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Se produjeron más de veinte variantes del caza norteamericano P-51 Mustang desde 1940, cuando voló por primera vez, hasta después de la Segunda Guerra Mundial , algunas de las cuales se emplearon también en la Guerra de Corea y en varios otros conflictos.
El prototipo del Mustang, designado NA-73X, fue presentado por North American Aviation el 9 de septiembre de 1940, aunque sin motor, y voló por primera vez el 26 de octubre siguiente. [1] El Mustang fue diseñado originalmente para utilizar un motor Allison V-1710 de baja altitud . A diferencia de los modelos posteriores, los Mustang con motor Allison se caracterizaban por la entrada de aire del carburador ubicada en la superficie dorsal del morro, inmediatamente detrás de la hélice.
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El primer contrato de producción fue otorgado por los británicos por 320 cazas NA-73, llamados Mustang Mk I por la Comisión de Compras Británica ; pronto siguió un segundo contrato británico, que exigía 300 cazas Mustang Mk I más (NA-83). También se hicieron arreglos contractuales para que dos aviones del primer pedido se entregaran al USAAC para su evaluación; estos dos fuselajes, 41-038 y 41-039 respectivamente, fueron designados XP-51 . [2] Los primeros Mustang Mk I de la RAF fueron entregados al 26 Escuadrón en la RAF Gatwick en febrero de 1942 [3] e hicieron su debut en combate el 10 de mayo de 1942. Con su largo alcance y excelente rendimiento a baja altitud, se emplearon eficazmente para tareas de reconocimiento táctico y ataque terrestre sobre el Canal de la Mancha , pero se pensó que tenían un valor limitado como cazas debido a su pobre rendimiento por encima de los 15.000 pies (4.600 m).
Los Mustang de la RAF (Mk Is, que no tenían capacidad para transportar tanques de combustible) hicieron historia el 22 de octubre de 1942, cuando escoltaron a 22 bombarderos medianos Vickers Wellington en una incursión diurna a Alemania, convirtiéndose así en los primeros cazas monoplaza de la RAF en sobrevolar el país durante la Segunda Guerra Mundial. [4]
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El primer pedido estadounidense de 150 P-51, designados NA-91 por North American, fue realizado por el Ejército de los EE. UU. el 7 de julio de 1940. [5] Esto se hizo en nombre de la RAF en un acuerdo de préstamo y arriendo . [6] Todos menos los últimos 57 fueron a parar a los británicos. Después del ataque a Pearl Harbor , la USAAF "retuvo" estos Mustang Mk IA para su propio uso. [7] Cincuenta y cinco de estos P-51-1 fueron equipados con un par de cámaras K.24 en el fuselaje trasero para reconocimiento táctico de bajo nivel y fueron redesignados F-6A (la "F" de fotográfico, aunque confusamente también se los sigue denominando P-51 o P-51-1 [7] ). Dos mantuvieron su designación P-51-1 y fueron utilizados para pruebas por la USAAF. [ aclaración necesaria ]
Dos XP-51 (números de serie 41-038 y 41-039) destinados a pruebas llegaron a Wright Field el 24 de agosto y el 16 de diciembre de 1941 respectivamente. [nb 1] El pequeño tamaño de este primer pedido reflejaba el hecho de que lo que se había conocido como USAAC hasta finales de junio de 1941 [8] era todavía una organización en tiempos de paz relativamente pequeña y con fondos insuficientes. Después de la reorganización de finales de junio de 1941 del USAAC en las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos , aproximadamente seis meses antes de que el ataque a Pearl Harbor cambiara la perspectiva de los Estados Unidos con respecto a la participación en las hostilidades globales contra el Eje de la noche a la mañana , se tuvo que dar prioridad a la construcción de tantos cazas existentes (P-38, P-39 y P-40) como fuera posible mientras se entrenaba simultáneamente a los pilotos y otro personal, lo que significó que la evaluación del XP-51 no comenzó de inmediato. Sin embargo, esto no significó que se descuidara o que las pruebas y la evaluación se manejaran mal. [9]
Los 150 NA-91 fueron designados P-51 por la recién formada USAAF y fueron inicialmente llamados Apache , aunque este nombre fue rápidamente abandonado y en su lugar se adoptó el nombre de la RAF, Mustang. A la USAAF no le gustó el armamento mixto del Mustang Is británico y en su lugar adoptó un armamento de cuatro cañones Hispano Mk II de 20 mm (0,79 pulgadas) de cañón largo , eliminando las armas montadas en la "fosa nasal" de 12,7 mm (0,50 cal). Los británicos designaron este modelo como Mustang Mk IA , y equiparían varios con equipo similar. [10]
