Publicado: Vie Oct 04, 2013 12:51 pm
En todo esto no se ha citado el problema principal con el que se encontró al JAAF al intentar interceptar a los B-29. Como ya se ha citado, el rendimiento de sus motores a alta cota era entre malo y pésimo. Eso significaba que a esas cotas solo se disfrutaba de una fracción de su potencia. Por ello alcanzar la cota adecuada para la intercepción era algo angustioso, se podía tardar hora y media desde el despegue (como muy bien nos ha contado el compañero Steinert), lo que implicaba que si no había alerta con tiempo suficiente resultaba imposible interceptar a los B-29. De ahí la gravedad que tuvo la pérdida de Iwo Jima y la anulación de los radares de las Bonin.
Una vez a esa cota el problema no acababa. La escasa potencia disponible, junto con la elevada resistencia aerodinámica de las células (luego iré a ello) hacía que los cazas apenas superasen en velocidad a los bombarderos: incluso solo 15 km/h. Con esa diferencia de velocidad las “pasadas” desde atrás o los flancos eran prácticamente imposibles, al estar los bombarderos fuertemente armados (recordemos que las ametralladoras y cañones de 20 mm de los B-29 tenían un sistema de puntería centralizado). Prácticamente solo se podían efectuar ataques frontales, y una sola vez. Otra cuestión eran los aviones averiados por la antiaérea o con averías, claro.
Pero esa diferencia de velocidad era volando recto, porque cuando uno maniobraba aparecía otro problema. Los aviones japoneses estaban en su mayoría diseñados para tener gran maniobrabilidad, lo que implica gran superficie alar. Eso no necesariamente es malo a alta cota (recordemos la enorme superficie alar del U-2), pero solo si se tiene potencia suficiente. Además (por lo que sé) se usaban perfiles alares relativamente gruesos, eficientes a baja velocidad pero muy ineficientes a alta, y que causaban gran resistencia.
Además los pilotos japoneses, con sus aviones inadecuados para alta cota, se enfrentaban a una trampa: era muy fácil entrar en barrena. En el hilo sobre el Westland Welkin se citó el problema al que se enfrentó, el mínimo margen entre stal (entrada en pérdida) y el shock stall (el fenómeno de compresibilidad, es decir, entrada en pérdida a altas velocidades). Me explico.
Los aviones japoneses estaban diseñados para ser muy ágiles, comparables a los biplanos a so que sustituían. Para eso se necesita gran capacidad de sustentación a baja velocidad: eran aviones con carga alar pequeña, es decir, con superficie alar grande (y generalmente con envergadura grande): el Ki-43 tenía la misma superficie alar que el P-51 Mustang, que pesaba el doble. Eso es bueno a baja velocidad: el problema en ese caso es el stall o entrada en pérdida.
El stall o entrada en pérdida se entiende: el flujo del aire no es lo suficientemente rápido como para que se mantenga pegado al ala. Cuando el flujo se desprende el ala pierde sustentación. Pero si el avión está girando, una semiala se mueve más deprisa que la otra y es el ala interior al viraje la que pierde bruscamente sustentación. Como la otra semiala sigue “volando”, “tira” hacia arriba y el avión gira bruscamente sobre su eje, y dependiendo de las características del avión puede pasar que simplemente caiga en picado (como los bombarderos en picado cuando inician su ataque, fijaos como giran bruscamente al principio) o mejor aun, que entre en barrena. Si eso pasa a alta cota, malo, porque el avión pierde altura y velocidad y pasa a ser presa fácil. Si el stall se produce a baja cota, no da tiempo a corregirlo y el avión se estrella. Ese fenómeno era típico en los aviones con elevada carga alar de la SGM: por ejemplo, el B-26 (Widow maker) pero también del P-51 o de las versiones finales (muy sobrecargadas) del Me-109. Los aviones japoneses no solían tener ese problema, con excepciones como el Ki-44 o el J2M.
