La saga del helicóptero de ataque inglés - Parte 4, Un diseño propio

Modelo en escala del WG.44. Este diseño fue el punto de partida de Westland para diseñar un helicóptero que fuese difícil de detectar al mismo tiempo que tenía todos los requerimientos estipulados por el MoD.
Fuente: Aerospace Magazine.

Mientras evaluaba propuestas de aeronaves en desarrollo o recientemente entradas en servicio, como el Mangusta el Tiger o el Apache; el MoD estaba abierto a un diseño nuevo de la propia Westland.

Gracias a las experiencias anteriores, tanto desarrollando derivados del Lynx como con drones con baja firma de radar, Westland fue capaz de presentar propuestas sumamente innovadoras que buscaban satisfacer la lista de requerimientos del GST3971, en esta la cuarta entrega de esta saga dedicada al helicóptero de ataque inglés.

A principios de los 80, antes incluso de la redacción del GST3971, Westland se encontraba involucrada en el Air Vehicle Signature Reduction Advisory Group (o AVSRAG, por sus siglas en inglés) que como su nombre indica era un "think tank" en donde los fabricantes intercambiaban información con los organismos de I+D del MoD como el Royal Aircraft Establishment (RAE) y el Royal Signals & Radar Establishment (RSRE).

Uno de los temas de discusión más populares en ese momento era la reducción en la firma de radar, tema que Westland había trabajado con su programa de drones, por lo que tenía cierta experiencia en el tema. Tras la Guerra de Malvinas, el tema de la reducción de la firma de radar se volvió aún más relevante, por lo que Westland decidió financiar su propio estudio de diseño sobre la factibilidad de un helicóptero de ataque con una baja firma de radar.

Este esfuerzo dará origen al diseño WG.44. Construido alrededor del rotor del Lynx 3, equipado con palas BERP III con un diámetro total de 12.8 m e incorporaba un MMS. El cubo del rotor de cola contaba con un brazo flexible me material compuesto y la transmisión provenía directamente del Westland WG.30-300. Se incluían novedades técnicas producto de los programas de desarrollo anteriores como un control dinámico de vibraciones, una nueva transmisión de perfil bajo y una célula cuidadosamente modelada para reducir la firma de radar y construida en aleaciones de aluminio-litio (Al-Li).

La motorización estaba confiada a dos RTM 322-01 limitados a 2,100 shp de potencia al despegue al nivel del mar y atmósfera estándar. Alternativamente, se podía instalar un único RTM 322-03 con una potencia de 2,300 shp. 

Un sensor laser obstáculos, asientos blindados, un mamparo blindado entre los habitáculos, junto con placas de blindaje en las zonas cruciales de la célula redundaban en altas probabilidad de supervivencia a daños en combate. Las tomas de aire de los motores estaban parcialmente cubiertas y las toberas descargaban el aire caliente hacia arriba, el cual era disipado rápidamente por el rotor principal reduciendo la firma infrarroja.

En la cabina, los tripulantes podían utilizar equipos de visión nocturna (NVGs) gozando de una buena visibilidad hacía afuera gracias a la carlinga de paneles planos revestidos con material conductor. Gracias a la instalación de un databus 1553 de fibra óptica, el sistema de control era fly-by-light.

Un sistema retráctil en el fuselaje contenía el armamento; que podía ser una amplia variedad de misiles antitanque como TRIGAT, TOW, HOT, Hellfire y el ADATS (Air Defense Anti-Tank System). Alternativamente, se podía llevar armamento adicional de manera fija a los lados del fuselaje teniendo capacidad para cohetes FFAR, barquillas de ametralladoras y bombas de caída libre. Haía previsiones para la instalación de un arma multitubo GECAL de 12.7 mm (GAU-19 en la denominación norteamericana), junto con misiles aire-aire Mistral y Stinger.

El WG.44 debía cumplir, en una misión tipo a una altitud de 1,640 ft (500 m) ISA + 15º C; con una autonomía de 2 horas 30 minutos, con 20 minutos de reserva a una distancia de 49 nmi (90 km) a una velocidad de 162 kn (300 km/h) con 110 minutos sobre el blanco.

