El tigre que nunca acechó: Grumman F11F-1F Super Tiger - Primera Parte

El primer prototipo del Super Tiger (BuNo 138646) durante una prueba de distancia mínima de aterrizaje. A pesar del elevado ángulo de ataque la visibilidad sobre la nariz era bastante buena.
Fuente: Grumman vía San Diego Air and Space Museum Archive Flickr

A pesar de una larga dinastía de cazas navales, la cual se extiende desde el FF hasta el F-14 Tomcat, la historia del Grumman F-11 Tiger no fue una de éxito. Es más, su performance fue tan decepcionante que la aeronave sirvió en primera linea solo por cuatro años desde 1957 a 1961.

Pero Grumman no estaba dispuesta a dejar que su diseño cayese en el olvido, desarrollando una versión mejorada y repotenciada del Tiger. Esta, es la primera parte de la historia del Grumman F11F-1F Super Tiger.

Como mencionamos al principio, el F11F Tiger fue un fiasco. Los primeros prototipos eran prometedores al punto tal que la Armada norteamericana encargó 200 unidades. Siete escuadrones operaron la aeronave desde 1957 y casi de inmediato quedó demostrado que su performance era inferior al Vought F-8 Crusader, producto de los problemas asociados al postquemador del motor Wrigth J65; lo que impedía que la planta motriz entregara el empuje esperado, logrando una capacidad supersónica marginal. A esto debemos sumarle que la autonomía y rango del Tiger demostraron ser inadecuados para los requerimientos de la Armada.

Grumman, consciente de las limitaciones del Tiger, había realizado una estudio sobre la factibilidad de reemplazar el J65 con el General Electric (GE) J73 desarrollado por la USAF para el F-86H Sabre. Combinando la nueva planta motriz con un posquemador y una nueva ala en flecha a 45º, se esperaba lograr una aeronave verdaderamente supersónica.
Este diseño fue presentado a la Armada bajo la denominación G-98-A y G98-D. Pero ambas propuestas fueron rechazadas, posiblemente por que el motor J73 no estaba en el inventario de la Armada.

Lejos de darse por vencido, Grumman desarrolló una nueva propuesta denominada G98-J, la cual sería presentada en enero de 1955. En esta iteración, la aeronave contaría con el más avanzado General Electric J79-3A. La Armada aprobó esta versión el 18 de agosto de ese mismo año y a continuación otorgó un contrato para modificar las últimas dos células de Tiger del primer contrato (BuNo 138646 y 138647) para que sirvieran de prototipos. 

Había otro interés de parte de la Armada en este contrato. En octubre de 1954, el arma había encargado dos prototipos del nuevo F4H-1 Phantom (más tarde redesignado F-4) el cual utilizaba los mismos motores J79-3A. Aparentemente, la intención era probar el motor y obtener datos de su performance en una aeronave conocida como el Tiger, antes que volase en el nuevo Phantom. En otras palabras, la idea era probar el motor, reduciendo el riesgo al mínimo.

De Tiger a Super Tiger

Exteriormente, el primer Super Tiger (BuNo 138646) se diferenciaba de su antecesor por tener una nariz más larga y amplia que alojaba un nuevo radar Westinghouse APQ-50 con una antena de 61 cm de diámetro; un nuevo parabrisas (instalado sobre el marco del anterior). Comparado con el J65, el J79 otorgaba 2,600 lb (1,179 kg) adicionales de empuje en seco y 3,750 lb (1,700 kg) de empuje con posquemador. Siendo el motor de GE 250 lb (113 kg) más liviano.

Gracias a la insistencia del piloto de pruebas en jefe de Grumman, Corwin "Corky" Meyer, el programa de vuelos de prueba se realizaría desde la base Edwards de la USAF. El sería quien realizaría el primer vuelo del Super Tiger el 7 de mayo de 1956, pero este vuelo debió ser cancelado. 
La diferencia de potencia con el J79 era tal, que el posquemador solo se podía encender una vez que la aeronave estuviera en movimiento durante la carrera de despegue. Hacerlo con la aeronave detenida podía hacer patinar las cubiertas y posiblemente hacerlas estallar.

