domingo, 31 de diciembre de 2023

La segunda es la vencida, el Bell YOH-4 progenitor del JetRanger

Bell YOH-4 62-4203 during trials
YOH-4, 62-4203 en vuelo estacionario durante las pruebas de integración de armamento en Fort Rucker. Notar la barquilla de cañones simulada en el lateral de la aeronave.
Fuente: US Army.


En la ingeniería aeronáutica, al igual que en la vida, no siempre se tiene éxito en el primer intento y el Bell 206 JetRanger con sus aproximadamente 7,300 ejemplares fabricados es un ejemplo de esto y es que justamente su diseño se basó en un fracaso anterior.

La historia de hoy está dedicada a este primer traspié que le permitió al fabricante de Texas dar el salto a uno de sus modelos más vendidos. Esta es la historia del Bell Model 250, designado militarmente como YOH-4.



Finalizando la década del 50, la Aviación del Ejército de los EEUU, realizó un concienzudo estudio para definir las aeronaves que serían necesarias para las dos décadas siguientes. Este esfuerzo se materializó en el "Army Aviation Development Plan, 1960-1970" , un documento que contenía definiciones sobre los sistemas de armas a adquirir, una suerte de "lista de compras". 

Uno de estos puntos trataba sobre las unidades ligeras de observación. Resultaba prioritario para el arma reemplazar a los vetustos Cessna L-19, Bell H-13 y Hiller H-23 con una nueva aeronave de alas rotativas. Este sería el inicio del programa Light Observation Helicopter (LOH por sus siglas en inglés), el cuál tenía unos requerimientos bastante amplios, a saber:

  • Velocidad de crucero mínima de 95 kn (177 km/h).
  • Capacidad de carga de 400 lb (181 kg)
  • Espacio para un piloto más tres pasajeros
Entre los principales defensores del LOH estaba el Director de la Aviación del Ejército, General Clifton F. von Kann; pero debido a los acuerdos firmados con la USAF sobre la distribución de las responsabilidades y equipamiento; el Ejército tenía prohibido desarrollar sus propias aeronaves por lo que su personal técnico y de desarrollo había quedado reducido a la minima expresión dependiendo, dependiendo de la Armada o de la USAF para realizar adquisiciones de aeronaves.

Para el LOH, la Armada fue elegida como asesora, confiando la responsabilidad de publicar la solicitud de ofertas (RPF) y su evaluación técnica al Bureau of Aeronautics (BuAer). En contra partida a la Armada, el Ejército establecía su propia junta de evaluación en Fort Rucker, Alabama y asignó varios oficiales a que fueran de intercambio con sus pares navales. 

Es así que el 14 de octubre de 1960, la Armada (actuando en nombre del Ejército) envía la RPF del LOH, la cual es respondida por 12 fabricantes: Boeing/Vertol, Bell, Cessna, Gyrodyne, Hiller, Hughes, Kayser, Kaman, Lockheed, McDonnell, Republic y Sikorsky.

El Ejército incluyó dos condiciones en la RPF. La primera, es que se daría preferencia a aquellos diseños que utilizaran el turboeje Allison T63 (actualmente el Rolls-Royce M250) el cual estaba siendo desarrollado para este programa. Si bien había cierta reticencia a diseñar una aeronave alrededor de un motor en desarrollo, el Ejército consideraba que una planta de poder alternativa implicaría mayor costo y peso a la nueva aeronave. 

La segunda condición, era que los fabricantes no se tendrían que preocupar por desarrollos o expansiones futuras de la aeronave. Por algún motivo, el Ejército consideró que este diseño se mantendría inalterado durante toda su vida útil.


Bell YOH-4 model
Modelo en escala del Model 250 (posteriormente 206) donde se puede ver la amplia superficie vidriada de la aeronave.
Créditos de la imagen a quien corresponda.


Un invitado que entró por la ventana

De acuerdo con su plan de trabajo, de los diseños presentados dos serían considerados finalistas; recibiendo un contrato para la producción de cinco prototipos de cada uno los cuales serían evaluados en un "flyoff" en Fort Rucker. 

BuAer analizó las propuestas y determinó por méritos que la oferta de Hiller (Model 1100) era la ganadora. En ese momento, la empresa estaba siendo absorbida por Fairchild y presentó una de las ofertas más sólidas en cuanto a los datos técnicos y estimaciones de performance. Los evaluadores del Ejército no opinaban igual, prefiriendo el Model 250 de la Bell.

Se decidió llevar el caso ante la Junta de Selección (Selection Board en inglés) formada por siete oficiales del Ejército para que tomase una decisión sobre cuales diseños pasarían a la siguiente ronda. Resulta curioso que de estos oficiales, solamente dos tenían formación aeronáutica; uno de ellos era especialista en locomotoras y el resto eran oficiales de infantería. Para asistir a la junta en su decisión, se invitó al Director de Material Naval, Almirante William Schoech (veterano aviador naval), a que actuara como asesor. 
Finalmente, la junta aceptó las propuestas de ambos equipos de evaluación, declarando como simifinalistas a Hiller y Bell; recibiendo cada una un contrato para la construcción de cinco prototipos de sus diseños.


