Tortitas volantes… más o menos

El título de “el avión más raro de la Historia” debe ser una de las “distinciones”  más disputadas desde que Wilbur Wright alzase el vuelo, hace ahora casi 116 años… Muchos candidatos hay a esta distinción, pero pocos con tanto derecho a ostentarla como los heterodoxos diseños del ingeniero Charles H. Zimmerman, allá por los años treinta y cuarenta.

Diseño radical

Zimmerman recibió su graduación en ingeniería eléctrica en la Universidad de Kansas en 1930, aunque su verdadera vocación, la ingeniería aeronáutica, le vino un poco “de rebote”: el temario incluía una asignatura de esta materia a nivel elemental, merced a la que pudo entrar en el National Advisory Committee for Aeronautics (NACA, que se convertiría con el tiempo en la actual NASA) En el Centro de Langley Field de ese organismo se ocupó de desarrollar y perfeccionar túneles de viento.

Pero sus intereses iban más allá: Charles Zimmerman era un visionario que perseguía el grial de la máxima eficiencia aerodinámica. En su obsesiva búsqueda ideó un ala de muy bajo alargamiento (la relación entre la envergadura y la cuerda), casi discoidal. Ello evitaba elementos “parásitos”, considerando como tales a aquellos que no producían sustentación, como el fuselaje, empenajes, etc. Era éste un “sueño” que ya había seducido a otros diseñadores como Jack Northrop o los hermanos Horten. Zimmerman incluso preconizó que el piloto de tal aeronave debería adoptar una posición de decúbito prono (es decir, acostado sobre el vientre), sacrificando su confort en aras de evitar la resistencia aerodinámica producida por la cabina de pilotaje.

El principal problema para este tipo de ala eran los vórtices que se formaban en sus bordes marginales. Estos vórtices surgen cuando el aire a alta presión en el intradós (la superficie inferior de un ala) fluye sobre el extremo de la misma hacia la zona de baja presión en la superficie superior (el extradós), y son visibles con tiempo húmedo, originando esas estelas de condensación que tanto gustan fotografiar los spotters de nuestra “escuela manierista”. Aparte de su valor estético, estos vórtices son fuente de una importante resistencia inducida (los modernos winglets son una forma de neutralizarla), que se incrementa al reducirse el alargamiento del ala, sobre todo a las bajas velocidades que preceden a la pérdida de sustentación.

En un ala como la imaginada por Zimmerman, esta resistencia inducida sería realmente importante. Sin embargo, éste ideó un ingenioso modo de obviar este inconveniente: colocar las hélices propulsoras en los extremos del ala, haciéndolas girar en sentido contrario al que lo harían los molestos vórtices. Estas hélices, por tanto, deberían girar en sentidos opuestos entre sí, y el flujo producido sobre el perfil alar crearía un “ala soplada”, que debería permitir el vuelo a velocidades muy reducidas, e incluso el despegue y aterrizaje prácticamente verticales. Con una potencia suficiente y una célula lo bastante ligera, la sustentación producida superaría al peso, permitiendo el vuelo estacionario.

En 1933, el NACA convocó un concurso para proyectar un aeroplano ligero de uso civil, y Zimmerman presentó su diseño, que resultó vencedor por sus innegables virtudes en el plano técnico y aerodinámico, aunque el NACA reconoció que era un ejercicio de diseño“demasiado avanzado”, y poco adecuado a su realización en serie. Por tanto el Comité declaró victorioso al Ercoupe, un diseño mucho más convencional y “factible”, y que se convertiría en un clásico en la aviación general norteamericana. Sin embargo, Zimmerman no renunció a desarrollar la extraña configuración que había ideado, sino que siguió trabajando en ella en sus ratos libres, secundado por sus colaboradores Richard Noyes y John McKeller. Los tres ingenieros experimentaron el innovador diseño en diversas maquetas durante los años 1934 y 1935.

Inicialmente Zimmerman se proponía utilizar plantas motrices independientes para accionar estas hélices, y a tal fin adquirió dos motores franceses Cleone de 25 hp, que deberían propulsar un pequeño monoplaza de poco más de dos metros de envergadura, y que no llegó a volar debido a la dificultad de sincronizar ambos propulsores. Este problema convenció a Zimmerman de que los dos motores deberían accionar ambas hélices a través de una transmisión común. Nuevamente construyó diferentes aeromodelos con esta configuración, propulsados por “motores a gomas” (una banda de goma que se retorcía y, al liberarse, hacía girar la hélice fijada a su extremo) El ingeniero filmó las pruebas de una maqueta volante de 50 cm de envergadura, y mostró estas imágenes a sus jefes del NACA. Aunque el aparato les siguió pareciendo excesivamente “radical”, animaron a Zimmerman a que vendiese este singular concepto al Gobierno norteamericano o bien a la industria privada.