Enseguida se hizo evidente que el rendimiento del Mustang, aunque excepcional hasta los 4.600 m (15.000 pies) (la altitud crítica del sobrealimentador ), se reducía notablemente a altitudes superiores. Esto se debía a que el sobrealimentador de una sola velocidad y una sola etapa instalado en el V-1710 había sido diseñado para producir la máxima potencia a baja altitud; por encima de eso, la potencia caía rápidamente. Antes del proyecto Mustang, el USAAC hizo que Allison se concentrara principalmente en turbocompresores en colaboración con General Electric ; los turbocompresores demostraron ser fiables y capaces de proporcionar importantes aumentos de potencia en el Lockheed P-38 Lightning y otros aviones de gran altitud, en particular en los bombarderos de cuatro motores del Cuerpo Aéreo. La mayoría de los otros usos del Allison eran para diseños de baja altitud, donde bastaría con un sobrealimentador más sencillo. Instalar un turbocompresor en el Mustang resultó poco práctico, y Allison se vio obligado a utilizar el único sobrealimentador disponible. A pesar de esto, la aerodinámica avanzada del Mustang demostró ser ventajosa, ya que el Mk I era aproximadamente 30 mph (48 km/h) más rápido que los Curtiss P-40 Warhawks contemporáneos que usaban el mismo V-1710-39 (que producía 1220 hp (910 kW ; 1240 PS ) a 10 500 pies (3200 m), impulsando una hélice Curtiss-Electric de tres palas de 10 pies 6 pulgadas (3,20 m) de diámetro). [11] El Mk I era 30 mph (48 km/h) más rápido que el Supermarine Spitfire Mk Vc a 5.000 pies (1.500 m) y 35 mph (56 km/h) más rápido a 15.000 pies (4.600 m), a pesar del motor más potente del avión británico (el Rolls-Royce Merlin 45, que producía 1.470 hp (1.100 kW; 1.490 PS) a 9.250 pies (2.820 m). [12]
Aunque a menudo se ha afirmado que el pobre rendimiento del motor Allison por encima de los 15.000 pies (4.600 m) fue una sorpresa y una decepción para la RAF y la USAAF, esto debe considerarse un mito; los ingenieros de aviación de la época eran completamente capaces de evaluar correctamente el rendimiento del motor y el sobrealimentador de un avión. [13] Como evidencia de esto, a mediados de 1941, las células 93 y 102 del pedido NA-91 fueron programadas para ser apartadas y equipadas y probadas con motores Packard Merlin (la versión construida en EE. UU. del Merlin), y cada una recibió la designación XP-51B . [14]
El 23 de junio de 1942 se firmó un contrato para la fabricación de 1.200 P-51A (NA-99). El P-51A utilizaba el nuevo motor Allison V-1710-81, un desarrollo del V-1710-39, que impulsaba una hélice Curtiss- Electric de tres palas de 3,28 m de diámetro . El armamento se cambió por cuatro ametralladoras Browning de 12,7 mm, dos en cada ala, con un máximo de 350 proyectiles por cañón (RPG) para los cañones interiores y 280 para los exteriores. Se realizaron otras mejoras en paralelo con el A-36, incluyendo una entrada de aire fija mejorada que reemplazó el accesorio móvil de los modelos Mustang anteriores y la instalación de bastidores de ala capaces de transportar tanques de combustible de 75 o 150 galones estadounidenses (62 o 125 galones imperiales; 280 o 570 L), aumentando el alcance máximo de transbordador a 2740 mi (4410 km) con los tanques de 150 galones estadounidenses (120 galones imperiales; 570 L). La velocidad máxima se elevó a 409 mph (658 km/h) a 10 000 pies (3000 m). La USAAF recibió 310 y la RAF 50 (como Mustang II) antes de que la producción se convirtiera en la producción del P-51B con motor Merlin. [15]
El A-36A fue el primer avión basado en el fuselaje del Mustang encargado por el gobierno de los EE. UU. específicamente para su uso por la USAAF. La NAA encontró un contrato de la USAAF para un "bombardero en picado" sin cubrir, que obtuvo principalmente por iniciativa propia. Al hacerlo, la NAA pudo mantener abiertas las bahías de producción con la esperanza de que la USAAF realizara pedidos para él como caza. [6] El 16 de abril de 1942, el oficial del proyecto de caza Benjamin S. Kelsey ordenó 500 A-36A , un rediseño que incluía seis ametralladoras Browning M2 de 12,7 mm (0,50 pulgadas) , frenos de picado y la capacidad de llevar dos bombas de 230 kg (500 lb). Kelsey hubiera preferido comprar más cazas, pero estaba dispuesto a iniciar un mayor nivel de producción del Mustang en North American utilizando fondos de la USAAF destinados a aviones de ataque terrestre cuando la financiación de los aviones de persecución ya se había asignado. [16] Fue el primer fuselaje de la "familia" Mustang capaz de transportar depósitos de combustible externos. (Una prohibición de la USAAC de 1939 impidió a los fabricantes fabricar cazas capaces de transportar depósitos de combustible externos; la Marina no tenía tal restricción. [ cita requerida ] )
Los 500 aviones fueron designados A-36A (NA-97). Este modelo se convirtió en el primer Mustang de la USAAF en entrar en combate. Un avión (número de serie británico EW998 ) pasó a manos de los británicos, que le dieron el nombre de Mustang Mk I (Dive Bomber) .
