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lunes, 7 de noviembre de 2022

FIAT G.95, el caza VTOL de Giuseppe Gabrielli

FIAT G.95/4 model
Modelo de estudio del G.95/4, se puede ver las compuertas de los motores de sustentación con rejillas para mejorar el flujo de aire y los aerofrenos desplegados. Créditos de la imagen a quien corresponda.


Cada vez que vemos una aeronave de la FIAT AVIO (hoy parte de Leonardo), que tiene una denominación que empieza con "G." sabemos que se trata de un diseño de su Ingeniero en Jefe Giuseppe Gabrielli, uno de los más prolíficos y reconocidos de la industria italiana.

Entre sus trabajos, podemos mencionar a los cazas G.50 "Freccia" y G.55 "Centauro" de la Segunda Guerra Mundial, en la post guerra el avión de transporte G.222 (el cual se sigue fabricando como C-27 "Spartan") y el famoso caza táctico G.91 "Gina". Al final de su carrera, Gabrielli, trabajó en un sucesor V/STOL de este último, el cual será conocido como G.95 y es el tema de la entrada de hoy.



Diseñado originalmente para cumplir con el primer requerimiento conjunto de la OTAN, el NBMR-1; y si bien ese programa no salió del todo como estaba pensado, el FIAT G.91 se convirtió en la columna vertebral de la capacidad de ataque ligero y táctico de Alemania Federal, Italia y Portugal tras su entrada en servicio a finales de los años 50.

Mientras el G.91 comenzaba a salir de las líneas de montaje de Italia y Alemania, la OTAN definía los requerimientos de diseño para su sucesor; resultando claro que una característica irrenunciable era la capacidad para despegar y aterrizar verticalmente o VTOL.

Esto llevó a un nuevo programa de adquisición conjunta de la OTAN denominado NBMR-3. Si hace rato que lee este blog, querido lector, se dará cuenta que el NBMR-3 fue uno de los programas más influyentes que haya existido, dando origen a aeronaves como el Republic-Fokker D.24 Alliance, el Mirage IIIV y el Breguet Br.1110; es más se podría llegar a hacer un blog enteramente dedicado al mismo.

FIAT AVIO (y por extensión el gobierno italiano) no querían quedar fuera de los oferentes y se dispuso a trabajar inmediatamente en el reemplazo del G.91 a principios de los 60. Gabrielli y su equipo, habían estudiado la posibilidad de un derivado de despegue y aterrizaje corto (STOL) del G.91, denominado G.95.

Este diseño se basaba en adaptar la célula del G.91, agregándole dos motores auxiliares ubicados cerca del centro de gravedad. FIAT patentó dos diseños, en uno, los motores auxiliares contaban con dos toberas vectoriales con una libertad de giro de 180º; en otro, ambos motores estaban montados sobre unos pivotes que les permitían bascular 15º desde la línea longitudinal del fuselaje. 


FIAT G.95/1 and G.95/2 engine arrangement
Diagramas presentados en la patente de FIAT, que muestra la ubicación de los motores de sustentación. Arriba, se puede ver el uso de toberas vectoriales, abajo la propuesta alternativa con el motor pivotante. 
Fuente: Aviation Week & Space Technology.


El G.95 conservaba el turborreactor Bristol Orpheus 8, aunque se planteaba reemplazarlo por una versión más potente, quizás la 12. Lo que resulta una verdadera intriga son los motores auxiliares, ya que no se definía ninguno en particular, lo que lleva a especular que se trataban o bien de los Rolls-Royce RB.108 o RB.145; aunque no sería incorrecto pensar que se podría tratar de uno los turborreactores desarrollados por FIAT como la 4032.

Pero estos diseños, denominados G.95/1 y G.95/2, no eran VTOL; por lo que los ingenieros continuaron su desarrollo para hacerlos compatibles con el requerimiento NBMR-3.


FIAT G.95/3 threeview drawing
Tres vistas del G.95/3, donde se puede ver la disposición de los motores y las celdas de combustible. 
Fuente: Flying Review.


Los verdaderos VTOL

Siguiendo la tendencia de la época, se optó por agregar motores de sustentación; dando lugar al nuevo G.95/3. Este avión se despegaba del diseño del G.91 original, partiendo de un fuselaje de 12.8 m de largo y una envergadura de 6.8 m.  Los planos de cola eran de implantación alta y las alas en flecha; mientras que la propulsión estaba confiada a dos motores principales ubicados a los lados del fuselaje, los cuales funcionarían durante todo el vuelo. 

Para lograr el despegue y aterrizaje vertical, se utilizarían cuatro motores de sustentación ubicados a pares, detrás de la cabina y por delante del empenaje. Entre ambos estarían ubicadas las celdas de combustible. Debido a que estos motores, solo se usarían en fases especificas del vuelo, los mismos permanecerían carenados detrás de unas compuertas. El G.95/3 probó ser un paso en la dirección correcta y su evolución posterior, dará origen a dos nuevos diseños llamados G.95/4 y G.95/6. 

Este último era una aeronave muy diferente al primer G.95, siendo mucho más ambiciosa y sofisticada. Para empezar, se preveían dos versiones diferentes. Una de cazabombardero y otra de reconocimiento, diferenciadas por el equipamiento instalado en la nariz. Un radar y una computadora de tiro para el primero, cámaras para el segundo. 

