John K. Northrop, sus diseños de Alas Volantes
INTRODUCCION
En 1929 John Northrop diseño y desarrollo una aeronave monomotora biplaza que era básicamente un ala volante con dos delgados vástagos que soportaban las superficies de cola. La aeronave fue construida por la recién creada Avion Corporation de Northrop y estaba propulsada por un motor Menasco de 90 hp, inicialmente accionado por una hélice propulsora, pero modificado después a una configuración tractora.
John Knudsen Northrop
La Flying Wing de 1929
La Flying Wing de 1929
Los resultados alcanzados con el programa se almacenaron durante un decenio hasta que en 1940, Northrop pudo continuar sus estudios de aviones “todo ala” al volar el Northrop N-1M con dos motores Lycoming de 65 hp instalados dentro del ala de grueso perfil, accionando hélices propulsoras. El N-1M era un autentico diseño de ala volante y su bajo coeficiente de resistencia mejoraba la aceleración tanto en picado como en planeo; también permitía al avión utilizar considerablemente menos potencia en despegues que un diseño convencional de peso y dimensiones semejantes. Las pruebas iniciales demostraron pocos problemas, el principal de ellos la refrigeración del motor que se resolvió al instalar plantas motrices Franklin con hélices tripalas y mejores ranuras de enfriamiento. El N-1M se conserva actualmente en el Nacional Air and Space Museum estadounidense.
La experiencia en el N-1M convenció a Northrop de la viabilidad del proyecto de un bombardero en configuración ala volante y tras la evaluación de los ingenieros de la USAAF se firmo el contrato bajo la designación oficial de XB-35. Para obtener suficientes datos de vuelo se construyeron cuatro modelos de escala reducida N-9M, pero el primero de ellos, volado en Diciembre de 1942, resulto destruido en un fatal accidente a principios de 1943. Los tres primeros N-9M llevaban dos motores Menasco de 275 hp refrigerados por aire, pero el cuarto, denominado N-9MB, utilizaba los Franklin de 300 hp. Todos accionaban hélices propulsoras. Durante tres años y en la base aérea del Ejército de Muroc, se llevo a cabo un intenso programa de evaluación en vuelo que proporcionó una gran cantidad de información y permitió a los pilotos adquirir experiencia de vuelo en alas volantes así como el desarrollo de un sistema de piloto automático para el XB-35.
La N-1M original
La N-1M reconstruida
La N-1M reconstruida
BOMBARDEROS
EL ALA VOLANTE NORTHROP XB-35
Las alas volantes N-1M y N-9M fueron desarrolladas para probar las teorías de la estabilidad y de control de alas volantes y los resultados obtenidos ayudarían a la construcción de un bombardero de configuración ala volante.
Jack Northrop pretendía alcanzar esta meta con la construcción del XB-35.
El contrato para la construcción del XB-35 fue aprobado el 22 de noviembre de 1941, poco antes de la entrada de EEUU en la segunda guerra mundial. El contrato pedía un radio de acción operacional de 10.000 millas (16.090 km) con 10.000 libras (4.536 kg) de bombas, para poder atacar Alemania en caso de que Inglaterra fuera derrotada y también poder atacar Japón desde la costa Oeste de EEUU. La misión prevista era tan larga que se considero necesario llevar una tripulación de relevo de seis personas, ademas de áreas de descanso. Para este requerimiento la compañía Convair diseñaría el B-36 Peacemaker
Para proteger la aeronave se instalaron veinte ametralladoras del calibre 0.50 (12.7 mm) en siete torretas accionadas por control remoto, cuatro en el ala, dos en la góndola de la tripulación y una en el aguijón de cola.
Cuatro motores Pratt & Whitney Wasp Major (cada uno integrado por un un R-4360-17 y un R-4360-21) proporcionaban 3000 caballos de fuerza a las hélices contrarrotativas Hamilton Standard de cuatro palas, por medio de una caja de engranajes GFE (government furnished equipment). La planta motriz era un punto débil del bombardero, pues las cajas de engranajes eran una fuente de constantes problemas.
