Despegue vertical y vuelos a 500 km/h: la aeronave de combate que desarrolla EEUU

Estados Unidos tiene un programa para hacer más rápidos y seguros los helicópteros y aprovechar así sus ventajas: maniobrabilidad en poco espacio y precisión de aterrizaje

Foto: Diseño del V-280 Valor. (Bell Helicopter Textron)

El despegue y aterrizaje vertical tiene obvias ventajas tácticas, ya que permite operar desde bases pequeñas y poco preparadas y llevar tropas y munición exactamente al punto necesario. El problema es que el único vehículo capaz de un verdadero aterrizaje y despegue vertical, con la posibilidad de flotar en el sitio, es el helicóptero. Y como dice un viejo refrán de los Marines: "Si las alas van más deprisa que el fuselaje, es un helicóptero y, por tanto, inseguro".

No solo los aparatos de ala giratoria son objetivamente menos seguros que los de ala fija sino que, peor aún, son muy lentos y de ‘patas cortas’: el enorme gasto energético que supone mantenerlos en el aire hace que tengan un alcance muy reducido. Estas dos son las principales pegas que intenta resolver el programa de I+D Future Vertical Lift (FVL, sustentación vertical futura) para desarrollar un vehículo rápido (capaz de alcanzar alrededor de 300 mph, cerca de 500 k/h) y capaz tanto de despegue y aterrizaje vertical como de mantenerse suspendido en el aire y de operar en condiciones de elevada altura y temperatura (‘high and hot’) con un alcance de misión de más de 420 km y de 850 km en crucero. Para el cual, y descartados ya varios candidatos iniciales, hay dos proyectos sustancialmente diferentes.

Por una parte está el V-280 Valor diseñado por Bell Helicopters y Lockheed Martin, un convertiplano similar al V-22 Osprey pero más pequeño, que utiliza mucha tecnología derivada de su hermano mayor y aprovecha las lecciones aprendidas en su uso. Y por el otro está el SB-1 Defiant de Sikorsky y Boeing, un helicóptero con doble rotor coaxial contrarrotatorio y hélice propulsora basado en el demostrador tecnológico Sikorsky X2, que ha alcanzado ya los 460 km/h.

Un UH-60 Black Hawk estadounidense sobrevuela Afganistán. (Vernell Hall, Ejército EEUU - Wikipedia)

Los dos proyectos compiten ahora por conseguir el contrato para convertirse en el candidato intermedio del programa FVL, que en conjunto pretende reemplazar hasta 25 modelos diferentes de helicópteros del inventario EEUU para mediados de la década de 2030. Como elemento de comparación, el actual helicóptero de transporte básico de las fuerzas armadas EEUU, el UH-60 Black Hawk, tiene una velocidad de crucero de 150 nudos (280 km/h) y un alcance de combate máximo de 320 millas náuticas (590 km).

V-280 Valor: rotando hélices

El diseño del V-280 Valor es similar al de su pariente ya activo, el V-22 Osprey: se trata de aparatos híbridos dotados de alas en que van montadas góndolas de motor y dos grandes hélices contrarrotatorias que pueden cambiar de posición, alternando entre un plano de rotación horizontal (para el vuelo estático, como un helicóptero) y el plano vertical (para el avance, como un avión). Esto les permite combinar la velocidad de los aviones de ala fija con la capacidad de aterrizaje y despegue vertical y de suspensión de los helicópteros, aunque sea a costa de otros problemas.

Así el mecanismo de rotación de las hélices es complejo mecánicamente, lo que aumenta el peso del aparato y lo hace más vulnerable a averías; la distancia entre ambas hélices provoca que si una de ellas deja de funcionar, el aparato sea incontrolable. Además, la práctica ha demostrado que en el régimen de vuelo de transición entre vuelo horizontal y vertical, mientras las hélices cambian de plano, se pueden producir efectos aerodinámicos complejos que pueden llegar a provocar una pérdida de sustentación. Los motores del V-22 han demostrado ser, además, vulnerables a la ingestión de polvo levantado por el propio aparato, lo que ha causado accidentes con víctimas mortales.

A cambio, el diseño permite misiones imposibles con otro tipo de vehículos, al combinar una velocidad y un alcance que ningún helicóptero convencional puede conseguir. Con una velocidad de 500 km/h, se hace posible cubrir un país del tamaño de Afganistán o Irak desde una única base central, ya que cualquier zona queda a poco más de una hora de vuelo. Un ejemplo concreto es el establecimiento en 2013 de la Fuerza Aerotransportada de Tareas Especiales de los Marines EEUU para Respuesta de Crisis en África en la base sevillana de Morón, cuyas misiones cubren el continente africano e incluyen refuerzo de embajadas, evacuación de personal, ayuda humanitaria y formación de aliados. La unidad, compuesta por unos 850 soldados, depende para sus misiones de los MV-22B Osprey, únicos aparatos que cuentan hoy con la adecuada mezcla de capacidades para poder transportar en pocas horas hasta una compañía de Marines a casi cualquier lugar del norte de África.
A diferencia del Osprey, el cambio de plano de rotación afecta solo al eje de la hélice y no al motor completo: así hace el mecanismo más sencillo y fiable

El V-280 Valor, cuyo primer prototipo está ya en avanzado estado de montaje, es más pequeño que el V-22 y considerablemente más ligero, ya que hace extenso uso de materiales compuestos, especialmente en las alas. Está diseñado para volar con cuatro tripulantes y 14 soldados completamente equipados y, a diferencia del Osprey, el cambio de plano de rotación afecta tan solo al eje de la hélice y no al motor completo, lo que hace el mecanismo más sencillo y fiable. La transmisión está diseñada de modo que si un motor falla ambas hélices pueden rotar, evitando desequilibrios. Tiene cola en V, dispone de tren de aterrizaje retráctil y de un sistema de vuelo con redundancia triple, además de poder integrar un casco para los pilotos derivado del desarrollado para el F-35, capaz de mostrar información según su línea de visión.

