Análisis y experiencia en tiempos de guerra de la Royal Navy
Weapons and WarfareHasta al menos 1936, la Royal Navy no trató de interesar al Ministerio del Aire británico en el desarrollo de cazas de alto rendimiento para sus portaaviones, porque los oficiales aéreos de la RN no pensaron que se podría montar una patrulla aérea de combate eficaz alrededor de un portaaviones. . Para cuando los bombarderos que se aproximaban pudieran ser avistados e identificados, sería demasiado tarde. En consecuencia, los portaaviones RN que siguieron al Ark Royal, que se estableció en 1935, tenían cubiertas de vuelo blindadas para que pudieran absorber el castigo y seguir operando aviones de ataque. Sin embargo, la llegada del radar de búsqueda aérea a bordo en el primer año de la Segunda Guerra Mundial cambió la situación y la RN adquirió cazas de la Royal Air Force (RAF) y la Marina de los EE. UU. y experimentó con el control central de las defensas de los cazas.
El RN tampoco esperaba antes de la Segunda Guerra Mundial tener que operar sus portaaviones contra oleadas de bombarderos terrestres de alto rendimiento, como se vería obligado a hacer primero en Noruega en 1940 y luego, en 1941, en el Mediterráneo. La decisión de la RN de construir portaaviones con cubiertas de vuelo blindadas restringió la cantidad de aviones que dichos portaaviones podrían operar, por lo que optó por enfatizar los aviones de ataque sobre los cazas. La RN proyectó la lógica de sus propias decisiones sobre aviones de ataque basados en portaaviones sobre la Armada Imperial Japonesa (IJN). En consecuencia, se sorprendió por los muy efectivos ataques basados en portaaviones de la IJN en el Pacífico y la Bahía de Bengala en la primavera de 1942.
Los líderes de la RN respondieron a los desafíos al Fleet Air Arm planteados por las operaciones contra los alemanes en el Mediterráneo y los japoneses en el Océano Índico creando el Comité de Construcción del Futuro (FBC), presidido por el Diputado Primer Lord del Mar, en julio. 1942. El FBC era “la única organización dentro del Almirantazgo encargada de la revisión general de los requisitos navales británicos”, y sus deliberaciones apoyaron las del Comité Técnico Conjunto (es decir, Royal Air Force/Royal Navy). A fines de 1942, el Comité Técnico Conjunto había aceptado la idea de que los futuros aviones de ataque serían significativamente más pesados y, por lo tanto, recomendó que todos los futuros aviones de transporte se diseñaran para utilizar equipos de despegue asistido por cohetes. El comité también aprobó una mayor velocidad de aterrizaje de portaaviones para todos los aviones. En febrero de 1943, el FBC especificó que "los cazas interceptores de portaaviones deberían ser iguales (en rendimiento) a sus contrapartes terrestres", lo que implicaba aumentos significativos en el tamaño y el peso de los cazas de portaaviones. En marzo de 1943, el Subcomité de Diseño de Aeronaves de la FBC se separó para convertirse en una organización distinta: el Comité de Diseño de Aeronaves Navales. Este comité fue uno de los primeros defensores de la catapulta como el medio principal para lanzar aviones desde portaaviones.
También en 1943, el famoso piloto de pruebas de la RN, Eric Brown, aterrizó con éxito un caza bimotor Sea Mosquito cargado de combate en un portaaviones, y el Comité de Construcción del Futuro recomendó que se modificara el diseño del Mosquito para crear un caza portaaviones de largo alcance equipado con Radar.
El avión resultante, bautizado Sea Hornet, voló por primera vez en abril de 1945. En septiembre de 1944, el Primer Lord del Mar, el almirante Andrew B. Cunningham, le pidió al jefe del Estado Mayor Aéreo de la RAF que proporcionara a la RN Mosquitos modificados para su uso en portaaviones. El almirante Cunningham estaba pensando a principios de 1945 en ataques de largo alcance de los portaaviones RN contra bases japonesas como Singapur. El Almirantazgo solicitó doscientos Sea Mosquitos “para entrega en 1945 y 250 para seguir en 1946”.
