El Northrop F-89 Scorpion es un avión interceptor bimotor para todo clima diseñado y producido por el fabricante de aviones estadounidense Northrop Corporation . Fue el primer avión con propulsión a reacción diseñado para el papel de interceptor desde el principio en entrar en servicio, [1] así como el primer avión de combate armado con armas nucleares aire-aire en forma del cohete no guiado Genie . El nombre Scorpion proviene de la unidad de cola elevada del avión y el estabilizador horizontal montado en lo alto , que lo mantenía alejado del escape del motor. [2]
El Scorpion fue diseñado por Northrop en respuesta a una especificación emitida por las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos (USAAF) durante agosto de 1945. Designado internamente como N-24 , fue diseñado originalmente con un fuselaje relativamente delgado, motores turborreactores Allison J35 enterrados y una configuración de ala en flecha , sin embargo, las características desfavorables de baja velocidad de esta ala llevaron a su sustitución por un ala recta relativamente delgada. Si bien sus alas rectas limitaron su rendimiento, el Scorpion fue uno de los primeros cazas estadounidenses en estar equipado con misiles guiados . Durante marzo de 1946, la USAAF seleccionó tanto el N-24 como el rival Curtiss-Wright XP-87 Blackhawk para su desarrollo, lo que llevó a un contrato inicial para dos aviones, designados XP-89 , que se aprobó el 13 de junio de 1946.
El 16 de agosto de 1948, el prototipo realizó su vuelo inaugural desde el Aeródromo Militar de Muroc . Tras las evaluaciones competitivas del XP-89, los funcionarios optaron por cancelar el XP-87 para concentrar los recursos en el Scorpion, que había demostrado ser el avión más rápido evaluado y se consideraba el más prometedor. Se realizaron varias modificaciones y mejoras tras un accidente fatal el 22 de febrero de 1950; antes de esto, los funcionarios ya habían especificado la adopción de motores turborreactores Allison J33-A-21 equipados con postcombustión más potentes, radar AN/APG-33 y el sistema de control de fuego Hughes E-1 . Durante septiembre de 1950, el Scorpion entró en servicio con la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF), su único operador.
Solo se completaron 18 F-89A, ya que fue reemplazado rápidamente por la configuración más capaz F-89B, la mayoría de los cambios basados en aviónica, que llegó en junio de 1951. Pronto fue seguido por el F-89C, que presentó actualizaciones de motor. Durante 1954, se introdujo el F-89D definitivo, que instaló un nuevo sistema de control de fuego Hughes E-6 con radar AN/APG-40 y una computadora AN/APA-84 en lugar del armamento de cañón, y en su lugar estaba armado con cápsulas de cohetes FFAR "Mighty Mouse" de 2,75 pulgadas (70 mm) . La variante final en entrar en servicio fue el F-89J, que generalmente estaba armado con el cohete aire-aire nuclear AIR-2 Genie. Sirvieron con el Comando de Defensa Aérea , más tarde rebautizado como Comando de Defensa Aeroespacial (ADC), hasta 1959, y con la Guardia Nacional Aérea , hasta fines de la década de 1960. Los últimos Scorpions fueron retirados del servicio en 1969.
