Pensando en el Pampa Navalizado

Por Carlos Borda Bettolli en base a entrevistas y recopilación de documentación de la DIMA / Área Material Córdoba / FMA.

Agradecimientos: Al Comodoro de Marina (R) Eduardo L. Ganeau, al Capitán de Navío Ingeniero Roberto Durán, a EA41, a Alejandro Klichowski (renders), al Ing Gonzalo Sebastián Rengel y al Dr Hernán Longoni. Las fotos, gráficos y composiciones incluyen sus respectivos créditos, perteneciendo a la colección de Juan José Martínez, Armada Argentina/Instituto Aeronaval, archivo FMA/AMC y DIMA.

Introducción

Uno de los temas sobre el cual versan muchas de las interrogantes que nos plantean nuestros lectores giran en torno al conocido entrenador IA-63 Pampa, más específicamente sobre sus aspectos históricos en cuanto a su proceso de desarrollo, la evolución de sus versiones y los diversos proyectos que quedaron truncos. Es en este último punto donde podemos incluir al tema que será objeto de este artículo: El Pampa Navalizado.

Previo a adentrarnos en los detalles históricos y técnicos, realizaremos algunas aclaraciones y observaciones, no solo para situarnos en el contexto sino para comprender los alcances y limitaciones con los cuales se abordó esta iniciativa. No podemos dejar de reconocer que gran parte de los aspectos técnicos lo supo abordar al detalle el por entonces Capitán de Corbeta Ingeniero Roberto Durán en su artículo “IA-63 Naval – Un avión posible” publicado por la Revista MACH 1, el cual se basó en la información que obtuvo con su Estudio técnico 1/87 cuando oficiaba como Jefe Departamento Medios de la Dirección Material Aeronaval (DIMA). Sin embargo, gracias a una serie de documentos adicionales y entrevistas realizadas por Zona Militar, tendremos la posibilidad de brindar una mirada más profunda sobre los alcances y antecedentes de lo que fue el “Análisis preliminar de la factibilidad de adaptación para operación en portaaviones del avión IA-63 Pampa”.

Es importante destacar que tanto el análisis básico inicial como el más avanzado, realizados ambos a partir de la segunda mitad de la década de los ochenta, se trataron de iniciativas extraoficiales que nacieron y quedaron restringidas a la DIMA, la cual se encargó de establecer los contactos pertinentes con el Área Material Córdoba (AMC). Con lo mencionado se pretende recalcar que el requerimiento no surgió de la Armada ni tuvo al Comando de Aviación Naval como organismo demandante a la vez que tampoco tomó activa participación Ingeniería de la Fuerza Aérea Argentina. Según lo expresado por el Ingeniero Durán a ZM, siempre se trató de un tema oficioso, el cual mutó de un análisis básico a uno más complejo que incluyó los requerimientos cardinales para que el IA-63 Pampa pudiera operar desde portaaviones y las consiguientes modificaciones que ello demandaba.

El primer paso.

El germen de un Pampa embarcado comienza a dar sus primeros pasos en 1985, resultando en un trabajo muy preliminar que planteaba la posibilidad de la navalización del IA-63 aunque sin el respaldo de los análisis técnicos pertinentes y sus necesarios cálculos.

El interés de la DIMA implicó que en noviembre de 1985 se elevara una consulta a la empresa alemana Dornier GmbH respecto a los análisis referentes al empleo del IA-63 sobre portaaviones. La respuesta germana firmada por el Dr Sträter (y con copia al Comodoro Lindow del AMC) arribó en marzo de 1986 con los datos solicitados por la DIMA a los fines de conducir el programa de simulación, a la vez que aclaraba que la “información adjunta corresponde a los prototipos del IA-63”. También se menciona que el tren de aterrizaje del Pampa no había sido concebido para aterrizajes sobre portaaviones. Asimismo, Dornier dejó abierta en la misiva la posibilidad de posteriores colaboraciones (especialmente en cuanto a procedimientos especiales de vuelos de aproximación), quedando interesada en los resultados de los análisis.

La información compilada y adjuntada por Dornier incluyó: Cuadro General del tren de aterrizaje; Diagramas de peso y balanceo; Momentos de inercia de masas; Curva de sustentación del empenaje horizontal; Potencia del motor en la aproximación al aterrizaje; 5 seg de ralentí en vuelo a empuje máximo; Cargas externas sobre trenes de aterrizaje principal y delantero; Curva deformación del neumático, tren delantero; Curva de deformación del neumático, tren principal; Neumáticos casi no presentan amortiguación; Momentos de inercia y pesos de las ruedas.

El 31 de marzo de 1986, el Director de la DIMA, Capitán de Navío Raúl Ernesto Gómez envía la Nota N° 5/86 “R” Letra Dima Tho al Subdirector de la Dirección de Desarrollo Aeronáutico (DDA), Vice comodoro Roberto Gómez, manifestado el interés por ejecutar el análisis de la posibilidad de adecuar el diseño básico del IA-63 Pampa para operaciones en portaaviones, considerando conveniente efectuar una evaluación preliminar que debería incluir:

1. Análisis de las distancias alternativas de ubicación del gancho, en base únicamente a sus efectos sobre la actitud de enganche y la solicitación sobre el tren de aterrizaje.