Bell Model 206 N73999 prototype
N73999 fue el primer YOH-4 en volar. Notar el estabilizador de la cola con una sola aleta ventral, esto sería cambiado más adelante.
Fuente: US Army.



Sin embargo este plan fue puesto en suspenso. El Gen. von Kann insistió que la propuesta de Hughes (Model 369) fuese incluida entre los semifinalistas, a pesar de que fue descalificado tanto en las evaluaciones del Ejército como de la Armada. De esta manera, tres diseños pasaron a la etapa de prototipo: el YOH-4 de Bell, el YOH-5 de Hiller y el YOH-6 de Hughes; haciendo el anuncio el 19 de mayo de 1961.

La hora de la verdad

Cumpliendo con las condiciones del contrato, el 8 de diciembre de 1962 desde las instalaciones de Bell en Hurst, Texas, despegó por primera vez el primer YOH-4, con el registro civil N73999. Al mismo tiempo que recibía la designación militar, Bell cambió la denominación interna de Model 250 a 206.

Propusado por un turboeje T63-A-5 de 250 shp (186 kW) al despegue, la aeronave contaba con un rotor principal de dos palas con una barra de estabilización, característico de la Bell, con un rotor antipar de dos palas, patin de aterrizaje y una una nariz con forma de burbuja que ofrecía un excelente campo visual al piloto. 

Las puertas laterales contaban con una amplia superficie vidriada, siendo la del compartimiento de pasajeros deslizable y con posibilidad de ser abierta en vuelo, detalle que fue bien recibido por el Ejército; pero el diseño en general era muy poco agraciado, al punto que los ingenieros lo llamaron "Ugly Duckling" (Patito feo).


Task Force Whirlwind Hunter Legget
Grupo de trabajo (Task Force) "Whirlwind" encargado de evaluar los tres prototipos en Fort Rucker en 1968. De izquierda a derecha, Bell 206, Hiller 1100 y Hughes 369.
Fuente: Hunter Leggett vía ARC Forums.



Bell entregó las cinco prototipos al Ejército en Fort Rucker (recibiendo los registros militares 62-4202 a 62-4206) para ser formalmente evaluados, pero la propuesta de Bell fue la primera en ser descartada al ser considerado que le faltaba potencia, quedando la competencia entre Hiller y Hughes.

Finalmente, en 1963 el Ejército declaró al Hughes YOH-6 como el ganador del programa LOH, recibiendo la denominación de OH-6 Cayuse (apodado "Loach" por sus pilotos, una deformación del acrónimo LOH) recibiendo un contrato por 714 ejemplares en mayo de 1965.

Perder el contrato supuso un traspié para los planes de Bell de comercializar el 206 al mercado civil. Además había un problema que percibía el equipo de marketing, la aeronave tenía un fuselaje muy estrecho siendo muy incómodo. Algo debía hacerse si se quería comercializar la aeronave.

De patito feo a cisne

En 1963, el Vicepresidente Ejecutivo de Bell, James Atkins ordenó al Director de Marketing para el mercado comercial, Dwayne Jose, y su equipo de 15 personas que encontraran una manera de comercializar al 206, aplicando la menor cantidad de cambios posibles a la célula para mantener los costos bajos. Se propuso abultar las puertas para ganar unos 15 cm de espacio sobre los hombros de los pasajeros.

Pero para Jose, esta aproximación no era suficiente ni eficaz. Cuando su equipo probó las nuevas puertas descubrieron que cuando viajaban tres personas, los dos pasajeros de los extremos tenían que sentarse casi en el aire para poder entrar. Claramente se necesitaba un nuevo fuselaje más amplio; aunque no se tuviesen los fondos (ni la autorización de la Dirección) para hacerlo.

Sin que sus superiores se enteren, Jose contactó a las dos firmas de diseño que en ese momento estaban contratadas para trabajar en los Modelos 47 y 204, siendo contratadas para rediseñar el 206. El primer resultado de este trabajo fue un nuevo fuselaje con forma de gota, muy similar al Hughes 369 que dejaba muy poco espacio para el equipaje de los pasajeros, por lo que Jose no estaba satisfecho.

Resultó claro a estas alturas que el fuselaje debía ser rediseñado. Tomando un plano a gran escala del primer rediseño, Jose redibujo el fuselaje según lo que el consideraba generaría el espacio adicional necesario para el equipaje de los pasajeros. Basado en estos dibujos, el equipo de ingenieros estimo que la aeronave contaría con un espacio de 453 l, un 33% más de espacio que el maletero de un sedán. 


Bell 206A mockup
Mockup del 206A JetRanger, comparado con el diseño original el "restyling" fue más que efectivo. Notar la incorporación del maletero en la parte trasera del fuselaje.
Fuente: Bell Textron.



Con este nuevo diseño, la firma Charles Butler Associates, refinó la forma exterior del fuselaje y los interiores siguiendo conceptos de diseño automotriz para dotar al 206 de su forma característica haciendo una aeronave estéticamente agradable.