Los orígenes del Scorpion se remontan a una especificación del Comando de Servicio Técnico Aéreo de las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos (USAAF) ("Características militares para aviones de combate para todo clima") para un caza nocturno que reemplazara al Northrop P-61 Black Widow . La especificación preliminar, emitida a los fabricantes de aeronaves el 28 de agosto de 1945, requería dos motores y un armamento de seis cañones, ya sean ametralladoras de 0,60 pulgadas (15 mm) o cañones automáticos de 20 mm (0,79 pulgadas) . La especificación revisada se emitió el 23 de noviembre; no especificaba la propulsión a chorro, pero la velocidad máxima deseada de 530 millas por hora (460 nudos; 850 km/h) era difícil de alcanzar por medios alternativos. El avión iba a estar armado con cohetes aéreos almacenados internamente y seis cañones divididos entre dos montajes flexibles, cuatro cañones en la parte delantera y dos en la parte trasera. Cada montaje tenía que ser capaz de moverse 15° desde el eje longitudinal del avión; Los cañones de cada montura debían ser controlados automáticamente por radar. Para el ataque terrestre, debía ser capaz de transportar bombas de 454 kg (1000 libras) y un mínimo de ocho cohetes en el exterior. [3] Otros requisitos incluían la capacidad de ascender a 35.000 pies en 12 minutos y un radio de misión de 600 millas náuticas. [4]
Seis compañías de aviones presentaron propuestas: Bell Aircraft , Consolidated-Vultee , Douglas Aircraft , Goodyear , Northrop y Curtiss-Wright . [4] La mayoría de estas propuestas estaban propulsadas por motores a reacción. Durante marzo de 1946, la USAAF seleccionó el Curtiss-Wright XP-87 Blackhawk , adaptado de su avión de ataque propuesto XA-43 y el Northrop N-24, uno de los cuatro diseños presentados por la compañía. [5] [4]
El N-24, diseñado por Jack Northrop , era un avión de fuselaje esbelto y ala en flecha con cabina presurizada para dos personas y tren de aterrizaje convencional . [6] Para reducir la resistencia , los dos motores turborreactores Allison J35 estaban enterrados en el fuselaje inferior , directamente detrás de sus tomas de aire, y descargaban por debajo del fuselaje trasero. El estabilizador horizontal estaba montado justo encima de la unión del estabilizador vertical con el fuselaje y tenía algunos diedros . [7]
El 13 de junio de 1946, se aprobó un contrato inicial de 4 millones de dólares para dos aviones, designados XP-89 , junto con una maqueta a escala real. [8] Sin embargo, la construcción de la maqueta había comenzado inmediatamente después de que la USAAF anunciara que se había seleccionado el N-24. Fue inspeccionado el 25 de septiembre, momento en el que la USAAF expresó algunas reservas. Los inspectores creían que el operador del radar debía ser movido hacia adelante, más cerca del piloto, con ambos tripulantes bajo una sola cubierta , los componentes de aleación de magnesio del ala reemplazados por aleación de aluminio y el tanque de combustible directamente sobre los motores movido. Se realizaron otros cambios en respuesta a los resultados del túnel de viento y otras pruebas aerodinámicas realizadas. [8] Las alas en flecha resultaron menos satisfactorias a bajas velocidades, y en su lugar se seleccionó un ala recta delgada. La entrega del primer prototipo se programó para noviembre de 1947, 14 meses después de la inspección. [9] Las alteraciones solicitadas al diseño se formalizaron en una serie de órdenes de cambio emitidas a Northrop. [8] Otra presentación de maqueta tuvo lugar en diciembre de 1946. [8]
Otros cambios incluyeron la posición del estabilizador horizontal, que también resultó ser insatisfactoria, ya que se veía afectado por el escape del motor y quedaba "bloqueado" por el flujo de aire del ala en ángulos de ataque altos . Se movió hasta la mitad de la cola, pero su posición alineada con el borde de ataque del estabilizador vertical resultó causar resistencia adicional a través de la turbulencia y redujo la efectividad de los elevadores y el timón . Mover el estabilizador horizontal hacia adelante resolvió el problema. [10] Otro cambio importante ocurrió cuando la USAAF revisó su especificación para eliminar la instalación del cañón trasero el 8 de octubre. Se realizó otra inspección de maqueta el 17 de diciembre y los inspectores sugirieron solo cambios menores, aunque los tanques de combustible del fuselaje todavía estaban por encima de los motores. Los esfuerzos de Northrop para proteger los tanques de combustible se consideraron suficientes, ya que la única alternativa era rediseñar todo el avión. [11]
