Reconocimiento estratégico: Prototipo Republic XF-12 Rainbow

Republic XF-12 Rainbow

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El Republic XF-12 Rainbow fue un avión de reconocimiento americano de cuatro motores y todo-metal diseñado por la Republic Aviation Company a finales de la década de 1940. Como la mayoría de los aviones más grandes de la época, usaba motores radiales, en este caso el Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major. El avión fue diseñado con la máxima eficiencia aerodinámica en mente. El XF-12 fue referido como un avión que estaba "volando en cuatro patas", lo que significa: cuatro motores, 400 millas por hora de crucero, 4.000 millas de alcance, a 40.000 pies. [1] Sigue siendo el avión de pistón más rápido de este tamaño, superando en unos 50 mph el Boeing XB-39 de 1944. [2] Aunque altamente innovador, el Rainbow XF-12 de la posguerra tuvo que competir contra la tecnología más moderna del motor del jet, y no entró en producción.

Desarrollo

La propuesta original de la aeronave, entregada a finales de 1943, provenía del Comando de Servicio Técnico Aéreo de USAAC, estacionado en Wright Field. La propuesta era para un avión de reconocimiento que incluía un requisito de velocidad (400 mph), techo (40,000 pies) y rango (4,000 nmi). Su objetivo principal era el sobrevuelo de alta velocidad de la patria japonesa y las instalaciones clave del enemigo. Durante la Segunda Guerra Mundial, debido a los requerimientos de rango extendido de operar en el Pacífico, los combatientes y bombarderos existentes estaban siendo utilizados para misiones para las cuales nunca fueron destinados. La necesidad existió para un avión específicamente diseñado para la misión de reconocimiento fotográfico. El avión necesitaba capacidades adecuadas de velocidad, alcance y altitud para que sus misiones tuvieran éxito.

En agosto de 1943, el hijo del presidente Franklin D. Roosevelt, el coronel Elliot Roosevelt, comandante de la unidad "recon" F-5 (modificada P-38), recomendó la adquisición de un avión dedicado dedicado a reconocimiento fotográfico de alta -aceleración de la adquisición de objetivos e interpretación de fotos. Seguido de sobrevuelos adicionales para proporcionar un análisis posterior a la huelga de su posterior destrucción, esto daría a los comandantes la capacidad de tomar decisiones estratégicas cruciales y establecer incursiones posteriores. El XF-12 fue el intento de Republic Aviation de alcanzar esos objetivos. Su competición principal durante este tiempo era Hughes XF-11. Ambos fueron introducidos al mismo tiempo, y ambos fueron impulsados ​​por el nuevo P & W R-4360. El primer vuelo del XF-12 se realizó el 4 de febrero de 1946. Durante el período posterior de pruebas y desarrollo de vuelo del XF-12, demostró la capacidad de operar a 45.000 pies (14.000 m) a una velocidad de 760 km / h ), En un rango de 4.500 millas (7.200 km), por lo que cumplió y superó los objetivos de diseño para los cuales había sido diseñado. Ni el XF-11 ni el XF-12 fueron comprados en ninguna cantidad por las Fuerzas Aéreas del Ejército de Estados Unidos (dos cada uno), ya que su necesidad se evaporó después de que las hostilidades terminaran en la Segunda Guerra Mundial.

Cuando el XF-12 fue modificado con un equipo de "todo tiempo" aumentado y equipado con sus nuevos motores capaces de proporcionar breves ráfagas de energía extra, de repente asumió una tremenda importancia a los ojos tanto de la Fuerza Aérea Estadounidense como del Departamento de Estado. Como potente arma de inteligencia, el XF-12 tenía la habilidad de obtener fotografías tanto a la luz del día como bajo condiciones de visibilidad restringida a altas altitudes en largas distancias y con gran velocidad. En teoría, operando desde bases septentrionales (Alaska y Canadá), este "laboratorio fotográfico volador" era capaz de trazar grandes extensiones de territorio en las regiones árticas realizando reconocimiento con casi invulnerabilidad.



