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Lockheed NF-104A

Agosto 16, 2021

El Lockheed NF-104A fue un avión de entrenamiento aeroespacial estadounidense de propulsión mixta (turborreactor-cohete), derivado del interceptor supersónico de alto rendimiento F-104 Starfighter y que sirvió como vehículo de entrenamiento de bajo coste para los astronautas del programa X-15 y del proyectado X-20 Dyna-Soar.

Lockheed NF-104A

Lockheed NF-104A, número de serie 56-0756, ascendiendo con el empuje del motor cohete.
Tipo Entrenador aeroespacial
Fabricante Lockheed Corporation
Diseñado por Clarence L. "Kelly" Johnson
Primer vuelo 9 de julio de 1963
Introducido 1 de octubre de 1963
Retirado Junio de 1971
Estado Retirado
Usuario Fuerza Aérea de los Estados Unidos
N.º construidos 3
Coste unitario 5 363 322 de dólares estadounidenses (coste de modificación de los 3 aviones)
Desarrollo del Lockheed F-104A Starfighter
[editar datos en Wikidata]


Fueron construidos tres NF-104A a partir de la modificación de aviones Lockheed F-104A Starfighter existentes y sirvieron en la Escuela de Pilotos de Investigación Aeroespacial entre 1963 y 1971. Las modificaciones incluían un pequeño motor cohete suplementario y un sistema de control de reacción para el vuelo en las altas capas de la atmósfera. Durante el programa de pruebas, la altitud máxima alcanzada fue superior a los 120 000 pies (36 600 m). Uno de los aviones resultó destruido en un accidente mientras estaba siendo pilotado por Chuck Yeager. El accidente fue descrito en el libro Elegidos para la gloria y representado en la película de mismo nombre.

  • 4.2 Rendimiento
  • 5.2 Aeronaves similares
  • 5.3 Secuencias de designación

    • Desarrollo

    Con la llegada de los vuelos espaciales humanos a principios de los años 60, la Escuela de Pilotos de Pruebas de Vuelo Experimental de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en la Base de la Fuerza Aérea Edwards fue rebautizada como Escuela de Pilotos de Investigación Aeroespacial (ARPS), con el énfasis puesto en alejar el entrenamiento del tradicional curso de piloto de pruebas hacia un currículo más orientado al vuelo espacial.[1]​

    Uso inicial de aviones F-104 sin modificar

    Se obtuvo y se usó una cantidad de F-104 Starfighter de producción (incluyendo modelos biplaza F-104D)[2]​ por parte de la ARPS para simular los perfiles de aproximación de planeo de baja sustentación/alta resistencia del X-15 y del proyectado programa del X-20 Dyna-Soar. Estas maniobras se comenzaban a 3700 m (12 000 pies), donde el motor del F-104 se ponía al 80% de potencia; y con los flaps, aerofrenos y tren de aterrizaje extendidos, el avión se ponía en un picado de 30° con una maniobra de palanca arriba para levantar el morro iniciada a 500 m (1500 pies) sobre el terreno. Estas aproximaciones en planeo dejaban poco margen de error.

    Sistema de control de reacción

     
    JF-104 durante las pruebas del RCS.

    Se constató que las superficies de control normales de un avión tenían poco o ningún efecto en el tenue aire de la estratosfera superior y que cualquier avión que operase a altitudes extremadamente altas necesitaría ser equipado con un Sistema de Control de Reacción (RCS). Una versión modificada del Bell X-1 fue usada para realizar las pruebas iniciales de RCS, pero fue inmovilizado en tierra debido a problemas técnicos. Fue reemplazado en 1959 por un Lockheed F-104A (55-2961) modificado por la NASA, que llevaba sistemas RCS en sus puntas alares y en el morro del fuselaje. Este avión (designado JF-104) alcanzó una altitud máxima de 25 300 m (83 000 pies) durante el programa de pruebas. Los pilotos que volaron este avión incluyen a Neil Armstrong, que ganó una valiosa experiencia en el uso del RCS. Los pilotos se quejaron de que era difícil leer las pantallas de instrumentos y que no eran lo suficientemente precisos para los críticos perfiles de ascenso requeridos para alcanzar grandes altitudes.[3]​

    Contrato de Lockheed

    La USAF concedió un contrato a Lockheed para modificar tres aviones F-104 para realizar la tarea específica de entrenador aerospacial en 1962. Las células se sacaron del almacenaje en el AMARC y fueron transportadas a la fábrica de la compañía para su modificación.

    Diseño y perfil de vuelo

    El diseño del F-104A ya estaba establecido como un avión ligero de altas prestaciones. Para el proyecto AST, se puso el énfasis en retirar el equipo innecesario, equiparlo con un motor cohete que complementase al reactor existente, equiparlo de un sistema RCS de a bordo y mejorando la instrumentación requerida. Los siguientes detalles son las principales diferencias entre la versión de producción y el AST:

    Ala

    La envergadura del NF-104A fue aumentada con la adición de extensiones de punta de ala. Esta modificación era necesaria para albergar los propulsores de control de alabeo del RCS y también reduciría la carga alar del modelo.