En abril de 1942, la Unidad de Desarrollo de Combate Aéreo (AFDU) de la RAF probó el Mustang y descubrió que su rendimiento era inadecuado a mayores altitudes. Por ello, se lo iba a utilizar para reemplazar al P-40 en los escuadrones del Comando de Cooperación del Ejército , pero el oficial al mando quedó tan impresionado con su maniobrabilidad y velocidades a baja altitud que invitó a Ronnie Harker (del centro de pruebas de vuelo de Rolls-Royce ) a volarlo. Los ingenieros de Rolls-Royce se dieron cuenta rápidamente de que equipar al Mustang con un motor Merlin 61 de gran altitud con su sobrealimentador de dos velocidades y dos etapas mejoraría sustancialmente el rendimiento. La compañía comenzó a convertir cinco aviones como Mustang Mk X con el Merlin 65. Aparte de la instalación del motor, que utilizó soportes de motor hechos a medida diseñados por Rolls-Royce e inicialmente la hélice Rotol de cuatro palas de 10 pies 9 pulgadas (3,28 m) de diámetro de un Spitfire Mk IX , [17] el Mk X fue una adaptación sencilla del fuselaje del Mk I, manteniendo el mismo diseño del conducto del radiador. El vicejefe del Estado Mayor del Aire , el mariscal del aire Sir Wilfrid R. Freeman , presionó enérgicamente para que se fabricaran Mustang con motor Merlin, insistiendo en que dos de los cinco Mustang X experimentales se entregaran a Carl Spaatz para pruebas y evaluación por parte de la Octava Fuerza Aérea de los EE. UU. en Gran Bretaña. [18] La mejora del rendimiento a gran altitud fue notable: un Mk X ( número de serie AM208 ) alcanzó 433 mph (376 kn; 697 km/h) a 22.000 pies (6.700 m) con el supercargador lleno, y el AL975 fue probado a un techo absoluto de 40.600 pies (12.400 m). [19]
Los dos XP-51B [nb 2] fueron una conversión más completa que el Mustang X, con una instalación de motor a medida y un rediseño completo del conducto del radiador. La estructura en sí fue reforzada, y el fuselaje y el área de montaje del motor recibieron más formadores debido al mayor peso de 355 lb (161 kg) del Packard V-1650-3 en comparación con el V-1710. La cubierta del motor fue completamente rediseñada para albergar el Packard Merlin, que, debido al radiador del intercooler montado en la carcasa del sobrealimentador, era 5 pulgadas (130 mm) más alto y usaba un carburador de corriente ascendente , en lugar de la variedad de corriente descendente del Allison. [21] El nuevo motor impulsaba una hélice Hamilton Standard de cuatro palas de 11 pies 2 pulgadas (3,40 m) de diámetro que presentaba puños de caucho moldeado duro. [22] Para satisfacer las mayores necesidades de refrigeración del Merlin, se diseñó un nuevo conducto de fuselaje. Este albergaba un radiador más grande, que incorporaba una sección para el refrigerante del sobrealimentador y, por delante de este y ligeramente más abajo, se alojaba un enfriador de aceite en un conducto secundario que aspiraba aire a través de la abertura principal y lo expulsaba por una trampilla de salida separada. [23]
Un "ruido en el conducto" que escucharon los pilotos en vuelo en el prototipo P-51B dio lugar a una prueba a gran escala en el túnel de viento en el Laboratorio Aeronáutico Ames de la NACA . Esto se llevó a cabo insertando el avión, con los paneles exteriores del ala retirados, en el túnel de viento de 16 pies. Un ingeniero de pruebas se sentaba en la cabina con el túnel de viento en funcionamiento y escuchaba el ruido del conducto. Finalmente, se descubrió que el ruido se podía eliminar aumentando el espacio entre la superficie inferior del ala y el borde superior del conducto del sistema de refrigeración de 1 a 2 pulgadas (25 a 51 mm). Llegaron a la conclusión de que parte de la capa límite en la superficie inferior del ala estaba siendo ingerida en la entrada y separándose, lo que hacía que el radiador vibrara y produjera el ruido. [24] La entrada del P-51B de producción se bajó aún más, para dar una separación de 2,63 pulgadas (67 mm) desde la parte inferior del ala. Además, se eliminó el estante sobre la cara del enfriador de aceite y se movió hacia atrás el resalte de entrada. [25]
Se decidió que los nuevos P-51B (NA-102) continuarían con el mismo armamento y carga de munición del P-51A, mientras que la instalación del portabombas/tanque de combustible externo se adaptó del A-36 Apache; los portabombas estaban diseñados para transportar hasta 500 lb (230 kg) de municiones y también estaban conectados a los tanques de combustible. Las ametralladoras se apuntaban utilizando la mira reflectora N-3B iluminada eléctricamente equipada con un conjunto de cabezal A-1 que permitía utilizarla como mira para armas o bombas variando el ángulo del cristal reflector. [26] A los pilotos también se les dio la opción de tener miras de anillo y de punto montadas en los formadores de la cubierta superior del motor. Esta opción se suspendió con el P-51D. [27]
El primer XP-51B voló el 30 de noviembre de 1942. [28] Las pruebas de vuelo confirmaron el potencial del nuevo caza, con el techo de servicio elevado en 10.000 pies (3.000 m), con la velocidad máxima mejorando en 50 mph (43 nudos; 80 km/h) a 30.000 pies (9.100 m). La producción estadounidense comenzó a principios de 1943 con el P-51B (NA-102) fabricado en Inglewood, California , y el P-51C (NA-103) en una nueva planta en Dallas, Texas, que estaba en funcionamiento en el verano de 1943. [nb 3] La RAF bautizó a estos modelos como Mustang Mk III . En las pruebas de rendimiento, el P-51B alcanzó 441 mph (383 nudos; 710 km/h) a 30.000 pies (9.100 m). [29] Además, el alcance extendido que fue posible gracias al uso de tanques de combustible permitió que el Mustang con motor Merlin se presentara como un bombardero de escolta con un radio de combate de 750 millas (1210 km) utilizando dos tanques de combustible de 2 piezas, de chapa metálica estampada, de 75 galones estadounidenses (62 galones imperiales; 280 L). [29]
