Concepto de portaaviones aéreo de Boeing

Si eres fan de Los Vengadores, estarás familiarizado con el concepto de portaaviones aerotransportado. El "Helicarrier" de la franquicia de superhéroes es esencialmente un portaaviones normal con el añadido de cuatro grandes ventiladores desplegables, tecnología de sigilo, una serie de superhéroes y Samuel L Jackson al timón.

Helicarrier [Marvel Studios]
The Marvel Cinematic Universe's 'Helicarrier' as depicted in the first Avengers movie, which was released in 2012. Marvel Studios via Marvel Cinematic Universe Wiki 

Sin embargo, esta plataforma ficticia podría haber sido una realidad, ya que a principios de la década de 1970, las Fuerzas Aéreas de Estados Unidos (USAF) contrataron a Boeing para que investigara y desarrollara un concepto de portaaviones volador real, utilizando un Lockheed C-5 Galaxy o un Boeing 747 como nave nodriza en lugar de un buque de la marina real.La empresa llevó a cabo un estudio para determinar la viabilidad de operar un Portaaviones Aéreo (AAC), que podría lanzar hasta diez microcombates y recuperarlos en vuelo.

Historia de los conceptos de portaaviones aerotransportados

Estados Unidos ha explorado este concepto en múltiples ocasiones a lo largo del último siglo. A principios de la década de 1930, la Marina estadounidense experimentó con el lanzamiento y la recuperación de cazas biplanos desde los dirigibles rígidos USSAkron(ZRS-4) y USSMacon(ZRS-5). Estos cazas se almacenaban internamente y se desplegaban y recuperaban mediante un mecanismo de trapecio. Ambos dirigibles fueron destruidos durante tormentas separadas en 1935.

Durante la década de 1950, Estados Unidos volvió a plantearse la posibilidad de desarrollar y emplear un AAC. Esta vez, la USAF exploró el concepto de reutilizar un Convair B-36 Peacemaker para esta función en el marco del programa Fighter Conveyor (FICON). Este proyecto pretendía equipar el bombardero estratégico de largo alcance con un Republic F-84 Thunderflash en su bahía de bombas, utilizando un mecanismo de trapecio similar para lanzar y recuperar el caza "parásito". Las pruebas del concepto FICON se iniciaron en enero de 1952 y estuvo en servicio de forma limitada en las fuerzas aéreas desde 1955 hasta 1956, cuando se canceló el programa.

B-36 FICON Launch [USAF]
A Republic YRF-84F launches from the trapeze mechanism of a Convair GRB-36F Peacemaker during flight in 1955. USAF

El concepto de Boeing

No pasó mucho tiempo antes de que el concepto se volviera a revisar. En septiembre de 1973, Boeing, que había sido contratada para estudiar la viabilidad de un AAC con microcombustibles lanzados desde el aire y recuperables, publicó suInvestigación de un concepto de microcombate/portaaviones aerotransportado.

El informe detallaba "los resultados de una investigación exploratoria para determinar el tamaño, el rendimiento y la viabilidad de un diseño de microcombate de manera que varios vehículos pudieran ser transportados o lanzados desde el aire y recuperados por un avión portador de clase C-5". Identificó cinco posibles diseños de microcombate y esbozó posibles fechas de capacidad operativa inicial (IOC) de 1980 y 1985, respectivamente.

Curiosamente, la empresa llegó a la conclusión de que el concepto podría funcionar utilizando un C-5A Galaxy o un Boeing 747 fuertemente modificado como nave nodriza. "Esta investigación ha estudiado la viabilidad y utilidad de una base aérea y ha descubierto que es técnicamente viable y potencialmente valiosa para la nación como sistema de ataque polivalente de despliegue rápido. Tiene el potencial de respuesta intercontinental, con grandes fuerzas de combate, antes de que un agresor pueda [movilizarse] completamente para invadir los países vecinos", decía el informe.

