Alas voladoras alemanas durante la Segunda Guerra Mundial
por E.T. Wooldridge |
Century of Flight
Con el estallido de la Segunda Guerra Mundial en 1939, las perspectivas para el desarrollo del ala volante mejoraron enormemente. En ambos lados del Atlántico, los gobiernos estaban más que dispuestos a apostar fondos y mano de obra en la búsqueda de la combinación correcta de armas y aviones que pudiera significar la diferencia entre la victoria y la derrota en la guerra aérea que se avecina. La mayoría de los gobiernos que estaban en guerra dieron algunos pasos tentativos en dirección a los cazas sin cola, pero solo un avión del tipo, el Messerschmitt Me 163, fue usado en combate. En los Estados Unidos, solo Jack Northrop trabajó enérgicamente para construir un ala voladora, pero no fue hasta un año después de la guerra cuando el primero de su gigantesco avión realizó su primer vuelo. En Alemania, a pesar de las exigencias de la guerra, los Hortens continuaron creando una serie de imaginativos diseños de alas voladoras que culminaron en el primer ala voladora con turborreactor del mundo. Lippisch diseñó Me 163 se convirtió en el primer caza sin cola operativo del mundo.
Después de su éxito con la serie Ho III anterior a la guerra, los Hortens diseñaron y construyeron el primer modelo patrocinado oficialmente por el gobierno alemán. En el Ho IV de 1941, los hermanos Horten duplicaron la relación de aspecto del Ho III a alrededor de 22: 1. El parapente presentaba una sección interior de tubo de acero cubierto de madera contrachapada que contenía la cabina, en la que el piloto asumió una posición semiprisa para reducir la resistencia tanto como fuera posible. Esta posición de "mantis religiosa", en la cual la parte superior del cuerpo del piloto estaba inclinada horizontalmente 30 grados, fue descansada en vuelos de prueba largos, uno de los cuales excedió las nueve horas. Las alas eran de madera con una cubierta de tela, excepto por los seis pies exteriores, que eran de aluminio. Usando un tipo de tren de aterrizaje de deslizamiento retráctil, el Ho IV despegó en una rueda unida a un patín de madera. Después del despegue, la rueda cayó automáticamente cuando la plataforma se retrajo. No había superficies verticales en el ala, y se empleó un complejo sistema de control, que consistía en frenos de inmersión que se movían en ángulo recto con respecto a la superficie del ala, arrastraban los timones y tres elevones a lo largo de cada borde posterior.
Una variante de este avión fue el Ho IVB, que incorporó un perfil aerodinámico de flujo laminar con un borde delantero de plástico. La sección del perfil aerodinámico se basó en los datos obtenidos de las pruebas del túnel de viento de un caza Mustang P-51 capturado. Desafortunadamente, el Ho NB sufrió malas características de estancamiento y finalmente se estrelló después de un giro, matando al piloto. No obstante, el Ho IV básico, desarrollado para el vuelo a distancia, alcanzó un nivel de rendimiento muy alto, después de haber sido probado en extensas pruebas de vuelo por un total de más de 1000 horas.
Dispuestos de izquierda a derecha son modelos de cuatro diseños significativos de Horten: el Ho II y el Ho III anteriores a la guerra, el Ho IV de 1941 y el Ho V de 1942 de un solo asiento.
El Ho V, construido en 1937, fue el primero de la nave Horten diseñado desde el principio como un avión con motor y fue el primer ala de Horten de suficiente tamaño y capacidad para demostrar el valor comercial o militar de este tipo. El Ho V de 1937 tenía dos cockpits uno al lado del otro y estaba propulsado por dos motores Hirth HM 60R 80 hp. Esta versión fue reconstruida en 1942 como una sola agua y fue ampliamente probada en vuelo en 1943. La Ho V, que en muchos aspectos se parecía a las alas voladoras N-1M y N-9M de Jack Northrop del mismo período, tenía un sistema de control simple con dos superficies móviles en cada borde posterior, aletas de aterrizaje debajo de la sección central y alerones en las puntas del ala.
Una segunda versión del Ho V se construyó en gran parte de plástico utilizando un considerable material sándwich. Se usaron láminas de plástico para revestir las alas y las telas de las costillas, laminados de plástico para los brazos y largueros del mástil principal y madera para los brazos de costillas. En su primer vuelo, este avión se dañó gravemente en un aterrizaje brusco hecho con vientos fuertes. Se propuso una tercera versión del Ho V, un planeador, pero nunca se construyó.
