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| Concepción artística del RF-4X. Fuente: Lockheed-Martin vía Code One Magazine. |
Pocos aviones pueden presumir de un historial de servicio tan largo y con tantos operadores como el McDonnell Douglas F-4 Phantom II. Su éxito, hizo que tanto su fabricante como terceros, buscaran expandir las capacidades del diseño original con nuevas variantes.
En este blog, ya vimos algunas como el Enhanced Phantom de Boeing o el F-4(FVS) de la propia MCAir; esta entrada, va a estar dedicada a otra versión, conocida como F-4X y desarrollada por General Dynamics, bajo un contrato del gobierno israelí.
La Fuerza Aérea Israelí (más conocida como Heyl Ha'Avir, o por sus siglas en inglés IAF), recibió sus primeros F-4E en 1969 como parte del programa "Peace Echo", que comprendía 44 ejemplares de F-4E (conocidos localmente como Kurnass, "Mazo") y 6 de RF-4E (llamados Orev, "Cuervos") de reconocimiento. Estos ejemplares fueron puestos prontamente en servicio durante la llamada Guerra de Desgaste, atacando objetivos egipcios.
En un primer momento, los Kurnass gozaron de cierta ventaja frente a los cazas egipcios, sumado a que los misiles antiaéreos (SAM) SA-2 no eran muy efectivos a baja cota. Esta situación cambió rápidamente, cuando Egipto desplegó numerosas baterías de los más modernos SA-3, junto con 5,000 asesores militares soviéticos para operarlas. De esta manera, todo el canal del Suez quedaba cubierto con un paraguas antiaéreo letal, para la IAF.
Uno de los puntos del acuerdo de cese al fuego, firmado en agosto de 1970, establecía que Egipto debía mantener las posiciones de sus SAM y no llevarlos cerca del Canal del Suez. Este punto era importante para Israel, que debido a la falta de otros medios, debían llevar a cabo misiones volando a 600 kn (1,111 km/h) y a una altitud tan baja, que el mayor riesgo provenía de los pájaros o de los mástiles de los botes de pesca.
Gracias a estos vuelos, se pudo constatar que al mes de firmarse el armisticio, Egipto había emplazado 45 nuevos sitios de SAM, muchos próximos al canal.
En un primer momento, y debido a que los RF-4E no habían sido entregados, los vuelos de reconocimiento se hacían con dos F-4E modificados, reemplazando el cañón por una cámara Zeiss RMK 15/23 de media cota o bien una Fairchild KA-52 panorámica de baja altitud. Mientras la IAF, aguardaba la entrega de los RF-4E, la USAF entrego en préstamo dos RF-4C, bajo la llamada Operation Night Light; los mismos serían posteriormente devueltos a los E.E.U.U. al recibir las RF-4E.
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| En el Museo de la IAF, se conserva este F-4E (numeral 323) con un pod de reconocimiento G-139, siendo fácil comparar las dimensiones del mismo. Los F-4E provenientes de inventarios de la USAF conservaron su patrón de camuflaje SEA, lo que les valió el cariñoso apodo de "Sapos" en la IAF. Fuente: Bukvoed vía Wikimedia Commons |
Los nuevos RF-4E, demostraron valer su peso en oro. En el verano de 1971, uno de estos vuelos reveló el despliegue de baterías de SA-6 en los Altos del Golán por parte de Siria. La IAF no tenía otra alternativa que exponer sus preciados RF-4E a este tipo de misiones de alto riesgo; tal como la que ocurrió en octubre de 1971 cuando uno de estos aviones volvió a su base con un SA-7 trabado en un motor. Esto llevo a la IAF a replantear su doctrina, y en 1973, comenzó a realizar misiones de reconocimiento a gran altitud con los RF-4E, lo que requería que sus tripulaciones utilizaran trajes de presión.
A medida que la amenaza de los SAMs se intensificaba, la información proveniente de los vuelos de reconocimiento era crucial para la estrategia israelí, pero el riesgo que las mismas implicaba era muy alto, en cuanto a material y pilotos. La mejor solución estaba en la adquisición de un sistema de armas con capacidad LOROP (LOng Range Oblique Photography, o Fotografía Oblicua de Largo Alcance), y la IAF ya tenía sus ojos puestos en uno.
