domingo, 19 de junio de 2022

El helicóptero pesado de Westland, el Westminster

Westland Westminster Artistic impression
Impresión artística del Westland Westminster en su versión de transporte de tropas.
Fuente: Westland Helicopters.


En los años 50, una aeronave de alas rotativas tenía dos características que si bien eran deseables parecían no combinar de manera satisfactoria; amplia potencia motriz disponible para el piloto y una gran capacidad de carga. 

La mejor manera de hacer que estas dos características compaginaran era reemplazar los motores a pistón por turbinas a gas. Muchos fabricantes fueron por ese camino y Westland fue uno de ellos. Esta es la historia del Westland Westminster.



Westland consideró desde principios de la década del 50 el concepto de un helicóptero pesado motorizado por turbinas a gas y de uso dual, civil y militar. Siendo su primer antecedente un diseño presentado en abril de 1951, bajo un requerimiento de la British European Airways (BEA), que consistía en una aeronave comercial de 30 pasajeros; motorizada por un Armstrong Siddeley Double Mamba. Al año siguiente, el diseño había evolucionado a una aeronave para 50 pasajeros, con cuatro Rolls-Royce Dart o tres Napier Eland. 

Dos años más tarde, el fabricante hizo publico un nuevo diseño, bajo la denominación W.90 que consistía de un helicóptero militar con capacidad para 400 (si, ¡400!) tropas. Este diseño era bastante poco convencional, tenía u peso al despegue de 200,000 lb (90,718 kg) y un rotor de 57.9 m de diámetro. Ninguna de estas propuestas pasarían del tablero de dibujo.

Claro que estos proyectos fallidos no significaron para Westland el abandono de la idea del helicóptero pesado. Durante enero de 1954, se consideró seriamente fabricar bajo licencia la versión civil del Sikorsky S-56 (CH-37 Mojave), reemplazando sus dos motores radiales Pratt & Whitney por R-2800-54 Double Wasp por una selección de turboejes de origen inglés, que podían ser los Tyne y Mamaba de Rolls-Royce o el Eland; pero en lugar de estar montados en góndolas a los lados del fuselaje, como en el diseño original, Westland los instalaría sobre el fuselaje.

Ambas empresas contaban con una relación muy comercial bastante fluida, ya que Westland producía bajo licencia el Sikorsky H-19 Chickasaw (como Westland Whirlwind) y se preparaba para producir el S-58 (H-34 Choctaw) como el Westland Wessex.

Tratando de buscar apoyo gubernamental, el presidente de Westland, Sir Eric Mensforth, escribió una carta al Ministerio de Suministros (Ministry of Supply, MoS) solicitando financiamiento para el proyecto. Más tarde en julio, la compañía presentó una propuesta formal donde anticipaba tener listo un primer lote de doce S-56, cinco con turboejes, para junio de 1958. Sin embargo, el gobierno no mostró absolutamente ningún interés en la propuesta.

A pesar de la falta de apoyo oficial en el proyecto, Westland decidió seguir hacia adelante utilizando fondos propios. El 29 de junio de 1955, la empresa negoció una ampliación de su contrato de licencia con Sikorsky para incluir la producción del rotor principal de cinco palas del S-56, junto con la caja de reducción, el rotor antipar, la transmisión y el sistema de control; pero instalados en una nueva célula diseñada por Westland.

Debido a que la empresa tenía gran parte de sus recursos comprometidos en poner a punto la línea de producción del Wessex, este nuevo proyecto recibiría solamente lo mínimo e indispensable; esperando desarrollar dos variantes para el mercado civil: una con capacidad para 40 personas para cubrir rutas de 86.9 nmi (160 km), junto con una grúa aérea capaz de izar 15,000 lb (6,803 kg). Se puede suponer que la empresa buscaba así competir con el Fairey Rotodyne.

El primer paso fue construir una maqueta de madera en escala natural de la cabina de pasajeros, provista con ocho filas de asientos de a 5, portaequipajes y dos puertas de acceso.