A mayor sea la cota menor es la densidad del aire, y se desprende con mayor facilidad del ala, por lo que se precisan velocidades mayores, un perfil que proporciona sustentación a 120 km/h a nivel del mar puede precisar 400 km/h a cotas altas. Por suerte la menor densidad del aire disminuye la resistencia al avance, y simplemente el avión volará más deprisa… si el motor es capaz de proporcionar suficiente potencia a esa cota. Pero ay he dicho en el anterior mensaje que los motores japoneses tenían una acusada pérdida de rendimiento a esa cota. Llegaba un momento que no podían mantener la suficiente velocidad como para evitar la pérdida, siendo el techo máximo.
Nótese que cuando uno vuela cerca del techo máximo se la está jugando, porque cualquier maniobra brusca que haga hará que un ala entre en pérdida, y el avión caerá o, más probablemente, entrará en barrena. La barrena es una situación crítica, porque la fuerza centrífuga aplasta al piloto contra su asiento y apenas puede mover los mandos, ni pensar en saltar (puede ser imposible incluso accionar un asiento eyectable). Para la barrena cada avión es especial. Algunos modelos eran muy nobles, por ejemplo el F-86 Sabre, en el que bastaba con dejar los mandos en posición neutra y disminuir el ángulo de ataque para salir de ella. En muchos aviones de la SGM era preciso intentar corregir el giro mediante el timón, dar más potencia y picar para aumentar la velocidad (por ejemplo en el Spitfire), maniobra que no todo el mundo sabía hacer cuando el avión caía dando vueltas. Había aviones en los que era casi imposible salir de la barrena, como pasaba con el caza japonés Kawanishi N1K “George”, uno de los “cazadores de B-29”. Los pilotos de los N1K que intentaban interceptar a los B-29 se jugaban la vida en cada salida, y la tasa de accidentes fue elevadísima. El P-51D tenía también esa característica cuando el depósito del fuselaje estaba lleno, por eso solía ser el primero en usarse: cuando ese depósito estaba medio lleno el comportamiento del avión cambiaba, pasando de ser un bicho peligroso a un avión ágil y noble.
La entrada en pérdida no era el único riesgo, porque también estaba el “shock stall” o entrada en pérdida por compresibilidad. El fenómeno se produce cuando el flujo de aire en una parte del ala (o del fuselaje) supera la velocidad del sonido (aunque el avión no la supera). A velocidad a la que eso ocurre es el “Mach crítico”. Cuando se produce ese fenómeno se producen turbulencias que desprenden la capa de aire. La pérdida se produce solo en parte del ala, con lo que cambia su equilibrio, es decir, el avión no solo pierde sustentación sino que se desequilibra y cae en picado… lo que aumenta la velocidad y empeora aun más el control. Lo mismo ocurre con las superficies de control que se vuelven inefectivas. El avión cae en picado incontrolable y lo único que puede hacerse es reducir motor y esperar que a cotas más bajas la mayor resistencia del aire frene al avión. Ese fenómeno afectaba a los aviones de altas prestaciones de la época, y era peor a mayor era el espesor alar. Algunos aviones como el Spitfire eran relativamente resistentes al fenómeno, en otros como el P-38 era muy acentuado.
Sobre esto, el Mach crítico del Me-262 era de 0.83-0,86. Eso unido a la resistencia transónica de la célula (es el mejor ejemplo de cómo no cumplir la regla del área) hace prácticamente imposible que ese avión superase la velocidad del sonido ni en picado: no solo la resistencia aerodinámica transónica era muy elevada, sino que el avión se hubiese hecho incontrolable y se hubiese desintegrado.
Volviendo: el problema para un piloto japonés que intentase interceptar a un B-29 era crítico. Por una parte la escasa potencia de sus motores hacía que apenas tuviesen margen de velocidad. Al volar cerca de su techo máximo cualquier maniobra brusca podría acabar en una barrena. Y además al tener un perfil alar grueso su Mach crítico era bajo, por lo que si picaban para ganar velocidad sus aviones se hacían incontrolables. Para los pocos aviones con suficiente relación peso potencia como para alcanzar a los B-29 (por ejemplo el Mitsubishi J2M) había un margen escaso entre la velocidad de entrada en pérdida y el Mach crítico, es decir, los pilotos tenían que volar con sus motores a toda potencia pero sin hacer maniobras bruscas, y vigilando con los picados. En esa situación los P-51 (y luego los P-47) no es que tuviesen demasiado margen, pero con su ala de flujo laminar (P-51) o si ala elíptica de bajo espesor (P-47) se las apañaban mucho mejor.
