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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, denominado 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 con clasificación de baja altitud . A diferencia de los modelos posteriores, los Mustang con motor Allison se caracterizaban por la entrada de aire del carburador situada en la superficie dorsal del morro, inmediatamente detrás de la hélice.
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El primer contrato de producción fue adjudicado por los británicos para 320 cazas NA-73, denominados Mustang Mk I por la Comisión de Compras Británica ; Pronto siguió un segundo contrato británico, que requería 300 cazas Mustang Mk I más (NA-83). También se hicieron arreglos contractuales para que dos aviones del primer pedido se entregaran a la USAAC para su evaluación; Estos dos fuselajes, 41-038 y 41-039 respectivamente, fueron designados XP-51 . [2] El primer Mustang Mk Is de la RAF se entregó al 26 Escuadrón de la RAF Gatwick en febrero de 1942 [3] e hizo su debut en combate el 10 de mayo de 1942. Con su largo alcance y excelente rendimiento a baja altitud, se emplearon eficazmente con fines tácticos. tareas de reconocimiento y ataque a tierra sobre el Canal de la Mancha , pero se pensaba que tenían un valor limitado como cazas debido a su pobre desempeño por encima de los 15.000 pies (4.600 m).
Los Mustang de la RAF (Mk Is, que no tenían capacidad de tanque de lanzamiento) 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 volar sobre el país. Durante la Segunda Guerra Mundial. [4]
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El primer pedido estadounidense de 150 P-51, designado NA-91 por North American, fue realizado por el ejército estadounidense el 7 de julio de 1940. [5] Esto fue en nombre de la RAF en un acuerdo de préstamo y arrendamiento . [6] Todos menos los últimos 57 fueron para 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 estaban equipados con un par de cámaras K.24 en el fuselaje trasero para reconocimiento táctico de bajo nivel y fueron redesignados como F-6A (la "F" de fotográfico, aunque de manera confusa). también conocido como P-51 o P-51-1 [7] ). Dos mantuvieron su designación P-51-1 y fueron utilizados para pruebas por la USAAF. [ se necesita aclaración ]
Dos XP-51 (serie 41-038 y 41-039) reservados para pruebas llegaron a Wright Field el 24 de agosto y el 16 de diciembre de 1941, respectivamente. [nb 1] El pequeño tamaño de esta primera orden reflejaba el hecho de que lo que se había conocido como USAAC hasta finales de junio de 1941 [8] era todavía una organización relativamente pequeña y con fondos insuficientes en tiempos de paz. Después de la reorganización de la USAAC a fines de junio de 1941 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 literalmente de la noche a la mañana , había que darle prioridad. a construir tantos cazas existentes (P-38, P-39 y P-40) como fuera posible y al mismo tiempo entrenar a pilotos y otro personal, lo que significó que la evaluación del XP-51 no comenzó de inmediato. Sin embargo, esto no significa que se haya descuidado o que las pruebas y evaluaciones se hayan manejado mal. [9]
Los 150 NA-91 fueron designados P-51 por la recién formada USAAF e inicialmente fueron llamados Apache , aunque pronto se abandonó y se adoptó el nombre de la RAF, Mustang. A la USAAF no le gustó el armamento mixto de los Mustang Is británicos y en su lugar adoptó un armamento de cuatro cañones Hispano Mk II de cañón largo de 20 mm (0,79 pulgadas) , eliminando las armas montadas en "fosas nasales" de calibre 0,50 (12,7 mm). . Los británicos designaron este modelo como Mustang Mk IA y montarían varios con equipamiento similar. [10]