En aquella “tierra de oportunidades” que eran los EEUU en los últimos años 30, Zimmerman consiguió interesar a Eugene E. Wilson (Presidente de United Aircraft Corporation) en el potencial de su diseño, y el ingeniero fue contratado en 1937 por la división Chance Vought Aircraft de esta firma, entonces radicada en Stratford (Connecticut) Bajo la égida de tan ilustre fabricante, Charles Zimmerman construyó otra maqueta volante de su extraño diseño, denominado V-162, que difería de sus anteriores modelos en que estaba propulsado por un motor eléctrico, y pilotado mediante control remoto. La sección posterior del ala discoidal estaba articulada para permitir el control en cabeceo, eliminando la necesidad de estabilizadores horizontales independientes. El aparato fue experimentado en vuelo cautivo en el interior de un hangar.

En febrero de 1938, Zimmerman patentó una extraña aeronave que podría describirse como un “ala volante” de planta oblonga y dotada de un borde de ataque rectilíneo en el que se integraba la carlinga del avión. Este compartimiento era capaz de acoger a tres ocupantes, que irían alojados en el espesor del ala, nuevamente en posición de decúbito prono, con el piloto en el centro y un pasajero a cada lado. Como solución aerodinámica, aquella configuración permitía una extremada limpieza… pero era bastante incómoda y difícil de aplicar en la práctica. En octubre, Zimmerman presentó al Army Air Corps (AAC) una variante de observación del V-162,  designado V-170, seguida de una versión de ataque a tierra (el V-172), sin éxito. Una variante ampliada del V-162 (designada V-171), fue propuesta en noviembre a la Civil Aeronautics Authority, con idénticos resultados negativos.

Apoyo naval

Zimmerman había prometido que su estrafalario aeroplano podría no solo alcanzar una gran velocidad, merced a su depurada aerodinámica, sino que sería capaz de realizar vuelos estacionarios, como los entonces nacientes helicópteros. Aquello interesó lo suficiente al Bureau of Aeronautics (o BuAer) de la US Navy, que había recibido su diseño en marzo de 1939, como para que aportase fondos al proyecto a partir de julio de ese año. El objeto era conseguir lo que hoy llamaríamos un VTOL, un caza bimotor que la empresa constructora (conocida como Vought-Sikorsky a partir de abril de 1939) designó VS-315. Este avión debería ser capaz de elevadas performances en vuelo, pero despegando y aterrizando verticalmente, lo que permitiría basar aviones de combate en cualquier navío.

Para validar este ambicioso concepto se decidió construir una “bancada volante”, que reproduciría las líneas maestras del modelo operacional. Este “ensayo general” sería oficialmente designado V-173 (aunque se le conocería más frecuentemente como “Flying Pancake”, “Flying Flapjack” o “Zimmer Skimmer”), y fue encargado por el BuAer en 1940, con el serial 02978. Tendría la misma planta alar e idénticas dimensiones que el futuro VS-315, con una superficie alar de algo menos de 40 m². La planta de este ala provendría de un círculo de 7,11 metros de diámetro, y su contorno básico era definido por dos elipses iguales, colocadas de modo que el eje mayor de una coincidiese con el eje menor de la otra. El perfil utilizado era un NACA 0015, totalmente simétrico, sin ningún tipo de diedro o revirado, y en su espesor se situaba la cabina de pilotaje, monoplaza. Como cabía esperar, la posición de decúbito prono se reveló impracticable, a causa de la fatiga y de la nula visibilidad trasera (algo muy importante en un caza) que imponía al piloto, así que se llegó al compromiso de usar un asiento reclinable, con una cubierta transparente que se deslizaba hacia atrás. Puesto que el avión debería aterrizar verticalmente, la visibilidad hacia abajo era bastante crítica, así que se le dotó de generosas superficies transparentes bajo el pequeño morro que sobresalía ligeramente del borde de ataque.

Los mandos del “Pancake” (que dieron bastantes problemas) constaban de dos “elevones”, que combinaban las funciones de timones de profundidad y alerones, según se accionasen simultánea o diferencialmente, con su eje de giro emplazado a un cuarto de la cuerda. El control direccional del avión se realizaba mediante dos estabilizadores verticales convencionales En un principio, el V-173 no tenía más superficies horizontales que su enorme ala, pero las pruebas en el túnel de viento aconsejaron dotar al diseño de dos “ailevators”, unos estabilizadores horizontales “monobloc” (es decir, sin plano fijo, toda su superficie era móvil), emplazados algo más adelantados que la dos pequeñas derivas verticales, y dotados de flecha positiva.