Vista trasera del primer prototipo, se puede ver una sonda ubicada cerca de la tobera que tenía la función de medir la presión aerodinámica en la parte trasera del fuselaje. Créditos a quien corresponda

Ese día al encender el postquemador, Meyer notó que el aire que presurizaba la cabina era muy caliente, a aproximadamente 60º y subiendo. Por lo que abortó la maniobra, abrió la carlinga y aterrizó inmediatamente, a pesar que el equipo técnico en tierra le decía que era normal que el aire estuviera caliente. La posterior inspección demostró que una válvula del sistema de presurización estaba instalada incorrectamente en una zona de descarga, y por el diferencial de presión la misma no se cerraba.  

Tras solucionar este inconveniente, la aeronave estaba lista para intentar un nuevo despegue. Tres semanas más tarde, el 25 de mayo de 1956 y solo nueve meses después de la firma del contrato, Meyer despegó de manera exitosa. En este primer vuelo, la aeronave alcanzó Mach 1.2 a 35,000 ft (10,668 m). 

El primer prototipo se utilizó para definir la envolvente de vuelo, especialmente la taza de ascenso con postquemador junto con el número Mach máximo en vuelo nivelado. Las pruebas demostraron que el Super Tiger triplicaba la performance del Tiger, alcanzando en el quinto vuelo el 5 de junio, Mach 1.61 a 35,000 ft. Una diferencia significativa frente a los cálculos iniciales que determinaban una velocidad de Mach 1.3. Las pruebas también despejaron las dudas que tenía el equipo sobre la estabilidad de la aeronave en vuelo supersónico.

Siendo el objetivo expandir la envolvente de vuelo hasta Mach 2, el equipo debía esperar a que el segundo prototipo estuviera listo. El problema eran las tomas de aire, el 138646 tenía unas tomas de aire de Tiger modificadas, mientras que el segundo prototipo incorporaba unas con un nuevo sistema para eliminar la capa limite en el ducto de admisión.

Vista inferior del primer Super Tiger, donde podemos ver el fuselaje con la característica forma de botella de Coca-Cola, siguiendo la regla del área. Fuente: NASA vía Wikimedia Commons

BuNo 138647 realizó su primer vuelo el 16 de agosto de 1956, con las nuevas tomas de aire. Al contrario que las del primer prototipo, las cuales consistían en un separador (splitter) de flujo; el segundo prototipo tenía un sistema que combinaba una protuberancia con un sistema de succión. Las pruebas en túnel de viento realizadas por la NACA (precursora de la NASA) demostraban que el sistema mejoraría el flujo de aire del motor. 

El 138647 incorporaba otras mejoras, tales como: las extensiones de raíz alar (LERX) a 60º y una extensión de 33 cm de la parte de atrás del fuselaje para reducir la resistencia. Estas dos últimas modificaciones fueron posteriormente aplicadas al primer prototipo.

Luego de verificar que la aeronave se comportaba adecuadamente en los mismos límites que 138646, la envolvente fue expandida gradualmente hasta alcanzar Mach 1.75. Asimismo, se comprobó que la reducción en la resistencia otorgada por los nuevos LERX y tomas de aire era mucho mayor a la esperada. La horquilla del elevador tenía un limite de Mach 1.85 producto de las vibraciones (flutter) y mientras el equipo trabajaba en una solución, ese limite no podía ser superado, pero por otro lado; Grumman estaba feliz de saber que el Super Tiger no requería ningún sistema de control asistido en ninguno de los tres ejes hasta esa velocidad. La aeronave era muy estable.

Más adelante, Meyer comenzó a probar la aeronave realizando Zoom climbings o zooming, técnica que estaba muy en boga entre la comunidad de fabricantes y pilotos de prueba de la época; y fue discutida en el posteo anterior NF-104A el entrenador de astronautas. El zooming consiste en volar la aeronave a la mayor altitud y velocidad posibles, acumulando energía cinética para luego convertirla en energía potencial al realizar una trepada con un ángulo  de 30º o 40º, permitiendo que la aeronave alcance el punto más alto en una trayectoria balística.

BuNo 138647, el segundo prototipo del Super Tiger sobrevolando Edwards. La aeronave fue utilizada por GE durante su vida operativa para evaluar al J79, lleva en la deriva la insignia de la empresa.
Fuente: US Navy

Determinar el mejor ángulo de trepada era la parte difícil, ademas que el piloto debía volar con un traje de vuelo parcialmente presurizado al maniobrar por encima de 45,000 ft (13,716 m), el cual era sumamente incómodo y restringía la libertad de movimientos. A los 40,000 ft (12,192 m) el postquemador se apagaba y la velocidad estimada alcanzada en el cenit de la trayectoria era de unos 86 kn (160 km/h) muy por debajo de la velocidad de perdida. Meyer logró, en su primer y único zooming, alcanzar los 61,500 ft (18,745 m) de altitud.