Saludos
Una vez a esa cota el problema no acababa. La escasa potencia disponible, junto con la elevada resistencia aerodinámica de las células (luego iré a ello) hacía que los cazas apenas superasen en velocidad a los bombarderos: incluso solo 15 km/h. Con esa diferencia de velocidad las “pasadas” desde atrás o los flancos eran prácticamente imposibles, al estar los bombarderos fuertemente armados (recordemos que las ametralladoras y cañones de 20 mm de los B-29 tenían un sistema de puntería centralizado). Prácticamente solo se podían efectuar ataques frontales, y una sola vez. Otra cuestión eran los aviones averiados por la antiaérea o con averías, claro.
Pero esa diferencia de velocidad era volando recto, porque cuando uno maniobraba aparecía otro problema. Los aviones japoneses estaban en su mayoría diseñados para tener gran maniobrabilidad, lo que implica gran superficie alar. Eso no necesariamente es malo a alta cota (recordemos la enorme superficie alar del U-2), pero solo si se tiene potencia suficiente. Además (por lo que sé) se usaban perfiles alares relativamente gruesos, eficientes a baja velocidad pero muy ineficientes a alta, y que causaban gran resistencia.
Además los pilotos japoneses, con sus aviones inadecuados para alta cota, se enfrentaban a una trampa: era muy fácil entrar en barrena. En el hilo sobre el Westland Welkin se citó el problema al que se enfrentó, el mínimo margen entre stal (entrada en pérdida) y el shock stall (el fenómeno de compresibilidad, es decir, entrada en pérdida a altas velocidades). Me explico.
Los aviones japoneses estaban diseñados para ser muy ágiles, comparables a los biplanos a so que sustituían. Para eso se necesita gran capacidad de sustentación a baja velocidad: eran aviones con carga alar pequeña, es decir, con superficie alar grande (y generalmente con envergadura grande): el Ki-43 tenía la misma superficie alar que el P-51 Mustang, que pesaba el doble. Eso es bueno a baja velocidad: el problema en ese caso es el stall o entrada en pérdida.
El stall o entrada en pérdida se entiende: el flujo del aire no es lo suficientemente rápido como para que se mantenga pegado al ala. Cuando el flujo se desprende el ala pierde sustentación. Pero si el avión está girando, una semiala se mueve más deprisa que la otra y es el ala interior al viraje la que pierde bruscamente sustentación. Como la otra semiala sigue “volando”, “tira” hacia arriba y el avión gira bruscamente sobre su eje, y dependiendo de las características del avión puede pasar que simplemente caiga en picado (como los bombarderos en picado cuando inician su ataque, fijaos como giran bruscamente al principio) o mejor aun, que entre en barrena. Si eso pasa a alta cota, malo, porque el avión pierde altura y velocidad y pasa a ser presa fácil. Si el stall se produce a baja cota, no da tiempo a corregirlo y el avión se estrella. Ese fenómeno era típico en los aviones con elevada carga alar de la SGM: por ejemplo, el B-26 (Widow maker) pero también del P-51 o de las versiones finales (muy sobrecargadas) del Me-109. Los aviones japoneses no solían tener ese problema, con excepciones como el Ki-44 o el J2M.
A mayor sea la cota menor es la densidad del aire, y se desprende con mayor facilidad del ala, por lo que se precisan velocidades mayores, un perfil que proporciona sustentación a 120 km/h a nivel del mar puede precisar 400 km/h a cotas altas. Por suerte la menor densidad del aire disminuye la resistencia al avance, y simplemente el avión volará más deprisa… si el motor es capaz de proporcionar suficiente potencia a esa cota. Pero ay he dicho en el anterior mensaje que los motores japoneses tenían una acusada pérdida de rendimiento a esa cota. Llegaba un momento que no podían mantener la suficiente velocidad como para evitar la pérdida, siendo el techo máximo.