Rainbow XF-12 c. 1946

Diseño

El arrastre bajo era una consideración primaria a lo largo del diseño del XF-12. Muchas de sus características fueron tomadas directamente de la experiencia considerable de la República con diseño del avión de combate. En un caso extremadamente raro de dirección del diseño, absolutamente ningún compromiso con la aerodinámica se hizo en la forma de su fuselaje. La semana de la aviación fue citado diciendo que "la nariz afilada y forma cilíndrica del cigarro del XF-12 satisface el sueño de un diseñador de un diseño del no compromiso con consideraciones aerodinámicas."

Para cumplir su función de reconocimiento, el XF-12 contenía tres compartimentos fotográficos separados a popa del ala. Una vertical, una vertical dividida, y una trimetrogon cada uno usando una cámara Fairchild K-17 de seis pulgadas. Para las misiones de reconocimiento nocturno, el XF-12 tenía una gran bodega en el vientre que acomodaba 18 bombas de flash de alta intensidad; Éstos fueron expulsados ​​sobre el área objetivo. Todas las bahías estaban equipadas con puertas accionadas eléctricamente, hacia atrás (diseñadas de nuevo para una limpieza aerodinámica máxima). Las lentes de la cámara se calentaron eléctricamente para eliminar la distorsión. Todo esto combinado para permitir operaciones de foto completa durante vuelos de alta velocidad. El XF-12 también llevaba una variedad de equipos fotográficos, incluyendo instalaciones de cuarto oscuro completas para permitir el desarrollo e impresión de películas en vuelo. Esto fue aumentado por los estantes ajustables del almacenaje, capaz de manejar cualquier envase de la película del tamaño y equipo fotográfico adicional. Esto permitió que las unidades de Inteligencia del Ejército tuvieran acceso inmediato a la inteligencia que la aeronave pudo recolectar, sin demora en su procesamiento.

El Rainbow ofreció un ala del cono recto con las extremidades cuadradas y la proporción de aspecto alta para la eficacia máxima. Los motores presentaban una disposición de carcasa deslizante para facilitar el flujo de aire de enfriamiento en lugar de las aletas de capucha normales, lo que causaba demasiada resistencia. En la parte delantera de las capotas, los motores también estaban equipados con un "ventilador impulsor" de dos etapas directamente detrás del cubo de la hélice y hélice prop. Esto permitió que los motores fueran firmemente encapuchados para la eficacia aerodinámica, pero todavía proporcionan el flujo de aire de enfriamiento los motores requeridos. Cuando se cerró el anillo de caperuza deslizante (durante el vuelo), el aire utilizado para enfriar el motor fue conducido a través de la góndola al orificio de escape trasero para una ganancia neta de empuje, en contraposición a la penalización usual por arrastre de enfriamiento.

Todo el aire de las tomas de motor, refrigeradores de aceite e intercoolers fue atravesado por el frente de cada ala entre los motores internos y externos. Esto permitió menos resistencia que con las tomas individuales para cada componente. Además, debido a que el aire se tomó de un área de alta presión en la parte delantera del ala, esto proporcionó un "aire ram" beneficio para una mayor potencia a altas velocidades, y una refrigeración más eficaz del aceite e intercoolers. La parte de admisión del ala comprendía el 25% de la envergadura total. Fueron ampliamente túnel de viento probado para la eficacia de la entrada y la eficacia del contorno de la entrada. Este aire de enfriamiento, después de ser utilizado, fue conducido hacia la parte trasera de la góndola, para proporcionar un empuje neta adicional. La nacelle del motor entero era la longitud de un P-47 Thunderbolt (construido también por la república). Cada motor presentaba dos turbocompresores General Electric, situados en el extremo trasero de la nacelle.

Todo el escape de la P & W R-4360 fue conducido directamente de la parte posterior de las góndolas. Esto proporcionó un empuje adicional. La investigación mostró que aproximadamente 250 caballos de fuerza equivalentes fueron generados por cada escape del motor durante el crucero de alta velocidad a 40,000 pies [6]

El diseño original del XF-12 requería hélices contrarrotantes, similares a las usadas en el XF-11 original. Sin embargo, debido a los problemas de complejidad y confiabilidad, las hélices nunca se instalaron. Habrían sido hélices gemelas de tres palas (girando en direcciones opuestas). Como era, el avión usó las hélices estándar de cuatro palas Curtiss Electric para todos los vuelos. [7]