El alcance se incrementaría aún más con la introducción de un tanque de combustible autosellante de 85 galones estadounidenses (71 galones imperiales; 320 L) detrás del asiento del piloto, comenzando con el P-51B-5-NA ("bloque 5"). Cuando este tanque estaba lleno, el centro de gravedad del Mustang se movía peligrosamente cerca del límite de popa. Como resultado, las maniobras se restringieron hasta que el tanque se redujo a aproximadamente 25 galones estadounidenses (21 galones imperiales; 95 L) y los tanques externos se habían bajado. Los problemas con el "marsopa" a alta velocidad de los P-51B y P-51C con los tanques del fuselaje conducirían a la sustitución de los elevadores cubiertos de tela por superficies cubiertas de metal y una reducción de la incidencia del plano de cola. [30] Con los tanques del fuselaje y las alas, más dos tanques arrojadizos de 75 galones estadounidenses (62 galones imperiales; 280 L), el radio de combate era de 880 mi (1.420 km). [29]
A pesar de estas modificaciones, los P-51B y P-51C, y los más nuevos P-51D y P-51K, experimentaron problemas de manejo a baja velocidad que podían resultar en un "giro brusco" involuntario en determinadas condiciones de velocidad aerodinámica, ángulo de ataque, peso bruto y centro de gravedad. Varios informes de accidentes hablan de P-51B y P-51C que se estrellaron porque los estabilizadores horizontales se desprendieron durante las maniobras. Como resultado de estos problemas, se fabricó un kit de modificación que consistía en una aleta dorsal. Un informe afirmaba: "A menos que se instale una aleta dorsal en los aviones P-51B, P-51C y P-51D, puede producirse un giro brusco al intentar un giro lento. El estabilizador horizontal no resistirá los efectos de un giro brusco. Para evitar que esto vuelva a suceder, el estabilizador debe reforzarse de acuerdo con la TO 01-60J-18 del 8 de abril de 1944 y debe instalarse una aleta dorsal. Se están poniendo a disposición kits de aletas dorsales para actividades en el extranjero" [ cita requerida ]
Los kits de aletas dorsales estuvieron disponibles en agosto de 1944, y se utilizaron como modernizaciones para los P-51B y P-51C (pero rara vez se usaron en los Mustang "Razorback" -B y -C), y para los primeros P-51D y P-51K que no se habían construido con ellos. También se incorporó un cambio en las aletas de compensación del timón , que ayudarían a evitar que el piloto controlara demasiado el avión y creara cargas pesadas en la unidad de cola. [31]
Una de las pocas quejas que quedaban sobre los aviones con motor Merlin era la mala visibilidad hacia atrás. La estructura de la cabina, que era la misma que la de los Mustang con motor Allison, estaba formada por paneles planos y enmarcados; el piloto entraba o salía de la cabina bajando el panel lateral de babor y levantando el panel superior hacia la derecha. La cabina no se podía abrir en vuelo y los pilotos altos, en particular, se veían obstaculizados por el limitado espacio libre para la cabeza. [30] Para mejorar al menos parcialmente la visibilidad desde el Mustang, los británicos habían modificado en el campo algunos Mustang con cabinas transparentes y deslizantes llamadas capotas Malcolm (diseñadas por R Malcolm & Co ), y cuyo diseño también había sido adoptado por la propia versión F4U-1D de la Armada de los EE. UU. del Vought F4U Corsair en abril de 1944.
La nueva estructura era una moldura de plexiglás sin marco [nb 4] que se abombaba hacia afuera en la parte superior y los lados, aumentando el espacio libre y permitiendo una mayor visibilidad hacia los lados y la parte trasera. [30] Debido a que la nueva estructura se deslizaba hacia atrás sobre rieles, podía abrirse en vuelo. El mástil de antena detrás de la cubierta fue reemplazado por una antena de "látigo" que se montó más atrás y desplazada hacia la derecha. La mayoría de los Mk III británicos estaban equipados con capotas Malcolm. Varios grupos de servicio estadounidenses "adquirieron" los kits de conversión necesarios y algunos P-51B/P-51C estadounidenses aparecieron con la nueva cubierta, aunque la mayoría continuó usando las cubiertas con marco originales. [30]
Los P-51B y P-51C comenzaron a llegar a Inglaterra en agosto y octubre de 1943. Las versiones P-51B/P-51C fueron enviadas a 15 grupos de cazas que formaban parte de la Octava y Novena Fuerza Aérea en Inglaterra y la Duodécima y Decimoquinta en Italia (la parte sur de Italia estaba bajo control aliado a fines de 1943). Otros despliegues incluyeron el Teatro China-Birmania-India (CBI). El primer grupo en volar el P-51 en operaciones fue el 354th Operations Group ; su primera misión de escolta de larga distancia se realizó el 15 de enero de 1944. [32]
Los estrategas aliados aprovecharon rápidamente el caza de largo alcance como escolta de bombarderos. Fue en gran medida gracias al P-51 que los bombardeos diurnos en territorio alemán se hicieron posibles sin pérdidas prohibitivas de bombarderos a finales de 1943.
Varios aviones P-51B y P-51C fueron equipados para reconocimiento fotográfico y fueron designados F-6C .
Tras la experiencia de combate, la serie P-51D introdujo una cubierta en forma de "lágrima" o " burbuja " para corregir los problemas de visibilidad en la parte trasera del avión. [33] En Estados Unidos, se habían desarrollado nuevas técnicas de moldeado para formar transparencias aerodinámicas en el morro de los bombarderos. North American diseñó una nueva cubierta aerodinámica de plexiglás para el P-51B, que más tarde se convirtió en la cubierta en forma de burbuja en forma de lágrima. A finales de 1942, el décimo P-51B-1-NA de producción fue retirado de las líneas de montaje. Desde el parabrisas trasero, se rediseñó el fuselaje cortando los perfiles del fuselaje trasero a la misma altura que los de delante de la cabina; la nueva forma encajaba en la unidad de cola vertical. [34] Un nuevo estilo más simple de parabrisas, con un parabrisas en ángulo resistente a las balas montado sobre dos piezas laterales planas, mejoró la visión hacia delante, mientras que la nueva cubierta resultó en una visibilidad panorámica excepcional. Las pruebas en el túnel de viento de un modelo de madera confirmaron que la aerodinámica era sólida. [34]
El nuevo modelo Mustang también tenía un ala rediseñada; las alteraciones en los bloqueos del tren de aterrizaje y en los mecanismos de retracción de las puertas interiores significaron que se agregó un filete adicional delante de cada uno de los compartimentos de las ruedas, aumentando el área del ala y creando una "curva" distintiva en los bordes delanteros de la raíz del ala .