Ese mismo mes (septiembre de 1944), el Comité de Diseño de Aeronaves Navales recomendó al Ministerio de Producción Aeronáutica (MAP) que desarrollara un interceptor a reacción para uso de portaaviones. Los miembros del comité eran conscientes de que "un caza de este tipo exigiría un lanzamiento con catapulta únicamente y que ningún otro avión podría estar a menos de diez metros de él cuando su motor se abriera a plena potencia", pero sintieron que la mejor relación aire-a- el rendimiento aéreo del jet compensaría con creces los problemas creados al operarlo desde los transportistas existentes y planificados. A fines de 1944, el MAP había dejado de trabajar en nuevos diseños de motores de pistón y se centró en turbinas a reacción y turbohélices. En diciembre de 1944, el Comité de Diseño de Aeronaves Navales “propuso que las futuras aeronaves navales se diseñen sin trenes de aterrizaje, para aterrizar en cubiertas blandas (flexibles),
Las cosas se estaban moviendo rápido. El 7 de junio de 1945, el Departamento de Aeronaves Navales de la RAE había desarrollado un "Programa propuesto de trabajo experimental" para determinar si un portaaviones podía operar aviones a reacción sin trenes de aterrizaje. El "objetivo para las pruebas de vuelo en condiciones marítimas" era mayo de 1946. Este proyecto se envió al MAP con el respaldo del director de la RAE dos días después. El 4 de julio, el ingeniero Lewis Boddington, que dirigió el Departamento de Aeronaves Navales de la RAE, completó un documento titulado "Despegue asistido para futuras aeronaves navales", que presentó el 17 de julio al Subcomité de Investigación de Aeronaves Navales del Comité de Diseño de Aeronaves Navales. . Puso su punto principal desde el principio: “El gran aumento en la velocidad de despegue que resultará de los desarrollos en el avión y su planta de energía,
El
documento de Boddington expuso muchos de los problemas de ingeniería
que implica operar jets desde portaaviones, especialmente la necesidad
de lanzamientos de catapulta que no sean tan violentos como para dañar
la estructura de una aeronave y la necesidad de recuperar de manera
segura los aviones que aterrizan con los motores en marcha. Argumentó,
en primer lugar, que “las futuras aeronaves no tendrán tren de
aterrizaje y aterrizarán en cubiertas flexibles” y, en segundo lugar,
que “la solución al problema, dando las mejores condiciones de manejo y
operación en cubierta, será una cubierta de aterrizaje inmediatamente
bajo la cual se la cubierta de despegue. Las aeronaves a distancia para el despegue no obstruirán ninguna operación de aterrizaje”.
El
18 de septiembre de 1945, Boddington presentó un segundo documento para
el Subcomité de Investigación de Aeronaves Navales, "Aterrizaje de
futuras aeronaves navales". Como
observó, "El objeto de esta nota es presentar brevemente los problemas
de aterrizaje en la cubierta de un portaaviones en el futuro y discutir
los efectos en el diseño del equipo y del portaaviones". Su
argumento fue que el desarrollo de aviones a reacción "dará como
resultado una nueva técnica de aproximación que terminará en un vuelo
paralelo a la cubierta y activará el mecanismo de detención mecánica en
condiciones de 'vuelo'". Su artículo proporcionó la justificación conceptual para la cabina de vuelo en ángulo. Como
señaló, "Para cubrir el aterrizaje fallido, el motor a reacción
funcionará al 90 % de las revoluciones máximas... La falta de conexión
del cable permitirá que el piloto despegue [sic] nuevamente dependiendo
de la disposición de la cubierta (barreras , parques, etc.) y el diseño
del vehículo. Para
permitir que un avión al que se le había pasado por alto el mecanismo de
detención volviera a volar de forma segura, la plataforma flexible que
Boddington defendía tendría que ubicarse lejos del estacionamiento de la
plataforma. Su solución, ya propuesta, era tener “cubiertas de aterrizaje y despegue separadas”.
Boddington también entendió que los aviones a reacción requerirían catapultas más potentes. En Gran Bretaña, el desarrollo de catapultas fue compartido entre el Royal Aircraft Establishment en Farnborough y el Departamento de Ingenieros en Jefe de la Royal Navy. Alrededor de 1943, Farnborough comenzó a experimentar con un nuevo tipo de catapulta (Tipo K) que usaba un volante para almacenar energía. En 1946, los ingenieros de catapultas supervisados por Boddington también exploraron el potencial de las turbinas de gas como fuentes de energía para las catapultas portadoras.