La posición elevada de las hélices permite un fácil ingreso y salida del aparato, cuya cabina es comparable (y de hecho similar) a la del UH-60 Black Hawk. Dos amplias puertas facilitan entradas y salidas y permiten campos de fuego abiertos para armamento montado en ellas. Además, el V-280 puede llevar cañones, cohetes o misiles para apoyar a las fuerzas de tierra; el fabricante afirma que incluso puede lanzar drones en vuelo. Como indicación de hacia dónde van las tendencias de la guerra futura, el Valor incluye en los asientos de la cabina un sistema de carga inalámbrica para los aparatos electrónicos de la infantería, como radios, ordenadores o sistemas de navegación o visión nocturna.

Variante de ataque del Valor 280. (American Helicopter Society)

El aparato tiene una velocidad de crucero de 280 nudos (520 km/h) y máxima de 300 nudos (560 km/h), un alcance máximo que supera los 3.900 km y un rango de misión de 900 a 1.400 km. El peso máximo al despegue se situará en unos 13.600 kg, y dobles ganchos de carga le permitirán elevar 4.500 kg externamente, lo que le permite llevar un cañón M777A2 de 155 mm colgado hasta a 280 km/h. El consorcio constructor espera que cada ejemplar esté en el rango de precio de los helicópteros Blackhawk, y sueña con conseguir pedidos de entre 2.000 y 4.000 unidades (incluyendo tal vez una versión armada de ataque) para rentabilizar la inversión.
SB-1 Defiant, un helicóptero con empujón

El otro contendiente para el programa FVL es el SB-1 Defiant de Sikorsky y Boeing, que es un helicóptero más convencional pero con algunas características propias con cierto historial de fracasos. Para alcanzar las capacidades exigidas por el concurso, el SB-1 tiene una configuración de helicóptero con dobles rotores contrarrotatorios coaxiales como los que se ha especializado en desarrollar el fabricante ruso Kamov. Este diseño ofrece ventajas respecto a la potencia útil, el menor nivel de ruido y especialmente el carecer de rotor de cola al estar exento del par de giro producido en un helicóptero convencional por su hélice. A cambio, tiene mayor complicación mecánica en el diseño del eje principal y precisa de una adecuada separación entre ambas hélices para evitar que puedan colisionar entre sí.

Para aumentar la velocidad horizontal, el proyecto del SB-1 Defiant cuenta además con una hélice propulsora en la cola a la que se deriva la mayor parte de la potencia del motor durante el vuelo horizontal.

Esta configuración permitió al demostrador de tecnología X2, en el que se basa, batir (de modo no oficial) el récord mundial de velocidad horizontal para helicópteros al alcanzar los 460 km/h. Boeing y Sikorsky ya trabajaron juntas en el RAH-66 Comanche, un helicóptero ligero de reconocimiento y ataque con características ‘furtivas’ que fue cancelado en 2004 tras invertirse más de 7.000 millones de dólares en su desarrollo. Pero el diseño de helicóptero con hélice propulsora es más antiguo: ya se propuso en los años sesenta por Lockheed con el helicóptero de ataque AH-56 Cheyenne, cancelado por diversos problemas en 1972.

También en el X2 se basa el helicóptero ligero de ataque S-97 Raider, que ya cuenta con dos prototipos aunque es mucho más pequeño y ligero que su pariente destinado al transporte y al ataque pesado. La propuesta del SB-1 Defiant es un aparato de 13,6 toneladas de peso capaz de transportar dos pilotos y 12 soldados completamente equipados en condiciones ‘high and hot’ hasta a 460 km/h.

Para cumplir con las especificaciones del programa FVL, deberá tener un alcance de misión de más de 425 km, y sus diseñadores subrayan las ventajas del doble rotor coaxial en cuanto a maniobrabilidad y seguridad. El aparato podría perder por completo la hélice impulsora y no por ello ser menos ágil, aunque su velocidad se vería reducida a la de un helicóptero convencional (277 a 296 km/h).


La hélice propulsora le confiere la capacidad de mantenerse en vuelo estático con la nariz 20 grados por encima o por debajo de la horizontal, postura que los helicópteros convencionales no pueden mantener y que tiene notables ventajas tácticas. Además, se espera que el SB-1 sea capaz de velocidades de ascenso y descenso muy por encima de las de los helicópteros actuales, aunque las capacidades detalladas finales dependerán mucho de la elección de los motores; está previsto que los primeros prototipos utilicen versiones del motor del helicóptero de transporte CH-34 Chinook para más adelante incorporar plantas propulsoras más eficientes y potentes.

En todo caso, la batalla entre el Defiant y el Valor será dura, puesto que las consecuencias de la derrota son graves: el elegido en esta fase marcará la planta común de desarrollo para todo el programa FVL, lo que supone muchos miles de aparatos de múltiples tamaños a lo largo de décadas, todos compartiendo configuración y elementos de pilotaje y mantenimiento. En suma, decenas de miles de millones de dólares en juego, el futuro de las compañías participantes en el alero. Se espera que ambos prototipos estén en condiciones de empezar las pruebas de vuelo a finales de 2017, momento en el que comenzará la pelea final. Lo único seguro es que el futuro helicóptero de transporte de las fuerzas armadas estadounidenses y, por implicación e historia, de muchos otros países, no será un diseño convencional. Autor: PEPE CERVERA - El Confidencial