El primer vuelo del prototipo XB-35 fue el 25 de junio de 1946, lo que da una idea de la complejidad del proyecto, ya que mientras muchas otras aeronaves convencionales de la época estaban listas para volar luego de un año o dos de haberse iniciado el proyecto, para el ala volante fueron necesarios cinco años de desarrollo. A medida que el trabajo de ingeniería continuaba, se firmo un contrato para un segundo prototipo experimental XB-35 así como para 14 alas volantes YB-35 para ensayos en vuelo. En junio de 1943 el Cuerpo Aéreo del US ARMY adelanto que encargaría un lote inicial de 200 bombarderos B-35.
El problema principal era que las instalaciones de la Northrop estaban muy ocupadas en la producción de los cazas nocturnos P-61 Black Widow y no podían soportar la carga adicional de construir semejante cantidad de bombarderos. La compañía Glenn L. Martin fue contratado para asistir a Northrop con los trabajos de ingeniería del XB-35 y del YB-35, así como en la fabricación de los 200 B-35. Desafortunadamente, la relación entre ambas compañías no ayudó al programa. La falta de cooperación y de coordinación, así como demasiados ingenieros que eran reclutados para servicios militares, atrasaron el programa previsto en 18 meses a principios de 1944. En mayo, el USAAC condujo una revisión del programa. Se decidido que el contrato de la producción de la Martin debía ser cancelado, aunque podría continuar dando asistencia en tareas de ingeniería a Northrop para los modelos XB-35 e YB-35.
Como resultado de todos estos problemas, se puso de manifiesto que el B-35 no estaría en servicio antes del final de la guerra. Esto tenía implicaciones significativas para el B-35. Los motores a turborreacción estaban siendo desarrollados, y los futuros cazas y bombarderos serian diseñados para utilizar estas nuevas plantas propulsoras. Volar a mayor velocidad era preferible, incluso si el alcance disminuía drásticamente.
A la vista de los que se venía en materia de motores y prestaciones, era obvio que el B-35 sería demasiado lento para penetrar los espacios aéreos hostiles protegidos por cazas jet. Por una parte, era una aeronave extremadamente aerodinámica y podía ser convertida fácilmente a un ala volante equipada con turborreactores.
El 25 de junio de 1946, después de un acertado programa de pruebas en tierra, durante los que se alcanzo una velocidad de carreteo de 115 mph (unos 185 km/h) el XB-35 realizo su primer vuelo piloteada por Max Stanley. Se prohibió a los empleados asistir a esta prueba debido a que se considero que el control de tal muchedumbre sería un problema. Este primer vuelo sería apenas un vuelo de traslado desde el aeropuerto de Northrop a la base aérea del ejército en Muroc (ahora Edwards AFB). Durante este vuelo el tren de aterrizaje no fue guardado y la velocidad máxima alcanzada fue de 200 mph (unos 322 km/h). El vuelo duró 44 minutos.
El programa de ensayos reveló graves problemas con las cajas de engranajes y los gobernadores de GFE. La vibración causó fallas de la caja de engranajes.
El segundo XB-35 casi voló un año después del primero, y tenía problemas similares. Finalmente se decidió quitar las hélices propulsoras contrarrotativas y sustituirlas por hélices de rotación única, pero esto disminuyó drásticamente las prestaciones.
El fin de la IIGM y los pedidos en curso a favor del bombardero convencional Convair B-36, competidor del B-35 en el requerimiento original de 1941, sellaron el destino del B-35 principalmente a causa de su propulsión con motor alternativo (el B-36 era de propulsión mixta a pistón y reactor)
Dos de los YB-35 en proceso de construcción fueron convertidos a la configuración YB-49 substituyendo los motores de pistón por ocho motores jet TG-180 (luego J-35) de 4000 libras de empuje (1815 kg). Debido a la disminución del área ventral, unas pequeñas aletas fueron agregadas en los bordes de fuga para mejorar la estabilidad.