Otra vista del modelo en escala del WG.44, donde se puede apreciar el la bodega de armas retráctil y los misiles aire-aire ubicados debajo de la nariz de la aeronave. 
Fuente: Aerospace Magazine.

Sobre sus pesos, se estimaba que el bruto operativo para la variante monomotor sería de 11,288 lb (5,120 kg). Si bien esta versión cumplía con los requerimientos en cuanto a velocidad máxima, la versión bimotor contaba con mayor margen de potencia y de seguridad, aunque resultaba más lenta.

Westland construyó varios modelos en escala, junto con modelos para evaluar la firma de radar e inició los tramites para una patente en 1984 sobre la bodega de armas retráctil, pero esto último no se materializó. 

El diseño del WG.44 era anterior por muy poco tiempo a la publicación del GST3971, pero es interesante notar que, en su variante monomotor, la aeronave cumplía con varios de sus requisitos; si bien había algunas diferencias entre los pesos estimados. El WG.44 tenía varios puntos a favor, como la baja firma de radar, buenas prestaciones y una carga bélica interesante comparable a la del A129 y el Tiger, aunque un 10% menos que la indicada por el MoD.

Pero en contra estaba el alto riesgo técnico y costo asociado de todas las tecnologías innovadoras y no probadas anteriormente, como el databus óptico, la bodega de armas retráctil, el MMS y la forma del fuselaje facetada. Siendo estos factores lo que llevaron a abandonar este diseño.

Otras consideraciones fueron la capacidad industrial de Westland, junto con las implicaciones políticas de desarrollar un nuevo diseño, alejándose del acuerdo de cooperación paneuropeo de finales de los 70. Pero el WG.44 sería el primer paso en este proceso.

Refinando la idea

Una vez que comenzó el estudio para identificar cual era la mejor manera de satisfacer el GST3971, el MoD había determinado categóricamente, que el AH-64 no era el más adecuado al ser demasiado grande y fácilmente detectable, siendo el italiano A129 una alternativa más viable y con mayores ventajas. El MoD ponía el foco en que una baja capacidad de detección junto con sensores avanzados y de largo alcance eran cruciales para la supervivencia de la aeronave.

Gracias a la financiación del MoD, Westland recibió un contrato para diseñar una aeronave nueva que cumpliera con los requerimientos del GST3971 al pie de la letra. Dicho estudio terminó en Febrero de 1985 y darían como resultado el WG.45.

La idea rectora de este nuevo diseño era la capacidad para portar ocho misiles TRIGAT y de disponer un MMS. Sin moverse de estas dos características de diseño que se consideraban cruciales, los ingenieros de Westland evaluaron opciones mono y bimotoras buscando un balance entre el margen de supervivencia, una baja capacidad de detección y la robustez inherente a un helicóptero de ataque que pudiese ser desplegado en cualquier parte del globo.

Baso a grandes rasgos en el anterior WG.44 especialmente en la forma de su fuselaje ligeramente facetado, el WG.45 incorporaba un nuevo conjunto dinámico. Como referencia, Westland diseñó un WG.45 con un fuselaje convencional y sin bodega de arma retráctil, para poder evaluar cualquier penalidad aerodinámica producto de las forma poco convencional del fuselaje.

Al momento de presentar por primera vez el proyecto al MoD, Westland estimaba un peso operativo de 13,889 lb (6,300 kg) para la variante bimotor; muy por encima de las 12,004 lb (5,445 kg) establecidas en el GST3971; en parte debido a los requerimientos de maniobrabilidad que obligaban a adoptar un rotor de 6 palas y 13.72 m de diámetro, garantizando el área de rotor necesaria para cumplirlos. 

Si el MoD aceptaba relajar ciertos requerimientos, se podía adoptar un rotor de 5 palas y un peso de 13,228 lb (6,000 kg), pudiendo reducir 1,322 lb (600 kg) si el MoD aceptaba una configuración monomotor.

