lunes, 23 de noviembre de 2020

Vuelo vertical con estilo, el Gates Twinjet

Gates Twinjet Helicopter model
Modelo en escala del Twinjet, que forma parte de la Helicopter Foundation International (HFI) y fuera donado por Gates Learjet. Créditos a quien corresponda

William Powell Lear es mundialmente famoso por el diseño de la aeronave que, popularizó la aviación ejecutiva el Learjet

Lo que muy pocos saben, es que la empresa que la misma compañía que fabricaba el avión ejecutivo por antonomasia, Gates Learjet, hizo una incursión en el terreno de las alas rotativas que sería conocido como el Gates Twinjet.

Para finales de los 60, Learjet, se había convertido en sinónimo de avión ejecutivo. Desde su planta en Wichita, Kansas las aeronaves eran entregadas a toda velocidad a sus ansiosos clientes que no podían esperar para unirse al selecto grupo de empresas o individuos dueños de su propio jet.

En paralelo a la expansión del mercado de aviones ejecutivos, el lucrativo mercado de los helicopteros ejecutivos estaba creciendo; según estimaciones de la época, se esperaba que el mercado alcanzara las 5,000 unidades para 1980. Con los compromisos de producción del Learjet cumplidos para 1975, Gates Learjet Corporation y su compañía matriz la Gates Rubber Company; tomaron la decisión de unirse lo antes posible a este nuevo mercado.

La compañía hizo una fuerte inversión en el proyecto, contratando ingenieros de Bell, Boeing Vertol, Hughes y Sikorsky. El equipo encargado de la gestión del proyecto provenía principalmente de la Hughes y de Parsons Corp. una compañía dedicada a la construcción de palas para rotores, oriunda de Michigan. Gates Learjet, se proponía mantener todo el desarrollo in-house por lo que proyectaba una ampliación de 742 m2 en sus instalaciones para dedicarla exclusivamente a la producción de las palas.

Gates Twinjet Mockup
Gates Learjet Co. produciría una maqueta a escala natural del Twinjet, la cual sería utilizada para fines promocionales. Fuente: Vertiflite Magazine Diciembre de 1969



La filosofía de diseño del Twinjet



Basada en la premisa de que altos ejecutivos serían los usuarios; la cabina se diseñó para que sea lo más espaciosa posible, teniendo un ancho de 182 cm; e incorporando acabados suntuosos para transportar entre 8 a 14 pasajeros de la manera más confortable posible. Por supuesto, Gates Learjet incorporó toda la última tecnología. Detrás de la cabina de pasajeros se encontraba un compartimiento para equipaje bastante espacioso.

Por seguridad, las aeronaves de alas rotativas que sobrevuelan espacios urbanos, deben ser bimotores; por lo que la planta motriz seleccionada eran dos Garret AirResearch TSE-231-P2400 (derivados del turboeje Garret TPE 331) capaces de generar 403 shp de manera continua y 474 shp por 30 minutos. 

Lo interesante era que ambos motores estaban instalados de manera transversal al eje longitudinal de la aeronave y en lados opuestos de la transmisión. Contenidos dentro de dos alas embrionarias que generaban entre 400 a 500 lb (181 a 226 kg) de sustentación adicional; reduciendo la potencia requerida en 25 hp. El escape de la turbina giraba 90º para salir a través de unas toberas en las alas, dando un empuje adicional.
Esta solución fue uno de las pocas instancias en donde los diseñadores decidieron alejarse de lo establecido, ya que se consideró que el riesgo era mínimo en comparación con los beneficios potenciales.

Gates Twinjet Cutaway
En este corte esquemático podemos ver, arriba una posible configuración de la cabina; abajo, el motor Garret y su instalación. Fuente: Interavia (Edición alemana, Noviembre 1969).