El V-173 sería propulsado por dos motores Continental A-80 de 80 hp cada uno, que accionarían dos inmensas hélices tripalas de 5,13 metros de diámetro, tras haberse desechado las hélices bipalas previstas originalmente. Semejantes hélices obligaban a utilizar un tren de aterrizaje fijo un tanto “zancudo”, que sería carenado posteriormente. Ello hacía que el avión tuviese un desgarbado aspecto en el suelo, con un ángulo de 22,3º sobre la horizontal. Con un peso de unos 1.380 kilogramos, la relación peso / potencia era algo mayor de 8 kgs/hp, muy superior a los 2,4 kgs/hp que se esperaba conseguir en el VS-315 definitivo. Aunque se propuso utilizar avanzados materiales compuestos para construir la futura versión operacional, la célula del V-173 empleaba una construcción “convencional” en madera entelada para reducir costes y acelerar el programa. Con todo, la estructura no salió barata.

Dada la revolucionaria naturaleza del V-173, se decidió realizar un completo programa de pruebas en el túnel de viento de Langley Field con el modelo a tamaño real, y Zimmerman tuvo listo su extraordinario aparato para entregarlo a sus antiguos empleadores el 15 de septiembre de 1941. Estas pruebas (efectuadas a partir de diciembre) demostraron que la enorme resistencia aerodinámica producida por el ala de bajo alargamiento podía ser parcialmente compensada por el efecto del flujo procedente de las hélices que giraban por delante de la misma. A mayor eficacia de estas hélices, menor resistencia aerodinámica, ya que así aumentaba el caudal de aire que producía la sustentación de la aeronave, y su efecto equivalía a un incremento en la envergadura y en la superficie alar. Desgraciadamente también se comprobó que la estabilidad en el eje longitudinal se veía seriamente reducida por la sustentación producida por las hélices, y los efectos aerodinámicos causados en la cola por su rotación.

Aunque se había experimentado el sistema de propulsión durante la primera mitad de 1942, todo lo relativo a la transmisión común de los motores a las hélices era un tanto inédito y la presión de los acontecimientos (Estados Unidos entró en la Segunda Guerra Mundial en diciembre de 1941) impidió el desarrollo satisfactorio de estos cruciales elementos. Una vez finalizadas todas estas pruebas, el V-173 volvió a Stratford, donde se le sometió a nuevos ensayos de manejo y rodaje en tierra durante varias semanas, y en las que el piloto de pruebas jefe de Vought, Boone T. Guyton (un antiguo aviador naval) llegó a elevarlo brevemente, a cosa de un metro y medio del suelo.

La “Tortita Volante” vuela

Finalmente se autorizó el primer vuelo “oficial”, que tuvo lugar el 23 de noviembre de 1942. El pequeño artefacto, pintado en amarillo de alta visibilidad en sus superficies superiores y de color plateado en las inferiores, recibió unos 75 litros de gasolina, suficientes para un corto vuelo, mientras los policías de servicio expulsaban a los chiquillos que se colgaban de la valla exterior, y examinaban los coches estacionados a lo largo de carretera que jalonaba la pista, en busca de cámaras fotográficas indiscretas, ya que se trataba de un proyecto secreto en tiempo de guerra.

Guyton, provisto de su acostumbrado casco de rugby, trepó por una escalerilla de madera para abordar el V-173 a través de una trampilla abierta en el piso de su cabina de pilotaje. Una vez instalado, realizó un meticuloso chequeo pre-vuelo a mandos y motores, y enseguida hizo despegar el pequeño avión discoidal tras solo 60 metros de rodaje, pese a su reducida potencia. En cuanto el “Pancake” estuvo fuera del “efecto suelo” (causado por el colchón de aire bajo el ala, inusualmente importante con semejante configuración), la baja potencia de los motores instalados hizo imposible que la extraña aeronave mantuviese una actitud horizontal en vuelo. Los mandos (accionados manualmente, sin ningún tipo de servos) resultaron ser tan duros y difíciles de accionar que hacían problemático regresar a su pista de partida, amenazando con hacer terminar la breve carrera del V-173 en el Estrecho de Long Island.

El aterrizaje de tan extraña aeronave no fue “normal” en absoluto. Guyton incrementó la potencia, como si se tratase de un helicóptero, para “redondear” su aproximación y reducir el régimen de descenso, a una velocidad de poco más de 90 km/h, y tuvo que usar todas sus fuerzas para levantar el morro del aparato y efectuar la toma tras una carrera de unos 15 metros. El vuelo había durado 13 intensos minutos.

