No Barrel Rolls: Los VTOL de Dassault

El Balzac su primer vuelo libre el 18 de octubre de 1962 con el piloto de pruebas René Bigand a los mandos. Foto: Dassault Aviation

En el posteo anterior hablamos de SNECMA y su Atar Volant, que derivó en el C.450 Coléoptère. Pero la realidad es que el fabricante de motores no era el único que se encontraba experimentando con desarrollos VTOL en Francia, en los años 60.

La empresa de Marcel Dassault, también estaba ocupada en este campo y sus esfuerzos darían origen a dos aeronaves muy singulares, herederos del legado de su caza delta Mirage III. Estamos hablando de los Mirage Balzac V y el posterior Mirage IIIV.

El gobierno galo había solicitado en junio de 1960 un caza VTOL supersónico, destinado a misiones de interdicción en territorio enemigo y reconocimiento, con la finalidad última de reemplazar al Dassault Mirage IIIE a partir de 1967.

Sud Aviation sería el primero en responder a esta solicitud con su propuesta X-600; que consistía en una aeronave con ala doble delta (es decir donde el borde de ataque tiene dos ángulos de incidencia diferente) de 7.25 m de envergadura y sin planos horizontales en la cola. Impulsada por un único Rolls-Royce RB.168 o un Pratt & Whitney JTF-10 para el vuelo horizontal y seis Rolls-Royce RB.162 como motores de sustentación en el centro del fuselaje.

Dassault por su parte, proponía el Mirage IIIV (a veces referido también cómo III V). Como su nombre indica, era una aeronave basada en el Mirage III pero con un fuselaje más largo y ancho para alojar ocho motores de sustentación RB.162 junto a un Pratt & Whitney JTF-10 para el vuelo horizontal.

De las dos propuestas, el gobierno galo se decidió por Dassault en septiembre de ese mismo año. Se firma un contrato de desarrollo en donde Dassault sería el principal contratista, con Sud Aviation como subcontratista.

Por la complejidad de esta nueva aeronave, sumado a que tanto el JTF-10 (que sería fabricado por SNECMA como TF104), como el RB.162, se encontraban en diferentes etapas de desarrollo; ambos fabricantes decidieron encarar el proyecto en dos pasos. Primero, crear un demostrador subsónico, para validar el concepto, utilizando motores existentes; para luego pasar a un prototipo plenamente funcional y supersónico del Mirage IIIV.

El Mirage III 001, como era originalmente antes de ser modificado al Balzac V.
Créditos a quien corresponda.

De Mirage a Balzac

Tras recibir el visto bueno del gobierno galo, la tarea de ser el máximo responsable técnico del primer VTOL francés recayó en los hombros de Jacques Alberto. Se volvió evidente que la manera más fácil de comenzar era tomar uno de los prototipos originales del Mirage III y modificarlo para volverse el demostrador, que sería conocido como Balzac V 001 (a veces referido como "Balzac V" o simplemente "Balzac"). El equipo se decidió por el primero de ellos, el Mirage III 001, el cual estaba guardado en un hangar.

En enero de 1961, sus alas y la deriva fueron enviados a las instalaciones de Dassault en Saint Cloud, mientras que el fuselaje quedaría en manos de Sud Aviation en Surenses, que tenía la tarea de adaptarlo para que cupieran ocho Rolls-Royce RB.108 de 2,210 lb (9.83 kN) de empuje cada uno como motores de sustentación. El motor SNECMA Atar G.2 original fue reemplazado por un turborreactor Bristol Siddeley B.Or.3 Orpheus, sin postquemador, de 4,850 lb (21.57 kN) de empuje.

Rolls-Royce RB.108 turbojet engine at the Royal Air Force Museum, Cosford

Motor de sustentación Rolls-Royce RB.108, en el Royal Air Force Museum, en Cosford.
Fuente: Wikimedia Commons

Del fuselaje original del Mirage III, no quedaba casi nada. Sud Aviation lo ensanchó, perdiendo su característica cintura de avispa, para hacer lugar a los ocho nuevos motores, los cuales estaban instalados de manera casi vertical y recibían aire mediante cuatro tomas de aire en la parte superior del fuselaje.

Al ser una aeronave de prueba, carecía de cualquier tipo de armamento o equipamiento de combate con la salvedad de un sistema de telemetría para transmitir los datos de vuelo a una estación en tierra.

Basada en su experiencia en el Atar Volant, SNECMA, diseñó un sistema de control para vuelo estacionario y a bajas velocidades horizontales utilizando un sistema de boquillas duales de aire comprimido, en la nariz, en la cola y en cada ala; más una a cada lado de la parte trasera del fuselaje para el control de guiñada a bajas velocidades. Un 11% del aire comprimido por los motores de sustentación era sangrado hacia el sistema de control, y distribuido a travez de un colector común a todas las boquillas.