El rotor principal sería semi-rigido y de cuatro palas, teniendo su movimiento de avance y retroceso (lo que se conoce como lead-lag) restringido para evitar la generación de resonancia en tierra. Las palas tendrían una cuerda de 38 cm y estarían construidas con tres largueros metálicos; lo que garantiza la integridad estructural de la pala en caso de falla. Tanto el cubo como las raíces de las palas estarían carenadas para minimizar su resistencia aerodinámica. Desde la transmisión, se extendía un eje hacia el rotor anti par de dos palas.

Gates Twinjet Topview
El diseño del Twinjet era muy elegante. Se puede ver la influencia del Learjet en la parte delantera de la aeronave. Fuente: Aviation Week & Space Technology. 



En el diseño del fuselaje se hizo hincapié en su resistencia a los impactos, lo que se lograba de dos maneras: la estructura de la cabina de pasajeros estaba diseñada para proteger a sus ocupantes de desaceleraciones bruscas y la base de los asientos estaba diseñada para colapsar en caso de un accidente, dispersando la energía del impacto. La aerodinámica no se había dejado de lado y el resultado era sorprendente, una aeronave que al día de hoy se sigue viendo moderna. Cuatro ventanas de 33 x 35 cm permitían a los pasajeros disfrutar del paisaje mientras volaban. Detrás de la cabina de pasajeros se encontraban dos compartimentos para llevar hasta 250 lb (113 kg) de equipaje.

De serie, se proveía un tren de aterrizaje retráctil de cuatro ruedas, pero se ofrecía una versión con patines como opcional; esta última podía ser equipada con flotadores. 
Se esperaba que el Twinjet tuviera una velocidad máxima de 159 kn (296 km/h) y una velocidad crucero de 152 kn (281 km/h) a 5,000 ft. 

Tras 100 horas hombre de ingeniería y más de U$S 4 millones invertidos (más de U$S 28 millones actualmente), el 11 de septiembre de 1969, en la planta de Gates Learjet en Wichita, Kansas y frente a la prensa especializada hacía su debut el Twinjet, en forma de una maqueta a escala natural.


Twinjet Cabin arrangement
La cabina de 180 cm de ancho permitía diferentes configuraciones de asientos. Los pasajeros ingresaban por la puerta ubicada en la parte izquierda; aunque se podía solicitar una segunda puerta en lado derecho de manera opcional.  Fuente: Aviation Week & Space Technology. 



Un esfuerzo de promoción


Según los cálculos de la compañía, el primer lote de producción sería de 500 ejemplares, llegando a un total de 2,500 unidades en los próximos 10 años. Gates Learjet planeaba realizar las primeras pruebas en tierra para el año siguiente y realizar el primer vuelo en 1971 y obtener la certificación de la FAA en 1972. Ahora que el mockup estaba listo, era tarea del departamento de ventas conseguir los clientes para hacer esos números realidad.

Dos estrategias de ventas se habían planeado. En la primera, el cliente debía realizar un pago (no reembolsable) de U$S 10,000 (casi U$S 71,000 actualmente), sobre los cuales Gates Learjet pagaría interés hasta 9 meses antes de la entrega de la aeronave. Una vez alcanzado ese plazo, se debería adelantar otros U$S 50,000 (más de U$S 350,000 actualmente); y de acuerdo a las especificaciones del cliente, completar el valor total de la aeronave previo al montaje final; de esta manera la empresa aseguraba la fecha de entrega y el precio final. 

El segundo plan, consistía en un pago reembolsable de U$S 10,000 para asegurar la entrega de la aeronave y el pago final al momento de la entrega. La desventaja es que este plan no garantizaba la fecha de entrega ni el precio final.


Twinjet Cockpit IFR
La cabina de la versión ejecutiva, equipada para piloto y co-piloto; junto con instrumentación para vuelos IFR. Fuente: Aviation Week & Space Technology. 


