Un cambio de filosofía, la historia del Northrop F-102 Fang

Representación artística de una sección de N-102 en combate. Notar los 6 pilones subalares vacíos. Fuente: Gerald Balzer Collection via Mark Nankivil

En diseño industrial, existe un concepto que se lo conoce como "idea rectora"; es decir aquella idea o premisa que funciona como basamento para el diseño de un producto. Las aeronaves no son muy diferentes, y estas también basan su diseño en un concepto o idea.

A veces, la materialización de esta "idea rectora" en un diseño no se concreta por diversas razones, pero esto no quiere decir que la misma sea equivocada. La historia del Northrop N-102 Fang es, como veremos a continuación, uno de esos casos.

John K. "Jack" Northrop estaba enojado en noviembre de 1952. La razón, era la contratación de Edgar Schmued como Ingeniero en Jefe Asistente (Assistant Chief Engineer), pero no era por la capacidad o experiencia de Schumed, después de todo había diseñado al P-51 Mustang y al F-86 Sabre para su antiguo empleador North American; si no que en este acto el Gerente General de Northrop de ese momento: Oliver Echols, había contratado a Schumed en contra de sus deseos.

Con esta decisión, Northrop, sintió que acaban de desplazarlo totalmente de la empresa que fundó en 1939. Este acto, sumado al fracaso de sus diseños de alas volantes YB-49 e YRB-49; propiciaron su salida de la empresa. Tras su renuncia, Echols pasó a ser Presidente y Schumed, ascendió a Vice Presidente de Ingeniería.

Este cambio en el organigrama de la empresa, vino acompañado de una reorganización del departamento de ingeniería y el momento no podías ser más propicio ya que sería fundamental para lanzar una nueva idea comercial.

A principios de los 50, los principales vectores de interceptación de la USAF eran cazas pesados, complejos y con capacidad supersónica; aviones como el F-102 y F-106 ambos de Convair. Lo que los hacía impresionantes, también los hacía vulnerables, empezando por sus costos operativos y por la necesidad de utilizar pistas largas y pavimentadas, las cuales serían un blanco muy tentador en caso de un ataque.

Estos efectos fueron parcialmente mitigados con soluciones técnicas como la inyección de agua en las turbinas o el uso de paracaídas de frenado, e incluso desarrollando conceptos de cazas VTOL como los europeos VAK 191B o el Mirage IIIV. Otra alternativa, podría ser el desarrollo de caza interceptores ligeros y menos sofisticados, pero la USAF no estaba interesada en lo más mínimo. 

Tres vistas del diseño original del N-102. Notar el empenaje en "V", las coheteras en los intrados alares y el perfil más chato de la carlinga, el cual será revisado posteriormente.
Fuente: Northrop Fang Day Fighter Preliminary Design Department Rtp. No. P.D.152.

O al menos eso parecía hasta que recibió, en octubre de 1952, una propuesta no solicitada de parte de Lockheed bajo la denominación CL-246 que justamente era eso, un caza monomotor con capacidad supersónica y mucho menos complejo que los aviones en servicio.

La USAF quedó entusiasmada con la idea, y a continuación lanzó un GOR (General Operational Requirement), para un nuevo caza que pudiese sustituir a los North American F-100 Super Sabre del Tactical Air Command para finales de esa década. El arma especificaba una velocidad máxima de Mach 1.3 a 35,000 ft (10,668 m), un radio de acción de 351 nmi (650 km), ser capaz de operar desde pistas de 1,100 m de largo y tener una potencia de fuego equivalente a dos cañones de 30 mm. 
En cuanto a la aviónica, el requerimiento mínimo era el uso de un colimador, con opción a incluir un sencillo radar telemétrico.

Sin un momento que perder, Schumed dió inicio al proyecto N-102 Fang ("Colmillo" en castellano), con Welko E. Gasich dirigiendo el proyecto. Algunas fuentes aseguran que la elección del nombre fue una decisión directa de Schumed, quién detestaba los nombres "arácnidos" de los cazas de Northrop, como el P-61 Black Widow o el F-89 Scorpion.

Un nuevo concepto

El N-102 era una ruptura con el diseño tradicional de cazas sofisticados y complejos de Northrop, poniendo el foco en la sencillez constructiva y en el bajo costo operativo. La influencia del Ingeniero en Jefe, William Ballhaus (proveniente de Convair), era visible en una de las características introducidas en el diseño: alas delta de implantación media, junto con unos planos de cola en "V", siendo el Fang el primer diseño en combinar ambas características.

