La saga LARA - Parte 2, No hay lugar para segundos puestos, el General Dynamics/Convair Model 48 Charger

El Charger en vuelo, el color verde y el pequeño tamaño de la aeronave hacía que fuera difícil distinguirla contra el fondo, por lo que se agregaron zonas de color en un rojo anaranjado.
Fuente: San Diego Air and Space Museum vía Flickr

Continuando con la saga dedicada al programa LARA, vamos a dedicarle el posteo de hoy al diseño que quedó en segundo lugar; el General Dynamics/Convair Model 48 Charger. 

A pesar de haber volado antes que el NA-300, el avión fue descartado por el Tri Services Committee encargado de evaluar los diseños. Sin más vamos a repasar la historia de esta singular aeronave.

Al mismo tiempo que Beckett y Rice difundían su concepto de LLVMA, General Dynamics (a través de su división Convair) fue una de las primeras empresas en mostrar interés en la idea y comenzó sus propios estudios para una aeronave COIN en 1961. Cuando el programa LARA se lanzó de manera oficial en 1963, su diseño estaba bastante avanzado.
En ese momento, la empresa estaba en una situación económica difícil, sin ningún contrato aeronáutico en desarrollo; solo se mantenía viva con los contractos espaciales del programa Atlas-Centaur, que también comenzaban a menguar; por lo que los ejecutivos decidieron aprobar la construcción del prototipo, buscando tener una ventaja sobre sus competidores. 

El trabajo comenzó de manera secreta, armando un grupo conformado por ingenieros y técnicos en el edifico 69 de Convair; de allí que los ingenieros apodaron al Charger como "VAT 69". La meta era que la aeronave realizara su primer vuelo en septiembre de 1964. En Agosto de ese mismo año, la Armada, quien encabezaba el Tri Services Committee declaró ganadora a la oferta de North American; por supuesto los otros oferentes protestaron, especialmente Convair que si bien estaba retrasada en su programa original tenía el prototipo del Charger casi listo. 

Presentación oficial del Charger en Septiembre de 1964.
Fuente: San Diego Air and Space Museum vía Flickr

Un mes más tarde, y luciendo el registro civil N28K, el Charger era presentado al publico. Las quejas de los oferentes ante el comité evaluador, sumado a que la USAF y el USMC se inclinaban por el Charger, fue suficiente para que Convair obtuviera un contrato para realizar 100 horas de vuelos de prueba con representantes de las cuatro fuerzas; la empresa tenía esperanza de un posterior "fly-off" contra el NA-300 una vez que estuviese listo. 

Convair utilizó una estrategia de marketing bastante particular, entregando a los asistentes del acto una moneda, que tenía la silueta del Charger en una cara y en la otra la expresión “Mejor pájaro en mano”.  Se trataba de un ingenioso juego de palabras, COIN en ingles es moneda además de ser la sigla de COntra-INsurgencia. La expresión, en el reverso de la moneda, hacía alusión a que el diseño de Convair era el único que se encontraba en etapa de prototipo, mientras que los otros oferentes (especialmente North American) solo tenían dibujos o maquetas a escala natural. 

Detalles constructivos 

Si bien respondía a los requerimientos del programa LARA, su diseño estaba basado muy influenciado por el LLVMA, empezando por las alas cantilever de muy poca envergadura, solo 8.4 metros y armadas en una sola pieza integradas con el fuselaje. Las mismas eran totalmente rectas y de un perfil alar de cuerda constante; además de incorporar los tanques de combustible. 

Corte esquemático del Charger. Fuente: San Diego Air and Space Museum

La corta envergadura de la aeronave generaba un fenómeno bastante interesante, en donde la mayor parte del ala quedaba bajo el flujo de aire de las hélices. Esto fue aprovechado por los ingenieros de Convair de una manera muy ingeniosa, desarrollando un sistema de flaps que podían ser desplegados hasta 60º. De esta manera, se podía desviar el flujo de aire de las hélices hacia abajo, actuando como un sistema de empuje vectorial, que sumado a los flaps Krueger en el borde de ataque, otorgaban una capacidad Super STOL con una carrera de despegue de solo ¡68 metros!