Rápidamente se hizo evidente que el rendimiento del Mustang, aunque excepcional hasta 15.000 pies (4.600 m) (la clasificación de altitud crítica del sobrealimentador ), se reducía notablemente en altitudes más altas. Esto se debió a que el sobrealimentador de una sola etapa y velocidad instalado en el V-1710 había sido diseñado para producir la máxima potencia a baja altitud; por encima de eso, la energía disminuyó rápidamente. Antes del proyecto Mustang, la USAAC hizo que Allison se concentrara principalmente en turbocompresores en colaboración con General Electric ; Los turbocompresores demostraron ser fiables y capaces de proporcionar aumentos de potencia significativos en el Lockheed P-38 Lightning y otros aviones de gran altitud, en particular en los bombarderos cuatrimotores del Cuerpo Aéreo. La mayoría de los otros usos del Allison fueron para diseños de baja altitud, donde un sobrealimentador más simple sería suficiente. Instalar un turbocompresor en el Mustang resultó poco práctico y Allison se vio obligada a utilizar el único sobrealimentador disponible. A pesar de esto, la aerodinámica avanzada del Mustang resultó 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 de los británicos. El motor más potente del avión (el Rolls-Royce Merlin 45, que produce 1.470 hp (1.100 kW; 1.490 PS) a 9.250 pies (2.820 m). [12]
Aunque a menudo se ha dicho que el bajo rendimiento del motor Allison por encima de los 4.600 m (15.000 pies) fue una sorpresa y decepción para la RAF y la USAAF, esto debe considerarse como un mito; Los ingenieros aeronáuticos de la época eran plenamente capaces de evaluar correctamente el rendimiento del motor y del sobrealimentador de un avión. [13] Como prueba de esto, a mediados de 1941, los fuselajes 93.º y 102.º del pedido NA-91 estaban programados para ser apartados y equipados y probados con motores Packard Merlin (la versión del Merlin construida en EE. UU.), con cada uno de ellos recibe la designación XP-51B . [14]
El 23 de junio de 1942, se firmó un contrato por 1.200 P-51A (NA-99). El P-51A utilizó el nuevo motor Allison V-1710-81, un desarrollo del V-1710-39, que impulsaba una hélice Curtiss-Electric de tres palas de 10 pies 9 pulgadas (3,28 m) de diámetro . El armamento se cambió a cuatro ametralladoras Browning de 12,7 mm (0,50 pulgadas), dos en cada ala, con un máximo de 350 disparos por arma (rpg) para los cañones internos y 280 rpg para los externos. Se realizaron otras mejoras en paralelo con el A-36, incluida una entrada de conducto de aire fija mejorada que reemplaza el accesorio móvil de los modelos Mustang anteriores y la instalación de bastidores de alas capaces de transportar 75 o 150 gal EE.UU. (62 o 125 gal imp; 280 o 570 L), lo que aumenta el alcance máximo del ferry a 2740 mi (4410 km) con los tanques de 150 gal EE.UU. (120 imp gal; 570 L). La velocidad máxima se elevó a 409 mph (658 km/h) a 10.000 pies (3.000 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 la estructura del 'Mustang' encargado por el gobierno de los EE. UU. específicamente para uso de la USAAF. La NAA encontró un contrato vacante de la USAAF para 'Dive Bomber', que consiguieron principalmente por iniciativa propia. Al hacerlo, la NAA pudo mantener abiertas las bahías de producción con la esperanza de que la USAAF hiciera pedidos para él como caza. [6] El 16 de abril de 1942, el oficial de proyectos de combate Benjamin S. Kelsey ordenó 500 A-36A , un rediseño que incluía seis ametralladoras Browning M2 de 12,7 mm (0,50 pulgadas) , frenos de inmersión y la capacidad de transportar dos ametralladoras Browning M2 de 500 lb. (230 kg) de bombas. Kelsey habría preferido comprar más cazas, pero estaba dispuesta a iniciar un mayor nivel de producción del Mustang en Norteamérica utilizando fondos de la USAAF destinados a aviones de ataque a tierra cuando ya se habían asignado fondos para aviones de persecución. [16] Fue el primer fuselaje de la "familia" Mustang que tenía capacidad para lanzar un tanque. (Una prohibición de la USAAC de 1939 impidió a los fabricantes fabricar cazas capaces de transportar depósitos de combustible externos; la Armada no tenía tal restricción. [ cita necesaria ] )