Otras modificaciones a las alas incluyeron nuevas luces de navegación, montadas en las puntas de las alas, en lugar de las luces más pequeñas encima y debajo de las alas de los Mustang anteriores, y luces de aterrizaje retráctiles que estaban montadas en la parte trasera de los huecos de las ruedas; estas reemplazaron las luces que habían sido montadas anteriormente en los bordes de ataque de las alas. [36]
El motor era el Packard V-1650-7, una versión construida bajo licencia del Rolls-Royce Merlin serie 60, equipado con un sobrealimentador de dos etapas y dos velocidades .
El armamento se incrementó con la adición de dos ametralladoras Browning M2 de cañón ligero AN/M2 de 12,7 mm (0,50 pulgadas) , la ametralladora pesada estándar utilizada en todos los servicios aéreos estadounidenses de la Segunda Guerra Mundial, lo que elevó el total a seis. El par interior de ametralladoras tenía 400 balas por arma, y las otras tenían 270 rpg, para un total de 1.880. [37] Los cañones M2 de los subtipos B/C estaban montados con una inclinación axial hacia el interior, este montaje en ángulo había causado problemas con la alimentación de munición y con casquillos y eslabones gastados que no lograban despejar los conductos de los cañones, lo que provocó frecuentes quejas de que los cañones se atascaban durante las maniobras de combate. Los seis M2 del D/K estaban montados en posición vertical, lo que solucionó los problemas de atasco. Además, las armas se instalaron a lo largo de la línea del diedro del ala , en lugar de en paralelo a la línea del suelo como en los Mustang anteriores. [38] [nb 6]
Los bastidores de las alas instalados en la serie P-51D/P-51K fueron reforzados y podían transportar hasta 450 kg de municiones, aunque se recomendaban bombas de 230 kg como carga máxima. [39] A los modelos posteriores se les añadieron pilones de cohetes "Zero Rail" extraíbles bajo el ala para transportar hasta diez cohetes HVAR T64 de 127 mm por avión. La mira se cambió de la N-3B a la N-9 antes de la introducción en septiembre de 1944 de la mira giroscópica K-14 o K-14A . [40] [nb 7] Aparte de estos cambios, las series P-51D y K conservaron el motor V-1650-7 utilizado en la mayoría de las series P-51B/C. [42]
La adición del tanque de combustible de fuselaje de 85 galones estadounidenses (322 l), junto con la reducción en el área del nuevo fuselaje trasero, exacerbó los problemas de manejo que ya se experimentaban con la serie B/C cuando estaba equipada con el tanque, y llevó a que se agregara el mismo filete a las versiones de la serie -B, -C e inicial -D en el campo, para ser estandarizado rápidamente como un componente normal del fuselaje trasero en bloques de producción posteriores de la versión -D. [36] Los P-51D sin tanques de combustible de fuselaje estaban equipados con los equipos de radio de comando SCR-522-A o SCR-274-N y transmisores de radio SCR-695-A o SCR-515, así como un equipo de advertencia trasera AN/APS-13 ; [nb 9] Los P-51D y K con tanques de fuselaje usaban solo el SCR-522-A y el AN/APS-13. [43]
El P-51D se convirtió en la variante más ampliamente producida del Mustang. Una versión del P-51D construida en Dallas, denominada P-51K, estaba equipada con una hélice Aeroproducts de 11 pies (3,4 m) de diámetro en lugar de la hélice Hamilton Standard de 11,2 pies (3,4 m). [44] La hélice de palas huecas de Aeroproducts no era confiable, debido a problemas de fabricación, y producía vibraciones peligrosas a máxima potencia, por lo que finalmente fue reemplazada por la Hamilton Standard. [45] En la época de la Guerra de Corea, la mayoría de los F-51 estaban equipados con hélices Hamilton Standard "sin manguitos" con palas más anchas y de punta roma. [45]
Las versiones de reconocimiento fotográfico del P-51D y P-51K fueron designadas F-6D y F-6K respectivamente. La RAF asignó el nombre Mustang Mk IV al modelo P-51D y Mustang Mk IVA a los modelos P-51K. [45]
El P-51D/P-51K comenzó a llegar a Europa a mediados de 1944 y rápidamente se convirtió en el principal caza de la USAAF en el teatro de operaciones. Se fabricó en mayor cantidad que cualquier otra variante del Mustang. Sin embargo, al final de la guerra, aproximadamente la mitad de todos los Mustang operativos todavía eran modelos P-51B o P-51C.
En noviembre de 1944, el gobierno australiano decidió encargar Mustangs de fabricación australiana para sustituir a los Curtiss Kittyhawks y CAC Boomerangs en el teatro de operaciones del Pacífico sudoeste . La fábrica de la Commonwealth Aircraft Corporation (CAC) en Fishermans Bend , Melbourne, era la única línea de producción no estadounidense del P-51.
En 1944, se enviaron 100 P-51D desde los EE. UU. en forma de kit para inaugurar la producción. A partir de febrero de 1945, CAC ensambló 80 de estos bajo la designación CA-17 Mustang Mark 20, y el primer avión construido en Australia voló el 29 de abril de 1945 y el primer avión fue entregado a la RAAF el 31 de mayo de 1945. [46] Los 20 restantes se mantuvieron sin ensamblar como piezas de repuesto. Además, también se enviaron 84 P-51K directamente a la RAAF desde los EE. UU.