El fuselaje de construcción semi-monocoque, estaba enteramente construido en aluminio y detrás de la cabina tenía una bodega de carga capaz de llevar 2,000 lb (910 kg) accesible mediante una compuerta con forma de cono en la parte de atrás abatible; esto era vital ya que para aumentar su supervivencia y disponibilidad en el frente, el Charger debía ser capaz de transportar sus propios repuestos y suministros. 

Lo que podía llevar el Charger era bastante interesante, desde 5 tambores de combustible de 55 galones (208 litros), o un tanque más grande denominado "tanque para área de avanzada" de 300 galones (1,135 litros) pensado para reabastecer vehículos terrestres y que incluía su propia bomba de trasvaso. Si se desmontaba la compuerta, se podía cargar un motor con su hélice instalada de repuesto. El piso del fuselaje contaba con una compuerta para facilitar la descarga.

Estos diagramas muestran las distintas cargas que podían ser llevadas en el Charger.
Créditos a quien corresponda

A parte de carga general, el Charger podía llevar 2 camillas con un enfermero y hasta 6 paracaidistas. 

Para aumentar la capacidad de carga, Convair, había diseñado un accesorio que permitía aumentar el volumen interno del fuselaje. Para su instalación, había que desmontar la compuerta trasera y el piso; dejando así espacio para 8 tropas totalmente equipadas y hasta tres camillas más un enfermero.

El volumen de carga podía ser ampliado mediante la instalación de un accesorio.
Fuente: Convair Model 48 Charger

La cabina del Charger era bastante espartana, teniendo espacio para el piloto y un observador, ambos sentados en asientos eyectables tipo Escapac similares a los del A-4 Skyhawk. Durante aquellas misiones en donde solo se requería del piloto, el segundo asiento podía ser desmontado y reemplazado por uno plegable o aprovechar el espacio para carga. La carlinga no tenía marcos por lo que permitía una visión sin restricciones tanto al piloto como al observador; se deslizaba hacia atrás y podía ser abierta en vuelo hasta los 150 kn (278 km/h) a una posición intermedia entre ambos tripulantes. Deslizarla totalmente hacia atrás era solo posible en tierra o en situaciones de emergencia.

También estaba previsto, un kit para realizar foto-reconocimiento, el mismo estaba instalado en una nueva compuerta trasera y consistía en una cámara (que podía ser una KA 45A o KA 30), que enfocaba a través de tres aperturas a 15º, 30º y 90º. En este kit también se incluía un lanzador de bengalas, un detector de flash, junto a los sistemas asociados de la cámara y los paneles de control para los puestos del piloto y del observador.

Dos turbohélices Pratt & Whitney Canada PT6A-24 (denominación militar YT-74-CP-8) inicialmente de 550 shp que accionaban hélices metálicas tripalas. Las bancadas estaban diseñadas para que la instalación de los motores se pudiera hacer sin ningún tipo de equipo auxiliar. Cada motor estaba equipado con un arrancador/generador y una bomba hidráulica de desplazamiento variable para presurizar el sistema hidráulico. La única toma de aire se encontraba en la parte de arriba de la barquilla estando equipada con un filtro. 

Las barquillas de los motores se extendían hacia atrás, formando dos botalones que se unían mediante el elevador de profundidad en el tope de la deriva. Además de servir como el alojamiento para el tren de aterrizaje principal.

Uno de los motores Pratt & Whitney Canada T-74 siendo instalado. Los motores eran enviados al fabricante para ser inspeccionados cada 10 a 25 horas de vuelo.  
Fuente: San Diego Air and Space Museum vía Flickr

El tren de aterrizaje era muy sencillo, pero a la vez extremadamente robusto, con una trocha de 4.35 m lo que brindaba estabilidad durante los despegues y aterrizajes; estaba equipado con cubiertas de gran diámetro y baja presión, haciendo que la aeronave pudiese sortear pozos de hasta 1 metro a una tasa de descenso de 20 fps (6 m/s) en pistas sin preparar e incluso enlodadas. La instalación del kit de flotadores era bastante sencilla, solo se requería sacar las ruedas y descargar el amortiguador del tren principal y trabarlo en su posición de máxima extensión con una barra fija. 