Aún más poco convencional que la mayoría de los diseños de Horten, el Horten Parabola tenía forma de cuarto de luna con dos parábolas que se juntaban en las puntas de las alas. El ala era relativamente gruesa en el centro, y los paneles exteriores se estrechaban hasta las puntas sin diedro. Solo uno de este modelo fue construido, y fue destruido intencionalmente después de que la humedad deformara la estructura muy liviana.
El Ho VI que siguió tenía la alta relación de aspecto del Ho IV, pero tenía una envergadura de algo más de 78 pies, 13 pies más que el del Ho IV. Con una relación de aspecto de 32.4: 1, el parapente se construyó estrictamente para investigación y no se consideró práctico para la propiedad privada. Según Walter Horten, el Ho VI se comportó muy bien en las pruebas, aunque era demasiado avanzado para una práctica de vuelo normal y exigía gran habilidad del piloto.
Mostrado en el suelo, el Ho VI era un planeador de investigación con una relación de aspecto extremadamente alta de 32.4: 1. Construido de madera y metal, el avión fue considerado por Walter Horten como el velero de mayor rendimiento de su época.
El avión parecido a un pájaro navega drásticamente sobre el campo alemán.
Se construyeron dos modelos del Ho VI, uno de los cuales fue destruido. El otro fue capturado por los Aliados y finalmente entregado al Instituto Aeronáutico de Northrop en los Estados Unidos para su estudio y evaluación.
Un sucesor más poderoso del Ho V de dos motores fue el Ho VII, que estaba equipado con dos motores Argus AS IOC de 240 hp. El control direccional de la aeronave se realizó con barras de arrastre de madera, montadas en rodillos detrás y paralelas a la punta del larguero. Moviendo los pedales del timón se movió una de las barras fuera de la punta del ala para causar arrastre, un concepto que resultó insatisfactorio en el vuelo. El Ho VII, diseñado para familiarizar a los pilotos de la Luftwaffe con las características de vuelo de las alas voladoras, fue considerado por Walter Horten como el avión más exitoso de los hermanos. Reimar Horten cuenta la siguiente anécdota sobre el rendimiento de un solo motor del Ho VII:
Inicialmente construido como un biplaza, el Ho V fue reconstruido alrededor de 1942 como un solo asiento. Dos superficies de control móviles estaban en cada borde posterior con aletas de aterrizaje debajo de la sección central
Ho Vb
Ho Vc
Goring quería una demostración del rendimiento de un solo motor del Ho VII. Heinz Scheidhauer voló a Oranienburg (Berlín) e hizo varios pases bajos frente al Reichsmarshal. La temperatura del día fue de 14 grados F y Scheidhauer no pudo reiniciar el motor muerto con el arrancador de aire comprimido después de la demostración. Al prepararse para aterrizar en un solo motor, descubrió que el tren de aterrizaje no se cerraría, ya que la bomba hidráulica se instaló en el motor muerto. Con el engranaje medio extendido hizo un solo motor, luego descubrió que el sistema de extensión de engranajes de aire comprimido de emergencia tampoco funcionaba, ya que el suministro de aire se había agotado en los intentos fallidos de arranque del motor. El Ho VII terminó en su vientre en el rellano.
Ho V11 en construcción final
El Dr. Walter Horten consideró este Ho VII con dos motores Argus de 240 caballos de fuerza como el arte más exitoso de los hermanos Horten. Se usaría para familiarizar a los pilotos con las características de los aviones sin cola motorizados. Solo uno fue completado y la prueba se realizó alrededor de marzo de 1945.
El Dr. Horten agrega: "Es una pena. Le quedaba una hora de combustible, y podría haber volado por un tiempo, y cargar su botella de aire con el motor en funcionamiento". Pero Goring estaba satisfecho. En marzo de 1945, se completó un Ho VII y se sometieron a pruebas, otro estaba a punto de concluir, y dieciocho más estaban en orden.
El más ambicioso de los proyectos de tiempo de guerra de Horten fue el mamut Ho VIII, un avión con una envergadura de 158 pies, y seis motores BMW de 600 hp que impulsan hélices de empuje. Podría acomodar a unos 60 pasajeros en la sección central del ala. Con un alcance previsto de alrededor de 3700 millas, el avión parecía estar programado para el mercado comercial de la posguerra, pero posiblemente podría haber sido utilizado como un transporte militar. La construcción no se completó al final de la guerra. Muchos años después, Reimar Horten diseñó otro transporte sin cola para el Instituto Aerotecnico Argentino. Débiles reminiscencias del difunto Ho VIII, la I.A. El 38 tenía aproximadamente dos tercios del tamaño del Ho VIII, inicialmente estaba propulsado por cuatro motores Gaucho de 450 caballos de fuerza y tenía un gran compartimento debajo de la sección central del ala que podía contener hasta seis toneladas de carga. El avión finalmente voló el 9 de diciembre de 1960, pero el desarrollo se vio obstaculizado por problemas de refrigeración del motor, y el programa finalmente se terminó.
