El avión sin piloto tierra-aire ( GAPA ) fue un misil tierra-aire (SAM) de corto alcance desarrollado a fines de la década de 1940 por Boeing para las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos y luego para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos después de 1948. Se le dio el número de referencia SAM-A-1 , el primer misil tierra-aire (SAM) en el sistema de designación tri-servicio de 1947. Para 1950, se habían lanzado más de 100 cohetes de prueba utilizando una variedad de configuraciones y plantas de energía, con un lanzamiento en 1949 que estableció el récord de altitud para un vehículo propulsado por estatorreactor a 59,000 pies (18,000 m).
El GAPA se enfrentó a una fuerte competencia del sistema de misiles Nike del Ejército de los Estados Unidos , y finalmente fue cancelado para favorecer el despliegue de Nike. El trabajo del GAPA fue reutilizado más tarde por el equipo de Boeing y Project Wizard en el Centro de Investigación Aeronáutica de Michigan para desarrollar un misil de mucho mayor alcance, el CIM-10 Bomarc para la Fuerza Aérea. El Bomarc terminaría compitiendo con el Nike Hercules del Ejército , y se desplegó solo en pequeñas cantidades.
La inexactitud inherente de la artillería antiaérea significa que cuando los proyectiles alcanzan sus objetivos se distribuyen aleatoriamente en el espacio. Esta distribución es mucho mayor que el radio letal de los proyectiles, por lo que la probabilidad de que un proyectil logre impactar en el objetivo es muy pequeña. Por lo tanto, para que la artillería antiaérea tenga éxito es necesario disparar tantos proyectiles como sea posible, lo que aumenta las probabilidades de que uno de ellos logre impactar. Los artilleros alemanes estimaron que se necesitaban una media de 2.800 proyectiles para derribar un solo Boeing B-17 . [4]
Volar más rápido significa que el avión pasa por el rango de un cañón más rápidamente, reduciendo el número de proyectiles que un cañón en particular puede disparar a ese avión. Volar a mayores altitudes tiene un efecto similar, ya que requiere proyectiles más grandes para alcanzar esas altitudes, y esto generalmente resulta en tasas de disparo más lentas por una variedad de razones prácticas. Los aviones que usan motores a reacción básicamente duplican la velocidad y la altitud de los diseños convencionales, por lo que limitan el número de proyectiles y la posibilidad de alcanzar al bombardero se reduce esencialmente a cero. Ya en 1942, los comandantes de la artillería antiaérea alemana eran muy conscientes del problema y, esperando enfrentarse a los bombarderos a reacción, comenzaron un programa de desarrollo de misiles para reemplazar sus cañones. [5]
De los muchos programas que surgieron, los diseños se dividieron en dos categorías. Una utilizaba un misil de alta velocidad que volaba directamente hacia el objetivo. Con suficiente velocidad, el misil no tenía que "adelantarse" al objetivo en gran medida, ya que el bombardero se movía solo una corta distancia en el tiempo entre el lanzamiento y la interceptación. Una segunda clase utilizaba diseños similares a aeronaves que primero se elevaban a gran altitud frente a los bombarderos y luego volaban hacia ellos en rutas de intercepción a velocidades mucho menores. Se trataba esencialmente de versiones teledirigidas por radio del avión interceptor propulsado por cohetes Messerschmitt Me 163 que transportaba ojivas muy grandes.
