2 de octubre de 2023

DOUGLAS XB-42 MIXMASTER – ¿BUENAS VIBRACIONES?

 

 


En tiempos de guerra, la innovación genuina es sorprendentemente rara. Y este fue el caso del XB-42. En lugar de crear algo completamente nuevo, es menos riesgoso, más rápido y utiliza menos recursos sólo para crear una versión más grande, mejor o más rápida de lo que ya tiene.

 

De vez en cuando, a un diseñador talentoso se le permitirá sentarse frente a una hoja de papel en blanco, olvidar lo que sucedió antes y dejar volar su imaginación.

 

Comienzo

 

A Edward F. Burton, jefe de ingeniería de Douglas Aircraft Company, se le encomendó un encargo sencillo pero desalentador: diseñar un bombardero táctico bimotor capaz de alcanzar 650 km/h y transportar una carga de bombas de 900 kg en un alcance de 3.200 kilómetros.

 

Para poner esto en contexto, el Douglas A-20G Havoc, entonces en producción a gran escala, podría alcanzar una velocidad máxima de 317 mph con un alcance de menos de 1.000 millas con una carga de bombas de 4.000 libras.

 

Incluso el británico de Havilland DH.98 Mosquito, venerado como uno de los bombarderos ligeros más rápidos de la Segunda Guerra Mundial, apenas podía alcanzar 640 km/h y tenía un alcance de menos de 2.100 kilómetros con una carga de bomba de hasta 1.800 kg.

 

Los equipos le pusieron cariñosamente al Mosquito el sobrenombre de Maravilla de Madera debido a su excelente desempeño.

 

Para cumplir con el encargo, estaba claro que se necesitaría un diseño radical. La velocidad máxima prevista requeriría mucha potencia. Casi todos los demás aviones militares y civiles multimotor de la época utilizaban motores montados en cápsulas dentro o debajo de las alas.

 

Pero las cápsulas del motor también crean resistencia. Agregar más motores da más potencia, pero también agrega resistencia. Para lograr la potencia y el alcance requeridos, Burton quería mantener las alas del nuevo diseño limpias y libres de módulos de motor que indujeran la resistencia al arrastre.

 

XB-42

 

En 1943, el avión resultante era un monoplano de ala media totalmente metálico con un fuselaje elegante y aerodinámico y alas de flujo laminar con flaps de doble ranura. Los dos motores estaban ubicados uno al lado del otro dentro del fuselaje, impulsando un par de hélices empujadoras contrarrotativas en la cola.

 

Para mantener las alas lo más delgadas posible, las ruedas principales del tren de aterrizaje del triciclo giraban 180° durante la retracción para poder alojarlas en el fuselaje.

 

El centro de la hélice era enorme para dar cabida a las palas contrarrotativas.

 

Los motores Allison V-1710 estaban ubicados cerca del centro de gravedad del avión y transfirieron potencia a través de un sistema de ejes a una caja de cambios reductora en la cola. Esto proporcionó energía a dos grandes hélices Curtiss Electric de tres palas contrarrotativas.

 

Los motores podían funcionar de forma independiente y el avión fue diseñado para poder volar con un solo motor. El aire de refrigeración y de admisión de los motores se proporcionaba a través de ranuras estrechas en el borde de ataque interior de cada ala. Los escapes pasaban por aberturas en la parte trasera de las alas y ventilaciones en la parte superior del fuselaje.

 

Para evitar daños a las hélices por impacto contra el suelo durante el despegue y el aterrizaje, la aleta ventral se extendió debajo del fuselaje y se cubrió con un parachoques neumático.

 

La tripulación de tres (piloto, copiloto y bombardero) estaba alojada en la parte delantera del morro. En el diseño inicial, el piloto y el copiloto tenían capotas de burbujas separadas y el bombardero se sentaba en la sección de morro acristalada.

 

Obviamente, salir disparado de cualquier avión puede ser muy peligroso, pero especialmente si se trata de uno que utiliza una configuración de hélice de empuje, por lo que se incluyeron cargas explosivas en la sección trasera. Estos podrían usarse para separar la caja de cambios y las hélices del fuselaje para permitir una salida segura en vuelo.

 

El diseño de la cabina era inusual para la época.

 

Armamento

 

El armamento defensivo estaba compuesto por cuatro ametralladoras calibre .50, alojadas bajo cubiertas protectoras en los bordes de salida de las alas. Una vez operadas, cada par de ametralladoras emergería de detrás de una cubierta de acción rápida y podría tener un ángulo de 35° verticalmente y 50° horizontalmente.

 

Estas armas se controlaban de forma remota desde la posición del copiloto: el asiento se podía girar 180° para mirar hacia el panel de control de armas en la parte trasera de la cabina.

 

La bahía de bombas tenía dos puertas de acción rápida y podía transportar hasta 8.000 libras de bombas, o una sola bomba de 10.000 libras si las puertas se dejaban ligeramente abiertas. La bahía también fue diseñada para ser lo suficientemente larga como para transportar dos torpedos estándar de la Marina de los EEUU si fuera necesario.

