23 de noviembre de 2023

DISEÑADO EN EL ÁREA 51: EL AVE DE PRESA SECRETA DE BOEING

 


 

Por Jake Leigh Howarth 

 

El Boeing Ave de Presa (Bird of Prey) fue un avión furtivo pionero desarrollado en secreto por el ejército estadounidense entre 1992 y 1999 en el Área 51. Su apariencia extraterrestre sería sin duda responsable de los avistamientos de ovnis que ocurrieron en ese momento.

 

El proyecto de “presupuesto negro”, que lleva el nombre de una nave espacial klingon de Star-Trek, también fue aplaudido por la gestión eficaz de sus pequeños fondos de 67 millones de dólares.

 

Al estilo Frankenstein, el Ave de Presa se creó a partir de una mezcla de piezas aeronáuticas tomadas de otros aviones y al mismo tiempo estaba a la vanguardia de la tecnología militar clandestina.

 

Fondo

 

El Ave de Presa tuvo su origen en los programas negros estadounidenses de la década anterior, que tenían como objetivo explorar el fenómeno del vuelo sigiloso.

 

En octubre de 1983, el Lockheed F-117 Nighthawk se convirtió en el primer avión furtivo fabricado por el ejército estadounidense. Su inicial 'F' lo designaba como un caza, sin embargo, la nave en sí no fue diseñada con esto en mente.

 

No poseía sistema de radar ni armas a bordo, y solo tenía espacio para dos bombas de 2.000 libras. Sin embargo, era increíblemente eficaz para esquivar el radar, ya que tenía una sección transversal de radar de sólo 0,11 pulgadas, lo que hacía prácticamente imposible que el enemigo lo viera.

 

Cuando la década de 1980 llegaba a su fin, el ejército estadounidense anunció que estaba en juego un nuevo contrato de caza táctico avanzado, cuyo objetivo era superar al F-117. Por el premio competían Lockheed, Northrop y McDonnell Douglas.

 

McDonnell Douglas, en asociación con Boeing, salió victorioso porque habían logrado robarle al brillante Alan Wiechman de Lockheed para dirigir su nueva división Phantom Works. Era un respetado ingeniero aeronáutico que había contribuido enormemente al F-117 y al Lockheed Shadow, un buque de guerra furtivo experimental.

 

El F-117 Nighthawk recibió la designación F. A pesar de no ser un auténtico avión de combate. La razón de esto es objeto de debate.

 

Las contribuciones de Wiechman a la aviación furtiva fueron enormes, y recibiría un Premio al Logro Técnico por su trabajo en Ave de Presa a finales de la década de 1990, antes de que el programa fuera incluso desclasificado. Decía:

 

“Gracias al trabajo de Wiechman, los Estados Unidos obtuvo una ventaja de 15 años sobre adversarios potenciales que no ha abandonado, y la eficacia de sus diseños y productos ha sido ampliamente probada en operaciones de combate”.

 

Al ser una empresa privada, McDonnell Douglas tenía que ser más estricta con el dinero que sus otros competidores, como Lockheed o Northrop, que la mayor parte del tiempo eran financiados por los contribuyentes. Como resultado, pensaron en una variedad de formas creativas de estirar su presupuesto de U$S 67 millones.

 

Uno de ellos fue la implementación de una nueva técnica revolucionaria que aprovechó los últimos avances en gráficos por computadora en 3D.

 

Les permitió crear "prototipos rápidos", lo que significaba que podían programar y probar prototipos virtuales de Ave de Presa en lugar de construirlos físicamente. También significó que cuando llegara el momento de crear una versión de la vida real, podrían construir un ave de presa que se acercara más al producto terminado.

 

En otra iniciativa que también redujo costos, Wiechman y su equipo fueron pioneros en diseños compuestos de una sola pieza, que se fabricaron sin los paneles de la carrocería que a menudo ayudaban a revelar naves clandestinas. Cuatro años después de iniciado el programa, en 1996, se fabricó la primera y única versión del Ave de Presa, cuyo vuelo de prueba estaba reservado para el 11 de septiembre de 1996.

 

Ave de rapiña

 

El ave de presa, que pesaba 7.400 libras y tenía una altura de 9 pies, también medía 47 pies de largo y tenía puntas de alas caídas de 23 pies. Estaba propulsado por un motor Pratt & Whitney JT15D-5C que le daba 3.190 libras de empuje y una velocidad máxima de 300 millas por hora.

 

El Pratt & Whitney JT15 fue tomado prestado por Ave de Presa. Crédito de la foto: William Olave

 

Voló a una altitud máxima de 20.000 pies, elevándose a 3.000 pies por minuto en su máximo rendimiento. Estaba controlado por un sistema de control de vuelo irreversible accionado hidráulicamente, un modelo más antiguo que se favorecía sobre los controles digitales de vuelo por cable más modernos y caros.