El XP-89 tenía un ala delgada, recta y montada en el medio y una tripulación de dos sentados en tándem . El delgado fuselaje trasero y el estabilizador horizontal montado en lo alto llevaron a los empleados de Northrop a llamarlo Scorpion, un nombre que luego adoptó formalmente la Fuerza Aérea. [6] El armamento previsto de cuatro cañones M24 de 20 mm en una pequeña torreta en el morro no estaba listo cuando se completó el XP-89 en 1948. [12] A la espera de la disponibilidad de cualquiera de las torretas en desarrollo, se diseñó una instalación fija provisional de seis cañones, con 200 rondas por cañón, para la parte inferior del morro. El ala delgada tenía una relación de aspecto de 5,88, una relación espesor-cuerda del 9% y utilizaba una sección NACA 0009-64 , que fue seleccionada por su baja resistencia a alta velocidad y estabilidad a bajas velocidades. Otra ventaja del ala recta era que podía acomodar pesos pesados en las puntas de las alas. [13] El ala no podía adaptarse a los alerones de tipo circular (rotatorios) utilizados en el P-61, por lo que Northrop utilizó los " desacelerones " diseñados para el prototipo fallido XP-79 . Estos eran alerones divididos de estilo concha , que podían usarse como alerones convencionales, como frenos de picado o funcionar como flaps según fuera necesario. [14] Todas las superficies de vuelo, los flaps y el tren de aterrizaje estaban accionados hidráulicamente. El ala delgada dictaba neumáticos de rueda principal altos, delgados y de alta presión (200 psi (1379 kPa ; 14 kgf/cm 2 )), mientras que la baja altura del fuselaje requería el uso de ruedas duales para el tren de morro. [15]
El 21 de mayo de 1947, los términos del contrato inicial fueron revisados y formalizados, momento en el que el precio se incrementó a $ 5,571,111. [8] La fecha de entrega del primer avión estaba programada para 14 meses (julio de 1948) desde la firma y el segundo dos meses después. Durante junio de 1948, una inspección de aceptación de ingeniería encontró numerosas discrepancias presentes en el primer prototipo, específicamente relacionadas con la estabilidad y la integridad estructural; se incorporaron cambios correctivos en el segundo prototipo. [8] El 16 de agosto de 1948, el primer prototipo realizó su vuelo inaugural en el Muroc Army Air Field ; este hito se alcanzó nueve meses más tarde de lo programado originalmente. Un mes antes de este primer vuelo, la USAF cambió su designación para los aviones de combate de "P" a "F". [16] [8] El XF-89, que estaba equipado con turborreactores Allison J35-A-9 de 4.000 lbf (18 kN) , demostró rápidamente que no tenía suficiente potencia. Los primeros vuelos se realizaron con alerones convencionales, ya que los desaceleradores no se instalaron hasta diciembre. [15] [17]
Varios meses antes, la Fuerza Aérea llevó a cabo una evaluación competitiva de los tres prototipos de interceptores para todo clima existentes, el XF-87 , el XF-89 y el XF3D de la Armada de los EE . UU . [8] Los evaluadores eran pilotos de caza nocturno calificados, operadores de radar y suboficiales de mantenimiento experimentados . Los pilotos no quedaron impresionados con ninguno de los aviones y recomendaron la adquisición de un avión provisional que resultó en el desarrollo del Lockheed F-94 Starfire a partir de la versión de entrenamiento del Lockheed F-80 Shooting Star . El F-89 fue el más rápido de los tres contendientes, [18] aunque quedó en último lugar en disposición de cabina y facilidad de mantenimiento. [12] Un piloto afirmó que el XF-89 era el único caza real y comparó al XF-87 con un bombardero medio y al XF3D con un entrenador . [18] El Comité de Evaluación en pleno anuló a esos evaluadores, prefiriendo el diseño de Northrop, ya que tenía el mayor potencial de desarrollo. Posteriormente, la Fuerza Aérea canceló el contrato de producción del F-87 para liberar dinero para el Scorpion. [15] [19]