El 27 de octubre de 1956, 138647 recibió una nueva variante del J79, capaz de generar 600 lb (272 kg) adicionales de empuje con posquemador; luego de verificar correctamente su funcionamiento y completar el programa de vuelos de prueba propios; Grumman se sentía confiada para invitar a la Armada a evaluar formalmente la aeronave.

Las pruebas de la Armada

El Centro de Evaluación de la Armada (NATC por sus siglas en inglés) de Patuxent River, envió a los Comandantes Tom Gallegher. y George Watkins a realizar una evaluación preliminar (NPE, en inglés) del Super Tiger, la cual se realizó en la base Edwards desde el 31 de octubre al 8 de noviembre de 1956, totalizando 25.7 horas de vuelo repartidas en 23 misiones.

Los hallazgos de los pilotos navales fueron plasmadas en un reporte posterior (No. PTR AC-22003.1 con fecha del 28 de noviembre de 1956). En general la aeronave fue vista con buenos ojos por los pilotos evaluadores; sin embargo, se consideraba inaceptable la autonomía de la aeronave de solo 46 minutos y el cambió de trim experimentado cada vez que se extendían o replegaban los flaps y slats. Asimismo, se describieron deficiencias menores como la limitada visión hacia atrás, una alerta de perdida deficiente, el ángulo de inclinación del asiento del piloto y poco gobierno del timón, entre otras.

Detalle de las tomas de aire del segundo prototipo, la aeronave se encuentra en el Museo de China Lake. La protuberancia estaba construida en madera y al desprenderse la pintura la dejo a la vista, siendo esa parte oscura que se ve en las fotos. Fuente: Craig Kaston

Durante esta evaluación, Watkins realizó cinco zoomings, alcanzando los 72,500 ft (22,098 m) partiendo desde los 42,000 ft (12,801 m) y Mach 1.85, fuera de los parámetros evaluados previamente por Grumman.

En total la Armada reportó 3 no conformidades y 9 puntos a mejorar en su informe, siendo en su mayoría problemas técnicos que podían ser solucionados con un rediseño de las piezas, algo relativamente sencillo para Grumman. Sin embargo, como diría más tarde Meyer en su libro dedicado al Super Tiger: "Estos 'hechos' reportados por la Armada, plagarían sin misericordia nuestros posteriores esfuerzos de ventas". Y agrega: "Es interesante notar que el Chance Vought F8U-1 Crusader estableció un récord de velocidad de solo Mach 1.58 dos semanas después de que el Cmte. Watkins alcanzara Mach 1.85. Este era la aeronave que la Armada había decidido adquirir en grandes cantidades por los siguientes 10 años. La performance del Super Tiger comenzaba a incomodar a varios oficiales de la Armada y a los propios ingenieros de Grumman quienes habían predicho una velocidad máxima de solo Mach 1.3 unos meses antes."

El tono del informe dejaba ver el poco interés por adoptar el Super Tiger que tenía la Armada, pero eso no detuvo a Grumman, quienes invitaron a la USAF a evaluarlo.

Los dueños de casa pegan una ojeada

Al estar realizando todas las pruebas desde Edwards, era solo cuestión de tiempo hasta que la USAF, más específicamente el Comando de Desarrollo e Investigación Aérea (ARDC por su sigla en inglés) sintiera curiosidad y solicitara evaluar el nuevo caza de Grumman. La empresa no se negó, al contrario busco incentivar esta situación de cara a la preferencia de la Armada por el F8U-1 Crusader.

Doce vuelos, totalizando las 10 horas y 50 minutos fueron llevados a cabo entre el 7 y 10 de noviembre de 1956 por tres pilotos de pruebas de la USAF. Ellos eran: Mayor Stewart Childs (Director de Evaluación en vuelo), Capitan Ivan Kincheloe (piloto del programa) y el General Stan Holtoner, comandante de la base Edwards. 

