La rápida evolución de la ingeniería aeronáutica durante el siglo XX permitió el desarrollo de tecnologías verdaderamente revolucionarias. Entre tantas se encuentran las alas de geometría variable, que dieron vida a algunos de los aviones más espectaculares de la historia. Un concepto que no solo entraba por los ojos —a quién no le impactaba ver cómo se abrían y cerraban las alas en pleno vuelo, después de todo—, sino que llegaba para cubrir necesidades reales en un momento en el que las aeronaves eran cada vez más potentes y veloces, pero sufrían problemas de maniobrabilidad y autonomía.

Los primeros registros de un avión con alas de geometría variable aparecieron en la década de 1930, aunque no fue hasta después de la Segunda Guerra Mundial que esta opción se comenzó a estudiar con mayor seriedad. El primer avión de producción masiva que incluyó esta característica llegó recién en los sesenta, pero el fuego duró menos de lo esperado.

Pese a sus muchas virtudes, la tecnología también acarreaba varios puntos en contra. Entre ellos, la adición de más peso a los aviones, los altísimos costes de mantenimiento, y la imposibilidad de lograr que el fuselaje soporte las mismas fuerzas G que en modelos con alas fijas. Aunque nada de esto le quita méritos a una pieza de ingeniería formidable, nacida en una época en la que los recursos tecnológicos ni siquiera se asemejaban a los de ahora.

Alas de geometría variable: mucho más que un experimento

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El primer registro de un avión con alas de geometría variable data de fines de los años veinte y comienzos de la década de 1930. Por entonces, el ingeniero británico Geoffrey T. R. Hill lideraba el desarrollo de una aeronave sin cola bajo la denominación Pterodactyl. El proyecto no consistía en la creación de un único modelo, sino de distintas variantes a modo de evolución técnica.

Así fue como en 1931 nació el Westland-Hill Pterodactyl IV, que podía modificar levemente el ángulo de sus alas —se calcula que en unos 4,5°— para compensar por la ausencia de un estabilizador horizontal por separado.

No obstante, el verdadero salto tecnológico para la aplicación de las alas de geometría variable en aviones de producción masiva se dio después de la Segunda Guerra Mundial. La Alemania Nazi estaba trabajando en un concepto de avión de combate con esta tecnología: el Messerschmitt P.1101. Este se destacaba por permitir que el ángulo de las alas se ajustara en tres posiciones diferentes, a 30, 40 o 45 grados. Sin embargo, el cambio no se podía hacer durante el vuelo, sino que se elegía una configuración antes de despegar y se mantenía durante todo el tiempo que la aeronave permaneciera en el aire.

Pero como el proyecto surgió en 1944, cuando la guerra ya se encontraba en su tramo final, los fabricantes nunca llegaron a producirlo. Aunque sí se trabajó en un prototipo que no llegó a terminarse antes de acabado el conflicto bélico.

Bell X-5, el primer paso

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Bell X-5 | Foto: Dominio Público.

Los resultados obtenidos por los alemanes durante su experimentación no pasaron desapercibidos ante los estadounidenses, quienes se llevaron la aeronave sin finalizar con el fin de estudiarla y, en lo posible, completarla.

Bell no tardó demasiado en descartar la posibilidad de trabajar sobre el prototipo, debido a que varios de sus elementos se habían dañado y mucha documentación clave se había perdido. No obstante, la compañía extrajo los elementos más importantes del diseño del Messerschmitt P.1101 y los incorporó en su propio avión.

El Bell X-5 es considerado el primero en aplicar efectivamente el concepto de alas de geometría variable. La gran ventaja que presentaba en comparación con su contraparte alemana era que podía ajustar su configuración alar en pleno vuelo. La Fuerza Aérea de Estados Unidos y la NACA —predecesora de la NASA— lo utilizaron entre 1951 y 1958, y la información obtenida fue crucial para la futura implementación de este sistema en aviones de combate.

General Dynamics F-111 Aardvark, el salto a la producción masiva

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General Dynamics F-111 Aardvark | Foto: Dominio Público.

El concepto tras las alas de geometría variable recién salió de la fase de pruebas en la década de 1960, de la mano del General Dynamics F-111 Aardvark. Este caza polivalente, que voló por primera vez en 1964 y entró en servicio en la Fuerza Aérea estadounidense en 1967, tuvo el honor de ser el primero con esta tecnología en fabricarse masivamente.

