/k/ Aviones Episodio 93: Slavshit experimental
/K/ Planes
Mikoyan Gurevich MiG-21I Analog
Como
parte del desarrollo del avión de transporte supersónico Tupolev
Tu-144, se desarrolló una nueva planta de ala ojival. Dado que esta
planta no tenía precedentes en la aviación soviética, se decidió
convertir un MiG-21 para que sirviera como banco de pruebas. El MiG-21I,
como se le conocía, sustituyó todas las superficies horizontales por
una única ala ojival de gran tamaño, a escala reducida del diseño del
Tu-144, que abarcaba toda la longitud del fuselaje. En el morro y la
cola se instalaron compensadores de masa remotos, lo que permitía
desplazar el centro de gravedad para las pruebas. A partir de abril de
1968, se realizaron 140 vuelos de prueba, probando el MiG-21I desde el
borde de la pérdida hasta Mach 2,06. Al finalizar las pruebas, un
prototipo se perdió durante una demostración acrobática, mientras que el
otro se utilizó para entrenar a los primeros pilotos del Tu-144 antes
de ser entregado al Museo de la Fuerza Aérea de Monino. El programa de
pruebas fue en general un éxito: la forma del ala fue validada, lo que
permitió que el Tu-144 entrara en servicio.
Sukhoi 100LDU
Durante
la fase de diseño del proyecto del bombardero supersónico T-4, Sukhoi
determinó que sería necesario un sistema de control electrónico
(fly-by-wire) para la aeronave. Ante la escasa experiencia práctica con
estos sistemas, Sukhoi decidió crear un banco de pruebas FBW. Se
seleccionó un entrenador Su-7U como avión de prueba, que se modificó con
canards para crear un banco de pruebas longitudinalmente inestable para
el sistema FBW. Designado como 100LDU, el avión despegó en 1968. Las
pruebas resultaron satisfactorias: validaron el sistema de control
desarrollado para el T-4 y se mantendría como banco de pruebas de
control durante la siguiente década, desempeñando las mismas funciones
en 1973-73, mientras Sukhoi desarrollaba el Su-27.
Alekseev SM-6
Aunque
el KM marcaría la cúspide del desarrollo del ekranoplano, no sería el
último diseño de este tipo en volar. La Armada Soviética se había dado
cuenta de la idea del vehículo de efecto suelo y, a finales de los años
60, buscaba un ekranoplano que sirviera como transporte de alta
velocidad. En 1972, Alekseev volaría el SM-6, que se concibió como
prototipo a escala reducida para el futuro A-90, que cumpliría esta
función. El SM-6 era radicalmente diferente de los diseños anteriores:
si bien compartía la misma cola en T y el ala de baja relación de
aspecto, carecía de las prominentes superficies de soplado de las alas.
En su lugar, dos motores TRD-25 en el morro expulsarían los gases de
escape bajo la base de las alas, mientras que un único turbohélice AI-20
montado en la punta de la cola proporcionaría empuje adicional. A
diferencia de los ekranoplanos anteriores, el SM-6 demostró ser capaz de
volar sin efecto suelo, con un modesto techo de vuelo de 3000 m. Al
final, el SM-6 fue un éxito: el A-90 volaría ese año y se produjeron
cinco prototipos.
Bartini-Beriev VVA-14
A
principios de los años 60, Bartini propuso un enorme vehículo de efecto
suelo de 2500 toneladas. Si bien el proyecto obtuvo cierto apoyo, se
decidió primero desarrollar un demostrador tecnológico. Bajo la
designación VVA-14, Bartini se asoció con Beriev para crear una aeronave
de doble función que pudiera servir como plataforma ASW/patrulla, a la
vez que validaba el diseño más grande. El VVA-14 era una aeronave
inusual: estaba equipado con tren de aterrizaje convencional y pontones
(primero fijos, luego inflables) para operaciones anfibias, una gran
sección central del ala para vuelo de efecto suelo y secciones
exteriores del ala más delgadas que permitían el vuelo convencional.