2. Análisis del incremento necesario de resistencia y capacidad de absorción de energía del tren de aterrizaje.

3. Análisis de condiciones de operación del avión (velocidad y potencia de aproximación, actitud pendiente de aproximación) y condiciones de enganche (regulación de sistema de frenado, movimiento de cubierta, viento en cubierta).

La solicitud aclara que “en base a los resultados de esta evaluación, podrían determinarse en forma aproximada las pautas para que, en una segunda etapa, ya a cargo de la FAA, se analizarán las modificaciones estructurales y de sistemas que serían necesarios, su factibilidad y costos”.

La DIMA también aprovechó la ocasión para comentar sobre la disponibilidad de un modelo numérico de simulación dinámica que permitía el análisis del comportamiento del tren de aterrizaje y sistemas de frenado en condiciones de enganche en portaaviones, así como la determinación de esfuerzos en los parantes durante este proceso. Tal como nos mencionó el Ing. Durán, el modelo fue desarrollado por la DIMA y había sido empleado previamente en el análisis del binomio Dassault-Breguet Super Étendard / portaaviones ARA “25 de mayo” V-2. El sistema de simulación era de tipo genérico y podía utilizarse con distintas aeronaves en base a la definición de estos por una serie de parámetros característicos.

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Con la idea de materializar un proyecto que podía ser de interés conjunto, la DIMA requirió a la DDA la siguiente información, la cual facilitaría la evaluación preliminar que permitiría la definición del avión para el programa de computadora a utilizar: 1) Diagrama lateral del avión en escala 1:50 donde se indiquen las posiciones límites de movimiento del tren de aterrizaje; 2) Límites de C.G (vertical/horizontal); 3) Valores de momento para varios pesos; 4) Área de estabilizador; 5) Valores de potencia necesaria en función del ángulo de ataque, velocidad de aproximación y pendiente; 6) Tiempo de respuesta del motor para alcanzar 100%, a partir de la potencia de aproximación; 7) Curva deformación elástica de los amortiguadores del tren principal y de nariz; 8) Diagramas de los parantes del tren principal y de nariz (ángulos, desplazamientos máx., dimensiones de parante y rueda); 9) Curva deformación elástica neumáticos tren principal y de nariz; 10) Coeficiente de amortiguamiento de los neumáticos; 11) Momento de inercia y peso de las ruedas.

De esta manera comienzan a ponerse en movimiento los mecanismos administrativos para facilitar la interacción entre la DIMA y la DDA. Esto se refleja con el volante n° 22/4/027/86 de abril de 1986, mediante el cual el Jefe del Departamento de Física de Vuelo eleva al Director de la DDA la solicitud de autorización para una comisión de servicio integrada por el Ing Sirena (Depto Física de Vuelo) para entrevistarse con el Capitán de Corbeta D. Roberto E. Durán (DIMA) “con el objeto de lograr un mejor intercambio de información” referente a la factibilidad de desarrollar una versión naval del avión IA-63.

La respuesta de la DDA a la Nota N° 5/86 “R” Letra Dima Tho de la DIMA no tardaría en llegar. Con fecha 19 de junio de 1986, el Director de la DDA envió una misiva en la cual adjunta la información requerida y a la vez expresaba que “sería de suma trascendencia disponer de los informes que se realicen y de las conclusiones que se obtengan a la finalización del trabajo emprendido respecto a la posibilidad de la operación en portaaviones del IA-63 Pampa”, para lo cual puso a disposición al Departamento Física en Vuelo ante cualquier nuevo requerimiento que surgiera. Al material enviado consistió en:

• 1. Planos Anexo I: Tren vistas, definición fuselaje, plano de sistema, nose landing gear installation, IA-63 Main Landing Gear.
• 2. Informe de la firma continental “Aircraft tires 380*150-4”
• 3. Informe de la firma Goodyear “IA-63 Main Tire”
• 4. Reporte de la firma SHL “Drop test results IA-63 nose landing gear”
• 5. Reporte de la firma SHL “Drop test results IA-63 main landing gear”
• 6. Informe peso y centraje IA-63, versión expandida para la misión I (versión limpia) y la III-B (versión armada con pod de cañón y 4 bombas, 2x250kg y 2x125kg.

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• 7. Bancos de datos geométricos y aerodinámicos para la configuración de aterrizaje con 40° de flap.
• 8. Momentos de inercia y pesos de las masas rotantes, y coeficientes de amortiguamiento del tren de aterrizaje.
• 9. Reporte de la firma Garrett “Thrusts transients”

Con la mencionada información, la DIMA inició los procesos de análisis y cálculos necesarios, los cuales se materializarían (junto a sus conclusiones) en el Estudio Técnico 1/87.

Previo a desarrollar el contenido del mencionado estudio técnico, brindaremos un breve vistazo sobre como avanzaba por el proyecto IA-63 Pampa de la FAA y la realidad de la Aviación Naval por aquellos años.

Los primeros pasos del IA-63 Pampa

Por aquel entonces, el proyecto Pampa avanzaba pese a algunas demoras iniciales, impulsadas por limitaciones presupuestarias y por el obligado rediseño de cierto equipamiento debido a las restricciones surgidas por el conflicto de Malvinas. Esta información junto con otros detalles de relevancia se desprende del artículo “El IA-63 Pampa – De la cuna a la primera comisión” de Hernán Longoni, nota que publicamos el viernes 16 de octubre.

