecto a la configuración del planeador utilizado para ensayos, así que se podía reformar el mismo si el proyecto era aceptado y avanzaba hasta la etapa de prototipo y ensayos en vuelo. Respecto al IA-58A, se esperaba que las modificaciones para los utillajes de producción fueran mínimas, siendo las más complejas solo los correspondientes a la zona del fuselaje donde se ubicarían las góndolas motrices.

Para la variante de apoyo táctico se aconsejaba una versión monoplaza, aunque no se especificaba si la misma era una versión diseñada ex profeso en esa configuración, o si se obtenía suprimiendo el puesto trasero, correspondiente al instructor en la versión de entrenamiento avanzado, junto a su asiento eyectable y equipos asociados, siendo esto último era lo más probable. La variante biplaza se diferenciaba de la monoplaza en que en la primera se suprimía el blindaje de la cabina de pilotos, no aclarándose si se conservaba el armamento fijo, o parte del mismo.

EL PRIMER PASO HACIA EL IA-63

Evidentemente este proyecto no despertó interés en la FAA como reemplazo de los Morane Saulnier MS 760 Paris utilizados para entrenamiento avanzado, ya que no avanzo más allá de los estudios teóricos y los cálculos preliminares de pesos y prestaciones.

Un año después el equipo de diseño nacido de la fusión de ambos departamentos de diseño, el del IIAE y el de la FMA, liderado por el ingeniero Ruiz, proponía a la FAA el mucho más avanzado y ambicioso IA-60, al que muchos autores confunden con este anteproyecto de Pucará a reacción, designación que nunca le fue asignada, aunque le hubiera correspondido en orden correlativo s hubiese sido el caso, ya que solo se trato de estudio conceptual básico que no paso de esa etapa. El IA-60, que aparte de su función de entrenamiento avanzado también apuntaba a complementar y luego reemplazar a los A-4 Skyhawk de la FAA, sería profusamente ensayado en los túneles de viento subsónico y transónico, para también terminar siendo cancelado. Para conocer más sobre este proyecto, les recomiendo consultar el número 2 de la edición digital de la revista de Zona Militar.

Recién el 6 de octubre de 1984, con el primer vuelo del prototipo del Pampa, cuyo programa fue lanzado en 1977, la FAA obtendría su anhelado sustituto del Paris, que sin embargo seguiría volando por un tiempo junto al Pampa, hasta su baja definitiva en el año 2007.

A continuación los datos técnicos (estimados) del IA-58 Pucará con Motores Turbomeca Astafan IV:

DIMENSIONES PRINCIPALES
Envergadura: 11,94 m
Longitud: 12,40 m
Altura: 5,24 m
Envergadura Empenaje Horizontal: 4,73 m
Superficie Alar: 24,66 m2
Alargamiento Ala: 5,78
Perfil Ala Central: NACA 642A215
Perfil Ala Exterior: NACA 641A212

PESOS
Peso Vacio IA-58A: 3.820 kg
Peso Vacio IA-58 Astafan IV Entrenamiento Avanzado: 3.287 Kg
Peso Vacío IA-58 Astafan IV Apoyo Táctico: 3.276 Kg
Carga Máxima de Armamento: 1.560 Kg

POSIBLES CONFIGURACIONES
Entrenamiento Básico: Avión vacío + Piloto + Copiloto + 500 a 800 kg de combustible alojados en el tanque interno del fuselaje, detrás de la cabina.
Entrenamiento Armado: Avión vacío + Piloto + Copiloto + 870 kg de armas de diversos tipos + 600 kg de combustible en el tanque interno del fuselaje ó 1.040 kg con 800 kg. alojados en el citado tanque y 240 kg en tanques de ala exterior.
Entrenamiento de Navegación: Avión vacío + Piloto + Copiloto + 2080 kg de combustible alojando 800 kg en el tanque interno del fuselaje y 480 kg en tanques de ala exterior.
Máximo Armamento: Avión vacío + Piloto + 1.560 armas + 1.280 kg de combustible alojando 800 kg en tanque ventral externo, 800 kg en tanque interno del fuselaje y 480 kg en tanques de ala exterior.
Máximo Operacional: Avión vacío + Piloto + 1.160 armas + kg de combustible alojados en el tanque interno del fuselaje, detrás de la cabina + 2.080 kg de combustible distribuidos de acuerdo a “Entrenamiento de Navegación”

PRESTACIONES
Velocidad Máxima a Nivel del Mar: 570 km/h
Velocidad Máxima a 6.000 m: 620 km/h
Velocidad Máxima a 9.000 m: 635 km/h
Tiempo de Ascenso a 6.000 m: 4.4 minutos (Entrenamiento Básico)
8.4 minutos (Entrenamiento Armado)

Tiempo de Ascenso a 9.000 m: 8.5 minutos (Entrenamiento Básico)
13. 5 minutos (Entrenamiento Armado)

Alcance a 6.000 m de altura: 945 km (Entrenamiento Básico)
2.195 Km (Entrenamiento de Navegación)

Alcance a 9.000 m de altura: 1.200 km (Entrenamiento Básico)
2.860 Km (Entrenamiento de Navegación)

Radio de Acción a 6.000 de altura: 570 Km (Entrenamiento Armado)
630 Km (Máximo Armamento)
1.060 Km (Máximo Operacional)

Radio de Acción a baja altura: 380 Km (Entrenamiento Armado)
400 Km (Máximo Armamento)
660 Km (Máximo Operacional)

Distancia de Aterrizaje Minima para Peso Máximo,
con Inversión de empuje al 30% y aerofrenos: 492m

Bibliografía:
“Avion de Entrenamiento Avanzado y Apoyo Táctico”, por el Dr Reimar Horten
“FMA IA-58 PUCARÁ 30 Años en Servicio 1975 – 2005”, por J. Mosquera, G. Gebel, H. Claria, V. Cettolo, A. Marino, G. Posadas.
“Historia de la Industría Aeronáutica Argentina Tomo I”, por Francisco Halbritter

Nota del Autor: Quiero agradecer especialmente al Ing. Carlos Paoletti, por cuyo intermedio me entere de la existencia de este proyecto y cuya ayuda fue inestimable a la hora de concretar este articulo.