Gracias al bajo peso, 1,500 lb (680 kg), de los turboejes Eland 229A de 2,920 shp se los pudo ubicar en el techo del fuselaje, dando lugar a una espaciosa cabina con suficiente lugar para la comodidad de los pasajeros, o el transporte de carga de gran volumen. Al mismo tiempo que se simplificaba la instalación del conjunto dinámico.

Westland bautizó este nuevo diseño como Westminster, entrando así en el grupo de fabricantes pioneros en la aplicación de turbinas a gas en el diseño de helicópteros.

"La cosa con ojos deslumbrantes" Así fue llamado el Westland Westminster en este corto periodístico, donde podemos ver al primer prototipo G-APLE transportando una sección de un puente de pontones
Fuente: AP/British Movietone vía Youtube.

Fabricando el primer prototipo

Las experiencia del Whirlwind y Wessex habían dejado una enseñanza muy valiosa; el conjunto dinámico de cualquier aeronave de alas rotativas requiere muchos ensayos en tierra, antes de ser probados en el aire; lo que significa una fuerte inversión en bancos de ensayo. 

Debido a que los recursos asignados al Westminster (denominado internamente WG.6) eran bastante limitados, la empresa tomó en marzo de 1956, la osada decisión obviar los bancos de ensayos estáticos y pasar directamente a la construcción de un prototipo que permitiera evaluar los sistemas de control y el conjunto dinámico al mismo tiempo; esperando así ahorrar dinero y reducir los tiempos de desarrollo.

Al mismo tiempo, se podía trabajar en otros aspectos de la aeronave como mejorar la disposición interna de la cabina o sus características de manejo.

Teniendo en cuenta estas consideraciones, el primer prototipo del Westminster era lo más simple posible, estando su célula construida a partir de tubos de acero soldados formando un fuselaje de sección cuadrada con refuerzos transversales, que se ahusaba hacía la cola. Estructuralmente, los caños de acero formaban 12 costillas, sostenidas por cuatro largueros.

En un extremo, se encontraba el cockpit totalmente cerrado y equipado, de construcción monocoque, que alojaba al piloto y copiloto; su forma recordaba a la cabeza de un pez. Detrás de ellos, en un compartimiento totalmente cerrado, se encontraba la estación de vuelo del observador con los instrumentos de medición.


Westland Westminster wooden mockup
La maqueta a escala natural construida en madera del Westminster en las instalaciones de Westland en Yeovil. Créditos de la imagen a quien corresponda.


Se instalaron todos los conjuntos de la aeronave como motores, transmisión, rotores, tanque de combustible y el tren de aterrizaje. La sencillez de la estructura permitía al equipo probar la ubicación de los diferentes componentes con facilidad dentro de lo que sería la futura cabina de pasajeros.

Los ingenieros trataron de ahorrar en la construcción del prototipo en donde fuera posible, utilizando partes ya existentes donde se pudiese. Los tanques de 300 US Gal. (1,136 l) eran los suplementarios provenientes del Whirlwind, pero con una sección adicional. 

Originalmente, se pensó utilizar el tren de aterrizaje del Wessex, pero tras hacer unos cálculos se descubrió un potencial riesgo por las vibraciones en tierra, por lo que se decidió utilizar un diseño más sencillo utilizando un solo amortiguador Dowty ligeramente modificado. Las ruedas eran de un Bristol Freigther, a las que se les redujo el peso modificando el sistema de frenos, mientras que la rueda de cola provenía directamente del Wessex.

Napier prestó dos Eland que fueron instalados en una plataforma en la parte superior del fuselaje completos con la caja reductora y de transferencia y el mástil del rotor principal. 

Ambos motores estaban en un carenado, pero completamente aislados el uno del otro por medio de un mamparo cortafuegos. 

El rotor principal provenía del S-56 y era de cinco palas totalmente metálicas. Se preveía que los ejemplares de serie incorporaran sistemas de deshielo en ambos rotores.

La fabricación de este ejemplar tomó 18 meses, siendo completado en febrero de 1958. Durante los tres meses posteriores, la aeronave fue sometida a pruebas en tierra, encendiendo sus motores por primera vez el 3 de junio; para ser sometidos a una prueba de operación constante que duró 12 días y 20 horas, donde además de evaluar el comportamiento de los motores, se probaron otros sistemas.

