viernes, 21 de julio de 2023

Tecnología aérea: Historia del ala voladora

Historia del ala voladora

Historia del ala voladora británica

El concepto de avión sin cola estuvo presente en Gran Bretaña durante la Segunda Guerra Mundial, y muchos de los diseños provinieron de Handley Page, Armstrong Whitworth, General Aircraft Ltd. y de Havilland.

El Handley Page Manx fue diseñado por el Dr. Gustav V. Lachman, y tenía una sola aleta vertical en la parte trasera del fuselaje, que estaba montada en el centro.



El Handley Page Manx.
Imagen:
Wikipedia

Su vuelo inaugural tuvo lugar el 11 de junio de 1943, pero el vuelo fue abortado después de diez minutos debido a la pérdida de un dosel.

Después de varias fallas durante los vuelos de prueba y poco interés, el avión se quedó atrás en 1952.

Aeronaves Generales Ltda. desarrolló el GAL 61, que tenía un concepto de alas completas con un tren de aterrizaje retráctil.

El avión usó timones de arrastre para el control direccional.

GTR Hill propuso un planeador de investigación a mediados de la década de 1940 para estudiar el control y la estabilidad del avión sin cola.

El planeador tenía alerones, flaps, aletas y timones en las puntas de las alas, y los vuelos iniciales tuvieron lugar en 1946.

El proyecto se terminó en 1950.

Dos de los diseños británicos más importantes fueron el ala voladora a reacción Armstrong Whitworth AW 52 y el de Havilland DH 108.



El de Havilland DH 108. Imagen:
Wikimedia Commons

El de Haviland DH 108 se convirtió en el primer avión británico en romper la velocidad del sonido.

El programa tuvo varios accidentes, pero su desempeño sobresaliente fue importante para la aviación británica.

Primeras alas voladoras (1870-1920)

Los aviones sin cola comenzaron a desarrollarse hace más de un siglo, pero la mayoría de ellos duraron poco tiempo antes de ser abandonados.

Se recopiló una gran cantidad de datos entre las décadas de 1920 y 1930, y hubo muchos enfoques diferentes.

En 1871, el francés Alphonse Penaud voló un monoplano propulsado por bandas elásticas 131 pies, demostrando un vuelo sostenido.



Diseño de Alphonse Penaud.
Imagen:
Wikimedia Commons


En 1876, diseñó un avión revolucionario con conceptos que se usaron durante los siguientes 100 años.

Penaud nunca pudo recaudar suficiente dinero para su investigación y se suicidó después de que sus conceptos revolucionarios fueran recibidos con escepticismo y burlas.

Clement Ader diseñó el Eole diez años después; era un monoplano tractor de una sola máquina de vapor y tenía una hélice de bambú que constaba de cuatro palas.

El Airplane III se terminó en 1897 y era similar en concepto a Eole.



Avión III de Clemente Ader.
Imagen:
Wikimedia Commons

Este avión tenía dos motores y se simplificó la estructura del ala.

Avion III fue el final del principal trabajo de Ader en aeronáutica, pero contribuyó a la investigación sobre el hidroala de colchón de aire.

Al inventor danés Jacob Christian Ellehammer se le atribuye el diseño y vuelo del primer avión sin cola en Europa el 12 de septiembre de 1906.

Igo Etrich agregó un motor de 24 hp en 1907 junto con una hélice de empuje.

Otro francés, Rene Arnoux, produjo una serie de diseños sin cola entre 1909 y 1923, que incluían monoplanos, biplanos, empujadores, tractores, arreglos de ala baja y ala media.

Los hermanos Boland diseñaron una serie de diseños para aviones sin cola y se convirtieron en actores importantes en la historia de la aviación estadounidense.

Los aviones sin cola se suspendieron principalmente durante la Primera Guerra Mundial, pero resurgieron una vez más en las décadas siguientes.

N-1 M: el primer ala voladora de Northrop

Jack Northrop quería desarrollar una nave sin cola, y creó el Flying Wing de 1929 que tenía una construcción multicelular totalmente metálica, de piel estresada.

El proyecto se detuvo, pero condujo a un mayor desarrollo de Northrop de proyectos de aviación construidos totalmente en metal.

En 1939, Jack Northrop creó una nueva compañía llamada Northrop Aircraft después de estar más interesado en el diseño experimental.

Northrop desarrolló el N-1M (Northrop Model 1 Mock-Up) con una envergadura de 38 pies, pero era una maqueta a escala voladora.



Aeronave N-1M.
Imagen:
Flickr

El N-1M pasó por muchos diseños y el modelo de trabajo fue el primero de su tipo con una configuración sin cola que apareció en los EE. UU.

Los elevones se usaron juntos para el control de cabeceo y balanceo, y había una aleta dividida simple en cada punta del ala para el control del timón.

La ingeniería y construcción de la N-1M tomó un año y el primer vuelo tuvo lugar en julio de 1940.