El H XVIII iba a ser un bombardero de largo alcance de seis motores.
Con mucho, el diseño Horten más avanzado, y el primero destinado para el uso en combate, fue el caza a reacción Ho IX. Modelado según el Ho V convencional, el radical Ho IX voló por primera vez como un planeador sin motor en el verano de 1944. El avión consistía en una sección central de tubo de acero soldado y madera para los paneles exteriores con cubierta de madera contrachapada, un método de construcción básico para todas las artesanías de Horten. Reimar Horten describió la construcción:
Los trabajadores inexpertos disponibles en 1944-45 podrían capacitarse más fácilmente para trabajar con madera, siempre que el diseño se mantuviera simple y primitivo. Las barras de control y los cables estaban dentro del larguero, el combustible se mantenía en el espacio por delante y por detrás. Se utilizaron pegamento y barniz resistentes a los combustibles, y el combustible se bombeó directamente a la estructura de madera sin ningún tipo de revestimientos o vejigas. El pegamento se puede mezclar con aserrín y aplicar sobre superficies barnizadas para rellenar las imperfecciones.
La piel del ala tenía un grosor de hasta 17 mm; con una construcción más refinada, 6 mm habría sido suficiente. La construcción de madera tuvo algunos beneficios adicionales; por ejemplo, el avión era casi invisible en el radar. Los paneles de madera incluso difunden los retornos de los motores montados en la parte superior lo suficiente como para hacer que las miras de radar sean inútiles. Una segunda ventaja era el daño mínimo que causaría una estructura de 20 mm cuando explotara dentro del ala. Se haría un agujero y se dañarían algunas costillas, pero el avión aún podría volar. Una explosión similar dentro del ala de metal de un Me 109 deformaría el ala para que el avión no pudiera volar.
El Ho IX V2 en construcción en un garaje para 3 autos
El Gotha Go 229 (Ho IX) tal como apareció después de ser capturado por las fuerzas estadounidenses al final de la guerra. Los motores turbojet agotaron las superficies superiores de las alas, que estaban protegidas por placas de metal. El robusto triciclo laúd engranaje retraído en el viento, la sección central de la cual se construyó a partir de tubos de acero soldados, con la sección exterior de madera con recubrimiento de madera contrachapada. Las secciones del ala exterior faltan en esta fotografía
Las placas de acero protegieron la superficie superior del ala Ho IX del escape del motor a chorro caliente. Todo el borde posterior del ala constaba de tres superficies de control en cada lado, con las superficies exterior y central dando control lateral y longitudinal, y las superficies internas actuando principalmente como aletas de aterrizaje. El control direccional fue provisto por una aleta de freno de aire grande y una pequeña ubicada arriba y debajo del ala exterior. La aleta de freno de aire grande no funcionó hasta que la aleta más pequeña se había extendido por completo, lo que resulta en un control más suave que con los sistemas anteriores. Las características únicas de la cabina del piloto incluyen un dispositivo de escape de catapulta de asiento y una palanca de control, cuyo punto de giro podría ajustarse para aumentar la ventaja mecánica para el vuelo de alta velocidad.
El primer ala voladora con turborreactor del mundo, el Ho IX V2, está preparado para pruebas de vuelo en algún lugar de Alemania en enero de 1945.
El segundo modelo, designado Ho IX V2, se completó a fines de 1944. Equipado con dos motores de turborreactor Junkers Jumo 004B de 1890 libras, el primer ala volante con turbojet del mundo voló en enero de 1945. El famoso piloto alemán Erwing Ziller estaba en los controles. Si bien las pruebas iniciales de vuelo fueron alentadoras, la tragedia ocurrió después de solo dos horas de tiempo de vuelo acumulado. Ziller fue asesinado durante un fallido aterrizaje monomotor. Sin embargo, con el entusiasta apoyo del Reichsmarshal Hermann Goring, Gothaer Waggonfabrik A.G hizo los preparativos para la producción masiva del avión. Por consiguiente, el tercer prototipo fue designado Go 229 (Ho IX V3) y fue construido en la fábrica de Gotha. El avión se completó prácticamente cuando los talleres fueron invadidos por las fuerzas aliadas, lo que puso fin a cualquier desarrollo posterior de la serie. El Go 229 completo fue finalmente enviado al Museo Nacional del Aire y el Espacio en los Estados Unidos y finalmente será restaurado. Varias otras alas de Horten estaban en construcción cuando la guerra tocaba a su fin, pero ninguna alcanzó las etapas de vuelo.