En noviembre de 1949, la fuerza aérea ordeno destruir todos los X/YB-35 restantes, tarea que comenzó en enero de 1950, el único YB-49 que quedaba en condiciones de vuelo fue destruido en marzo de 1950 debido a una falla del tren de aterrizaje de nariz.
Datos Técnicos del Northrop XB-35
Tipo: Prototipo de bombardero pesado ala volante
Tripulación: 9 normalmente más 6 de refresco
Construcción: Aluminio
Dimensiones
Envergadura: 52,43 m
Longitud 16,18 m
Altura: 6,12 m
Trocha: 12,56 m
Distancia entre ejes: 7,16 m
Diámetro neumáticos tren principal: 1,65 m
Diámetro neumáticos tren nariz: 1,42 m
Superficies
Alas: 371,60 m2
Elevones: 16,9 m2 c/u
Timón: trim flap8,3 m2 c/u; drag rudder superior e inferior 4,9 m2 c/u
Parámetros Aerodinámicos
Alargamiento: 7.4:1
Ahusamiento: 4:1
Alabeo geométrico: 0º Cuerda Raíz, -4º Cuerda Puntera
Diedro: 0º 53” en borde de ataque
Espesor: 2,17 m en cuerda raiz
Flecha: 26º57’48” en borde de ataque; 10º15’22” en borde de fuga.
MAC: 8 m (CG 35% MAC)
Perfil alar: NACA 653018/9
Planta Motriz
Cantidad y modelo: Cuatro Pratt & Whitney R4360-17/21 Wasp Major de 28 cilindros Potencia motor: 3000 hp
Diámetro interior de los cilindros: 14,6 cm
Cilindrada: 70 Lts
Relación de Compresión: 6.7:1
Hélices: Dos Hamilton Standard Contrarrotativas de cuatro palas cada una.
Prestaciones
Velocidad Máxima: 629 km/h a 10.670 m
Techo de Servicio: 12.190m
Alcance Previsto: 16.090 km
Pesos
Vacío: 40.624 kg
Máximo en Despegue: 94.801 kg
Armamento Propuesto: Veinte ametralladoras calibre 50, con mil proyectiles por arma, instaladas en torretas más 4.360 kg de bombas
Tres Vistas XB-35
El Cockpit del XB-35
Algunos detalles
XB-35 de frente
Fotos varias del XB-35 en tierra y en vuelo
Las nunca terminadas YB-35, dos de estas se transformaron en YB-49
El Cockpit del XB-35
Algunos detalles
XB-35 de frente
Fotos varias del XB-35 en tierra y en vuelo
Las nunca terminadas YB-35, dos de estas se transformaron en YB-49
EL ALA VOLANTE NORTHROP YB-49
A medida que transcurría el tiempo era evidente que el B-35 no entraría en servicio antes del final de la guerra. Esto tenía implicaciones significativas para el B-35. Nuevos cazas y bombarderos impulsados por turborreactores estaban siendo diseñados por ambos bandos. Volar mas rápido era preferible, incluso si el alcance disminuía drásticamente. Era obvio que muy pronto las batallas aéreas serian libradas por aeronaves impulsadas por turborreactores y el B-35 impulsado por hélices sería demasiado lento para sobrevivir en este contexto. Por otra parte, era una aeronave extremadamente aerodinámica, por lo cual podía ser fácilmente convertida a una impulsada por las nuevas turbinas en desarrollo. Pronto comenzaron los estudios para equipar al XB-35 con motores a reacción.