Todo el abanico de armamento que el Charger era capaz de llevar mostrado en esta foto publicitaria. Fuente: San Diego Air and Space Museum

Con respecto al armamento, el Charger contaba contaba con 5 estaciones de armas más dos en la bodega. Los puntos de armas de los extremos de las alas y el punto central del fuselaje podían llevar hasta 600 lb (272 kg) cada uno; mientras que las dos estaciones a los lados del fuselaje llevaban 1,200 lb (544 kg) cada una. Todos los pilones estaban diseñados para soportar hasta 8 Gs. Para apuntar las armas, el piloto disponía de una mira muy sencilla, similar a la de los primeros A-4 Skyhawk.  Las estaciones de armas de las puntas de alas estaban cableadas para llevar misiles aire-aire Sidewinder. 

Representación artística del Charger equipado con el kit de flotadores. Fuente: Convair Model 48 Charger

Como armamento fijo, llevaba cuatro ametralladoras M60 de 7.62 mm, dispuestas a pares en unas barquillas removibles en los lados del fuselaje, la idea era que el mantenimiento y rearme fuera lo más sencillo y rápido posible. En la cabina, el piloto disponía de dos palancas para recargar y amartillar las armas. De necesitarse mayor poder de fuego, cualquiera de las dos estaciones de armas de los laterales del fuselaje podía soportar una barquilla de cañón Mk. 4 de 20 mm.

Perfiles de misión propuestos para el Charger, de arriba hacia abajo: reconocimiento armado, apoyo aéreo cercano y reconocimiento. Fuente: Convair Model 48 Charger

Los vuelos de prueba del Charger

Johnny Knebel realizó el vuelo inaugural el 25 de noviembre de 1964, desde el Aeropuerto Lindberg Field (el actual Aeropuerto Internacional de San Diego) en California. Al no estar asociada a un contrato militar, la aeronave contaba con la matricula civil y requería un certificado de aeronavegabilidad a la FAA. Debido a que era un aeropuerto con mucho tránsito comercial, la agencia solo autorizó el despegue, debiendo aterrizar en otro aeropuerto para obtener el certificado completo, para que de esta manera la aeronave pudiese retornar a Lindberg Field y continuar con las pruebas.

Johnny Knebel en la cabina del Charger. Fuente: San Diego Air and Space Museum vía Flickr

Durante las pruebas se comprobó que las alas tan cortas hacían que el avión fuera extremadamente sensible a los mandos, especialmente en el eje longitudinal. Por ese motivo, utilizando fibra de vidrio, se extendieron las puntas de las alas haciendolas más ausadas, extendiendo la envergadura de la aeronave a 9.17 m. Esto también ayudó a reducir la resistencia al aire, aumentando la velocidad máxima en 40 kn (74 km/h).

Los motores recibieron atención de manera constante, especialmente debido a que la aeronave realizó sus primeros vuelos sin hélices contrarrotantes, debido a que las cajas reductoras apropiadas no estaban disponibles. Una vez que Pratt & Whitney Canada las tuvo listas, se experimentó con diferentes sentidos de rotación; finalmente, se decidió tener las hélices girando hacia fuera, de esta forma, la aeronave tenía la velocidad de vuelo mínima más baja de solo 25 kn (46 km/h).

Otro de los problemas era el ruido, durante el despegue el piloto estaba expuesto a 137 dB. Esto se resolvió bajando las RPM de los motores de 2,200 a 2,000 sin experimentar una significativa perdida de potencia. Gracias a estas mejoras, el equipo logro llevar la potencia de los 550 shp originales a 750 shp.

Una de los problemas encontrados fue el ruido ensordecedor de los motores del Charger, por suerte un ajuste a las RPM en máxima potencia soluciono este problema.
Fuente: San Diego Air and Space Museum vía Flickr

Para asistir a Knebel, Howie Auten fue incorporado al programa; Auten era el piloto de pruebas de General Dynamics en Forth Worth, Texas. Entre los dos realizaban los vuelos turnándose en el pilotaje del Charger con el de Aero Commander que hacia de avión de seguimiento.  Justamente, fue Auten quien experimentó uno de los vuelos más accidentados del Charger. 

