Estudiado
junto con el Convair XFY-1, el proyecto Lockheed Modelo 081-40-01 evolucionó
lentamente durante tres años, luego se lanzó en abril de 1951 cuando Lockheed
recibió el contrato de la Marina. Al igual que el dispositivo de Convair, era
un interceptor de fórmula "Tail-Sitter" de tamaño mediano diseñado
por el ingeniero Art Flock, con la ayuda de "Kelly" Johnson, padre de
los legendarios Blackbird.
El
dispositivo se diseñó en torno a una turbina Allison que debía proporcionar una
relación potencia/masa de alrededor de 1,2 a 1. Sin embargo, el Lockheed era
bastante diferente del avión de Convair en términos de fórmula aerodinámica y
nunca pudo mostrar tan buenas cualidades de VTOL como este último.
Lockheed
comenzó construyendo un modelo motorizado de su avión para estudiar los
parámetros de vuelo, particularmente en modo estacionario, en un túnel de
viento NACA. Era un modelo a escala ¼ (para poder escalar en el túnel de viento
de 40x80 de Ames) casi idéntico al XFV-1 final y propulsado por dos motores
eléctricos de 38 caballos de fuerza que impulsaban dos hélices contrarrotantes
a través de un engranaje reductor de 5:1. El modelo se controlaba a través de
un cable que salía de la cola de la aeronave. Durante las pruebas, este
dispositivo estaba sujeto por un sistema de cuerdas, todas bastante comparables
a las utilizadas para el Pogo durante sus vuelos obstruidos.
Los
resultados de estas pruebas fueron en general satisfactorios y validaron el
concepto general del XFV-1. En particular, la estabilidad de la aeronave en
vuelo estacionario fue buena y el sistema de empenaje cruciforme eficiente. Por
otro lado, controlar la aeronave con viento cruzado y durante el descenso
"hacia atrás" para aterrizar prometía ser particularmente complicado.
Lockheed
luego construyó modelos de cabina para estudiar el sistema de pivote del
asiento del piloto, luego un modelo de diseño a escala real del XFV-1.
Finalmente, tras la aprobación de la Armada, la firma se lanzó a la
construcción de dos prototipos de su primer VTOL (al que seguirá el XV-4 y más
recientemente el X-35 B). El primer prototipo se completó a principios de 1953.
Al
igual que el Convair XFY-1, el XFV-1 usaba el Allison XT-40A-6 de 5850 caballos
de fuerza que transmitía su potencia a las mismas hélices coaxiales de tres
palas que giraban en sentido contrario (Curtiss-Wright C (6L8) 65S) a través de
una caja de cambios.
Estas
hélices de 4,8 metros de diámetro y los mecanismos y reductores asociados
estaban cubiertos por una enorme bandeja de hélice que debía acomodar un radar
de disparo en la versión de producción del FV-2. Detrás del doblete de hélice,
aparecían las dos tomas de aire laterales y la cabina presurizada del piloto.
La cabina se elevó significativamente para brindar muy buena visibilidad al
piloto cuando la aeronave estaba en vuelo nivelado.
Al
igual que en el Pogo, el asiento eyectable del piloto estaba montado sobre
rótulas que permitían una inclinación de 45° para permitir una actitud
aceptable al piloto en ambos regímenes de vuelo. Debajo del fuselaje, tenía
lugar otra entrada de aire más pequeña y la tobera de salida de la turbina.
Un ala
trapezoidal con una fuerte cuerda en la raíz, similar a la del Lockheed XF-104,
fue implantada en el fuselaje en la posición media. Esta ala tenía una relación
de aspecto baja y un leve diedro. El XFV-1 no disponía de flaps de gran
sustentación, ya que la aeronave debía despegar y aterrizar verticalmente y los
alerones ocupaban todo el borde de fuga.
Los
salmones estaban ocupados por tanques de combustible con una parte frontal que
contenía la instrumentación de prueba de vuelo y que debería haber recibido el
armamento para la versión de producción. Además de los tanques en las puntas de
las alas, la aeronave tenía tanques en el fuselaje y en las alas, lo que
elevaba la capacidad de queroseno a 1920 litros. Al igual que con el XFY-1, el
armamento previsto para la versión de producción consistía en dos cañones de 20
mm o 48 cohetes de 70 mm.
El
extremo de popa del fuselaje sostenía un empenaje cruciforme con superficies
ligeramente barridas inclinadas a 45°. Estos empenajes funcionaron, ya sea en
dirección diferencial o en paralelo, como timones, elevadores y alerones.
Evidentemente, en cuanto a los Pogo, tenían una estructura muy reforzada para
recibir cuatro ruedas en los extremos y servir de tren de aterrizaje al
aparato.
Pruebas
de vuelo XFV-1
Durante
las pruebas iniciales del motor del primer XFV-1, los ingenieros descubrieron
que, incluso a máxima potencia, la aeronave no mostraba intención de elevarse.