Finalmente, el primer vuelo tuvo lugar el 15 de junio en las instalaciones del fabricante en Yeovil. Las pruebas de vuelo continuaron durante todo el verano detectando vibraciones constantes que resultaban difíciles de erradicar.


Westland Westminster G-APLE fly testing
G-APLE durante un vuelo de prueba. Se puede ver la estación del observador con los instrumentos de medición inmediatamente detrás del cockpit. Fuente: Westland Helicopters.


Por este motivo, se hacieron algunos cambios en el diseño del segundo prototipo (denominación interna WG.7), como el uso de tubos de diferente espesor en la estructura y un rotor de seis palas proveniente del Sikorsky S-64 (CH-54 Tarhe).

Tras completar 10 horas de vuelo, la aeronave recibió el registro G-APLE y fue exhibida al publico en Farnborough a principios de septiembre.

Un segundo Westminster

Mientras G-APLE era sometido a prueba, Westland comenzó la construcción del segundo prototipo, el cual iba a estar acabado para representar más fielmente el modelo de transporte de pasajeros teniendo una cabina totalmente cerrada de construcción metálica y estructura monocoque. Eventualmente, el fuselaje de la aeronave permaneció sin cubrir, con la excepción de un pequeño compartimiento para el observador, junto a los equipos de medición, en la parte trasera. Esto era para mantener el centro de gravedad del helicóptero balanceado.

Westland hacía un esfuerzo por promocionar al Westminster, produciendo varios folletos en donde se podía ver la versión comercial, destacando un alcance de 390 nmi (725 km) con una carga de 4,000 lb (1,810 kg) y 3 horas de autonomía a una velocidad crucero de 130 kn (240 km/h); o bien 790 nmi (1,465 km) y 6 horas de autonomía en autotraslado apagando uno de los motores para reducir el consumo.

Otra de las versiones propuestas era la llamada "crane-transporter" la cual estaba más orientada a aplicaciones militares y era de una concepción bastante similar al CH-54 norteamericano. El fuselaje de esta versión era mínimo, limitandose a la cabina y los largueros y dejando un amplio espacio para cargar entre las patas del tren de aterrizaje diversos tipos de pods que podían llevar carga general hasta 12,000 lb (5,443 kg), 50 tropas, vehículos ligeros o bien 40 camillas. 


Westland Westminster crane-transporter
Concepción artística de la versión de grúa aérea del Westminster. El espacio debajo del fuselaje podía ser utilizado para transportar pods especialmente diseñados para diferentes cargas o cometidos. Fuente: Westland Helicopters.


Estos pods, podían desacoplarse de la aeronave en tierra y funcionar independientemente, abriendo la posibilidad de diseñarlos para aplicaciones más específicas como salas de primeros auxilios, cisternas de agua o combustible, centros de operaciones, salas de descontaminación, estaciones de monitoreo de radar, etc. 

Para cargas más voluminosas, el Westminster podía llevarlas hasta 14,000 lb (6,350 kg) en la eslinga, siendo capaz de levantar 4 jeeps o cinco SAM Thunderbirds. Según el fabricante, seis Westminsters operando en un radio de 25 nmi (46 km) realizando cuatro salidas sin repostar, eran capaces de movilizar 230,000 lb (104,326 kg) de equipo en dos horas y media. Otro punto que destacaba el fabricante era que el helicóptero podía recuperar aeronaves más ligeras que habían resultado dañadas, hasta el tamaño de un Wessex.

El Almirantazgo británico mostraba cierta reticencia a que Westland se distrajera con el Westminster en lugar de concentrarse en el Wessex; siendo la Armada inglesa la principal cliente de la aeronave y no estando muy deseosa de que el programa sufriera algún tipo de retraso.
Los Almirantes respiraron tranquilos cuando el primer Wessex voló cinco meses antes de lo planeado.

