El Lockheed NF-104A es un entrenador aeroespacial supersónico estadounidense de alto rendimiento y potencia mixta que sirvió como vehículo de entrenamiento de astronautas de bajo costo para los programas North American X-15 y el proyectado Boeing X-20 Dyna-Soar .
Tres aviones fueron modificados a partir de fuselajes existentes del Lockheed F-104A Starfighter y sirvieron en la Escuela de Pilotos de Investigación Aeroespacial entre 1963 y 1971; las modificaciones incluyeron un pequeño motor de cohete suplementario y un sistema de control de reacción para el vuelo en la estratosfera . Durante el programa de pruebas, la altitud máxima alcanzada fue de más de 120.000 pies (36.600 m). Uno de los aviones fue destruido en un accidente mientras era volado por Chuck Yeager . El accidente fue representado en el libro The Right Stuff y la película del mismo nombre . El 10 de diciembre de 2019, la Base de la Fuerza Aérea Edwards publicó la transcripción en video completa de las películas del vuelo de 1963 y el accidente posterior. [1]
Con la llegada de los vuelos espaciales tripulados a principios de la década de 1960, la Escuela de Pilotos de Pruebas de Vuelo Experimentales de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) en la Base Aérea Edwards pasó a llamarse Escuela de Pilotos de Investigación Aeroespacial (ARPS), y el énfasis en la formación pasó del curso tradicional de piloto de pruebas a un plan de estudios más orientado a los vuelos espaciales. [2]
Se obtuvieron varios cazas F-104 Starfighters de producción estándar (incluidas las versiones biplaza F-104D) [3] y el ARPS los utilizó para simular los perfiles de trayectoria de aproximación en planeo de baja sustentación y alta resistencia del programa Dyna-Soar X-15 y del X-20 proyectado. Estas maniobras se iniciaron a 12.000 pies (3.700 m), donde el motor del F-104 se redujo al 80% de potencia; y con los flaps, los aerofrenos y el tren de aterrizaje extendidos, el avión se estableció en un picado de 30° con una retirada para el aterrizaje a partir de 1.500 pies (500 m) sobre el suelo. Estas aproximaciones en planeo dejaban poco margen de error.
Se comprendió que las superficies de control de aeronaves normales tenían poco o ningún efecto en el aire enrarecido de la estratosfera superior y que cualquier aeronave que operara a altitudes extremadamente altas necesitaría estar equipada con un sistema de control de reacción (RCS). Se utilizó una versión modificada del Bell X-1 para las pruebas iniciales del RCS, pero se dejó en tierra después de problemas técnicos. Fue reemplazado en 1959 por un Lockheed F-104A (55-2961) modificado por la NASA, que llevaba sistemas RCS en las puntas de las alas y en la nariz del fuselaje. Este avión (designado JF-104) alcanzó una altitud máxima de 83.000 pies (25.300 m) durante el programa de pruebas. Los pilotos que volaron este avión incluyeron a Neil Armstrong , quien adquirió una valiosa experiencia en el uso del RCS. Los pilotos se quejaron de que las pantallas de los instrumentos eran difíciles de leer y no eran lo suficientemente precisas para los perfiles críticos de ascenso con zoom necesarios para alcanzar grandes altitudes. [4]
En 1962, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos adjudicó a Lockheed un contrato para modificar tres aviones F-104A para la función específica de entrenador aeroespacial (AST). Las estructuras de los aviones fueron sacadas del almacenamiento en AMARG y transportadas a la fábrica de la empresa para su modificación.
El diseño del F-104A ya estaba consolidado como un avión ligero y de alto rendimiento. Para el proyecto AST, se hizo hincapié en eliminar el equipo innecesario, instalar un motor cohete para complementar el motor a reacción existente, instalar un RCS a bordo y mejorar la instrumentación. A continuación se enumeran las principales diferencias entre la versión de producción y el AST:
La envergadura del NF-104A se incrementó con la incorporación de extensiones en las puntas de las alas. Esta modificación era necesaria para alojar los propulsores de control de alabeo RCS y reducir la carga alar .
La aleta vertical y el timón fueron reemplazados por las versiones de área más grande del F-104 biplaza y fueron modificados estructuralmente para permitir la instalación del motor de cohete.
El radón de nariz de fibra de vidrio fue reemplazado por un revestimiento de aluminio y albergó los propulsores RCS de cabeceo y guiñada.
Las tomas de aire diseñadas originalmente por Ben Rich tenían la misma geometría fija que las del F-104A, pero incluían extensiones en los conos de entrada para un funcionamiento óptimo del motor a reacción a números de Mach más altos . Las diferencias internas del fuselaje incluían la provisión de tanques oxidantes de propulsante de cohetes , la eliminación del cañón M61 Vulcan , el equipo de radar y la aviónica innecesaria . Se instaló un tanque de nitrógeno para presurizar la cabina . Esto era necesario, ya que no habría aire de purga disponible del motor después de su corte normal y esperado en la fase de ascenso.
