Introducción
A finales de los años 50 la guerra fría entra la URSS y los Estados Unidos estaba en su apogeo. Desde que los soviéticos consiguieron la tecnología para fabricar bombas atómicas, la tensión entre ambos países, y ambas filosofías políticas y económicas, era máxima. Ya en la guerra de Corea se habían producido las primeras escaramuzas entre ambos, y se hizo evidente la necesidad de conocer los avances militares de los oponentes. Por esa época los medios de reconocimiento aéreo estratégico norteamericanos se basaban sobre todo en conversiones de bombarderos B-50, B-45 y B-47. Evidentemente esos medios eran vulnerables a aviones de caza y a la nueva amenaza de los misiles antiaéreos (SAM), que desarrollaban los soviéticos.
Por aquel entonces, la CIA asumía en gran parte el esfuerzo de reconocimiento
estratégico de los Estados Unidos. Por ello estaba interesada en un avión
de reconocimiento que pudiera con total impunidad sobrevolar el espacio aéreo
soviético. De esos requerimientos nació el Lockheed U-2, un avión
a reacción diseñado por la Lockheed (En su departamento de desarrollo
de proyectos avanzados, los famosos “Skunk Works” de la Lockheed
Corporation en Burbank, California, y liderados por Clarence “Kelly”
Johnson ) para volar a grandes alturas, sin poder ser alcanzado por
misiles o interceptores soviéticos. Durante el trienio 1956-1959 el U-2
voló impunemente sobre cielo soviético, apoyándose en las
nuevas cámaras de alta resolución que habían desarrollado
la Eastman Kodak Company y la Lockheed para la CIA. Los pilotos de U-2 de la
CIA realizaron un total de 23 misiones sobre la URSS que proporcionaron multitud
de información a los expertos norteamericanos. Sin embargo, el 1 de mayo
de 1960 seria distinto. Un U-2 de la CIA, pilotado por Francis “Gary”
Powers fue derribado por un SA-2 “Guideline” soviético, poniendo
de manifiesto lo que la agencia central de inteligencia se temía, los
avances soviéticos habían hecho vulnerable al U-2. De hecho, ya
en los primeros vuelos del U2 a mediados de los 50 pudieron observar que las
estaciones de seguimiento soviéticas podían realizar un seguimiento
exhaustivo de los vuelos del U-2, aunque sin llegar a interceptarle. La CIA
tomó nota e intentó encontrar soluciones a la posible (entonces)
vulnerabilidad del U-2. Los primeros pasos fueron hacer estudios para reducir
la RCS (Visibilidad ante el radar), pero estos no fueron satisfactorios, lo que llevó a la CIA en
1958 a estudiar alternativas al U-2, aunque este avión aun no había
sido interceptado.
U-2
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Orígenes y diseño
La CIA, viendo la vulnerabilidad del “Black Lady”, dio en 1958 fondos tanto a la Lockheed como a la Convair para el desarrollo de un avión que sustituyera al U-2, lo que se conoció como proyecto Oxcart. La Convair pensó en un avión lanzable desde “su” bombardero B-58 Hustler. El proyecto se denominaba Kingfish y consistía en un monoplaza con un motor ramjet Marquardt RJ-59, que se suponía que era capaz de Mach 4. Mientras, en los “Skunk Works” de la Lockheed se había estado desarrollando un avión para sustituir al U-2, capaz de Mach 2.5, conocido como CL-400 Suntan que estaba propulsado por dos motores Pratt & Whitney 304 que usaban hidrógeno liquido como combustible. A pesar de ser un proyecto prometedor tenia ciertos problemas, sobre todo con su alcance por el excesivo consumo de los motores, por lo que la Lockheed se decidió presentar a la CIA una propuesta algo mas conservadora, el uso de un híbrido entre turborreactor y estratorreactor. Al diseño del aparato que usara ese tipo de motor en la Lockheed se le denominó Archangel. En 1959 la CIA seleccionó el diseño básico “Archangel” de la Lockheed para su desarrollo.
El “Archangel” era un bimotor monoplaza de ala delta y fuselaje alargado
con los motores en las alas. El diseño estaba optimizado para minimizar
la resistencia al aire y permitir por tanto que volara a elevadísimas velocidades
de crucero. Durante tres años la Lockheed fue modificando el diseño
básico, nombrando a cada nueva modificación con un código
ordenado (De manera que el A-1 se le considera el diseño primario, y A-2,
por ejemplo, era la primera modificación del diseño, y así
sucesivamente). Al diseño básico se le fueron incluyendo diversas
modificaciones hasta que el 19 de Agosto de 1959 el diseño A-11 se consideró
como definitivo por parte de la CIA, y se pasó a los estudios de producción.
El A-11 pasó multitud de pruebas (Entre ellas la de
RCS
en Agosto
de 1959). Mientras tanto el desarrollo del motor que debía propulsar al
nuevo avión estaba retrasado, por lo que se decidió usar el motor
Pratt & Whitney J-75 durante los primeros vuelos hasta que el Pratt &
Whitney J-58 estuviera listo, por tanto a la versión con el J-75 se le
denominaría A-11 y cuando fueron remotorizados con el J-58 se les denominó
A-12 (La siguiente modificación).