Ilustración del WG.45, notar la diferencia en la forma del fuselaje con respecto al anterior WG.44, especialmente en la forma de la carlinga y los motores.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

Entre las opciones de armamento, estaban las mismas para el anterior WG.44; misiles TRIGAT, la torreta con el arma multitubo GECAL de 12.7 mm y un misil aire-aire de guía infrarroja que estaba siendo desarrollado por BAe (las fuentes no especifican cuál).

Más allá de estas discusiones; el principal opositor del WG.45 era la propia Westland. En el reporte final del MoD, aclara lo siguiente: "La propia Westland ha dejado en claro que no desearía proseguir con el WG.45. Debido a que no poseen la capacidad para desarrollarlo junto al EH101; ellos sostienen que sus perspectivas de mercado serían malas; considerando que el WG.44 es una solución más adecuada para el ejército británico. Por lo tanto, el WG.45 no se considera más en la evaluación".

A pesar de esto, el WG.45 tiene un gran mérito. Este diseño demostró que el MoD tenía un error de concepto en sus requerimientos, más específicamente, lo relativo al peso. Era demasiado optimista esperar que el diseño resultante, cumpliendo con todos los requisitos, y que resultara con un peso menor o igual a 9,921 lb (4,500 kg) iba a resultar imposible. Un valor más realista sería de 12,787 lb (5,800 kg).

Un helicóptero stealth

Tras el WG.44 y WG.45, algo quedó muy en claro a los ingenieros de Westland. Para que una aeronave tuviese una baja firma de radar que resultase útil, no podía quedarse a medias; es decir el facetado y perfilado del fuselaje debían ser la característica que dominara el diseño y no un mero accesorio.

En paralelo a los estudios de factibilidad sobre el A129 LAH, el MoD no mostró interés en financiar proyectos de helicópteros de ataque autóctonos que pudiesen rivalizar con este. Sin embargo, si había interés por estudiar los posibles efectos de desarrollar una aeronave concebida para ser furtiva desde el principio. Es así que Westland recibe un contrato para estudiar un derivado del WG.45 aplicando todas las tecnologías de baja detección probadas.

La forma del fuselaje fue refinada al máximo, dejándola lo más lisa posible limitando los paneles de acceso y uniones; al mismo tiempo que se dejaba espacio para la instalación de un supresor de infrarrojos desarrollado por Rolls-Royce para el RTM 322, el cual mezclaba los gases calientes de la tobera con aire frío para reducir su temperatura, y al mismo tiempo refrigerar el vano motor. 
Los gases calientes eran luego expulsados hacía arriba, donde gracias al aire turbulento del rotor principal, se enfriaban y dispersaban rápidamente.

Se evaluó utilizar acabados de pintura especiales en el fuselaje para reducir la firma infrarroja de baja longitud de onda, pero tenían el riesgo de hacer la aeronave más visible; por lo que fueron descartados.

Rejillas fueron instaladas en las tomas de aire, aunque también se consideró modificar su geometría combinándola con el uso de materiales RAM, debido a que había una preocupación por la formación de hielo en las rejillas. Las toberas también recibieron la misma atención, adoptando una geometría, junto con material RAM, que reducía su firma de radar. 

El uso de las palas BERP garantizaba una baja firma acústica, pero no reducía la firma de radar del rotor principal; siendo la principal fuente de ecos de radar. Como solución se propuso carenar el mismo, pero esto podía ser complicado de aplicar por lo que se prefirió el uso de material RAM en su construcción; junto con el uso de tecnologías de construcción alternativas.

La nueva carlinga del WG.47B optimizaba la baja firma de radar pero debió ser cambiada para garantizar un adecuado campo de visión.
Fuente: Aerospace Magazine.

Westland, dio un paso más allá y desarrollo una variante denominada WG.47B que llevaba la reducción de la firma de radar al limite. Para empezar, el rotor antipar convencional de cuatro palas, fue reemplazo por dos en tándem, siguiendo las conclusiones obtenidas del programa de I+D Pathfinder.