Al parecer, solo el pensar en los diez años de esfuerzos de Zimmerman, Vought y la Navy convenció a Guyton para que continuase con los ensayos. La máxima altitud alcanzada había sido de unos 100 metros (tampoco su reducida potencia le hubiese permitido subir mucho más), y el piloto describió la efectividad de los timones de dirección como “suficiente”. Los datos recogidos por Boone Guyton revelaron que era imprescindible mejorar las fuerzas que actuaban sobre los mandos del “Pancake”. Para ello se modificaron ligeramente los motores, así como el paso de las hélices, añadiéndose también compensadores aerodinámicos (“trim tabs”) a los estabilizadores horizontales. El comportamiento del avión fue mejorando gradualmente, y tras unos 40 ó 50 vuelos, se introdujo un llamado “flap estabilizador”, una doble superficie móvil emplazado en el borde de fuga del ala. Este elemento evitó los denodados esfuerzos del piloto para bajar la cola en aproximaciones con baja o nula potencia, debido al enorme “efecto suelo” que se iniciaba a unos tres metros de altitud sobre el terreno. Lo que no erradicó fue la tendencia a “hincar el morro” al “redondear” la toma, sobre todo cuando se reducía la potencia. Este efecto se reproduciría en los modernos aviones de ala delta.

Aunque el piloto ya no debiese volar tendido sobre su estómago, tampoco la ergonomía del V-173 era especialmente notable. La visibilidad frontal era muy deficiente, debido al acusado ángulo del aparato en tierra. Incluso en vuelo, la cabina de pilotaje apenas sobresalía del borde de ataque del ala, lo que obligaba a Guyton a inclinarse continuamente hacia adelante durante los despegues y aterrizajes si quería ver algo entre sus piernas, a través de los paneles trasparentes instalados en el piso del habitáculo, debido al fuerte ángulo de ataque. Su espalda acusó el esfuerzo, incluso durante los cortos vuelos del aparato.

También contribuían a la incomodidad del piloto las vibraciones inducidas en la cabina por las enormes hélices, debido a un fenómeno de resonancia, que nunca llegó a ser erradicado, aunque Zimmerman logró paliarlo bastante instalando amortiguadores en las hélices. De todos modos, este fenómeno se anunciaba como potencialmente serio en el futuro VS-315, que sería mucho más potente y más pesado. Tampoco los frenos eran demasiado eficaces para el manejo en tierra del estrafalario avión. Con todo, se consiguieron datos muy útiles sobre la peculiar envolvente de vuelo del “Pancake”. La máxima velocidad horizontal alcanzada fue de 222 km/h, y con sus 160 hp de potencia instalada necesitaba siete minutos para  ascender a 1.500 metros.

Un avión con personalidad

Aparte de lo agotador de su pilotaje, Guyton encontró fascinantes las características de vuelo del V-173, sobre todo el poder “colgar” el avión, aumentando el ángulo de ataque hasta los 45º, sin entrar en pérdida. En condiciones tan extremas, el piloto podía mantener el control sobre los tres ejes. De hecho, nunca se llegó completamente a meter el aparato en pérdida, ni siquiera se llegó cerca de inducir una barrena. Eso sí, la resistencia era realmente elevada, y la velocidad decrecía rápidamente en cuanto se efectuaba un viraje cerrado. Pilotos e ingenieros veían esta enérgica deceleración como una formidable herramienta en un “dogfight”, aunque semejante pérdida de energía fácilmente hubiese podido constituir un arma de doble filo en combate.

Boone Guyton realizó una primera serie de 13 vuelos en el V-173, compaginándolos con sus demás obligaciones como piloto de pruebas de Vought, hasta que resultó gravemente herido volando otro avión “difícil”, un F4U Corsair. El programa de pruebas en el V-173 debió ser asumido entonces por Richard Burroughs, aunque también otros pilotos volarían el “Pancake”, entre otros el insigne Charles A. Lindbergh y el entonces Teniente Najeeb E. Hallaby, que más tarde dirigiría la FAA. A ninguno de ellos le debió resultar fácil capear con el singular comportamiento del V-173, y se produjeron varios accidentes que, afortunadamente, no resultaron en daños serios para el singular avión o sus pilotos, gracias a su escaso peso y reducida velocidad. En una ocasión realizó un aterrizaje forzoso en el campo de golf de Mill River. Se puso al súper-secreto aeroplano bajo guardia armada, y se le remolcó a la fábrica de Vought al amparo de la noche…

