Una alianza singular, la historia del Fokker-Republic D.24 Alliance

Representación artística del D.24 Alliance con las insignias de la Real Fuerza Aérea de los Países Bajos (Koninklijke Luchtmacht). Créditos a quien corresponda.

El objetivo de los programas Nato Basic Military Requirement, mejores conocidos por sus siglas NBMR, era proveer a la alianza atlántica de equipo militar estándar para todos sus miembros.

Uno de estos programas, el NBMR-3, daría origen, entre otros, al proyecto que abre la entrada del día de hoy; el caza VTOL Fokker-Republic D.24 Alliance.

Para 1960 estaba más que claro que, si la guerra fría se convirtiese en un conflicto abierto, las bases aéreas de la OTAN junto con sus pistas de aterrizaje serían los primeros objetivos de la URSS; llevándose consigo gran parte del material aéreo ofensivo. La única manera de contrarrestar esto, era desarrollar aeronaves que no dependieran de pistas ni de instalaciones fijas, pudiendo operar desde bases de avanzada.

Después de estudiar sus necesidades, la OTAN definió tres tipos de aeronaves V/STOL que respondían a los NBMR-3 y 4 (está última complementada con la 22); fomentando la cooperación entre los países miembros de la alianza. Las ofertas se presentarían en dos partes. NBMR-4 y 22, referidas a una aeronave de transporte debían presentarse para el 15 de noviembre de 1961. Por otra parte, NBMR-3, referida a un caza de ataque y reconocimiento debía estar lista para el 31 de diciembre de ese mismo año.

Los requisitos mínimos especificados en NBMR-3 eran bastante escuetos, solicitando una velocidad  mínima de Mach 0.92 al nivel del mar y capacidad V/STOL, quedando totalmente a discreción del fabricante si deseaba utilizar empuje vectorial o motores de sustentación para lograr esta performance. Tras varios intercambios de ideas entre los interesados, el requerimiento fue definido en mayor detalle, estableciendo que la aeronave debía mínimamente cumplir con lo siguiente:

• Aeronave de V/STOL de un solo puesto para ataque al suelo (CAS) y reconocimiento
• Radio de combate de 250 nmi (463 km) a Mach 0.92 y 500 ft (152 m) con una carga bélica de 2,000 lb (907 kg). 
• Tiempo sobre el blanco de 5 minutos, con una reserva del 10% de la capacidad de combustible
• Operación VTOL en condiciones ISA +15º C a nivel del mar
• Capacidad para operar desde pistas semipreparadas, sin equipo de apoyo terrestre y en malas condiciones meteorológicas
• Capacidad nuclear táctica, aunque esto estaba implícito en el requerimiento

Había llegado el momento de que el Comité de Evaluación revisara las ofertas. Los ingleses fueron muy prolíficos presentando los Hawker P.1150/3 y P.1154, el English Electric P.39 y los Vickers 583, 584 y 585; a ellos le seguían los franceses con el Dassault Mirage IIIV y finalmente, la propuesta holando-norteamericana el Fokker-Republic D.24 Alliance.

Algo más que un ala de geometría variable

A mediados de los años 50, Republic comenzó a estudiar una configuración alar revolucionaria, donde se combinaba un ala delta con un juego de alas auxiliares retráctiles. Este estudio se materializó en el concepto RAC 758-1A, vale aclarar que este concepto no contemplaba capacidad VTOL.

La publicación de la NBMR-3, hizo que Republic viese una oportunidad de unir su concepto de ala "polimórfica" con un motor de empuje vectorial para cumplir con dicho requerimiento. (Nota del autor: en las publicaciones de la época se utiliza el termino "polymorphic" para referirse a esta configuración alar, en lugar de "variable-geometry").

Republic tenía cierta experiencia en el diseño VTOL, y decide asociarse al fabricante holandés Fokker para presentar un diseño conjunto para el NBMR-3. 

Republic había comprado parte del paquete accionario de Fokker y veía en este programa una oportunidad para volver a los contratos militares; se estableció una división VTOL en la sede de Fokker en Schiphol, Ámsterdam siendo dirigida por Alexander Wadkowsky de la Republic.

La clave del ala polimórfica era su versatilidad. A alta velocidad, el Alliance tenía un ala delta de implantación alta con una flecha de 70º y una relación de aspecto de 1.09, minimizando los efectos de carga aerodinámica de las ráfagas de viento en vuelo supersónico a cotas por debajo de los 500 ft; asimismo esta configuración también era ideal para grandes altitudes y vuelo supersónico. En el borde de salida contaban con dos elevones (combinación de alerones y elevadores).