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 (de serie británica EW998 ) pasó a manos de los británicos, quienes 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 en altitudes más altas. Como tal, iba a ser utilizado para reemplazar el 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 establecimiento de pruebas de vuelo de Rolls-Royce). ) para volarlo. Los ingenieros de Rolls-Royce rápidamente se dieron cuenta de que equipar el Mustang con un motor Merlin 61 de gran altitud con su sobrealimentador de dos etapas y dos velocidades 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 el motor de cuatro palas de 10 pies 9 pulgadas (3,28 m) de diámetro. Hélice Rotol de un Spitfire Mk IX , [17] el Mk X fue una adaptación sencilla de la estructura del avión 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 a gritos a favor de los Mustang propulsados por Merlin, insistiendo en que dos de los cinco Mustang X experimentales fueran entregados a Carl Spaatz para que los probara y evaluara la Octava Fuerza Aérea de EE. UU. en Bretaña. [18] La mejora del rendimiento a gran altitud fue notable: un Mk X ( número de serie AM208 ) alcanzó 433 mph (376 nudos; 697 km/h) a 22.000 pies (6.700 m) con el sobrealimentador completo, y el AL975 se probó a un techo absoluto. de 40.600 pies (12.400 m). [19]
Los dos XP-51B [nb 2] fueron una conversión más exhaustiva que la del Mustang X, con una instalación de motor hecha a medida y un rediseño completo del conducto del radiador. La estructura del avión en sí se reforzó, y el fuselaje y el área de montaje del motor recibieron más formadores debido al peso 355 lb (161 kg) mayor 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 intercooler montado en la carcasa del sobrealimentador, era 5 pulgadas (130 mm) más alto y usaba un carburador de tiro ascendente , en lugar del tipo de tiro descendente del Allison. [21] El nuevo motor impulsaba una hélice Hamilton Standard de cuatro palas de 3,40 m (11 pies 2 pulgadas) de diámetro que presentaba puños de caucho moldeado duro. [22] Para satisfacer las crecientes necesidades de refrigeración del Merlin, se diseñó un nuevo conducto en el fuselaje. Este albergaba un radiador más grande, que incorporaba una sección para el refrigerante del sobrealimentador y, delante de este y ligeramente más abajo, se alojaba un enfriador de aceite en un conducto secundario que extraía aire a través de la abertura principal y lo expulsaba a través de una trampilla de salida separada. [23]
Un "estruendo de conducto" escuchado por los pilotos en vuelo en el prototipo P-51B resultó en una prueba a gran escala en un túnel de viento en el Laboratorio Aeronáutico Ames de NACA . Esto se llevó a cabo insertando el avión, sin los paneles exteriores del ala, en el túnel de viento de 16 pies. Un ingeniero de pruebas se sentaría en la cabina con el túnel de viento en funcionamiento y escucharía el ruido del conducto. Finalmente se descubrió que el ruido podía eliminarse aumentando el espacio entre la superficie inferior del ala y el labio superior del conducto del sistema de enfriamiento de 1 a 2 pulgadas (25 a 51 mm). Concluyeron que parte de la capa límite en la superficie inferior del ala estaba siendo absorbida por la entrada y separándose, lo que hacía que el radiador vibrara y produjera el ruido sordo. [24] La entrada de 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 retiró el resaltador de entrada. [25]
Se decidió que los nuevos P-51B (NA-102) continuarían con el mismo armamento y carga de municiones del P-51A, mientras que la instalación del portabombas/tanque de caída externo se adaptó del A-36 Apache; los bastidores estaban clasificados para transportar hasta 230 kg (500 lb) de municiones y también tenían tuberías para tanques de caída. Las ametralladoras se apuntaban utilizando la mira reflectora N-3B iluminada eléctricamente y equipada con un cabezal A-1 que permitía utilizarla como mira para pistola o bomba variando el ángulo del cristal reflector. [26] A los pilotos también se les dio la opción de tener miras de anillo y talón montadas en la parte superior del capó 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), y la velocidad máxima mejorando en 50 mph (43 nudos; 80 km/h) a 30.000 pies (9.100 m). La producción estadounidense se inició a principios de 1943 con la fabricación del P-51B (NA-102) 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 nombró a estos modelos 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 ampliado posible gracias al uso de tanques de lanzamiento permitió que el Mustang propulsado por Merlin se presentara como escolta de bombarderos con un radio de combate de 750 millas (1210 km) utilizando dos tanques de 75 gal EE.UU. (62 imp gal). ; 280 L) Depósitos abatibles de 2 piezas de chapa estampada. [29]
