lunes, 26 de junio de 2023

A misilazos limpios, la saga Missileer. Parte 1- El Douglas F6D

Douglas F6D artistic impression
Ilustración artística del diseño ganador del programa Missileer, el Douglas D-766.
Créditos de la imagen a quien corresponda.


De todos los programas de cazas e interceptores que fueron desarrollados durante las décadas de los 50 y 60, el Missileer fue uno de los menos convencionales dejando un legado que perduraría durante muchos años después de su cancelación.

¿Cómo es posible que un proyecto del cual no se llegó a construir un solo prototipo resultase tan influyente? Esa es la pregunta que vamos a tratar de responder en esta saga dedicada a este interesante concepto.



A finales de los años 50, el combate aéreo vió una revolución en la forma de los misiles aire-aire dejando aquellos duelos a corta distancia entre dos pilotos, como los vistos en las dos Guerras Mundiales como algo del pasado.

Otra tecnología que hizo su entrada en escena fue la capacidad de vuelo supersónico. Todo parecía indicar que los aviones de combate del futuro combatirían por encima de la velocidad del sonido, siendo subsónicos solo para el aterrizaje y el despegue.

Esto provocó un cambio en la doctrina operacional de muchas fuerzas aéreas; el combate aéreo del futuro sería a grandes distancias, confiando la identificación del objetivo al radar en lugar de los ojos de los pilotos y a velocidades de Mach 1 o 2 de manera sostenida.

La Armada de los EEUU fue una de las fuerzas que más rápido abrazo este concepto, diseñando su nuevo caza interceptor todo tiempo alrededor de esta filosofía, dando por resultado al McDonnell Douglas F-4 Phantom II equipado con un potente radar Westinghouse APQ-72; la capacidad de portar hasta ocho misiles aire-aire AIM-9 Sidewinder de corto alcance y AIM-7 Sparrow de mediano alcance; sin armamento interno y una velocidad máxima de Mach 2.23. 

Al otro lado del mundo, la URSS no era ajena al cambio de doctrina en el combate aéreo y comenzaba a equiparse con bombarderos supersónicos, como el Tupolev Tu-22; armados con misiles antibuque supersónicos de largo alcance (potencialmente armados con cabezas nucleares) como los AS-2 "Kipper" y AS-3 "Kangaroo"; estas nuevas armas se volvieron las principales medios de ataque contra los portaaviones y sus grupos de combate.

Incluso detectándolos a largas distancias, los aviones atacantes estarían acercándose a una velocidad tan alta que los interceptores embarcados no tendrían tiempo para despegar, trepar hasta la altitud necesaria y maniobrar para disparar. Solo para poner un ejemplo, teniendo en cuenta que el radar a bordo con su alcance de 87 nmi (161 km); fuese capaz de detectar un bombardero volando a Mach 2 (1,173 kn o 2,173 km/h) y a 35,000 ft (10,668 m); este recorrería la distancia desde la detección inicial hasta ponerse a distancia de tiro de 4 nmi (8 km) en tan solo 4 minutos. En ese tiempo, un caza interceptor tendría que despegar, ascender hasta la altitud de interceptación, maniobrar hasta una posición óptima de fuego y disparar.

Una posible solución sería mantener a los cazas en el aire de manera permanente, de manera que solo tuvieran que maniobrar contra el avión atacante y disparar; pero esto traía otro problema, la autonomía de los F-4 Phantom limitaba su tiempo de patrulla por lo que había que aumentar la cantidad de cazas en cada portaaviones para garantizar una cobertura optima mientras las aeronaves repostaban. 


F-4N intercepts a Tu-22 Blinder in 1977
El Tu-22 Blinder armado con misiles de largo alcance representaba era la principal amenaza para los portaaviones norteamericanos. En esta foto tomada en 1977 un Tu-22 libio es escoltado muy de cerca por un F-4N del VF-51 ''Screaming Eagles'.
Fuente: U.S. Navy National Museum of Naval Aviation via Wikimedia Commons.


Otra mejora podía ser aumentar el rango del radar de vigilancia aérea del buque, detectando los aviones con mayor antelación, disponiendo así de más tiempo para realizar la interceptación. Sin embargo, el alcance de detección depende, en gran medida, del horizonte de radar determinado por la posición del radar en el mástil del buque y la curvatura de la tierra. Era relativamente poco lo que se podía hacer para extenderlo más allá de las 87 nmi, por lo que la única opción disponible era desarrollar una nueva generación de aeronave de alerta aérea temprana (AEW). 