El 3 de junio de 1943 se produjo un fallo de motor debido a un “vapour lock” en la alimentación de gasolina, y Richard Burroughs tuvo que realizar otro aterrizaje de emergencia, esta vez en Lordship Beach, una playa a orillas del Estrecho de Long Island, y el “Pancake” estuvo a punto de causar su primera víctima: un incauto bañista, cuya toalla apareció bajo el avión, cuando éste capotó al hundirse su desgarbado tren en la arena. Los daños más serios, por fortuna, se limitaron a la rotura de dos palas de las grandes hélices, y Burroughs pudo evacuar el prototipo gateando a través de la arena. El avión fue devuelto a la fábrica para ser reparado, y curiosamente el incidente sirvió para decidir a Lindbergh a que realizase un vuelo en el “Pancake” (el número 34 de los efectuados), a lo que hasta entonces se había negado “El Águila Solitaria”, temiendo precisamente que el avión volcase en un aterrizaje y que el piloto pudiese quedar aprisionado en el cockpit. Como hemos visto, la escotilla de entrada y salida del aparato se encontraba en la parte inferior del mismo… aunque Lindbergh probablemente también pensaría que los rayos nunca caen dos veces en el mismo sitio…

Aún se registró un tercer accidente en 1947 (cuando ya había sido cancelado el programa), durante una demostración conmemorativa del trigésimo aniversario de la fundación de Chance Vought Aicraft (como se conocía ahora al constructor, tras separarse de Sikorsky en enero de 1943), con Boone Guyton nuevamente a los mandos (era su vuelo número 54 en el aparato). En aquel caluroso día, la escasa potencia del V-173 no bastó para hacerle alcanzar una altitud segura tras el despegue, y el avión se metió en un tendido de alta tensión. Posiblemente solo la estructura de madera salvase a Guyton de morir electrocutado.

Este fue el último vuelo del “Pancake” y, con 131 horas de vuelo en su haber, el V-173 volvió a la factoría de Vought en Stratford. Felizmente su jubilación no significó su destrucción: alguien decidió que se trataba de un avión demasiado significativo para terminar hecho astillas… y tampoco estaba construido con materiales estratégicos que se pudiesen aprovechar. Así que la Navy (su propietario) autorizó su traslado al Smithsonian Museum, lo que tampoco fue empresa fácil: el V-173 era ligero, pero imposible de desmontar. Con una envergadura de unos 9 metros apenas si podía metérsele por calles urbanas. Fue remolcado por un tractor a través de Stratford y Bridgeport, donde embarcó en una barcaza hasta la Naval Air Station de Norfolk (Virginia), un viaje que duró dos días y dos noches, al ser sorprendido por una tormenta invernal.

Tras este periplo, el V-173 residió largo tiempo en Silver Hill (Maryland). Los voluntarios de la Vought Aircraft Heritage Foundation aportaron más de 25.000 horas de trabajo para restaurar este espectacular aparato… y el Smithsonian les premió prestándoselo para exhibirlo en Texas, la sede final de Vought. El increíble “Pancake” se encuentra hoy en el “Frontiers of Flight Museum”, en el aeropuerto Love Field de Dallas, junto a otros fascinantes aviones de Vought. Merece la pena ir a verlo.

El “Pancake” definitivo  

Como hemos visto, el V-173 era solo un “ensayo” para construir un avión naval según las teorías de Zimmerman. Inicialmente encargado el 16 de septiembre de 1941 (al día siguiente de la entrega del V-173 a la NACA), ese mismo mes el VS-317 sería rebautizado por la US Navy como F5U, es decir, el quinto caza fabricado por Vought. Y el 19 de enero de 1942 (es decir, a poco más de un mes tras el ataque japonés contra Pearl Harbor) el BuAer contrató con Vought-Sikorsky la construcción de dos prototipos de una versión experimental (denominada XF5U-1), a los que asignaron los seriales 33958 y 33959.

La tarea de Zimmerman (ahora secundado por el ingeniero E. J. Greenwood) era realmente ímproba: los cazas contemporáneos eran capaces de una relación de 1:5 entre su velocidad de aterrizaje y su velocidad máxima, un parámetro de gran importancia para un avión embarcado. El XF5U-1, en cambio, prometía una relación superior a 1:10, con una gama de velocidades posibles entre 64 y 684 km/h, mientras que se preveía que una futura versión, equipada de inyección de agua en sus motores, alcanzase velocidades entre 32 y 740 km/h. Existía la posibilidad de extender esta gama entre los 0 y los 885 km/h utilizando las nacientes turbinas de gas en vez de motores de explosión.

