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1ª Parte; El avión y su configuración
A pesar de que ya se han hecho unas cuantas entradas en el Blog de la Asociación de Amigos del Museo del Aire sobre reactores de combate más modernos y avanzados que el T-33, no está de más realizar unas breves entradas sobre el entrenador avanzado del Ejército del Aire desde el comienzo de la recepción de material americano en materia de aviones a reacción, en Marzo de 1954, hasta que fue dado de baja del Servicio en 1985, casi 31 años después de su llegada. La concepción del P-80, avión a reacción en el que se basaba el T-33, es de sobra conocida por todos: en una época en la que los primeros reactores y bombarderos de combate aparecían esporádicamente en el Teatro de Operaciones Europeo durante la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos iba a la zaga en cuanto a avances técnicos y científicos en materia de propulsión a reacción, habiéndose decantado previamente durante los años 20 y 30 por el desarrollo de sistemas híbridos a reacción, en el que un motor convencional accionaría un compresor de un número de etapas determinadas, ensayados en el NACA. Inglaterra y Alemania, por otra parte, habían confiado en el desarrollo de motores de compresor centrífugo en el primer caso (Sir Frank Whittle y su empresa Power Jets) y de motores cohete y de compresor axial (con ejemplos reales como el Me-262, por citar sólo uno de ellos).
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| Me-262 en el Museo de Dayton. (USAF) |
Los aliados eran conscientes de que Alemania había dado grandes pasos en dos puntos fundamentales en el desarrollo de aparatos de altas prestaciones:
· El vuelo a grandes velocidades y los estudios sobre la compresibilidad, plasmados en alas en fleche como el mencionado Me-262. Sin embargo, es justo mencionar que hasta que no acabó la guerra y se capturaron los estudios y conclusiones sobre estos, los aliados no fueron conscientes de la magnitud, alcance e implicaciones de los mismos.
· El desarrollo de motores de compresor axial, plasmados –una vez más- en el Me-262 y presente en otros proyectos de desarrollo avanzados como el “ala volante o Ho 229).
Inglaterra ya tenía en su arsenal aviones de combate a reacción, pero con compresores del tipo centrífugo, y en cuanto a Estados Unidos, disponía del P-51 Mustang, posiblemente el avión a pistón con el número de Mach táctico más alto de su momento, pero que estaba aproximadamente a unos 150 km/h por detrás del Me-262, y eso realizando un picado con motor completamente abierto. Clarence “Kelly” Johnson, de la Lockheed, propuso, en 1943, con un selecto grupo de ingenieros a su cargo que darían lugar a los Skunk Works, hacer un prototipo en sólo 180 días, de los cuales finalmente empleó 143. El resto como quien dice, es historia.
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| XP-80 A Grey Ghost. (USAF) |
La introducción nos sirve para entender el porqué del diseño del T-33, un avión que como se ha mencionado, estaba basado en el P-80, y que básicamente se diferenciaba del mismo en la adición de un segundo asiento y en una mayor longitud. Siempre ha llamado la atención lo conservador del diseño del mismo y el porqué no se emplearon motores a reacción de compresor axial, ya conocidos en la época. Las razones las podemos encontrar en los puntos introductorios antes mencionados, de forma que:
· El empleo del motor de compresor centrífugo, en este caso un Allison J-33, se debe tanto a las relaciones con Inglaterra (que cedió avances tecnológicos que posibilitaron el desarrollo del J-33) como al mayor empuje proporcionado en ese momento de la aviación, por los compresores de tipo centrífugo. En los años 1940, para obtener un empuje equivalente al proporcionado por un motor de compresor centrífugo, los motores de compresor axial necesitaban de una gran cantidad de etapas (rotor-estátor) así como, entre otros, de un estudio exhaustivo en materia construcción de álabes, resonancia (resumiendo mucho el concepto, vibraciones que afectaban a la vida de los álabes) y temperaturas por citar algunos factores. También hay un pero: hay que ser muy cuidadoso con el mando de gases, dado que la sección del compresor es muy pesada y voluminosa, lo que necesita de un mayor esfuerzo por parte de la turbina para moverse o dicho de otra forma: un movimiento brusco del mando de gases conlleva una mayor cantidad de combustible en las cámaras de combustión, pudiendo en el peor de los casos provocar una explosión o una entrada en pérdida del compresor, o simplemente, una parada de motor, estos dos últimos casos según las condiciones en las que en ese momento se encuentre el avión.