Las dimensiones del caza eran bastante pequeñas, con solo 7 m de envergadura y un largo de 12,49 m; a modo de comparación un F-100 medía 11.8 m de envergadura y 15.2 m de largo. Otra de las características que llamaban la atención era la instalación del motor, en la parte baja del fuselaje y con una toma de aire ventral.

Esta configuración era el resultado de otra de las innovaciones propuestas por Northrop en el Fang: la posibilidad de instalar cuatro tipos de motores diferentes de acuerdo a la misión. La motorización base era el turborreactor Wright J65 (Armstrong-Siddeley Sapphire construido bajo licencia) dotado con postquemador. La performance estimada era de Mach 1.85 a 35,000 ft, un techo de servicio de 56,000 ft (17,069 m). El radio de combate solo con el combustible interno sería de 255 nmi (472 km), la cual se podía extender hasta 465 nmi (861 km) con tanques suplementarios.

Gracias a la ubicación del motor, los técnicos eran capaces de cambiarlo con mucha facilidad por otras tres opciones: un J65 sin postquemador, un Pratt & Whitney J57 (buenas opciones para misiones de apoyo aéreo cercano, ataque e interdicción) y finalmente, un General Electric J79 siendo esta la opción para misiones de interceptación y que garantizaba una velocidad máxima superior a Mach 2.

Al igual que la planta motriz, el armamento interno también era modular y podía ser cambiado de acuerdo a las misiones. Concentrado el nariz de la aeronave, la configuración base consistía en un cañón multitubo M61 Vulcan de 20 mm; que podía ser reemplazado por dos cañones T-160 de 20 mm (predecesor del M39), o bien cuatro ametralladoras de 12.7 mm. 

La facilidad de acceso a todos los componentes era clave en el diseño del Fang. Como se puede ver en esta fotografía de la maqueta, el radar, armamento fijo y los instrumentos de la cabina quedaban a la vista para los técnicos en tierra. 
Fuente: Gerald Balzer Collection via Mark Nankivil.

Una opción más era el sistema lanzacohetes T-132 de 38 mm; este sistema es una de las armas más extrañan instaladas en una aeronave, consistía en un arma multitubo rotativa con 5 cañones los cuales eran servidos por medio de una tolva con 135 cohetes T-225 estabilizados por aletas.

Además de las armas de tubo, el Fang podía optar por una pareja de coheteras retractiles con 132 cohetes de 38 mm (66 por cohetera); alternativamente se podían utilizar 32 cohetes Gimlet o Redstone de 50 mm en grupos de 16. La última opción era una batería de 18 cohetes FFAR de 70 mm o la misma cantidad de misiles con guía infrarroja de 70 mm, en grupos de 9. Sobre este armamento en particular no hay mucha información, más allá de que iban a ser diseñados para ser compatibles con los cohetes FFAR.

Todos estos sistemas de armamento eran plenamente intercambiables en condiciones de combate en 3 horas aproximadamente.

Por si fuera poco, había provisiones para dos coheteras retractiles en las raíces alares, con una capacidad de entre 80 y 100 cohetes de 38 mm cada una. Seis estaciones de armas subalares permitían ampliar la carga bélica, desde tanques de combustible adicionales de 150 US Gal. (567 L, en las estaciones cercanas al fuselaje), misiles AIM-4 Falcon, coheteras Zuni; previendo además una capacidad nuclear limitada por medio de misiles AIR-2 Genie.

Una muestra de las opciones de armamento disponible para el Fang, constando de diferentes opciones de cohetes y de armamento de tubo. 
Fuente: Gerald Balzer Collection via Mark Nankivil.

Se prestó especial atención a la facilidad de mantenimiento y a posibles actualizaciones a la aviónica, al punto tal que todos los componentes eran fácilmente accesibles gracias a paneles removibles y puertas de acceso. Una toma de combustible permitía llenar las celdas de combustible, ubicadas detrás de la cabina en solo 2.7 minutos; de hacerse en simultáneo con la carga de oxigeno y el rearme, la aeronave estaba lista para volver a despegar en seis minutos. Esta primera iteración del N-102, se materializó en el reporte P. D. 152, publicado el 19 de enero de 1953.

Northrop presentó al N-102 a la USAF, compitiendo contra el Republic AP-55, el North American N-212 (más tarde sería desarrollado en el F-107A Ultrasabre) y por supuesto, el CL-246 de Lockheed; resultando este ganador y seleccionado para avanzar a la etapa de prototipo. Este diseño evolucionó hasta convertirse en el mítico F-104 Starfighter.