Para junio de 1986 (fecha de la respuesta de la DDA a la DIMA) se contaba con los tres prototipos EX-01 (presentado el 14 de agosto de 1984, primer vuelo el 10 de octubre 1984), EX-02 (primer vuelo 7 de agosto de 1985) y EX-03 (presentado y primer vuelo en abril 1986). Longoni menciona que “…el armado de la célula para ensayos en potro, que estaba planificada para ser ejecutado el 01 de abril de 1985 se concretó recién el 15 de noviembre, momento en el que se pudo hacer ensayos hasta la ruptura, siguiendo, por supuesto, un cronograma. Del mismo modo se continuó con los avances del primer SINT del avión, así como los ensayos con carga (armamento) que ya desde un comienzo preveían el pod ventral y carenado para el cañón DEFA de 30mm…”.

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Por el artículo de Longoni sabemos que durante el 1986 se trabajó en el armado del primer avión de serie (identificado en este entonces con el número de serie 2006, posteriormente pasaría a denominarse 1006), armado del 2007 y del 2008, mientras que la célula de ensayos estáticos insumió 33423 horas y la de ensayos dinámicos (CED) otras 39900.

Ya en paralelo al Estudio Técnico 1/87 se alcanzan varios hitos dentro del programa Pampa, entre ellos el primer vuelo del primer avión de serie, el S/N 2006, matriculado E-801, el cual se realizó el 24 de diciembre. A su vez, se avanzaba con el completamiento de las siguientes unidades de serie.

La Aviación Naval de mediados de los ‘80

Al igual que Fuerza Aérea y Ejército, la Armada Argentina encaraba diversos planes a los fines de mantener e incrementar las capacidades luego de lo que fue el conflicto por las Malvinas. Puntualmente, el Comando de Aviación Naval centraba sus esfuerzos en consolidar el material de dotación de sus Escuadrillas Aeronavales de Ataque: Se completó la entrega de los Dassault Breguet Super Étendard y se mantuvieron los esfuerzos por mantener operativos a los desgastados A-4Q Skyhawks.

Pese a que el COAN logró incorporar los Embraer EMB-326 Xavante, la adquisición fue una medida tendiente a recomponer la línea de vuelo de la EA41, unidad que no solo sufría por la pérdida material de los Aermacchi MB-339AA sino también por el embargo impuesto sobre componentes críticos de origen británico. Pese a la voluntad e interés del COAN por mantener en servicio a los MB-339AA (al fin de cuentas, el reemplazo de los MB-326), la proyección del horizonte de vida útil del remanente de la flota se veía notablemente reducido. Ante esta situación del material, y pese a que no hubo un requerimiento oficial, se generaba un contexto en el cual se podía pensar en una IA-63 Pampa navalizado.

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Estudio técnico 1/87 – “Análisis preliminar de la factibilidad de adaptación para operación en portaaviones del avión IA-63 Pampa”

Teniendo como responsable al Jefe Departamento Medios de la DIMA, CC Roberto E. Durán, el Estudio Técnico 1/87 se esquematizó en cuatro puntos, dos de los cuales serían abordados por la DIMA mientras que los restantes deberían ser encarados por la DDA. En esta fase inicial, se realizaron el Análisis de las condiciones de aproximación y posible ubicación del gancho de frenaje (sic) y el Cálculo de los esfuerzos soportados por los trenes de aterrizaje y gancho de frenado, quedando para una siguiente instancia (DDA) el Análisis de las modificaciones al diseño básico necesarias para absorber las mayores solicitaciones a la estructura y la Determinación de costos y factibilidad de implementación.

Las áreas que abarcó el ET 1/87 incluyo:

1. Determinación de dimensiones y características aerodinámicas, características dinámicas de los trenes de aterrizajes.

2. Determinación de las condiciones de velocidad de vuelo, actitud y pendiente de aproximación que permitan la operación dentro de las limitaciones del portaaviones ARA 25 de Mayo.

3. Análisis del comportamiento del sistema de frenado y de catapultaje del portaaviones y de las cargas de impondría a la estructura del avión.

4. Análisis de las cargas a soportar por el tren de aterrizaje y su dependencia de la posición del gancho, en función de los parámetros: Peso del avión, velocidad de vuelo, velocidad de viento de cubierta, pendiente de aproximación y movimiento de cubierta. Para este análisis se empleó el ya mencionado método de cálculo y Programa de Simulación desarrollado por la DIMA para lo que había sido el estudio de las condiciones de enganche del SUE.

Las referencias empleadas para este ET incluyeron los Estudios Técnicos 1/86 y 2/86 de la DIMA (desarrollo de los modelos de simulación de los sistemas de frenado y de catapulta respectivamente), documentación del IA-63 Pampa facilitada por la Fuerza Aérea Argentina y por Dornier, las Normas MIL – A – 8863 A. y 18717 B (AS), Descripción MB-326D y el Report N° 1212 de la Aeronáutica MACCHI. Este último informe surgió de un requerimiento solicitado en 1969 por la Armada Argentina a Aermacchi, con el fin de obtener un estudio de factibilidad para una versión navalizada del MB336. De acuerdo a Giorgio Apostolo, autor de “Ali D’Italia n° 13 – Aermacchi MB-326”, los estudios realizados por Aermacchi introdujeron cambios en el tren de aterrizaje y elementos para catapultaje. Sin embargo, el programa conjunto resultaría demasiado oneroso, ya que la Argentina tendría que afrontar los costos de la certificación y de las pruebas en mar. Consultado sobre este tema, el Ing. Durán expresó que el reporte no tuvo tanta relevancia en el ET 1/87, ya que carecía de sustentos aportados por cálculos y no hacía referencia sobre cargas, razones de las modificaciones propuestas y conclusiones. “Se trató de un trabajo muy preliminar para la navalización del MB326…”.