En mayo de 1965, Jose y Paul Kesling (Ingeniero de Proyecto) fueron citados a una reunión con el directorio. Tras exponer su trabajo, Atkins, reconoció que la aproximación del equipo fue correcta y si bien se extralimitaron, el costo del desarrollo de esta aeronave se mantendría bajo ya que conservaba el motor, conjunto dinámico y los rotores del YOH-4. 
La selección del nombre fue un proceso bastante natural, ya que demostraba la intención de la compañía en comercializarlo como el sucesor natural del Bell 47J Ranger, pero con motor "Jet" en lugar de pistón.

Satisfechos, la dirección de Bell dio luz verde al proyecto materializando la primera maqueta en escala natural del 206A (como sería conocido) en agosto de 1965. El primer vuelo fue realizado en diciembre de ese mismo año siendo presentado al publico en la exposición de la Helicopter Association of America (HAA) en enero de 1966. Para octubre de ese mismo año la aeronave ya se encontraba totalmente certificada por la FAA y las primeras entregas comenzaron en enero de 1967.


OH-58C Kiowa Wikimedia Commons
Un OH-58C Kiowa de la Aviación del Ejército fotografiado durante su participación en el World Helicopter Championship de 1986. A pesar de su similitud, el 206A y el OH-58 son bastante diferentes como por ejemplo el botalón de cola de este último es más largo.
Fuente: Mike Freer - Touchdown-aviation vía Wikimedia Commons.


Corolario

Al momento de ganar el contrato, el precio de Hughes era de U$S 19,860 (casi U$S 194,000 actualmente) por célula, sin el motor; mientras que Hiller pedía U$S 29,415 (alrededor de U$S 287,000) por célula, también sin el motor. La diferencia de precio estaba justificada en que el aparato de Hiller era más complejo, pero la respuesta era otra. 

El mismo Howard Hughes había ordenado a su empresa que ofertara un precio por debajo del costo de producción para asegurarse el contrato, anticipando que las órdenes del gobierno norteamericano irían aumentando con el tiempo manteniendo la línea de producción abierta haciendo que el aparato se volviese rentable con el tiempo.

Sin embargo, el precio de cada OH-6 fue subiendo con cada contrato adicional al igual que sus repuestos, por lo que el Ejército le permitió a Hughes ajustar su oferta. En consecuencia, el fabricante presentó en 1968 un nuevo precio atado a la producción de 2,700 ejemplares. Stanley Hiller (el presidente de Hiller) impugnó la licitación acusando a Hughes de prácticas comerciales poco éticas. El Ejército no tuvo más opción que reabrir la licitación a todos los oferentes.

Hiller se abstuvo de participar, pero Bell decidió seguir adelante y presentar su 206 totalmente rediseñado. El Ejército pidió que cada oferente hiciese su oferta a sobre cerrado, Bell pedía U$S 54,200 (más de U$S 529,000 actualmente), mientras que Hughes pidió U$S 56,550 (más de U$S 552,000 actualmente). Se dice que Howard Hughes había pedido a su ingeniero y confidente Jack Real que recomendara un precio, Real dijo U$S 53,550 y fue Hughes el que decidió aumentar el precio en U$S 3,000 perdiendo el contrato ante Bell por el segundo lote del LOH.

Es así que el Ejército de los EEUU adquiere el OH-58A Kiowa (Model 206A-1). Similar en apariencia al JetRanger civil, aunque con algunas diferencias significativas por lo que pocas piezas son intercambiables entre modelos; como por ejemplo la transmisión principal del OH-58A tiene solo tres engranajes planetarios mientras que el 206B usa cuatro, lo que le otorga mayor torque.

De esta manera, Bell y su "Patito feo" triunfaron en un segundo intento y por partida doble. El primer ejemplar se encuentra en un deposito del US Army Aviation Museum en Fort Rucker.


Bell YOH-4 Alan Wilson Flickr
Preservado en el US Army Aviation Museum, en Fort Rucker, 62-4202 fue el primer YOH-4 producido. Originalmente fue matriculado 62-4201, pero al ver que el registro estaba asignado a un VC-140B Jetstar la aeronave fue rematriculada. Sin embargo el registro original aún puede leerse en la aeronave y en la placa del fabricante.
Fuente: Alan Wilson vía Flickr.


Características técnicas (YOH-4)

  • Tripulación: 1 piloto
  • Longitud (fuselaje): 11.79 m
  • Altura (total): 2.69 m
  • Diámetro rotor principal: 10.13 m
  • Peso vacío: 1,536 lb (697 kg)
  • Peso máximo al despegue: 2,537 lb (1,151 kg)
  • Capacidad: 3 pasajeros, o 2 camillas
  • Planta motriz: 1x turboeje Allison T63-A-5 de 250 shp (186 kW) de potencia al despegue
Performance:
  • Velocidad máxima: 117 kn (217 km/h)
  • Velocidad crucero: 96 kn (178 km/h)
  • Techo de servicio: 20,000 ft (6,100 m)
  • Alcance: 246 nmi (456 km)
  • Autonomía: 3.7 horas

Fuentes:

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