Modelo de túnel de viento del Alliance evaluado por la NASA, esto sería lo más cerca que llegaría la aeronave a materializarse. Fuente: NASA

Las alas auxiliares se desplegaban para aumentar la sustentación a bajas velocidades, reduciendo la velocidad de entrada en perdida durante la transición de vuelo vertical a horizontal, junto con una buena tasa de planeo para crucero subsónico a nivel del mar o en altitud y buenas características STOL.

Las mismas tenían dos posiciones, con una flecha de casi 0º en su posición más abierta. Aumentaban la relación de aspecto a 3.15, estando abisagradas en el punto de unión con el fuselaje; asimismo contaban con alerones, dejando los elevones del ala delta para que actuaran solo como alerones; lo que redundaba en un mejor control a bajas velocidades.

El despliegue y repliegue de las alas auxiliares estaba controlado por dos actuadores cada uno con su sistema de alimentación hidráulico independiente, evitando la operación asimétrica de estas superficies. Según las estimaciones del fabricante, el despliegue o repliegue de estas tomaría unos 25 segundos. Un conjunto de grampas las mantendrían en su posición y completamente niveladas con los bordes de ataque del conjunto alar fijo. En caso de una falla hidráulica catastrófica, el Alliance podría aterrizar en una pista convencional con las alas auxiliares plegadas y trabadas

Fokker-Republic, aseguraba que todo el mecanismo de las alas pesaba alrededor de 1,500 lb (680 kg); mientras que un avión con una configuración más convencional, pero con las mismas prestaciones que el D.24, resultaría un 27% más pesado. Otro de los puntos de venta, era que el mecanismo sería muy confiable, igual que el mecanismo de plegado de las alas de un avión embarcado. La empresa llegó a anticipar, a la prensa especializada, que el diseño y construcción del ala les traería menos problemas que el tren de aterrizaje.

Una planta motriz nueva

Claro que el D.24 no iría a ningún lado sin una planta motriz acorde. Republic ya había tomado la decisión, incluso antes de contactar a Fokker, de utilizar un motor con empuje vectorial debido a que esta planta motriz ofrecía mejor performance en una variedad de regímenes a máxima potencia, además se esperaba que la aeronave pudiese cumplir con sus misiones a velocidad supersónica, haciéndola una aeronave más versátil y con una envolvente de vuelo más amplia que la definida en el NBMR-3.

Desde el inicio del proyecto Alliance, Bristol Siddley trabajó de manera muy estrecha con el equipo Fokker-Republic, siendo el motor BS.100/3 el elegido (este motor era compartido con el Hawker P.1154).

Basado en el Olympus de la serie 300, este turbofan con empuje vectorial y eje doble; era muy similar en su configuración al Pegasus de la misma compañía (utilizado en el Harrier), con la diferencia que contaba con un sistema llamado Plenum Chamber Burning o PCB.

Corte esquemático del BS.100, donde se puede ver el sistema PCB con sus cámaras de combustión. Fuente: Gas Turbines - A Handbook of Air, Land and Sea Applications de Claire Soares.

PCB es similar al postquemador, solo que se inyecta combustible en el aire derivado del fan y que descarga por el par de tobera delanteras. Esta tecnología fue bastante difícil de desarrollar ya que la combustión debe realizarse en los conductos entre la salida del fan y la entrada a la tobera vectorial a una presión y temperatura mucho menor que la de un posquemador tradicional. Según las estimaciones del fabricante, el BS.100/3 sería capaz de entregar un empuje de 38,500 lb con el PCB activado.

El motor estaría instalado en el centro del fuselaje, debajo del ala; para facilitar su mantenimiento, podía ser removido de sus bancadas y extraído por debajo de la aeronave. Para obtener un consumo específico de combustible más baja a alta velocidad y baja altitud, el BS.100/3 combinaría una tasa de compresión más alta y un indice de derivación más bajo que que el Pegasus. Había previsiones para un sistema de inyección de agua en la cámara de combustión para compensar la perdida de empuje en climas cálidos. Dos tomas de aire con forma de "C" ubicadas debajo de la cabina y a los lados del fuselaje proveerían el aire.

Había una ventaja más al utilizar el empuje vectorial, este tipo de motor permitía que el fuselaje tuviera una sección transversal menor comparándola con aeronaves que utilizaran motores de sustentación como el Mirage IIIV, sin contar con que no tendría que cargar con el peso muerto que ellos representaban cuando no estuviesen en operación.

Representación artística del Alliance con las alas auxiliares desplegadas y las insignias holandesas. Créditos a quien corresponda.