Despiece de producción, con los principales subensamblajes del Fang. Notar los paneles de acceso al motor y que facilitaban su cambio.
Fuente: Northrop High Altitude Day Fighter Proposal Rpt. NA-I54-293.

Las ideas quedan

Habiendo recibido un portazo en la cara, Northrop continuó con el desarrollo del Fang por su cuenta y para 1954 había desarrollado el diseño, abandonando el empenaje en "V" y adoptando un diseño más tradicional con una deriva y dos planos de profundidad.

Esta nueva iteración del avión era más grande con una envergadura de 9.3 m y un largo de 13.75 m y conservaba la opción de cambiar los motores, agregando al Wright J67 (Bristol Olympus fabricado bajo licencia) entre las opciones. Utilizando al GE J79 como la motorización base, el alcance se estimaba en 365 nmi (676 km). La carlinga fue ampliada, adoptando una forma de burbuja e incluso se propuso una versión biplaza de entrenamiento. 

Northrop esperaba interesar a la Armada o a algún cliente extranjero, pero esto no se materializó. La maqueta a escala natural del Fang fue donada en 1956 al Northrop Institute como material didáctico. (Nota del autor: Jack Northrop era un auténtico visionario, en 1946 fundó la Northrop Institute para formar técnicos e ingenieros aeronáuticos, en Inglewood, California. El instituto permaneció abierto hasta mediados de 1993 cuando cerró tras una bancarrota).

Los principales responsables del Fang. Edgard Schumed a la izquierda, acompañado por Welko E. Gasich, junto a la maqueta a escala natural de la aeronave. 
Fuente: Gerald Balzer Collection via Mark Nankivil.

Las ideas incorporadas en el Fang influenciaran los diseños de Northrop en los años venideros. Por ejemplo el ala delta volverá a aparecer en el caza N-94 propuesto para la Armada. Sin embargo, a fines de la década de los 50, Schmued dejó Northrop y Ballhaus se convirtió en el Gerente General de la nueva división Nortronics (fabricantes de los cabezales de lectura/grabación de cintas magnéticas), llevándose las alas deltas consigo.

Pero los cambios de filosofía de diseño calaron hondo en el departamento de ingeniería de la empresa. Especialmente la idea de combinar una plataforma de muy buen rendimiento y supersónica, con un bajo costo de mantenimiento, adquisición y de construcción muy sencilla. 

Los resultados se pudieron ver con el N-156F y N-156T, diseños que darían origen a los exitosos F-5 Tiger y T-38 Talon, respectivamente. Siendo diseños propuestos por Schumed y Gasich. Legado que continuó con el YF-17 Cobra, el cuál evolucionó en el F-18L y este a su vez dió origen al F/A-18 Hornet. 

Al final, podríamos decir, estando en desacuerdo con Jack Northrop, que la decisión de Echols fue buena después de todo.

Tres vistas del N-102 Fang, en su última configuración con empenaje tradicional.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

Características técnicas (Diseño cola en "T", valores estimados)

• Tripulación: 1
• Longitud: 9.3 m
• Envergadura: 13.75 m
• Altura: 4.6 m
• Superficie alar: 34 m²
• Peso máximo al despegue: 18,760 lb (8,509 kg)
• Planta motriz (Opción de 5 motores diferentes, se seleccionó uno como referencia):
  1x turborreactor General Electric de 9,290 lbf (41.3 kN) de empuje en seco y 14,350 lbf (63.8 kN) de empuje con postquemador.

Performance:

• Velocidad Máxima: Mach 2.0
• Velocidad Crucero: Mach 0.87
• Alcance: 2,030 nmi (3,759 km)
• Autonomía: 2 horas.
• Techo de servicio: 59,300 ft (18,074 m)

Fuentes

• Anderson, F. Northrop. An Aeronautical History. Northrop, 1976.
• Pelletier, A. (Noviembre, 2012). Northrop N-102 "Fang". Le chasseur petite échelle de Northrop. Le Fana de l'Aviation (516). p. 70 - 75.
• Chong, T. (Febrero 24, 2013). Fanged Butterfly - Northrop's First Vee-Tailed Fighter Proposal. http://ghostmodeler.blogspot.com/
  Disponible en: http://ghostmodeler.blogspot.com/2013/02/fanged-butterfly-northrops-first-vee.html
• (Marzo 30, 2016). Northrop N-102 Fang Lightweight Fighter Design Study. Military Factory.
  Disponible en: https://web.archive.org/web/20170609174202/https://www.militaryfactory.com/aircraft/detail.asp?aircraft_id=1542