Aunque los dos prototipos solo estaban equipados con dos turbofán D-30
sobre el fuselaje, los planes finales preveían doce reactores de
sustentación RD-36 para permitir que el VVA-14 lograra vuelo VTOL. Las
pruebas de vuelo comenzaron en septiembre de 1972, y en general se
desarrollaron satisfactoriamente a pesar de algunos problemas de
vibración. Los pontones inflables se instalaron en 1974, al igual que
los motores delante del ala para generar un efecto de soplado.
Desafortunadamente, el programa VVA-14 se vio gravemente afectado por el
fallecimiento de Bartini a finales de 1974. Los proyectos de Bartini
quedaron en el olvido, ya que los proyectos de Beriev, como el A-40 y el
A-50, cobraron prioridad, y para finales de 1975, el VVA-14 fue
abandonado.
Mikoyan Gurevich MiG-105 Spiral
En
1965, la URSS inició un ambicioso proyecto de avión espacial bajo el
nombre de Spiral. Vagamente similar a los proyectos estadounidenses de
aviones espaciales con cuerpo sustentador, el Spiral iba a utilizar un
pequeño... Aunque el orbitador en sí era vagamente similar a los
proyectos estadounidenses con cuerpo sustentador, el alcance total del
programa era mucho más radical. El Spiral iba a involucrar un avión de
transporte que llevaría todo el conjunto a Mach 6 a una altitud de unos
30 km, arrojando el orbitador, que sería propulsado a órbita mediante un
gran cohete propulsor. Los planes exigían que el diseño final tuviera
una carga útil de unas 10 toneladas métricas en una órbita de 150 km.
Una vez en órbita, serviría como plataforma tripulada de reconocimiento,
ataque o intercepción, con suficiente combustible a bordo para cambiar
la inclinación en 17 grados.
Dada
la ambición del programa Spiral, se realizaron extensas pruebas a
escala reducida mucho antes de que un prototipo real emprendiera el
vuelo. La fase de experimentación incluyó dos clases de vehículos de
prueba: prototipos no tripulados de alta velocidad para evaluar las
características de reentrada y vehículos tripulados de baja velocidad
para examinar las características de aterrizaje. Los modelos de prueba
no tripulados, denominados BOR-1, -2 y -3, realizaron varios
lanzamientos verticales desde cohetes a la atmósfera superior a partir
de 1969. El BOR-1 era un modelo a escala 1:3 que realizó un único vuelo
que aceleró la máquina a velocidades suborbitales de 100 km. Descendería
a unos 60 km, momento en el que se quemaría durante la reentrada
(previsto como parte del programa). El BOR-2 que le siguió fue más
robusto, lo que le permitió realizar cuatro lanzamientos de prueba entre
1969 y 1972. El BOR-3, siguiendo los mismos planes generales, fallaría
en sus dos pruebas, una perdida durante un accidente de lanzamiento y la
otra perdida cuando su paracaídas no se desplegó en su vuelo inaugural
en 1974.
El
banco de pruebas tripulado Spiral, denominado EPOS, no despegó hasta
mucho después de que el diseño fuera validado por los vehículos de
prueba BOR. Aunque concebido como un banco de pruebas de baja velocidad,
el EPOS incorporaría muchos elementos del diseño final previsto,
incluyendo las secciones de ala exterior plegables y una cápsula de
escape presurizada. Si bien carecía de los cohetes propulsores previstos
para maniobras orbitales, estaba equipado con un único turborreactor
RD-36 con 10 minutos de combustible, lo que le permitiría realizar
múltiples intentos de aterrizaje o desviarse a otro aeródromo.
Desafortunadamente, el fallecimiento de Artyom Mikoyan en 1970 suspendió
el proyecto, y cuando se reanudó en 1972, el ambicioso programa Spiral
se orientó hacia la investigación. El EPOS finalmente estaría listo para
las pruebas a mediados de la década de 1970, pero las pruebas en tierra
retrasarían el primer vuelo de la aeronave.