Boeing 747 AAC [Boeing]
A cutaway of the Boeing 747 AAC concept. Note that the platform was designed to carry up to ten micro-fighters, and was able to launch and recover the aircraft from two individual bays at the front and rear of the aircraft. Unless otherwise stated, all images are from Boeing's Investigation of a Micro-Fighter/Airborne Aircraft Carrier Concept report, which was published in 1973.

La evaluación del concepto por parte de Boeing se basó en los resultados obtenidos por los esfuerzos anteriores para desarrollar CAA con la tecnología emergente de los aviones de combate y de transporte de la década de 1970. La plataforma habría creado nuevas capacidades de rearme aéreo, multisorteo y multiplicación de fuerzas, junto con la posibilidad de una nueva forma de reabastecimiento en vuelo.

Las naves nodriza C-5A Galaxy y Boeing 747

El transporte estratégico pesado C-5A Galaxy de Lockheed y el avión comercial de largo alcance Boeing 747 fueron identificados como los aviones portadores ideales, ya que ambos eran relativamente nuevos. Ninguno de los dos tipos estaba amenazado por la obsolescencia y ambos tenían una vida útil proyectada más allá del año 2000, que ambos alcanzaron cómodamente. Ambos aviones siguen funcionando hoy en día, con variantes relativamente nuevas de cada tipo en servicio.

Lockheed C-5A Galaxy AAC [Boeing]
Conceptual art depicting Lockheed's C-5A Galaxy in an AAC configuration. Note that the aircraft's nose could have been redesigned to accommodate the micro-fighters.

El C-5A y el 747 se compararon entre sí durante el estudio, prestando atención a su rendimiento, al crecimiento de la célula, a su posible uso para aplicaciones alternativas y a su facilidad de modificación. Se determinó que la disposición estructural del C-5A sería la más fácil de modificar, pero a costa de gran parte de sus capacidades de carga.

En el informe, Boeing señaló que los criterios de diseño del AAC debían contar con dos bahías de lanzamiento y recuperación, dos brazos de reabastecimiento en vuelo y la capacidad de transportar diez microcombates. Junto a esto, la plataforma debía tener también la capacidad de operar como transporte, transporte de tropas y aviones cisterna. La plataforma también debía poder operar a altas velocidades para proporcionar operaciones de lanzamiento y recuperación claras.

Boeing 747 AAC [Boeing]
Boeing compared the performance characteristics and flexibility of both the C-5A and the 747F AAC concepts in its 1973 report.

"Este estudio indica que el empleo operativo de cazas de ataque que operan desde portaaviones aéreos es técnicamente factible. Además, el concepto del sistema ofrece el potencial de un gran beneficio nacional en un mundo político que se inclina por una exposición estadounidense de bajo perfil en el extranjero, al tiempo que responde a [las] diversas necesidades de nuestros aliados", decía.

Durante las operaciones, los cazas se recuperarían haciendo contacto inicial con una barra de reabastecimiento. La "acción de retracción de la pluma telescópica tira entonces del caza hacia el índice del trapecio y los accesorios de bloqueo. La verificación del enganche lleva la energía umbilical al caza mientras la pluma [de reabastecimiento en vuelo] se retrae completamente y se aparta a su posición de aparcamiento. La parada del motor sigue e inicia el ciclo de elevación por el trapecio.

"La operación de diez cazas en situaciones de combate desde una base a gran altura requiere compartimentos [presurizados] para la tripulación y cubiertas de hangares. Las bahías de lanzamiento y recuperación se convierten en esclusas para transferir los cazas entre los extremos ambientales", añade el informe.

Boeing 747 AAC [Boeing]
A conceptual drawing depicting a micro-fighter being recovered by the Boeing 747F AAC.

En cuanto a la manipulación de los microcombates a bordo del AAC, el avión podría ser reparado y rearmado. Boeing estimó que un giro completo, incluyendo el rearme de un microcombate, llevaría diez minutos. Asimismo, se indicó que se emplearía a 44 personas en cada nave nodriza, que incluían 12 miembros de la tripulación del AAC, un escuadrón de microcombates de 14 personas y 18 especialistas de apoyo.