Chance Vought empezó fabricando una maqueta de madera, representativa del avión operativo, cuya construcción terminó el 5 de junio de 1943. Decorado con el vistoso esquema de la época (azul oscuro por encima y blanco por debajo), este modelo se montó sobre caballetes de madera en Stratford, para ser inspeccionado por el BuAer dos días después. En él se detalló la ubicación de los equipos que se planeaba instalar en el futuro caza VTOL, y se introdujeron algunas modificaciones. La Navy examinó una versión modificada de esta maqueta el 9 de agosto, aunque las cosas no iban a ser sencillas: las dos grandes hélices tripalas instaladas no eran representativas de las definitivas; la idea era reemplazarlas por dos unidades cuatripalas Hamilton Standard Hydromatics, similares a las utilizadas en el F4U Corsair. Pero, a la vista de los datos recogidos por el V-173, resultaba evidente que estas hélices inducirían vibraciones inaceptables, sobre todo a altos ángulos de ataque… y el F5U debería despegar y aterrizar casi como un helicóptero, con el avión prácticamente “colgado” de sus hélices, girando a toda potencia.

En noviembre de 1943 Zimmerman y su equipo (en estrecha cooperación con los ingenieros de Hamilton Standard) decidieron utilizar hélices de 4,88 metros de diámetro, dotadas de cuatro palas batientes articuladas, un concepto similar al que utilizan hoy la mayoría de los helicópteros. Estas palas, fabricadas en madera especialmente impregnada y prensada, con un buje metálico de gran cuerda, no irían instaladas en un mismo plano, sino que cada una estaba compuesta realmente por dos pares de palas articuladas opuestas, uno ligeramente adelantado sobre el otro, para formar la hélice completa de cuatro aspas. Todo este complejo sistema debía ser accionado por dos motores Pratt & Whitney R-2000-7(D) Twin Wasp, de 14 cilindros dispuestos en dos estrellas, que (como en el V-173) deberían ir “embutidos” en el espesor del ala. Se les refrigeraría mediante sendos ventiladores instalados delante de los cilindros, y alimentados (así como los carburadores y los radiadores de aceite lubricante) por entradas de aire circulares situadas en el borde de ataque, a cada lado del mínimo “fuselaje” que alojaba al piloto. No era una instalación sencilla para motores enfriados por aire, y probablemente todo hubiese sido más sencillo si se hubiesen adoptado motores enfriados por líquido, aunque ello hubiese obligado a utilizar voluminosos radiadores para su refrigeración, pero a la Navy nunca le habían gustado tales motores… y el que paga, manda.

Diseño muy complejo

En cualquier caso, lo más complicado era el sistema de transmisión (en el que Vought colaboró con Pratt & Whitney), que debía asegurar que cada uno de los motores moviese ambas hélices, de modo que el fallo de un propulsor no implicase una tracción y un flujo de aire asimétricos. Para ello, el eje de cada motor transmitía su giro a otro eje dispuesto transversalmente respecto al sentido longitudinal del avión, que se encargaba de llevar el movimiento hasta las cajas reductoras, de relación 5:1, emplazadas en las raíces de los carenajes tubulares que soportaban las hélices, y dotadas de embragues especiales. Éstas giraban en sentidos opuestos, con las palas interiores rotando hacia arriba. Además, los sistemas de combustible y lubricación deberían ser capaces de funcionar a los altos ángulos de ataque a los que el F5U despegaría y aterrizaría habitualmente. Todo hace suponer que aquel enrevesado amasijo de engranajes, cajas reductoras, etc., hubiese dado lugar a toda clase de problemas…

La cabina de pilotaje, monoplaza, estaba situada entre los dos motores, y el piloto accedía a ella desde la cola, “gateando” sobre el “lomo” del avión mediante una serie de estribos allí emplazados, hasta alcanzar su asiento. Éste se situaba encima de los depósitos gemelos de aceite, tras los que se emplazaban los radiadores cilíndricos del lubricante y, a continuación, los depósitos de combustible, de casi 1.000 litros de capacidad. En el exterior de los turbocompresores se recogían las robustas patas del tren de aterrizaje, dotadas de ruedas dobles, que se plegaban hacia atrás, además de otro diávolo retráctil de menor tamaño, situado entre las secciones del “flap estabilizador”.

Los empenajes se componían de sendos estabilizadores horizontales sin flecha (a diferencia del V-173), con una envergadura de 9,90 metros, y dotados de compensadores, así como dos pequeñas derivas verticales con sus timones de dirección. Entre estas derivas, sobre el fuselaje, se encontraba el gancho de apontaje, un emplazamiento un tanto inusual, que había sido dictado por el elevado ángulo de ataque que se preveía para la recuperación a bordo del F5U. El gancho, extraordinariamente largo, se extendía sobre el dorso del avión y se extendía hacia atrás, casi paralelo al flap.

Además de su extraordinaria configuración, la construcción de la célula era realmente inédita: la mayor parte de su estructura interna y el revestimiento estaban fabricados en “Metalite”, una precursor de los actuales material compuestos, a base de un “sandwich” de hojas de aluminio sobre un núcleo de madera de balsa, que proporcionaba gran resistencia y ligereza, eliminando numerosos remaches, anclajes y refuerzos, y que además permitía unas superficies lisas con un estupendo acabado exterior. A cambio, eso sí, necesitaba un mantenimiento algo más delicado. El Metalite resultó tan exitoso que Vought lo emplearía extensamente en un avión tan avanzado como el F8U Crusader.