El alcance se incrementaría aún más con la introducción de un tanque de combustible autosellante de 85 gal EE.UU. (71 imp gal; 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 gal EE.UU. (21 imp gal; 95 L) y los tanques externos se dejaron caer. Los problemas con el "marsopa" de alta velocidad de los P-51B y P-51C con los tanques del fuselaje llevarían a la sustitución de los ascensores cubiertos de tela por superficies cubiertas de metal y a una reducción de la incidencia del plano de cola. [30] Con los tanques del fuselaje y las alas, más dos tanques de lanzamiento de 75 gal EE.UU. (62 imp gal; 280 L), el radio de combate era de 880 mi (1420 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 podrían resultar en un "giro rápido" involuntario bajo ciertas condiciones de velocidad del aire, 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 arrancaron durante las maniobras. A raíz de estos problemas se fabricó un kit de modificación compuesto por una aleta dorsal. Un informe decía: "A menos que se instale una aleta dorsal en los aviones P-51B, P-51C y P-51D, se puede producir un giro rápido al intentar un giro lento. El estabilizador horizontal no resistirá los efectos de un giro rápido. Para evitar que se repita, el estabilizador debe reforzarse de acuerdo con TO 01-60J-18 del 8 de abril de 1944 y se deben instalar kits de aletas dorsales para actividades en el extranjero " [ cita necesaria ]
Los kits de aleta dorsal estuvieron disponibles en agosto de 1944, y estuvieron disponibles 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 aún no se había construido con ellos. También se incorporó un cambio en las pestañas de ajuste del timón , lo que ayudaría a evitar que el piloto controlara demasiado la aeronave y creara cargas pesadas en la unidad de cola. [31]
Una de las pocas quejas que quedaban con el avión propulsado por Merlin era una mala visión trasera. La estructura de la capota, que era la misma que la de los Mustang con motor Allison, estaba formada por paneles planos enmarcados; el piloto entraba o salía de la cabina bajando el panel lateral de babor y levantando el panel superior hacia la derecha. La capota no se podía abrir en vuelo y los pilotos altos, especialmente, se veían obstaculizados por el limitado espacio para la cabeza. [30] Para mejorar al menos parcialmente la vista desde el Mustang, los británicos habían modificado en el campo algunos Mustang con marquesinas transparentes y deslizantes llamadas capotas Malcolm (diseñadas por R Malcolm & Co ), y cuyo diseño también había sido adoptado por el La versión F4U-1D de la Marina 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 hinchaba hacia afuera en la parte superior y los lados, aumentando el espacio para la cabeza y permitiendo una mayor visibilidad hacia los lados y la parte trasera. [30] Debido a que la nueva estructura se deslizaba hacia atrás sobre guías, se podía abrir en pleno vuelo. El mástil de antena detrás de la marquesina fue reemplazado por una antena de "látigo" que se montó más hacia 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 enmarcadas 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 se enviaron a 15 grupos de cazas que formaban parte de la Octava y Novena Fuerzas Aéreas en Inglaterra y de la Duodécima y Decimoquinta. en Italia (la parte sur de Italia estaba bajo control aliado a finales de 1943). Otros despliegues incluyeron el Teatro China Birmania India (CBI). El primer grupo en volar el P-51 en operaciones fue el 354º Grupo de Operaciones ; su primera misión de escolta de larga distancia se realizó el 15 de enero de 1944. [32]
Los estrategas aliados rápidamente explotaron el caza de largo alcance como escolta de bombarderos. Fue en gran parte gracias al P-51 que los bombardeos diurnos en lo profundo del 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 designados F-6C .