Previo a seguir avanzando en los alcances del ET 1/87, debemos aclarar que por cuestiones de espacio y alcance omitiremos en esta ocasión todo lo que refiere a cálculos, centrándonos en aspectos técnicos de relevancia y conclusiones.

Configuración

Para el análisis se consideraron como referencia dos configuraciones: una de ellas de adiestramiento básico, con el avión limpio y otra de adiestramiento en armas, la cual incluía pod de cañón DEFA de 30mm y bombas de 250kg.

Configuración adiestramiento básico:

• Avión limpio sin cargas alares ni cañones
• Combustible: 100% fuselaje + 100% tanques ala internos (751kg)
• Alumno + instructor
• Peso: 3805kg (catapultaje y enganche)
• Momento de inercia Iy: 1500 K.S.2 .m.

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Configuración adiestramiento en armas LR 2:

• Cañones, munición y pilones alares.
• Piloto
• Para catapultaje: 2 bombas 500lbs, 100% combustible (750kg)
• Peso: 4950kg
• Para enganche: Sin bombas. Combustible variable
• Peso: 3800kg plus

De acuerdo con el ET 1/87, esta configuración correspondía al caso más crítico a tener en consideración durante la operación de adiestramiento, ya que se produciría en los primeros enganches luego de un catapultaje con máximo combustible.

“Se busca establecer las condiciones de operación normal con 3805kg y luego verificar que incremento de peso, ya correspondiente a configuración de armas, es admisible considerando el catapultaje un peso máximo de 4950kg”.

Gancho

Para el análisis de la ubicación del gancho se consideraron tres posiciones, las cuales se definieron en tres configuraciones y que se pueden apreciar en la Fig.2 En el mencionado gráfico se distinguen:

• Configuración (Config) 1: Anclaje de gancho en 6875;870
• Configuración (Config) 2: Anclaje de gancho en 9300;1410
• Configuración (Config) 3: Anclaje de gancho en 9464;1780

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El ET 1/87 aclaró que “…la ubicación ideal del gancho es aquella en que la línea de acción de la fuerza de frenado, en el período de mayor aceleración, pasa por el centro de gravedad para el avión en actitud nivelada, produciendo un momento de cabeceo mínimo. En este caso, corresponde a la Config 2, pero es evidente que es impracticable.”

Siguiendo con el análisis de las otras dos configuraciones, en la config.1 se apreciaba como la línea de acción pasa por debajo del centro de gravedad, por lo que el momento de cabeceo era positivo, generando una gran carga sobre el parante de nariz. Si pasa por encima (config 3), el momento era negativo y producía un rebote de la nariz. El ET 1/87 agrega un importante punto para tener en cuenta, al mencionar que “las ubicaciones adoptadas corresponden a los anclajes posibles en función de las características de la estructura del avión”.

De acuerdo con lo previamente mencionado, la longitud e inclinación del gancho se adoptaron en base a las siguientes limitaciones:

1- El gancho debía apoyar en la cubierta para la condición de tren de nariz totalmente comprimido y neumático desinflado, y tren principal a mitad de carrera entre posición estática y totalmente extendido con neumáticos bajo deformación estática (MIL-A-17717-B-(AS). 40.2.4.1

2- El ángulo del gancho respecto a la cubierta, para la actitud del avión para máxima sustentación con velocidad vertical nula, no debía ser mayor que 65° (MIL.A.18717-B-(AS) 3.6.1 y 40.3.1).

3- La actitud considerada para determinar esta posición del gancho fue la que resultó para la condición de pérdida todo Flap. (&=14°).

Distancia mínima gancho – rampa.

Del análisis resultante, teniendo en cuenta las condiciones de contorno, se pudo determinar que la configuración (3) ofrecía mayor margen de variación de los parámetros, no obstante, en ambas configuraciones no podía garantizarse el enganche para todo el rango normal de operación. “…Dado que, para mayor peso, la velocidad nominal corresponde al mismo ángulo de ataque, el análisis anterior es válido para el rango de pesos sobre 3800kg…”.

Análisis de condiciones de contorno.

El ET 1/87 enumeró las pautas que establecían las limitaciones básicas a cumplir en la aproximación, las cuales se aprecian en la Fig.12 y eran:

1- Mantener el espejo dentro del área visual del piloto; 2- Velocidad vertical inferior al límite de operación a establecer; 3- Mantener un despeje entre el gancho y la rampa mayor que el límite a establecer; 4- Mantener el punto de toque del gancho dentro de la zona de cables.

Estas condiciones establecieron la base por la cual se adoptó una combinación en la cual se incluyeron velocidad de vuelo, actitud y pendiente considerados nominales. Posteriormente, se analizaron los apartamientos de los parámetros debido a dispersión.

