Boeing YC-14

El Boeing YC-14 es un avión táctico de despegue y aterrizaje corto (STOL). Fue el participante de Boeing en el concurso de transporte avanzado de STOL (AMST) de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, que pretendía sustituir el Lockheed C-130 Hércules como el transporte táctico STOL estándar de USAF. Aunque tanto el YC-14 como el rival McDonnell Douglas YC-15 tuvieron éxito, ninguno de los aviones entró en producción. El proyecto AMST terminó en 1979 y fue reemplazado por el programa C-X.

Diseño y desarrollo

A mediados de 1970, la USAF inició un estudio en papel, la Investigación de Aviones Tácticos (TAI), con Boeing, McDonnell Douglas y otras compañías para analizar posibles diseños de aviones de transporte táctico. Este estudio fue un precursor de lo que se convirtió en el programa de Transporte STOL Medio Avanzado. Como parte de este programa, Boeing comenzó a estudiar varias configuraciones de aviones de gran sustentación. Boeing había propuesto anteriormente una solución de flaps soplados externamente debajo del ala para su competidor Lockheed C-5 Galaxy, y le había dado buen uso cuando modificó su entrada perdedora en el Boeing 747. La compañía también había realizado estudios con el Boeing 707 original. prototipo, el Boeing 367-80, añadiendo extensos dispositivos de borde de ataque y de salida utilizando flaps soplados. Para los estudios de TAI, Boeing volvió a examinar esos mecanismos, así como nuevos mecanismos como el control de la capa límite. Sin embargo, ninguno de estos diseños estudiados resultó especialmente atractivo para Boeing.

Los ingenieros de Boeing sabían que la NASA había llevado a cabo una serie de "elevaciones motorizadas" estudios realizados algún tiempo antes, que incluyeron aletas sopladas externamente, así como un soplado de la superficie superior (USB), una variación inusual. En el sistema USB, el motor está dispuesto sobre la superficie superior del ala, soplando sobre los flaps. Cuando se bajan los flaps, el efecto Coandă hace que el escape del jet se "pegue"; hacia los flaps y se inclina hacia el suelo. Buscaron investigaciones adicionales sobre el concepto y descubrieron que se había realizado una investigación de soplado de la superficie superior de medio tramo en el túnel Langley de 12 pies (3,7 m) de la NASA. Un examen de los resultados preliminares sugirió que el sistema era tan efectivo como cualquiera de los otros conceptos estudiados anteriormente. Boeing inmediatamente comenzó a construir modelos de túneles de viento para verificar los datos de la NASA con diseños que se asemejaban más a sus propios diseños. A finales de 1971, se estaban estudiando activamente varios modelos.

Otro proyecto de la NASA que interesó a los ingenieros fue el perfil aerodinámico supercrítico, diseñado por Richard Whitcomb. El diseño supercrítico prometía reducir considerablemente la resistencia transónica, tanto como un ala en flecha en algunas situaciones. Esto permitió que un avión con tal ala tuviera una baja resistencia en crucero y al mismo tiempo tuviera una forma en planta más adecuada para vuelos a baja velocidad; las alas en flecha tienen varias características indeseables a baja velocidad. Además, el diseño tiene un radio de borde de ataque más grande que lo hace particularmente adecuado para aplicaciones de alta elevación y baja velocidad, como un transporte. Boeing incorporó el concepto en su diseño, siendo el primer avión no experimental en hacerlo.

La solicitud de propuesta (RFP) se emitió en enero de 1972, solicitando operaciones en un campo semipreparado de 2.000 pies (610 m) a 500 millas náuticas (930 km) con una carga útil de 27.000 lb (12.000 kg) en ambas direcciones sin repostar. A modo de comparación, el C-130 de esa época requería alrededor de 4000 pies (1200 m) para esta carga. Cinco empresas presentaron diseños en esta fase del concurso: Boeing con su Modelo 953 en marzo de 1972. El 10 de noviembre de 1972 se llevó a cabo la selección descendente y Boeing y McDonnell Douglas ganaron contratos de desarrollo para dos prototipos cada uno.

Las pruebas en el túnel de viento continuaron durante este período. En noviembre, John K. Wimpress visitó nuevamente Langley en busca de una actualización sobre el programa USB de la NASA. Joe Johnson y Dudley Hammond informaron sobre las pruebas y mostraron datos de Wimpress que verificaban el rendimiento de gran sustentación que Boeing había citado en su propuesta. En diciembre de 1975, Boeing y NASA Langley habían firmado un contrato para un banco de pruebas USB a gran escala, que Boeing construyó en sus instalaciones de pruebas de Tulalip y que consistía en un ala de escala 1/4 con un motor JT-15D y un fuselaje parcial. Langley estaba particularmente interesado en la efectividad de la boquilla en forma de D que dirigía el flujo del chorro sobre la superficie superior del ala, así como los niveles de sonido resultantes, en ese momento un foco importante de la investigación de aerodinámica civil de la NASA.