Recién
en mayo de 1976, el EPOS voló por primera vez, despegando y volando por
sus propios medios durante un breve vuelo. La siguiente etapa de
pruebas comenzó en 1977, con el lanzamiento del EPOS desde un Tu-95K.
Tras varias pruebas de transporte cautivo, el EPOS realizó su primera
prueba de caída en octubre de 1977, planeando desde una altitud de 5 km
hasta un aeródromo. Se realizarían nueve vuelos de prueba más, pero
durante ese tiempo, el nuevo Ministro de Defensa de la URSS había
cambiado el curso del desarrollo de las naves espaciales soviéticas.
Aunque un banco de pruebas supersónico del EPOS estaba listo para volar y
una variante hipersónica estaba en construcción, se dio prioridad al
programa Buran. El golpe mortal para el EPOS llegó en 1978, cuando el
prototipo resultó dañado en un accidente de aterrizaje. Aunque fue
reparado y volvió a estar en condiciones de vuelo, marcó el final del
programa: el EPOS nunca volvería a volar.
Sukhoi Su-27UB-PS
A
principios de los 80, Sukhoi comenzó a investigar el uso de toberas de
motor con vectorización de empuje. Tras experimentos iniciales con
toberas planas bidimensionales, Sukhoi desarrolló un demostrador a
escala real a finales de la década. En 1989, un Su-27UB de preproducción
fue equipado con una nueva tobera sobre el motor de babor para evaluar
el nuevo sistema de vectorización de empuje. La tobera consistía en
placas planas, que solo podían moverse verticalmente. Las pruebas de
vuelo comenzaron en 1989. Se realizaron 20 vuelos de prueba,
aparentemente con buenos resultados. Sin embargo, el desarrollo de la
vectorización de empuje de Sukhoi pronto cambiaría. Sukhoi pasó a
experimentos de vectorización de empuje tridimensionales.
Sukhoi Su-37
Aunque
el sistema de vectorización de empuje 2D con el que Sukhoi experimentó a
principios de la década resultó infructuoso, no fue el último de sus
experimentos con este sistema. Mientras se iniciaba el trabajo en el
T10M/Su-35, Sukhoi tenía planes para un demostrador mucho más avanzado.
En 1995, el undécimo prototipo del T10M fue ampliamente reconstruido
como el Su-37. El Su-37 mejoró prácticamente todo del Su-35. La
estructura se reconstruyó con más materiales compuestos y aleaciones de
aluminio y litio, y la aviónica y la cabina se mejoraron con respecto al
ya impresionante conjunto del Su-35. Se instaló el motor AL-31FP con
vectorización de empuje 2D, y se planeaba el montaje del AL-37FU con
toberas de vectorización 3D una vez finalizado el desarrollo del motor.
Las toberas del AL-31FP podían girar 15 grados hacia arriba o hacia
abajo, lo que proporcionaba al avión autoridad para cabecear y alabear
en ángulos de ataque extremos. Sin embargo, a simple vista, el Su-37 era
prácticamente indistinguible del Su-35. Salvo por los estabilizadores
verticales cuadrados, el avión era prácticamente idéntico al prototipo
del Su-35.
El
Su-37 realizó su primer vuelo en la primavera de 1996, completando las
pruebas preliminares a tiempo para su debut en el Salón Aeronáutico de
Farnborough en septiembre de ese año. Sukhoi se aseguró de demostrar la
agilidad del avión, alcanzando el Su-37 un ángulo de ataque de 180
grados en una maniobra "Super Cobra", así como varias otras maniobras
posteriores a la pérdida. Las apariciones en salones aéreos de todo el
mundo continuaron hasta 2001, cuando el Su-37 finalmente fue equipado
con los motores AL-37FU con vectorización de empuje 3D, junto con
aviónica y controles actualizados. Desafortunadamente, la trayectoria
del Su-37 en esta configuración fue breve: el único ejemplar se estrelló
en diciembre de 2002. La tensión causada por las intensas maniobras en
los salones aéreos dañó el estabilizador horizontal derecho, provocando
su fallo en vuelo. El accidente del Su-37 marcó el final del programa.