 

El control de balanceo se logró vinculando una serie de pedales y una palanca a 4 superficies de control ubicadas en las alas interiores y los paneles exteriores de las alas.

 

Debido a limitaciones presupuestarias, el Ave de Presa fue reparado junto con los componentes de otros aviones. El motor era el mismo modelo utilizado en el avión de negocios Cessna Citation, el tren de aterrizaje modificado procedía de una nave de pasajeros de doble hélice Beech King y Queen Air, y se rescató las ruedas, los neumáticos y los actuadores elevon de un avión de negocios Gulfstream II.

 

En otros lugares, el acelerador y la palanca eran de un F-18 Hornet y los pedales del timón de un A-4 Skyhawk. Uno de los pilotos de pruebas, Doug Benjamin, comentaría más tarde sobre la mezcolanza de piezas que aparentemente se juntaron para producir el Ave de Presa:

 

“El reloj era de Walmart y el sistema de control ambiental era esencialmente un secador de pelo”.

 

El Ave de Presa utilizó piezas de diferentes aviones como el F/A-18 Hornet para ahorrar costes.


Por otro lado, sus capacidades de sigilo eran mucho más avanzadas y ayudaron a ocultar al Ave de Presa para que no fuera detectada por firmas de radar, infrarrojos, visuales y acústicas.

 

Su fuselaje elegante y bajo logró un perfil bajo del radar, y los huecos en su estructura quedaron ocultos por cubiertas flexibles. También con este propósito, la cubierta, el tren de aterrizaje, las alas y el fuselaje fueron cuidadosamente alineados para evitar que nada sobresaliera.

 

En un esfuerzo por hacerlo aún más invisible, la entrada del motor quedó completamente oculta desde la parte delantera.

 

La planta de energía se colocó profundamente dentro del fuselaje y quedó camuflada por la cubierta y el conducto de entrada, y se modificó el escape del motor para reducir la firma acústica del avión.

 

Finalmente, la combinación de colores, compuesta por varios tonos de grises, ayudó a atenuar su impresión visual. 

 

Pruebas

 

Incluso antes de las pruebas, existía la preocupación de que el prototipo de aspecto extraterrestre ni siquiera pudiera volar. El aviador jefe de Phantom Works, Rudy Haug, ilustró sus preocupaciones doblando una hoja de papel a las dimensiones exactas del Ave de Presa antes de lanzarla al aire, y su modelo de papel volteó hacia atrás debido a las puntas de las alas hacia abajo.

 

Sin embargo, asegurado por los modelos 3D que demostraban que el Ave de Presa no se estrellaría, el vuelo de prueba previsto siguió adelante.

 

Primero, sin embargo, se requirió que el Ave de Presa se sometiera a una prueba de motor estático, que expuso algunos inconvenientes estructurales subyacentes. Se descubrió que la distorsión del flujo de entrada detenía el flujo de aire al compresor y aumentaba significativamente la relación empuje-peso.

 

A continuación, se probó su velocidad en la pista, con recorridos de rodaje de alta velocidad un 3% más lentos de lo previsto debido al alto empuje. Al compilar un escenario del mejor y del peor de los casos, los planificadores no se vieron perturbados por los datos, que parecían sugerir que sería suficientemente seguro operar la aeronave y que habría tiempo suficiente para realizar una maniobra de emergencia si fuera necesario.

 

Por si acaso, los mecánicos agregaron una aleta ventricular de nueve pies cuadrados que ayudaría con la estabilidad direccional durante las primeras 7 pruebas, aunque esto tuvo el gran inconveniente de impedir que Ave de Presa volara en las condiciones necesarias para probar algunas de sus facultades más avanzadas.

 

Esto se cambió por una aleta ventricular de cinco cuadrados durante el resto del programa, lo que permitió que el avión cumpliera con los requisitos de vuelo experimental.

 

El Ave de Presa tenía un diseño de alas extremadamente inusual. Crédito de la foto:

 

Sin más obstáculos, Rudy Haug llevó el Ave de Presa a su primera vuelta en septiembre de 1996. Informó haber experimentado una resistencia significativa proveniente de la cavidad abierta del hueco de la rueda, 3 veces mayor de lo previsto.

 

El modelo a escala del 15% que habían utilizado para probar la aerodinámica era demasiado pequeño para tener en cuenta cómo los detalles más pequeños como la entrada, el escape o los pozos de engranajes afectarían el rendimiento. Para contrarrestar esto, los ingenieros agregaron lo que denominaron "aletas Cadillac" a los puntales del tren de aterrizaje principal, una adición que disminuyó la resistencia no deseada.