Durante mayo de 1949, la Fuerza Aérea emitió un contrato de costo más tarifa fija, valorado en aproximadamente $ 48 millones, que cubría las modificaciones al segundo prototipo, así como el suministro de los primeros 48 aviones estándar de producción, repuestos, herramientas, equipo de asistencia en tierra y un solo marco de prueba estática. [17] [20] Dos meses después, la Fuerza Aérea aceptó oficialmente el primer prototipo, aproximadamente un año después de lo previsto. [17] En noviembre de 1949, el segundo avión estaba prácticamente completo. En este punto, los funcionarios de la Fuerza Aérea estaban preocupados por la mala relación empuje-peso del avión y ordenaron la implementación de un programa de reducción de peso, así como la actualización de los motores al más potente Allison J33-A-21 equipado con un postquemador . Otros cambios importantes incluyeron el reemplazo de la torreta de cañón de morro por la de seis cañones diseñada por Hughes , el radar AN/ARG-33 y el sistema de control de fuego Hughes E-1, tanques de combustible permanentes en las puntas de las alas y la capacidad de bajar el motor completo para un mejor acceso para mantenimiento. El nuevo morro agregó 3 pies (0,91 m) a la longitud del avión. Fue redesignado YF-89A para reflejar su papel como banco de pruebas de preproducción para evaluar el equipo y los cambios planificados para el avión de producción F-89A. El avión estuvo completo en febrero de 1950. [21]
Después de las reparaciones de un aterrizaje forzoso el 27 de junio de 1949, el XF-89 fue trasladado a March AFB para participar en la película Jet Pilot de la RKO en febrero de 1950. Poco después, el avión se estrelló el 22 de febrero, matando al observador, cuando se desarrolló un aleteo en el elevador , y las vibraciones posteriores hicieron que se rompiera toda la cola. [17] La construcción de los modelos de producción se suspendió hasta que se descubrieron las razones del accidente. Las pruebas de ingeniería y en túnel de viento revelaron que la geometría del fuselaje trasero y el escape del motor crearon turbulencias que inducían aleteo agravadas por la energía acústica de alta frecuencia del escape. Las soluciones para el problema incluyeron la adición de un "carenado de estela de chorro" en la parte inferior trasera del fuselaje entre los motores, balances de masa externos ("pinzas de hielo") para el elevador, en espera del diseño de balances de masa internos, [22] y la adición de deflectores de escape al fuselaje para reducir la turbulencia y el consiguiente aleteo. [23] Estas modificaciones se aplicaron inicialmente al segundo prototipo para validar su eficacia. [24]
El 28 de septiembre de 1950, la Fuerza Aérea aceptó el primer F-89A para fines de evaluación; otros dos aviones fueron aceptados a finales de año. [25] Dos meses después, la Fuerza Aérea decidió dar su aprobación al programa, aunque con condiciones estrictas. Estas incluían la aceleración del programa de pruebas de vuelo restante, la realización de pruebas especiales en los primeros aviones de producción para demostrar que se había resuelto el problema del aleteo y se estableció una fecha límite de enero de 1951 para la resolución final de este problema. [25] Como resultado del aumento de los costos unitarios, en parte debido a las modificaciones, el número de aviones de producción pedidos se redujo un poco. [26] Los aviones de producción estaban equipados con el radar AN/APG-33 y un armamento de seis cañones T-31 de 20 milímetros con 200 balas por cañón. Se abandonó la torreta giratoria del morro y se instalaron tanques de combustible de 300 galones estadounidenses (250 galones imperiales; 1100 L) de manera permanente en las puntas de las alas. Los bastidores debajo del ala podían transportar 16 cohetes aéreos de 5 pulgadas (130 mm) o hasta 3200 libras (1451 kg) de bombas. [27]
