EL RECONOCIMIENTO TÁCTICO Y LA GUERRA FRÍA, EL U-2. PARTE-II

Por:  Javier Sánchez Horneros

Los primeros vuelos del U-2

El 2 de Agosto de 1955, Tony LeVier comenzó las pruebas de taxi del avión en una zona llamada “El Rancho Paraiso”, un apelativo para Groom Lake, o más comúnmente, Área 51, un lugar emplazado entre la Base Aérea de Edwards y el Nevada Test and Training Range, un lugar donde se llevarían a cabo en el futuro las pruebas del SR-71 Blackbird y diversos aviones soviéticos capturados o requisados por medio de operaciones de inteligencia. Las pruebas de Taxi consistían en alcanzar una determinada velocidad y frenarlo en el menor tiempo y distancia posibles. En velocidades de 50 y 60 nudos, las pruebas fueron satisfactorias –aunque la distancia de frenado era superior a la esperada-. Pero al llegar a 70 nudos y sin previo aviso, la gran superficie alar del avión hizo su trabajo: el avión se fue al aire. El intento de llevar el avión al suelo sólo trajo consigo un reventón de neumáticos y la ruptura de las líneas de combustibles.

El Área 51. (USAF).
El Área 51. (USAF).

El 4 de Agosto, finalmente, el avión despegó hasta alcanzar una altura de 8.000 pies. Nimboestratos avanzaban rápidamente hacia la zona de pruebas, por lo que Kelly, a bordo de un T-33 pilotado por Bob Mayte, sugirió a LeVier tomar con la rueda del morro. Fue imposible: por el efecto suelo y el alto coeficiente de sustentación, el avión no consiguió tomar, rebotando contra el suelo y obligando por dos veces realizar un go-around. Finalmente, y con la tormenta cada vez más cerca, tomó con el tren principal, como con un avión convencional (realmente no tan convencional pues las ruedas estaban dispuestas en tándem). El vuelo fue un completo éxito.

Un mes después de este hecho, el U-2 ya volaba a los 70.000 pies requeridos. Meses después, el U-2 había volado ya a 74.500 pies y había realizado vuelos de 5.000 millas y 10 horas de duración. Durante ese tiempo, se detectaron en ocasiones un bajo rendimiento del reactor a esas alturas tan extremas e incluso algunos compressor stall, siendo estudiado por los ingenieros de Pratt & Whitney; aunque a esa altura el U-2 era capaz de planear hasta 250 millas, distancia que recorrería en un intervalo aproximado en una hora gracias a su coeficiente de planeo, de aproximadamente 23:1; el hándicap era que hasta una altura de aproximadamente 35.000 pies, era imposible reencender el reactor. Otro problema era que la etapa del compresor que se encargaba de suministrar aire acondicionado a la cabina sufría de pérdidas de aceite que el piloto comprobaba en primera persona: la cúpula de la cabina recibía un chorro directo a modo de spray…por su cara interna. Aunque el motor nunca se quedaba sin aceite (se perdía aproximadamente un 30-40%), el problema era que el piloto se encontraba con aceite potencialmente inflamable en un entorno de oxígeno puro, que era lo que este respiraba. Como solución de compromiso tras múltiples intentos fallidos, se utilizaron compresas de la marca Kotex. El resultado fue satisfactorio al 100%.

Un problema aún mayor tuvo lugar a los pocos meses de vuelos: los sellos de cabina y de zonas potencialmente peligrosas como las válvulas del motor, se habían resquebrajado completamente. A pesar de que fueron reemplazados, el problema volvió a aparecer. El causante era el ozono, absolutamente presente a la altitud de vuelo del U-2. En esta ocasión, la solución fue relativamente sencilla: reemplazar los sellos con silicona en lugar de emplear caucho. No fue el último: se experimentaban tirones producidos por el reactor a 55.000 pies. El problema cayó directamente en el escritorio del ya mencionado Ben Rich, futuro padre del Lockheed F-117, quien además, había diseñado las toberas de admisión del U-2. El estudio del mismo reveló que el flujo de aire no entraba en las mismas proporciones en la tobera de admisión izquierda que en la derecha; como solución preventiva, se instaló un separador mecánico, aunque el problema no fue completamente resuelto hasta que un año después fue sustituida la unidad de control de combustible por Pratt & Withney.