Además del motor a reacción General Electric J79 estándar , se instaló un motor cohete Rocketdyne AR2-3 en la base de la aleta vertical. Este motor quemaba una mezcla de combustible para aviones JP-4 y una solución oxidante de peróxido de hidrógeno al 90% . El NF-104 transportaba suficiente oxidante para aproximadamente 100 segundos de funcionamiento del motor cohete. El piloto podía ajustar el nivel de empuje al máximo o aproximadamente a la mitad de la potencia utilizando una palanca de aceleración adicional en el lado izquierdo de la cabina .
El sistema de control de reacción constaba de ocho propulsores de cabeceo/guiñada (cuatro para cada eje) y cuatro propulsores de alabeo. Utilizaban el mismo tipo de combustible de peróxido de hidrógeno que el motor principal del cohete, procedente de un tanque de combustible dedicado de 70 kg (155 lb) y eran controlados por el piloto mediante una palanca montada en el panel de instrumentos. Los propulsores de cabeceo/guiñada tenían una potencia nominal de 500 N (113 lbf) cada uno y los propulsores de alabeo tenían una potencia nominal de 190 N (43 lbf).
El NF-104A era capaz de alcanzar grandes altitudes mediante una combinación de ascenso con zoom (alcanzando una alta velocidad en un picado suave a gran altitud y luego ascendiendo abruptamente, convirtiendo la velocidad y el impulso en altitud) y el uso del motor cohete (para alcanzar velocidades de nivel más altas y mantener la tasa de ascenso durante el mayor tiempo posible después de entrar en el ascenso con zoom). Una misión típica implicaba una aceleración de nivel a 35.000 pies (10.700 m) a Mach 1,9, donde se encendería el motor cohete y, al alcanzar Mach 2,1, el avión se inclinaría hasta un ángulo de ascenso de 50-70° aplicando cuidadosamente una carga igual a 3,5 g . El postquemador del J79 comenzaría a disminuir su velocidad aproximadamente a los 70.000 pies (21.300 m), seguido poco después por el corte manual de combustible del motor a reacción principal alrededor de los 85.000 pies (25.900 m) para evitar que las temperaturas del motor en rápido aumento dañaran las etapas de la turbina del motor a reacción. Después de continuar sobre la parte superior de su arco balístico , el NF-104 descendería de nuevo a un aire más denso donde el motor principal podría reiniciarse utilizando la técnica de reinicio por molino de viento para recuperarse y aterrizar. [5]
El primer NF-104A (USAF 56-0756 ) fue aceptado por la USAF el 1 de octubre de 1963. Rápidamente estableció un nuevo récord de altitud no oficial de 118.860 pies (36.230 m) y lo superó el 6 de diciembre de 1963 al alcanzar una altitud de 120.800 pies (36.800 m). El avión resultó dañado en vuelo en junio de 1963 cuando explotó un recipiente oxidante de cohetes. Sufrió una explosión del motor del cohete en pleno vuelo en junio de 1971. Aunque el piloto pudo aterrizar de forma segura, el avión dañado fue retirado y esto marcó el final del proyecto NF-104. Este avión fue transferido al Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Está en exhibición en el Nevada County Air Park , Grass Valley, California , con las marcas "56-0751".
El segundo NF-104A (USAF 56-0760 ) fue aceptado por la USAF el 26 de octubre de 1963. Después de retirarse, este avión fue montado en un poste fuera de la Escuela de Pilotos de Pruebas de la Fuerza Aérea de los EE. UU. en la Base Aérea Edwards y todavía se puede ver allí hoy. Las puntas de las alas extendidas, el RCS, el cono de morro de metal y otras partes del 56-0760 fueron prestadas a Darryl Greenamyer para sus intentos de récord de aviación civil utilizando un F-104 altamente modificado . Cuando se vio obligado a eyectarse durante un vuelo récord, su avión fue destruido y las piezas nunca fueron devueltas. [6]
El tercer NF-104A (USAF 56-0762 ) fue entregado a la USAF el 1 de noviembre de 1963 y se destruyó en un accidente mientras era pilotado por Chuck Yeager el 10 de diciembre de 1963. Este accidente fue representado en el libro Yeager: An Autobiography y en la adaptación al libro y película de The Right Stuff . El avión utilizado para la filmación fue un F-104G estándar que volaba con los tanques de combustible de las puntas de las alas removidos, pero que por lo demás carecía de cualquiera de las modificaciones del NF-104A, más visiblemente el motor cohete en ángulo hacia arriba en la base del estabilizador vertical. [7]
Datos de Libis . [8]
Características generales
Actuación
Desarrollo relacionado
Aeronaves de función, configuración y época comparables
Listas relacionadas
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