Después de la experiencia de combate, la serie P-51D introdujo una capota en forma de "lágrima" o " burbuja " para rectificar los problemas de mala visibilidad en la parte trasera del avión. [33] En los Estados Unidos, se habían desarrollado nuevas técnicas de moldeo para formar transparencias de nariz aerodinámicas para los bombarderos. North American diseñó una nueva cubierta de plexiglás aerodinámica para el P-51B que luego se convirtió en una cubierta 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 de popa, el fuselaje fue rediseñado cortando los formadores del fuselaje trasero a la misma altura que los de delante de la cabina; la nueva forma se adaptó a 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 vista hacia adelante, mientras que el nuevo dosel resultó en una visibilidad panorámica excepcional. Las pruebas en el túnel de viento de un modelo de madera confirmaron que la aerodinámica era buena. [34]
El nuevo modelo Mustang también tenía un ala rediseñada; Las modificaciones en los bloqueos del tren de aterrizaje y los mecanismos de retracción de las puertas interiores significaron que se agregó un filete adicional delante de cada uno de los espacios de las ruedas, lo que aumentó el área del ala y creó una "dobladura" distintiva en los bordes de ataque 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 se montaron en la parte trasera de los pasos de rueda; estos reemplazaron las luces que anteriormente se habían montado en los bordes de ataque de las alas. [36]
El motor era el Packard V-1650-7, una versión fabricada 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 AN/M2 de "cañón ligero" más de 0,50 pulgadas (12,7 mm) , la ametralladora pesada estándar utilizada en todos los servicios aéreos estadounidenses de la Segunda Guerra Mundial, lo que eleva el total a seis. El par interior de ametralladoras tenía 400 disparos por arma y los demás 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 adentro; este montaje en ángulo había causado problemas con la alimentación de municiones y con casquillos y eslabones gastados que no lograban despejar los paracaídas de los cañones, lo que generó quejas frecuentes de que los cañones atascado durante las maniobras de combate. Los seis M2 del D/K se montaron en posición vertical, solucionando los problemas de interferencias. Además, las armas se instalaron a lo largo de la línea del diédrico del ala , en lugar de paralelas a la línea de tierra como en los Mustang anteriores. [38] [nota 6]
Los bastidores de las alas instalados en las series P-51D/P-51K se reforzaron y podían transportar hasta 450 kg (1000 lb) de artillería, aunque la carga máxima recomendada era 230 kg (500 lb). [39] A los modelos posteriores se les agregaron torres de cohetes 'Zero Rail' removibles debajo del ala para transportar hasta diez cohetes HVAR T64 de 5,0 pulgadas (127 mm) por avión. La mira se cambió del N-3B al N-9 antes de la introducción en septiembre de 1944 de la mira girocomputadora 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 del fuselaje de 85 galones estadounidenses (322 l), junto con la reducción del área del nuevo fuselaje trasero, exacerbó los problemas de manejo ya experimentados con las series B/C cuando estaban equipados con el tanque, y condujo a lo mismo. Se está agregando un filete a las versiones iniciales de las series -B, -C y -D en el campo, para ser estandarizado rápidamente como un componente normal del fuselaje trasero del fuselaje en bloques de producción posteriores de la versión -D. [36] Los P-51D sin tanques de combustible en el fuselaje estaban equipados con 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 AN/APS. -13 sistemas de alerta trasera; [nb 9] Los P-51D y K con tanques de fuselaje utilizaron el SCR-522-A y el AN/APS-13 únicamente. [43]
El P-51D se convirtió en la variante más 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 pala hueca de Aeroproducts no era confiable debido a problemas de fabricación, con vibraciones peligrosas a toda velocidad y 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 esposas" 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. Se produjo en mayor número que cualquier otra variante del Mustang. Sin embargo, al final de la guerra, aproximadamente la mitad de todos los Mustang operativos seguían siendo modelos P-51B o P-51C.
En noviembre de 1944, el gobierno australiano decidió encargar Mustangs fabricados en Australia para reemplazar sus Curtiss Kittyhawks y CAC Boomerangs en el teatro del Pacífico suroeste . La fábrica de Commonwealth Aircraft Corporation (CAC) en Fishermans Bend , Melbourne, era la única línea de producción fuera de Estados Unidos para el P-51.
En 1944, se enviaron 100 P-51D desde EE. UU. en forma de kit para inaugurar la producción. Desde febrero de 1945, CAC ensambló 80 de estos bajo la designación CA-17 Mustang Mark 20, 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 desmontados como repuestos. Además, también se enviaron 84 P-51K directamente a la RAAF desde EE. UU.
