Ingeniería aeronáutica 5.0: Descripción del modelo 127 (1ª Parte: Versiones A,B,C y D)

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Figura 1

El diseño del modelo 127 comenzó en el año 2011, cuando se me ocurrió una configuración de aeronave donde la sustentación se generase principalmente mediante alas giratorias (lo que permitiría obtener despegue y aterrizaje verticales), pero sin renunciar a otros aspectos de las aeronaves clásicas, como la alta velocidad, a través de una más cuidada aerodinámica y de una superior potencia motriz. Por ese motivo, entre otras cosas, en el diseño se prescinde de la cabina abultada, quedando el piloto completamente dentro del fuselaje y mirando hacia afuera a través del plexiglás de ventanas oblicuas y la cubierta de la cabina y hacia el frente a través de visores ópticos y/o de cámaras de televisión.

Figura 2

La primera versión “A” decidí vestirla con los colores de la U.S. Air Force como si se tratara de un prototipo experimental de los años '70. Lo presenté renderizado sobre una peana como si pareciese una maqueta en el despacho de un oficial de la Fuerza Aérea o uno de la casa constructora (ver figuras 1 y 2).
Se trata de un autogiro de combate equipado con armas automáticas. La propulsión en esta versión corre a cargo de dos turboejes instalados lado a lado en el interior del fuselaje, alimentados con el aire suministrado por sendas tomas bajo el morro. Las turbinas están acopladas mecánicamente a un eje doble coaxial que mueve, a través de un embrague y de un engranaje reductor, la hélice contrarrotatoria trasera, de ocho palas, mientras que un soplado de las etapas de alta presión de los compresores puede ser dirigido mediante válvulas hacia las góndolas de los rotores para mover, a través de una turbina y su correspondiente engranaje reductor, el par de rotores tripala solapados ubicados ligeramente por delante del Centro de Gravedad de la aeronave. Aquí hay que señalar que las toberas de escape de ambas turbinas de gas están orientadas hacia abajo en un ángulo de 45°, con la intención de aportar tanto un empuje adicional como una sustentación extra en la zona de la cola, tanto más grande cuanto mayor potencia se exija de los motores.
Una visión del interior de la aeronave puede verse en las figuras 3 a 5.

Figura 3


Figura 4


Figura 5

En la figura 4 pueden verse con los colores de la N.A.S.A. de los años '60.
Desde el principio me quedó claro que lo más difícil de conseguir en este diseño es la sincronización de los rotores solapados, una necesidad aún más evidente por tratarse de rotores de tres palas, con menor ángulo entre palas para dejar pasar la pala del rotor opuesto y que gira en sentido inverso. La solución obvia de separarlos e independizarlos habría dado lugar a una aeronave engorrosamente ancha y menos atractiva. Solamente un eje flexible que hiciera la conexión mecánica entre los rotores sería una solución válida, y este eje debería atravesar los montantes de las góndolas y el fuselaje.
El armamento quedó establecido en dos cañones-revólver M39 de 20mm de calibre y una ametralladora multitubo Minigun de 7,62mm (aunque en la figura 5 se sugiere que es la GECAL 50 con seis tubos de 12,7mm, arma desarrollada a partir de 1982). La visión frontal del piloto, y el apuntado de las armas, se hace a través de un sistema de televisión con cámara y pantalla donde se proyectan, además de la vista de la cámara, los parámetros de vuelo y de disparo de las armas. El piloto tiene, sin embargo, una excelente visión para el despegue corto y el aterrizaje corto y vertical a través de la cúpula transparente de la cabina, hacia los lados, y oblicua a través de unos ventanales elípticos perfectamente integrados en el fuselaje.
El modelo 137 “B” surge de la necesidad de remediar, de forma lógica, los defectos y dificultades observados en el modelo “A” anterior. Se prescinde totalmente del complejo sistema de rotores intersolapados en favor de un único rotor central, también con el concepto de autogiro. Se conserva el resto de la aeronave sin mayores cambios (ver figura 6).

Figura 6

Al no tener las góndolas de los rotores con patas auxiliares, que generaban bastante resistencia aerodinámica, unas pequeñas alas embrionarias emergen del fuselaje en su parte delantera soportando unos carenados en su punta que albergan las patas con las ruedas equilibradoras.
En este modelo, los rotores intersolapados de movimiento libre son sustituídos por un rotor central único de cuatro palas, que puede también ser acelerado por los motores turboeje, esta vez mecánicamente mediante un eje de transmisión acodado y un embrague. Es un rotor de no mucho diámetro y alta velocidad de giro, dando como resultado una sustentación insuficiente para ciertas condiciones de carga.
El modelo “B” lo he representado con camuflaje y emblemas del U.S. ARMY exclusivamente, como un modelo ligero para la lucha contra helicóptero y ataque a tierra. También, como el modelo “A”, cuenta con un radar de búsqueda y seguimiento en el morro, una ametralladora Minigun de 7.62 mm con un tambor de 1000 proyectiles y dos cañones automáticos revólver de 20 mm M39 con 355 cartuchos cada uno.
La falta de sustentación para efectuar un despegue corto a plena carga es lo que me llevó a pensar en una versión más avanzada, el modelo “C”, que prescindiera del concepto mismo de autogiro en favor del concepto de helicóptero.
En el modelo “C” el rotor de giro libre es sustituido por un conjunto de dos rotores coaxiales que giran en sentido opuesto para cancelar el par motor.