El Su-37 nunca llegaría a producción, y no está claro si Sukhoi siquiera
lo pretendió. En cualquier caso, el Su-37 no era para nada inútil:
elementos probados en el diseño se trasladaron a varios proyectos
Flanker, incluyendo el Su-30 y el Su-35 de segunda generación.
Sukhoi Su-47
Cuando
la URSS inició sus programas de cazas de nueva generación a finales de
los años 70, Sukhoi decidió adoptar un enfoque radicalmente diferente al
empleado en sus diseños anteriores. En estrecha colaboración con TsAGI,
comenzaron a desarrollar un caza de ala en flecha hacia adelante. Como
demostraban los estudios en túneles de viento de TsAGI, dicha ala
proporcionaría excelentes características de vuelo en la envolvente
transónica. Sukhoi, basándose en los estudios de TsAGI y en sus propios
experimentos con supermaniobrabilidad, creó una propuesta para un caza
ligero y pesado. Ambos diseños eran máquinas de tres superficies
dinámicamente inestables con vectorización de empuje para mejorar el
rendimiento tras la pérdida. Parece que el trabajo avanzó más en un
diseño conocido como el S-32, un avión de mayor tamaño destinado a ser
el sucesor del Su-33. El S-32 iba a ser un gran salto respecto de la
serie Flanker: alas en flecha hacia adelante y controles avanzados
darían una agilidad excelente, mientras que una forma sigilosa moderada
reduciría el RCS y, lo más notable, una gran boquilla única de
vectorización de empuje derivada del diseño utilizado en el Su-27UB-PS
vectorizaría el empuje de ambos motores.
Desafortunadamente
para Sukhoi, el proyecto se prolongó hasta que la crisis económica de
1989 obligó a cancelarlo. Los problemas estructurales asociados con las
alas en flecha hacia adelante obligaron a Sukhoi a dedicar gran parte de
la década al desarrollo de una estructura de ala de material compuesto
para el avión, por lo que Sukhoi apenas comenzaba la construcción de
prototipos al finalizar la Guerra Fría. Afortunadamente para Sukhoi, el
éxito de exportación del Flanker les proporcionó abundantes ingresos
adicionales durante los años 90, lo que les permitió continuar con el
desarrollo de su caza cancelado. En 1991, comenzaron a realizar pruebas
de caída desde helicópteros con modelos a escala de una tonelada, lo que
les permitió validar el diseño. El S-32 se transformaría ligeramente,
perdiendo sus características navales y su tobera cuadrada para
convertirse en el S-37. Inicialmente, el S-37 estaba equipado con dos
turbofán D30F-11 sin toberas de empuje vectorial, conservando el mismo
diseño avanzado desarrollado para el S-32, pero utilizando el morro
delantero y el tren de aterrizaje de un Su-27 para reducir costos.
El
S-37 se completó a finales de 1996 y despegó en septiembre del año
siguiente. Las pruebas ampliaron gradualmente los límites de vuelo,
hasta alcanzar una velocidad máxima de Mach 1,4. Mientras tanto, los
ingenieros de Sukhoi trabajaban no solo para autorizar el caza a
velocidades más altas, sino también para adaptar el diseño como
demostrador tecnológico para un caza de nueva generación, ya que la
financiación y el apoyo para el MiG 1.44, que había ganado el contrato
de MFI, se estaban agotando. Los planes preveían la sustitución de los
motores D30F por motores AL-41 con vectorización de empuje, mientras que
el avión se equipaba con diversos paquetes de aviónica modular para
demostrar sus capacidades. En 1999, hizo su debut público en el salón
aeronáutico MAKS como Su-47. Finalmente, el Su-47 seguiría siendo un
demostrador tecnológico. El programa de pruebas finalizó en torno al
nuevo milenio sin que se instalaran los AL-41, y, al comenzar el
programa PAK FA, el Su-47 fue retirado.
