EL SUEÑO DE ÍCARO: XB-70 Valkyrie

Para estrenarme en este blog he decidido hablar del XB-70, un avión poco conocido pero que sin embargo es, desde mi punto de vista, una aeronave de leyenda.

La historia de esta máquina empieza en 1955, en plena Guerra Fría, cuando la USAF decide que necesita un bombardero de gran altitud, largo alcance, velocidad de Mach 3 y con capacidad de portar armas nucleares para sustituir a los lentos y feos bombarderos que acababan de entrar en servicio, los B-52 (resulta irónico que ya se pensase en un sustituto para el B-52 el mismo año en que entró en servicio pero que después de más de 50 años aún hoy siga volando).

Los requerimientos para este nuevo bombardero continuaban la idea de que lo mejor eran aviones que volasen cada vez más alto y más rápido. Pero esta no era una política acertada porque la era de los misiles había llegado, y así las nuevas generaciones de SAM de los años 60 eran capaces de derribar el XB-70 cuando aún no había empezado a volar, como habían demostrado al abatir a un U-2 en 1960 que volaba a unos 20000 m en cielos soviéticos.

Además, la administración Kennedy optó por los misiles balísticos intercontinentales ICBM como punta de lanza disuasoria nuclear. Algo lógico, puesto que los misiles son menos vulnerables, son relativamente baratos y no ponen en riesgo la vida de pilotos. Por todo ello el proyecto del Valkyrie ya estaba abocado al fracaso casi antes de nacer. Pero aun así voló; no para la USAF pero si para la NASA (agencia también se dedica al estudio de la aeronáutica y no sólo al espacio, como cree la mayoría de la gente).

Así el XB-70 aportó una gran cantidad de datos sobre el vuelo supersónico a Mach 3 en áreas como ruido, turbulencias, mandos de vuelo, aerodinámia, propulsión y problemas operacionales que en teoría servirían para el proyecto SST de un transporte civil supersónico que estaba investigando la NASA por entonces.

CARACTERÍSTICAS

Los prototipos que North American construyó eran diferentes de los inicialmente propuestos a la USAF para reducir costes, así se limitó la tripulación a 2 pilotos (en la versión militar eran 4 los tripulantes) y se eliminaron todos los sistemas electrónicos excepto los que eran necesarios para un vuelo seguro. También se sustituyeron los materiales compuestos (caros en aquella época) y el titanio (sólo se utilizó en lugares clave, llegando a representar el 9% de la estructura) por el acero inoxidable en forma de panel sándwich con núcleo de honeycomb. Esto fue toda una revolución, ya que nunca se había utilizado el acero de esta forma. Las láminas de acero del núcleo tenían un espesor de 0.05 mm!!! Más o menos el doble del espesor del papel de aluminio que todos conocemos. Era papel de acero!!!

Aún así el coste de cada unidad rondó los $700 de la época.

Un simple vistazo al Valkyrie basta, incluso para un profano en la materia, para darse cuenta de que la razón de ser de esta máquina era la velocidad. Su forma es fantástica y pocas aeronaves tan exóticas se pueden ver hoy en día.

En configuración de vuelo supersónico

La configuración era de tipo canard (estabilizadores horizontales en la parte delantera) con unas alas en delta. Vamos, la típica configuración para el vuelo supersónico, a pesar de que los últimos desarrollos americanos en este campo se decantan por otro tipo de ala. Por ejemplo el F-22 y el F-35, aunque en la forma de sus alas también influyen otros requerimientos de vuelo subsónico que el XB-70 no tenía: estaba hecho para volar a Mach 3 desde el principio hasta el fin de su misión.

Ahora bien, la principal y más destacable característica del Valkyrie es que estaba diseñado para que la onda de choque que se generaba en la panza del avión soportaba parte del peso de éste. Para mejorar este efecto, las puntas de las alas eran móviles para “encerrar” la onda de choque. Estas partes móviles, que han sido las partes aerodinámicas móviles más grandes nunca construidas, giraban 25º para volar entre 300 nudos y Mach 1.4 y 65º para volar desde Mach 1.4 hasta Mach 3+.

Cabina del Valkyrie

Bajando las puntas de las alas se conseguía aumentar la superficie de control vertical, permitiendo unos estabilizadores verticales más pequeños de lo realmente necesario (el Valkyrie sólo medía 9.4 m de alto!) y aumentar la sustentación un 30%. Así, el XB-70 es el avión tripulado que ostenta el récord de mayor coeficiente sustentación/resistencia; solamente superado por el D-21, que es una aeronave no tripulada que ni siquiera puede despegar ni aterrizar por si misma (se autodestruye después de la misión).