Se encontraron y corrigieron dos problemas importantes durante las pruebas. El primero fue un problema con el aire que circulaba alrededor del ala cuando se operaba a bajas velocidades cerca del suelo, lo que tenía un efecto grave en la distribución del flujo del chorro a través de la boquilla. Esto provocó una separación del flujo cerca de la trampilla y una disminución de la eficacia del sistema USB. En respuesta, Boeing añadió una serie de generadores de vórtice en la superficie superior del ala, que se retraían cuando el flap se elevaba por encima de los 30°. Además, las superficies de la cola se colocaron inicialmente muy hacia atrás para maximizar la efectividad del control. Esta posición resultó interferir con el flujo de aire sobre las alas durante las operaciones del USB, y se introdujo una nueva cola con un perfil más vertical para mover el ascensor hacia adelante.

Historia operativa

El primer Boeing YC-14 (número de serie 72-1873) voló el 9 de agosto de 1976. Se construyeron dos aviones, el segundo con s/n 72-1874 . El YC-15 competidor había iniciado vuelos casi un año antes. Las pruebas de vuelo cara a cara en la Base de la Fuerza Aérea Edwards comenzaron a principios de noviembre de 1976. Durante las pruebas de vuelo, el YC-14 voló a velocidades tan bajas como 59 nudos (68 mph; 109 km/h) y tan altas como Mach 0,78 a 38.000 pies (11.600 m). Sin embargo, se descubrió que la resistencia del YC-14 era un 11% mayor de lo previsto originalmente. Las modificaciones desarrolladas en las pruebas en el túnel de viento, que incluyen la adición de generadores de vórtice a la parte superior trasera de las góndolas, la eliminación del carenado del actuador de la puerta de la boquilla, modificaciones en el extremo trasero de las cápsulas del tren de aterrizaje y la adición de tracas traseras del fuselaje, redujeron este problema. incremento de arrastre al 7%. El YC-14 también demostró la capacidad de transportar el tanque de batalla principal M60 Patton de 109.200 libras (49.500 kg), que no se demostró con el YC-15.

Al finalizar las pruebas a finales del verano de 1977, los prototipos del YC-14 fueron devueltos a Boeing. Los prototipos no fueron desechados; uno está almacenado en el 309.º Grupo de Regeneración y Mantenimiento Aeroespacial (AMARG), ubicado en la Base de la Fuerza Aérea Davis-Monthan y el otro está en exhibición en el cercano Pima Air & Museo del espacio.

A estas alturas, las semillas de la desaparición del programa AMST ya se habían sembrado. En marzo de 1976, el Jefe de Estado Mayor de la Fuerza Aérea, general David C. Jones, pidió al Comando de Sistemas de la Fuerza Aérea que viera si sería posible utilizar un único modelo del AMST para funciones de transporte aéreo tanto estratégico como táctico, o alternativamente, si sería posible desarrollar derivados convencionales del AMST para el papel de transporte aéreo estratégico. Esto llevó a una serie de estudios que básicamente afirmaban que tal modificación no era fácil y requeriría cambios importantes en cualquiera de los diseños para producir un avión mucho más grande.

Tanto el YC-14 como el YC-15 cumplieron o superaron las especificaciones AMST en la mayoría de las condiciones. Sin embargo, la creciente importancia de la misión estratégica frente a la táctica finalmente llevó al final del programa AMST en diciembre de 1979. Luego, en noviembre de 1979, se formó el Grupo de Trabajo C-X para desarrollar el avión estratégico requerido con capacidad táctica. El programa C-X seleccionó una propuesta para un YC-15 ampliado y mejorado que luego se desarrolló en el C-17 Globemaster III.

El soplado de la superficie superior sigue siendo un concepto bastante raro en uso y solo se ha visto en algunos otros aviones, como el Antonov An-72.

Aviones en exhibición

• El número de serie de aeronaves 72-1873, el primer avión, está en exhibición en el Pima Air & Space Museum de Tucson, Arizona.
• El número de serie de aeronaves 72-1874, el segundo avión, está almacenado en el 309o astillero AMARG de la Base Aérea Davis Monthan ()32°10′′′′′N 110°50′51′′W / 32.17184°N 110.84743°W / 32.17184; -110.84743 (Boeing YC-14 at Davis Monthan Air Force Base)).

Especificaciones

Datos de aviones Boeing desde 1916

Características generales

• Crew: 3
• Capacidad: 150 soldados o 69.000 libras (31.400 kg) (STOL: 27.000 libras (12.300 kg))
• Duración: 131 ft 8 en (40.14 m)
• Wingspan: 129 pies 0 en (39.32 m)
• Altura: 48 pies 4 en (14,74 m)
• Área de ala: 1,762 pies cuadrados (163,7 m²)
• Peso vacío: 117.500 libras (53.410 kg)
• Peso máximo de despegue: 251.000 lb (113,850 kg) (terreno convencional y despegue), 170.000 lb (77.270 kg) (STOL)
• Powerplant: 2 × General Electric CF6-50D turbofans, 51,000 lbf (230 kN) empuje cada

Rendimiento

• Velocidad máxima: 504 mph (811 km/h, 438 kn)
• Velocidad de crucero: 449 mph (723 km/h, 390 kn)
• Rango de ferry: 3,190 mi (5,136 km, 2,734 nmi)
• Techo de servicio: 45.000 pies (13.716 m)
• Tasa de subida: 6.350 pies/min (32,3 m/s)