Retrasos

Tras todas las inspecciones y demás formalidades, el contrato definitivo con el BuAer se firmó el 15 de julio de 1.944. Se especificaba en él que el primer proto (BuAer Number 33958) recibiría dos motores R-2000-7, capaces de producir 1.350 hp a 2.700 rpm, al despegue, y 1.100 hp a 2.550 rpm en crucero. El segundo avión (BuNo 33959) recibiría motores XR-2000-2 dotados de turbocompresores Wright. Se decidió no instalar armamento en el primer avión, aunque estaba previsto dotar al F5U de las clásicas seis ametralladoras de calibre .50 (12,7 mm) con 400 disparos cada una, que ya equipaban otros cazas como el F4U Corsair o el F6F Hellcat. Para sacarlas del enorme sector barrido por las hélices se montarían estas armas superpuestas verticalmente en la raíz del ala, junto a la cabina, y más tarde se previó la opción de reemplazarlas con cuatro cañones de 20mm. En todo caso, la presencia de las enormes hélices probablemente hubiese impedido utilizar cohetes, aunque estaba prevista la dotación de depósitos auxiliares y bombas de 450 kgs… cuyo lanzamiento en picado hubiese sido igualmente problemático.

Toda esta larga gestación hizo dispararse los costes y los plazos de entrega: el 24 de marzo de 1945, Vought solicitó al BuAer una reestructuración del contrato, basándose en los enormes costes previstos para el programa de ensayos, tanto en vuelo como en tierra, calculados en unos 250.000 dólares. El constructor proponía reducir estas pruebas en todo lo posible… lo que no parecía muy factible, dado lo revolucionario del diseño. El primer XF5U-1 no fue terminado y sacado de la fábrica hasta el 25 de junio de 1945, es decir, con la 2ª Guerra Mundial casi terminada. Lucía el acabado utilizado por la Navy en aquellos años, un brillante color azul medianoche. Bajo el cockpit aparecía  un dibujo del personaje “Bugs Bunny” de la Warner Brothers, en colores gris y blanco tumbado sobre una alfombra voladora roja, y comiendo una zanahoria anaranjada y verde.

Como parte de la requerida “reducción de costes”, Vought había instalado dos hélices “convencionales” Hydromatic, como las que equipaban sus cazas F4U-4 Corsair, aunque parece que lo hizo solo “para hacerse la foto” o, todo lo más, para efectuar las primeras pruebas de la transmisión, ya que el XF5U-1 estaba diseñado para usar hélices que giraban en sentidos contrarios, mientras que las instaladas tenían el paso utilizado corrientemente en el Corsair. Vought invirtió las palas de la hélice izquierda (como se aprecia en las fotos por la posición de los logotipos de Hamilton Standard aplicados en las palas), pero eso no hubiese permitido ensayos a toda potencia.

Finalmente se  consideró el avión listo para las pruebas en tierra el 20 de agosto de 1945, y para realizar su primer vuelo en septiembre del año siguiente. Eso sí, el fabricante pidió que estas pruebas en vuelo se realizasen en la base del Dry Lake de Muroc (la futura Edwards AFB), en California, ya que se esperaba que los problemas derivados de la compleja transmisión motriz y la naturaleza del proyecto hiciesen necesario el uso de esas instalaciones con sus casi ilimitados espacios libres, en vez de la más reducida fábrica de Vought en Stratford. El traslado del prototipo a la base californiana tampoco hubiese sido sencillo (ni barato), ya que hubiese implicado llevarlo por barco a través del Canal de Panamá, lo que (en principio) se preveía hacer en diciembre de 1945.

Entretanto, el segundo proto había sido relegado a pruebas estáticas de resistencia, en las que había resultado destruido, y los retrasos se multiplicaban. En junio de 1946, casi un año tras el fin de la guerra, el secreto era ya innecesario y el programa fue anunciado públicamente. Pero el XF5U-1 no avanzaba: las hélices articuladas definitivas no estuvieron listas hasta 1947, y hasta entonces no pudieron realizarse las primeras pruebas de rodaje, nuevamente a cargo de Boone Guyton, ayudado por William Millar, otro piloto de pruebas de Vought. Se dice que, como en el caso del V-173, el avión llegó a elevarse brevemente durante una de esas pruebas, realizadas en marzo de 1947. Lo que sí aparecieron fueron los primeros, y previsibles, problemas de sobrecalentamiento en los motores, y las pesadas y complejas cajas reductoras empezaron a dar quebraderos de cabeza: dos transmisiones fallaron en rápida sucesión durante los ensayos, y había quien temía que su funcionamiento prolongado diese lugar a un fallo catastrófico en vuelo. Finalmente, comenzaron los preparativos para embarcar al XF5U-1 hacia Muroc…