Dos XB-35 fueron convertidos a la configuración YB-49, substituyendo los motores de pistón por ocho motores a reacción Allison TG-180 (luego J35-A-15) de 1.814 kg de empuje instalados limpiamente dentro del perfil alar en el primer prototipo YB-49. El segundo prototipo recibiría seis Allison J-35-A-19 de 2.540 kg de empuje, cuatro encerrados en las alas y dos en góndolas subalares. Debido a la desaparición de las hélices, que inducían un efecto aerodinámico similar al de un empenaje vertical, se agregaron en los bordes de fuga de ambos prototipos unas pequeñas aletas para mejorar la estabilidad.
El primer vuelo del YB-49 fue el 21 de octubre de 1947. Este primer prototipo alcanzo en dos meses la misma cantidad de horas de vuelo que el problemático XB-35 había acumulado en dos años.
Desafortunadamente, la tecnología de los motores a reacción era muy nueva, y hubo una serie de problemas con ellos y con las unidades de potencia auxiliar.
Los oficiales de las fuerzas aéreas efectuaron numerosos informes complementarios sobre las prestaciones y cualidades del YB-49, quedando convencidos de las ventajas de la configuración en ala volante, pero en junio de 1948, después de haber registrado casi 57 horas de tiempo de vuelo, se produjo un accidente que provocó la destrucción total del segundo prototipo y la perdida de sus cinco tripulantes (incluido el piloto, capitán Glen W. Edwards, por lo que la base de Muroc fue rebautizada con su nombre). La caja negra no existía en esos días, y la causa del accidente no se sabía con certeza. Este vuelo era el número 25 para esta aeronave.
Los investigadores descubrieron que una falla estructural importante había ocurrido en vuelo, aunque la causa no estaba muy clara. Parecía ser que los paneles externos del ala habían fallado durante una condición de carga positiva, posiblemente como resultado de una alta-G por una restablecida, quizás durante la recuperación de una entrada en perdida.
A pesar del accidente la USAF solicito en septiembre de 1948 treinta RB-49A, una versión de reconocimiento modificada. Las aeronaves serían producidas en la planta de Consolidated Vultee en Fort Worth, pero este pedido fue posteriormente cancelado para proporcionar fondos adicionales para la adquisición de más bombarderos B-36.
Finalmente, en noviembre, el programa del bombardero recibió un soplo devastador cuando el Mayor Robert Cardenas, piloto de pruebas de la fuerza aérea, entregó un demoledor informe que indicaba que el YB-49 era " extremadamente inestable y muy difícil volar en una misión de bombardeo… debido al continuo cabeceo y guiñada que se hacía más evidente con el uso de los timones, indudablemente debido a la disposición de los controles o a los peculiares elevones del YB-49." Posteriormente el Mayor Cardenas indicó que el bombardero era solamente " marginalmente" estable, más que " extremadamente". Estos problemas se podían corregir con el uso de un piloto automático.
En diciembre, una junta de oficiales recomendó la cancelación del RB-49. En enero, Northrop recibió la orden de interrumpir todo el trabajo relacionado con el RB-49, a excepción de la finalización de un YRB-49A.
A comienzos de 1949, Max Stanley ensayo un nuevo piloto automático abordo del YB-49. Después de una evaluación por la fuerza aérea, el avión fue declarado apto para su misión. Entre abril y junio de ese año, se realizaron una serie de ensayos de lanzamientos de bombas, en los que se detectaron problemas con la liberación de las bombas. Las filmaciones de las aeronaves de persecución demostraron que las bombas salían de la bodega con un movimiento de cabeceo acoplado a una oscilación, lo que fue atribuido a turbulencias en la bodega de bombas.
La fuerza aérea decidio que su nuevo bombardero no sería el ala volante de Northrop sino el innovador Boeing B-47 Stratojet, un bombardero hexamotor que aprovechaba todas las investigaciones alemanas de alas en flecha y parecía estar libre de los problemas del YB-49. Del B-47 se producirían cerca de 2.000 ejemplares para la USAF.