Las alas en flecha, tenían una envergadura de 7.6 m y eran de implantación alta. En cuanto a la selección de motores, en un primer momento se pensó utilizar dos General Electric J85 como principales, pero al final se eligió al turbofan con postquemador Rolls Royce/MAN RB.153/61 con un empuje máximo de 6,850 lbf (30.4 kN). Este motor había sido diseñado originalmente para el EWR VJ 101 de alemán.


FIAT G.95/6 cutaway view
Corte esquemático del G.95/6, con todos los componentes internos. Fuente: Flying Review.


Seis Rolls Royce RB.162/31 de 5,250 lb (23 kN) cada uno proveerían empuje durante la fase de vuelo vertical. Instalados casi verticalmente de a tres siguiendo el eje del fuselaje, estaban ubicados por delante y por detrás de las alas y contaban con compuertas en su toma de aire y tobera.

Al igual que en el G.95/3, las celdas de combustible se ubicaban en el espacio entre los grupos de motores de sustentación. Dando lugar a un fuselaje de 17.1 m de largo, casi el mismo largo de un F/A-18 Hornet y muy lejos de los 10.29 m del G.91 original. 

Pero sería el G.95/4, más modesto, económico y sencillo, el elegido para el concurso de la OTAN; ya que cumplía con los requerimientos italianos y alemanes. Sus dimensiones eran mucho más reducidas, con una envergadura de 6.62 m y un largo de 14 m.

Conservando los RB.153-61 como motores principales y cuatro RB.162-31 como motores de sustentación, el G.95/4 tenía una disposición bastante similar al Mirage V Balzac; con los motores de sustentación instalados en el centro del fuselaje, con sus respectivas compuertas para cubrir las tomas de aire y toberas cuando no estaban en uso. 

Al igual que el avión francés, un sistema de boquillas ubicadas en la nariz, cola y extremos alares (llamadas "puffers" en inglés) descargaban chorros de aire a presión, sangrado del compresor del motor principal, para controlar los ejes de rolido y cabeceo durante el vuelo estacionario.


FIAT G.95/4 cutaway drawing
Corte esquemático del G.95/4 mostrando los componentes internos. Fuente: Flying Review.


Delante de estos se encontraba la celda de combustible principal y la bahía de aviónica. En la nariz, más corta que en el G.95/6 para facilitar la visión hacia delante, se encontraban un juego de cámaras para realizar misiones de reconocimiento.

Según las estimaciones de FIAT, se esperaba que el caza pudiese despegar verticalmente con un peso de entre 15,500 lb (7,030 kg) y 17,600 lb. (7,983 kg) para realizar una misión de ataque típica a 199 nmi (370 km) volando a una altitud de 490 ft. (150 m) a una velocidad de Mach 0.6, para luego acelerar hasta Mach 0.92 sobre el objetivo, con 5 minutos de autonomía sobre el mismo antes de regresar a la base.

En cuanto a su carga bélica, el G.95/4 podía llevar hasta 4,409 lb (2,000 kg) de diferentes armas, incluías bombas de caída libre, cohetes; e incluso armamento nuclear táctico.

Al momento de presentar su modelo en el Salón de Le Bourget de 1963, FIAT tenía confianza ya que su propuesta estaba entre los cuatro finalistas, junto con el Hawker P.1127 y dos alemanes (el EWR VJ 101 y VAK-191B). 

3-view drawing of the Italian 1960s experimental VTOL aircraft Fiat G.95/6
Tres vistas del G.95/6, esta aeronave era la de mayor longitud de los diseños estudiados por FIAT.
Fuente: MLWatts vía Wikimedia Commons.


Debido al contacto entre los gobiernos italianos y alemán, la similitud entre los requerimientos de ambos países y el hecho de que el VAK-191B y el G.95/4 compartían el uso del RB.153/61, se acordó fusionar ambas propuestas firmando un acuerdo de coproducción del diseño germano, donde VFW fabricaría el 60% de la aeronave, mientras que FIAT AVIO produciría el 40% restante que representaba la cabina de vuelo y el sistema de eyección.

Esto significó el fin para el G.95, especialmente cuando el VAK-191B fue declarado ganador en 1964. Si bien FIAT continuó desarrollando el concepto VTOL por su cuenta, construyendo un banco de pruebas volante; el gobierno italiano no mantuvo el interés en el vuelo vertical, abandonando el programa VAK-191B en 1967.

Alemania Federal también perdió el interés, primero por la retirada de su socio y segundo por abandonar el uso de armas nucleares. Esto llevó a que el VAK-191 fuese considerado un programa experimental y los 3 prototipos construidos volaron un total de 91 salidas entre 1970 y 1975 en una serie de vuelos de prueba; siendo posteriormente conservados en museos.


FIAT G.95/4 threeview drawing
Tres vistas del FIAT G.95/4 con la librera típica de la AMI de los años 60.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

Características técnicas (G.95/4):

  • Tripulación: 1
  • Longitud: 14 m
  • Envergadura: 6.62 m
  • Altura: 4.6 m
  • Superficie alar: 14 m2
  • Peso vacío: 8,378 lb (3,800 kg)
  • Peso operativo: 15,984 lb (7,250 kg)
  • Planta motriz: 2x turbofans Rolls-Royce/MAN RB.153/61 de 6,850 lbf (30.4 kN) de empuje unitario; 4x turbofans Rolls-Royce RB.162/31 de 5,501 lbf (23 kN) de empuje unitario

Performance:

  • Velocidad máxima: 648 kn (1,200 km/h) a 490 ft (150 m)
  • Carga bélica: 4,409 lb (2,000 kg)

Fuentes:

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