Bell Model 409 o YAH-63, el último gunship de Bell

Con el registro 74-22246, se puede ver al primer prototipo del Bell 409 (YAH-63). El eje del rotor antipar sobre el botalón nunca fue carenado.
Fuente: US Army vía Wikimedia Commons.

Mientras la cuenta por el programa Lockheed AH-56 Cheyenne continuaba creciendo de manera estable, la Aviación del Ejército de los EEUU empezó a plantearse seriamente si existía una aeronave más económica. Unos años más tarde, el Bell 309 KingCobra y el Sikorsky S-67 Blackhawk fueron evaluados como alternativas, y para sorpresa de nadie, fueron descartados junto con el propio Cheyenne.

Ese mismo año, y tras replantearse sus necesidades operativas, el Ejército dio inicio al programa  Advanced Attack Helicopter (o AAH por sus siglas en inglés). De allí saldrían dos diseños finalistas, el Hughes Model 77 y el Bell Model 409. El primero se convertirá en el AH-64 Apache, mientras que el segundo es el tema de la entrada del día de hoy.

La cancelación del Cheyenne y el posterior rechazo de cualquiera de sus alternativas no hacia que las necesidades del Ejército desaparecieran, al contrario; esta seguidilla de programas truncos sirvieron para que la Aviación del Ejército se enfocara en una misión en particular; la de la lucha contra blindados en cualquier condición meteorológica.

Para ello, se creó el programa Advanced Attack Helicopter (o AAH por sus siglas en inglés), siendo una versión "diluida" del anterior Advanced Aerial Fire Support System (AAFSS). Con el AAH, el Ejército pretendía una aeronave superior al Bell AH-1G Cobra en todo, un verdadero destructor de tanques que pudiese frenar la marea blindada soviética por el Paso de Fulda. 

Publicada en 1972, la solicitud de ofertas (RFP en inglés) especificaba que el diseño ganador debía ser propulsado por dos turboejes General Electric T700 de 1,500 shp (1,120 kW) cada uno. Este motor había sido seleccionado durante el programa UTTAS, para la provisión de un nuevo helicóptero utilitario, ganada por Sikorsky con el S-70 Black Hawk frente al Boeing-Vertol Modelo 179.

En cuanto al armamento, el AAH debería estar armado con un cañón interno de 30 mm capaz de disparar munición penetradora y hasta 16 misiles antitanque BGM-71 TOW. Este último punto sería modificado más adelante, incluyendo una cantidad igual del AGM-114 Hellfire guiados por láser. Para ese momento, el Hellfire estaba en desarrollo pero prometía mayor alcance y letalidad que el TOW.

Maqueta a escala natural del Model 409 presentado por Bell. Notar el camuflaje de cuatro tonos y como el mismo se extiende por las palas de los rotores.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

La aeronave debía ser robusta por dos motivos: en primer lugar, el perfil de vuelo sería "nap-of-the-earth" (NoE), y el segundo; debía resistir los impactos de proyectiles y aterrizajes forzosos.

El RFP fue respondido por Bell, Boeing-Vertol (en una propuesta conjunta con Grumman), Hughes, Lockheed y Sikorsky. En junio de 1973, el Model 409 de Bell, junto con el Model 77 de Hughes; fueron seleccionados como finalistas y cada uno recibió un contrato para la construcción de dos ejemplares en condiciones de vuelo, junto con una célula de ensayos estáticos. 
(Nota del autor: Podemos agradecer que la propuesta de Boeing-Vertol, el Model BV-235, no fuese aceptada; siendo una de las aeronaves menos agraciadas alguna vez diseñadas). 

A prueba de todo

Bell, gracias al AH-1 Cobra, tenía una basta experiencia en el diseño de helicópteros de ataque por lo que el Model 409 se nutría de esas lecciones, como el fuselaje estrecho con una cabina biplaza en tándem y alas embrionarias para portar el armamento; pero las similitudes terminaban ahí ya que el 409 era una aeronave totalmente nueva.

Fabricación de los YAH-63 en las instalaciones de Bell en Texas. Las dos células en primer plano son los ejemplares de vuelo, detrás de ellas se puede ver la que será utilizada para ensayos estáticos.
Fuente: Aviation Week & Space Technology.