Historia operativa

El primer prototipo fue dañado en el aterrizaje el 10 de julio de 1947. El avión estaba experimentando pruebas de peso máximo de aterrizaje. Durante un aterrizaje particularmente duro, el engranaje principal derecho fue cortado en la nacelle del motor. El avión rebotó con fuerza y ​​retrocedió en el aire. El piloto de prueba fue capaz de mantener el control, y subir a una altitud segura. Él continuó volando el avión para quemar el exceso de combustible, para hacer el avión más ligero y disminuir la posibilidad de fuego. Una vez que el combustible excedente fue quemado, el piloto aterrizó en el engranaje principal izquierdo y la rueda de la nariz. El piloto aterrizó y, mientras mantenía el ala derecha levantada, se quitó la mayor velocidad posible antes de que cayera. Durante el incidente la aeronave sufrió daños significativos. El larguero de la derecha estaba agrietado, y los motores # 3 y # 4 y accesorios necesarios para ser reemplazado debido al contacto con el suelo. El avión fue reparado por la República, y más tarde regresó al servicio [8].

La única diferencia externa entre los prototipos primero y segundo fue la adición de branquias de refrigeración en los cojinetes del motor superior. Internamente, el segundo prototipo estaba mucho más "acabado". Esto incluyó su conjunto completo de equipos de reconocimiento operacional, para permitir nuevas pruebas. [9]

El XF-12 fue re-designado más adelante XR-12, cuando las fuerzas aéreas del ejército de los E. se separaron del ejército y se convirtieron en la fuerza aérea de los EEUU.

La parte más exitosa de la historia de vuelo XF-12 es "Operation Birds Eye". La misión fue concebida para demostrar las capacidades fotográficas más recientes de XF-12. El 1 de septiembre de 1948, el segundo prototipo XF-12 partió del Centro de Pruebas de Vuelo de la Fuerza Aérea de Estados Unidos en Muroc, California, y escaló hacia el oeste para ganar altitud sobre el Océano Pacífico. Al llegar a su altitud de crucero de 40.000 pies, el XF-12 se dirigió hacia el este y comenzó a fotografiar toda su trayectoria de vuelo sobre los Estados Unidos. La tripulación filmó una tira continua de 325 pies de largo compuesta por 390 fotos individuales (10 pulgadas por foto) que cubren un campo de visión de 490 millas de ancho. El avión aterrizó en Mitchel Field en Garden City, Long Island, Nueva York, completando un vuelo de seis horas y 55 minutos a una velocidad media de 361 mph (aproximadamente 1m4s por foto). El vuelo que rompe récords fue presentado en el 29 de noviembre de 1948 cuestión de la revista Life y la tira de película real fue expuesto en la Convención de la Asociación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos de 1948 en Nueva York.

En el momento en que se hizo este vuelo de registro, la Fuerza Aérea de EE. UU. Ya había cancelado todo el programa XF-12. La razón principal de su desaparición fue la disponibilidad de los modelos Boeing B-29 Superfortress y B-50 para cumplir con el requisito de reconocimiento fotográfico de largo alcance hasta que el Boeing RB-47 Stratojet, mucho más capaz, entró en servicio. El B-29 y el B-50 otorgaron a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos menos costosas opciones "fuera de la plataforma". [9]

Republic tenía la intención de también construir una versión aérea de la aeronave que se conocerá como el RC-2. Esta variante se suponía que era una versión "estirada" del XF-12, que crecía en longitud desde 93 pies 9 pulg a 98 pies 9 pulgadas, con la adición de un fuselaje "enchufe" delante del ala. También la sección de la nariz de plexiglás complejo se supone que se sustituye por una nariz de metal sólido con un parabrisas bifurcado. La capacidad de combustible se habría incrementado y los R-4360-59 de P & W R-4360-59s más poderosos (a menor altura) habrían sido sustituidos en lugar de los R-4360-31 de P & W en la versión de la Fuerza Aérea de Estados Unidos. Los motores también habrían tenido solamente un turbosupercharger de General Electric cada uno, en vez de la disposición dual en el modelo de la fuerza aérea de los EEUU. El avión sería lujosamente nombrado para los 46 pasajeros y siete tripulantes. Habría sido completamente presurizada al nivel del mar, aire acondicionado, con una cocina eléctrica que proporciona comidas calientes y con un salón de inflight. Habría tenido la capacidad de crucero por encima del clima a 435 mph a 40.000 pies. No se construyeron versiones de este avión. [10]