Solo se completaron 18 F-89A, todos los cuales se entregaron dentro del año fiscal 1951; se utilizaron principalmente para pruebas y ensayos, y tuvieron poco uso operativo. [28] Pronto se actualizaron al estándar F-89B, y se equiparon con nueva aviónica. [27] Durante junio de 1951, el Scorpion entró en servicio con el 84 ° Escuadrón de Cazas-Interceptores . [28] Sin embargo, el F-89B experimentó problemas considerables tanto con los motores como con otros sistemas, lo que resultó en su retiro de los deberes de primera línea durante 1954. [29] El F-89C mejorado había comenzado a introducirse en septiembre de 1951, aunque la Fuerza Aérea optó por detener las asignaciones cuatro meses después debido a problemas. A pesar de los repetidos cambios de motor y otras modificaciones, los problemas habían persistido, agravados por el descubrimiento de problemas estructurales con las alas que llevaron a la puesta a tierra del F-89 y obligaron a una remodelación de 194 modelos -A, -B y -C. [30] El 22 de septiembre de 1952, todos los Scorpion, excepto los que estaban involucrados en pruebas de vuelo, fueron puestos en tierra hasta el año siguiente. [31] El F-89C dejó el servicio activo con la Fuerza Aérea en 1954 y fue operado por la Guardia Nacional Aérea hasta 1960. [32]
El modelo de producción definitivo fue el F-89D. Si bien realizó su primer vuelo el 23 de octubre de 1951, la producción en serie se vio interrumpida por los problemas encontrados en los primeros modelos, lo que resultó en importantes modificaciones estructurales, después de lo cual la producción completa se reanudó durante 1953. [33] Aproximadamente 170 F-89D, la mayoría de los cuales se habían construido antes de la reanudación de la producción, fueron modernizados para ponerlos al mismo nivel que los aviones construidos posteriormente. El 7 de enero de 1953, el F-89D se puso en servicio. [34] Eliminó el cañón a favor de un nuevo sistema de control de fuego Hughes E-6 con radar AN/APG-40 y una computadora AN/APA-84. El armamento consistía en dos pods de cincuenta y dos cohetes FFAR "Mighty Mouse" de 2,75 pulgadas (70 mm). [35] [36] Se construyeron un total de 682 F-89D. [37] En agosto de 1956, un par de interceptores F-89D fueron enviados desde la Base de la Fuerza Aérea Oxnard para derribar un avión no tripulado F6F-5K descontrolado , lo que condujo a la llamada Batalla de Palmdale , en la que dispararon todos sus cohetes pero no lograron dañar el avión no tripulado Hellcat. [38]
Los F-89 rediseñados propuestos, designados F-89E y F-89F, no se construyeron, ni tampoco se propuso un F-89G que habría utilizado el control de fuego Hughes MA-1 y misiles aire-aire GAR-1/GAR-2 Falcon como el Convair F-106 Delta Dart . [39]
El F-89H, que entró en servicio en 1956, tenía un sistema de control de fuego E-9 como el del primer F-102 y enormes cápsulas nuevas en las puntas de las alas, cada una con capacidad para tres Falcons (normalmente tres GAR-1 con radar semiactivo y tres GAR-2 infrarrojos ) y 21 FFAR, para un total de seis misiles y 42 cohetes. [40] Los problemas con el sistema de control de fuego retrasaron la entrada en servicio del -H, momento en el que su rendimiento era notablemente inferior al de los interceptores supersónicos más nuevos , por lo que se eliminó gradualmente del servicio de la USAF en 1959. [41]
La variante final fue el F-89J, que se basó en el F-89D, pero reemplazó los tanques/pods de misiles estándar en las puntas de las alas con tanques de combustible de 600 galones estadounidenses (500 galones imperiales; 2300 L) y colocó un pilón debajo de cada ala para un solo cohete nuclear MB-1 Genie (a veces complementado con hasta cuatro misiles aire-aire Falcon convencionales). [41] El F-89J se convirtió en el único avión en disparar un Genie en vivo como el John Shot de la Operación Plumbbob el 19 de julio de 1957. [42] No hubo F-89J de nueva construcción, pero se modificaron 350 -D para este estándar. Sirvieron en el Comando de Defensa Aérea , posteriormente rebautizado como Comando de Defensa Aeroespacial (ADC), hasta 1959 y en unidades de la Guardia Nacional Aérea adquiridas por el ADC hasta 1969. Esta versión de la aeronave se utilizó ampliamente dentro del sistema de defensa aérea Semi Automatic Ground Environment (SAGE). [43] [44]
En total se produjeron 1.050 Scorpions de todas las variantes.
Datos de Scorpion with a Nuclear Sting [70]
Características generales
Actuación
Armamento
Aviónica
Aeronaves de función, configuración y época comparables
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