 

¿Atacante o bombardero?

 

El trabajo de diseño de este avión fue realizado de forma independiente por Douglas sin una especificación de la Fuerza Aérea del Ejército de los EEUU (USAAF). A principios de 1943, Douglas predijo con seguridad que lo que entonces se llamaba Douglas Modelo 459 tendría un alcance de más de 5.000 millas y una velocidad máxima de 470 mph.

 

En mayo de 1943, el diseño fue presentado a la USAAF para su evaluación. Quedaron tan impresionados que en junio de 1943 se hizo un pedido de dos prototipos y un único avión de prueba estático. Inicialmente, la USAAF quería que se desarrollara como un avión de ataque, con una combinación de cañones y ametralladoras en un morro sólido.

 

Por este motivo, los prototipos recibieron inicialmente la denominación USAAF XA-42. Sin embargo, esto pronto cambió y ambos prototipos se completaron como bombarderos tácticos y se les dio la designación XB-42.

 

Rendimiento de vuelo

 

Se construyó y aprobó una maqueta en septiembre de 1943 y el primer prototipo XB-42 se completó a principios de mayo de 1944. Voló por primera vez el 6 de mayo y un segundo prototipo (con motores un poco más potentes) voló por primera vez el 1 de mayo.

 

Las primeras pruebas de vuelo revelaron varios problemas con el XB-42. Lo más notable es que la aleta ventral estaba a sólo 9 pulgadas de la pista con el avión completamente cargado. Esto hacía imposible la rotación convencional: en cambio, se debía permitir que el avión ganara suficiente velocidad para despegar casi en plano. Esto requirió una carrera de despegue muy larga de más de 6.000 pies y una aproximación y aterrizaje muy cuidadosos.

 

La distancia al suelo era un problema para el XB-42, lo que dificultaba la rotación.

 

Cuando estaba en el aire, había otros problemas. La vibración de las hélices traseras era muy notoria. Esto era casi aceptable cuando el avión estaba limpio, pero con las puertas de la bahía de bombas abiertas o cuando el tren y los flaps estaban extendidos, se volvió tan severo que algunos equipos de prueba sintieron que era peligroso.

 

A velocidades más bajas, el avión tenía tendencia al balanceo holandés, una combinación muy incómoda de guiñada y balanceo no controlados. Las marquesinas de burbujas gemelas no eran populares y se consideraba que restringían la comunicación entre piloto y copiloto.

 

Sin embargo, el problema más grave fue el rendimiento, o mejor dicho, la falta del mismo. Ambos prototipos eran más pesados ​​de lo esperado, lo que redujo el rendimiento muy por debajo de lo esperado. Se descubrió que la velocidad máxima del primer prototipo era de alrededor de 600 km/h.

 

El Allison V-1710 tuvo muchas aplicaciones, incluido el P-39 Airacobra. Pero no era lo suficientemente potente para el XB-42. Crédito de la foto – Kogo

 

Eso era bueno, pero no se acercaba a lo que se esperaba y ciertamente no era lo suficientemente rápido como para hacer que el XB-42, como había afirmado Douglas, fuera tan rápido como para evitar la intercepción de la mayoría de los cazas contemporáneos.

 

Se llevaron a cabo una serie de modificaciones en el segundo prototipo para reducir el peso, incluida la instalación de hélices de palas huecas, pero se descubrió que esto empeoraba aún más el problema de las vibraciones.

 

Se aumentó el tamaño del estabilizador vertical para solucionar el problema del balanceo holandés. Esto ayudó, pero no resolvió completamente el problema. Una única marquesina convencional reemplazó a las marquesinas gemelas de burbujas. También hubo problemas de refrigeración en los motores y las entradas de aire en los bordes de ataque de las alas se hicieron más grandes, pero esto también provocó una ligera disminución de la velocidad.

 

El segundo XB-42 modificado fue entregado a la USAAF a principios de 1945 para su evaluación. Durante este tiempo, se le dio el nombre no oficial por el que sería conocido: Mixmaster.

 

Esto se debía a sus grandes hélices que parecían una licuadora. El 8 de diciembre, se utilizó para establecer un nuevo récord para un vuelo de costa a costa a través de los Estados Unidos, volando desde Long Beach en California hasta Bolling Field en Washington, DC en poco más de 5¼ horas.

 

Un comunicado de prensa de la USAAF señaló triunfalmente que esto implicaba una velocidad promedio de 433 mph. Eso sonó bien, pero lo que no se mencionó fue que el vuelo se benefició de fuertes vientos de cola en todo momento y que la velocidad real del aire era en realidad de alrededor de 600 km/h. Rápido, pero no lo suficientemente rápido como para que los otros problemas con XB-42 sean irrelevantes.

 

¿Falla?