 

En el tercer vuelo de prueba, el equipo era consciente de que el Ave de Presa cumplía con todos sus derivados de estabilidad, aparte de la estabilidad direccional debida a la velocidad de balanceo o CnP, que daba resultados negativos en comparación con las lecturas de los aviones de combate convencionales. Estaba haciendo que el avión se sacudiera en una dirección de guiñada no deseada después de realizar movimientos de balanceo.

 

Las correcciones del equipo, que incluyeron extender el engranaje ARI entre el elevón y el timón, empeoraron el problema hasta que se convirtió en un síntoma tan recurrente que causaba que el avión girara violentamente en un efecto diédrico demasiado extendido.

 

Igualmente preocupante fue el retraso entre las órdenes del piloto y el balanceo que produjo el movimiento de guiñada, provocando episodios de oscilación. Un rediseño del ARI solucionó todo, permitiendo al Ave de Presa cumplir con más del 90% de las derivadas de estabilidad.

 

En el quinto vuelo, el Ave de Presa finalmente pudo operar de manera consistente, lo que permitió al equipo comenzar rondas de pruebas de baja observabilidad que condujeron a un par de apuros. Mientras descubría las secuencias de retracción y extensión del tren, un tren de aterrizaje defectuoso no se retrajo completamente, lo que obligó a Haug a presionar el interruptor de anulación eléctrica.

 

Le permitió introducir una secuencia alternativa, salvándolo de ser potencialmente empalado por un brazo de vuelo adherido a la nariz que amenazaba con romperse.

 

El desastre estuvo a punto de ocurrir por segunda vez después de que la punta de la nave se sacudiera en una dirección de guiñada incómoda tan pronto como despegó del suelo durante los recorridos de rodaje a alta velocidad.

 

El centro de presión de la rueda en combinación con la escasa resistencia del resorte central había provocado que el Ave de Presa se sacudiera, y el avión sólo se salvó de la destrucción cuando afortunadamente la rueda de morro se centró antes del aterrizaje.

 

Posteriormente, se arrancó el morro y se reemplazó con la misma pieza de una F-100 Super Sabre debido a sus características de centro de presión más resistentes.

 

El F-100 tenía una disposición de engranajes resistente; la rueda de morro se tomó para reemplazar la pieza del Ave de Presa.

 

Esto tenía el desafortunado efecto secundario de limitar el radio de giro y, a partir de entonces, el personal de tierra tendría que utilizar manualmente una barra de remolque para realizar giros bruscos en un proceso que se denominó "Steerman".

 

A lo largo de las pruebas, los pilotos tuvieron que lidiar con el diseño inusual de la pequeña nave, que tenía una relación empuje-peso similar a la de un avión de carga. Tenía un área de elevación de referencia de sólo 366 pies cuadrados y, como el fuselaje poseía la mitad de la carga, tenía 20 libras de carga alar por pie cuadrado.

 

En total, el Ave de Presa llevó a cabo 38 misiones entre septiembre de 1996 y abril de 1999.

 

El legado del Ave de Presa

 

El Ave de Presa fue, en última instancia, un triunfo, que representó un salto cualitativo en la tecnología furtiva que luego se incorporó a muchos de los proyectos futuros de Boeing.

 

El Boeing X-45A, presentado en noviembre de 2000, por ejemplo, utilizó muchas de las características que ayudaron a reducir su huella en el radar, como la forma suave de la carrocería. También fue un ejemplo impresionante de cómo una empresa podía crear un avión de última generación con muy poco dinero, y un testimonio de lo económicos que son los nuevos enfoques de fabricación.

 

El vehículo aéreo de combate no tripulado X-45A. Boeing tuvo un enfoque similar al crear el Ave de Presa

 

El proyecto fue desclasificado en 2003 porque muchos de sus novedosos diseños se habían convertido en un tema estándar en ese momento. El Ave de Presa se exhibe ahora en el Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los EEUU en la Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson, Ohio. 

 

Especificaciones técnicas

 

Tripulación:  1

Longitud:  46 pies 8 pulgadas (14,22 m)

Envergadura:  22 pies 8 pulgadas (6,91 m)

Altura:  9 pies 3 pulgadas (2,82 m)

Área del ala:  220 pies cuadrados (20,4 m 2 )

Peso máximo al despegue:  7400 lb (3356 kg)

Planta motriz:  1 Pratt & Whitney JT15D-5C, 3190 lbf (14,2 kN) de empuje

Velocidad máxima:  260 nudos (299 mph, 482 km/h)

Techo de servicio:  20.000 pies (6.100 m)

 

Fuente: https://planehistoria.com