A-11
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El Lockheed A-12 estaba diseñado con varias premisas, la primera era evidentemente el poder operar a velocidades elevadísimas (Mas de mach 3) y a gran altura (Más de 80.000 pies/24.400 metros). La segunda era reducir lo posible la detectabilidad del avión, siendo un autentico referente para la época. El fuselaje del A-12 estaba diseñado específicamente para soportar las elevadas temperaturas producidas por la alta velocidad de crucero que debía desarrollar (Estas eran del orden de 260 º C en el fuselaje y mas de 500 º C alrededor de los motores), por ello el 93 % de la célula estaba fabricada en titanio (Curiosamente, ese titanio se había obtenido a través de empresas intermedias del mayor exportador de Titanio por entonces, la Unión Soviética), que es mas resistente al calor que el acero. De hecho en zonas especiales del fuselaje se usan aleaciones compuestas muy exóticas como la Hastelloy o la Rene 41.
Durante la fase de diseño se observó que las alas, debido al rozamiento, concentraban una cantidad excesiva de calor que podría reducir enormemente la vida operativa de las mismas. Para solucionarlo la Lockheed añadió a las alas un revestimiento corrugado que al alcanzar altas temperaturas se alisa. Este revestimiento ayuda a disipar el calor y que no se caliente demasiado la estructura interna del ala. Los estabilizadores verticales están construidos en una sola pieza por que estructuralmente son mucho más sólidos que los timones convencionales. La cabina era amplia aunque no permite una buena visión de la pista durante el carreteo, aunque era más que suficiente durante el vuelo. El parabrisas estaba construido en plástico laminado resistente a las aves, y era capaz de soportar temperaturas de 340 º C. Justo detrás de la cabina se encuentra el compartimento Q donde se localizaban la cámara o los sensores de reconocimiento intercambiables.
Otro rasgo característico del diseño son las extensiones alares
que van desde el inicio del ala hasta el morro. Esas extensiones son muy beneficiosas
en varios sentidos. Lo principal es que proporcionan mas sustentación sin
ofrecer mucha resistencia, lo que permitió bajar el ángulo de incidencia
del ala delta, pues proporcionaba suficiente seguridad en el control a baja velocidad
(Lo que además daba más seguridad en los aterrizajes) y en la estabilidad.
Por otra parte el empleo de estas extensiones benefician al alcance del
aparato y le permitieron prescindir de los planos canard previstos en fases del
diseño previas. Estas extensiones además contribuían a reducir
la sección radar del avión. Este aspecto cobra mucha importancia
en el diseño, pues tanto el borde del ala como el de las extensiones alares
se usan estructuras de triángulos reentrantes que permiten que las ondas
radar reboten en ellos y se disipen. Estos bordes de ataque están fabricados
en fibra de carbono y laminas de asbesto. Además se estudiaba el uso de
pintura con partículas de ferrita (esferas diminutas) que, aparte de disipar
el calor (Del orden de 30 grados centígrados de disminución), reducía
la firma radar. Al principio esta pintura se usaba en ciertas zonas del fuselaje,
aunque posteriormente se extendería su uso a toda la célula. Es de un azul tan oscuro que
no puede distinguirse con el negro, pero
adquiría una tonalidad mas clara a medida que se ganaba velocidad.
A-12 expulsando combustible durante el vuelo
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Debido a las especiales características del A-12 y de su motor J-58 la Ashland Shell y Monsanto desarrollaron un combustible especial y exclusivo denominado en un principio como PF-1 y posteriormente conocido como JP-7. En el A-12 los límites de los tanques de combustible eran el propio fuselaje, por lo que el combustible se calentaba en exceso por el calor que tenia el fuselaje al volar a alta velocidad. El JP-7 estaba diseñado para hacer ignición a altas temperaturas, lo que sin duda daba más seguridad de empleo, puesto que era muy peligroso almacenar combustible con un fuselaje que se calentaba tanto. El punto de ignición del JP-7 era tan alto que, de hecho, se podría tirar una cerilla encendida a un cubo lleno de JP-7 y no ardería. Por este motivo y por las bajas presiones que hay a las alturas de vuelo, se usaba un agente químico que provocase la ignición llamado Tri-etil borato (TEB), que al combinarse con el aire provoca una oxidación que le hace arder alcanzando altas temperaturas. La composición del JP-7 además incluía Fluorcarbonados para aumentar la lubricidad y Cesio A-50 para reducir la detectabilidad de la estela los gases del escape, que al parecer reflejaban las ondas de éste. El problema es que la estela de gases, así como la onda de choque generada, ioniza la atmósfera a su alrededor, esto provoca la aparición de plasma electrostático alrededor de la estela, que tiene un tamaño de mas de 300 metros. Por todas estas razones el JP-7 es un combustible extremadamente caro (Se dice que es mas caro que el mejor whiskey escocés, y es una de las razones principales de por que era tan cara la hora de vuelo del A-12 (Mas de 27.000 $ /H).