El XT-40-A6 no era lo suficientemente potente para el dispositivo Lockheed y el
fabricante del motor tuvo que desarrollar una versión más potente. Allison
prometió entregar rápidamente una turbina YT 40-A-14 de 7.100 caballos de
fuerza equipada con hélices de palas más grandes.
A la
espera de esta versión del XT-40 lo suficientemente potente como para permitir
el despegue vertical del XFV-1, Lockheed decidió quedarse con el XT-40-A6 de
5850 caballos de fuerza y volar
el XFV-1 en modo convencional para estudiar las características
de la aeronave. El prototipo fue transportado por carretera en noviembre de
1953 a Edwards AFB, donde los ingenieros instalaron un tren de aterrizaje fijo
para permitir que la aeronave despegara y aterrizara de manera convencional.
Este tren de aterrizaje constaba de largas patas de tubo de acero, montadas
bajo el fuselaje, con ruedas de pequeño diámetro. También se colocaron rodillos
debajo de los dos empenajes inferiores para completar el tren de aterrizaje.
El
piloto de pruebas de Lockheed, Herman "Fish" Salmon, primero probaría
el turbohélice y luego realizaría pruebas en tierra. Durante una de estas
pruebas, el 23 de diciembre de 1953, Salmon empujó un poco más la turbina, el
aparato despegó espontáneamente y voló durante unos minutos a unos 6 metros de
altura y hasta 287 km/h. Tras reducir el gas, la aeronave recuperó contacto con
el suelo sin problemas a una velocidad de 130 km/h. Tiempo después, se reveló a
la prensa la existencia del aparato (17 de marzo de 1954), pero no se reveló
este primer vuelo accidental.
Luego, la aeronave permaneció en tierra durante seis meses a la espera de la primera turbina calificada para el vuelo y el primer vuelo oficial del XFV-1 no tuvo lugar hasta el 16 de junio de 1954. La aeronave despegó a 220 km/h y tomó lentamente altura. Salmon tuvo que comprobar las cualidades de vuelo de la aeronave y, en particular, determinar la velocidad de pérdida. A 96 km/h, la aeronave cayó y entró en una espiral descendente, luego Salmon tomó velocidad y la estabilizó en vuelo horizontal.
Durante
el año siguiente, el XFV-1 realizó 32 vuelos con una duración total de 23 horas
en las que Salmon probó las transiciones de vuelo horizontal a vuelo vertical y
viceversa. Todos los despegues y aterrizajes se realizaron con tren fijo y las
transiciones se realizaron a una altura cómoda. Al igual que Coleman y su Pogo,
Salmon lanzó el XFV-1 a una vela y luego pisó el acelerador cuando el avión
estaba a velocidad cero. El dispositivo se colocó así en levitación vertical y
luego Salmon probó las reacciones del dispositivo en esta posición.
Por
supuesto, con la potencia insuficiente del XT-40 A6, el XFV-1 no podía ascender
sino solo mantener la altitud o descender cada vez más rápido. Salmon tuvo que
voltearlo rápidamente para recuperar velocidad y estabilizarlo en vuelo
nivelado. En vuelo vertical, la turbina consumía mucho combustible pero la
aeronave tenía muy buena estabilidad y excelente maniobrabilidad a diferencia
del Pogo. Esta es también la única área donde el Salmon (el dispositivo había
recibido el apodo del nombre de su piloto) fue superior al Pogo.
En
vuelo horizontal, el XFV-1 estaba limitado a una velocidad de 460 km/h debido
al peso y al importante arrastre del tren de aterrizaje. Las características de
la aeronave fueron en general correctas e indican que el XFV-1 podría haber
logrado transiciones completas con un motor suficientemente potente.
Mientras
tanto, el Convair XFY-1 Pogo realizó el primer vuelo VTOL completo en la
historia de la aviación y demostró ser superior al XFV-1. La sustitución del
XT40-A-6 por un YT40-A-14 de 7100 caballos, que habría permitido el despegue
vertical del XFV-1, no se llevó a cabo porque Allison admitió que no pudo
desarrollar esta turbina. De cualquier manera, la Marina de los EEUU se dio
cuenta de que el XFV-1 y el XFY-1 ya no satisfacían sus necesidades y en junio
de 1955 se canceló el programa. Como todos saben, la Marina favoreció los
aviones a reacción convencionales mucho más grandes y rápidos.
Como
resultado, la construcción del segundo XFV-1 no se completó (pero la aeronave
aún se exhibió en la entrada de NAS Los Alamitos) y el primer prototipo se
entregó a Hiller Helicópteros para realizar pruebas en tierra como parte del
proyecto VTOL que conducirá al Hiller X-18. El motor XT-40 del XFV-1 también
fue desmantelado e instalado en el X-18. También se abandonó el desarrollo del
Modelo 181-43-02/FV-2 con un motor turbohélice T54. Esta versión de producción
iba a estar equipada con un radar alojado en la punta delantera del enorme
rotor de la hélice.