Es así que para 1957, la Armada había condensando todos estos nuevos requerimientos y doctrina en una nueva aeronave denominada "Fleet Defense Fighter". Este caza gozaría de una gran autonomía permaneciendo en patrulla hasta 6 horas en el aire a una distancia de 130 nmi (241 km) del portaaviones. Equipado con un poderoso radar de nueva generación, que pudiese seguir multiples blancos al mismo tiempo y a gran distancia, dándole suficiente tiempo para maniobrar y disparar un nuevo tipo de misil aire-aire capaz de volar a altas velocidades supersónicas y a gran distancia.

La Armada estaba proponiendo un nuevo tipo de caza, uno que ponía el foco en la autonomía y capacidad de carga por sobre la maniobrabilidad; dejando de lado la velocidad máxima supersónica limitando la aeronave a un perfil de vuelo subsónico.

Debido a la complejidad del radar, se requería un operador especializado, resultando en una tripulación de tres. Adicionalmente, se especificó una disposición lado a lado para que piloto y el copiloto pudieran concentrarse en una pantalla de radar centrada, evitando duplicar equipamiento al mismo tiempo que se reducían los errores de comunicación que podrían ocurrir si miraban diferentes pantallas. El "dogfight" no era una opción en este caso por lo que no se requería excelente visibilidad hacia todos lados.

Con una lista de compra bastante larga, la Armada siguió la costumbre de ese momento de comenzar desarrollando los elementos más complejos y con mayor tiempo de desarrollo primero; empezando por el misil, radar y el nuevo motor para este caza. Después de todo, el avión en si iba a ser la parte más fácil. En paralelo, se llevó adelante el desarrollo de la plataforma AEW, resultando ganador el diseño de Grumman; convirtiéndose en el futuro E-2 Hawkeye.

Todo empezó con un misil

El primer gran avance del proyecto fue el desarrollo del misil. En diciembre de 1958, Bendix Corporation resultó la ganadora con su diseño conocido AAM-N-10 Eagle.

Para ponerlo en pocas palabras, el Eagle era una bestia. Con un peso de 1,284 lb (582 kg) y un largo de 4.9 m; tenía alas delta de baja relación de aspecto y una envergadura de 127 cm contaba con una primera etapa ("booster" como se le conoce en la jerga) que le permitía acelerar hasta una velocidad de Mach 3.5 inmediatamente tras el lanzamiento. Agotado el combustible, unos bulones explosivos desprendían el booster, el motor principal se encendería acelerando al Eagle hasta su velocidad crucero de Mach 4.5. Sin la primera etapa el misil pesaba 650 lb (290 kg) y medía 3.5 m. La cabeza de guerra podía ser convencional o una W42 nuclear.
Bendix subcontrató a Grumman para producir el cuerpo del misil, mientras que Aerojet fue la encargada de producir los motores cohete.

El Eagle volaba hacía su objetivo en una trayectoria parabólica realizando correcciones de rumbo gracias a la señal del radar del avión lanzador. A medida que se acercaba al objetivo, el misil cambiaría a una guía de radar activa utilizando su propio radar, derivado del AN/DPN-53 que lleva el misil antiaéreo Boeing CIM-10 Bomarc. 


Bendix/Grumman AAM-N-10 Eagle
Representación artística del Bendix AAM-N-10 Eagle. Grumman actuó como subcontratista principal desarrollando el cuerpo del misil. 
Fuente: U.S. Navy Naval Aviation News vía Wikimedia Commons.


Al mismo tiempo que el Eagle era desarrollado, Westinghouse ganó la licitación por el radar que iría instalado en la aeronave. Con la denominación AN/APQ-81, se trataba de un radar de pulso Doppler y banda C capaz de detectar un bombardero a una distancia de 102 nmi (190 km), y en modo "track while scan"  podía seguir hasta ocho blancos al mismo tiempo a una distancia de 70 nmi (130 km). Además de transmitir correcciones de curso al misil durante el vuelo, también calculaba la trayectoria parabólica del mismo.

Si bien la antena era de 152 cm de diámetro, el alcance máximo del AN/APQ-81 era de 102 nmi estando muy por debajo de las 140 nmi (230 km) de alcance máximo del Eagle; pero el misil contaba con un modo "home-on-jam" que le permitía apuntar a blancos dentro de su alcance máximo siguiendo fuentes de contramedidas electrónicas (ECCM).

Por supuesto, que esta capacidad se complementaba con el AN/APS-125 del E-2 Hawkeye, que tenía un radio de detección de 172 nmi (320 km). De esta manera, el E-2 era capaz de transmitir datos de los blancos a varios interceptores en una misma aérea.