Cuando los ejércitos aliados surcaron el norte de Francia en el otoño de 1944, se encontraron con los sitios fijos construidos por los alemanes para lanzar misiles V-1 contra Londres. El motor de chorro de pulsos del misil no pudo funcionar hasta que alcanzó una velocidad establecida, alrededor de 150 mph. Por lo tanto, las catapultas construidas por los alemanes no eran muy diferentes de lo que podría requerir un avión aerodinámico, con una velocidad de despegue similar. A diferencia de las catapultas impulsadas por explosivos que se usaban entonces en la Marina de los EE. UU. para lanzar aviones exploradores desde cruceros y acorazados, la catapulta alemana aplicaba su fuerza directamente al avión. Era un tubo con una ranura a lo largo de su lado superior. Una reacción en el tubo empujó un pistón a lo largo de él, y el pistón se enganchó a través de la ranura al avión. En el caso alemán, la reacción fue la descomposición del peróxido de hidrógeno concentrado (“high-test”), que los británicos llamaron HTP. Esta fue una de varias aplicaciones alemanas de HTP, otras como oxidante en el cohete de combate Me-163 y como oxidante en el submarino de ciclo cerrado Walter. En cada caso, HTP mostró propiedades letales que lo descalificaron más o menos si se pudiera encontrar alguna alternativa.
El informe británico sobre la catapulta V-1 fue escrito por CC Mitchell, en ese momento reservista de la Royal Navy pero en tiempos de paz diseñador de catapultas en una empresa de ingeniería de Edimburgo que producía lo que la RN denominaba "aceleradores" para su uso en portaaviones. Había patentado una catapulta de tubo ranurado, a la que llamó catapulta "popgun", en 1938, pero la RN no la había adoptado. Después de la guerra, mientras trabajaba para Brown Brothers (también en Edimburgo), se dio cuenta de que el vapor de la planta de propulsión de un barco podía sustituir al peligroso HTP. Propuso formalmente tal catapulta (no está claro exactamente cuándo) cuando las pruebas del Tipo K mostraron que el peso de las catapultas hidroneumáticas existentes estaba creciendo más rápido que su capacidad para lanzar aviones a altas velocidades. Después de 1947, los británicos eligieron formalmente la catapulta de vapor de tubo ranurado como la única dirección para el desarrollo futuro. Para 1950, el prototipo, bautizado como BXS.1, estaba listo para ser probado en el HMS Perseus, un portaaviones ligero construido para la guerra que ahora se usa para experimentos.
La Royal Navy utilizó vapor de baja temperatura y baja presión en todos sus portaaviones existentes, así como en los que estaban en construcción. La baja presión del vapor facilitó la construcción de una junta que mantuviera el vapor dentro de una catapulta de cilindro ranurado mientras el vapor impulsaba el pistón, unido al avión, hacia adelante. Sin embargo, la baja temperatura y presión del vapor hacían que la eficiencia de la propulsión de los barcos fuera baja. La Marina de los EE. UU. usó una temperatura y presión de vapor mucho más altas en las calderas de sus portaaviones, lo que los hizo más eficientes termodinámicamente y, por lo tanto, aumentó la resistencia de los portaaviones, una capacidad valiosa en la Guerra del Pacífico contra Japón. El contacto durante la guerra con la Marina de los EE. UU. convenció a los británicos de desarrollar una nueva generación de plantas de vapor de alta presión para sus flotas de fines de la guerra y de la posguerra.
Debido a que la catapulta de Mitchell se adaptó a las condiciones de los barcos británicos anteriores, no era obvio que el vapor fuera la opción adecuada si se construían nuevos portaaviones británicos que usaban presiones de vapor más altas. De manera similar, los observadores estadounidenses del desarrollo de catapultas británicas sabían que no era de ninguna manera obvio que una catapulta adaptada a los sistemas de vapor británicos tendría éxito a bordo de un portaaviones estadounidense. Las calderas de la Marina de los EE. UU. en tiempo de guerra operaban a una temperatura tres veces mayor y al doble de la presión de las plantas británicas, y en 1950 la Marina de los EE. UU. contemplaba duplicar la presión utilizada durante la guerra, a 1200 libras por pulgada cuadrada.
El análisis británico durante la guerra produjo la base conceptual para el portaaviones moderno que opera aviones a reacción de alto rendimiento. Debido a que los jets aceleraban lentamente, los aviones a reacción necesitarían asistencia en el despegue. Debido a que los jets aterrizaban a velocidades más altas y necesitaban hacerlo con sus turbinas girando casi al máximo de revoluciones por minuto, la plataforma axial, con el estacionamiento de la plataforma hacia adelante, protegido por una barrera, tuvo que modificarse. En efecto, la Royal Navy había definido el “conjunto de problemas” a fines del verano de 1945. A partir de ese momento, la atención se centró en las posibles soluciones.
