Diseños fallidos de despegue vertical: El Rockwell XFV-12A y el Lockheed XV-4 Hummingbird

 

XFV-12A en una calle de rodaje en el Aeropuerto Internacional de Port Columbus

El Rockwell XFV-12A fue un avión experimental de la Marina de los Estados Unidos de la década de 1970 diseñado para combinar el despegue y el aterrizaje vertical (VTOL) con un rendimiento supersónico de Mach 2+. 

Destinado a la operación desde pequeños portaaviones, utilizó un sistema único de ala aumentada de empuje que redireccionaba el escape del motor a través de las alas y los canards para generar elevación durante el vuelo, en lugar de usar ventiladores de elevación o boquillas giratorias.

El Rockwell XFV-12 fue un prototipo de caza supersónico de la Armada de los Estados Unidos construido en 1977. El diseño del XFV-12 intentó combinar la velocidad Mach 2 y el armamento AIM-7 Sparrow del F-4 Phantom II en un caza VTOL para el pequeño buque de control marítimo en estudio en ese momento. (Dibujo de Rockwell International.)

El buque de control marítimo (SCS) fue un pequeño portaaviones desarrollado y conceptualizado por la Armada de los Estados Unidos bajo el Jefe de Operaciones Navales Elmo Zumwalt durante la década de 1970. El SCS estaba destinado a ser un buque de escolta, proporcionando apoyo aéreo a los convoyes. Fue cancelado después de los recortes presupuestarios a la Marina de los Estados Unidos.

Características generales del XFV-12A

• Tripulación: 1
• Longitud: 13,39 m.
• Envergadura: 8,7 m.
• Altura: 3,15 m.
• Área del ala: 27,2 m2
• Peso vacío: 13.800 lb (6.260 kg)
• Peso bruto: 19.500 lb (8.845 kg)
• Peso máximo de despegue: 24.250 lb (11.000 kg)
• Capacidad de combustible: 2.763 litros en dos tanques del fuselaje y dos tanques de ala integrales
• Planta de motríz: 1 × Pratt & Whitney F401-PW-400 motor turboventilador postcombustión, 30,000 lbf (130 kN) con postcombustión

Rendimiento

• Velocidad máxima: Mach 2.2-2.4
• Empuje/peso: 1.5 (convencional)
• Carrera de despegue: 91 m a 24.250 lb (11.000 kg)

Armamento

• Cañones: 1 cañón Vulcano M61 de 20 mm, 639 rondas
• Misiles: 2 gorriones AIM-7 (transportados bajo el fuselaje) y 2 AIM-9L Sidewinder AAM o 4 AIM-7

Diseño y desarrollo

En 1972, la Marina emitió una solicitud para recibir propuestas de un avión de combate / ataque supersónico V / STOL de próxima generación. El diseño de Rockwell con el XFV-12 ganó contra la propuesta de Convair con el Convair Model 200. El XFV-12A, a pesar de que su concepto se consideraba arriesgado en comparación con el del Harrier, fue seleccionado para su desarrollo.

Para reducir los costes, se utilizaron el morro del Douglas A-4 Skyhawk y las tomas del F-4. Las pruebas de la plataforma del motor comenzaron en 1974. Las pruebas de modelos realizadas en el túnel de viento a gran escala en Langley (NASA) mostraron que los niveles de aumento de empuje proyectados eran muy optimistas, y que la aeronave probablemente sería incapaz de volar verticalmente con el empuje disponible, mientras que el diseño seguía siendo adecuado para el vuelo convencional.

El XFV-12 utilizaba un novedoso concepto de eficiencia alar aumentada con empuje en el que el escape se dirigía a través de espacios abiertos en el ala. Eran como persianas venecianas diseñasa para aumentar la sustentación disponible, algo así como lo logrado con el XV-4 Hummingbird (colibrí) de Lockheed (debajo). 

El Lockheed XV-4 Hummingbird (designado originalmente VZ-10) fue un proyecto de l8s años 60 desarrollado por los Estados Unidos para demostrar la factibilidad de usar el concepto VTOL (despegue y aterrizaje vertical) como aeronave de vigilancia. Los dos prototipos construidos resultaron destruidos en sendos accidentes.

La disposición con ranuras limitaba el transporte de armas que debían situarse bajo el estrecho fuselaje y dos raíles para misiles en montajes conformados. Sus canards eran extremadamente grandes, casi el 50% del área de las alas, lo que la convierte efectivamente en un ala en tándem al estilo del Saab-37 Viggen sueco. 

El motor turbofan de postcombustión de clase 30,000 lbf (130 kN) se modificó para proporcionar suficiente empuje para levantar el peso del avión de 20,000 lb (9,072 kg). Algunas de estas modificaciones incluyeron el cierre del escape del motor trasero y la redirección de gases a través de conductos a boquillas eyectoras en las alas y canards para la sustentación vertical.

En Rockwell pensaban que habían encontrado el sistema VTOL definitivo. Los modelos a escala funcionaban bien en el túnel del viento, pero las pérdidas internas en los conductos no se escalaban de manera lineal. Lo que funcionó bien en modelos, luego no funcionó a gran escala.

En Rockewell pobaron a construir una sola ala y alimentarla con aire procedente de un motor antes de dar el paso y hacer el prototipo completo. Ver imagen.

Lad idea era revolucionaria. ver imágenes. 

A pesar de su ambicioso diseño, el XFV-12A nunca logró un vuelo vertical. El sistema de aumento de propulsión no produjo suficiente empuje, y el programa fue finalmente cancelado. Aunque nunca voló según lo previsto, el XFV-12A proporcionó importantes lecciones que influyeron en la investigación posterior de VTOL y STOVL, como el actual F-35 recordándonos que incluso los prototipos fallidos desempeñan un papel clave en el avance de la tecnología aeroespacial.

El avión STOVL F-35B está diseñado para reemplazar a la segunda generación del Harrier, que fue el primer avión operacional de aterrizaje vertical y despegue corto.