Convair Model 58-9: Innovación y realismo en la carrera supersónica

Representación artística del Convair Model 58-9 luciendo los colores corporativos durante un vuelo de prueba. Notar la disposición de la cabina de pasajeros con respecto al largo total del fuselaje.
Ilustración digital creada con inteligencia artificial por No Barrel Rolls.

En la década de 1960, la carrera por conquistar la velocidad supersónica estaba en pleno apogeo. Se anticipaba un futuro donde los cazas supersónicos dominarían los cielos, mientras que aviones comerciales transportarían pasajeros y carga en rutas intercontinentales a velocidades por encima del Mach reduciendo drásticamente el tiempo de vuelo.

Entre los muchos proyectos ambiciosos que surgieron durante esta era dorada de la aviación, uno de los más intrigantes fue el Convair Model 58-9. Diseñado por la empresa que estaba en la vanguardia de esta tecnología, el Model 58-9 era un derivado directo del bombardero B-58 Hustler prometiendo revolucionar la aviación comercial.

El exitoso desarrollo y operación de aeronaves supersónicas militares ocurrido después de la Segunda Guerra Mundial sirvió para demostrar la viabilidad de esta tecnología. Esto llevó a que todos los ingenieros aeronáuticos del mundo comenzaran a preguntarse si sería posible aplicarla a los vuelos comerciales. Aunque la gran incógnita, o cómo dicen los estadounidenses "The elephant in the room", era si una aeronave de estas características sería económicamente viable. 

Los aviones supersónicos necesitan aproximadamente el doble de empuje para generar la misma cantidad de sustentación que los aviones subsónicos, lo que resulta en un consumo de combustible significativamente mayor. Este efecto es más pronunciado a velocidades transónicas, pero se reduce una vez superado el Mach. Para compensar el aumento en el consumo de combustible, se consideró aumentar la rotación de los aviones, es decir poner más aviones a volar en menos tiempo, especialmente en rutas de mediano y largo alcance. Pero esto era una posible solución teórica, que necesitaba ser llevada a la vida real para poder validar la factibilidad comercial de un avión comercial supersónico.

Conocidos generalmente como "Supersonic Transports" o SST, su desarrollo comenzó de manera casi simultanea a mediados de la década de 1950 en diferentes partes del mundo. Gran Bretaña y Francia, decidieron unir sus esfuerzos para desarrollar un programas SST conjunto que contaba con fuertes  subsidios de ambos gobiernos. Es así que a partir de dos proyectos independientes, el Sud Aviation Super-Caravelle y el Bristol (Posteriormente British Aircraft Corporation) Type 223 derivarán, en 1962 en el famoso Concorde, que realizará su primer vuelo siete años más tarde.

A principios de los años 1960, varios ejecutivos de la industria aeroespacial estadounidense aseguraban que no había razones técnicas para no producir un SST de manera local, pero se encontraban con un paredón, ya que el gobierno norteamericano no mostraba el mismo interés que sus pares del otro lado del Atlántico por financiar este tipo de aeronaves. Sin embargo, el Concorde anglo-francés desató el pánico en los EEUU; especialmente después de que Pan Am solicitó seis ejemplares de la aeronave junto con British Overseas Airways Corporation (precursora de la actual British Airways) y Air France.

Viéndose forzado por la situación, el Congreso norteamericano accedió a financiar el desarrollo local de un SST, bajo el programa National Supersonic Transport (o NST por sus siglas en inglés), solicitando propuestas de todos los fabricantes norteamericanos, la cual fue respondida por Lockheed, Boeing, Douglas, North American y por supuesto, Convair.

EL primer paso en la propuesta de Convair era realizar una serie de vuelos adaptando un "people pod" con capacidad para cinco pasajeros a un B-58. Como se puede ver en este diagrama, el grado de confort era cuestionable en el mejor de los casos.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

De Hustler a hombre de negocios

Convair consideró que estaba bien posicionada para ganar el programa SST, gracias a que habían desarrollado y producido el avión supersónico operativo más grande de Estados Unidos, el bombardero B-58 Hustler. Desde su primer vuelo en 1956, el Hustler trajo a la USAF a la era Mach 2 siendo el primer avión capaz de alcanzar esta velocidad en el inventario, aportando importantísimos datos a las primeras investigaciones sobre los efectos del estampido sónico.

Bajo la denominación interna QRC-182-2 Special Purpose Airplane, y la designación comercial Model 58-9; la propuesta de Convair se basaba en un diseño anterior de un derivado del Hustler, denominado B-58C propuesto originalmente como una alternativa más económica al North American XB-70 Valkyerie. 