De cualquier manera, el fabricante continuó adelante con su helicóptero de transporte pesado. El 4 de septiembre de 1959, voló por primera vez el segundo prototipo (registro G-APTX) desde Yeovil. Continuando con su propio programa de pruebas.

G-APLE, recibió un revestimiento en su fuselaje compuesto por costillas y largueros de multilaminado de madera y revestido en Terylene (una fibra sintética de poliéster, muy común en la fabricación de velas y cuerdas) a la cual se le aplicó un tratamiento especial para resistir el aceite lubricante de los ejes y la caja reductora. Realizando el primer vuelo con esta configuración el 17 de junio de 1960.

Otra mejora fue la incorporación de un rotor principal de seis palas, que aumentó la velocidad final hasta los 134 kn (249 km/h) y reducía las vibraciones durante el vuelo.


Westland Westminster interior brochure
En este folleto de Westland podemos ver cómo sería la cabina del Westminster configurada para transporte de pasajeros. Entre las comodidades ofrecidas a los pasajeros se puede ver un toilette y un espacio para equipajes. Se incluía un asiento plegable para un auxiliar de vuelo. Fuente: Westland Helicopters.


Fusión y fin del Westminster

El inicio de la década de los 60 fue un tiempo difícil para la industria aeronáutica británica. Siguiendo una política de racionalización, el gobierno inglés obligó a las 20 compañías del sector a aglomerase en tres grandes grupos corporativos amenazándolas con cancelar contratos y financiamiento si no o hacían. 

La mayor parte de los fabricantes de aeronaves de alas fijas quedaron aglutinados o bien en British Aircraft Corporation o en Hawker Siddeley Group. Westland por su parte, terminó fusionándose con las divisiones de helicópteros de Bristol, Fairey y Saunders-Roe (incluyendo su línea de negocios de hovercrafts) creando la Westland Helicopters en 1961.

Esto fueron terribles noticias para el desarrollo del Westminster. De no tener ningún helicóptero pesado en su cartera en 1955, pasó a tener tres que competían exactamente por el mismo sector del mercado. De Bristol, recibió el Type 194; mientras que Fairey trajo al Rotodyne. Este último era considerado el más avanzado técnicamente, contaba con apoyo y financiación del gobierno; sumado a que tenía el pleno interés de la aerolínea BEA y del Ejército inglés. Por si fuera poco, existían rumores de potenciales ventas en los E.E.U.U. Por otro lado, la Armada necesitaba imperiosamente al Wessex para cumplir con el rol ASW, por lo que presionaba a Westland continuamente. 

La empresa estaba en un predicamento. Ante la imposibilidad de costear por su cuenta todos los desarrollos, decidió concentrarse en el programa que tenía mayor posibilidad de ventas, cancelando al Westminster en favor del Rotodyne en septiembre de 1960.

Los únicos ejemplares de Westminster fabricados fueron desguazados. Los componentes provistos por Sikorsky, entre los cuales estaban los rotores, los cubos y las cajas reductoras y de transferencia fueron devueltos a los E.E.U.U. para evitar pagar los derechos de importación. Lo que quedó de sus células fue vendido como chatarra. Apostar por el Rotodyne tampoco fue una buena jugada, ya que el programa sería finalmente cancelado en 1962.


Westland Westminster three side view
Tres vistas del Westminster en su versión de transporte de pasajeros. Dimensiones estimadas de la configuración definitiva. Fuente: Westland Helicopters.

Características técnicas (prototipos)

  • Tripulación: 2 (+2 observadores)
  • Longitud: 27.36 m (total); 22 m (solo fuselaje)
  • Alto: 6.43 m
  • Diámetro rotor principal: 21.95 m
  • Área rotor principal: 378 m2
  • Peso vacío: 21,245 lb (9,637 kg)
  • Peso operativo: 33,000 lb (14,969 kg)
  • Planta motriz : 2x turboeje Napier E220 Eland de 2,920 shp (2,180 kW) cada uno

Rendimiento

  • Velocidad máxima: 135 kn (249 km/h)
  • Velocidad crucero: 100 kn (185 km/h)
  • Alcance (estimado modelo de serie): 100 nmi (190 km)

Fuentes

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