En total se produjeron 563 unidades de esta aeronave, contabilizando un gran número de variantes, que permitieron extender su historial operativo en Norteamérica hasta 1998. En tanto que en Australia se mantuvo a las órdenes de la Fuerza Aérea hasta 2009. A lo largo de su historia, se lo utilizó como avión de ataque a tierra y bombardero estratégico, así como para misiones de guerra electrónica y reconocimiento.

El despliegue o la retracción de las alas se realizaba manualmente, con una palanca, e iba de los 16 a los 72,5 grados.

Top Gun y el furor por el F-14 Tomcat

Grumman F-14 Tomcat | Foto: Wikimedia Commons.

Si tuviéramos que elegir al más icónico avión con alas de geometría variable, el F-14 Tomcat seguro ganaría y con mucha ventaja. Y Top Gun tiene mucho que ver en esta historia. El éxito de la película de Tony Scott en 1986 le dio al caza de Grumman un estatus de culto en todo el mundo.

Si bien la aeronave ya había demostrado sus capacidades en The Final Countdown, de 1980, recién años más tarde se convirtió en un furor global. Al punto tal que, hasta hoy, el F-14 es uno de los aviones más reconocibles del mundo, incluso entre quienes no son fanáticos de la aeronáutica.

El sistema de alas de geometría variable del Tomcat operaba entre los 20 y 68° y, a diferencia del General Dynamics F-111 Aardvark, podía controlar su apertura y cierre automáticamente. Esto se realizaba a través de la computadora central del caza, aunque el piloto también podía manipularlo de forma manual con una palanca ubicada en la parte izquierda del habitáculo.

Grumman realizó estudios a fondo para aprovechar las cualidades de esta tecnología, incluso en escenarios desfavorables. Esto permitía, por ejemplo, que el F-14 aterrizara con alas asimétricas; es decir, con una abierta y la otra cerrada. También podía realizar aterrizajes de emergencia con una configuración de flecha máxima (alas completamente retraídas), aunque esto acarreaba varios peligros. No solo porque el procedimiento debía realizarse a una velocidad mayor a la habitual, sino porque también requería de una pista más larga para completar el frenado.

El enfoque soviético

Tupolev Tu-160 | Foto: Airliners.net

Como el desarrollo más fuerte de las alas de geometría variable ocurrió en la Guerra Fría, la Unión Soviética no demoró en implementarlas. De hecho, la URSS produjo la mayor cantidad de modelos de jets de combate con esta tecnología.

El primero en surcar el cielo ruso fue el cazabombardero Sukhoi Su-17, que voló por primera vez en 1966 y entró en servicio en 1970. Con el paso del tiempo, el avión se utilizó como plataforma para los Su-20 y Su-22, que también mantuvieron sus características alares.

En la misma época, el mencionado buró de diseño soviético introdujo el Su-24, un avión de ataque a tierra con alas de geometría variable. En actividad desde 1974, tanto Rusia como Ucrania lo han utilizado en el conflicto bélico que los enfrenta desde febrero pasado.

Entre fines de los sesenta y comienzos de los setenta, Mikoyan-Gurevich también experimentó con el sistema y lo incluyó en los cazas MiG-23 y MiG-27. Mientras que Tupolev se enfocó en la implementación de esta configuración alar en bombarderos supersónicos, destacando los casos del Tu-22M y el Tu-160.

Los bombarderos pesados con alas de geometría variable

El avance de la Guerra Fría y la tensión entre Estados Unidos y la Unión Soviética acrecentó el temor de una guerra nuclear. Ambas naciones comenzaron a enfocar sus esfuerzos en el desarrollo de bombarderos pesados capaces de volar a velocidades supersónicas. Así surgió el North American XB-70 Valkyrie, que nunca entró en operaciones ante la aparición de los misiles balísticos intercontinentales.

No obstante, la idea tras una aeronave de este tipo nunca se descartó por completo, ni de un lado ni del otro. Por ello, fue solo cuestión de tiempo hasta que las alas de geometría variable se sumaran a la receta.

Esto nos permitió conocer al Rockwell B-1 Lancer, uno de los tres bombarderos estratégicos que Estados Unidos mantiene en servicio en su Fuerza Aérea. Su contraparte rusa, el ya mencionado Tupolev Tu-160, surgió como el intimidante "Cisne Blanco" con aires de Concorde. Este último es el único avión con alas de geometría variable en el mundo que continúa en producción, considerando su reanudación en 2015.