A finales de 1946, CAC recibió otro contrato para construir 170 (reducidos a 120) P-51D más por su cuenta; estos, designados CA-18 Mustang Mark 21, Mark 22 o Mark 23, se fabricaron íntegramente en casa, con solo unos pocos componentes procedentes del extranjero. [46] El 21 y el 22 utilizaban el Packard V-1650-3 o V-1650-7 de fabricación estadounidense. Los Mark 23, [nb 10] que siguieron a los 21, estaban propulsados por motores Rolls-Royce Merlin 66 o Merlin 70. Los primeros 26 se construyeron como Mark 21, seguidos de 66 Mark 23; los primeros 14 Mark 21 se convirtieron en aviones de reconocimiento de combate, con dos cámaras F24 en posiciones verticales y oblicuas en el fuselaje trasero, encima y detrás del carenado del radiador; La designación de estos Mustang modificados se cambió de Mark 21 a Mark 22. Otros 14 Mark 22 construidos especialmente, construidos después de los Mark 23, y propulsados por Packard V-1650-7 o Merlin 68, completaron la serie de producción. [46] Todos los CA-17 y CA-18, más los 84 P-51K, utilizaron números de serie australianos prefijados por A68.
En octubre de 1953, seis Mustang, incluido el A68-1 , el primer CA-17 Mk 20 construido en Australia, fueron asignados al Long Range Weapons Development Establishment en Maralinga, Australia del Sur , para su uso en experimentos para medir los efectos de las bombas atómicas de bajo rendimiento . Los Mustang fueron colocados en un aeródromo ficticio a aproximadamente 0,62 mi (1 km) de la torre de explosión en la que se detonaron dos bombas de bajo rendimiento. Los Mustang sobrevivieron intactos. En 1967, el A68-1 fue comprado por un sindicato estadounidense, para restaurarlo a su estado de vuelo y actualmente es propiedad de Troy Sanders. [47]
Después de que la USAF cancelara los pedidos de variantes del P-51H, la RAAF siguió su ejemplo y detuvo 250 CAC CA-21 fabricados localmente. [48]
Los Mustang ligeros tenían un nuevo diseño de ala. El perfil aerodinámico se cambió al NACA 66,2-(1.8)15.5 a=.6 en la raíz y al NACA 66,2-(1.8)12 a=.6 en la punta. Estos perfiles aerodinámicos fueron diseñados para dar menos resistencia que el NAA/NACA 45-100 anterior. Además, la forma del plano era un trapezoide simple, sin extensión del borde de ataque en la raíz. [25] [49]
En 1943, North American presentó una propuesta para rediseñar el P-51D como modelo NA-105, que fue aceptada por la USAAF. Las modificaciones incluyeron cambios en la cubierta, un tren de aterrizaje simplificado con ruedas más pequeñas y frenos de disco, una cubierta más grande, [ aclaración necesaria ] y un armamento de cuatro Browning .50. En total, el diseño era unas 1.600 libras (730 kg) más ligero que el P-51D. Schmued describió cómo surgió de una investigación de la USAAF sobre por qué los aviones británicos eran más ligeros que los estadounidenses. Los ingenieros de la NAA examinaron los diversos componentes y equipos instalados en los Spitfire. En el transcurso de esto, la NAA descubrió que los factores de carga británicos eran menores que los estadounidenses. Trabajar con los factores de carga más bajos les ayudó a reducir el peso de la estructura. [50] En vuelos de prueba, el NA-105 alcanzó 491 mph (790 km/h) a 21.000 pies (6.400 m). La designación XP-51F fue asignada a los prototipos propulsados con motores V-1650 (un pequeño número pasó a los británicos como Mustang V ), y XP-51G a aquellos con motores Merlin RM 14 SM . [51]
Un tercer prototipo ligero propulsado por un motor Allison V-1710-119 se añadió al programa de desarrollo. Este avión fue designado XP-51J . Dado que el motor no estaba lo suficientemente desarrollado, el XP-51J fue prestado a Allison para el desarrollo del motor. Ninguno de estos prototipos ligeros experimentales entró en producción. [52]
El P-51H (NA-126) fue el último Mustang de producción, que incorporaba la experiencia adquirida en el desarrollo de los aviones XP-51F y XP-51G. Este avión, con pequeñas diferencias con respecto al NA-129, llegó demasiado tarde para participar en la Segunda Guerra Mundial, pero llevó el desarrollo del Mustang a su máximo apogeo como uno de los cazas de producción con motor de pistón más rápidos en entrar en servicio. [53]
El P-51H utilizaba el nuevo motor V-1650-9, una versión del Merlin que incluía un control de sobrealimentación automático Simmons con inyección de agua, lo que permitía una potencia de emergencia de guerra de hasta 2218 hp (1500 kW). Las diferencias con el P-51D incluían el alargamiento del fuselaje y el aumento de la altura de la aleta de cola, lo que reducía la tendencia a la guiñada. También se mejoró el acceso de servicio a los cañones y la munición. La cubierta se parecía al estilo "burbuja" del P-51D, sobre una posición elevada del piloto, y el avión recibió una nueva hélice con palas más anchas, sin manguitos y puntas redondeadas para permitir un mejor uso de la potencia adicional. Esta hélice era similar a la utilizada en algunos P-51D de producción posterior y en la mayoría de los F-51D de posguerra.