    Superficies de cola

    La aleta vertical y timón fueron reemplazados por las versiones de mayor superficie del F-104 biplaza y fueron modificados estructuralmente para permitir la instalación del motor cohete.

    Fuselaje

    El radomo del morro de fibra de vidrio fue reemplazado por un recubrimiento de aluminio y albergaba los propulsores del RCS de cabeceo y guiñada.

    Las tomas de aire diseñadas originalmente por Ben Rich eran de la misma geometría que las del F-104A, pero incluían extensiones en los conos de entrada que optimizaban la operación del motor a altos números de Mach.

    Las diferencias internas del fuselaje incluían la provisión de depósitos de combustible de cohete oxidante, la retirada del cañón M61 Vulcan, del equipo radar y de la aviónica innecesaria. Se instaló un depósito de nitrógeno para la presurización de la cabina. Esto se requería ya que no habría aire sangrado disponible del motor después de su habitual y previsto apagado en la fase de ascenso.

    Motor cohete

    En adición al motor a reacción estándar General Electric J79, se equipó con un motor cohete Rocketdyne AR2-3 en la base de la aleta vertical. Este motor quemaba una mezcla de combustible para reactores JP-4 y una solución del oxidante peróxido de hidrógeno al 90%. El NF-104 llevaba suficiente oxidante para operar el motor cohete durante 100 segundos aproximadamente. El nivel de empuje podía ser ajustado al máximo o a aproximadamente a la mitad de la potencia por el piloto, usando una palanca adicional de potencia situada en el lado izquierdo de la cabina.

    Sistema de Control de Reacción

    El Sistema de Control de Reacción (RCS) consistía en ocho propulsores de cabeceo/guiñada (cuatro para cada eje) y cuatro propulsores de alabeo. Usaban el mismo tipo de combustible de peróxido de hidrógeno que el motor cohete principal, de un depósito específico de 70 kg, y eran controlados por el piloto usando una palanca montada en el panel de instrumentos. Los propulsores de cabeceo/guiñada estaban calibrados a 500 N (113 lbf) de empuje cada uno y los de alabeo, a 190 N (43 lbf) de empuje.

    Perfil de vuelo típico

     
    Chuck Yeager en la cabina de un NF-104A, 4 de diciembre de 1963.

    El NF-104A era capaz de alcanzar grandes altitudes gracias a una combinación de trepada (adquiriendo alta velocidad en un picado suave a gran altitud, y luego ascendiendo bruscamente, convirtiendo velocidad e impulso en altitud) y el uso del motor cohete (para alcanzar mayores velocidades y para mantener el régimen de ascenso tanto como fuera posible después de entrar en la trepada). Una misión típica implicaba una aceleración nivelada a 10 700 m (35 000 pies) a Mach 1,9, donde sería encendido el motor cohete, y cuando se alcanzase Mach 2,1, el avión se elevaría en un ángulo de ascenso de 50-70° aplicando cuidadosamente una carga equivalente a 3,5 g. El posquemador del J79 comenzaría a ser reducido hasta aproximadamente los 21 300 m (70 000 pies), seguido poco después de un corte manual de combustible del motor a reacción principal alrededor de los 25 900 m (85 000 pies), para prevenir que el rápido ascenso de la temperatura del motor dañara las etapas de la turbina del mismo. Tras continuar hasta la parte superior de su arco balístico, el NF-104 descendería de vuelta al aire más denso donde el motor principal podría ser reencendido usando la técnica de molinete de recuperación para aterrizar.[4]​

    Historia operacional

    Primer NF-104A

    El primer NF-104A (USAF 56-0756) fue aceptado por la USAF el 1 de octubre de 1963. Rápidamente estableció un nuevo récord no oficial de altitud de 36 230 m (118 860 pies) y lo superó el 6 de diciembre del mismo año al alcanzar una altitud de 36 800 m (120 800 pies). Sufrió una explosión del motor cohete en vuelo en junio de 1971. Aunque el piloto fue capaz de aterrizar con seguridad, el dañado avión fue retirado y marcó el final del proyecto del NF-104. Este avión fue transferido al Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Actualmente está en exhibición en Nevada County Air Park, Grass Valley, California, llevando las marcas del "56-0751".

    Segundo NF-104A

     
    NF-104A Número de Cola 760 en la Escuela de Pilotos de Pruebas de la USAF.