Menciones especiales: Panavia Tornado y Boeing 2707

Boeing 2707 | Concorde | alas de geometría variable
Boeing 2707 | Foto: Boeing.

Si bien la mayoría de los aviones con alas de geometría variable pertenecieron a EE.UU y la URSS, también hubo lugar para otros desarrollos. En tal sentido, el Panavia Tornado ha sido de los más interesantes.

Hablamos de un caza polivalente producido en conjunto por Inglaterra, Italia y Alemania Occidental, que entró en servicio en 1979. Se fabricaron casi 1.000 unidades hasta 1998, y hasta hoy se mantiene a las órdenes de las fuerzas aéreas alemana, italiana y saudí. En el caso del Reino Unido, la aeronave pasó a retiro en 2019.

Como dato de color, el Panavia Tornado tiene el orgullo de haber sido utilizada para obtener la única foto del Concorde volando a Mach 2.

En el caso del Boeing 2707, nos escapamos de la aplicación de las alas de geometría variable a fines militares. Dicha aeronave intentó convertirse en la respuesta de Estados Unidos al Concorde, posicionándose como la joya de un proyecto de transporte de pasajeros supersónico.

Sin embargo, la implementación de una configuración alar móvil se convirtió rápidamente en un problema para los diseñadores. Es que el mecanismo necesario era demasiado grande y pesado, y afectaba negativamente en su autonomía. Esto finalmente obligó a Boeing a prescindir de esta característica e inclinarse por un diseño de ala en delta fijo.

Pros, contras, y la condena a quedar obsoletas

Rockwell B-1 Lancer | Foto: Dominio Público.

Las alas de geometría variable revolucionaron la industria aeronáutica del siglo XX, especialmente la dedicada a fines militares. Que un avión cambiara su configuración alar según necesidad traía consigo muchos puntos a favor.

Al utilizar las alas extendidas, por ejemplo, podía despegar y aterrizar en distancias más cortas y conseguir una mayor maniobrabilidad a velocidades bajas. En tanto que al retraerlas podía alcanzar velocidades transónicas o supersónicas con mayor facilidad, disminuir la resistencia aerodinámica para optimizar el consumo de combustible y tener más capacidad de maniobra a altas velocidades.

Pero no todo era color de rosas. El mecanismo dotaba de una complejidad extra a aeronaves que, por sí solas, eran cada vez más avanzadas. Esto implicaba la posible aparición de nuevos fallos mecánicos en comparación con los aviones de ala fija. Lo que a su vez se traducía en más horas de mantenimiento por cada hora de vuelo; y esto último no era gratis, por supuesto.

A esto se le sumaba el peso extra que acarreaban los aviones con alas de geometría variable, y al hecho de que consumían más combustible cuando volaban a velocidades subsónicas, con las alas desplegadas, que cuando lo hacían por encima de la velocidad del sonido, en configuración de flecha máxima.

También se concluyó que las estructuras de estas aeronaves no podían ser sometidas al mismo estrés de los modelos de ala fija. Esto, debido a que los límites de la fuerza G eran más bajos.

Vale remarcar que la ingeniería necesaria para que el sistema funcionara no solo involucraba diseñar el mecanismo hidráulico que movía las alas, sino también adaptar el método de carga del armamento. Algunos diseñadores optaron por incorporar pilones móviles debajo de las alas, mientras que otros prefirieron atenerse a los puntos de anclaje bajo el fuselaje y el encastre alar.

El avance de la tecnología y la aparición de nuevos recursos aerodinámicos, sumados a que los motores se hicieron cada vez más potentes y eficientes, hicieron que las alas de geometría variable se vuelvan obsoletas. Después de todo, ningún avión moderno las utiliza, con la excepción del Tu-160. Aunque este último es un caso muy específico.

¿Esto quiere decir que nunca más veremos un nuevo avión con este sistema? Es difícil decirlo, puesto que nada está escrito en piedra. Pero si consideramos que los últimos diseños en incluirlo —incluso los que aún están en servicio— son de los años setenta, queda claro que para la industria armamentística hace tiempo que ya no es una prioridad.

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1 comentario

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  1. Excelente artículo, muy interesante para los que nos gusta el tema aeronáutico y a la vez didáctico para quienes no lo conocen y comienzan a interiorizarse en el.