Esta versión con un fuselaje alargado, podía llevar más combustible y utilizaba los motores Pratt & Whitney J58 de 32,500 lbf (145 kN), los mismos del Lockheed SR-71 Blackbird. La disposición de los mismos cambiaría un poco, con respecto al B-58 original, moviendo dos de ellos a las puntas de la s alas.

Conservando el ala del B-58C, el Model 58-9 tendría un nuevo fuselaje alargado un 52% con respecto al original y unos nuevos planos de cola dando lugar a una cabina para que 52 pasajeros pudiesen viajar cómodamente en una disposición de 1+1 con un pasillo central de casi 46 cm de ancho, una altura de 198 cm y un espacio entre asientos de 96.5 cm.

El Model 58-9 sería un transporte de mediano radio de acción con una autonomía de alrededor de 2,500 nmi (4,600 km) con una velocidad de Mach 2,4. Conservando los J58 del B-58C, la aeronave tendría un peso al despegue de 190,000 lb (86,182 kg), necesitando una pista de al menos 1,981 m y una velocidad de despegue de 199 kn (368 km/h). La carrera de aterrizaje sería de 2,651 m a una velocidad de 148 kn (274 kn) y un peso al momento del aterrizaje de 110,420 lb (50,086 kg).

Solo a modo de comparación, un Boeing 737-200 podía llevar 136 pasajeros a una distancia de entre 1,815 a 3,400 nmi (3,361 a 6,297 km) con un peso al despegue de 115,500 lb (52,390 kg), requiriendo una velocidad de 145 kn (268 km/h) y con una carrera de despegue de 1,830 m. Para el aterrizaje, necesitaba una velocidad de 131 kn (243 km/h) y una distancia de 1,400 m en condiciones normales.

Convair concibió un programa de tres pasos para hacer realidad al Model 58-9. El primero consistía en utilizar un B-58 existente para realizar vuelos de prueba en rutas comerciales, recopilando valiosos datos sobre las dificultades operativas y logísticas. 

El segundo paso consistía en instalar una cápsula para transporte de pasajeros en la posición central del fuselaje, en reemplazo de la barquilla TCP (Two Component Pod) que llevaba armamento y combustible. Esta nuevo "people pod" estaba presurizada y tenía capacidad para cinco pasajeros los cuales disfrutaban de aire acondicionado, ventanas y una puerta de acceso. Con una diámetro de 152 cm, estos "afortunados" estarían separados de un tanque de combustible en la parte delantera y de los equipos de medición de datos por sendos mamparos. 

Gracias a estos vuelos de prueba, los ingenieros tendrían suficiente información para dar paso a la última etapa, la construcción del Model 58-9 propiamente dicho.

Disposición interna de la cabina de pasajeros del Model 58-9. Convair propuso utilizar asientos parecidos a los del Convair 880, en una disposición de 1+1. Alternativamente, se planteó disposiciones de 2+2 y 1+2.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

La propia Convair era consciente de que el Model 58-9 no era el diseño de SST más óptimo. Sin embargo, creían que representaba el camino más realista para lograr el vuelo supersónico a corto plazo obteniendo información y datos de vuelo que permitiesen ir ampliando progresivamente la envolvente de vuelo hasta Mach 3 que era la velocidad máxima que pretendían todos los participantes del programa NST.

El fabricante estimaba que, de recibir luz verde en enero de 1961, el primer vuelo de prueba tendría lugar en octubre de 1963, dando paso a una producción de 12 prototipos. Los primeros cuatro serían evaluados en vuelo por Convair en un programa de 18 meses, mientras que los ocho restantes serían sometidos a un extenso programa de pruebas durante un período de 15 meses por la FAA (Agencia Federal de Aviación), la NASA y el Departamento de Defensa. Las operaciones comerciales simuladas comenzarían a principios de 1965, con un escuadrón del Military Air Transport Service (MATS) haciendo el ensayo operativo. Se estimaba que para octubre de 1965 la flota de doce aviones habrían acumulado un total de 2,500 horas.

Preocupados por el estampido sónico

La cantidad de obstáculos que enfrentaba Convair desde el punto de vista de ingeniería y operativo, además de una questionable comodidad para los pasajeros, hicieron que muchos pusieran en duda, no solo el concepto de Convair, pero toda la idea del NST en su conjunto.

En 1958, North American Aviation obtuvo el contrato para el B-70, pero los elevados costos estimados del programa y los avances en la tecnología de misiles llevaron al presidente Dwight D. Eisenhower a cancelar todos los prototipos menos uno en 1959. La administración del presidente John F. Kennedy finalmente autorizó la producción de dos XB-70A siendo su principal objetivo servir como bancos de pruebas para el NST. 