Los hermanos Horten lograron logros técnicos a través de la iniciativa, la imaginación y la tenacidad. Aunque ninguno de sus diseños se usó en combate, su contribución al creciente conocimiento sobre las complejidades del diseño del ala volante fue considerable, y deben clasificarse con los principales pioneros en el campo.
Como los Hortens, Alexander Lippisch pasó la guerra investigando las aplicaciones militares para aviones sin cola. Si bien los diseños de Horten no se produjeron en cantidad suficiente como para tener un impacto significativo y duradero, uno de los diseños de Lippisch fue el avión más sorprendente y revolucionario de la Segunda Guerra Mundial.
El DFS 194 fue construido en 1937. Lippisch realizó pruebas en tierra con un motor cohete Walter instalado en 1940, seguido por el primer vuelo propulsado por cohete en agosto de ese año. Finalmente, evolucionó el primer caza con cohetes del mundo, el Me 163A, derivado directamente del Lippisch Delta IVCDFS39.
Originalmente construido en 1937 como un prototipo experimental de un caza sin cola, el DFS 194 designado por Lippisch fue posteriormente modificado para la instalación de un "motor de cohete de combustible líquido". El DFS 194 fue utilizado posteriormente como banco de pruebas para el motor Walter, que volaba a velocidades de hasta 342 mph; las pruebas exitosas de vuelo llevaron a una mayor prioridad para el desarrollo del Me 163, el primer encendedor impulsado por cohetes del mundo.
Una notable acumulación de diseños altamente imaginativos continuó saliendo del departamento "L" de Lippisch en Messerschmitt durante los primeros años de la Segunda Guerra Mundial. Los luchadores, los bombarderos y los entrenadores, todos sin cola, venían equipados con motores de pistón, turborreactores o motores de cohetes, o combinaciones de los mismos. Algunos llegaron a la etapa de modelo o maqueta, pero ninguno, aparte del Me 163A o sus derivados, alguna vez llegó a la prueba de vuelo.
El trabajo de Alexander Lippisch con aviones sin cola durante la década de 1930 condujo directamente al luchador operacional más revolucionario de la Segunda Guerra Mundial, el Messerschmitt Me 163 Komet. Aquí se muestra uno de los prototipos de la serie B, el Me 163BV2, que realizó su primer vuelo con cohete el 24 de junio de 1943.
En mayo de 1943, Lippisch se convirtió en Director de Luftfahrtforschungsanstalt Wien (LFW, Instituto de Investigación Aeronáutica, Viena) donde comenzó a investigar sobre el desarrollo de aviones supersónicos. Esfuerzos centrados en el uso del motor ramjet como unidad de propulsión. El Proyecto P 12 se llevó a cabo en las circunstancias más difíciles, con el bombardeo aliado como una amenaza constante. La escasez de materiales estratégicos y el personal de ingeniería capacitado obstaculizaron la progresión ordenada de los programas de investigación. No obstante, el P12 y el P13 alcanzaron la etapa de modelo, con pruebas en túnel de viento y vuelo libre que muestran suficiente promesa para garantizar la construcción de un avión tripulado propulsado por un estatorreactor.
El Proyecto P12, que se muestra en forma de modelo, iba a ser un avión experimental equipado con un motor ramjet. Dado que los motores ramjet no producen empuje a velocidad cero, la aeronave tendría que acelerarse a velocidad de vuelo ya sea mediante una disposición "a cuestas" o un despegue asistido por cohete.
Con el final de la guerra inminente, el proyecto solo había alcanzado la etapa de planeador tripulado. Se construyó un modelo de planeador de tamaño completo del interceptor P13 ramjet para investigar las características de baja velocidad del avión. Designado DM-1, el planeador no había terminado al final de la guerra. Sin embargo, a instancias del Dr. Theodore yon Karman, se completó la construcción del DM-1 y se envió a los Estados Unidos para su prueba.
El Lippisch WI-1 se construyó como un planeador para probar las cualidades de vuelo de baja velocidad de un interceptor con motor Ramjet. Las pruebas del túnel de viento se llevaron a cabo en los Estados Unidos después de la guerra, pero el avión nunca fue probado en vuelo.