A finales de 1946, CAC recibió otro contrato para construir 170 (reducidos a 120) P-51D más por su cuenta; Estos, denominados CA-18 Mustang Mark 21, Mark 22 o Mark 23, se fabricaron íntegramente internamente y solo unos pocos componentes se obtuvieron del extranjero. [46] El 21 y el 22 utilizaron 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 por 66 Mark 23; los primeros 14 Mark 21 se convirtieron en aviones de combate de reconocimiento, con dos cámaras F24 en posiciones verticales y oblicuas en la parte trasera del fuselaje, 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 especialmente diseñados, construidos después de los Mark 23 y propulsados por Packard V-1650-7 o Merlin 68, completaron la producción. [46] Todos los CA-17 y CA-18, más los 84 P-51K, utilizaron números de serie australianos con el prefijo A68.
En octubre de 1953, seis Mustang, incluido el A68-1 , el primer CA-17 Mk 20 construido en Australia, fueron asignados al Establecimiento de Desarrollo de Armas de Largo Alcance en Maralinga, Australia del Sur , para su uso en experimentos para medir los efectos de las armas atómicas de bajo rendimiento. bombas . Los Mustang se colocaron en un aeródromo ficticio a aproximadamente 1 km (0,62 millas) 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 al 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 hizo lo mismo y detuvo 250 CAC CA-21 fabricados localmente. [48]
Los Mustang ligeros tenían un nuevo diseño de alas. 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 fueron diseñados para dar menos resistencia que el anterior NAA/NACA 45-100. Además, la forma en planta 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 capota, un tren de aterrizaje simplificado con ruedas más pequeñas y frenos de disco, una capota más grande [ se necesita aclaración ] y un armamento de cuatro Browning .50. En total, el diseño era unos 730 kg (1.600 lb) 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 Spitfires. En el curso de esta NAA se descubrió que los factores de carga británicos eran menores que los estadounidenses. Trabajar con 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 se asignó a los prototipos propulsados por motores V-1650 (un pequeño número pasó a los británicos como Mustang V ), y XP-51G a aquellos con Merlin RM 14 SM . [51]
Se añadió al programa de desarrollo un tercer prototipo ligero propulsado por un Allison V-1710-119 . Este avión fue designado XP-51J . Dado que el motor no estaba suficientemente desarrollado, el XP-51J fue prestado a Allison para su desarrollo. Ninguno de estos pesos ligeros experimentales entró en producción. [52]
El P-51H (NA-126) fue el Mustang de producción final, que incorpora la experiencia adquirida en el desarrollo de los aviones XP-51F y XP-51G. Este avión, con pequeñas diferencias con el NA-129, llegó demasiado tarde para participar en la Segunda Guerra Mundial, pero llevó el desarrollo del Mustang a su punto máximo como uno de los cazas con motor de pistón de producción más rápidos en entrar en servicio. [53]
El P-51H utilizó el nuevo motor V-1650-9, una versión del Merlin que incluía control automático de impulso del sobrealimentador Simmons con inyección de agua, lo que permitía una potencia de emergencia de guerra de hasta 2218 hp (1500 kW). Las diferencias entre el P-51D incluyeron alargar el fuselaje y aumentar la altura de la aleta de cola, lo que redujo la tendencia a guiñar. También se mejoró el acceso del servicio a las armas y municiones. La cabina se parecía al estilo "burbuja" del P-51D, sobre una posición elevada del piloto, y al avión se le dio una nueva hélice con palas más anchas y sin puños 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 liviano, 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 nudos) a 21,200 pies (6,500 m). ). [54]
El P-51H fue diseñado para complementar el Republic P-47N Thunderbolt como el avión principal para la invasión planificada de Japón , y se ordenó fabricar 2.000 en Inglewood. La producción apenas estaba ganando impulso con 555 entregados cuando terminó la guerra. Se cancelaron pedidos adicionales, que ya estaban en los libros. 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 incluían el P-51L , similar al P-51H pero que utilizaba el motor V-1650-11 de 2270 hp (1690 kW), que nunca se construyó; y su versión construida en Dallas, el P-51M , o NA-124, que utilizaba el motor V-1650-9A sin inyección de agua y, por lo tanto, clasificado para una potencia máxima más baja, de los cuales uno se construyó a partir del 1629 original ordenado, en serie. número 45-11743.