Lo cierto es que a estos problemas, completamente enmarcados en el ámbito de la ingeniería, se les sumaba o añadía el más importante de todos: el pilotaje del avión.

El U-2 era un avión que demandaba y demanda una completa concentración y un nivel de capacidad de pilotaje superior: físicamente, el piloto necesitaba tener un trasero de acero, en tanto estaría en el interior de una cabina de dimensiones más reducidas que el asiento frontal de un Volkswagen Beetle, respirando oxígeno puro en el interior de un traje presurizado, durante casi 10 horas. Pese a ello, este era el menor de sus problemas. El avión fue diseñado para una subida inmediata hasta altitud operativa tras el despegue, siendo crítico mantener el avión nivelado porque, almacenando una enorme cantidad de combustible en sus alas, al ascender, este se expandía conforme disminuía la presión, alimentando en ciertas ocasiones el motor más por parte de un depósito que por parte de otro, siendo necesario por parte del piloto activar bombas de trasvase de combustible que mantuvieran los depósitos de ambas alas más o menos a una capacidad simétrica.

Durante el ascenso, el piloto podía alcanzar hasta 220 nudos de velocidad mediante el empleo de un mecanismo especial que aumentaba mecánicamente la rigidez de las alas, lo que se conoce como gust control siendo capaces de aguantar rachas de hasta 50 nudos (no confundir con un fijador completo que impide completamente el movimiento de la superficie de control aerodinámica), consiste en colocar los flaps en posición negativa, de forma que se contrarresten las fuerzas aerodinámicas que ocasionan la torsión del ala. Eso sí, tampoco podía permitirse el lujo de que la velocidad de ascenso fuese inferior a 98 nudos, pues entraría en pérdida por baja velocidad.

Durante el vuelo a crucero a altitud operativa, entraba en juego la posibilidad de entrada en pérdida por alta velocidad, concretamente a 102 nudos de indicada y unos 400 nudos de velocidad TAS. En resumen: un coffin corner realmente pronunciado, con un margen de error de +/- 2 nudos de velocidad. Y todavía había más: durante un giro, el ala interior bataneaba por estar a punto de entrar en pérdida, mientras que el ala exterior también bataneaba, pero por efecto del número de Mach y de la compresibilidad, todo ello mientras, incapaz de ver algo excepto el morro del avión a no ser que utilizase una especie de periscopio con un conjunto de lentes capaces de rotar a 360º y con 4 niveles de aumentos utilizados para identificación de objetivos terrestres, debía planificar y corregir su rumbo por sextante bajo un silencio de radio completo.

En este entorno, en 1956 tuvo lugar el primer vuelo sobre Rusia por parte de un piloto de la CIA llamado Harvey Stockman. Todo el personal implicado en el diseño del U-2 estaba completamente convencido de que la tecnología rusa de radares de alerta temprana o EWR no había evolucionado desde la Segunda Guerra Mundial, radares que habían sido cedidos por otra parte por los propios Estados Unidos. Se equivocaban: tras un vuelo de 9 horas, en el que durante toda la navegación despegaron sucesivas oleadas de interceptores soviéticos, se descubrió que los soviéticos habían estado monitorizando el vuelo prácticamente desde el despegue. No sólo eso, sino que los primeros SAMs estaban entrando en servicio. Era cuestión de tiempo que un U-2 fuese derribado.

La disminución de la firma radar del U-2

El proyecto se conoció como Project Rainbow. El objetivo: disminuir la firma radar del U-2 o afrontar una orden presidencial directa ordenando la cancelación del programa, obviamente temiendo las repercusiones de que un U-2 fuese derribado en territorio soviético.

Las primeras ideas fueron aplicar pinturas que hiciesen que el U-2 fuera menos detectable al ojo u observador humano, utilizando pinturas crómicas que cambiaban la tonalidad según la posición del sol. El siguiente intento consistió en utilizar la pantalla Salisbury o Salisbury Screen, consistente en una malla metálica montada en el panel del tren de aterrizaje; el método no fue realmente un fracaso, ya que funcionaba en unas determinadas frecuencias, pero no en el espectro completo.