Los conceptos de los AAC estaban diseñados para transportar cargas útiles de aproximadamente 90.718 kg (200.000 lb) y apoyar las salidas múltiples llevadas a cabo por sus escuadrones de cazas. Los cazas habrían proporcionado la capacidad de llevar a cabo patrullas aéreas de combate (CAP), interceptación y misiones de ataque a bajo nivel desde los AAC. Se preveía que las naves nodriza permanecieran en la estación hasta ocho horas, apoyando múltiples salidas.

Boeing consideró que el C-5A Galaxy sería más fácil de modificar, pero que el 747F AAC tenía mejores prestaciones. Este último ofrecía un mayor alcance operativo, velocidad, altitud de crucero y resistencia que el primero, pero requería más peso para la configuración deseada del AAC, como se indica en la figura siguiente.

Boeing 747 AAC [Boeing]
Boeing estimated that a complete turnaround of a micro-fighter on board the 747F AAC would take ten minutes. Note that the crew members are rearming a micro-fighter in this conceptual drawing.

"Ambos diseños pueden transportar [diez] cazas con espacio para el rearme a bordo, pero el C-5A pierde parte de su capacidad para transportar carga de gran tamaño. El reabastecimiento en vuelo en las estaciones de lanzamiento y recuperación, un requisito para la recuperación rápida, requeriría una amplia modificación del C-5A. Estas consideraciones condujeron a la selección del 747F como base para los estudios posteriores", decía el informe.

Microcombates

En total, se crearon cinco diseños de microcombate para el estudio, como se ilustra a continuación. Al igual que con los diseños de las naves nodriza, los microcombates se compararon entre sí y con sus requisitos operativos. Cada concepto fue probado en túneles de viento por el Laboratorio de Dinámica de Vuelo de la Fuerza Aérea (AFFDL) - ahora conocido como Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL).

Los cinco diseños siguieron los mismos criterios. Cada plataforma debía desarrollarse con tecnología de 1975 y tener una envergadura de 5,3 metros, debido a las limitaciones de la bahía de lanzamiento del 747F. Los microcombates también debían contar con una cabina de mando de alta gravedad con pantallas y controladores IIPACS, un sistema de patín amortiguador y un paracaídas de arrastre para utilizarlo como tren de aterrizaje de emergencia, y controles de vuelo que ofrecieran un margen estático cero en cabeceo y estabilidad direccional neutra.

Micro-Fighter Concepts [Boeing]
Boeing's five micro-fighter concepts look like something from a science-fiction movie. None of these aircraft ever progressed from design to prototyping stage.

El armamento básico del avión incluía dos cañones M-39 de 20 mm, con una capacidad de 400 cartuchos, junto con dos misiles de corto alcance lanzados por tubo y dos misiles aire-aire de medio alcance AIM-7F Sparrow en los pilones de las alas. También habrían podido llevar equipos de contramedidas electrónicas y de reconocimiento en vainas montadas en las alas. Las bombas inteligentes se habrían empleado como munición principal aire-tierra de la plataforma.

Los microcombustibles también debían tener una carga interna de combustible de 2.500 libras y un receptáculo de reabastecimiento en vuelo. Cada plataforma habría sido propulsada por un único motor turbofan GE Aviation YJ101-GE-100 de postcombustión. Los diseños de geometría variable (ala de barrido) también debían ser volables a velocidades de despegue y recuperación en una configuración plegada.

"Se realizaron estudios con cinco cazas de referencia para establecer su capacidad de cumplir los requisitos identificados en el análisis operativo. Se realizaron comparaciones básicas para el rendimiento de intercepción y ataque. El rendimiento de crucero subsónico fue sensible a la configuración del vehículo. El alcance específico de crucero para el barrido variable es aproximadamente un 50% mejor que el de otros diseños, pero las prestaciones supersónicas y a baja altura son esencialmente iguales.

