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[I+F] Desarrollo de las toberas de empuje vectorial (Pt.1)

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[I+F] Desarrollo de las toberas de empuje vectorial (Pt.1)

Desarrollo de las toberas de empuje vectorial - Parte 1

Rockwell X-31A

En la década de los 70 el Dr. Wolfang Herbst, de MBB (Messerschmitt-Bolkow-Blohm) propuso el revolucionario concepto de variar el ángulo de empuje del chorro del motor de los aviones para mantener el control de la aeronave una vez que la posición natural de perdida hubiera sido alcanzada o sobrepasada. Así las toberas vectorizables, reemplazarían a los timones en la zona de post-pérdida. La mayor dificultad estribaba en integrar al sistema de control de vuelo computarizado de la aeronave el vector de empuje tanto dentro como más allá de las tolerancias naturales de pérdida.

Se realizaron pruebas simuladas del concepto mediante CFD (Computational Fluid Dynamic _ Dinámica de Fluidos Computacional ). Finalmente MBB y Rockwell International bajo los auspicios del gobierno alemán y la DARPA norteamericana comenzaron el desarrollo conjunto del X-31A, primera aeronave de la serie X desarrollada mediante la cooperación internacional. Posteriormente se incorporaron la NASA, la USAF, la US Navy y el DLR alemán.

Para abaratar costos se partió de la base del Eurofighter 2000 y se usaron componentes de otros aviones ya en servicio, siendo el X-31A un monomotor con ala delta y planos canard. El motor seleccionado para propulsarlo fue el General Electric F-404 equipado en su tobera de escape con 3 paletas de desvío del empuje. Fabricadas con fibra de carbono, estas paletas podian desviar, o sectorizar, hasta 15° la dirección de escape de los gases. El sistema de paletas vectoriales fue bautizado “Remos de Pagaya”

Detalle de la tobera del Rockwell-MBB X-31

El 1er vuelo del X-31A fue el 11 de octubre de 1990. A fines de 1991 se llevaron a cabo vuelos con ángulos de trepada de hasta 50° con pleno control de la aeronave.

En abril de 1992 se iniciaron los ensayos de post-pérdida y se cumplieron vuelos estabilizados en dirección horizontal con ángulos de ataque de 70° y giros de 360° a este ángulo de vuelo. Otro hito fue la "Maniobra Herbst" en la que el X-31A trepa a gran velocidad en una extrema maniobra post-pérdida y gira en un radio estrecho a alta velocidad hacia la dirección opuesta. La aeronave puede, de este modo, virar 180° en un radio extremadamente pequeño.

Finalmente en septiembre de 1993 se realizaron ejercicios de combate aéreo cercano, usando la vectorización, contra un F/A-18A resultando vencedor el X-31A en el 80% de los encuentros.

Hasta el año 95 se realizaron 523 vuelos y 339 horas con los dos prototipos del X-31A, recopilándose valiosos datos sobre el vuelo post-pérdida.

Actualmente el X-31A esta disponible para realizar nuevos ensayos cuando sea necesario o cuando algun organismo lo solicite. Durante un tiempo se hablo de que el X-31A podía ser alistado para ensayarr la nueva tobera vectorial en tres dimensiones de la empresa española ITP. Esta tobera se destaca por tener un diseño de anillos portadores que emplean un único sistema de actuadores hidráulicos para controlar todas las funciones de la tobera: la sección convergente de la garganta y la sección convergente/divergente y vectorizable de la tobera, es decir los pétalos exteriores. Este sistema mejora las prestaciones del motor y reduce el peso y los costes. Sus características son un ángulo máximo de deflexión mecánica de 20°, un ángulo máximo de deflexión fluidodinámica de 23° y una velocidad máxima de deflexión de 60°/Seg. Es posible que cuando se complete su desarrollo esta tobera equipe a futuras versiones del Saab JAS39 "Gripen" y el Eurofighter Typhoon.