Después de algunos vuelos de prueba más, Northrop informó resultados prometedores al Jefe del Cuerpo Aéreo.

Para noviembre de 1941, se realizaron muchos cambios en el avión y había realizado alrededor de 200 vuelos.

El programa de prueba estuvo plagado de problemas de rendimiento y motor deficientes, lo que resultó en varios enfoques diferentes para problemas de vuelo de aeronaves algo comunes.

Primeras alas voladoras de EE. UU.

Los ingenieros estadounidenses durante la Depresión comenzaron a experimentar con los aviones sin cola.

Vincent J. Burnelli desarrolló el monoplano CB-16 en 1928 y se produjeron hasta la década de 1940.



Monoplano CB-16 de Burnelli. Imagen: Wikipedia

Similar al monoplano de Burnelli, el Flying Wing de 1929 de Jack Northrop fue enviado al cielo sobre el desierto de Mojave, California.

El avión fue diseñado por Northrop y WK Jay a fines de 1929, y las pruebas fueron realizadas por Avion Corporation.

Anthony Stadlman se unió a la Asociación de Fabricación de Aeronaves de Lougheed en 1918 y trabajó con Northrop para desarrollar el fuselaje monocasco, que se utilizó con éxito en el Lockheed Vega.

En agosto de 1929, Stadlamn ideó el concepto del avión de carga y pasajeros con alas volantes, y fue considerado un diseñador revolucionario.

Albert Merrill desarrolló su primer biplano de ala móvil en 1926, pero enfrentó dificultades financieras.

Charles F. Rocheville y Clare K. Vance tenían como objetivo desarrollar un avión con excelente alcance, resistencia y carga útil.

Desarrollaron el ala voladora Emsco B-8 de 1930.

doctor A CL Synder se le ocurrieron tres variaciones del planeador motorizado Arup S-1 con forma de disco básico, que realizó cientos de vuelos a mediados de la década de 1930.

En 1932, Waldo D. Waterman de California desarrolló el primer monoplano exitoso.



Waldo D. Waterman desarrolló el primer monoplano exitoso.
Imagen:
Flickr

El prototipo de 1932 se llamó "Whatsit" y condujo al "Arrowplane" de 1935 que fue diseñado para la competencia de aviones de seguridad del Departamento de Comercio de EE. UU.

Hacia el bombardero Northrop

El camino hacia el desarrollo del bombardero XB-35 incluyó cuatro N-9M.

El N-9M-1 tuvo su primer vuelo el 27 de diciembre de 1942 y se realizaron 45 vuelos más durante los siguientes cinco meses.



Aviones N-9M.
Imagen:
Wikimedia Commons

Se recopilaron pocos datos y la aeronave se estrelló después de 22,5 horas de tiempo total de vuelo.

El piloto murió y se determinó que la aeronave tenía características de giro peligrosas.

Un mes después, el N-9M-2 despegaba el 24 de junio de 1943.

Se recopilaron datos importantes durante las 23 horas de vuelo que tuvieron lugar en abril de 1944.

El siguiente modelo fue el N-9MA y contenía casi todas las características de diseño que terminaron en el XB-35.

El avión tenía un excelente manejo en tierra, capacidad de respuesta y control.

El programa de prueba para el N-9MA se completó en octubre de 1944 y el avión se utilizó para entrenar pilotos en el Ejército.

Durante el mismo tiempo, el N-9MB estaba casi terminado.

Probó los sistemas mejorados y luego se incorporó al XB-35, e incluía espacio para un pasajero.



Bombardero XB-35.
Imagen:
Wikimedia Commons

El N-9MB tenía motores más potentes de 300 hp y sus pruebas de vuelo produjeron datos importantes que ayudaron directamente a diseñar el programa del bombardero.

En julio de 1947, el XB-35 realizó su vuelo inicial.

Alas voladoras japonesas

Japón no estaba tan enfocado en desarrollar aviones durante la Segunda Guerra Mundial como otras potencias, pero tenían los diseños de planeadores de Kayaba Works y Mitsubishi.

Los militares japoneses patrocinaron los Kayaba Gliders, que se desarrollaron como aviones sin cola.

El ejército se interesó después de que el Dr. Hidemasa Kimura diseñó el HK-1.

doctor Kimura luego desarrolló el KU-2 en los años de la posguerra.

Se desarrolló un modelo de un solo asiento con el diseñador jefe de Kayaba, Shigeki Naito, y realizó 270 vuelos en total entre octubre de 1940 y mayo de 1941.

El KU-3, una versión más avanzada del KU-2, fue creado en 1941 por el Dr. Kimura y el diseñador Joji Washimi.

El KU-3 no tenía superficies de control verticales y era un avión experimental de dos plazas.

El siguiente paso para el Dr. Kimura era el poderoso KU-4, pero el ejército japonés decidió no aceptar el proyecto.

No fue hasta 1944 que se reanudó cualquier desarrollo serio de aviones sin cola.