Los ingenieros de Bell se pusieron como principal objetivo diseñar una aeronave que pudiese cumplir con los requerimientos operativos al menor costo posible; prestando especial atención al énfasis dado por el Ejército en cuanto a la capacidad de supervivencia de la aeronave y a su performance.

Agregar blindaje a la estructura ("parasitic armor" como lo definía la propia Bell), incrementaba el peso e impactaba la performance, por lo que los ingenieros optaron por aumentar la superviviencia de la aeronave simplificando los componentes al extremo, agregando redundancias en los sistemas vitales y aumentando la separación entre componentes clave como los motores.

Nada representa mejor esta filosofía que el diseño del rotor principal bipala. Esta configuración se eligió ya que tiene menos piezas, una barra de contrapeso en la punta del mástil mejoraba la agilidad de la aeronave. Con un diámetro de 15.54 m, cada pala tenía una cuerda de 108 cm (solo para comparación, la cuerda de la pala de un UH-1C es de 68.5 cm); estando construidas a partir de dos largueros de acero inoxidable, un relleno de "panel de abejas" realizado en Nomex y aluminio; y un revestimiento de fibra de vidrio. Esta construcción las hacía fácil de mantener, baratas de producir y capaces de resistir un impacto directo de una munición HEI (Alto-explosivo, incendiaria) de 23 mm.

Llamada "Flat Pack" por Bell, la transmisión del YAH-63 estaba diseñada para ser lo más simple y resistente posible. Al reducir el numero de componentes internos, los ingenieros esperaban aumentar la resistencia a impactos de bala al mismo tiempo que se reducía el tiempo de mantenimiento.
Fuente: 409 Advanced Attack Helicopter (B8106.3A).

La transmisión era de bajo perfil, donde los ejes de cada turboeje engranaban directamente a los lados de la transmisión por medio de unos engranajes de espina que actuaban como el conjunto reductor. Estos a su vez, movían un engrane central conectado al eje del rotor. 
Esta configuración permitía que un solo motor mantuviera el rotor girando, al mismo tiempo que se reducían significativamente los elementos del conjunto, a solo 14 engranajes. Una ventaja si lo comparamos con los 38 que tenía la transmisión del AH-1 Cobra.

Otra característica era la incorporación de un sinfín en el eje, lo que permitía reducir la altura del rotor principal para facilitar el transporte del 409 en aviones de transporte. Asimismo, las palas y el estabilizador horizontal se podían plegar para hacer más compacta la aeronave.

Una salida de la reductora se dirigía hacía atrás, al rotor antipar bipala de 2.92 m de diámetro, era movido por un eje de dos segmentos. Bell diseñó el eje para que girara a baja velocidad reduciendo el desgaste. Para comparar, el eje del 409 giraba a 1,530 rpm; mientras que el de un AH-1G giraba a 4,300 rpm.

El fuselaje era del tipo semi-monocoque, construido de manera modular en tres subenamblajes principales (cabina de vuelo, parte central y botalón de cola). Bell aseguraba que se podía reducir la horas hombre requeridas para la producción en un 35%. Su manufactura haría uso de nuevas tecnologías para la época, como un sistema de remachado automático y el uso de mecanizado asistido por computadora (CAM).

En la parte delantera se encontraba la cabina de pilotaje ocupada por el piloto en el asiento delantero, con el copiloto/artillero sentado detrás; rompiendo con la disposición del AH-1. Bell respaldaba este cambio de parecer con estudios que afirmaban que al volar en perfiles NoE el piloto gozaba de mejor visibilidad desde esta posición. Además, tenía mejor campo visual para operar la torreta con el armamento fijo en caso de combate contra helicópteros.

Para facilitar su traslado, el mástil del rotor se retraía hacia el fuselaje, las palas se plegaban hacia atrás al igual que el estabilizador horizontal y el tren de aterrizaje reducía su altura. De esta manera, dos YAH-63 eran capaces de entrar en la bodega de un C-141.
Fuente: Klassiker der Luftfahrt.

Ambos tripulantes contaban con asientos blindados y designadores en las viseras de sus cascos de vuelo facilitando la puntería de las armas. Una carlinga construida por medio de paneles planos de vidrio blindado garantizaban una buena visibilidad al rededor, junto con un amplio ángulo de visión por delante y debajo de la aeronave.