El DM-1 fue probado en el Comité Nacional Asesor de Aeronáutica (NACA) Langley túnel de viento a gran escala en 1946. Se probaron ocho configuraciones diferentes del modelo, con modificaciones de los bordes de ataque de las alas, los estabilizadores verticales y horizontales, y el controle las superficies hechas para determinar las características de sustentación, arrastre y estabilidad. Las pruebas iniciales fueron decepcionantes; el coeficiente de sustentación era bajo, la resistencia aerodinámica era alta, la estabilidad direccional no era satisfactoria y la embarcación se consideraba insegura para las pruebas de vuelo. En el análisis final, sin embargo, después de las modificaciones adecuadas, los resultados indicaron que los aviones de ala delta con un barrido de 60 grados y bordes delanteros afilados podrían diseñarse para tener características de estabilidad aceptables a velocidades subcríticas.
El DM-1 fue el último esfuerzo tangible de Lippisch por una causa moribunda. En 1946 se mudó a los Estados Unidos, donde después de algunos años de servicio al gobierno, se unió a Collins Radio Company como experto en problemas aeronáuticos especiales. En 1966, fundó Lippisch Research Corporation y descubrió el X-113A Aerofoil Boat.
Alexander Lippisch murió en 1976. No tenía una compañía de aviones que llevara su nombre, solo uno de sus diseños fue producido en cantidad, e incluso no llevaba su nombre. Pero sus experimentos allanaron el camino, para los miles de aviones que llevan la marca distintiva de Lippisch que han fluido rutinariamente en el régimen de alta velocidad originalmente explorado por Lippisch.
Una discusión general de los diseños alemanes para aviones sin cola y alas voladoras debe incluir una breve descripción de algunos diseños que aún estaban en boceto al final de la Segunda Guerra Mundial Alentados por los éxitos de la serie Horten y la espectacular actuación del Lippisch inspirado Me 163 Komet, los diseñadores alemanes produjeron una serie de diseños futuristas en los últimos días caóticos de la guerra. Si la vieja máxima que dice que si un avión se ve bien, volará bien es cierto, entonces muy pocos de esos diseños no convencionales se habrían levantado de la pista. Entre las muchas combinaciones improbables de sweepback, barrido hacia adelante, barrido variable, arreglos asimétricos, aletas ventral y dorsal, y colas de mariposa, aparecieron algunas configuraciones aparentemente prácticas, algunas con características que aparecerían en los diseños de posguerra de otros países.
En la última parte de 1944, el alto mando de la Luftwaffe emitió un requisito urgente para un caza a reacción de un solo motor mejorado con un rendimiento igual o superior al del Messerschmitt Me 262 bimotor. Las especificaciones requerían que el nuevo caza estuviera alimentado por un solo turbojet Heinkel / Hirth 109-011A, tiene una velocidad de vuelo nivelada de 621 mph a 23,000 pies, un techo de servicio de 46,000 pies, y se arma con cuatro cañones MK 108 de 30 mm.
Entre las propuestas más plausibles presentadas en respuesta al requisito de la Luftwaffe estaba el Messerschmitt P.1111, un caza sin cola de madera y metal que se asemejaba a un Me 163. Mecánico impulsado por el propulsor Heinkel-Hirth 109A-O11A de 2866 libras, el avión presentaba controles montados en ala que constaban de elevones, aletas divididas interiores y tablillas de borde de ataque fuera de borda, y teóricamente era capaz de velocidades de más de 600 mph.
Los aerodinamistas alemanes mostraron una preocupación por los aviones sin cola durante los días finales de la Segunda Guerra Mundial. Representante de los puntajes de los diseños futuristas fue Messerschmitt P 111, un caza a reacción bastante realista en la categoría de 600 mph.
La respuesta de Heinkel a la solicitud de propuestas estaba un paso o dos más lejos de la dirección convencional de las presentaciones de Messerschmitt. La Heinkel P.1078 se proyectó originalmente en tres versiones designadas P.1078C, B y C. La P.1078C, la versión preferida, era una aeronave sin cola propulsada por un jet con la cabina situada sobre la única toma de aire, con un cañón localizado a cada lado de la cabina. Las puntas de las alas caían como las de Northrop N-1M.
Otros diseños de Heinkel del período 1944-1945 incluyeron el P.1079, un caza nocturno de dos asientos con dos motores turborreactores instalados, y el P.1080, un caza sin cola de un solo lugar, construido alrededor de dos reactores con una capacidad estimada de 3440 libras de empuje a 621 mph. El empuje de despegue fue proporcionado por cuatro cohetes de combustible sólido.
En la misma clase con los diseños Messerschmitt y Heinkel, pero un poco más exóticos, fueron los Blohm y Voss P.212 y los Junkers EF 128.