· Ala convencional o recta: los estudios sobre el fenómeno de la compresibilidad realizados por la NACA, no estaban muy avanzados, no porque no se dispusieran de túneles de viento supersónicos –que los había- sino porque en la región de velocidades que se sitúa entre Mach 0.75 y Mach 1.25 aproximadamente, era imposible obtener datos que permitiesen a científicos e ingenieros avanzar en el estudio de la compresibilidad y por tanto, desarrollar aviones más eficientes aerodinámicamente hablando. Sólo hasta después de la Guerra, no se conocieron los avances alemanes en materia de alas en flecha, que paradójicamente, ya habían sido anunciados por el Profesor Robert T. Jones, también de la NACA, a finales de los años 1930 y comienzos de los 1940, pero que habían sido desestimados.
Este conjunto de circunstancias hicieron que Kelly Johnson desarrollase un avión a reacción de compresor centrífugo pero de ala recta, eso sí, con el ala recta de diseño más avanzado que se conocía en la época: el ala de flujo laminar del P-51 Mustang.
Volvemos al mismo punto: la compresibilidad. Este fenómeno ya se conocía en los últimos modelos de aviones de combate de pistón: los mandos se agarrotaban, los elevadores perdían eficacia…hasta que apareció el Mustang. El Mustang incorporaba la mencionada ala de flujo laminar. Este ala permite retrasar los efectos de la mencionada compresibilidad, de tal forma que el Mach táctico del P-51 era de Mach 0.75 y el Mach límite, de 0.81 aproximadamente, superior al de aviones de la época. Desafortunadamente, siendo como es un ala pensada en el vuelo a altas velocidades, el manejo durante el despegue y a bajas velocidades puede hacerse complicado para el piloto, al no generar tanta sustentación durante estas regiones de la envolvente de vuelo. No obstante, es perfecta para un reactor con una configuración tan conservadora como lo fue el T-33. Este ala su vez , estaba provista como es natural de alerones, pero que contaban con una particularidad: un booster o servomando que asistía al piloto en el alabeo a grandes velocidades.
Como mejora de aerodinámica, y a su vez extensión del alcance del avión, se dispone de tanques en los tips de las alas. La mejora de la aerodinámica viene dada por las interacciones existentes entre la capa límite del ala y la corriente de aire libre en los extremos de esta. La presencia de una forma aerodinámica en los tipssuaviza dicha interacción o lo que es lo mismo, aunque aumenta el peso del avión, se disminuye la resistencia inducida generada en vuelo.
En cuanto al motor, ya se han mencionado las virtudes y defectos de este. Para paliar que los excesos de combustible que pudieran salir en forma de combustible atomizado de las cámaras de combustión permanecieran en la sección final del motor, con el correspondiente riesgo de acumulación del mismo y de detonación dadas las altas temperaturas de los gases de escape, el T-33 disponía de un rebosadero, también presente en el F-86 y del que en pleno vuelo podían verse salir pequeñas gotitas de combustible, según se actuara en el mando de gases.
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| Sección de escape del T-33. Nótese la tobera de escape de sección fija y el mencionado rebosadero. (Autor) |
Como sistema de navegación, se disponía de un ADF/NDB, cuyo receptor se situaba en el morro, en el interior de un receptáculo dieléctrico pintado de un color negro característico y que permitiese la recepción de dichas ondas, de forma que no se dependiese únicamente de un conjunto de marcar o puntos de referencia sobre el terreno, sino de una navegación más avanzada en condiciones de baja o nula visibilidad, en definitiva, el vuelo instrumental.
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| Morro del T-33 en donde se aloja el receptor de navegación del T-33. En la misma imagen se puede ver el depósito del tip. |
Estos son los puntos más reseñables en cuanto al diseño del T-33, un precursor en toda regla y en el que nuestros reactoristas y los de muchos otros países dieron sus primeros pasos en la aviación a reacción.
Autor: Javier Sánchez-Horneros Pérez (Aquí podéis ver su perfil en Linkedin)