Otra de las áreas donde el WG.47B se destacaba era la forma de la carlinga. En el diseño base, la misma era muy similar a la del WG.45, formada por paneles de vidrio blindado, que garantizaba una buena visibilidad, junto con una adecuada reducción de la firma de radar. 

Pero en el WG.47B, Westland diseñó dos cúpulas individuales construidas a partir de paneles planos de vidrio blindado, dándole una forma facetada. Esta configuración poco ortodoxa, requirió la construcción de una maqueta en escala natural para evaluar su ergonomía, demostrando que las mismas eran muy pequeñas limitando el campo visual. Esto se solucionó ampliando su tamaño, lo que aumentaba el peso.

Si bien era impresionante, y un paso en una zona no cartografiada del diseño aeronáutico, había varios aspectos que los ingenieros de Westland tenían dudas y que no sabían como solucionar, especialmente la forma de los paneles de acceso. Esto limitó varias características de diseño en la aeronave, como el tren de aterrizaje retráctil. Por lo que se consideró que la alternativa más práctica sería dejar el tren fijo y revestirlo en RAM.

No fue hasta la presentación oficial del Lockheed F-117 en 1990, que los ingenieros ingleses tuvieron su momento "eureka" al ver que los norteamericanos habían solucionado el problema al utilizar bordes aserrados.

El WG.47 carecía de armamento fijo, nuevamente sacrificado a favor de la reducción de la firma de radar; por lo que el misil antitanque TRIGAT era su principal medio ofensivo. El problema es que dicho misil requería del MMS, que si bien era de pequeñas dimensiones, no estaba pensado para tener una baja firma de radar, y debido a su funcionalidad, las opciones para modificar su forma eran limitadas. 

Otro de los problemas era la resistencia aerodinámica. Se identificó que la nariz y el vientre plando de la aeronave eran las principales fuentes de resistencia y se tomaron medidas para paliar este problema pero ninguna demostró ser particularmente útil. 

El diseño final del WG.47 fue presentado al AVSRAG, donde fue recibido con mucho interés pero sin un compromiso firme en forma de un contrato de desarrollo, especialmente en la forma de un manual que sirviese para capturar los conocimientos y experiencias adquiridos.

Mientras el programa A129 LAH seguía en paralelo, la parte inglesa trato de incorporar medidas para la reducción de la firma de radar utilizando carenados que modificaban la forma original del fuselaje de la aeronave, y si bien se los puede ver en las ilustraciones y en la maqueta del LAH, su efectividad fue puesta en duda y es muy probable que no hubiesen sido incorporadas en la producción en serie.

Modelo en escala del WG.47B, donde se puede ver las cúpulas individuales para cada tripulante, junto con los rotores antipar en tándem.
Fuente: Aerospace Magazine.

La solución norteamericana

Como ejercicios de diseño, los WG.44, 45 y 47 tienen sus méritos; pero la realidad es que ninguno logró pasar del papel. La solución efectiva al desarrollo de un helicóptero de ataque sigiloso o stealth vendría de los EEUU a mediados de los 90 en la formad el Boeing-Sikorsky RAH-66 Comanche. 

No carente de controversias, el Comanche incorporaba las soluciones técnicas que los ingenieros ingleses no fueron capaces de encontrar, como una forma que combinara una reducción efectiva de la firma de radar con una baja resistencia aerodinámica; un rotor anitpar del tipo Fenestron que ofrecía un buen control de guiñada junto con una baja firma acústica y de radar siendo mucho más efectivo que el rotor antipar en tandem propuesto por Westland.

Otra de las mejoras era la forma de los paneles que le permitían tener un tren de aterrizaje retráctil, junto con armamento fijo; el cual quedaba alojado en un carenado con forma de canoa en el vientre de la aeronave y solo se exponía al momento de disparar.

De manera inmediata, los EEUU proveerían una solución al problema del helicóptero de ataque para el Ejército británico y en la forma del AH-64 Apache; si el mismo que fue descartado de plano en su momento. Pero esa, es la historia para el próximo y último, posteo en esta saga.