Como dato curioso he de mencionar que el Valkyrie era tremendamente patoso al rodar en tierra, sobre todo debido a que la posición de los pilotos estaba muy adelantada con respecto al tren de aterrizaje delantero y así es difícil calcular por dónde circulas. Además, el primer prototipo sufría un problema en los frenos a baja velocidad de rodadura, lo que hacía que a 8 km/h necesitase 120 m para parar.

El procedimiento de despegue comprendía aceleración hasta los 310 km/h, momento en el que comenzaba a rotar hasta alcanzar 9º de inclinación y a 330 km/h se producía el despeque, después de haber recorrido casi 1500 m de pista.

MOTORES

El Valkyrie estaba propulsado por seis motores General Electric YJ93 de tipo turborreactor de un solo eje con compresor de álabes de estator variables y tobera covergente-divergente de área variable.

Este turborreactor iba a propulsar tanto al XB-70 como al XF-108 Rapier, que era un caza interceptor diseñado como escolta del Valkyrie. Pero la cancelación del programa militar del bombardero también llevó a la cancelación del diseño de este caza.

Para el GE YJ93 se desarrolló un combustible especial JP-6 de alto poder calorífico con el que conseguía dar 19000 lb (8620 kg) de empuje sin postcombustión y 28800 lb (13063 kg) con ella.

La cantidad de aire que tragaba a plena potencia era de 125 kg por segundo y el consumo de combustible era de 6000 kg de combustible a la hora, pero con la postcombustión activa consumía 23500 kg a la hora!!! He de recordar ahora que al Valkyrie lo propulsaban 6 de estos cacharros, así que podeis hacer una sencilla multiplicación… quién dice ahora que un Ferrari consume mucho?

Vista interior de una de las dos tomas de aire

PROTOTIPOS

Al inicio del proyecto, la USAF tenía intención de encargar la construcción de 50 B-70A (Valkyrie con configuración de bombardero), otros 50 RS-70 (aeronaves de reconocimiento) y 10 prototipos más que después de las pruebas serían reconvertidos a B-70ª, pero este pedido inicial se canceló en 1959.

Tan sólo llegaron a construirse 2 prototipos y un tercero se canceló mientras estaba en construcción en 1964.

El primer prototipo (AV/1) se construyó con datos recogidos de túnel de viento y modelos por ordenador, que con los recursos informáticos de la época necesitó 18 de meses de procesamiento.

Y el Valkyrie elevó su silueta del suelo por primera vez el 21 de septiembre de 1964. Tuvo que realizar un par de vuelos antes de que los problemas técnicos le permitiesen superar la barrera del sonido, pero cuando consiguió superar Mach 1 logró establecer varios récords en cuanto a la duración de sus vuelos supersónicos. Pero había un problema: el aparato volaba más lento de lo esperado. Después de una investigación se encontró el problema, que no era ni más ni menos que una capa de pintura exterior demasiado gruesa que se había agrietado cuando las partes del avión flectaban durante el vuelo. Querían que las personalidades que acudían a ver el XB-70 quedasen impresionados, y por eso se había repintado varias veces. La solución fue eliminar esa capa de pintura y aplicar otra nueva muy fina.

El 14 de octubre de 1965 fue un dia memorable para el Valkyrie AV/1. Un año después de su primer vuelo por fin alcanza la velocidad de Mach 3. Pero al mismo tiempo fue un mal dia para el avión. Volando a 3300 km/h, el Valkyrie se comportó de una forma extraña: primero encabritó bruscamente y luego picó de repente (a esa velocidad, tan sólo 1 grado de cabeceo hacía subir o bajar a la aeronave a razón de 920 m por minuto!!) creando una sobrepresión en las alas después que obligó a los pilotos a cerrar la palanca de gases después de 3 minutos porque un trozo del ala se había desprendido debido a fallos en la construcción de la estructura de panel sándwich. Sin embargo no había sido una pérdida crítica y el avión sobrevivió. Así, los ingenieros determinaron que el AV/1 sólo podría alcanzar Mach 2.5 en adelante. A mayor velocidad se corría un serio riesgo de perder la aeronave.

