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| Modelo en escala del "Pye Wacket". Se puede ver claramente la tobera del motor cohete y el perfil de cuña del misil. La misma se encuentra a la venta en eBay para quien desee adquirirla. Fuente: Usuario "speed-age" vía eBay. |
Los "platillos voladores" o "platos voladores", suelen ser un tema recurrente en la ciencia ficción, generalmente tripulados por seres extraterrestres, los cuales muchas veces tienen intenciones poco claras hacía la Tierra y sus habitantes.
Si bien la discusión sobre la existencia, o no, de vida fuera de nuestro planeta excede la temática de este blog; lo cierto es que durante la Guerra Fría, las alas con forma de disco fueron extensamente estudiadas dando origen a diseños poco convencionales, como el misil aire-aire Pye Wacket al cual se le dedica la entrada de hoy.
Unos de los logros más impresionantes de la industria aeronáutica norteamericana durante la Guerra Fría fue el desarrollo del bombardero estratégico North American Aviation XB-70 Valkyrie. Desarrollado para reemplazar a los Boeing B-52 Stratofortress y Convair B-58 Hustler, el XB-70 fue diseñado para volar a velocidades por encima de Mach 3 a una altitud de 70,000 ft (21,000 m), lo que lo volvía invulnerable a cualquier intento de intercepción por parte de la URSS, o al menos esos crían sus diseñadores.
La Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) pronto reconoció que, aunque la alta velocidad y altitud del Valkyrie ofrecían una ventaja frente a los medios actuales, no lo protegería de futuros interceptores soviéticos; como el MiG-25 Foxbat que se encontraba en desarrollo, ni de los misiles tierra-aire y aire-aire más avanzados, potencialmente equipados con ojivas nucleares de baja potencia. La exhibición del sistema de misiles tierra-aire S-75 Dvina (SA-2 Guideline, en la OTAN) durante el desfile del Día de la Victoria de 1957 intensificó estas preocupaciones, revelando que los soviéticos no permanecían ociosos en cuanto al desarrollo de sus capacidades de defensa aérea.
Entre los requerimientos del futuro B-70 estaba la instalación de una suite de contramedidas electrónicas (ECM) de avanzada pero esto era un sistema pasivo y, considerando la variedad de futuras amenazas que podría enfrentar al ingresar al espacio aéreo soviético, la USAF consideró necesario explorar la posibilidad de un sistema defensivo compuesto por misiles aire-aire integrado en la aeronave.
Para ser más exactos, la USAF solicitaba un misil capaz de interceptar otros misiles a velocidades relativas de Mach 7, ser capaz de sobrevivir a desaceleraciones de entre 65 a 225 g, mientras realizaba maniobras bruscas durante la fase terminal del vuelo hacia el blanco.
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| Diseño de caza lenticular de John C. Fischer Jr. de 1954. Este concepto será la base para el futuro misil DAMS. Fuente: Secret Projects. Flying Saucer Aircraft. |
El trabajo de desarrollar este nuevo sistema, recayó sobre los ingenieros del Air Proving Ground Center en la base aérea de Eglin en Florida, en conjunto con el Arnold Engineering Development Center (AEDC, por sus siglas en inglés). Por fortuna para todos, los ingenieros tenían una idea por donde empezar.
Lentejas letales
A principios de los años 50, una idea revolucionaria intrigó a ingenieros y aerodinamistas; un avión con forma de disco que podría ejecutar maniobras acrobáticas imposibles para las aeronaves de ala fija tradicionales.
Entre ellos estaba John C. Fischer Jr., un ingeniero aeroespacial de San Diego, quien llevó su este concepto teórico a la práctica en 1954, diseñando una aeronave monoplaza con forma de disco que aprovechaba este fenómeno para obtener un alto rendimiento. Impulsada por dos turborreactores, el avión de Fischer estaba compuesta por dos discos superpuestos que giraban en direcciones opuestos que le permitiría realizar giros cerrados en el mismo plano sin ningún tipo de inclinación.
A pesar de que Fischer patentó su idea, la misma no pasó del tablero de dibujo. Pero lejos de pasar desapercibido, los ingenieros de Eglin vieron potencial en su diseño para resolver el problema del misil defensivo para el Valkyrie.
Bajo la denominación oficial de WS-740A Defensive Anti-Missile System (DAMS por sus siglas en inglés), aunque todos los involucrados se refería con el nombre clave de "Pye Wacket", en homenaje al gato mágico de la película de 1958 "Bell, Book and Candle" (Conocida como "Me enamoré de una bruja" en España, "Sortilegio de amor" en Hispanoamérica) protagonizada por Kim Novak y James Stewart.
(Nota del autor: Ya que hablamos de bombarderos, resulta curioso que James Stewart fue piloto de B-24 Liberator durante la Segunda Guerra Mundial completando 20 misiones de combate. Tras la guerra, permaneció en la Reserva de la USAF hasta 1968 alcanzando el rango de Brigadier General).