Alta definición, gran peso
Fruto de un desarrollo de General Dynamics, la cámara LOROP HIAC-1 era una maravilla de la tecnología. Con una longitud focal de 66" (168 cm), para lentes f4 con una resolución de 240 lineas por milímetro o 12" a 20 nmi o 38" a 68 nmi y una velocidad del obturador de 1/60 a 1/3000 de segundo. La capacidad de película era de 305 m y la tasa de exposición era de cuatro por segundo. (Nota del Autor: Estoy seguro que algún lector, entusiasta de la fotografía, encontrará estos datos interesantes).
A pesar de sus capacidades, la HIAC-1, tenía una gran desventaja en la forma del peso; unas 3,500 lb (1,587 kg) en sus primeras versiones. En el inventario de la USAF, el único avión que era capaz de llevarla era el Martin RB-57F Canberra.
Desde la introducción en servicio del RB-57F en 1963 (Nota del Autor: Hasta el año 2021, tres de estos ejemplares seguían en servicio con la NASA), la IAF solicitó la adquisición de la aeronave, junto con su cámara HIAC-1; pero tanto el Departamento de Estado, como el Departamento de Defensa de los E.E.U.U. se negaron a venderlos, bajo el argumento que este sistema de armas y su tecnología asociada podían desbalancear militarmente el Medio Oriente.
Para 1971, General Dynamics había logrado reducir el peso del HIAC-1 hasta las 1,500 lb (680 kg); siendo factible su instalación en un pod (denominado G-139) que medía 6.7 m de largo y que podía ser instalado en un F-4 Phantom. Los primeros aviones en ser modificados para llevarlo eran los RF-4C de la USAF y si bien, la envolvente de vuelo se veía muy limitada, las capacidades de la cámara eran excelentes.
Durante un vuelo de prueba, se tomo una foto donde se podía ver el Aeropuerto Internacional de Dallas/ Fort Worth con un nivel de detalle absoluto mientras las aeronave volaba a 82 nmi (153 km) de distancia, a una altitud de 60,000 ft (18,000 m) y a Mach 1.8.
El gobierno israelí finalmente recibió el visto bueno, y los primeros pods G-139 comenzaron a ser entregados en octubre de 1971, y fue puesto en servicio con los RF-4E y dos F-4E especialmente modificados. En todos los casos el pod se llevaba en la estación central de armas en el fuselaje.
La IAF encontró que el pod era excelente como sistema de reconocimiento, pero un enorme lastre para la performance del Phantom ya que limitaba la altura operativa a 50,000 ft (15,240 m) y la velocidad no podía exceder el Mach 1.5; sin contar que el manejo de la aeronave se veía alterado. Misma conclusión a la que llegó la USAF con sus RF-4C equipados con el G-139 en Corea.
General Dynamics estaba al tanto de las limitaciones impuestas por el G-139 sobre la célula del Phantom y puso a trabajar a su división de proyectos especiales buscando alternativas para mejorar la performance del F-4.
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| F-4E (registro USAF 69-7576) de la IAF usado como mockup de la configuración RF-4X. Se pueden ver los tanques de agua del sistema PCC, junto con la nueva toma de aire, totalmente realizados en cartón, papel mache y cinta adhesiva. Créditos de la imagen a quien corresponda. |
Programa Peace Jack
Los ingenieros de General Dynamics empezaron por ver la manera de extraer mayor empuje de los General Electric J79, llegando a la conclusión que parte del problema estaba en las tomas de aire. Su geometría limitaba el volumen de aire que llegaba a los motores.
Una nueva toma de aire, más grande y con una geometría que admitía un mayor caudal de aire hacia los motores gracias a nuevas rampas de geometría variable en los ductos. El F-4 de serie ya contaba con estos dispositivos, pero eran mucho más sencillos que los presentados por General Dynamics.
Asimismo, se incorporaba una compuerta en los conductos de aire para lidiar con las ondas de choque que se pudiesen generar, reduciendo la velocidad del aire antes de llegar a los motores. Otra novedad era la incorporación de generadores de vórtices para mejorar la performance de los mismos.
La segunda mejora a los J79 vino de la mano de una tecnología llamada pre-compresor cooling o PCC, la cual había sido estudiada por la NACA en los años 50. Básicamente, el PCC consistía en enfriar el aire en la admisión del motor utilizando agua. Al reducir su temperatura, la masa de aire aumentaba su densidad, similar a la de un día frío, logrando un mayor empuje.
Utilizando la PCC a gran altitud, la performance del motor podía ser mejorada a velocidades por encima de Mach 1.4, al enfriar el aire que era calentado por la fricción con la aeronave.