Los atares voladores
El único "Tail-Sitter" no estadounidense que ha volado, el escarabajo Snecma C-450, se debió a los esfuerzos del fabricante de motores francés y de un investigador alemán con sede en Francia: el Sr. Von Zborowski, que se dedicó al estudio de alas dedos anular.
El
primer trabajo francés sobre vuelo vertical data de 1952 (sin duda inspirado en
los proyectos XFY-1, XFV-1 y X-13) y los estudios de un grupo de investigadores
alemanes que trabajaban para Snecma. Los cálculos realizados por estos
ingenieros demostraron que el vuelo vertical era posible con la condición de
tener un reactor con un peso específico inferior a 0,3 kg/kgp.
Snecma
tenía motores de la serie Atar (que originalmente se derivaron de los
turborreactores alemanes) que eran lo suficientemente potentes como para
considerar equipar un avión de despegue vertical.
Para la
célula, los investigadores de Snecma concluyeron rápidamente, al igual que los
estadounidenses, que Tail-Sitter era la solución más sencilla para realizar un
VTOL. Otras soluciones, como los dispositivos con boquillas orientables, se
consideraron demasiado complicadas. Sin embargo, esta solución de boquillas
orientables será desarrollada por Hawker con el P.1127 y dará lugar a uno de
los dos únicos dispositivos VTOL que entrará en servicio con el Yak-38 , el
Harrier.
Por lo
tanto, Snecma se comprometió, en primer lugar, a operar uno de sus reactores en
posición vertical para validar su funcionamiento en esta posición inusual, así
como a probar varios equipos para controlar un Tail-sitter. Así, se
construyeron varios bancos de pruebas para probar la interacción del propulsor
con los gases expulsados hacia el suelo, el
par generado por un deflector de chorro así como los eyectores
de aire que asegurarán el control de balanceo del futuro Tail-Sitter.
Tras el
desarrollo de las tecnologías básicas, Snecma construyó un primer "Atar
volador", el C-400 P1. Éste y sus sucesores fueron probados bajo un
pórtico de 35 metros de altura, completamente equivalente al que utiliza
Convair para su XFY-1. Todo el sistema era el equivalente francés del banco de
pruebas volador de Ryan para su X-13.
El
C-400 P1 era un turborreactor Atar 101 DV de 2900 kgp instalado verticalmente
sobre una estructura tubular con cuatro ruedas que servían de tren de
aterrizaje. La máquina también incluía un tanque de combustible y un sistema
para inyectar aire comprimido en la boquilla para dirigir el flujo del motor.
El
C-400 P1 realizó su primer vuelo el 13 de julio de 1956, controlado a distancia
por el piloto de pruebas Auguste Morel. Las pruebas se consideraron
satisfactorias y el C-400 P1 fue seguido por una máquina mejorada, el C-400 P2.
El
C-400 P2 era similar al C-400 P1 pero también tenía una cabina rudimentaria
instalada en la parte superior de la máquina, sobre la entrada de aire del
reactor. Al igual que el P1, el P2 realizó algunos vuelos cautivos bajo obstáculos
a los mandos de Auguste Morel. Este último realizó el primer vuelo libre el 14
de mayo de 1957.
La
máquina voló perfectamente e incluso se presentó en vuelo en el Salón
Aeronáutico de París de 1957. Snecma pasó entonces a la siguiente etapa, el
C-400 P3, que era una máquina pilotada equipada con el reactor Atar de 3700 kgp
del C-450. extremo y el fuselaje delantero de este último.
Esto
implicó probar el motor turborreactor y sus tomas de aire en configuración de
vuelo vertical. El C-400 P3 se probó bajo un pórtico pero también en un tren
especial SNCF avanzando en reversa para comprobar que el motor funcionaba
correctamente en configuración de aterrizaje.
Especificaciones
técnicas
Designación: Lockheed XFV-1
Otra designación: XFO-1, Modelo 081-40-01
Primer vuelo libre: 23 diciembre 1953
Primer movimiento: ?
Envergadura: 9,40 metros
Superficie alar: 22,85 m2
Carga alar: 322 kg/m2
Largo total: 11,43 metros
Altura: ?
Pesos:
Vacío: 5260 kg
Al aterrizar: 6390 kg
Completo: 7360 kg
Relación potencia/masa: 1,27:1
Combustible: 1920 litros
Máxima velocidad: 930 km/h
Velocidad de crucero: 660 km/h
Velocidad de ascenso: 3300 m/min
Techo operativo: 13200 metros
Autonomía: 845 km
Motorización: Una turbina Allison XT-40-A6 de 5850 caballos de fuerza.
Armamento: Ninguno
Tripulación:
1
Fuente:
http://jpcolliat.free.fr