Kelly pensó que la solución pasaría por aplicar pinturas con núcleos de ferrita, pero lo cierto es que a 70.000 pies, si bien la RCS o sección transversal del radar disminuía varias magnitudes, se dificultaba la evacuación del calor del fuselaje y aumentaban los problemas por sobrecalentamiento. También pensó que las diversas modificaciones no ayudarían a aumentar la capacidad de supervivencia del avión, habría que diseñar uno nuevo desde cero: el Blackbird comenzaba a rondar por su mente.

Sin embargo, “la magia” de los Skunkworks no había finalizado de hacer su efecto con este avión: el equipo de ingenieros electrónicos había comenzado a trabajar en lo que ellos llamaban “la caja negra”, un dispositivo electrónico que, anunciaban, sería capaz de interferir las ondas radar de los radares EWR soviéticos, haciendo que en ciertos casos el avión fuera incluso “invisible” en la pantalla radar. Habían nacido, gracias a la recolección de datos y emisiones electromagnéticas de dispositivos soviéticos, las contramendidas electrónicas o ECM. Esta “caja negra” se instaló en la cola del U-2 y con suerte ayudaría a prevenir el enganche o Lock On de un misil sobre el avión. Así fue en muchos casos.

Cada libra de peso suponía un verdadero quebradero de cabeza para los ingenieros, disminuyendo la altura máxima del avión y su alcance. Pero los aviones, al igual que las personas, tienden a ganarlo con el paso de los años. Así, de un peso de 17.000 libras en 1955, el U-2 pasó a pesar 40.000 libras, fruto de estas mejoras descritas anteriormente y de la adopción de una amplia variedad de sensores de reconocimiento, intercambiables eso sí, tales como sensores electrónicos, sensores capaces de detectar radiación (claro indicio de pruebas nucleares llevadas a cabo), cámaras más potentes, etc.

Sensores del U-2. (USAF).
Sensores del U-2. (USAF).

En 1975, el avión sufrió una mejora sustancial: mayores dimensiones, un nuevo motor (Pratt & Withney J75) y nuevos equipos de reconocimiento –entre los que destacan un radar de apertura lateral-, adaptados a la tecnología del momento, muy diferente a la de 1955. Esta variante fue denominada TR-1 y tras la caída de la Unión Soviética y la adopción del motor General Electric F-118 junto con un sistema receptor GPS, cambiaba la designación nuevamente a U-2S. Recientemente su cabina ha recibido una actualización, pasando a ser de cristal.

U-2S. (USAF).
U-2S. (USAF).

Recientemente, y con la entrada y probada fiabilidad de los drones como aeronave de reconocimiento, se ha abierto un debate sobre la viabilidad de mantener un avión con un historial de servicio ininterrumpido de 60 años pilotado por seres humanos frente a la capacidad de automatismo de drones tales como el Global Hawk y similares (por no hablar de la posibilidad de perder una vida humana durante el transcurso de una misión, como consecuencia de lanzamientos de misiles SAM o simplemente por algún accidente ocurrido durante el vuelo), pero pese a todo, en el momento de escribir estas líneas, el U-2, que sigue en servicio mucho tiempo después que su sucesor, el A-12 y más tarde el SR-71 fueran retirados del mismo, continua volando por los cielos del planeta.

Acerca de Javier Sánchez-Horneros Pérez

Javier Sánchez-Horneros Pérez
Javier Sánchez-Horneros Pérez es Ingeniero Mecánico, escritor técnico aeroespacial con obras publicadas por el Ministerio de Defensa y medios especializados, colaborador asiduo en la Revista de Aeronáutica y Astronáutica, y piloto de ULM.

En la actualidad desempeña su labor diaria en el Flight Test Center de San Pablo (Sevilla), como Ingeniero de Ensayos en Vuelo en la rama FTI (Flight Test Instrumentation) en los llamados “Productos Propios” (C295) y colaborando cuando es necesario en el Programa A400M. Anteriormente ha trabajado como Ingeniero de Sistemas en el Programa A330 MRTT (Getafe), así como Ingeniero de Fabricación y Procesos de componentes aeroespaciales, en una compañía madrileña proveedora de componentes aeronáuticos para Airbus y Boeing, entre otros clientes internacionales.