Debajo de sus asientos se encontraba la bahía de aviónica, que concentraba todos los componentes en este lugar facilitando su mantenimiento de rutina. Bell aseguraba que esta configuración protegía la electrónica de los gases de las armas, al mismo tiempo que reducía el largo del cableado y la proximidad con los tanques de combustible.

Para cumplir con el requerimiento de operación todo tiempo, el YAH-63 contaba con un TADS (Target Acquisition Designation System) que combinaba una mira, un sistema designador/telémetro laser, vision nocturna (FLIR) para el copiloto y un sistema de video en una torreta estabilizada ubicada en la nariz.
Gracias a un visor flexible, el copiloto podía operar la torreta y tener una visión privilegiada para operar las armas desde su cabina trasera.

En cuanto a las armas, el YAH-63 contaba con un cañón multitubo General Electric XM-188 de 30 mm y tres tubos montado en una torreta en la nariz, contando con un grado de movimiento de 220º en la horizontal, 20º hacia arriba y 60º hacia abajo. El arma contaba con una provisión de 1,200 rondas en un contenedor que podía ser eyectado durante el vuelo. 

Las alas embrionarias contaban con cuatro puntos de armamento pudiendo llevar 16 misiles TOW, una cantidad igual de misiles Hellfire o hasta 76 cohetes FFAR de 70 mm en cuatro coheteras M-200. Las estaciones de armas permitían un cierto grado de movimiento hacia arriba y hacia abajo para facilitar la puntería.

Detrás de la cabina se encontraba el tanque de combustible principal aislado del resto de la aeronave por medio de un mamparo blindado y encima de este se encontraban los dos T700 instalados a una buena distancia uno del otro para aumentar su resistencia a los impactos de fuego antiaéreo. Los paneles que cubrían el motor eran abatibles y podían funcionar como plataformas de trabajo durante el mantenimiento de rutina.

74-22246 durante un vuelo de prueba. La aeronave resultó dañada gravemente durante un vuelo de prueba, lo que casi pone en riesgo la entrega de la aeronave al Ejército.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

Otra manera de facilitar el trabajo de los técnicos era por medio del "service center" como lo denominaba Bell. Ubicado en el lado derecho de la aeronave, este punto permitía chequear rápidamente en tierra el nivel de combustible, la presión del sistema hidráulico y la cantidad de lubricante en la transmisión, caja de accesorios, compresor del sistema ambiental de la cabina y el de la APU.
En esta punto también estaban las tomas para operar y probar el sistema hidráulico, junto con un ingreso de aire comprimido para encender los motores.

Finalmente, estaba el tren de aterrizaje triciclo. Alejándose del uso de patines, Bell prefería esta configuración ya que facilitaba el movimiento de la aeronave en tierra, protegía la torreta con la mira en caso de un aterrizaje forzoso y simplificaba la estructura del botalón.
El tren era capaz de resistir una tasa de descenso de 42 ft/sec (12.8 m/s) y se podía plegar para reducir la altura total de la aeronave para su traslado.

74-22246 y 74-22247 volando en formación para esta foto promocional. "Aprovechamos al máximo nuestra experiencia con helicópteros de ataque", dijo en su momento el jefe del programa, Clifford Kalista, y añadió: "Bell es el único fabricante del mundo libre que produce helicópteros artillados en masa."
Créditos de la imagen a quien corresponda.

El primer prototipo con el registro 74-22246 realizó su vuelo inaugural el 1 de octubre de 1975, y el segundo prototipo (registro 74-22247) le siguió dos meses después despegando desde las instalaciones del fabricante en Arlington, Texas, con Gene Colvin y Ronald Erhart a bordo. Mientras Bell evaluaba las aeronaves antes de entregarla al Ejército, 74-22246 sufrió un aterrizaje forzoso el 4 de junio de 1976, requiriendo su reparación.

Por suerte, ambos prototipos estuvieron listos a tiempo para ser entregados al Ejército para su  evaluación formal por medio del Army Engineering Flight Activity (USAAEFA) que tuvo lugar entre junio a septiembre de 1976 en la base Edwards de la USAF.