El amargo final

No se llegó a hacer. La guerra había terminado durante el largo proceso de gestación del avión, y, con ella, las masivas asignaciones de fondos a programas militares. También las prioridades de la US Navy habían cambiado: los futuros aviones embarcados serían propulsados por reactores, y en ellos se invertirían los ahora más escasos recursos del Bureau of Aeronautics. Por lo tanto, el 17 de marzo de 1947 se ordenó la interrupción del programa F5U y la destrucción del único prototipo restante, el 33958, que le pertenecía.

Muchas y muy ingratas tareas pueden caerle a un ingeniero aeronáutico, pero pocas tan amargas como la que en primavera de 1948 se encargó a Lee C. Stetson, jefe en funciones del departamento experimental de Vought, responsable de la construcción de los dos XF5U-1… y de su destrucción ahora. Primeramente se desmontaron los motores R-2000 del avión, así como todos los equipos que tuviesen algún valor. Después se situó la célula bajo una de esas grúas provistas de una enorme bola de acero, utilizadas en la demolición de edificios. Para asombro de todos, los primeros golpes apenas consiguieron abollar la fuerte estructura del “Pancake”, así que Stetson y su equipo calcularon el punto de impacto más eficaz para los amargos resultados que se pretendía obtener. Finalmente, la pesada bola de acero atravesó la estructura de Metalite entre los largueros principales, y golpeó el suelo bajo el desdichado avión. Unos cuantos golpes más lo redujeron a un montón de astillas y aluminio retorcido, que fue luego cortado en trozos más pequeños.

Hubo aún un grotesco epílogo a este penoso acto final: la Navy exigió la devolución de cierta cantidad de plata pura, empleada en los engranajes de las famosas cajas reductoras de las hélices. Escoltados por guardias de seguridad, los ingenieros intentaron localizar esta plata entre los restos, ya cubiertos de nieve. Finalmente, Vought, que seguía teniendo muchos tratos con la Marina, prefirió no complicarse más y reembolsar su valor (unos 6.000 dólares) a su cliente. Ello le permitió vender los restos a los chatarreros locales, junto con las herramientas y demás utillaje empleado en el proyecto. Cuando uno de estos chatarreros encontró la plata, intentó venderla a un orfebre local, quien avisó al FBI. Chance Vought Aircraft tuvo que atestiguar que el chatarrero había sido obtenido la plata legalmente, para salvarle de la cárcel…

Éste fue el final de un largo camino de 15 años para un extraordinario avión que no tuvo ni siquiera la opción de volar. Los problemas, como hemos visto, hubiesen sido muchos, previsiblemente, y las prestaciones prometidas por Vought parecen un tanto optimistas, vistas con el beneficio de la perspectiva que dan los años. El mantenimiento de tan complicados sistemas de transmisión hubiese sido probablemente una pesadilla para sus mecánicos, de haber entrado en servicio… cosa que era problemática, con la existencia de un solo prototipo y los problemas de control y vibraciones que cabía esperar…

¿Cómo se hubiese comportado el F5U de haber entrado en combate? La pérdida de energía debido al bajo alargamiento del ala hubiese sido probablemente excesiva, sobre todo cuando con el aumento de la carga alar durante un viraje cerrado o la salida de un picado, tal como ocurrió en los aviones de ala delta que le siguieron. Tampoco esa fórmula hubiese favorecido un radio de acción prolongado, aunque Zimmerman y Vought aseguraban que el efecto de las hélices ampliaría la “envergadura virtual”. La poca experiencia obtenida con el V-173, con su mínima potencia y su tren fijo, no permite sacar conclusiones muy precisas. Y el vuelo a gran velocidad con aquellas inmensas hélices articuladas no hubiese sido fácil, debido a su enorme resistencia aerodinámica.

Así y todo, fue una pena…

Ángel Osés
socio 109

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Por si, pese a todo lo dicho anteriormente, aún le quedasen a alguien ganas de leer más sobre estos extraordinarios aviones, aquí pueden hacerlo:

• “The Untossed Pancake” – AirEnthusiast , Junio de 1973
• “Chance Vought V-173 and XF5U-1 Flying Pancakes” – Naval Fighters No 21
• “U.S. Experimental & Prototype Aircraft Projects, Fighters 1939-1945” – Bill Norton, Speciaty Press, 2008

Autor:  Ángel Osés