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Características trenes de aterrizaje y limitaciones

El ET 1/87 mencionó que “…para la resolución de las ecuaciones dinámicas de los parantes (amortiguadores y neumáticos), deben establecerse las funciones que permitan representar matemáticamente la variación de esfuerzo en el amortiguador y neumático en función del desplazamiento y velocidad, y relacionar los esfuerzos en los amortiguadores con los ejercidos en las ruedas…”. Agregaba que “…esto es necesario dado que los datos con que se cuentan corresponden a los amortiguadores y la resolución de las ecuaciones dinámicas del avión requieren conocer los valores de esfuerzo de las ruedas…”

De las pautas adoptadas para considerar las limitaciones a fijar para el tren de aterrizaje se desprendieron una serie de cálculos que determinaron:

1- Para el análisis de la modificación que requería el tren para absorber la mayor solicitación debido al aumento de velocidad vertical, inicialmente se obtuvo la gráfica de carga/compresión del amortiguador principal.

2- Para el análisis de las modificaciones que requería el tren de nariz, fue necesario considerar los efectos de todas las fuerzas actuantes en el enganche y las distintas ubicaciones posibles del gancho, lo que se realizó por medio del modelo de simulación dinámica.

Descripción esquemática del proceso de cálculo

Pese a que no es intención del artículo entrar en detalle muy técnicos, no podemos dejar de mencionar que el proceso de cálculo incluyó la interacción del binomio IA-63 Pampa/ARA “25 de Mayo”. Del ET 1/87 se desprendió que de la resolución continua de ecuaciones determinadas y de todos sus términos dependientes a lo largo del enganche a partir del toque del gancho en cubierta, permitió obtener los valores de todos los parámetros intervinientes a lo largo del proceso. A saber, estos fueron:

• Carga, desplazamiento instantáneo de amortiguadores y neumáticos
• Carga de frenado en el gancho y desplazamiento y presión en el sistema del buque
• Aceleración, velocidad y desplazamiento del avión en los ejes z,x y rotación en eje y

De estos se obtuvieron los valores finales/máximos de la corrida de frenado que se consideraron básicamente en el análisis:

• A- Carga máxima compresión de amortiguadores de nariz y principal
• B- Carga para máxima compresión de amortiguadores de nariz y principal
• C- Reacción máxima longitudinal (X) sobre ruedas de nariz y principal
• D- Compresión máxima amortiguadores nariz y principal
• E- Distancias de toque de trenes nariz y principal
• F- Despeje mínimo de la horquilla de nariz
• G- Carga máxima en el gancho de frenado
• H- Presión y desplazamiento máximos en el sistema de frenado del buque
• I- Aceleraciones máximas soportadas por el avión sobre ejes (Z/X)

Las hipótesis de simplificación adoptadas fueron: Se consideró toque simultáneo de ambos trenes principales; Se consideró enganche centrado sobre la mitad del cable; No se consideraron desplazamientos ni cargas laterales, restringiéndose el cálculo al plano (Z, x); Se consideró al sistema de frenado del buque operando en su regulación mínima.

Análisis de cargas durante catapultaje y enganche.

Para el análisis de las cargas que imponía el catapultaje a la estructura, en el ET 1/87 se partió de asumir que el sistema de catapultaje del portaaviones ARA “25 de Mayo” era capaz de operar con la presión necesaria para el peso y velocidad del IA-63 Pampa. A los fines de determinar las cargas que se imponían sobre la estructura la fuerza de catapultaje, se adoptó la disposición de la Fig.20

De este análisis también surgieron las pautas para la ubicación de los herrajes de toma sobre el fuselaje: 1) El ángulo del estrobo/retenida debía ser el menor posible para reducir la componente vertical por el tren, 2) La línea de acción no debía pasar por el Centro de Gravedad (CG) para evitar el efecto barrilete, al levantar la nariz en la corrida.

Se concluyó que la disposición ideal corresponderá a un estrobo alineado con el CG y la tortuga de la catapulta lo más cerca posible de la rueda de nariz. Para la retenida de cola, el ángulo y longitud de esta debían ser reducidos.

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Durante el análisis de cargas en el enganche se obtuvieron los resultados para las condiciones críticas del rango de operación norma para ambas configuraciones con el tren sin modificar y un peso de P=3800kg. El ET 1/87 mencionaba que “…se aprecia que para la configuración 1, en la totalidad de los casos se produce tope en el amortiguador delantero, indicando la necesidad de una modificación radical del mismo…” mientras que para la Configuración 3 “…aunque no se produce sobrecarga en el tren, se aprecia el rebote de nariz por efecto del momento negativo del gancho, produciéndose la máxima carga por efecto del amortiguamiento antes de la compresión máxima…”. De esto último se concluyó que para minimizar el mencionado efecto se consideró necesario reducir el coeficiente de amortiguamiento, manteniendo constantes las restantes características del tren de nariz.

Para determinar la modificación requerida para la Config 1, se tuvieron en cuenta los siguientes efectos:

• 1- A mayor longitud del parante, se reducía la carga de impacto inicial, dependiente de la velocidad vertical, pero se incrementó la producida por el momento de frenado.
• 2- A mayor carrera o desplazamiento de la rueda, se incrementó la capacidad de absorber cargas de impacto
• 3- Las condiciones de enganche que producen alta velocidad de impacto de la rueda de nariz requirieron un coeficiente de amortiguamiento reducido para evitar picos de carga con el amortiguador extendido.