Diagrama del sistema de control del Balzac. Se pueden ver las boquillas (referencias: G, J y L) junto con los motores RB.108 (referencia: A). Fuente: Aviation Magazine, Junio de 1963.

En operación, uno de las boquillas de cada par descargaba a máximo volumen, manteniendo tanto el volumen de aire como el empuje total, en los cuatro puntos, constantes. Al requerir empuje asimétrico, para cambiar la actitud de la aeronave por ejemplo; se reducía el flujo de la boquilla que estaba descargando continuamente y se aumentaba el de la otra. En el caso de las boquillas de los laterales del fuselaje, las mismas estaban controladas por una sola válvula conectada a los pedales. Mientras los RB.108 estuvieran en operación, el sistema de control a aire comprimido y los elevones estaban interconectados.

La capacidad total de combustible del Balzac era de 363 US Gal (1,650 L), con una reserva suficiente para realizar un aterrizaje convencional. Cuando los ocho motores de sustentación se encontraban operativos la aeronave podía permanecer en vuelo estacionario por 12 minutos. El progreso en la construcción de la aeronave fue rápido, y para el 31 de julio de 1962, comenzaron las pruebas de rodaje.

René Bigand, piloto de pruebas en jefe de Dassault, realizó el primer vuelo cautivo del Balzac en Melun-Villaroche el 12 de octubre de 1962. Bigand había volado el Short S.C.1, en ocho oportunidades como parte de su preparación. Este vuelo fue totalmente exitoso, siendo el primer vuelo de una aeronave VTOL francesa. Bigand, fue recibido por una multitud jubilosa.

Alberto recordaría años más tarde en una entrevista que, mientras presenciaba este primer vuelo totalmente emocionado, se le acercó otro conocido ingeniero de Dassault, Jean Cabriere, el padre del Dassault Ouragan y le dijo: "Tendrás el estómago revuelto, ¿no?" y continuó: "Lo comprendo, se lo que sientes, a mi me pasó lo mismo cuando vi el Ouragan en su primer vuelo. Obviamente, sabía que si el avión aspira aire por la nariz, lo calienta, lo comprime y luego lo eyecta por la tobera… eso te da empuje y el avión avanza. Pero había que verlo para creerlo… "

Después de dos vuelos cautivos posteriores, el Balzac estaba listo para su primer vuelo libre. El mismo ocurrió en la forma de un vuelo vertical, solo seis días después el 18; casi dos meses por delante de lo programado. El día 25, durante de su tercer vuelo libre, la aeronave logró mantener el vuelo estacionario por más de dos minutos.

Durante los primeros vuelos, el Balzac estaba atado al suelo con cintas de nylon.
Créditos a quien corresponda.

La prensa tuvo contacto con la aeronave durante una presentación en Melun-Villaroche el 6 de noviembre, realizando una demostración de vuelo estacionario (el noveno vuelo de la aeronave). El publico estaba extasiado con el logro técnico que representaba el Balzac, al punto tal que la oficina de R.R.P.P. de Dassault recibió una carta de la Asociación de Estudiosos de la Lengua Francesa, felicitando a la empresa por el logro, y asegurando que estaban sumamente orgullosos por la decisión de nombrar la aeronave en homenaje a Honoré de Balzac.

Alguien dentro de Dassault le tocó explicar que el nombre se debía a un chiste interno entre los ingenieros y no un homenaje al maestro de las letras francés. Balzac, era el apodo que había recibido el Mirage III 001, incluso antes de ser convertido a una aeronave VTOL; siendo su denominación "Balzac 001". La empresa tenía la costumbre de nombrar sus prototipos a partir del 001; en ese momento, la agencia de publicidad Jean Mineur Publicité tenía una publicidad muy famosa en las salas de cine y su número de teléfono era BALZAC 00 01; siendo la primera parte del número una regla mnemotécnica para recordar los prefijos telefónicos.

Al principio el tren de aterrizaje era fijo, con amortiguadores de largo recorrido y ruedas duales para el tren principal. Pero los progresos en el programa de prueba fueron lo suficientemente positivos como para que la empresa encargara uno nuevo y totalmente retráctil a Messier, el cual sería instalado a finales de ese año; con esta modificación el avión estaba preparado para conseguir velocidades mayores en vuelo horizontal.

Preparando al Balzac para un nuevo vuelo. A pesar de estar pintado de negro, el cono de nariz era totalmente metálico y carecía de radar. Créditos a quien corresponda.