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| Concepto original del sistema DAMS, propuesto por los ingenieros de Eglin y North American. Utilizaba dos motores cohete y un sistema de guía infrarroja. La lente del buscador permanecía protegida por una tapa, la cual se desprendía automáticamente tras el lanzamiento. Fuente: Astronautix.com |
A medida que el proyecto DAMS evolucionaba, en colaboración con North American, fue tomando la forma de un pequeño vehículo discoidal o lenticular. Según sus estimaciones, alcanzaría una velocidad de aproximadamente Mach 6.5, un alcance de 72 nmi (133 km) y una maniobrabilidad excepcional.
Los misiles se apilarían verticalmente en la bodega de bombas del B-70, en dos pilas separadas, cada una con cinco Pye Wackets. El misil sería lanzado desde el avión mediante un eyector mecánico cayendo libremente, una vez alejado del bombardero los motores cohete se encenderían para dirigirlo hacia su blanco.
Gracias a su forma poco convencional, el Pye Wacket sería capaz de ejecutar giros mucho más allá de la capacidad de cualquier vehículo tripulado o misil guiado, siendo capaz incluso de atacar objetivos que se acercaran a velocidades de hasta Mach 7. Debido a que el nombre código era tan popular, el uso de la designación oficial DAMS causaban cierta confusión, por lo que la USAF decidió reemplazarla por Lenticular Defense Missile (o LDM por sus siglas) en 1958.
De el papel al túnel de viento
En junio de 1959, la USAF otorgó a Convair un contrato secreto para continuar el desarrollo del LDM. La compañía produjo tres modelos a escala para pruebas en túnel de viento, denominados B1 a B3. Las diferencias entre los tres no están claras, pero se cree que radicaban en diferentes configuraciones aerodinámicas en conjunto con diversos sistemas de control como flaps, álabes y otras superficies móviles.
Estas pruebas se realizaron principalmente en el Túnel A de 48" de diámetro de la Von Karman Gas Dynamics Facility en el AEDC. Rápidamente se hizo evidente que la forma lenticular proporcionaba una estabilidad excepcional a velocidades de hasta Mach 6 y permitía una agilidad sin precedentes. Demostrando que la idea original de Fischer era correcta.
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| Comparación de la capacidad de giro del Pye Wacket comparada con misiles convencionales, siendo capaz de realizar giros de la mitad del radio de sus contemporáneos. Créditos de la imagen a quien corresponda. |
A principios de 1960, se seleccionó la configuración B3 como la más adecuada. Combinaba una sección transversal en forma de cuña con un sistema de control de reacción que comprendía cuatro propulsores para cabeceo y otros dos para guiñada.
En su diseño inicial, el B3 tenía un diámetro de 1.52 m, un espesor en su parte más ancha de 30.5 cm y un peso bruto de 425 lb (193 kg) y estaba totalmente construido en aleación de magnesio, mientras que la propulsión estaba confiada a tres motores cohete Thiokol M58A2 de combustible sólido y un empuje de 10,200 lbf (45.5 kN) cada uno, similares a los utilizados en los primeros misiles aire-aire Hughes AIM-4 Falcon. Estos eran un compromiso para realizar pruebas hasta que el motor definitivo fuese desarrollado.
La USAF planeaba realizar lanzamientos de prueba desde un trineo propulsado por cohetes en el Campo de Misiles de White Sands durante 1960, si bien nunca se han divulgado detalles, persisten los rumores de que estas pruebas efectivamente fueron realizadas.
El tipo de ojiva con la que estaría equipada el Pye Wacket sigue siendo un misterio, aunque hay indicios de que varias opciones, desde explosivo convencional hasta un dispositivo nuclear de baja potencia, fueron consideradas.
Lo más avanzado del misil era su sistema de guía, de avanzada para principios de la década del 60. Justo antes del lanzamiento desde el B-70, los datos de puntería se transferirían a la computadora de vuelo del misil desde el sistema de control de tiro del bombardero. El misil sería capaz de interceptar un objetivo desde cualquier dirección, incluso de manera frontal, cambiando a un sistema de guía infrarroja durante la fase terminal del vuelo.
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| Como parte del programa de desarrollo, Convair propuso construir un demostrador en escala del Pye Wacket de 91 cm de diámetro. Este contaba con todos los componentes del sistema completo, incluyendo el buscador de infrarrojos en el borde de ataque, y los motores cohete de maniobra. Fuente: Mark Wade via Astronautix.com |
Esta capacidad para atacar blancos de frente guiado por infrarrojo se la conoce como "all aspect", y solo para poner un ejemplo de lo ambicioso que resultaba en esta época, es una característica que el AIM-9 Sidewinder no tuvo hasta la introducción de la variante "Lima" en 1977.