Compagina esta tarea con la de escritor técnico aeroespacial, habiendo publicado bajo el sello del Ministerio de Defensa (Publicaciones de Defensa) dos obras:"Guiado de Misiles de Combate Aéreo en el Ejército del Aire (Sistemas y Tecnología)" (ISBN 978-84-9781-764-6. NIPO 083-12-151-4) en donde se repasan de forma divulgativa los diferentes métodos de guiado de misiles de combate aéreo y los sistemas de búsqueda y seguimiento de objetivos destinados a tal fin y“Desde el T-33 al Eurofighter. Los Aviones de Combate a Reacción en el Ejército del Aire” (ISBN 978-84-9091-040-5. NIPO 083-15-046-5) en donde se realiza un análisis exhaustivo a la creación, historia, aerodinámica, motores, aviónica y sistemas de búsqueda y seguimiento de objetivos de los reactores de combate que han servido en el Ejército del Aire. Compagina esta labor literaria con colaboraciones en la Revista de Aeronáutica y Astronáutica en donde realiza análisis técnico-divulgativos de diversos sistemas de armas.

Además, fue asesor técnico de sistemas aeroespaciales militares (aerodinámica, grupo motopropulsor, aviónica y sistemas de búsqueda y seguimiento de objetivos) hasta febrero de 2015, en el Museo del Aire de Madrid como integrante de la Asociación de Amigos del Museo del Aire, donde realizó múltiples publicaciones en su blog sobre aviones de combate, tecnología y sistemas asociados.

2 Comentarios

  1. Carlos Gómez-Mira
    Carlos Gómez-Mira García

    Interesante artículo de un avión singular.
    En el fondo el U.2 no es sino un velero con motor. La verdad es que aterrizar un velero “open”, con gran envergadura, sin “frenos aerodinámicos” ,spoilers, es una tarea bastante complicada, debido al “efecto suelo” tan grande que hace el ala. Incluso aterrizar estos veleros aún manejando los spoilers, es algo complicado, y encima suelen ser muy poco “agradecidos” a la hora de aterrizar. No sé por qué Kelly no puso ese sistema de frenos aerodinámicos, en las alas, copiándolo a como lo llevan los veleros, habría resuelto muchos problemas de la aproximación y aterrizaje. En Youtube hay bastantes vídeos de los aterrizajes del U-2 que acaban o en desplomes o en “caballitos” debido a ese problema

  2. Javier Sánchez-Horneros Pérez
    Javier Sánchez-Horneros

    Hola Carlos, leyendo tu comentario me viene a la memoria un párrafo que leí precisamente en Skunk Works, el libro “maestro” en el que Ben Rich desgrana -siempre con una cierta discrección- los proyectos de los Skunk Works (valga la redundancia) durante la época en la que el estuvo allí trabajando, desde los años 50 hasta comienzos de los años 90; en ese párrafo, comenta, más o menos, que uno de los operarios dió un leve golpe con una herramienta a uno de los paneles de las alas…abriendo un agujero en la misma, aunque el golpe no había sido para nada violento¡¡. En ese capítulo, también menciona que las alas necesitan de patines en tierra, porque sin sustentación, las alas se combaban e incluso se llegaban a fragmentar. Durante los ensayos de vuelo, en el que por cierto el ángulo de despegue fue bastante espectacular dado el alto cociente de sustentación del ala, a Tony LeVier le fue imposible aterrizarlo: Kelly le insistió por radio que probase a tomar con la rueda del morro, en lugar de con el tren principal; ante la necesidad, LeVier tomó finalmente con la rueda del morro…accidentando el U-2, aunque de forma leve.

    Todas estas anécdotas puntuales quese dieron durante el programa me lleva a pensar -y antetodo es una hipótesis completamente personal y que puede estar muy equivocada-, que Kelly consideró que si bien el alto cociente de sustentación necesario para operar a más de 70.000 pies en los años 1950 necesitaba de un ala lo más larga posible (concepto de ala infinita) y lo más liviana posible (baja carga alar), también era posible que se deformase hasta límites no aceptables y se generase fatiga en el caso de instalar spoilers y operarlos en vuelo, dado que los largueros y refuerzos del ala estaban reducidos a la mínima expresión y seguramente, serían incapaces de soportar los esfuerzos aerodinámicos inducidos en la envolvente de vuelo.

    Pero bueno, no deja de ser una hipótesis mia formulada en base a sucesos, no a demostraciones fundamentadas en un cálculo ni nada parecido.

    Gracias por leerlo Carlos¡¡