"El [diseño] "Arrow" recortado se beneficia de las aletas de los extremos para aumentar la carga de la envergadura. El Delta proporcionaba simplicidad y [era] ligero. El ala de alta relación de aspecto seleccionada para los conceptos 'Canard' y 'VITAC' se vio [penalizada] con una alta carga alar debido a la limitación de la envergadura."

Micro-Fighter Concepts [Boeing]
Boeing compared the characteristics of the five micro-fighter designs against each other. Only the 'Delta' and the 'Variable Sweep Wing (VSW)' designs would be selected to progress into further development stages.

Boeing seleccionó dos de estos cinco diseños conceptuales: el 'Delta' y el Ala de Barrido Variable ('VSW'). El primero se eligió por su diseño sencillo y el segundo porque poseía un mayor rendimiento global. Uno de los factores que la compañía examinó durante el proceso de selección fue la capacidad del microcaza para defenderse de un Mikoyan-Gurevich MiG-21 (nombre de informe de la OTAN: Fishbed), así como en la realización de misiones aire-aire y aire-tierra.

La desaparición del programa y el futuro

Esencialmente, el programa se estancó cuando la investigación entró en una fase de diseño y desarrollo. Los CAA y los microcombustibles asociados nunca llegaron a ser prototipos ni a producirse. Aunque su funcionamiento era factible, la USAF no siguió adelante con el programa. A mediados de la década de 1970, los Estados Unidos dieron carpetazo a la idea de emplear los AAC y la idea de tener un gran avión que transportara varios microcombates cayó en las páginas de la ficción.

Sin embargo, en 2015 el Departamento de Defensa de EE.UU. volvió a interesarse por el concepto. El programa Gremlins de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) pretendía desarrollar y demostrar el uso de un sistema de aeronaves no tripuladas (UAS) pequeño, de bajo coste y recuperable, que pudiera equiparse con diversas cargas útiles y realizar múltiples misiones. La plataforma es semiautónoma y puede ser lanzada y recuperada desde una nave nodriza, con un único controlador que maneja hasta ocho aeronaves a la vez.

Gremlins [Dynetics]
Concept art showing a number of Gremlins being deployed by C-130J Super Hercules tactical transports. Note that this image also depicts a Rockwell B-1B Lancer supersonic strategic bomber launching the recoverable unmanned platforms in flight. Dynetics

Dynetics se adjudicó un contrato para desarrollar el X-61A Gremlin -un prototipo experimental de la plataforma- en abril de 2018. El X-61A completó su primer vuelo sobre el Dugway Proving Ground del ejército estadounidense, cerca de Salt Lake City, Utah, en noviembre de 2019. La prueba incluyó una misión de transporte cautivo a bordo de un Lockheed C-130A Hercules y el prototipo fue lanzado al aire con éxito y voló durante una hora y media.

Los Gremlins se integrarán con los aviones de reconocimiento, ataque y transporte existentes, proporcionando nuevas capacidades de enjambre no tripulado y de multiplicación de fuerzas, junto con la capacidad de realizar misiones limitadas de supresión/destrucción de la defensa aérea enemiga (SEAD/DEAD) y de inteligencia, vigilancia y reconocimiento (ISR).

El UAS pesa 680 kg, tiene un radio de misión de 46 km y un tiempo de espera de cuatro horas. Puede alcanzar velocidades de hasta 735 km/h y, tras su recuperación, puede darse la vuelta en 24 horas. Una sola nave nodriza podrá transportar ocho Gremlins.

X-61A [DARPA]
The X-61A Gremlin during a flight test at Dugway Proving Ground, Utah, in November 2019. DARPA

Aunque no será como el "Helicarrier" de los Vengadores y no tiene la misma escala que el concepto de Boeing de principios de los años 70, el programa Gremlins pretende ofrecer por fin la capacidad de CAA que el ejército estadounidense lleva explorando desde hace casi un siglo, y que podría tener un amplio uso en el futuro.