Avión experimental: Los numerosos modelos rusoviéticos (4/4)

 /k/ Aviones Episodio 93: Slavshit experimental

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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.