Ese día en particular, Auten estaba realizando pruebas de vibraciones (flutter). Acababa de completar una primera vuelta a 320 kn (592 km/h), luego de desacelerar, iba a realizar una nueva prueba a 325 kn (601 km/h). A 220 kn (407 km/h) los timones comenzaron a vibrar golpeando la deriva, el golpeteo provocó una fisura en el botalón, justo detrás del pozo del tren de aterrizaje principal 

Auten notó que la respuesta de los controles era lenta, y le pidió a Knebel, quien volaba el avión de seguimiento, que se acercara para evaluar el daño. Knebel le dijo que todo parecía en orden; por lo que Auten se dirigió hacia el aeropuerto. Al bajar el tren, la batería que se encontraba solo sujeta por los cables cayó al piso y fue arrastrada detrás del avión.

El daño sufrido por el botalón que casi destruye la aeronave. Por fortuna pudo ser reparado. Fuente: Convair Model 48 Charger

Auten pudo tomar consciencia del daño que había sufrido la aeronave una vez en tierra; allí pudo ver que además de la batería en el piso, la fisura en el botalón prácticamente lo había partido a la mitad y que se detuvo a solo 3 cm del larguero superior del mismo, siendo esta pieza estructural lo que mantuvo el botalón unido. Para evitar que el incidente se repitiese, se instalaron dos aletas en la parte baja de los botalones como refuerzo.

En general, el Charger demostró ser una aeronave con potencial, sin embargo había ciertos problemas de estabilidad que no estaban resueltos y comandos un tanto sensibles, especialmente sobretodo con un motor detenido. Si bien Knebel había realizado tres vuelos en esta condición (dos de ellas por fallas mecánicas) el equipo descubrió que era especialemente peligroso reintentar un aterrizaje (go around) si un motor estaba parado y la aeronave estaba en configuración super STOL, es decir con slats a 30º y flaps a 60º; ya que al aplicar máxima potencia al motor sano hacía que la aeronave realizaba un movimiento de rolido y guiñada que podía ser incontrolable.

Antes de ser puesta a disposición para la evaluación conjunta de las cuatro fuerzas, el Charger había acumulado 157 horas 46 minutos de vuelo repartidos en 161 salidas, incluyendo unas 10 horas de vuelo en el centro espacial Ames de la NASA para estudiar su capacidad STOL. Luego de su regreso de Ames la aeronave fue sometida a un exhaustivo programa de mantenimiento de dos semanas, seguido por 14 vuelos de prueba.

Error del piloto

El Programa Evaluador Provisional Conjunto, como se lo llamó, se haría cargo de ensayar el Charger a partir del vuelo 176. Las fuerzas armadas estaban representadas por: Capt. Jim Read del USMC, LtCmr.  Dave Harden de la Armada; Capt. Don Wray en representación del Ejército y finalmente Capt. Joe Storface por la USAF. 

El 19 de octubre de 1965, tendría lugar el vuelo 196 (18º del programa de evaluación conjunto) y a los mandos estaba Dave Harden, quien ya tenía acumuladas 5 horas 57 minutos en la aeronave. Harden tenía una trayectoria bastante particular como piloto de pruebas, ya que había pasado un tiempo realizando tareas administrativas después de haber sufrido graves accidentes mientras estuvo asignado a la base de pruebas de la Armada en Patuxent River; logrando de alguna forma ser asignado a la evaluación del Charger.

Tras el incidente de flutter, un juego de aletas fueron agregadas a los botalones como refuerzo.
Fuente: San Diego Air and Space Museum vía Flickr

Durante ese vuelo Harden enfrentó un problema con el motor izquierdo. Los pilotos de Convair habían sido claros al hacer la inducción a la aeronave que, de encontrar un problema con los motores debían simplemente aterrizar, sin intentar hacer un go around y mucho menos apagar el motor. Harden, lo primero que hizo fue apagar el motor utilizando un procedimiento inadecuado, dañando los cojinetes de la caja reductora; al reencender la turbina, noto que la hélice no giraba; al no poder abanderarla, contactó al equipo de tierra de Convair; quienes le dijeron que dejara al motor como estaba y que procediera a aterrizar inmediatamente. 

Cuando estaba sobre la pista, en lugar de aterrizar, abortó la maniobra acelerando al máximo el motor sano, lo que hizo que el Charger guiñara y rolara hacía el lado izquierdo; por lo que desaceleró. Al hacer esto, la aeronave se enderezó, pero estaba volando muy lento por lo que volvió  a acelerar, haciendo que la aeronave saliera de curso. 