Nótese que cuando uno vuela cerca del techo máximo se la está jugando, porque cualquier maniobra brusca que haga hará que un ala entre en pérdida, y el avión caerá o, más probablemente, entrará en barrena. La barrena es una situación crítica, porque la fuerza centrífuga aplasta al piloto contra su asiento y apenas puede mover los mandos, ni pensar en saltar (puede ser imposible incluso accionar un asiento eyectable). Para la barrena cada avión es especial. Algunos modelos eran muy nobles, por ejemplo el F-86 Sabre, en el que bastaba con dejar los mandos en posición neutra y disminuir el ángulo de ataque para salir de ella. En muchos aviones de la SGM era preciso intentar corregir el giro mediante el timón, dar más potencia y picar para aumentar la velocidad (por ejemplo en el Spitfire), maniobra que no todo el mundo sabía hacer cuando el avión caía dando vueltas. Había aviones en los que era casi imposible salir de la barrena, como pasaba con el caza japonés Kawanishi N1K “George”, uno de los “cazadores de B-29”. Los pilotos de los N1K que intentaban interceptar a los B-29 se jugaban la vida en cada salida, y la tasa de accidentes fue elevadísima. El P-51D tenía también esa característica cuando el depósito del fuselaje estaba lleno, por eso solía ser el primero en usarse: cuando ese depósito estaba medio lleno el comportamiento del avión cambiaba, pasando de ser un bicho peligroso a un avión ágil y noble.
La entrada en pérdida no era el único riesgo, porque también estaba el “shock stall” o entrada en pérdida por compresibilidad. El fenómeno se produce cuando el flujo de aire en una parte del ala (o del fuselaje) supera la velocidad del sonido (aunque el avión no la supera). A velocidad a la que eso ocurre es el “Mach crítico”. Cuando se produce ese fenómeno se producen turbulencias que desprenden la capa de aire. La pérdida se produce solo en parte del ala, con lo que cambia su equilibrio, es decir, el avión no solo pierde sustentación sino que se desequilibra y cae en picado… lo que aumenta la velocidad y empeora aun más el control. Lo mismo ocurre con las superficies de control que se vuelven inefectivas. El avión cae en picado incontrolable y lo único que puede hacerse es reducir motor y esperar que a cotas más bajas la mayor resistencia del aire frene al avión. Ese fenómeno afectaba a los aviones de altas prestaciones de la época, y era peor a mayor era el espesor alar. Algunos aviones como el Spitfire eran relativamente resistentes al fenómeno, en otros como el P-38 era muy acentuado.
Sobre esto, el Mach crítico del Me-262 era de 0.83-0,86. Eso unido a la resistencia transónica de la célula (es el mejor ejemplo de cómo no cumplir la regla del área) hace prácticamente imposible que ese avión superase la velocidad del sonido ni en picado: no solo la resistencia aerodinámica transónica era muy elevada, sino que el avión se hubiese hecho incontrolable y se hubiese desintegrado.
Volviendo: el problema para un piloto japonés que intentase interceptar a un B-29 era crítico. Por una parte la escasa potencia de sus motores hacía que apenas tuviesen margen de velocidad. Al volar cerca de su techo máximo cualquier maniobra brusca podría acabar en una barrena. Y además al tener un perfil alar grueso su Mach crítico era bajo, por lo que si picaban para ganar velocidad sus aviones se hacían incontrolables. Para los pocos aviones con suficiente relación peso potencia como para alcanzar a los B-29 (por ejemplo el Mitsubishi J2M) había un margen escaso entre la velocidad de entrada en pérdida y el Mach crítico, es decir, los pilotos tenían que volar con sus motores a toda potencia pero sin hacer maniobras bruscas, y vigilando con los picados. En esa situación los P-51 (y luego los P-47) no es que tuviesen demasiado margen, pero con su ala de flujo laminar (P-51) o si ala elíptica de bajo espesor (P-47) se las apañaban mucho mejor.
Saludos