Fue durante estos vuelos de evaluación que se descubrió un fenómeno muy curioso. A pesar de ser tres veces más pesado que el B-58, la onda de choque del XB-70 resultó ligeramente más fuerte, demostrando que su diseño y configuración eran superiores al avión de Convair.

Paralelamente, Boeing y Lockheed fueron seleccionadas para que estudiaran la factibilidad técnica de varios diseños para el NST propuestos por la NASA. Conocidos como SCAT, estos diseños eran capaces de transportar 125 pasajeros a una velocidad de Mach 3 y a 3,200 nmi (5,926 km) generando un estampido sónico mínimo.

Modelo promocional del Model 58-9 luciendo las insignias de la USAF.
Créditos de la imagen a quien corresponda. Imagen retocada digitalmente por No Barrel Rolls.

El 5 de marzo de 1962, la USAF mostró lo que el Hustler podía hacer al realizar un vuelo desde de Los Ángeles a Nueva York en poco más de 2 horas a un ritmo promedio de 1,056 kn (1,956 km/h), a pesar de tener que reducir la velocidad para un reabastecimiento en vuelo sobre Kansas). Después de otro reabastecimiento sobre el Atlántico, la aeronave emprendió el viaje de regreso batiendo al Sol, al volar  más rápido que la rotación de la Tierra de regreso a Los Ángeles realizando un reabastecimiento más, completando el viaje ida y vuelta a una velocidad promedio de 907 kn (1,680 km/h). 

Pero record roto por el Hustler dejó un presagio bastante preocupante. Dondequiera que el bombardero voló a velocidades supersónicas sobre áreas pobladas, fue seguido por una estela de quejas y reclamos de los habitantes por estampido sónico a su paso. De hecho, durante este vuelo se mantuvo a una altitud de 50,000 ft (15,240 m), descendiendo a 30,000 ft (m) durante los reabastecimientos, sin embargo el avión arrastró una onda de choque de entre 32 a 64 km de ancho en su viaje de ida y vuelta a través del país, dejando un tendal de destrucción en la forma de vecinos asustados, ventanas rotas, mampostería agrietada y mascotas en estado de shock. 

Mientras, la NASA, USAF y la FAA realizaban un esfuerzo conjunto para determinar la mejor manera de reducir el impacto del vuelo supersónico; el Congreso seleccionó como finalistas al Lockheed L-2000 y del Boeing 2707 para producir un diseño aún más avanzado, más grande, más rápido y de mayor alcance, descartando definitivamente al Model 58-9. Finalmente, el 1 de enero de 1967 la propuesta de Boeing fue declarada ganadora, al ser capaz de llevar 300 pasajeros a una velocidad de crucero cercana a Mach 3.

Si bien esto fue un golpe para Convair, la empresa no tendría mucho tiempo para lamentarse ya que las investigaciones sobre la propagación del estampido sónico y su posible impacto en las zonas pobladas; junto con las consideraciones medioambientales y económicas, condujeron en última instancia a la cancelación del programa estadounidense de SST en 1971. 

Curiosamente, el Hustler no sobrevivió mucho más que el Model 58-9. El último de los B-58 fue retirado del Strategic Air Command (SAC), el 31 de enero de 1970. Todos los Hustlers fueron puestos en reserva y enviados al  Military Aircraft Storage and Disposition Center (el famoso AMARG) en la base aérea de Davis-Monthan donde permanecerán hasta 1977, momento en el cual fueron vendidos como chatarra.

Vistas superior y lateral del Model 58-9.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

Características técnicas:

• Tripulación: ?
• Longitud: 45.72 m
• Envergadura: 14.69 m
• Alto: 10.67 m
• Superficie alar: 165.37 m²
• Peso vacío: ?
• Peso máximo al despegue: 190,000 lb (86,182 kg)
• Capacidad de combustible: 94,915 lb (43,053 kg)
• Planta motriz: 4x Pratt & Whitney J58 de 32,500 lbf (145 kN) de empuje con postquemador

Rendimiento

• Velocidad máxima: Mach 2.4
• Alcance: 2,500 nmi (4,600 km)
• Capacidad de carga: 52 pasajeros
• Equipaje: 40 lb/pasajero (18 kg/pasajero)
• Volumen de la bodega: 92.03 m3

Fuentes

• Miller, J. Convair B-58 Hustler. The World's First Supersonic Bomber. Texas, EEUU: Aerofax, 1997.
• Yenne, B. Convair Deltas. From Sea Dart To Hustler. Minnesota, EEUU: Specialty Press, 2009.