Los aliados occidentales mantuvieron la superioridad aérea durante gran parte de la guerra y el desarrollo de nuevos sistemas antiaéreos no era tan urgente. Sin embargo, a mediados de la guerra, el ejército estadounidense había llegado a la misma conclusión que sus homólogos alemanes: el fuego antiaéreo simplemente ya no era útil. [6] En consecuencia, en febrero de 1944, las Fuerzas Terrestres del Ejército enviaron a las Fuerzas de Servicio del Ejército (ASF) una solicitud de información sobre la posibilidad de construir un "torpedo cohete antiaéreo de gran calibre". La ASF concluyó que era demasiado pronto para decir si esto era posible y sugirió concentrarse en un programa de desarrollo general de cohetes. [6]
La introducción de los bombarderos alemanes a reacción a finales de 1944 condujo a una reevaluación de esta política, y el 26 de enero de 1945 el Jefe de Artillería del Ejército emitió un requerimiento para un nuevo sistema de armas de misiles guiados. Al igual que los esfuerzos alemanes, los diseños del Ejército rápidamente se dividieron en dos grupos, armas de línea de visión de alta velocidad para alcances cortos, y sistemas similares a aviones que volaban a velocidades más bajas pero ofrecían un mayor alcance. Finalmente, se seleccionaron dos de estos programas; Bell Labs , líder mundial en radar, control por radio y sistemas de puntería automatizados (ver Hendrik Wade Bode ) [7] ganó el contrato para un arma de corto alcance conocida como Proyecto Nike. Boeing lideró el desarrollo de un sistema de mayor alcance similar a un avión, GAPA, designado proyecto MX-606. [3]
Aunque el GAPA se basaba en principios similares a los diseños alemanes anteriores, evolucionó hacia un concepto completamente diferente; los diseños del GAPA eran largos y delgados y parecían misiles, no aviones. Aerojet fue seleccionado para construir propulsores de combustible sólido, mientras que Boeing probó una amplia variedad de diseños de motores para la etapa superior. El primer lanzamiento de prueba de un diseño de fuselaje GAPA no guiado tuvo lugar el 13 de junio de 1946 desde una plataforma de lanzamiento de 100 pies × 100 pies (30 m × 30 m) en el Campo de Bombardeo y Artillería de Wendover de la Segunda Guerra Mundial en el borde occidental de Bonneville Salt Flats . [8] Estos primeros diseños "Modelo 600" fueron solo para pruebas aerodinámicas y utilizaron combustible sólido en ambas etapas. [9] Durante el período de dos semanas siguientes, se realizaron un total de 38 lanzamientos, que finalizaron el 1 de julio.
En un informe a la Comisión de Política Aérea del Presidente en octubre, Boeing informó que el alcance del sistema era de 30 millas (48 kilómetros). Se identificó la necesidad de una versión de 50 millas de alcance y Mach 0,9 para el sistema de defensa aérea "provisional" . [10] A principios de 1948, la USAF estaba "lista para comprar misiles GAPA completos para fines de prueba y entrenamiento, [pero] los componentes de guía no estaban disponibles", y de los $5,5 millones planeados para GAPA, solo $3 millones se proporcionaron en julio de 1948. [11]
A finales de 1948, el Comando de Material Aéreo recibió instrucciones de comprar 70 vehículos de prueba. [12] Se llevaron a cabo más de 74 lanzamientos en la Base de Pruebas de Misiles Guiados de Alamogordo [13] a partir del 23 de julio de 1947 (el lanzamiento número 39). [14] Un Modelo 602 propulsado por estatorreactor voló por primera vez el 14 de noviembre de 1947, y un cohete de combustible líquido Modelo 601 el 12 de marzo de 1948. [15] Al final del programa de pruebas en 1950, se llevaron a cabo 114 lanzamientos, siendo el último el 15 de agosto de 1950. [16]
En 1949, el rendimiento del diseño competidor de Nike había demostrado capacidades similares al GAPA, a unas 25 millas (40 kilómetros), y estaba mucho más cerca de estar listo para su despliegue. El Departamento de Defensa (DoD) no vio la necesidad de dos sistemas con un rendimiento similar, y los combates entre servicios desde la creación de la Fuerza Aérea en 1948 fueron un problema constante para el DoD. Finalmente decidieron el asunto en 1949 cuando el Estado Mayor Conjunto determinó que cada rama de las fuerzas armadas llevaría a cabo el desarrollo de misiles de acuerdo con su misión [17] y entregó al Ejército el control de todas las defensas aéreas de corto alcance, ya fueran misiles o cañones. [12] El GAPA se canceló por completo, [18] y se creó un nuevo contrato para un arma de mucho mayor alcance bajo MX-1599. Para mantener vivo el desarrollo del GAPA mientras tanto, la Fuerza Aérea de los EE. UU. redirigió la financiación de un programa de misiles antibalísticos , el Proyecto Thumper , que estaba siendo finalizado a favor de un sistema más avanzado, el Proyecto Wizard . [19]