Sin un pedido de la Fuerza Aérea de los EE.UU. para compensar el costo de desarrollo y herramientas, el costo de construir los aviones civiles aumentó exponencialmente. Como resultado, las dos líneas aéreas (American Airlines y Pan-Am) que originalmente habían puesto órdenes de compra provisionales, ambas canceladas debido al costo unitario adicional. Económicamente, el RC-2 no era tan factible como otros diseños disponibles en ese momento, como el Lockheed Constellation y el Douglas DC-6. Ambos aviones podrían transportar más personas, a un costo menor por milla. Además, después de que las hostilidades terminaran en la Segunda Guerra Mundial, había grandes colecciones de excedentes de transporte militar disponibles para la compra, como el Douglas C-54 Skymaster. Estos antiguos aviones de transporte se prestaban para ser fácilmente convertidos en servicios aéreos a una fracción del costo de comprar nuevos aviones. Sin órdenes adicionales, República canceló todos los planes futuros de construir no sólo el XF-12 sino también el RC-2, dejando sólo los dos prototipos originales.

El 7 de noviembre de 1948, el prototipo número dos, 44-91003, se estrelló a las 13:00 mientras volvía a Eglin Air Force Base, Florida. El motor número 2 (interior del puerto) explotó cuando el avión volvía de un vuelo de prueba de idoneidad fotográfica. El piloto no pudo mantener el control debido a violentos golpes, y ordenó que la tripulación rescatara. Cinco de los siete tripulantes escaparon sanos y salvos, incluido el piloto Lynn Hendrix, rescatado por los botes y helicópteros de Eglin. La estructura impactó dos millas al sur de la base en la Bahía de Choctawhatchee. Sgt. Vernon B. Palmer y M / Sgt. Víctor C. Riberdy fueron asesinados. [11] El primer prototipo, que regresó al servicio en 1948, continuó la fase de pruebas y desarrollo de vuelos. Después de que la Fuerza Aérea de Estados Unidos declinó ordenar cualquier avión adicional, y con la pérdida del segundo prototipo, el período de prueba de vuelo terminó. En junio de 1952, el primer prototipo, 44-91002, fue retirado (habiendo volado apenas 117 horas adicionales a partir de 1949-1952), fue golpeado del inventario de la fuerza aérea de los EEUU y terminado para arriba como blanco en Aberdeen Proving Ground, Maryland. 12]

Si el XF-12 Rainbow hubiera estado disponible en 1944, casi inevitablemente habría sido ordenado en cantidad, y junto con su contraparte civil, toda la estructura de posguerra de los mercados de aviones podría haber sido alterada. Como era, el XF-12 desapareció en el olvido, a pesar de sus líneas agraciadas y alto rendimiento. Según Machat, el Rainbow sigue siendo la expresión última del diseño de un avión multi-motor accionado por motores a pistón. Su forma aerodinámica de alta velocidad, casi perfecta, y los motores cuidadosamente encapuchados lo convierten en un clásico de diseño, a menudo poco apreciado, y poco conocido. El XF-12 fue el más rápido, de cuatro motores puros propulsado por pistón avión de su día, y el único que nunca superar los 450 mph en vuelo nivelado. [13] El más cercano a la USAF nunca llegó a la Rainbow, el 44 (convertido de los bombarderos) Boeing RB-50Bs, sólo podía alcanzar 385 mph a 25.000 pies con exactamente los mismos motores (Wasp Majors).

Especificaciones (XF-12)

Características generales

Longitud: 28.56 m
Envergadura: RC-2 versión 39.37 m
Altura: 8,55 m
Área del ala:152.36 m²
Peso en vacío: 29,483 kg
Cargado de peso: 45,994 kg
Max. Peso del despegue: 45.994 kilogramos
Grupo motopropulsor: 4 × Motores radiales Pratt & Whitney R-4360-31 de 3.250 CV (2.423 kW cada uno)

Rendimiento

Velocidad máxima: versión RC-2 756 km / h
Alcance: versión RC-2 7,242 km
Límite de servicio: 13,716 m
Velocidad de subida: 1,524 m / min
Carga del ala: 301.9 kg / m² (61.83 lb / ft²)
Potencia / masa: hp / lb (kW / kg)