De acuerdo con esto, el largo de parante, carrera de la rueda y coeficiente de amortiguamiento fueron parámetros que requirieron una solución de compromiso, habiéndose buscado una condición de equilibrio que permitiera aceptar todas las condiciones de enganche analizadas.

Habiendo adoptado como pauta de simplificación la menor modificación de la estructura actual del parante, del análisis del comportamiento de distintas configuraciones en las distintas condiciones de enganche resultaron necesarias las siguientes modificaciones, las cuales se indican en la Fig.21, y a las que debe sumarse el reemplazo del neumático por otro de similares dimensiones, pero con una carga de deformación máxima de 9240kg, que correspondería aproximadamente a una presión de inflado de 12psi.

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Para config 1, se apreció que salvo en dos condiciones, los valores de carga para el tren de nariz quedaban dentro del rango admisible del tren modificado. Para corregir esta, se re-analizaron las posibilidades de modificación del tren, “…llegando a la conclusión que para conseguir que todas las condiciones analizadas generen valores admisibles en el tren de nariz, es imprescindible reducir la velocidad de entrada en los cables…”.

Para la config 3, los valores de carga resultaron prácticamente invariables.

Siguiendo con los estudios para determinar las modificaciones de los trenes de aterrizaje, se realizaron análisis en base a los valores de carga y comprensión de los amortiguadores de nariz y principal, fuerza de frenado, desaceleración, actitud y desplazamiento vertical de los parantes en función del tiempo y distancia recorrida desde el enganche, para condición nominal y más crítica para el parante de nariz.

Para Config 1 se desprendió que:

A- “La carga máxima del parante de nariz corresponde a su máxima compresión, produciéndose aproximadamente en el momento de máxima fuerza del frenado, lo que indica su mayor dependencia de la fuerza de frenado y, por consiguiente, de la velocidad de enganche que de la velocidad vertical de toque de la rueda de nariz”.

B- “Ambos trenes se mantienen sobre la cubierta a partir del toque.”

Para Config 3 se desprendió que:

A- “La fuerza de frenado produce un momento de cabeceo de provoca que el avión se eleve y pierda velocidad antes de tocar cubierta, lo que se origina en una actitud atípica. Esto es debido a que el anclaje del gancho se hace pasar la línea de acción de la fuerza de frenado sobre el CG”.

B- “La carga máxima en el parante de la nariz se produce en la primera parte de su carrera de compresión debido al efecto de amortiguamiento y velocidad vertical de impacto”.

C- “Ambos trenes se separan de la cubierta en forma simultánea, adoptando el avión actitudes superiores al doble de la correspondiente aproximación”.

El ET 1/87 concluyó que “…este comportamiento atípico, aunque no genere cargas límite con el modelo utilizado, no es admisible en situaciones reales. (Sin la restricción de movimientos al plano (z,x)”.

Un factor adicional que se tuvo en cuenta en el ET 1/87 fue el despeje mínimo de la horquilla del tren de nariz y su importancia en relación con los cables de frenados, los cuales tenían un diámetro de 3.8cm y estaban elevados a 15cm antes de ser enganchados algunos de los mismos. Ver Fig.22

Dada la geometría de la horquilla, el despeje de esta fue variable en función de la carga sobre el parante. “…Como una vez que el gancho toma un cable, los cables se bajan, la única condición que puede enfrentar la horquilla es compresión con estos elevados es cuando la rueda de nariz toca la cubierta antes de ser enganchado alguno. En estas condiciones se verifica que el despeje es mayor que 15cm, no presentando un problema la altura de los mismos…”.

El ET 1/87 determinó que “…donde se produce una situación crítica, es para las condiciones de máxima compresión del parante que reducen el despeje a menos de 3cm. Este problema y la capacidad de los neumáticos de pisar los cables bajo cara es motivo de posterior análisis…”.

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Conclusiones y Modificaciones.

Del análisis previo realizado en el ET 1/87 se arribó a conclusiones que repercutirían en las futuras modificaciones para tener en cuenta en las siguientes etapas. Se estableció que:

• 1- La ubicación ideal del gancho no era factible dada la posición del motor
• 2- Las dos ubicaciones posibles, compatibles con la estructura básica del avión, implicaban soluciones de compromiso que presentaban una serie de limitaciones
• 3- La configuración 3 ofrecía un comportamiento anormal en el enganche, causado por la posición alta del gancho, que producía el rebote o efecto de “barrilete” del avión una vez enganchado. Este resultó inadmisible para situaciones reales, dada la posibilidad de desplazamientos laterales del avión
• 4- La configuración 1 (Fig.45) requeriría el rediseño del tren de nariz, ya que las cargas que le imponía el momento de la fuerza de frenado duplican aproximadamente los límites del parante actual. No obstante, se consideró esta la única apta para operación en portaaviones
• 5- La estructura del avión debería reforzarse a efectos de aceptar cargas en amortiguadores principal y de nariz, así como cargas longitudinales sobre rueda de nariz y sobre rueda principal.

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El Estudio Técnico 1/87 estableció una serie de modificaciones necesarias que abarcaron los siguientes puntos:

Tren de aterrizaje: El parante de la nariz debería extenderse 0,0035m en su parte fija, incrementando la carrera del amortiguador 0,02m, llevando la carrera total de la rueda a 0,32m.