El uso del PCC en el Phantom no era nuevo. Uno de los Phantom de preproducción (BuNo 142260) equipado con un rudimentario sistema de PCC alcanzó, el 22 de noviembre de 1961, los 1,395 kn (2,585 km/h) o Mach 2.43 rompiendo varios records de velocidad. Tampoco era una novedad para General Dynamics, quién ya había ensayado esta tecnología en el Convair F-106 Delta Dart, pero nunca había llegado a ser implementada.
Por su parte, la USAF también tenía cierta experiencia con la tecnología tras haber experimentado en el Arnold Engineering Development Center de Tenesse, instalando sistemas PCC en los Pratt & Whitney J57 y J75. Logrando, en una oportunidad, hacer funcionar un J75 equipado con PCC a pleno postquemador ¡Por 40 horas seguidas!
Los únicos que no estaban muy entusiasmados con el PCC era General Electric, quiénes no veían con muy buena cara el uso de esta tecnología en sus motores, pero aún así asesoró a General Dynamics en este programa de mejora del Phantom, conocido como Peace Jack.
El sistema de PCC fue refinado por General Dynamics, de manera que los inyectores generaran unas gotas de agua de unos 10 micrones, lo suficiente para enfriar el aire, sin inundar los motores. Dos grandes tanques de agua conformados estarían instalados encima de las tomas de aire, en el espacio entre ellas y la espina dorsal de la aeronave. Cada uno llevaría 2,500 lb (1,133 kg) de agua destilada, siendo su instalación del tipo quita y pon.
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| General Dynamics solo trabajó en uno de los laterales del 69-7576, lo que nos permite comparar las modificaciones del estándar RF-4X con el F-4E. Fuente: Jay Miller vía HistoryNet. |
La cámara HIAC-1 seguía instalada en el pod G-139 pero, en teoría, estas mejoras lograban aumentar el empuje de los motores en un 150%; permitiendo llevar la aeronave hasta Mach 3.2 por breves períodos de tiempo o alcanzar una velocidad crucero de Mach 2.4 a una altitud de 78,000 ft (23,775 m) estando el tiempo de vuelo limitado por la cantidad de agua. Esta nueva variante del Phantom recibió la denominación provisional de F-4X. (Nota del Autor: MCAir utilizaría esta misma denominación para una propuesta de un Phantom mejorado para la Armada unos años más tarde).
El gobierno israelí fue invitado a participar en 1971; gracias a su aporte, junto con la financiación interna de General Dynamics, el proyecto continuó durante todo 1972, hasta ser finalmente presentado de manera oficial a la USAF el 12 de abril de 1973.
Impresionada por los potenciales resultados, la USAF decidió invertir fondos adicionales, viendo su potencial uso en los RF-4C; pero los israelíes no estaban muy convencidos sobre el uso del pod.
Quién tampoco estaba muy convencido, pero por una razón ligeramente diferente, era el Departamento de Estado. Resultaba muy fácil convertir el F-4X a un potente interceptor, bastaba simplemente con no instalar el pod G-139. Proveer a un tercer país, incluso un aliado cercano, con una plataforma capaz de volar por encima de Mach 3; era algo con lo que el gobierno estadounidense no se sentía muy cómodo.
Afortunadamente, para 1974, la última variante de la cámara HIAC-1 era todavía más chica que la utilizada en el pod G-139; siendo factible su instalación en la nariz del F-4, con las obvias ventajas aerodinámicas. El radar AN/APQ-120 fue removido, junto con el cañón interno, volviendo a la aeronave una plataforma 100% de reconocimiento, siendo ahora denominado RF-4X. A mediados de 1974, y con el beneplácito del Departamento de Estado, se aprobó su venta a Israel.
En diciembre de ese año, aterrizó en las instalaciones de General Dynamics en Fort Worth, uno de los F-4E de la IAF (registro USAF 69-7576); siendo su primera función fue servir como mockup para el diseño de los diferentes componentes del RF-4X.
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| 69-7576 ya convertido en el mockup del RF-4X. Fuente: "Peace Jack. An Enigma Exposed", Air International (Julio, 1985). |
Los ingenieros hicieron gala de sus dotes para las manualidades, utilizando cartón, papel mache y cinta adhesiva; construyeron los tanques de agua suplementarios del sistema PCC, junto con las nuevas tomas de aire en uno de los lados del 69-7576. Más tarde se instalaría la nueva nariz que alojaba a la HIAC-1.