La evaluación del Ejército

Enmarcadas dentro de la Fase I, las pruebas de vuelo realizadas por el Ejército fueron realizadas de manera escalonada. El primer prototipo fue evaluado entre el 28 de julio y el 5 de octubre de 1976; mientras que el segundo, fue evaluado entre el 7 de agosto y el 3 de septiembre de 1976. En total, los dos aviones realizaron 99 vuelos sumando más de 100 horas de vuelo.

Ambos helicópteros estaban equipados con instrumentación especial para la captura de datos de vuelo que fue instalada, calibrada y mantenida por Bell, quien también se encargó del mantenimiento. Siempre que era posible, un piloto del Ejército volaba en el puesto del copiloto. Se incluyeron pruebas de tiro con misiles TOW, cohetes y con el cañón XM-188.

En algún punto de su vida operativa, el segundo prototipo recibió este espectacular camuflaje de tres tonos desértico, diferente al del mockup de más arriba. Notar que el color se extiende hasta los cubos y palas de los rotores. 
Créditos de la imagen a quien corresponda.

Tras finalizar sus evaluaciones el Ejército concluyó que el YAH-63 no era adecuado para sus necesidades, incumpliendo la mayoría de los requerimientos operativos. Si bien el Ejército reconocía que la posición del piloto en el puesto delantero ofrecía un excelente campo de visión para realizar vuelos NoE, resultaba muy crítico del comportamiento de la aeronave a velocidades superiores a los 100 kn (185 km/h), la súbita caía en la velocidad de giro del rotor después de un incremento súbito en la potencia del motor; la inestabilidad en los tres ejes a velocidades superiores a 100 kn cuando se apagaba el SCAS (Stability Control and Augmentation System) y la constante falla del XM-188 durante las pruebas de tiro.
(Nota del autor: El SCAS es un sistema de estabilización de accionamiento hidráulico y control electrónico que actúa sobre el cíclico y el rotor antipar proporcionando estabilidad y mejor control. Asimismo, compensa la reculada de las armas en los helicópteros artillados).

La evaluación del Ejército incluyó pruebas de tiro, durante las mismas el XM-188 falló en repetidas oportunidades, siendo esto motivo de preocupación para los militares.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

El Ejército tampoco estaba satisfecho con muchos detalles de la cabina, como el diseño de la empuñadura del cíclico, los paneles de vidrio de la cabina que reflejaban las luces de los instrumentos durante el vuelo nocturno, el poco espacio de almacenamiento dentro de las cabinas y; curiosamente, la incapacidad de ajustar la inclinación del asiento durante el vuelo.

Otro comentario negativo era la imposibilidad de verificar desde la cabina el cierre correcto de la carlinga, requiriendo asistencia desde el exterior, junto con la imposibilidad de compartir elementos "relacionados con la misión" (sic) entre los tripulantes.

Si bien estos eran algunos detalles, lo cierto es que el Ejército no estaba satisfecho con el tren de aterrizaje triciclo propuesto por Bell, considerando el patín de cola del diseño de Hughes mucho más estable.

Asimismo, el diseño del rotor bipala no convenció. Las palas anchas del YAH-63 estaban optimizadas para generar mucho empuje a bajas velocidades, pero el rotor de cuatro palas del YAH-64 estaba optimizado para la velocidad y producía mucho menos ruido siendo esto preferido por los militares. 

En diciembre de 1976, la Aviación del Ejército seleccionó al Hughes YAH-64 como el ganador del AAH; entrando en producción como el AH-64 Apache que conocemos hoy en día. Al momento de escribir este posteo se han fabricado más de 2,400 ejemplares del Apache.

74-22246 encuentra su final en las instalaciones de la NASA durante un "crash test". El objetivo del estudio era analizar las características resistentes al impacto incorporadas durante su diseño.
Fuente: NASA.

Pasados a mejor vida

Tras ser rechazados, ambas aeronaves fueron almacenadas. Si bien había perdido el contrato AAH, la experiencia de integrar el motor T700 resultó muy valiosa para Bell, aplicando las lecciones aprendidas en las versiones más avanzadas del Cobre, el AH-1T+ y el posterior AH-1W SuperCobra del USMC.