Debajo de esa gruesa capa de espuma están los restos del Charger, se pueden identificar el tren de aterrizaje de nariz y una de las hélices. Fuente: San Diego Air and Space Museum vía Flickr

Al repetir este proceso por tercera vez, la aeronave se desvió peligrosamente hacia la torre de control y es en ese momento que Harden se eyecta, aterrizando en el tejado de la empresa Ryan Aeronautical. Mientras tanto el Charger siguió su curso hasta estrellarse contra la vaya de Ryan, la aeronave estaba llena de combustible y el incendio subsiguiente quemó totalmente al Charger dejando solo metal retorcido.

La investigación posterior realizada por la Marina demostró que Harden había cometido once errores que llevaron a la destrucción de la aeronave, incluyendo que casi pierde el pie derecho durante la eyección, ya que al tener el pedal derecho hasta el fondo, su pie casi queda atrapado por el tablero.
Harden no volvería a volar para la Armada y al poco tiempo se retiraría aceptando un empleo en, irónicamente, North American.

Lo que podría haber sido

De haber resultado ganador, Convair tenía grandes planes para el Charger. La aeronave de producción (denominada internamente Charger II) tendría varias mejoras, para empezar el fuselaje sería más alargado y aerodinámico ampliando su volumen interno. 

El Charger de producción incluía mejoras en sus sistemas de control y un fuselaje más largo y aerodinámico. Fuente: Convair Model 48 Charger

Al tener mayor volumen interno, se había diseñado un kit de reconocimiento, que incluía equipos de visión infrarroja, una cámara fotográfica KA 63 y un radar de barrido lateral (SLAR) APS-94; en este caso, el cono de cola sería reemplazado por uno que contaba con una APU y la cámara , mientras que los  sistemas electrónicos asociados al SLAR e infrarrojos, ocupaban todo el espacio del fuselaje. Asimismo, el puesto del observador contaría con pantallas para ver la información de los sensores en tiempo real y un panel para poder manipular los diferentes equipos. Esta versión estaba orientada a reemplazar directamente al OV-1 Mohawk del Ejército. 

Corte esquemático del Charger equipado con un SLAR, cámaras fotográficas e infrarrojas. Fuente: Convair Model 48 Charger

El sistema de control lateral sería revisado completamente, empezando por un spoiler/aerofreno de comando hidráulico en lugar del operado por cable del prototipo. Combinado con un sistema de respaldo compuesto por un alerón en la punta del ala movido por cables.

Pero Convair tenía planes aún más ambiciosos para el Charger; la USAF tenía un requerimiento por un nuevo avión de transporte que también pudiera realizar misiones de reconocimiento armado, algo similar al AC-47 que se estaba utilizando en el Sudeste de Asia en ese momento. Combinando las alas, motores, botalones y planos de cola del Charger con un nuevo fuselaje más amplio, Convair ofrecía una aeronave más especializada aprovechando los componentes ya en producción.

Esta nueva variante, denominada (Civil Support Variant) tenía al piloto y copiloto sentados lado a lado y detrás de ellos una amplia cabina de carga capaz de transportar seis paracaidistas, seis pasajeros, o cuatro médicos y 500 lb (226 kg) de suministros, el acceso se realizaba por una puerta lateral de 68 x 127 cm o por la compuerta trasera abatible. Esta versión conservaba la capacidad de portar armamento de la versión convencional.

Otra versión pensada para la USAF era la llamada Light Armed Transport. Para esta variante, la envergadura se había extendido hasta los 12 metros y tomado el fuselaje de la versión anterior, se lo había estirado hasta tener una bodega de 152 x 152 x 355 cm. Espacio suficiente para llevar 12 paracaidistas, seis camillas y dos enfermeros, 8 pasajeros cómodamente sentados, carga general y hasta un jeep, utilizando un par de rampas. En cuanto al armamento, el Light Armed Transport tenía cuatro estaciones de armas, capaces de llevar misiles aire-aire, bombas de caída libre o tanques de combustible suplementarios; junto con una minigun o las barquillas de 7.62 mm del Charger convencional.