El amortiguador debería aceptar una carga para máx. compresión isotérmica de Rn: 13240kg con un coeficiente de amortiguamiento Cn 400kg/(m/s)2. Asimismo, se debería modificar el extremo de la horquilla para adecuar el punto de pivote y reducir el despeje.

Como se mencionó previamente, el neumático debería reemplazarse por otro de similares dimensiones, pero con una carga de deformación máxima de 9240kg. A su vez, el tren principal debería modificarse únicamente en la capacidad del amortiguador, el cual tenía que aceptar una carga para máxima compresión isotérmica de 15400kg con un coeficiente de amortiguamiento de Cp 3800kg./(m/s) y el neumático aceptar una carga para deformación máxima de 7700kg.

Gancho de frenado: El gancho debería tener su anclaje en la estación de fuselaje (X:6875, Z:870) con un largo de 1,73m y un ángulo máx. respecto a la LRF de 50°.

Tomas de catapulta: Los herrajes de toma de estrobo de catapulta deberían ubicarse a cada lado del fuselaje en estación (X:4400, Z:1100) mientras que la toma de la retenida de la cola se ubicaría en la base del gancho de estación (X:6875, Z:870), tal como se aprecia en la Fig.45

Estructura: La estructura del avión debería de redimensionarse para absorber las cargas en las cargas en los parantes, el gancho, las tomas de catapultas y retenida, y admitir las aceleraciones en catapultaje, de frenado y vertical máxima. Asimismo, se debería prever un tratamiento básico anticorrosivo.

Motor: El motor requeriría modificación para uso marino, con el reemplazo de las aleaciones factibles de generar corrosión.

Variación de peso: Una primera aproximación indicó incremento del peso en el orden de los 180kg debido a los refuerzos estructurales (130kg) y sistema de gancho (50kg).

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Trabajo Futuro.

El Estudio Técnico 1/87 finaliza con una serie de consideraciones pensando en los trabajos futuros que se deberían realizar si el proyecto del Pampa navalizado conseguía avanzar. El ET menciona que “…en base a los resultados de este estudio, que debe recalcarse que son totalmente teóricos, debiendo considerarse una aproximación conservativa a las solicitudes reales, puede encararse”:

Análisis de factibilidad técnica de modificar la estructura del avión de acuerdo con lo indicado.

Estimación del incremento del costo de producción de una serie de aviones que los incorporen.

Definición de la configuración más adecuada posible y costo de un prototipo.

Realización de un programa de obtención de datos experimentales que permitan ajustar los resultados teóricos para condiciones admisibles para la estructura actual.

Análisis teórico más preciso de la configuración adoptada y de aspectos no cubiertos por este estudio preliminar, especialmente el análisis de posibles modificaciones al sistema de frenado del portaaviones, que permitan reducir las fuerzas de frenado y consecuentemente las cargas sobre el tren de nariz.

Como cierre, el ET 1/87 (en una expresión de intención por abordar un trabajo en conjunto) manifiesta que “…este programa puede ser encarado en forma coordinada por la División Desarrollo Aeronáutico del Área Material Córdoba de la FAA y la Dirección del Material Aeronaval…”.

La actividad posterior al ET 1/87

En octubre de 1987, el Director de la DDA comunica al Director de la DIMA, CN Juan Miguel Saralegui la intención de trabajar en conjunto a los fines de que “…el personal de la Dirección nos brinde su experiencia en lo que ellos consideran los puntos más importantes a destacar en una versión embarcable, cuando se la compara con las versiones terrestres…” En la misiva consideró que algunos de los puntos a tratar, a modo de ejemplo, podían ser aquellos relacionados directamente con los requerimientos que se le exigiría a la versión navalizada del IA-63, entre ellos “…los sistemas de protección corrosiva en estructuras y sistemas, características operacionales en portaaviones, incluyendo características de hangaraje y mantenimiento a bordo, problemas de fatiga y vida útil de constituyentes del avión así como otros detalles que a su entender serían de importancia para tener en cuenta en el estudio de factibilidad…”.

Con el objetivo de avanzar en Proyecto “Versión Naval del IA-63”, se cursó invitación al personal de la DIMA para conocer las instalaciones del AMC y la línea de producción en serie del Pampa. Cabe aclarar que por aquel entonces ya se avanzaba en la fabricación de las unidades de serie del IA-63, marcándose un hito en diciembre de 1987 con el primer vuelo del primer avión de serie (C/N 2006, matriculado E-801), tal como menciona Hernán Longoni en el artículo previamente citado.

El siguiente paso, según los documentos a los que accedió ZM, se dio el 22 de febrero de 1988 en lo que se denominó “Reunión Navalización del IA-63 Pampa”, realizada en el Departamento de Sistemas y Equipos de la DDA. Del cónclave participaron los ingenieros Arias, Corti y Buthet (DDA), el CC Ing Durán (DIMA) y el Sr Ernst (Dornier).

Durante la mencionada reunión se trataron los distintos temas que debían ser motivo de estudio o análisis, a los fines de lograr la adaptación del IA-63 Pampa para su empleo como aeronave embarcada. Un detalle mencionado por el Ing. Durán fue que el representante de Dornier demostró un singular interés en los alcances y desarrollo posterior del programa.