El informe final, a grandes rasgos, era similar al presentado por la Armada. Elogiando las características generales de la aeronave, pero notando las mismas deficiencias. Sin embargo, la USAF hacía hincapié en el limite de velocidad y altitud impuesto por la limitación de flutter en la horquilla del elevador, esto se debió a que el General Holtoner voló accidentalmente por encima de dicho límite a baja altitud y encontró este fenómeno. Holtoner, un piloto de pruebas veterano, activó los equipos de abordo registrándolo. Esta información resultará muy beneficiosa para Grumman.

El primer prototipo muestra los flaps y spoilers desplegados.
Fuente: Grumman vía San Diego Air and Space Museum Archive Flickr

Más allá de todo, había una cierta parcialidad en el informe de la USAF, ya que Super Tiger era comparado con el Lockheed F-104 Starfighter, el cual ocupaba la misma categoría que el avión de Grumman. Es más ambas aeroanves estaban siendo evaluadas al mismo tiempo en Edwards y por ese motivo, la USAF no tenía mucho interés en adquirir al caza de Grumman.

Sin prospectos dentro de los E.E.U.U. Meyer, fue asignado a liderar el esfuerzo de ventas en el extranjero, por lo que cedió su lugar como piloto de pruebas a Bob Smyth, quien ocuparía el cargo desde Diciembre de 1956 hasta Marzo de 1957; para luego ser reemplazado por John Norris.

Norris, quien acababa de completar las pruebas de operaciones embarcadas del Tiger y las pruebas de integridad estructural del Cougar biplaza en NATC Patuxent River; originalmente iba a ser asignado de manera provisoria por tres meses, pero terminó involucrado en el Super Tiger por tres años.

Rompiendo records

Al otro lado de Edwards, el equipo de Lockheed continuaba expandiendo la envolvente de vuelo del F-104, con el objetivo de llegar hasta Mach 2.0; Grumman no quería quedarse detrás por lo que encargo a Norris ir ampliando la velocidad máxima, volando desde los 40,000 ft a 550 kn (1,018 km/h) y acelerar progresivamente hasta Mach 2. Paralelamente, Grumman planeaba utilizar al Super Tiger para recuperar el récord mundial de altitud establecido por los Soviéticos en 72,000 ft (21,945 m); para esto había que superar esta altitud en un 5% o 3,600 ft (1,097 m).
Basado en el zooming realizado por Mayer en 1956, el Super Tiger tenía una buena chance de superar el récord, siempre que pudiera mantener Mach 2 a 40,000 ft.

Norris, a los mandos del segundo prototipo, comenzó realizando unos vuelos de práctica. Partiendo desde los 41,000 ft (12,496 m) a Mach 2, el piloto ascendía dejando a la aeronave en una trayectoria balística hasta alcanzar el cenit de la curva; una vez allí la velocidad se reducía a 90 kn (166 km/h) y la gravedad empezaba a atraer a la aeronave de regreso a la tierra. 
En un primer vuelo, Norris alcanzó los 72,000 ft. La única novedad fue que la aeronave demostró una tendencia a realizar Dutch Rolls producto de una perdida en la estabilidad direccional al volar por encima de Mach 1.85.

Aviso publicitario de Grumman, promocionando al Super Tiger. El piloto en la escala viste un traje presurizado parcial. Créditos a quien corresponda

Tras realizar dos vuelos adicionales, Norris fue capaz de llegar hasta los 75,000 ft (22,860 m) en el último vuelo. habiendo dominado la técnica, Grumman estaba lista para romper el récord de manera oficial. Pero la Armada, al fin y al cabo ellos financiaban el programa Super Tiger intervino, exijiendo que fuera un piloto propio y no un civil el que hiciera el intento. 

El 12 de abril de 1958, el Cmte. Watkins, el mismo que había evaluado al Super Tiger en 1956, obtuvo el récord de altitud alcanzando los 75,500 ft (23,012 m) volando el primer prototipo. Esta altitud fue medida en Edwards y verificada por la FAI (Fédération Aéronautique Internationale).

A pesar de obtener el récord, la Armada ya le había bajado el pulgar al Super Tiger; mientras que la USAF si bien había evaluado positivamente la aeronave, estaba totalmente comprometida con el F-104. Por suerte para Grumman, comisiones extranjeras estaban visitando Edwards con sus chequeras en mano buscando adquirir un nuevo caza. Pero esa es la historia del siguiente posteo.