El diseño del misil continuó evolucionando, aumentando su diámetro a 1.78 m, al mismo tiempo que reducía su grosor hasta 22.9 cm en su parte más ancha; su peso aumento hasta llegar a las 510 lb (231 kg).
La opinión de North American
Convair y AEDC presentaron a North American su diseño final del Pye Wacket para que diera su opinión final y estudiara la manera de integrarlos en el sistema de armas B-70. Pero el fabricante no estaba muy entusiasmado con la idea.
En ese momento del programa B-70, North American tenía problemas para alcanzar el alcance especificado en los requerimientos operacionales del bombardero, por lo que cada libra adicional, y no considerada en el diseño original, importaba. El fabricante determinó que el sistema LDM compuesto por una batería de entre cinco a ocho Pye Wacket podía contribuir a aumentar las posibilidades de supervivencia del Valkyrie "[...] siempre que el sistema pudiese ser instalado sin ninguna penalidad en el alcance".
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| Cortes esquemáticos de dos variantes del Pye Wacket en su configuración B3 de 1.52 m de diámetro. La diferencia radica en el espesor, siendo el de la izquierda de 30.5 cm en su parte más ancha y el de la derecha es de 22.9 cm. Fuente: Astronautix.com |
Y no era para menos. Según sus cálculos, una cantidad equivalente de misiles convencionales restaba 675 nmi (1,250 km); mientras que con el LDM la reducción llegaba hasta 780 nmi (1,445 km); al mismo tiempo que mejoraría las probabilidades de supervivencia en un mero 10%. North American concluyó en su informe que a pesar que el Pye Wacket ofrecía capacidades sin parangón con los misiles convencionales, especialmente la capacidad de ser lanzado en cualquier dirección, las ventajas eran mínimas y no justificaban su incorporación en la aeronave.
Finalmente, el programa LDM fue cancelado oficialmente en 1961, irónicamente por culpa de otro misil. A medida que los misiles balísticos intercontinentales (ICBM por sus siglas en inglés) se volvían más confiables y efectivos, la USAF no tenía muchos argumentos para justificar la continuación del desarrollo del B-70. Un ICBM era mucho más económico, eficaz e imposible de interceptar que el avanzado bombardero de la North American.
Es así que el programa Valkyrie fue reorientado, de bombardero de largo alcance a aeronave de investigación de vuelo a alta velocidad y gran altitud; volviendo redundante al LDM.
Sin embargo existe un corolario a la historia del Pye Wacket. En los albores del programa espacial estadounidense, la forma lenticular se perfilaba como una configuración aerodinámica viable para las naves tripuladas, compitiendo con las cápsulas balísticas y los vehículos de reentrada alados. Para no desaprovechar lo aprendido con el LDM, Convair propuso a la USAF una versión ampliada con capacidad para tres astronautas en marzo de 1961 como parte del programa X-20.
Se sabe muy poco de este diseño, principalmente por un documento titulado "Manned Anti-Satellite System" ("Sistema Antisatélite Tripulado" o MASS por sus siglas en inglés). El documento fue desclasificado en octubre de 1963, cuando el proyecto ya había sido descartado. Curiosamente, el propio X-20 fue cancelado poco después, en diciembre del mismo año.
Parece que los "platos voladores" no son propiedad exclusiva de la ciencia ficción.
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| Diagrama del sistema MASS, con sus diversos componentes, incluido un cohete Titan II como lanzador. El diseño del modulo de comando y reentrada claramente está inspirado en el Pye Wacket. Fuente: Transactions of the Eighth Symposium on Ballistic Missile and Space Technology (Vol. II). |
Fuentes:
- General Dynamics, Convair/Pomona Division. Pye Wacket. Feasibility Test Vehicle Study. Summary. Volume 1. Florida, EEUU: Air Proving Ground Center, Julio 1961.
Disponible en: https://web.archive.org/web/20140222032450/http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/325216.pdf - General Dynamics, Convair/Pomona Division. Pye Wacket. Feasibility Test Vehicle Study. Summary. Volume II. Florida, EEUU: Air Proving Ground Center, Julio 1961.
Disponible en: https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/AD0325237.pdf - General Dynamics, Convair/Pomona Division. Pye Wacket. Feasibility Test Vehicle Study. Summary. Volume III. Florida, EEUU: Air Proving Ground Center, Julio 1961.
Disponible en: https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/AD0325217.pdf - Honeywell, E. E. Manned Anti-Satelllite System. Transactions of the Eighth Symposium on Ballistic Missile and Space Technology (Vol. II). Virginia, EEUU: Defense Documentation Center, 1963.
Disponible en: https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/AD0427701.pdf - Buttler, T. y Rose, B. Secret Projects: Flying Saucer Aircraft. Hickley, Reino Unido: Midland Publishing, 2006.
- Wade, M. (2015). Pye Wacket. Aetronautix.com.
Disponible en: https://web.archive.org/web/20160820191505/http://www.astronautix.com/p/pyewacket.html
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