Aunque algunos P-51H se entregaron a unidades operativas, ninguno entró en combate en la Segunda Guerra Mundial y, en el servicio de posguerra, la mayoría se entregaron a unidades de reserva. Se proporcionó un avión a la RAF para pruebas y evaluación. El número de serie 44-64192 fue designado BuNo 09064 y fue utilizado por la Marina 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 se usó 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 probado.
Muchos de los avances aerodinámicos del P-51 (incluido el ala de flujo laminar) se trasladaron a la próxima generación de cazas a reacción de América del Norte, el Navy FJ-1 Fury y el Air Force F-86 Sabre . Las alas, el empenaje y la cubierta de la primera variante de alas rectas 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 aviones en flecha. diseños de alas.
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A principios de 1944, apareció el primer P-51A-1-NA, 43-6003 . Fue equipado y probado con un kit de esquí retráctil ligero que reemplaza las ruedas. Esta conversión se realizó en respuesta a un requisito percibido de aeronaves que operarían lejos de las pistas de aterrizaje preparadas. Se conservaron los carenados principales de las patas oleo , pero se quitaron las puertas de las ruedas principales y las puertas de las ruedas traseras para las pruebas. Cuando se retrajo el tren de aterrizaje, los esquís del tren principal se alojaron en el espacio en el compartimiento inferior del motor disponible al retirar las Brownings de 0,50 pulgadas (12,7 mm) del fuselaje de los P-51A. Toda la instalación añadió 390 lb (180 kg) al peso de la aeronave y requirió que la presión de funcionamiento 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 una longitud de campo de 300 m (1000 pies); la velocidad máxima era 29 km/h (18 mph) menor, aunque se pensó que los carenados sobre los esquís retraídos compensarían. [55]
La preocupación por la incapacidad de la USAAF de escoltar a los Boeing B-29 Superfortresses hasta el Japón continental dio como resultado el 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), el teniente Bob Elder, en un P-51D-5-NA 44-14017 , inició las pruebas de vuelo desde la cubierta del portaaviones Shangri-La . Este Mustang estaba equipado con un gancho de detención, que estaba sujeto a un mamparo reforzado detrás de la abertura de la rueda trasera; 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 flap de 20° hacia abajo y 5° hacia arriba. Se descubrió que los aterrizajes eran fáciles y, al permitir que la rueda de cola entrara en contacto con la cubierta antes que el tren principal, el avión podía detenerse a una distancia mínima. [58] El proyecto fue cancelado después de que los marines estadounidenses aseguraran la isla japonesa de Iwo Jima y sus aeródromos, haciendo posible que los modelos P-51D estándar acompañaran a los B-29 hasta las islas japonesas y de regreso. [59]
Mientras que Norteamérica se concentraba en mejorar el rendimiento del P-51 mediante el desarrollo de los Mustang ligeros, en Gran Bretaña se seguían otras vías de desarrollo. Para ello, dos Mustang Mk III (P-51B y P-51C), FX858 y FX901 , fueron equipados con diferentes variantes de motor Merlin. El primero de ellos, el FX858 , estaba 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 2080 hp (1550 kW) a 22800 pies (7000 m) utilizando una presión de sobrealimentación de +25 lbf/in 2 (170 kPa ; 80 inHg). ) en situaciones de emergencia de guerra. Con este motor, el FX858 alcanzó una velocidad máxima de 455 mph (732 km/h) a 17.800 pies (5.425 m), y se podían mantener 451 mph (451 mph) a 25.000 pies (7.600 m). La velocidad de ascenso fue de 4.500 pies/min (22,9 m/s) a 1.600 pies (486 m) y 4.000 pies/min (20,3 m/s) a 13.000 pies (3.962 m). [60]
El FX901 estaba equipado con un Merlin 113 (también utilizado en el De Havilland Mosquito B.35 ). Este motor era similar al Merlin 100, equipado con un sobrealimentador apto para altitudes más altas. FX901 era capaz de alcanzar 454 mph (730 km/h) a 30.000 pies (9.100 m) y 414 mph (666 km/h) a 40.000 pies (12.200 m). [61]
Las dimensiones básicas de las variantes P-51/A-36 se mantuvieron consistentes desde el XP-51 hasta los P-51 "ligeros" experimentales, aunque hubo variaciones relativamente menores en altura y área del ala. El P-51H fue la primera versión de producción del Mustang que presentó un fuselaje alargado y una aleta trasera más alta.
