viernes, 14 de junio de 2013

Filosofia del Alcance Maximo, El Tanque Auxiliar


NECESIDAD TECNICA

En los treintas se enfrento seriamente,  por primera vez un problema peliagudo, ¿como hacer que un avion tenga mas alcance?.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La primera respuesta provino de Charles Lindberg, que lleno su "Espiritu de San Luis" de tanques de combustible, convirtiendolo practicamente en un tanque de combustible con alas, su objetivo  cruzar el Atlantico, pero su solucion no servia en otros campos de la aviacion, porque su carga util era de cero. Una solucion mas practica desarrollada independientemente por Boeing, Junkers y Savoia Marchetti, fue hacer aviones mas grandes, mas resistentes, y con tanques de combustible en cada espacio disponible del ala, dejando el fuselaje para sus otras funciones, transportar pasajeros, carga o bombas.

El inicio de la Segunda Guerra Mundial llevo a replantearse las necesidades, si, seguimos queriendo mas alcance, pero los tanques deben de resistir los rigores del combate, ademas, los aviones deben de mejorar sus prestaciones militares, velocidad, manibrabilidad, techo, autonomia, carga util, avionica, y todo lo que se les pueda ocurrir, (aunque claro, no todo funciona).

En particular, los tanques tenian un par de problemas, si aumentaban de tamaño, se hacia a cambio de quitarle espacio al armamento y al blindaje, y el otro era que eran muy delicados antes las municiones enemigas, bastaba una rafaga bien colocada como para volver un flamante avion en una bonita antorcha.

Lo primero se soluciono desarrollando el tanque autoobturable, una idea genial como casi todas las que definen la historia de la Ingenieria, que por definicion significa crear ideas, exactamente igual que la Filosofia, pero con matematicas y maquinas, en vez de con sueños. En cambio la segunda fue simplemente genial y se sigue desarrollando en la actualidad, el tanque auxiliar de combustible.

Esta ultima idea tardo mas en gestarse, la primera solucion fue hacer mas grandes los aviones, pero enmedio de la guerra y con lineas de produccion saturadas y unidades de combate devorando la produccion, de tal forma que apenas y alcanza esta a cubrir las bajas, la idea de eliminar la produccion para crear una nueva generacion de aviones que aun ni siquiera se han desarrollado, era absurda, hacia falta algo urgente y facil de fabricar, que no requiriera de hacer modificaciones drasticas a los aviones ya en servicio.

Y el primer tanque de combustible surgio, los Spitfire Mk V trop que serian enviados a Malta recibieron un nuevo tanque en medio del tren de aterrizaje, atornillado al  fuselaje y conectado directamente al motor, hecho de tal forma que se ajustara tanto como fuese posible a la forma aerodinamica del Spitfire, de esta forma se aumentaba su alcance, aunque se reducian sus otras prestaciones, una vez en Malta, los mecanicos retirarian los voluminosos tanques y los cazas recuperarian sus magnificas prestaciones, la teoria era robusta, la consecucion fue peligrosa, pero la realidad siempre depara un destino incierto, los aviones, menos uno, llegaron perfectamente a la isla, pero los alemanes, pendientes del radar, organizaron un ataque aereo a las pistas de Malta, para que coinicidiera con la llegada de los nuevos aviones, destruyendolos practicamente todos en tierra.

Uno de los mas grandes atributos britanicos es la tenacidad, (mas conocida en Mexico como terquedad), y lo volvieron a intentar, pero en esta ocasion hicieron despegar a los cazas de la defensa de la isla para proteger a los aviones recien llegados en el momento mas delicado.

Pero la terquedad va mas alla, la idea de que un tanque no obstaculizara el rendimiento de un caza, seguia atormentando a los diseñadores, apareciendo la idea del tanque externo desechable, una tanque externo era magnifico desde donde se le viese, el avion casi no resultaba afectado en sus prestaciones de vuelo normales, camino al combate, y en cuanto se encontraba con el enemigo, soltaba sus tanques y se volvia tan eficiente como lo soño su diseñador. (de esa era proviene la frase que todo piloto de caza conoce tan bien y que se ha vuelto casi la orden de combate: ¡largar tanques!).


Tanque Auxiliar externo
El diseño del tanque de combustible lanzable se vuelve ese momento, parte de la Historia de la Ingenieria, que se platicara en otro lugar, y de la que solo mencionare que tenia que respetar las maximas caracteristicas tecnicas del aparato y seguir las leyes de la aerodinamica,

CONTINUARA...