Una performance excelente

La combinación de las alas polimórficas, más el motor BS.100/3 daban, al menos en teoría, una performance extraordinaria al D.24. Completamente equipada con aviónica para todo tiempo, la aeronave alcanzaría Mach 1.25 a nivel del mar y Mach 2.4 a altitudes por encima de los 40,000 ft (12,192 m). Teniendo una relación peso/potencia superior a 1, el Alliance tendría una velocidad ascensional sorprendente a cualquier altitud y un techo de servicio superior a los 70,000 ft (21,336 m).

Su peso en vacío era de alrededor de 21,500 lb (9,752 kg) y con una carga bélica en el orden de las 5,000 lb (2,267 kg) tendría un peso al despegue de manera vertical de 35,000 lb (15,875 kg); cifra que podía aumentar en 10,000 lb (4,535 kg) si se realizaba un despegue STOL.

Con respecto a la aviónica, el Alliance estaría equipado con un sistema automático de estabilización en vuelo VTOL; mientras que su sistema de arma sería muy similar al de otro producto de Republic, el F-105 Thunderchief, compuesto por un radar Doppler, uno de barrido lateral y un equipo de infrarrojos.

Detrás del motor había espacio para una bodega de armas, capas de llevar una suite de equipos de reconocimiento, junto con armamento convencional o nuclear. Adicionalmente, la aeronave contaba con cinco puntos de armas, tres en el fuselaje y dos en el ala delta fija, que alternativamente podían llevar tanques de combustible adicionales, junto con una estación adicional ubicada detrás de la cabina (solo para combustible).

Fokker-Republic promovían su alianza y la División VTOL en los medios especializados con avisos como este. Créditos a quien corresponda.

El Comité de Evaluación hizo una preselección dejando cuatro ofertas: el Dassault Mirage IIIV, el BAC 584, el Hawker P.1154 y por supuesto el Fokker-Republic D.24 Alliance. 

En mayo de 1962 el proceso de adquisición estaba en un punto muerto, el Comité concluyó que el Hawker P.1154 era técnicamente superior, pero considerando la financiación y las posibilidades de coparticipación industrial, el Mirage IIIV era una oferta más interesante. La OTAN no estaba en condiciones de financiar el proyecto ganador, por lo tanto dejó la decisión final a cada uno de los países miembros.

Lejos de ser esta la solución, fue la perdición del NBMR-3, ya que ninguno de los países participantes quiso acercar posiciones y todo el concepto quedaría en el olvido. Republic por su parte, tomó el concepto del D.24, modificó el diseño sacando la capacidad VTOL, agregando un segundo puesto en la cabina y revisando la aerodinámica para presentarlo en el programa TFX norteamericano, llegando a desarrollar una maqueta a escala natural. 

Del Alliance no se conserva mucho material. Durante su desarrollo, Republic llegó a construir maquetas para túnel de viento que fueron utilizadas por la NASA y como medio de promoción. Justamente una de estas últimas se conserva en el Luchtvaart Museum Aviodomo cerca del Aeropuerto de Shiphol siendo uno de los pocos testimonios del Alliance.

Tres vistas del Fokker-Republic D.24 Alliance. Créditos a quien corresponda.

Características técnicas

• Tripulación: 1
• Largo: 20.85 m
• Envergadura: 5.69 m con alas plegadas / 11 m con las alas extendidas
• Altura: 3.32 m
• Peso máximo al despegue (VTOL): 35,000 lb (15,875 kg) / (STOL): 44,974 lb (20,400 kg)
• Planta motriz: 1x turbofan Bristol Siddley BS.100/3 de 38,5000 lbf (171.26 kN) de empuje con PCB activado.

Rendimiento (configurado con 6xAIM-54 y tanques suplementarios)

• Velocidad máxima: Mach 2.4 a 70,000 ft (21,335 m) / Mach 1.5 a 500 ft (150 m)
• Techo de servicio: 70,000 ft (21,335 m)

Armamento

• 5 x estaciones de armas
• 1 x bodega de armas

Fuentes

• Green, W (1963). Radical "Alliance". RAF Flying review. Vol. XVII(12) p. 15 a 17
• Van Weezepoel, P. Fokker D-24 Alliance. Dutch Aviation.
  Disponible en: http://www.dutch-aviation.nl/index5/Military/index5-1%20D24.html
• Gerritsen, E. (Febrero 6, 2013). Fokker-Republic D.24 Alliance. Avianet.eu
  Disponible en: http://www.avianet.eu/html/vliegtuigen/Fokker-Republic%20D.24%20Alliance.pdf