Diseños preeliminares de las versiones Civil Support Variant (izquierda) y Light Armed Transport (derecha). Fuente: Convair Model 48 Charger

Convair también pensó en el mercado civil y para eso tenía pensado producir una versión denominada Roughneck de 10 metros de envergadura. El Roughneck estaba orientado hacia las empresas que requerían una aeronave de transporte que operara en pistas semi preparadas y apartadas, como las compañías petroleras. 

El Roughneck tenía una bodega de carga de 6.7 m³, suficiente para llevar 6 pasajeros sentados y con lugar para estar pie; alternativamente se podía llevar carga general. El acceso era mediante una puerta lateral o por la compuerta trasera abatible, la cual contaba con una APU para mayor flexibilidad operacional y para el confort de los pasajeros, un equipo de aire acondicionado.

Diseñado para el mercado civil, el Roughneck estaba orientado para aquellos usuarios que necesitaran transporte a lugares remotos y con pistas semi preparadas. Fuente: Convair Model 48 Charger

Finalmente, hubo una evolución más del diseño original del Charger, llamada Close Support Transport o CST. Tomando la forma básica del Charger, pero duplicando sus dimensiones y combinado con un simple fuselaje de sección cuadrada; Convair fue capaz de desarrollar una aeronave de carga más grande con la misma capacidad STOL del Charger original.

La aeronave resultante era de 22 m de largo con una altura de 8.10 m; la bodega resultante era de 54 m³, espacio más que suficiente para transportar pasajeros, tropas, carga general y hasta vehículos. El acceso a la bodega era por dos puertas laterales de 91 x 182 cm y por una rampa trasera. 

Impresión artística del Close Support Transport o CST, basado en el diseño base del Charger. Fuente: Convair Model 48 Charger

Desafortunadamente para Convair, el accidente terminó de matar al programa Charger; la situación económica de la firma pasó de mala a crítica, por lo que era impensable invertir el dinero en terminar un segundo prototipo. La Armada por su parte no mostró ninguna intención de retractarse de su decisión anterior y sostuvo al North American como la empresa ganadora del programa LARA. 

Según Auten, la Armada tenía otras razones: "La Marina necesitaba un programa aeronáutico para justificar la inversión que ya había echo en los motores Garret (se refiere a los T-76). A pesar de todo el dinero que ya habían gastado en el desarrollo de los motores, no obtuvieron otra cosa que problemas durante el desarrollo del Bronco." y agrega: "Eramos una suerte de papelón para la Armada con nuestro prototipo en condiciones de vuelo. Fuimos capaces de cumplir con todas las especificaciones con nuestra aeronave antes del primer vuelo del OV-10 Bronco."

Lo cierto es que la Armada sería una usuaria menor del Bronco, equipando un solo escuadrón (VAL-4 Ponies) que estuvo activo solo durante la Guerra de Vietnam. Por su parte la Aviación del Ejército cedió ante la presión de la USAF y abandonó la adquisición de cualquier aeronave de ala fija, manteniendo los Mohawk por un tiempo hasta que fueron transferidos a la Guardia Nacional en 1972. Los mayores usuarios serían el USMC y la USAF, esta última lo utilizaría exclusivamente como aeronave de Control Aéreo Avanzado.

Tres vistas del Charger (con el ala original). Fuente: San Diego Air and Space Museum

Características técnicas

• Tripulación: 2
• Longitud: 10.62 m
• Envergadura: 9.17 m
• Altura: 4.14 m
• Superficie alar: 20.1 m²
• Peso vacío: 4,457 lb (2,022 kg)
• Peso máximo al despegue: 10,460 lb (4,745 kg)
• Planta motriz: 2x turborhélice Pratt & Whitney Canada T74-CP-8/10 de 750 shp (559 kW) cada uno

Rendimiento

• Velocidad máxima operativa (V_no): 277 kn (513 km/h) a nivel del mar
• Alcance en auto traslado: 3,000 millas (4,800 km o 2,600 nmi)
• Techo de servicio: 21,300 ft (6,500 m)

Armamento

• 4 x Ametralladoras M60 de 7.62 mm
• 2 x Puntos de armas un máximo de 2,000 lb (910 kg)