Autor: Sergio Tellez

Filosofia del Alcance Maximo 2


Esta primera solucion, el Tanque de Combustible Auxiliar desechable, era ideal, para los aviones de caza, pero los bombarderos, no van a luchar contra otros aviones, van a bombardear blancos y en ese trabajo no parecia muy util lanzar tanques auxiliares, en el caso de los bombarderos se siguio el camino de disminuir su carga para hacerlos llegar mas lejos (los Swordfish de Taranto, para dar un ejemplo) y recurrir a los bombarderos de defensa hemisferica norteamericana como el B-17 y el B-24, adaptados al bombardeo estrategico, en lo que se conseguian, primero mas bombarderos, y despues mas grandes, como el Lancaster o el Halifax y finalmente el gigantesco B-29, con mucho mas alcance (aqui hay que hacer notar, que ni los alemanes, los italianos o los japoneses pudieron resolver ese problema tecnologico).

Pero hay veces que mucho no es suficiente, en 1944 solo habia un territorio los suficientemente cerca de Japon: China, pero aun desde los aerodromos mas avanzados, solo se alcanzaba una parte de la isla y el tiempo sobre el blanco era irrisorio, Los bombarderos pesados consumen combustible a un ritmo prodigioso, el tamaño de tanques auxiliares que les permitieran tener el alcance indicado, reduciria su capacidad ofensiva en una proporcion del tipo:

R = kC / G

R es el alcance, C es el Combustible y G la Carga Util, con k la constante de proporcionalidad, que despues de los calculos iniciales y las primeras pruebas en Wright Field (el centro de desarrollo tecnologico de la entonces USAAF), resulto de tal tamaño, que lo unico que prodrian tirar sobre los japoneses serian escupitajos, era obvio que por ahi no iba el camino, asi que se desarrollaron mas ideas, una de ellas fue el Cornellius XFG-1, un planeador complatamente cargado de combustible, que seria arrastrado por cada B-29, y del que se abasteceria de combustible por medio de una manguera, el otro fue la idea de crear una estacion de combustible con alas, que pudisese abastecer a la flota a medio vuelo, y si bien se pensaron algunas cosas mas (dirigibles de helio con depositos de combustible, globos con conexion a depositos terrestres, portaaviones aereos y quien sabe cuantos conceptos mas), la verdad es que no se encontro una solucion tecnica al problema, y fue por ello que los Marines tuvieron que pelear las sangrientas batallas de Okinawa e Iwo Jima, si a alguien se le hubiese ocurrido la idea del reabastecimiento aereo desde un avion cisterna por una sonda, esas batallas no hubiesen sido tan necesaria y menos sangre se hubiese derramado.

El tanque auxiliar remolcable, se abandono su desarrollo
Pero la idea del avion tanque no aparecio sino hasta despues de la guerra, y el KB-29 dio origen a la tecnologia del Abastecimiento Aereo Estrategico de Combustible, que sigue siendo la solucion para los grandes bombarderos de hasta nuestros dias.

La Ingenieria no se detiene, si bien la idea del tanque auxiliar duro mucho tiempo, nunca fue totalmente satisfactoria, afecta el poder de carga de los aviones pequeños, aun el mejor fabricado y mas aerodinamico tanque, crea un feo fenomeno de resistencia al aire y evita que se pueda usar al maximo la capacidad ofensiva de un aparato, cada litro de combustible extra sigue siendo menos kilos de bombas transportadas. Los norteamericanos en Vietnam decidieron usar los aviones de abastecimiento aereo para los pequeños cazabombarderos tambien, y asi vemos F-100 o A-4 con sondas especiales de combustible, esta tecnologia es una buena solucion si se domina el cielo, pero en uno que no esta en nuestras manos como lo era el cielo europeo de los 50s al final de la Guerra Fria, un KC-135 no hubiese durado ni una hora ante la masa de cazas rusos.

Habia que encontrar otra solucion, y esta vino con la introduccion del tanque conformal, ya no es un tanque aerodinamico colgado de las alas, sino un engrosamiento del fuselaje del aparato, el fuselaje que antes solo habia sido carga inutil en los cazas, se volvio parte de la sustentacion en los cazas de la generacion Teens (adolescentes en ingles, y se refiere al F-15, F-16 y F-18), con sus anchos fuselajes se podia aumentar la superficie de sustentacion, y ya que hablamos de aumentar areas, porque no aumentar unos 20 centimetros con un tanque de combustible diseñado para que se una perfectamente a las lineas del fuselaje, no aumente mucha resistencia al aire y que en cambio aumente la L (S en otras ecuaciones) del avion. 

El ultimo grito de la modael tanque conformal
Y aqui acaba la primera historia de la Filosofia de Diseño del Alcance de un avion militar, pronto agregare la de los aviones comerciales, que siguieron otro camino, y la de el desarrollo de tecnologia de materiales, que basicamente es otra forma de pelar al mismo gato de AUMENTAR EL ALCANCE.