Para la IAF, el progreso del trabajo en el RF-4X iba a un paso extremadamente lento. Era claro que la integración del sistema PPC, las nuevas tomas de aire y la cámara HIAC-1 iba a tomar más tiempo del previsto y la IAF, simplemente no tenía tiempo de sobra.
A esto debemos sumar que en 1975, la USAF se retiró del proyecto. En ese momento, el programa de vuelos de prueba del F-15 Eagle estaba llegando a su fin y se esperaba que la aeronave comenzara a ser entregada al año sigueitne reemplazando al F-4 Phantom. Resultaba difícil sostener, tanto para el gobierno como la USAF, la financiación y apoyo al RF-4X que podía en ciertas condiciones de vuelo superar a una aeronave más moderna como el Eagle.
Hay que recordar que la USAF durante todo el programa, insistió en recolectar datos y realizar evaluaciones sobre la performance del sistema PCC; no estando plenamente convencida de su seguridad operativa ni de su fiabilidad técnica, demandando estudios en mayor profundidad para los cuales no había ni tiempo, ni fondos.
Israel no estaba en condiciones de financiar el programa por su cuenta y el RF-4X había perdido todos sus defensores en el seno de la USAF, lo que llevó a cancelar el programa con la mayor discreción posible.
"S" de Special
Tras la cancelación del RF-4X, General Dynamics, continuó trabajando en la idea de instalar la HIAC-1 en la nariz del Phantom, a pedido del gobierno israelí. Esta modificación era mucho más modesta que el RF-4X y solo se limitaba a instalar la nueva nariz con la cámara.
Dando origen a una nueva variante denomina F-4E(S). La IAF envió tres F-4E para ser convertidos a este nuevo estándar. Uno de ellos era el 69-7576, y los otros dos eran los registros USAF 69-7567 y 69-7570; siendo entregados directamente en las instalaciones de General Dynamics en Fort Worth.
El F-4E(S) destacaba por una nueva nariz, 30.5 cm más larga y con un volumen interno de 2 m3. Suficiente para alojar la HIAC-1, junto con un sistema de control ambiental que mantenía la temperatura interna en un rango óptimo para reducir la distorsión de las lentes.
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| Las células 69-7570 y 60-7576 siendo modificadas al estándar F-4E(S), en las instalaciones de General Dynamics en Fort Worth. Fuente: "Peace Jack. An Enigma Exposed", Air International (Julio, 1985). |
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| Duelo de narices. Se puede apreciar la diferencia entre el RF-4E (en primer plano, radomo negro) y el F-4E(S) (detrás). Créditos de la imagen a quien corresponda. |
_01.jpeg "F-4E(S) Israel Air Force Museum") |
| Por fortuna, un ejemplar de F-4E(S) con el numeral #498 se encuentra expuesto al público en el museo de la IAF en Hatzerim. Fuente: Oren Rozen vía Wikimedia Commons. |
Fuentes:
- Bulban, E. J. (Febrero 12, 1973). Detachable Recon Pod Developed for F-4. Aviation Week & Space Technology. p.47.
Disponible en: http://aviationarchives.blogspot.com/2015/06/f-4-detachable-recon-pod.html - Miller, J. (Julio, 1985). Peace Jack. An Enigma Exposed. Air International.
- Baugher, J. (Diciembre 30, 1999). McDonnell F-4X/RF-4X Phantom II. joebaugher.com
Disponible en: http://www.joebaugher.com/usaf_fighters/f4_29.html - Petrinic, E. (Enero 19, 2017) F-4X: The Fastest Phantom. HistoryNet.
Disponible en: https://www.historynet.com/fastest-phantom-f-4x/ - Lockheed-Martin. RF-4X Recce Platform. Code One Magazine
Disponible en: http://www.codeonemagazine.com/gallery_slideshow.html?item_id=3406 - Francillon, R. J. McDonnell Douglas Aircraft since 1920: Volume II. Londres, Reino Unido: Putnam Aeronautical Books, 1990.
- Donald, D. y Lake, J. ed. McDonnell F-4 Phantom: Spirit in the Skies. Londres, Reino Unido: AIRtime Publishing, 2002.
- Mehta, U; Bowles, J; Melton, J. y otros (Febrero, 2015). Water injection pre-compressor cooling assist space access. The Aeronautical Journal. Vol. 119 (1212) p.147 - 149.
Disponible en: https://www.nas.nasa.gov/assets/nas/pdf/papers/Mehta_U_February2015.pdf
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