74-22246 permaneció almacenado durante muchos años, hasta que en 1981 fue utilizado como una célula de ensayos en un "crash test" en conjunto realizado entre la Aviación del Ejército y la NASA para evaluar las características de resistencia al impacto incorporadas durante su diseño.

La aeronave fue llevada al Impact Dynamics Research Facility (IDRF) de la NASA en Langley, Virginia y arrojada desde una altura equivalente a un edificio de tres pisos; similar a la evaluación del programa ACAP. Su destrucción arrojó muchos datos valiosos sobre la resistencia de los helicópteros de ataque a este tipo de impactos.

Mejor suerte tuvo 74-22247. Almacenado durante años a la intemperie, fue donado al Army Aviation Museum en Fort Rucker, Alabama. Allí permaneció años almacenado hasta que 2020 fue restaurado, recibiendo un camuflaje de tres tonos en colores desérticos y el registro ficticio 74409 en la deriva.

Tres vistas del YAH-63. Medidas expresadas en pies y pulgadas.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

Características técnicas:

• Tripulación: 2
• Longitud (fuselaje): 16.02 m
• Longitud (total): 18.56 m
• Ancho: 5.25 m
• Altura (total): 3.74 m
• Diámetro rotor principal: 15.54 m
• Diámetro rotor antipar: 2.92 m
• Área del rotor principal: 49.316 m²
• Peso vacío: 6,600 lb (2,994 kg)
• Peso máximo al despegue: 14,750 lb (6,690 kg)
• Planta motriz: 2x turboejes General Electric T700 de 1,680 shp (1,250 kW) de potencia cada uno

Rendimiento

• Velocidad máxima: 170 kn (310 km/h) a 3,937 ft (1,220 m)
• Alcance: 317 nmi (587 km)
• Autonomía: 3 horas 30 minutos
• Techo de servicio: 12,200 ft (3,700 m)

Armamento

• 1x cañón multitubo tipo Gatling General Electric XM-188 de 30 mm
• 4x estaciones subalares capaces de cargar: 
• 16x misiles BGM-71 TOW o;
• 16x misiles AGM-114 Hellfire o;
• 76x cohetes FFAR de 70 mm (2.75").

Fuentes

• Bell Helicopter. 409 Advanced Attack Helicopter (B8106.3A). Texas, EEUU: Bell Helicopter Company, 1973.
• Bell Helicopter. 409 Advanced Attack Helicopter. Cost Considerations (B7400.1). Texas, EEUU: Bell Helicopter Company, 1973.
• Bulban, E. J. (Junio 9, 1975). Bell Stresses AAH In-House Development. Aviation Week & Space Technology. Vol.?(?). p.35.
• Bell Helicopter Textron (Mayo, 1976). Bell AAH YAH-63. United States Army Aviation Digest. Vol.22(?). p.4, 26 a 32.
  Disponible en: https://books.google.es/books?id=6xorKdE8a4MC&pg=RA7-PA32&lpg=RA7-PA32&dq=Bell+YAH-63&source=bl&ots=8Yq4w6GAfk&sig=ACfU3U2l5LTsUDCTLZt0Tg011FIj9tyh3g&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjN-d7lkO-EAxXR8QIHHSXdACU4FBDoAXoECAIQAw#v=onepage&q=Bell%20YAH-63&f=false
• Bender, G. L.; Diekmann, V.; Thomas, C. L. y otros. (Diciembre 1, 1976). Development Test 1 Advanced Attack Helicopter Competitive Evaluation Bell YAH-63 Helicopter. (ADA109531). Army Aviation Engineering Flight Activity Edwards AFB, CA.
  Disponible en: https://apps.dtic.mil/sti/citations/tr/ADA109531
• Smith, K. F. (Abril 1, 1986). Full-Scale Crash Test (T-41) of the YAH-63 Attack Helicopter. (ADA167813). Army Aviation Systems Command. 
  Disponible en: https://apps.dtic.mil/sti/citations/ADA167813
• Harding, S. US Army aircraft since 1947. RU: Airlife, 1990.
• Hoeveler, P. (Enero, 2012). Bell YAH-63. Klassiker der Luftfarht.
  Disponible en: https://web.archive.org/web/20140702121610/http://www.klassiker-der-luftfahrt.de/geschichte/flugzeuge/bell-yah-63/578474