Versión de planeador MXY-8. Imagen: Wikimedia Commons

En respuesta a las Súper fortalezas estadounidenses B-29, Japón desarrolló el J8MI Shusui para la Armada japonesa, el Ki-200 para el Ejército y la versión de planeador MXY-8.

El primer vuelo del J8MI tuvo lugar el 7 de julio de 1945, pero el piloto murió en un accidente debido a una falla en el motor.

No se realizaron más vuelos antes del final de la guerra.

Alas voladoras europeas entre guerras

Rene Arnoux de Francia comenzó a experimentar nuevamente a principios de la década de 1920 y desarrolló el corredor sin cola Simplex-Arnoux.

Antes de que el avión participara en la carrera Coupe Deutsch de 1922, se estrelló en un intento de aterrizaje.



Corredor sin cola Simplex-Arnoux.
Imagen:
Wikimedia Commons

Alexander Soldenhoff desarrolló el AI en 1927, un avión de ala en flecha de un solo asiento que producía un motor Bristol Cherub de 32 hp.

Cuando se desarrolló el modelo A5, tenía un engranaje de triciclo y discos distintivos en las puntas de las alas.

El profesor GTR Hill creó un planeador sin cola que no se estanca en 1924.

El avión, llamado Pterodactyl, pasó por cinco modelos diferentes producidos por Westland Aircraft Works.



Westland Aircraft Works Pterodactyl.
Imagen:
Wikipedia

El Pterodactyl Mk. Al IV se le atribuye ser el primer avión sin cola en girar, rodar y girar.

Charles Fauvel de Francia fue extremadamente influyente en el desarrollo de aviones sin cola.

Durante la década de 1930, produjo varios modelos, incluidos AV2, AV3 y AV10.

Los hermanos Horten desarrollaron su avión, incluidos los tres planeadores Horten, en los años anteriores a la guerra y se convirtieron en los principales innovadores en los diseños de alas voladoras.

Lippisch desarrolló el ala delta, que se convirtió en parte del diseño de aviones modernos.

Hill, Lippisch y Hortens fueron algunos de los pioneros de los aviones sin cola en Europa durante las décadas de 1920 y 1930.


Los bombarderos de Northrop

El programa de bombarderos, llamado Proyecto MX-140, comenzó oficialmente el 22 de noviembre de 1941.

El XB-35 sería mucho más grande que el B-17 Flying Fortress, con su área alar y peso bruto casi tres veces mayor.



Bombardero Northrop XB-35.
Imagen:
Flickr

Después del contrato inicial de un avión XB-35, Northrop recibió un pedido de uno adicional como respaldo en enero de 1942.

Más adelante en el año, se contrataron 13 modelos de prueba de servicio para ser designados YB-35.

El 16 de mayo de 1946, el XB-35 se movió por primera vez por sus propios medios.

El vuelo inicial estaba fijado para el 25 de junio de 1946 y duró 44 minutos.

El primer XB-35 voló durante 1947, pero tuvo problemas con los trenes de aterrizaje, y el segundo voló un año después con las mismas dificultades.

El primer vuelo del YB-49 tuvo lugar el 21 de octubre de 1947 y duró 34 minutos sin incidentes.



Northrop YB-49. Imagen: Fuerza Aérea de EE. UU.

El segundo YB-49 se estrelló y fue destruido el 5 de junio de 1948 debido a la falla de los paneles exteriores del ala.

Northrop pasó a desarrollar versiones de reconocimiento del B-49 y crearon el XT-37 Turbodyne.

La serie B-35 terminó teniendo muchas dificultades, el B-48 tuvo problemas con la estabilidad direccional marginal que afectó sus habilidades de bombardeo, y el YRB-49A fue superado, siendo eliminado del inventario de la Fuerza Aérea en 1954.

Horten X

El Horton X tenía un ala voladora en forma de flecha, y la eventual versión motorizada consistía en un motor de empuje Argus AS 10C.

El Horten XI, construido en Hersfeld, era un planeador acrobático con una envergadura de 8 metros.

El H XII tenía un motor de 100 hp y sus dos asientos estaban uno al lado del otro.

El Horten XIII fue desarrollado como parte de su programa de barrido alto.

El tiempo de vuelo acumulado fue de unas 10 horas, el control fue satisfactorio, pero todavía un poco lento.



Horten XVIII.
Imagen:
Wikimedia Commons

El Horten XIV era un planeador deportivo que se adhirió a la especificación de los Juegos Olímpicos de 1939.

Fue construido para facilitar la producción y la artesanía era simple.

La Parábola de Horten fue un proyecto compulsivo, pero eso la llevó a ser incómoda debido a sus curvas.

El planeador sufrió daños durante el transporte y nunca despegó.

Un comité dirigido por el profesor Bock en 1945 deliberó sobre el diseño de un bombardero de 4 motores a reacción y se decidió por el avión de Horten.

Tenía la misma velocidad máxima que los demás, junto con más alcance y menos velocidad de aterrizaje.

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