Boeing construyó dos computadoras para ayudar con el desarrollo del proyecto GAPA. La primera fue la BEMAC , Boeing Electro-Mechanical Analog Computer, que se utilizó para varios cálculos e investigaciones aerodinámicas. La segunda, BEAC , Boeing Electronic Analog Computer, se desarrolló en 1949 en Seattle para ayudar con los cálculos en el proyecto GAPA. BEAC resultó tan útil que otras divisiones dentro de la empresa comenzaron a solicitar tiempo para el sistema. Esto llevó a la Unidad de Investigación Física a construir más ejemplos de modelos mejorados de BEAC para el Departamento de Acústica y Electricidad, Aerodinámica, Planta de Energía, Equipo Mecánico y Departamento de Estructuras. Dado el éxito del diseño de BEAC, la empresa comenzó a ofrecerlo comercialmente en 1950. Las ventas continuaron durante la década de 1950. [20]
El nuevo MX-1599 también tuvo problemas de desarrollo y financiación, y repitió la historia inicial cuando se unió al proyecto el equipo del Centro de Investigación Aeronáutica de Michigan (MARC) que trabajaba en el Proyecto Wizard. Wizard se basaba en un misil de alto rendimiento, existente solo en el papel, capaz de interceptar misiles que viajaban a hasta 4.000 mph (6.400 km/h) a altitudes de hasta 500.000 pies (150 km). Wizard también había pensado mucho en el problema de la detección temprana y las comunicaciones necesarias para las intercepciones que duraban solo minutos. La combinación de los dos equipos, de Boeing y MARC, dio como resultado el nuevo nombre BOMARC. En ese momento, la Fuerza Aérea consideraba que los misiles eran aviones no tripulados, y le asignó al nuevo misil el nombre "F-99", considerando que su papel era el mismo que el de un avión de combate . Esto se cambió más tarde a "Misil Interceptor", IM-99. y finalmente CIM-10 Bomarc cuando se introdujo el sistema de designación de misiles y drones Tri-Service de los Estados Unidos en 1963 . [21]
El desarrollo del Bomarc se prolongó y, en 1956, se habían realizado menos de 25 lanzamientos de prueba, muchos de ellos fallidos. En ese momento, el Ejército había comenzado la producción temprana de su misil Nike Hercules , muy mejorado , que ofrecía altas velocidades supersónicas, altitudes de intercepción de hasta 100.000 pies (30 km) y alcances del orden de 75 millas (121 km). Aunque el alcance del Bomarc era mucho mayor que el del Hercules, la misión de proteger ciudades se cumplía adecuadamente, y el Hercules era mucho más simple, más barato y más confiable (se estimaba que el Bomarc estaba listo para disparar el 25% del tiempo o menos). [22]
Hubo tres modelos principales del vehículo GAPA y su diseño difería considerablemente. Todos eran "similares a los de un misil", con cuatro aletas delta recortadas en el extremo posterior de un fuselaje cilíndrico rematado con un cono frontal en forma de ojiva. La sustentación aerodinámica para el control la proporcionaba un ala larga que recorría la superficie superior del fuselaje, apenas un poco más ancha que el cuerpo. El ala se estrechaba hasta un punto justo detrás del cono frontal. El propulsor tenía aproximadamente la misma longitud que el misil, aunque un poco más grande en diámetro y presentaba aletas delta recortadas mucho más grandes.
GAPA utilizó el sistema de guiado por haz , en el que el misil intenta mantenerse centrado en medio de una señal de radar que apunta directamente al objetivo. Este sistema permite que un único y potente radar actúe como sistema de seguimiento y de guiado. Sin embargo, el sistema de guiado por haz también significa que el misil tiene que volar directamente hacia su objetivo y, por lo tanto, no puede "guiarlo" a un punto de intercepción calculado. Este medio de guiado es generalmente ineficiente, ya que requiere que el misil continúe maniobrando durante toda la aproximación mientras el radar se mueve para seguir el seguimiento del objetivo. Esto puede ser significativo en el caso de aeronaves de alta velocidad.
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