Se ofrecían dos versiones del Twinjet: la ejecutiva que estaría equipada para vuelo IFR, cockpit con instrumental para dos pilotos, interior totalmente equipado para ocho pasajeros y aislación acústica; con un precio base de U$S 450,000 (U$S 3.2 millones actualmente). La versión utilitaria, era mucho más espartana en su equipamiento; comenzando con una cabina para un solo piloto e instrumental VFR y un equipo de calefacción como único elemento de confort; el precio bajaba bastante, comenzando en U$S 398,000 (U$S 2.8 millones actualmente). 
La meta era certificar al Twinjet, inicialmente como FAA Part 27, pero los diseñadores estaban plenamente convencidos que la aeronave podía ser certificada bajo FAA Part 29A y eventualmente Part 29.

Aunque no era su principal objetivo comercial, Gates Learjet, estudió la posibilidad de ofrecer una versión para el programa LAMPS de la Armada.

Se estimaba que el punto de equilibrio se conseguiría al vender entre 200 y 250 unidades; mientras la fuerza de ventas se capacitaba, la compañía comenzaba a hacer arreglos en su planta de Wichita para producir 20 Twinjets junto a 10 Learjets de manera mensual.


Producto adecuado, pero 10 años antes de tiempo


Lamentablemente la empresa no pudo hacer nada frente la recesión económica que experimentaría el mundo en los 70, fogueada por el embargo de petróleo. Llegaron tiempos austeros para las empresas a nivel mundial, por lo que los ejecutivos tuvieron que cambiar los cómodos asientos de los jets corporativos, por el mundano asiento clase turista de un vuelo de línea.

Gates Learjet abandonó completamente el desarrollo del Twinjet y concentrarse exclusivamente en mantener la línea de producción del Learjet 25 abierta. La apuesta dió resultados ya que este modelo evolucionaría en el Learjet 35 del cual se producirían 738 unidades entre 1973 y 1994.

El tan esperado despegue de los helicopteros ejecutivos tendría que esperar a la década de los 80, cuando la introducción de aeronaves bimotores más livianas, junto con mayor oferta de parte de fabricantes europeos y las mejoras en las condiciones económicas hicieron que el mercado de aeronaves de alas rotativas ejecutivas se expandiera, especialmente en los E.E.U.U.


Gates Twinjet Threeview
Tres vistas del Gates Twinjet. Fuente: Interavia (Edición alemana, Noviembre 1969).


Características generales

  • Tripulación: 1-2
  • Longitud: 12.8 m (Desde la nariz hasta la punta de la deriva)
  • Diámetro del rotor: 12.19 m
  • Altura: 3.20 m (Hasta el tope del cubo del rotor)
  • Peso máximo al despegue: 6,000 lb (2,721 kg)
  • Planta motriz: 2x turboreje Garret AirResearch TSE-231-P2400 de 474 shp (máximo por 30 minutos) y 403 shp de manera continua a nivel del mar y a 15ºC.
Rendimiento
  • Velocidad máxima: 159 kn (296 km/h) a 5,000 ft, con peso máximo y en día estándar 
  • Velocidad crucero:  152 kn (281 km/h) a 5,000 ft, con peso máximo y en día estándar 
  • Alcance: 200 millas (321 km) con 2,090 lb de carga y reserva mínima de combustible
  • Altitud de vuelo estacionario, en efecto suelo: 9,000 ft (2,743 m) peso máximo y día estándar

Fuentes

  • (Septiembre 15, 1969). New Helicopter Design Shown by Lear jet. Aviation Week & Space Technology. p. 34 - 35
  • (Septiembre 22, 1969). Lear Jet Sets Output Goals on Helicopter. Aviation Week & Space Technology. p. 80 - 8
  • (Noviembre, 1969). Ein echter Geschäftshubschrauber: Die Gates Twinjet Helicopter. Interavia (Edición alemana). p. 1784 - 1785
  • Nay, H. O. (Diciembre 1969). A 180 mph Helicopter for Business Executives: The Design Parameters. Vertiflite Magazine Vol. 15 (12)
  • (Primavera, 1997). Gates' Twinjet - the Corporate Ship that Never Left the Ground. ROTOR Magazine
  • Sheil, M. D. The Evolution of the U.S. Helicopter Industry. Monterrey, California. Naval Postgraduate School. 1984.
    Disponible en: https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a154290.pdf

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