La potencia nominal de los motores puede variar según el tipo de sobrealimentador instalado, el tamaño de los impulsores del compresor y las velocidades de marcha seleccionadas.
En el caso del V-1650 , utilizado a partir del P-51B, se pueden citar dos conjuntos de potencias 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 soplador bajo usando 61 pulgadas (1.500 mm) de mercurio (61 "Hg)". [81] El " impulso " es la presión a la que se comprime la mezcla de aire y combustible antes de pasar 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 pistón el motor cae debido a la reducción en la cantidad de aire que puede entrar en el motor, por ejemplo, la densidad del aire a 30.000 pies (9.100 m) es ⅓ de la que hay al nivel del mar , por lo que sólo ⅓ de la cantidad de aire puede ser absorbido; entra en el cilindro y sólo se puede quemar ⅓ del combustible.
En el caso del Mustang, el aire que pasaba a través de la entrada de aire del sobrealimentador era comprimido primero por la primera etapa del sobrealimentador, o soplador bajo . El intercooler evitó que la mezcla comprimida se calentara demasiado y se encendiera antes de llegar a los cilindros o creara una condición conocida como detonación .
Dos etapas se refiere al uso de dos impulsores [nb 12] en un eje de transmisión común, constituyendo de hecho dos sobrealimentadores en serie; Un carburador de presión Bendix-Stromberg inyectaba combustible a 5 psi (34 kPa) a través de una boquilla directamente al sobrealimentador donde el impulsor de la primera etapa comprimió la mezcla de aire y combustible. Luego se alimentó al impulsor más pequeño de la segunda etapa, que comprimió aún más la mezcla. Los impulsores eran accionados por una caja de cambios de dos velocidades accionada hidráulicamente. [82] En altitudes bajas a medias, el sobrealimentador estaba en 'ventilador 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 (6.100 m) para el -3), la potencia comenzaría a disminuir a medida que la presión atmosférica disminuía, por lo tanto, el peso del aire disminuía. A medida que se superaba la altitud crítica, una cápsula aneroide accionada por presión accionaba la caja de cambios que cambiaba a "ventilador alto", impulsando los impulsores más rápido y comprimiendo un mayor volumen de la mezcla de aire y combustible. [83] [nb 13] Este soplador de segunda etapa requirió aproximadamente 200 hp (150 kW; 200 PS) para impulsarlo. Como resultado, la potencia máxima generada por el V-1650-3 en 'alta potencia' 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 produjo un poco más de potencia pero, debido al uso de relaciones de transmisión ligeramente diferentes para los impulsores, los índices de altitud crítica de las etapas del sobrealimentador fueron más bajo, 8.500 pies (2.600 m) y 21.400 pies (6.500 m), respectivamente, ya que la experiencia demostró que la mayor parte del combate aire-aire sobre Europa tenía lugar entre estas altitudes. [30]
La potencia del motor también podría cambiar según el octanaje del combustible de aviación que se utilice. Los combustibles de mayor octanaje permitieron aumentar las presiones de sobrealimentación sin 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/combustible se estaba comprimiendo a 20,7 psi (6 psi más de una atmósfera ) antes de entrar al motor; +25 significaba que la mezcla de aire/combustible se estaba comprimiendo 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 del avión y/o del motor y todo tipo de otros factores pueden influir en el rendimiento de un avión. Por ejemplo, las alas de flujo laminar del P-51 debían mantenerse lo más limpias y suaves 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 provinieron de pruebas realizadas en instalaciones como la Rama de Ingeniería de Pruebas de Vuelo de la USAAF , con sede en Wright Field cerca de Dayton, Ohio y, para la RAF, el Establecimiento Experimental de Aviones y Armamento (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.