Figura 7

Para este modelo “C” prescindo de los dos turboejes acoplados a favor de un único turboeje de mayor potencia total, cuyo escape acodado 60° emerge por la parte inferior del fuselaje para contribuir con sustentación y con empuje adicional a las hélices impulsoras de cola. El motor debe distribuir su potencia entre los ejes coaxiales del rotor y los ejes coaxiales de las hélices impulsoras, contando para ello con una compleja caja de engranajes con embragues que permiten desde un 90% de la potencia máxima a los rotores para el despegue vertical a plena carga hasta un 80% de la potencia a las hélices para el vuelo horizontal a alta velocidad funcionando los rotores sustentantes con el 20% restante. Las combinaciones intermedias permiten adecuar el vuelo a cada condición imaginable, incluida la acrobacia.
En este modelo, la aerodinámica está algo más cuidada, con una toma circular en el morro que relega al radar a una posición en “barbilla”. La ametralladora multitubo Minigun desaparece, pero se duplica el armamento pesado, que cuenta con cuatro armas automáticas de 20mm.
He vestido principalmente este modelo como perteneciente a la Armada Española en los años '70, con el color azul oscuro. Me imagino que operan a bordo de unidades navales en lucha contra los helicópteros antibuque y antisubmarinos enemigos (ver figuras 7 y 8).


Figura 8
El tren de aterrizaje continúa siendo totalmente retráctil en tándem, con ruedas principales bajo la línea central del fuselaje y ruedas equilibradoras en el extremo de pequeñas alas embrionarias cerca del morro. Como en los modelos precedentes, hay grandes superficies verticales en la cola; aletas ventrales fijas y superficies de control direccional enterizas en “V”. Su propósito es siempre mejorar el control en el vuelo a baja velocidad y la estabilidad en el vuelo a alta velocidad. Este modelo lo considero conceptualmente bastante maduro.
El siguiente modelo, el “D”, no surge ya de la necesidad de mejorar el modelo precedente si no de buscar una variante más desarrollada en alguna de las funciones. Como se puede ver en la figura 9, el fuselaje queda liberado de contener la planta motriz más allá de la compleja transmisión de potencia a las hélices impulsoras traseras.


Figura 9
Los dos turboejes se hallan carenados en góndolas externas, y mueven un eje transversal común que atraviesa un ala que une ambas góndolas y conecta los dos rotores tripalas solapados. De una caja de conexión central parte un eje que acopla con las hélices tractoras de cola. De esta manera, un único motor puede hacerse cargo de la sustentación generada por ambos rotores y de la propulsión generada por la impulsión de las hélices, en caso de fallo de uno de los motores. Un sistema de embragado permite la distribución de la potencia entre los rotores y la hélice para cubrir todo el espectro de regímenes de vuelo.
La posición alta de las góndolas motrices dicta largas patas para las ruedas de apoyo, que se pliegan y esconden en la carena inferior de cada góndola. Los escapes están inclinados hacia abajo para añadir empuje y sustentación con la energía residual de los gases de escape de los motores.


Figura 10
En este modelo, con el fuselaje libre de albergar la voluminosa planta motriz, se potencia el armamento y la autonomía a costa de una disminución de la velocidad: es un tributo ocasionado por el área frontal de las góndolas motrices y los dos rotores solapados. Todo el morro está consagrado a un radar mayor y a un armamento potenciado. A los cuatro cañones de 20mm se une de nuevo la ametralladora Minigun.
Grandes depósitos de combustible ocupan la parte central del fuselaje, dejando únicamente pasajes para el árbol de transmisión de las hélices contrarrotatorias traseras.
Los motores, sin ser grandes, son muy potentes, pero consumen mucho combustible trabajando a régimen máximo. La visión frontal y el apuntado de las armas es, como en los modelos precedentes, totalmente artificial.
No he podido resistir la tentación de presentar este modelo pintado con los colores de otros usuarios. En las figuras 11 y 12 aparece como si formara parte de unidades de las Fuerzas de Autodefensa del Japón y de la Unión Soviética, respectivamente.

Figura 11

Figura 12

(Fin de la primera parte)
Segunda parte: versiones E y F.

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