El siguiente paso, fue definir una planta motriz y la elegida fue el turbofan TF30 de Pratt & Whitney. Con la denominación interna JTF10A, el TF30 era un turbofan de baja tasa de derivación siendo un desarrollo del JT8D civil utilizado en el Boeing 727. La versión que sería instalada en el futuro caza era la TF30-P-2 de 10,200 lbf (45.37 kN) de empuje.

Faltaba la última pieza de este "puzzle" aeronáutico, la célula que integrase todos estos sistemas. 

Y el ganador es...

Volviendo por un momento a 1957, el Bureau of Aeronautics (BuAer) invitó a todos los fabricantes a presentar sus propuestas sobre como debía ser este nuevo caza que comenzaría a conocerse como "Missileer". Este pedido se formalizó en 1959 con la especificación de tipo TS-151.
Desde un punto de vista técnico se consideró que la aeronave sería la parte menos complicada del programa. (Nota del autor: "Missileer" es el nombre que utiliza la USAF para referirse a los operadores de sistemas de misiles, como los ICBM. Se puede especular que la Armada al tener un caza netamente armado con misiles optó por seguir con la costumbre).

Originalmente, el Bureau of Aeronautics (BuAer) hizo llegar la solicitud de propuestas (AD-10501) a aquellas empresas con reciente experiencia en el desarrollo de aeronaves embarcadas: Boeing, Chance Vought, Douglas, Grumman, McDonnell y North American. Más tarde, la solicitud se extendió a Bell y Convair por pedido expreso de las empresas. 

El último día de febrero de 1960 se recibieron las ofertas. Boeing presentó el Model 835, Chance Vought el V-434, Douglas presentó el D-766, McDonnell el Model 153A y North American el CL-4166.
Todos estos eran diseños originales para cubrir el requisito, sin embargo Douglas y North American presentaron diseños alternativos basados en aeronaves existentes. 
Douglas, presentó el D-790 basado en el A3D-2 Skywarrior pero con motores GE J79 y capaz de llevar 6 misiles Eagle (cuatro externos y dos en la bodega de armas); mientras que North American presentó un derivado de su A3J Vigilante con opción para utilizar el radar de Westinghouse pero con una antena más pequeña o el sistema de armas asociado al misil Hughes GAR-9 Falcon de la USAF.


Douglas NRA-3B Skywarrior Snoopy
Oportunamente apodado "Snoopy", este NRA-3B Skywarrior (BuNo 144834) fue modificado con un radomo de grandes dimensiones para acoger AN/APQ-81 y funcionar como banco de pruebas para el Eagle. La aeronave permaneció en servicio varios años, siendo esta imagen tomada en 1982.
 Fuente: US Defense Visual Information Center vía Wikimedia Commons.


Lo raro fue Grumman con su propuesta G-128E, la cual estaba basada en la célula del A-6 Intruder con dos opciones de motorizacion, una que conservaba los J52 de la aeronave y otra con los nuevos TF30; en ambos casos contaba con capacidad para seis Eagle sin presentar diseños originales para satisfacer el requerimiento TS-151.

BuAer comenzó el proceso de selección, descartando aquellos diseños basados en aeronaves existentes. El A3D era demasiado grande (el siempre presente "spotting factor", no por nada al Skywarrior se lo apodaba "The Whale" en los portaaviones), el G-128E de Grumman era muy pesado y el derivado del A3J un diseño totalmente opuesto al concepto de Missileer. Juzgando con la performance estimada de cada diseño, se consideraba que la propuesta de Douglas (D-766) y la de Chance Vought eran las que mejores características de vuelo tenían, seguidas de cerca por las de Boeing y McDonnell.

Finalmente, el 20 de julio de 1960 Douglas fue declarado ganador de la competencia recibiendo un contrato para la producción de dos prototipos del ahora denominado F6D Missileer. Este diseño no tenía nada extraordinario, con unas líneas que recuerdan al F3D Skynight. El F6D tenía un ala recta de implantación alta, con los turbofans TF30 instalados debajo de cada raíz alar.  Los planos de cola eran del tipo convencional con los planos horizontales de implantación baja. La parte delantera estaba dominada por el radomo del AN/APQ-81 y la cabina con una carlinga bastante amplia donde primaba el campo visual hacia delante. 

Un objetivo estático

Dentro de la Armada no todos estaban a favor del Missileer. Sus detractores destacaban que como caza iba a ser un desastre, ya que una vez que el avión disparase todos sus misiles, no le quedaba otra que regresar al portaaviones para ser rearmado siendo presa fácil, con su velocidad subsónica y su poca maniobrabilidad, de cualquier caza de escolta supersónico. 