La elección de la catapulta de vapor coincidió con el comienzo del trabajo de diseño sobre la modernización del portaaviones. Como se previó originalmente, la modernización habría combinado una catapulta de vapor, un nuevo equipo de detención más pesado y un elevador de borde de cubierta estilo estadounidense, este último para proporcionar un flujo más fácil de aeronaves entre la cubierta del hangar y la cubierta de vuelo. Para los británicos, el nuevo ascensor, el principal elemento de modernización inspirado en los estadounidenses, fue, con mucho, la parte más cara del proyecto. Era incompatible con los hangares cerrados y protegidos que habían formado los núcleos de los portaaviones británicos existentes. Para instalar el ascensor al estilo estadounidense, los británicos tuvieron que quitar la cubierta de vuelo del portaaviones y abrir la cubierta del hangar. El hecho de que estuvieran dispuestos a hacerlo sugiere hasta qué punto consideraron la experiencia de los tiempos de guerra de Estados Unidos, en lugar de la suya propia. la clave para el futuro En efecto, la Royal Navy finalizó la Segunda Guerra Mundial con una política de desarrollo de aviones a reacción para reemplazar los tipos impulsados por hélice; experimentando con la plataforma flexible y flexible en ángulo; y colocando catapultas de vapor en sus portaaviones nuevos y modernizados. La falta de fondos limitó la velocidad con la que se podían desarrollar, probar e instalar estas innovaciones. Sin embargo, el desarrollo incremental de nuevos equipos y técnicas, en lugar del desarrollo simultáneo, permitió a los ingenieros y aviadores de RN identificar problemas y posibles "callejones sin salida" antes de que se apropiaran o gastaran grandes sumas. y colocando catapultas de vapor en sus portaaviones nuevos y modernizados. La falta de fondos limitó la velocidad con la que se podían desarrollar, probar e instalar estas innovaciones. Sin embargo, el desarrollo incremental de nuevos equipos y técnicas, en lugar del desarrollo simultáneo, permitió a los ingenieros y aviadores de RN identificar problemas y posibles "callejones sin salida" antes de que se apropiaran o gastaran grandes sumas. y colocando catapultas de vapor en sus portaaviones nuevos y modernizados. La falta de fondos limitó la velocidad con la que se podían desarrollar, probar e instalar estas innovaciones. Sin embargo, el desarrollo incremental de nuevos equipos y técnicas, en lugar del desarrollo simultáneo, permitió a los ingenieros y aviadores de RN identificar problemas y posibles "callejones sin salida" antes de que se apropiaran o gastaran grandes sumas.
Un clásico "callejón sin salida" que encontraron fue la "alfombra", o cubierta de vuelo flexible, que se probó con éxito en el mar en el portaaviones Warrior en el otoño y el invierno de 1948-49.23 La combinación de la cubierta flexible y aviones de combate sin aterrizaje El equipo parecía exitoso, pero tenía un defecto importante. Como el contralmirante Dennis RF Campbell, RN, quien está estrechamente identificado con el origen de la plataforma en ángulo para los portaaviones, lo expresó años después:
Pronto se hizo evidente que había un mundo de diferencia entre las pruebas únicas [de la cabina de vuelo flexible propuesta por Lewis Boddington] y la operación práctica de primera línea. Era necesario resolver dos puntos principales: ¿cómo se trataría en tierra con los aviones sin ruedas? . . . El otro gran problema era cómo garantizar que la velocidad de operación no se sacrificara al imponer algún sustituto mecánico elaborado para la rutina fácil anterior de simplemente rodar [sic] hacia adelante en los parques de cubierta; y la vulnerabilidad de todo el esquema era sin duda obvia.
Además, se necesitó un piloto muy hábil para dejar su avión sobre la "alfombra" de manera segura. Por ejemplo, en la primera prueba de la plataforma de goma flexible en Farnborough a fines de diciembre de 1947, el piloto de pruebas de RAE, Eric Brown, estrelló su avión. Brown tuvo suerte de sobrevivir, y su descripción de lo que sucedió es vívida:
Después de cruzar el cable de detención, el avión continuó girando de morro hacia la cubierta y se hundió en ella con tal violencia que la nariz desapareció por completo y penetró hasta la capa inferior. . . . Luego fue arrojado de nuevo con dureza en una actitud de morro hacia arriba. Lo abrí a máxima potencia y me estaba alejando de forma segura cuando me di cuenta de que la palanca estaba atascada y los elevadores mantenían el avión con la nariz hacia arriba. Aceleré suavemente hacia atrás y ella se acomodó en la hierba delante de la cubierta. El choque partió la cabina a mi alrededor.