Con un nuevo fuselaje varios cientos de libras más ligero, potencia adicional y un radiador más aerodinámico, el P-51H era más rápido que el P-51D, capaz de alcanzar 472 mph (760 km/h; 410 kn) a 21.200 pies (6.500 m). [54]
El P-51H fue diseñado para complementar al Republic P-47N Thunderbolt como avión principal para la planeada invasión de Japón , con 2.000 pedidos para ser fabricados en Inglewood. La producción estaba ganando impulso con 555 entregados cuando terminó la guerra. Los pedidos adicionales, que ya estaban en los libros, fueron cancelados. Con la reducción de la producción, las variantes del P-51H con diferentes versiones del motor Merlin se produjeron en cantidades limitadas o se cancelaron. Estos incluyeron el P-51L , similar al P-51H pero que utiliza el motor V-1650-11 de 2.270 hp (1.690 kW), que nunca se construyó; y su versión construida en Dallas, el P-51M , o NA-124, que usaba el motor V-1650-9A que carecía de inyección de agua y, por lo tanto, estaba clasificado para una potencia máxima menor, de los cuales uno se construyó a partir de los 1629 pedidos originales, número de serie 45-11743.
Aunque algunos P-51H fueron entregados a unidades operativas, ninguno entró en combate en la Segunda Guerra Mundial y, en el servicio de posguerra, la mayoría fueron entregados a unidades de reserva. Un avión fue entregado a la RAF para pruebas y evaluación. El número de serie 44-64192 fue designado BuNo 09064 y fue utilizado por la Armada de los EE. UU. para probar diseños de perfiles aerodinámicos transónicos y luego regresó a la Guardia Nacional Aérea en 1952. El P-51H no fue utilizado para el combate en la Guerra de Corea a pesar de sus características de manejo mejoradas, ya que el P-51D estaba disponible en cantidades mucho mayores y era un producto de eficacia probada.
Muchos de los avances aerodinámicos del P-51 (incluida la ala de flujo laminar) se trasladaron a la siguiente generación de cazas a reacción de North American, el FJ-1 Fury de la Armada y el F-86 Sabre de la Fuerza Aérea . Las alas, el empenaje y la cubierta de la primera variante de ala recta del Fury (el FJ-1) y los prototipos preliminares no construidos del P-86/F-86 se parecían mucho a los del Mustang antes de que el avión fuera modificado con diseños de ala en flecha.
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A principios de 1944, el primer P-51A-1-NA, 43-6003 . fue equipado y probado con un kit de esquís retráctiles ligeros que reemplazaba las ruedas. Esta conversión se realizó en respuesta a un requisito percibido para aeronaves que operarían lejos de pistas de aterrizaje preparadas. Se conservaron los carenados principales de las patas oleodinámicas , pero se quitaron las puertas de las ruedas principales y de las ruedas de cola para las pruebas. Cuando se retrajo el tren de aterrizaje, los esquís del tren de aterrizaje principal se alojaron en el espacio en el compartimiento del motor inferior que quedó disponible al retirar los Brownings de 0,50 pulgadas (12,7 mm) del fuselaje de los P-51A. Toda la instalación agregó 390 lb (180 kg) al peso de la aeronave y requirió que la presión de operación del sistema hidráulico tuviera que aumentarse de 1000 a 1200 psi (6900 a 8300 kPa )). Las pruebas de vuelo demostraron que el manejo en tierra era bueno y que el Mustang podía despegar y aterrizar en un campo de 300 m (1000 pies) de longitud; la velocidad máxima era 29 km/h (18 mph) menor, aunque se pensó que los carenados sobre los esquís retraídos lo compensarían. [55]
La preocupación por la incapacidad de la USAAF para escoltar a los Boeing B-29 Superfortress hasta el territorio continental de Japón dio lugar al proyecto altamente clasificado "Seahorse" (NAA-133), un esfuerzo por "navalizar" el P-51. [nb 11] El 15 de noviembre de 1944, el aviador naval (y más tarde piloto de pruebas) teniente Bob Elder, en un P-51D-5-NA 44-14017 , comenzó las pruebas de vuelo desde la cubierta del portaaviones Shangri-La . Este Mustang había sido equipado con un gancho de detención, que estaba unido a un mamparo reforzado detrás de la abertura de la rueda de cola; el gancho estaba alojado en una posición aerodinámica debajo del carenado del timón y podía soltarse desde la cabina. [57] Las pruebas demostraron que el Mustang podía volar fuera de la cubierta del portaaviones sin la ayuda de una catapulta, utilizando un ajuste de flaps de 20° hacia abajo y 5° de elevador hacia arriba. Los aterrizajes resultaron fáciles y, al permitir que la rueda de cola entrara en contacto con la cubierta antes que el tren de aterrizaje principal, el avión podía detenerse en una distancia mínima. [58] El proyecto se canceló después de que los marines estadounidenses aseguraran la isla japonesa de Iwo Jima y sus aeródromos, lo que hizo posible que los modelos estándar P-51D acompañaran a los B-29 hasta las islas de origen japonesas y de regreso. [59]
Mientras que North American se concentraba en mejorar el rendimiento del P-51 mediante el desarrollo de los Mustang ligeros, en Gran Bretaña se estaban siguiendo otras vías de desarrollo. Con este fin, dos Mustang Mk III (P-51B y P-51C), FX858 y FX901 , fueron equipados con diferentes variantes de motor Merlin. El primero de ellos, FX858 , fue equipado con un Merlin 100 de Rolls-Royce en Hucknall ; este motor era similar al RM 14 SM instalado en el XP-51G y era capaz de generar 2.080 hp (1.550 kW) a 22.800 pies (7.000 m) utilizando una presión de refuerzo de +25 lbf/in2 ( 170 kPa ; 80 inHg ) en situaciones de emergencia de guerra. Con este motor, el FX858 alcanzó una velocidad máxima de 732 km/h a 5425 m (455 mph), y se pudo mantener una velocidad de 722 km/h a 7600 m (25 000 pies). La velocidad de ascenso fue de 22,9 m/s (4500 pies/min) a 486 m (1600 pies) y de 20,3 m/s (4000 pies/min) a 3962 m (13 000 pies). [60]
El FX901 estaba equipado con un motor Merlin 113 (también utilizado en el De Havilland Mosquito B.35 ). Este motor era similar al Merlin 100, equipado con un sobrealimentador diseñado para altitudes más altas. El FX901 era capaz de alcanzar 730 km/h a 9100 m y 666 km/h a 12 200 m. [61]
Las dimensiones básicas de las variantes P-51/A-36 se mantuvieron constantes desde el XP-51 hasta los P-51 "ligeros" experimentales, aunque hubo variaciones relativamente menores en altura y área alar. El P-51H fue la primera versión de producción del Mustang que presentó un fuselaje alargado y una aleta de cola más alta.