Nuevamente con Bigand en la cabina, el Balzac realizó su primera transición de vuelo vertical a horizontal el 18 de marzo de 1963 durante su 17º vuelo, el cual culminó con un exitoso aterrizaje convencional. Diez días más tarde, el 28, la aeronave realizó un nuevo vuelo realizando una transición exitosa desde vuelo horizontal a un aterrizaje vertical; realizando una doble transición (es decir, despegue y aterrizaje vertical con vuelo horizontal) al día siguiente.

La evaluación formal de parte del Centre d'essais en vol (CEV por sus siglas en francés), comenzó el 10 de abril y en los pruebas subsiguientes se demostró que el Balzac era estable y capaz de sobrevivir a la falla de uno o dos de sus RB.108.

El invierno de 1963/64 vino acompañado de una nueva modificación en el avión; recibiendo unos deflectores de escape para sus motores de sustentación. Estos estaban especialmente diseñados para permitir rodajes desde pistas cortas y semipreparadas; deflectando el escape de los motores de sustentación a un máximo de 45º del eje vertical.

Los últimos vuelos

Todo parecía venir venir bien para el Balzac, pero lamentablemente el 10 de enero de 1964 la aeronave se precipitó a tierra en Melun-Villaroche mientras realizaba una prueba de vuelo estacionario a unos 325 ft (100 m). El piloto Jacques Pinier resulta muerto en el accidente.

Aparentemente, las alas comenzaron a oscilar cuando la aeronave realizaba un lento descenso vertical. Estas oscilaciones fueron creciendo hasta volverse incontrolables, provocando que el ala izquierda golpeara el suelo en un ángulo bastante ausado; seguido por un rolido provocada por los motores sustentadores operando a plena potencia. La perdida total de control se atribuyó a que el sistema de estabilización automático sobre los tres ejes fue sobrepasado y no pudo compensar el rolido de la aeronave.

Pinier recibió heridas fatales al quedar atrapado en el cockpit, cuando la aeronave quedo dada vuelta en el suelo. Desafortunadamente el piloto no pudo eyectarse antes debido a la baja altitud y al ángulo de rolido al que se encontraba el Balzac.

En este viejo video podemos ver al Balzac en vuelo, con el comentario de su piloto René Bigand
Fuente: Benmahmoud vía Youtube

El gobierno galo decidió continuar con el programa y financió la reconstrucción del Balzac; el cual retomaría los vuelos de prueba el 2 de febrero de 1965. Un nuevo programa de pruebas, haciendo hincapié en el establecimiento de procedimientos de vuelo y la detección de cualquier alteración aerodinámica que pudiera afectar la estabilidad el manejo transversal de la aeronave.

Nuevamente el Balzac volvería a volar. Realizando varios vuelos a cargo del CEV, un despegue desde un claro en un bosque el 15 de junio del 1965 y una presentación en el Salón de París de ese mismo año. Pero una vez más la tragedia golpearía al equipo.

El Mayor (USAF) Phil Neale era un experimentado piloto de pruebas, especializado en V/STOL, que había acumulado varias horas de vuelo en los XV-5A y XC-142. Siendo asignado junto con otros tres oficiales norteamericanos al CEV como parte de un programa de intercambio entre E.E.U.U. y Francia para el desarrollo de tecnología VTOL. Neal estaba realizando un vuelo estacionario a baja altitud, el 8 de septiembre de 1965, cuando el Balzac perdió el control y se precipitó a tierra.

Si bien los detalles del accidente nunca se hicieron públicos, se cree que Neal sufrió una falla en el sistema hidráulico, lo que obligó a utilizar el empuje de los motores de sustentación en exceso. Esto hizo que el combustible se agote rápidamente, apagando los nueve motores al mismo tiempo. Neal logra eyectarse, pero no logra sobrevivir al realizar la maniobra fuera de lo que se consideraba la envolvente segura de operación del asiento.

Tras el accidente, el gobierno galo estaba en una encrucijada ¿Debía seguir con el programa VTOL o aceptar sus perdidas y seguir adelante? La respuesta, fue continuar y pasar a la construcción del Mirage IIIV; pero esa historia la pueden leer en la segunda parte de este posteo.

Tres vistas del Balzac V. Fuente: Air International, Noviembre de 1993.

Características técnicas

Tripulación: 1
Longitud: 13.1 m
Envergadura: 7.3 m
Altura: 4.6 m
Superficie alar: 27.2 m²
Peso en vacío: 13,501 lb (6,124 kg)
Peso operativo: 15,432 lb (7,000 kg)
Planta motriz : 1x turborreactor Bristol Siddeley B.Or.3 Orpheus, sin postquemador, de 4,850 lb (21.57 kN) para vuelo horizontal.
8x turborreactores Rolls-Royce RB108-1A de 2,200 lb (9.6 kN) de empuje cada uno como motores de sustentación.

Rendimiento