Durante este periodo, una propuesta de fusión entre Northrop y Convair fue rechazada como inadecuada. En noviembre de 1949, la fuerza aérea ordeno que todo el YB-49 fuera cancelado y las aeronaves aún en construcción desguazadas. El desguace de los XB-35 comenzó en enero de 1950, el YB-49 sobreviviente se destruyo en un accidente en marzo de 1950 debido a una falla del tren de aterrizaje de nariz.
Ninguno de estos notables aparatos fue, por desgracia, preservado para su exhibición en un museo.
Una de las principales ventajas del YB-49 era su baja carga alar, de 98 kg/m2 en comparación a los 301 kg/m2 - 351 kg/m2 de los distintos modelos del B-47, aparte de su mayor alcance y mayor capacidad de portar armamento y combustible con respecto al bombardero de Boeing.
Otra ventaja era que su distancia máxima de despegue era de 1.600 metros contra los 2.100 a 2.400 metros del B-47.
John Northrop y el YB-49
Datos Técnicos del Northrop YB-49
Tipo: Prototipo de bombardero pesado ala volante
Las unicas diferencias con el XB-35 son las siguientes
Planta Motriz
Primer Prototipo ocho Allison J-35-A-15 de 1.814 kg de empuje
Segundo Prototipo seis Allison J-35-A-19 de 2.540 kg de empuje
Prestaciones
Velocidad Máxima: 836 km/h a 9.100 m
Techo de Servicio: 12.190m
Alcance Previsto: 4.500 km con 4.536 kg de bombas
Pesos
Vacío: 43.336 kg
Máximo en Despegue: 102.192 kg
Armamento Propuesto: Dos ametralladoras calibre 50, con mil proyectiles por arma, instaladas en la torreta de cola más una carga máxima de 16.965 kg de bombas en la bodega interna
Tres Vistas YB-49
YB-49
YB-49
EL ALA VOLANTE DE TRANSPORTE COMERCIAL DE NORTHROP
A comienzos de 1948, Jack Northrop esperaba adaptar su ala volante de bombardeo para convertirla en el avión de transporte comercial más elegante y aerodinámico del mundo. En esos días el concepto de aviones de fuselaje ancho y transporte masivo y barato de pasajeros era un concepto futurista o aun no desarrollado, todos pensaban que solo los ricos o empleados muy valiosos podrían viajar por vía aérea. Por lo que el concepto de un transporte comercial de 80 pasajeros no era algo común como en la actualidad.
El mayor atractivo de este para los pasajeros seria la proa transparente en la cual se alineaban los asientos como si se tratara de un teatro, disfrutando de espectaculares vistas durante todo el vuelo. Curiosamente una instalación de este tipo se considero para el B-747 en sus comienzos pero fue desestimada por diversas cuestiones. Pero como la compañía solo había construido solo un mock-up de la aeronave, el departamento de marketing no las tenía fácil a la hora de remarcar este especial atractivo ya que las esplendidas vistas no estaban disponibles para ser disfrutadas dentro del hangar.
Con la cancelación del programa YB-49 y la falta de interés de las aerolíneas ante tal revolucionario proyecto, el ala volante de transporte no paso de la fase de investigación. En la actualidad diversas compañías han estudiado el concepto de alas volantes, o cuerpos sustentantes, para el transporte comercial masivo, más de 1.000 pasajeros, mediante ensayos en túnel y en vuelo con modelos a escala. Uno de los principales escollos a resolver con este tipo de aeronaves es el cumplimiento de los puntos de la regulación que exigen que la aeronave pueda ser abandonada en 90 segundos por todo el pasaje en caso de emergencia.(continua....)
El ala volante comercial
La excelente vista desde la proa
Publicado por Grulla para www.zona-militar.com
La excelente vista desde la proa
Publicado por Grulla para www.zona-militar.com
Fuentes y Fotos:
Enciclopedia Ilustrada de la Aviación – Fascículo Nro 133
El Mundo de la Aviación – Fascículo Nro 35 y 58
www.nurflugel.com
http://xplanes.free.fr/
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