La potencia nominal de los motores puede variar según el tipo de sobrealimentador instalado, el tamaño del impulsor o impulsores del compresor y las velocidades de engranaje seleccionadas.
En el caso del V-1650 , utilizado a partir del P-51B, se pueden citar dos conjuntos de potencias nominales porque estos motores estaban equipados con sobrealimentadores de dos etapas y dos velocidades; La potencia máxima generada por el V-1650-3 fue de 1.490 hp (1.110 kW; 1.510 PS) a la altitud crítica de 13.750 pies (4.190 m) en baja velocidad usando 61 pulgadas (1.500 mm) de "impulso" de mercurio (61" Hg). [81] El "impulso" es la presión a la que se comprime la mezcla de aire y combustible antes de ser alimentada a los cilindros del motor ( presión del colector ). Debido a que la presión y la densidad del aire disminuyen con la altitud, la eficiencia de un motor de pistón cae debido a la reducción en la cantidad de aire que puede ingresar al motor; por ejemplo, la densidad del aire a 30.000 pies (9.100 m) es ⅓ de la que hay a nivel del mar , por lo que solo ⅓ de la cantidad de aire puede ingresar al cilindro y solo ⅓ del combustible puede quemarse.
En el caso del Mustang, el aire que se impulsaba a través de la entrada de aire del sobrealimentador se comprimía primero en la primera etapa del sobrealimentador, o soplador de baja presión . El intercooler impedía que la mezcla comprimida se calentara demasiado y se encendiera antes de llegar a los cilindros o creara una condición conocida como golpeteo .
El término "dos etapas" se refiere al uso de dos impulsores [n.° 12] en un eje de transmisión común, lo que en realidad constituye dos sobrealimentadores en serie; un carburador de presión Bendix-Stromberg inyectaba combustible a 5 psi (34 kPa) a través de una boquilla directamente en el sobrealimentador, donde el impulsor de la primera etapa comprimía la mezcla de aire y combustible. Esta luego se alimentaba al impulsor más pequeño de la segunda etapa, que comprimía aún más la mezcla. Los impulsores eran impulsados por una caja de cambios de dos velocidades operada hidráulicamente. [82] A altitudes bajas a medias, el sobrealimentador estaba en "soplador bajo" (esto se refería a la velocidad a la que operaban los impulsores). Una vez que el avión alcanzaba y ascendía a través de la altitud crítica establecida (20 000 pies (6100 m) para el -3), la potencia comenzaría a caer a medida que caía la presión atmosférica, por lo tanto, el peso del aire. Al superar la altitud crítica, una cápsula aneroide operada por presión hizo funcionar la caja de cambios que cambió a "soplador alto", impulsando los impulsores más rápido, comprimiendo un mayor volumen de la mezcla de aire y combustible. [83] [nb 13] Este soplador de segunda etapa requería aproximadamente 200 hp (150 kW; 200 PS) para impulsarlo. Como resultado, la potencia máxima generada por el V-1650-3 en "soplador alto" fue de 1210 hp (900 kW; 1230 PS) a 25 800 pies (7900 m), utilizando 61" Hg. [81] [84]
El V-1650-7 utilizado en los P-51B/C posteriores y en el P-51D/K producía un poco más de potencia pero, debido al uso de relaciones de transmisión ligeramente diferentes para los impulsores, los valores de altitud crítica de las etapas del sobrealimentador eran más bajos, 8.500 pies (2.600 m) y 21.400 pies (6.500 m), respectivamente, ya que la experiencia mostraba que la mayor parte del combate aire-aire sobre Europa se desarrollaba entre estas altitudes. [30]
La potencia del motor también podía variar según el octanaje del combustible de aviación utilizado. Los combustibles de mayor octanaje permitían aumentar la presión de sobrealimentación sin los riesgos de preignición o detonación.
En lugar de utilizar pulgadas de mercurio, los británicos midieron la presión de sobrealimentación en psi. Una lectura de +6 significaba que la mezcla de aire y combustible se comprimía a 20,7 psi (6 psi más que una atmósfera ) antes de entrar al motor; +25 significaba que la mezcla de aire y combustible se comprimía a 39,7 psi.
Al leer las cifras de rendimiento, siempre se debe tener en cuenta que el peso, la resistencia aerodinámica generada por diferentes accesorios externos, el estado de la estructura y/o el motor, y todo tipo de otros factores podrían influir en el rendimiento de un avión. Por ejemplo, las alas de flujo laminar del P-51 debían mantenerse lo más limpias y lisas posible; incluso un daño relativamente menor en los bordes de ataque del ala podría reducir drásticamente la velocidad máxima. Las cifras de rendimiento más precisas para el P-51 provienen de pruebas realizadas en instalaciones como la División de Ingeniería de Pruebas de Vuelo de la USAAF , con sede en Wright Field cerca de Dayton, Ohio y, para la RAF, el Aeroplane & Armament Experimental Establishment (A&AEE), con sede en Boscombe Down . North American Aviation llevó a cabo sus propias pruebas de rendimiento, al igual que el único otro fabricante del P-51, la Commonwealth Aircraft Corporation (CAC) de Australia.