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Desarrollo de aviones rapidos sin cola
Proceso y evolucion de una aeronave de ala "Delta"
El autor, que desde hace algunos años, esta incorporado al personal del Instituto Aerotecnico de Cordoba, se ha dedicado juntamente con su hermano el ingeniero Walter Horten, al diseño y estudio de los aviones sin cola, del tipo "ala delta" o "ala volante. Especializado en esta rama de la construccion aeronautica, el doctor Horten ha diseñado en nuestro pais algunos prototipos de veleros sin cola, como asi tambien ha proyectado otros prototipos para ser impulsados con motores a reaccion. En el presente trabajo, el autor reseña la labor realizada en colaboracion con el ingeniero Walter Horten, entre los años 1935 y 1945, para la concepcion y perfeccionamiento de aviones rapidos sin cola.
Despues que se establecieron los coeficientes de resistencia aerodinamica, y el rendimiento en vuelo del modelo Ho II, pudieron preverse buenos resultado con un proyecto de avion rapido del tipo "ala volante". Los problemas que se presentaron durante su proceso y desarrollo fueron bastante complejos y rebasarian la brevedad de este articulo, pero en general, queda confirmado que las formas adecuadads para los aviones rapidos, no lo son en cambio para aparatos de baja velocidad.
Comenzamos en esa epoca a trabajar con planeadores y pequeños aviones con motor, a los cuales dimos la forma de loa aviones rapidos. El objeto de estos trabajos era estudiar las relaciones de sustentacion, especialmente en vuelos a baja velocidad. Habia ademas que encontrar buenas cualidades de vuelo y maniobrabilidad para estos "modelos volantes" diseñados como aviones rapidos y el problema fue, entonces, establecer, por medio de ensayos en vuelo, la influencia de las muchas variantes que no podran calcularse. Para aviones rapidos era de interes determinar las cualidades de los aviones sin cola, con un pequeño alargamiento y gran angulo de flecha, resultando el alargamiento reducido por consideraciones estaticas. Su influencia aerodinamica en el rendimiento del vuelo es reducida, porque en vuelo rapido la componente inducida de la resistencia aerodinamica es pequeña. Se llega asi a las formas de ala que hoy se designa como ala "Delta".
En aquel tiempo, el reconocimiento de las ventajas del ala en forma de flecha para aviones de alta velocidad, era solamente consecuencia de la institucion y recien hoy la ciencia ha comprobado su validez. El desarrollo de esta teoria comenzo con los aviones HO-V y VII que tenian alargamiento 5 y el angulo de flecha del ala de 42 grados, analizandose todos los problemas que se presentaron, es decir, alabeo y variacion de los perfiles, formas de los timones, reducciones e implementos de aterrizaje. Las cualidades en vuelo eran, en parte, mejores que la de los cla-sicos aviones con fuselaje.
Basados en tales resultados, presentamos en 1942 al Ministerio de Aeronautica aleman un proyecto de avion con turbina, el cual tuvo una flecha y un ahusamiento moderados, para evitar el riesgo emergente de tal innovacion. El proyecto fue construido como H-IX y en forma algo modificada, para responder mejor a las exigencias impuestas -revista Nacional de Aeronautica, Mayo 1950. Despues que el modelo fue entregado a la firma "Gotha-Waggen" para su construccion en serie, iniciamos nuevas experiencias en el campo de la velocidad supersonica.
Para investigar las cualidades en vuelo a baja velocidad y el coeficiente maximo de sustentacion de un avion con flecha de 60 grados , se aplico, luego de algunos problemas aerodinamicos con modelos volantes, un fuselaje a las alas de un planeador tipo H-III dotado de un adecuado angulo de flecha. El fuselaje estaba montado como una barquilla en la parte central del ala, bajo el borde de fuga. Las caracteristeicas de vuelo de este aparato, H-III, como se lo llamo, eran satisfactorias. Con este aparato quisimos,medir, practicamente, en vuelo, la distribucion de sustentacion en varias secciones del ala y a lo largo de la misma. Estando todo preparado para realizarla, la experiencia no pudo hacerse hasta despues de la guerra. A sete modelo siguio otro proyecto de ala volante con angulo de flecha de 70 grados. este tuvo perfiles laminares simetricos y el piloto debia ubicarse en posicion horizontal. A causa del aumento de la flecha, se disminuye el alargamiento de 4.0 a 1.5 y de este modo se llego, racticamente, al ala "Delta". Este nuevo proyecto estaba en curso de montaje cuando llego el fin de todos los trabajos y con ello su destruccion.
Paralelamente a estas investigaciones con alas de gran angulo de flecha se hicieron otros ensayos para vuelos de alta velocidad. A medida que el ala "Delta" se acercaba a al velocidad del sonido, la raiz del ala experimentaba un incremento en la resistencia aerodinamica, antes que el ala misma y, por otra parte, con el aumento del angulo de flecha se opero una caida en el maximo de la sustentacion, siendo entonces logico pensar que la solucion de los problemas estaticos consistia en aumentar el angulo de flecha en la raiz del ala. Asi que, por ejemplo, con un ala de angulo de flecha de 35 grados combinada con la raiz de mas de 60 grados, aparece un incremento en la resistencia aerodinamica, en primer lugar, en la zona de la raiz, al aproximarse a la velocidad del sonido. Para investigar las cualidades en vuelo de aviones de este tipo, modificamos un aparato Ho II, en el cual se combino el angulo de flecha de la raiz, montando tambien en el las tomas de aire para turbinas. Los resultados de estos ensayos sirvieron de base para los proyectos que se realizaron hacia el fin de la guerra y de los cuales la fotografia de un caza monoturbina es un ejemplo.
Las pruebas de en vuelo de aviones con ala en flecha, efectuados con planeadores o maquetas volantes eran y son , hasta hoy, necesarias, por las escasas posibildades de calculo. Tampoco es dable esperar ayuda de la ciencia, en un futuro cercano, para la tecnica de vuelo en este campo, proque la forma de la vena fluida en derredor de alas alas en flecha, depende mas de la capa limeite y de las capas cercanas al ala, que en las alas rectas y porque ademas, estos problemas se presentan como tridimensionales. Por esta causa, el proyecto tiene que basarse en experimentos, comenzando con los modelos volantes, ensayos en tuneles de aire, maquetas volantes y finalemte, con un avion experimental.
Los estudios efectuados en Gran Bretaña y los Estados Unidos, con alas volantes y aviones con ala "Delta" para alta velocidad, indican que alli han empezado a reconocerse las ventajas de este tipo de construccion. En consecuencia, los trabajos de investigacion realizados en Alemania, desde el punto de vista de la ciencia y la tecnica aeronautica, demuestran que no fueron vanos.
Ilustraciones:
