Aviones raros: El Ames-Dryden-1 (AD-1)

El avión Ames-Dryden-1 (AD-1) fue diseñado para investigar el concepto de un ala oblicua (pivotante), también conocida como ala de tijera o ala de geometría variable con flecha asimétrica. El ala podría girarse sobre su pivote central, de modo que pudiera adquirir un ángulo más eficiente para cada velocidad a la que volaba el avión.

Robert T. Jones de la NASA, fue el ingeniero al que se le atribuye la idea de un ala oblicua, pero este concepto ya había sido estudiado en 1944 por los alemanes (cómo no).  

Durante la Segunda Guerra Mundial, varias compañías aeronáuticas alemanas estaban desarrollando cazas utilizando tecnología de ala oblicua para obtener velocidades más altas. Primero fue el Blohm und Voss BV P 202, luego vino el Messerschmitt Me P 1109, que tenía dos alas pivotantes, superior e inferior.

Los estudios llevados a cabo en el túnel de viento en Ames (Moffett Field, CA) indicaban que un diseño de ala oblicua en un avión supersónico podría alcanzar el doble de economía de combustible que un avión con alas convencionales. El proyecto se llevó a cabo entre 1979 y 1982.

El ala oblicua en el AD-1 giraba alrededor del fuselaje, permaneciendo perpendicular a él durante el vuelo lento y girando en ángulos de hasta 60 grados a medida que aumentaba la velocidad del avión. Los estudios analíticos y del túnel de viento que Jones realizó en el centro Ames de la NASA demostraban que un avión de ala oblicua del tamaño de un avión que vuela a velocidades de hasta Mach 1.4 (1.4 veces la velocidad del sonido) tendría un rendimiento aerodinámico sustancialmente mejor que el avión con alas convencionales.

El avión tenía 11,8 metros de largo y 2 metros de alto y una envergadura de 9,8 metros, sin ángulo. Estaba construido de plástico reforzado con fibra de vidrio y pesaba 658 kg, vacío. El vehículo estaba propulsado por dos pequeños motores turborreactores, cada uno produciendo 220 libras de empuje al nivel del mar. Debido a problemas de seguridad, el avión se limitó a velocidades de 275 kph.

La idea no era descabellada. De hecho, es lo que viene ocurriendo desde la introducción del ala en flecha para "engañar" al ala y hacerle creer que el aire va más despacio. En la ilustración que sigue se puede ver que el flujo de aire (flecha azul de A a B) es la velocidad a la que viaja el avión. 

El "truco" está en que el ala solo genera sustentación con la componente perpendicular de este flujo de aire (flecha verde de A a C). La componente del flujo que se descompone en sentido hacia la punta del ala (flecha de C a B) no se tiene en cuenta para la sustentación. De esta manera el avión vuela a una velocidad relativa a la flecha azul, pero el ala solo "siente" una velocidad equivalente a la flecha verde. Nuestro vuelo de crucero puede, de esta manera, ser más rápido.  

El aflechamiento no está limitado al diseño de alas con flecha regresiva, la teoría solo dice que se puede hacer un aflechamiento y da igula si este es progresivo o regresivo, tal como se muestra en el avión X-29 de Gruman o en este modelo alemán.

Desde este punto de vista el  Ames-Dryden-1 (AD-1) no era ninguna locura.

El genio detrás del proyecto

Robert T. Jones (1910–1999) es descrito como un "genio americano" autodidacta. A pesar de no haber completado una educación universitaria formal, se convirtió en uno de los aerodinamistas más importantes del siglo XX.

• Formación temprana: Se interesó por la aviación desde niño y trabajó en un circo aéreo a cambio de lecciones de vuelo. Estudió de forma independiente matemáticas avanzadas y aerodinámica, lo que le permitió impresionar a figuras como Max Munk para entrar en la NACA (predecesora de la NASA) en 1934.
• Logros clave: Antes de su trabajo con el ala oblicua, Jones ya era famoso por desarrollar la teoría del ala en flecha (swept wing) y el ala en delta para vuelos supersónicos, descubrimientos que cambiaron la historia de la aviación.
• Polímata: Jones tenía intereses vastos, desde la construcción de violines y telescopios hasta estudios sobre el flujo sanguíneo humano y la teoría de la relatividad.

El Concepto del Ala Oblicua

El ala oblicua es una configuración de ala de geometría variable que pivota sobre un solo eje central.

• Ventajas teóricas: Jones propuso que un ala que gira como un todo (en lugar de plegarse simétricamente) reduce drásticamente la resistencia aerodinámica a velocidades supersónicas.
• Eficiencia: Este diseño permite variar el ángulo de la flecha según la velocidad: posición recta para despegues y aterrizajes eficientes, y posición oblicua (con una punta hacia adelante y otra hacia atrás) para vuelo de alta velocidad.
• Desafío a la simetría: Aunque la mayoría de los aviones son simétricos, Jones demostró que la asimetría oblicua era superior aerodinámicamente para el transporte supersónico.

Legado y Propuestas Posteriores

Tras el éxito del AD-1, se exploraron conceptos más avanzados:

• F-8 Oblique Wing: Se planeó utilizar un caza F-8 modificado para probar el ala oblicua a velocidades supersónicas, aunque el proyecto fue cancelado por falta de fondos.

• Impacto: En el libro publicado por la NASA sobre este proyecto, se dice que, aunque no se han construido aviones comerciales de ala oblicua debido a la cautela de los ingenieros sobre sus propiedades aeroelásticas y la preferencia por la simetría, la base de conocimientos establecida por Jones y el AD-1 sigue siendo una solución técnica superior para futuros transportes de alta eficiencia.

¿Por qué este aparato no recibió la designación X para aviones de investigación y experimentación?

Solo la Fuerza Aérea (USAF) puede designar un avión como un avión X (la oficina está en Battle Creek, Michigan). La USAF solo lo hace cuando patrocina o tiene una participación clara en el proyecto, y el AD-1 no recibió apoyo de la USAF.