Sin embargo, este accidente inicial fue seguido por muchos intentos exitosos, una vez que las pruebas formales comenzaron nuevamente en Farnborough en marzo de 1948. Brown dice en sus memorias (Wings on My Sleeve) que realizó cuarenta aterrizajes exitosos en la cubierta flexible en Farnborough en la primavera. y el verano de 1948. Para noviembre de ese año, el portaaviones ligero HMS Warrior había sido equipado con una cubierta flexible a gran escala, y Brown aterrizó un pequeño avión de combate (un Vampiro) en él. Como dicen sus memorias, “La barriga del avión raspó el cable, el gancho se enganchó. El cable de detención y la plataforma se habían endurecido deliberadamente y el calzo era incómodo, aunque solo por una fracción de segundo”. No todos sus aterrizajes fueron tan exitosos, pero Brown, sin embargo, salió de las pruebas confiado en que el sistema funcionaría. Señaló en su informe oficial,
Cuando Lewis Boddington y dos colegas visitaron los Estados Unidos en marzo de 1949, se mostraron películas de Brown aterrizando su avión en la cubierta flexible al personal de la Oficina de Aeronáutica de la Marina de los EE. UU. Los miembros del equipo británico pasaron la mayor parte de su tiempo en el centro de pruebas de aviación naval. en Patuxent River, Maryland, Naval Aircraft Factory en Filadelfia y cinco empresas de fabricación de aviones: Grumman, McDonnell, Chance Vought, Douglas y North American. En su informe del viaje, Boddington señaló que “las discusiones fueron en todo momento libres y abiertas” y que “en general, métodos similares para resolver las dificultades [estaban] en curso en ambos países”. El capitán Frederick Trapnell, que había estado al mando de un portaaviones de escolta en la Segunda Guerra Mundial, y en marzo de 1949 fue el piloto principal de pruebas en Patuxent River, facilitó este intercambio de ideas.
Las discusiones entre los especialistas técnicos entraron en gran detalle y cubrieron temas tales como técnicas de aproximación de aterrizaje en portaaviones, los problemas de coordinación asociados con las aproximaciones de alta velocidad, las fuerzas gravitatorias impuestas a las estructuras de los aviones por aterrizajes detenidos y despegues catapultados, barreras seguras y funcionales para proteger el avión ya recuperado en el parque de cubierta de los que aún aterrizan, los problemas asociados con hacer que un avión alcance una velocidad adecuada al final de su carrera de catapulta y las dificultades de mover aviones cada vez más pesados en la cubierta de vuelo de un portaaviones. Boddington y sus colegas observaron que era evidente para los oficiales en BuAer que “la aplicación directa de los requisitos y métodos actuales para catapultar y detener no es satisfactoria”, especialmente para aeronaves grandes (de cien mil libras). Esta necesidad de colocar aviones muy grandes en portaaviones estadounidenses se basó en el requisito formal de desarrollar bombarderos con capacidad nuclear. Alejó a los estadounidenses de los británicos, aunque las dos armadas compartían los mismos problemas básicos que surgieron de las innovaciones (aviones a reacción, radares y misiles) producidos durante la Segunda Guerra Mundial.
Los paralelismos entre las dos armadas en el período inmediato de posguerra son sorprendentes. Debido a sus experiencias durante la guerra, ambas armas aéreas navales querían aeronaves más grandes, más pesadas y de mayor alcance para sus portaaviones. Ambos tenían oficiales e ingenieros que creían que era posible desarrollar formas de lanzar y recuperar aviones a reacción de alto rendimiento en portaaviones. Aunque, como observó Boddington, los ingenieros estadounidenses en las empresas aeronáuticas y los funcionarios militares y civiles estaban trabajando en problemas similares, fueron los británicos quienes primero comprendieron todos los problemas que implicaba adaptar los portaaviones existentes a los aviones a reacción. Su solución inicial a este conjunto de problemas, la plataforma de aterrizaje flexible, no sobrevivió a un escrutinio cuidadoso, pero la idea de la plataforma flexible ligeramente desplazada condujo a la plataforma en ángulo,
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