Vintokryl

La oficina de diseño Kamov es sobre todo conocida por sus helicópteros de rotores coaxiales, como por ejemplo el Kamov 32. A finales de los 50 ya estaba claro que respecto a los aviones los helicópteros tenían la indudable ventaja del despegue y aterrizaje vertical, pero a cambio estaban limitados en velocidad y capacidad de carga. Así que en varios sitios empezaron a pensar en cómo conseguir más de lo segundo sin perder lo primero. Uno de los que estuvo más cerca fue este curioso aparato.

En Kamov pensaron todavía más a lo grande. En 1951 estaban probando a remolcar helicópteros con el rotor en autorotación (sin utilizar la potencia del motor) con aviones de transporte Li-2, para aumentar el alcance. Al ingeniero Vladimir Barshervsky se le ocurrió que se podía prescindir del remolque si se ponían en un helicóptero alas y hélices de avión. Así que hizo una propuesta y con el tiempo se desarrolló el Kamov Ka-22 Vintokryl (ala-hélice), que voló en 1959.

 

Este sello de Uzbekistán de 1995 muestra uno de los prototipos en vuelo (no queda en la actualidad ningún Vintokryl). Las hélices casi no se ven, están girando en los extremos de las alas, por debajo y por delante de los rotores. El curioso morro podía girar entero por debajo de la cabina a un lado, permitiendo la carga (al parecer también tenía rampa trasera). El tren era fijo, pero se carenó para el récord de velocidad. Los motores turbohélice de 5.500 HP estaban conectados con un eje de alta velocidad por el interior del ala, pero era más para sincronizarlos que para poder accionarlo todo con un solo motor (como sí es posible en un Osprey actual). Caso de fallo de un motor el accidente era muy probable (¡!).

El nuevo aparato era de lo más original. En esencia consistía en un avión de ala fija bastante grande, con un compartimento de carga de dimensiones similares al Antonov AN-12 Cub, que en los extremos de las alas tenía un par de enormes turbohélices, propulsando cada uno de ellos tanto un rotor de helicóptero (derivado del Mil Mi-4) como una hélice de 4 palas (¡!), ambos fijos. El curioso artefacto podía llevar hasta 100 personas y vehículos o lo que fuera hasta 16 toneladas.
 
El aparato podía despegar en vertical como un helicóptero y también en horizontal como un avión convencional, además de hacer la transición de un tipo de vuelo a otro. Esto era directamente la leche. En cada momento se dirigía la potencia de los motores al rotor, a las hélices, o en combinación. Cuando volaba como avión, la potencia iba a las hélices y los rotores giraban en autorotación, contribuyendo también a la sustentación. Incluso podía aterrizar sin motor en autorotación. Cosa que un Osprey no puede… 
 
Funcionaba, y no sólo eso: consiguió varios récords del mundo en su clase que todavía perduran: volar a más de 350 km/h y subir a más de 2.500 m con casi 16 toneladas y media de carga (¡!). Pero el chisme era un lío enorme. Por ejemplo, las complicadísimas transmisiones hacían perder una parte importante de la potencia, y cuando propulsaban los rotores estos soplaban directamente sobre las alas, quitándoles una parte de la sustentación que generaban (esto también pasa en el Osprey). Además se estrellaron dos de los cuatro prototipos, dándole mala fama al aparato. En definitiva los ruskis pararon el desarrollo y apostaron por los helicópteros pesados de la competencia (de hecho pesadísimos, el Mil Mi-6).

Bell XV-15

Aunque se han hecho helicópteros relativamente rápidos y aviones que pueden aterrizar en muy poco espacio, en general los helicópteros pueden despegar en vertical pero son lentos, y los aviones vuelan más rápido pero necesitan pistas más o menos largas para despegar y aterrizar. Puestos a pedir, estaría bien un chisme que combinara el despegue vertical de los helicópteros con la velocidad de los aviones. Se han hecho muchos intentos desde los años 50, casi siempre con la tira de problemas.

El segundo prototipo en el Centro Udvar-Hazy. Motores y rotores están en posición de despegue vertical. Washington, Estados Unidos, 2015.

El Bell XV-15 que les muestro fue un convertiplano de investigación, el primero en combinar con éxito despegue vertical y velocidad, que ha llevado a desarrollar el Bell-Boeing V-22 Osprey. Lo de convertiplano se refiere a que utiliza la sustentación de rotores para despegar y aterrizar, y de alas para volar.

 

En el caso del XV-15, dos enormes turbohélices de 1.550 HP accionan cada uno un rotor de 3 palas en los extremos de las alas. En posición horizontal permiten el despegue como un helicóptero. Una vez en vuelo, los dos conjuntos de motor y rotor se pueden girar hasta quedar verticales y propulsar el avión como si fueran hélices enormes. En esa configuración el primer prototipo llegó a volar a 550 km/h (¡!).

 

No hay mucha superficie alar, pero es suficiente para volar como avión. La ligera flecha negativa no es por abstrusas razones aerodinámicas, es simplemente para dar margen al movimiento de las palas del rotor cuando vuela como avión.

Todo esto no es gratis, claro. Y no me refiero al coste, que también. El convertiplano tiene una complejidad impresionante. Les pongo sólo tres ejemplos. El primero y aunque sea obvio, los rotores tienen que funcionar como tales (es decir, entre otras cosas tienen que tener mandos cíclico y colectivo), y aunque son rígidos, no son simples hélices. Si ya es complicado un rotor fijo, imagínense uno que bascula. 

 

El segundo: se necesita un sistema para girar - a la vez, claro - los dos conjuntos de motor y rotor (desde -5º pasada la vertical - para volar hacia atrás - hasta +90º en posición de avión). Además están en los extremos de las alas: imagínense la resistencia estructural necesaria y el lío para accionar los mandos de motores y rotores.

No se pretendía un diseño óptimo, sólo probar que el concepto funcionaba. Se utilizaron siempre que pudieron componentes ya hechos, como el fuselaje del Mitsubishi Mu-2 o el tren del Canadair CL-84. Los turboejes Lycoming T-53 se habían utilizado en la tira de helicópteros y aviones, incluido el propio Huey de la casa. Además ya tenían un sistema de aceite pensado para que el motor pudiera girarse, pensado para el CL-84.

Y el último: ¿qué pasa si se para un motor? Se lo imaginan, ¿verdad? Para evitar la catástrofe es necesario un sistema de ejes que permite la transferencia de potencia de cualquiera de los dos motores a ambos rotores (¡!). De hecho el XV-15 podía hacer teóricamente todas las fases de vuelo con un solo motor... cosa que no sé si llegaron a probar (¡!).

 

El primero de dos prototipos voló en 1977, un esfuerzo conjunto de Bell, la NASA y el ejército yanqui, que hicieron un largo y extenso programa de pruebas. Aunque el primero se estrelló, el segundo estuvo volando hasta 2003, en que se retiró al Museo del Aire y del Espacio.

Los más de 3.000 HP daban para dos pilotos (en asientos eyectables) y 9 pasajeros. Que no es mucho. Pero menuda versatilidad.