 

Sólo ocho días después, el mismo XB-42 se perdió en un accidente de aterrizaje en Bolling Field. Durante la aproximación, el tren de aterrizaje no se extendió correctamente. Mientras intentaban solucionar este problema, la tripulación notó que uno de los motores se estaba sobrecalentando gravemente. Se apagó y el segundo motor se puso a máxima potencia.

 

Éste también empezó a sobrecalentarse y se tomó la decisión de abandonar el avión. Sólo cuando el copiloto y el bombardero se retiraron, el piloto se dio cuenta de que se había olvidado de deshacerse de la caja de cambios y las hélices.

 

Lo hizo antes de abandonar el avión. Sorprendentemente, los tres hombres sobrevivieron pero el XB-42 quedó completamente destruido.

 

Sin embargo, en ese momento, la guerra había terminado y la aviación militar ya había pasado a buscar motores a reacción para proporcionar un mayor rendimiento. El primer prototipo XB-42 se modificó con la adición de dos motores a reacción Westinghouse J30 en cápsulas debajo de las alas para convertirse en el XB-42A. Era más rápido en esta configuración, alcanzando una velocidad máxima de 480 mph.

 

Se instalaron dos motores a reacción en el XB-42 para mejorar el rendimiento.

 

Sin embargo, todavía tenía los problemas inherentes que habían afectado al original y no era tan rápido como los nuevos diseños de aviones que estaban comenzando a aparecer cuando voló por primera vez en mayo de 1947, incluido el XB-43 Jetmaster desarrollado por Douglas. No se llevaron a cabo más trabajos de desarrollo en el XB-42.

 

El último XB-42 fue dado de baja por la Fuerza Aérea de los EEUU en 1949 y presentado en el Museo Nacional del Aire y el Espacio en Washington, DC. Nunca se exhibió y desafortunadamente, en algún momento, las alas se perdieron (lo que plantea la pregunta: ¡Cómo se puede perder algo tan grande como un par de alas de un bombardero táctico!).

 

En 2010, el fuselaje fue trasladado al Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en Dayton, Ohio, donde actualmente está a la espera de ser restaurado y exhibido.

 

Douglas Aircraft no abandonó el concepto de propulsor después del XB-42. El avión de pasajeros Douglas DC-8 Skybus se basó en el diseño XB-42, con dos de los mismos motores Allison V-1710 en el fuselaje que impulsaban un par de hélices contrarrotativas en la cola.

 

Sin embargo, los posibles aumentos de rendimiento con respecto a los aviones convencionales quedaron anulados por la complejidad, el costo y los problemas de manejo asociados con esta configuración y este avión nunca pasó de la etapa de diseño. En su lugar, se eligieron el Martin 202A y el Convair 240, diseños mucho menos arriesgados.

 

El Martin 202A era un diseño más tradicional que se consideraba menos riesgoso. Crédito de la foto: Jon Proctor.

 

En 1947, Douglas produjo un único prototipo del Cloudster II, un avión ligero de cinco asientos que utilizaba la misma configuración. Sin embargo, este solo voló dos veces: los problemas de vibración que afectaban al XB-42 eran aún peores en este pequeño avión.

 

Sin embargo, lo que finalmente acabó con este diseño fue el coste: se trataba de un diseño complejo y, para ser comercialmente viable, Douglas estimó que tendría que venderse por más del doble del precio de otros aviones ligeros similares de la época.

 

El XB-42 era un diseño audaz y completamente diferente para un bombardero táctico, pero también ilustra gráficamente los riesgos inherentes a la innovación. El rendimiento que el diseño parecía ofrecer nunca se logró en la realidad y los problemas de vibración, controles descoordinados, refrigeración del motor y una carrera de despegue muy larga nunca se solucionaron satisfactoriamente.

 

La voluntad de innovar puede conducir a avances notables, pero a veces simplemente crea más problemas de los que resuelve.

 

Especificaciones técnicas

 

Tripulación:  tres (piloto, copiloto, bombardero)

Longitud:  53 pies 8 pulgadas (16,36 m)

Envergadura:  70 pies 6 pulgadas (21,49 m)

Altura:  18 pies 10 pulgadas (5,74 m)

Peso vacío:  20.888 lb (9.475 kg)

Peso máximo al despegue:  35.702 lb (16.194 kg)

Planta motriz:  2 Allison V-1710-125 V-12 refrigerado por líquido, 1.800 hp (1.300 kW) cada uno

Velocidad máxima:  410 mph (660 km/h, 360 nudos) a 23.440 pies (7,140 m)

Alcance:  1.800 mi (2.900 km, 1.600 nmi)

Techo de servicio:  29.400 pies (9.000 m)

Cañones:  6 ametralladoras de 12,7 mm (0,50 pulgadas): dos en torretas gemelas que disparan hacia atrás y dos fijas que disparan hacia adelante

Bombas:  8.000 libras (3.600 kg) en la bahía interna

 

Fuente: https://planehistoria.com