De los errores siempre se aprende, y con el AV/1 se aprendieron muchas lecciones que se aplicaron al segundo prototipo, el AV/2, que voló por primera vez en julio de 1965. Este prototipo volaba de maravilla y pudo alcanzar su objetivo de mantener un vuelo sostenido de Mach 3 durante más de media hora. Pero el destino se cruzó en su camino:

El 8 de junio de 1966 el plan de vuelo del AV/2 era una simple demostración de vuelo para General Electric (el fabricante de los motores) a Mach 1.4 y luego unas pasadas lentas en formación con otros aviones propulsados por motores también de GE. Los fotógrafos de General querían una buena instantánea para adornar su publicidad, así que pedían que la formación fuese cerrada. Tan cerrada que un F-104 Starfighter entró en la zona de turbulencia del AV/2 y chocó contra el ala izquierda de éste.

El F-104 se perdió de inmediato, muriendo en el accidente su piloto, y el AV/2, con su ala izquierda gravemente dañada entró en una pérdida irrecuperable. Unos de los pilotos logró saltar de la aeronave, pero el otro no pudo y también murió en el accidente. Fue un día triste para el mundo de la aviación: 2 hombres y un aparato inigualable perdidos.

Con la pérdida del único avión de los dos construidos capaz de alcanzar Mach 3, el programa decayó y el AV/1 sólo realizó unos pocos vuelos más para recopilar información spbre aproximaciones a pista de aeronaves con alas en delta antes de cancelar el proyecto y llevarlo, el 4 de febrero de 1969, al museo de la USAF en Dayton, Ohio (si alguno de vosotros va por allí acordaos del autor de este artículo!).

En total, el AV/1 realizó 83 vuelos, acumulando 160 horas y 16 minutos en el aire y el AV/2 46 vuelos, con 92 horas y 22 minutos. Es de destacar que entre los dos prototipos volaron 252 horas en los 5 años que estuvieron en vuelo, las mismas horas que hace hoy en día un avión comercial más o menos en un mes (aunque hay que tener en cuenta que eran aviones experimentales).

Hay una curiosidad que quiero mencionar, que es la existencia de una maqueta del Valkyrie para túnel de viento expuesta en el Smithsonian (National Air and Space Museum) que pertenece al tercer prototipo, AV/3, que no llegó a salir nunca de la cadena de montaje.

XB-70 vs. SR-71

No se debe hacer una comparación directa de ambos aviones, ya que su cometido era diferente, sin embargo, describiré algunas características a modo de curiosidad.

		XB-70 Valkyrie	SR-71 Blackbird
Fabricante		North American	Lockheed
Dimensiones
Longitud	56.6 m		37.72 m
Envergadura	32 m		16.94 m
Altura	9.4 m		5.64 m
Superficie alar	585 m2		170 m2
Pesos
Vacío	93000 kg		30600 kg
Máximo al despegue	249476 kg		78000 kg
Actuaciones
Velocidad máxima	3300 km/h a 22250 m (Mach 3.1)		3.530 km/h a 24000 m (Mach 3,3)
Velocidad de crucero	3200 km/h a 22000 m (Mach 3.0)
Alcance operativo	7900 km		5400 km
Techo de servicio	23600 m		25900
Relación empuje-peso	0.315		0.382
Carga alar	426 kg/m2		460 kg/m2

El Blackbird era más o menos la mitad que el Valkyrie, y el peso de combustible de este último era tanto como el propio peso del Blackbird!!! Aunque tuviesen una velocidad máxima parecida creo que tiene mucho más mérito llevar hasta Mach 3 a un avión que dobla en dimensiones y triplica en peso al SR-71. Con esto no quiero menospreciar al Blackbird, al que también considero un avión (yo diría más bien una nave espacial!) excepcional.

Otro dato curioso es la temperatura que alcanzaba el fuselaje de ambas aeronaves. En las zonas más críticas, a Mach 3.2, el SR-71 alcanzaba 900 ºC!!! y el XB-70 “sólo” tenía que soportar 625 ºC (Mach 3).

UNIÓN SOVIÉTICA

Cuando el proyecto del XB-70 llegó a oídos de los soviéticos los rusos se pusieron masnos a la obra y diseñaron un caza interceptor capaz de interceptar al avión americano que sería el MiG-25 Foxbat. Asimismo diseñaron su propio superbombardero supersónico, el Sukhoi T-4, que tampoco llegó a entrar en producción (y menos mal, porque era feo como él solo: los rusos saben hacer buenos aviones, pero de estética no tienen ni idea).

Saulon