De la actividad realizada durante esa jornada se desprendieron los siguientes temas, así como lo convenido sobre cuál organismo sería el responsable primario de su desarrollo:

• Gancho de frenado: Definición y forma de obtención (DIMA)
• Materiales estructurales y su protección contra la corrosión (DIMA)
• Materiales de motor y su protección contra la corrosión (DIMA – Garrett)
• Definición de trincas en fuselaje y tren (DIMA-DDA)
• Comprobación adaptación AOA (DDA)
• Verificación de condiciones de aproximación (DDA/CEV)
• Posibilidades modificación tren y estructura (DDA)
• Recálculos de cargas con valores más precisos de aproximación (DIMA)
• Recálculo retenida de cola (DIMA)
• Necesidad de extensión de parante (DDA)
• Definición capacidad catapulta (DIMA)
• Confirmación coeficiente de amortiguación (DDA)
• Necesidad de asiento 0-0 (DDA)
• Posibilidad de pisado de cable de frenado por ruedas (DIMA-DDA)
• Posibilidad de cambio de diseño tren (DDA)
• Verificación de apontaje con pod de cañón (DDA)
• Completar datos necesarios amortiguador (DDA-DIMA)
• Posibilidad de giro 360° rueda de nariz (DDA)

Los participantes convinieron que, a fin de definir la factibilidad de conversión del avión a su versión embarcada, deberían ser tareas prioritarias:

1- Definición del rediseño necesario en el tren delantero y zonas estructurales de nariz de fuselaje y áreas de anclaje de gancho de frenado y dispositivo de catapultaje (DDA)

2- Ajustes de las cargas actuantes en frenado y catapultaje en función de los valores más realistas obtenidos por ensayos (DIMA-CEV)

En una nota sin fecha, se agregó la realización de un programa de obtención de datos experimentales que permitieran ajustar resultados teóricos para condiciones admisibles por la estructura actual (CEV), la definición de la configuración óptima y costo de un prototipo y, finalmente, la estimación del costo de producción de una serie reducida (12-18 aviones).

Por aquel entonces, el ARA 25 de Mayo también marcaba su propio hito: Se realizaba su última navegación operativa, la cual tuvo lugar entre el 27 de febrero y el 5 de marzo de 1988 en la zona de El Rincón, concretándose lo que sería el adiestramiento final del grupo aeronaval embarcado. El histórico portaaviones quedaría en stand-by, aguardando la decisión sobre su futuro. Durante ese período se barajaron varias opciones para su modernización y modificación, sin embargo, pese a la intención de no desprenderse del mencionado buque, la Armada lo terminaría radiando de servicio en la segunda mitad de la década de los noventa. Decisión que no estaría libre de polémicas, pero eso es otra historia…

Contacto con IAI

La última actividad referida al Pampa navalizado la pudimos rastrear entre el 16 y 30 de marzo de 1988, con una consulta elevada por la División Tren de Aterrizaje a la empresa israelí IAI. En la misiva se buscó la opinión y diagnóstico básico (los cuales serían incluidos en el reporte preliminar) sobre algunos de los cambios requeridos:

Nariz: Incrementar el largo del cuerpo exterior y del amortiguador, proporcionando un mayor desplazamiento a la rueda central; Cambio en la presión isométrica del amortiguador, lo que cambiará las características de amortiguación; Cambio de posición up-lock; Cambio en la carga de la rueda y, eventualmente, incremento en el tamaño de esta.

Principal: Cambio en la presión isométrica del amortiguador, lo que cambiará las características de amortiguación; Cambio en carga de rueda.

Citando la nota elevada a IAI, “la consulta … apuntó a saber si los requerimientos mencionados podrán requerir un nuevo diseño de tren y amortiguadores, o si se puede mantener el diseño original con modificaciones que afectarán dimensión debido a geometría incrementada y estrés…”.

La respuesta de IAI no tardaría en llegar, sugiriendo que, para el tren principal, el puntal principal debe incrementar diámetro a la vez que el enlace de arrastre debe ser usado sin modificación. Se aclara que el fortalecimiento de los mencionados ítems se logrará reduciendo los diámetros internos.

También se propuso una nueva configuración de amortiguadores con presión de inflado incrementada y cambio a acero, pudiéndose usar llanta y neumático original.

Respecto al tren de nariz, IAI expresó que “…es nuestra impresión que debe ser completamente rediseñada, incluida llanta y neumático. El cambio puede afectar la envoltura…”.

Fin del proyecto.

Este último contacto entre el AMC e IAI sería el último antecedente respecto al proyecto del Pampa navalizado al cual pudimos acceder. Sin embargo, la iniciativa terminaría por diluirse debido en parte a la falta de entusiasmo en el proyecto por parte del Área Material Córdoba así como en la FAA. Tampoco podemos pasar por alto que el Pampa Navalizado no se trató de un requerimiento oficial de la Armada o del COAN, lo cual podría ser una de las razones por las cuales el proyecto no terminó de madurar.

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Pese a que la iniciativa para desarrollar un Pampa embarcado no llegó a buen puerto, el IA-63 mantuvo su marcha con la FAA en los siguientes meses, con la entrega de los primeros tres ejemplares de serie 2006, 2007 y 2008 en abril de 1988. El Pampa daba sus primeros pasos que lo conducirían en las próximas décadas a su evolución en las versiones II, II-40 y III. Por su parte, el Comando de Aviación Naval evaluaría al Pampa en varias oportunidades para lucir sus colores, aunque esta vez ya no sería en su versión embarcada.