Para que todo el programa Missileer fuera un éxito varios componentes tenían que ser desarrollados al mismo tiempo y ser integrados correctamente. El F6D era la parte menos riesgosa y de menor costo de todo el programa; pero el sistema en su integridad era sumamente costoso y representaba un alto grado de riesgo.

Mientras el trabajo de ingeniería comenzaba en Douglas, se acercaba el fin de la administración Eisenhower. En 1960 los Republicanos perdieron las elecciones frente al candidato Demócrata John F. Kennedy, por lo que la continuidad de varios proyectos de defensa quedó en el aire.

Thomas Gates, el Secretario de Defensa de la administración saliente no asignó fondos que garantizaran la continuidad del programa Missileer en el año fiscal de 1961, por lo que a Douglas se le dio la instrucción de continuar con el F6D pero a un paso más lento.


Douglas D-790 Missileer
Como alternativa al D-766, Douglas presentó el D-790 una opción de menor riesgo y costo basada en el célula del Skywarrior, pero la propuesta fue descartada.
Créditos de la imagen a quien corresponda.


Finalmente, con la llegada de Robert McNamara a la Secretaria de Defensa el programa Missileer fue finalmente cancelado en diciembre de 1961 principalmente para buscar balancear el presupuesto de defensa. La Armada luchó por mantener la asignación presupuestaria para continuar el desarrollo del Eagle y el AN/APQ-81; pero estos eventualmente fueron cancelados también. Solo el TF30 logró mantenerse a flote.

El 5 de agosto de 1964, los F-4B de la Marina realizaron su primera misión en la Guerra de Vietnam, y rápidamente quedó demostrado dos cosas: la primera, que el combate maniobrado entre aviones seguía vigente y la segunda, carecer de armamento interno dejaba a los Phantom totalmente vulnerables e indefensos a los cazas norvietnamitas, una vez que habían lanzado todos sus misiles.

Al mismo tiempo que la Armada desarrollaba el Missileer, la USAF llevaba su propio programa de interceptor de largo alcance, el North American XF-108 Rapier el cual se encontraba en un estado de desarrollo similar al F6U. La Armada se acercó a la USAF para ver si podían participar en este programa,  estando especialmente interesados en el misil de largo alcance GAR-9 Falcon (más tarde redenominado AIM-47) y su radar asociado AN/ASG-18 ambos desarrollados por Hughes.

Un tiempo más tarde el Rapier fue cancelado y al igual que la Armada, la USAF trató de mantener vivos los programas de desarrollo del misil Falcon y su radar para ser integrados en el interceptor Lockheed F-12 (derivado del avión de reconocimiento A-12), pero esto no llegó a buen puerto. Hughes ofreció a la Armada un derivado de este sistema de armas en la forma del misil AAM-N-11 Phoenix (más tarde AIM-54) y su radar asociado AN/AWG-9, derivado a su vez del AN/ASG-18.

Finalmente, la Armada y la USAF fueron obligadas a participar en el programa conjunto TFX que dará origen al General Dynamics F-111B que utilizará los desarrollos de Hughes junto con el motor turbofan TF30, pero esta vez equipado con postquemador.

El F-111B resultó ser un fracaso, lo que le permitió continuar a la Armada con su propio programa de caza interceptor embarcado denominado VFX, el cual a su vez dará origen al Grumman F-14 Tomcat equipado con el AN/AWG-9, armado con los misiles Phoenix y propulsado por los TF30; realizando su primer vuelo el 20 de diciembre de 1970.

Douglas nunca llegó a producir un solo F6D, pero es interesante notar que a pesar de ganar el contrato no fue el principal beneficiario del Missileer y para saber quien fue, querido lector, tendrá que esperar al próximo posteo.


Douglas F6D Missileer layout
Ilustración del Douglas F6D y su configuración inicial, armado con seis misiles Eagle.
Créditos de la imagen a quien corresponda.


Características técnicas (F6D):

  • Tripulación: 3 (piloto, copiloto y operador de radar)
  • Longitud: 16 m
  • Envergadura: 21 m 
  • Altura: 5.5 m
  • Superficie alar: 59 m2
  • Peso bruto: 50,000 lb (22,680 kg)
  • Peso máximo al despegue: 60,000 lb (27,216 kg)
  • Planta motriz: 2x turbofan Pratt & Whitney TF30-P-2 de 10,200 lbf (45 kN) de empuje cada uno. 

Performance:

  • Velocidad máxima: 474 kn (879 km/h)
  • Relación peso/empuje: 0.41

Armamento:

  • 6x Misiles aire-aire Bendix AAM-N-10 Eagle

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