    El segundo NF-104A (USAF 56-0760) fue aceptado por la USAF el 26 de octubre de 1963. Tras su retirada, este avión fue montado en un pedestal por fuera de la Escuela de Pilotos de Pruebas de la USAF en la Base de la Fuerza Aérea Edwards, y todavía puede verse allí actualmente. Las puntas alares extendidas, el cono metálico del morro del RCS y otras partes del 56-0760 fueron prestadas a Darryl Greenamyer para sus intentos de récord de aviación civil usando un F-104 muy modificado. Cuando fue forzado a eyectarse durante un vuelo de récord, su avión resultó destruido y las partes nunca fueron devueltas.[5]​

    Tercer NF-104A

    El tercer NF-104A (USAF 56-0762) fue entregado a la USAF el 1 de noviembre de 1963, y fue destruido en un accidente mientras era pilotado por Chuck Yeager, el 10 de diciembre de 1963. Este accidente fue descrito en el libro Yeager: An Autobiography, el libro Elegidos para la gloria y la película de mismo nombre El avión usado en la película era un F-104G estándar que volaba con sus depósitos de punta alar desmontados, pero carecía de cualquiera de las modificaciones del NF-104, siendo lo más visible el angulado motor cohete del estabilizador vertical.[6]​

    Especificaciones (NF-104A)

    Referencia datos: Libis.[7]​

     
    Dibujo 3 vistas del NF-104A.

    Características generales

    Rendimiento


    Véase también

    • Robert Henry Lawrence, Jr.

    Desarrollos relacionados

    Aeronaves similares

    Secuencias de designación

    Referencias

    1. Libis 1999, p. 2.
    2. Drendel 1976, p.24.
    3. Libis 1999, p. 5.
    4. Bowman 2000, p. 173.
    5. Libis 1999. p. 39.
    6. Check-Six.com - The Crash of Yeager's NF-104
    7. Libis, 1999, p. 41.

    Bibliografía

    • Libis, Scott (1999). Lockheed NF-104A Aerospace Trainer (Air Force Legends Number 204) (en inglés). Simi Valley, CA: Steve Ginter. ISBN 0-942612-97-3. 

    Enlaces externos

    •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Lockheed NF-104A.
    • NF-104.com
    • Joe Baugher NF-104 page
    •   Datos: Q6665633
    •   Multimedia: Lockheed F-104 Starfighter

    Agosto 16, 2021
    lockheed, 104a, avión, entrenamiento, aeroespacial, estadounidense, propulsión, mixta, turborreactor, cohete, derivado, interceptor, supersónico, alto, rendimiento, starfighter, sirvió, como, vehículo, entrenamiento, bajo, coste, para, astronautas, programa, p. El Lockheed NF 104A fue un avion de entrenamiento aeroespacial estadounidense de propulsion mixta turborreactor cohete derivado del interceptor supersonico de alto rendimiento F 104 Starfighter y que sirvio como vehiculo de entrenamiento de bajo coste para los astronautas del programa X 15 y del proyectado X 20 Dyna Soar Lockheed NF 104ALockheed NF 104A numero de serie 56 0756 ascendiendo con el empuje del motor cohete TipoEntrenador aeroespacialFabricanteLockheed CorporationDisenado porClarence L Kelly JohnsonPrimer vuelo9 de julio de 1963Introducido1 de octubre de 1963RetiradoJunio de 1971EstadoRetiradoUsuarioFuerza Aerea de los Estados UnidosN º construidos3Coste unitario5 363 322 de dolares estadounidenses coste de modificacion de los 3 aviones Desarrollo delLockheed F 104A Starfighter editar datos en Wikidata Fueron construidos tres NF 104A a partir de la modificacion de aviones Lockheed F 104A Starfighter existentes y sirvieron en la Escuela de Pilotos de Investigacion Aeroespacial entre 1963 y 1971 Las modificaciones incluian un pequeno motor cohete suplementario y un sistema de control de reaccion para el vuelo en las altas capas de la atmosfera Durante el programa de pruebas la altitud maxima alcanzada fue superior a los 120 000 pies 36 600 m Uno de los aviones resulto destruido en un accidente mientras estaba siendo pilotado por Chuck Yeager El accidente fue descrito en el libro Elegidos para la gloria y representado en la pelicula de mismo nombre Indice 1 Desarrollo 1 1 Uso inicial de aviones F 104 sin modificar 1 2 Sistema de control de reaccion 1 3 Contrato de Lockheed 2 Diseno y perfil de vuelo 2 1 Ala 2 2 Superficies de cola 2 3 Fuselaje 2 4 Motor cohete 2 5 Sistema de Control de Reaccion 2 6 Perfil de vuelo tipico 3 Historia operacional 3 1 Primer NF 104A 3 2 Segundo NF 104A 3 3 Tercer NF 104A 4 Especificaciones NF 104A 4 1 Caracteristicas generales 4 2 Rendimiento 5 Vease tambien 5 1 Desarrollos relacionados 5 2 Aeronaves similares 5 3 Secuencias de designacion 6 Referencias 7 Bibliografia 8 Enlaces externosDesarrollo EditarCon la llegada de los vuelos espaciales humanos a principios de los anos 60 la Escuela de Pilotos de Pruebas de Vuelo Experimental de la Fuerza Aerea de los Estados Unidos en la Base de la Fuerza Aerea Edwards fue rebautizada como Escuela de Pilotos de Investigacion Aeroespacial ARPS con el enfasis puesto en alejar el entrenamiento del tradicional curso de piloto de pruebas hacia un curriculo mas orientado al vuelo espacial 1 Uso inicial de aviones F 104 sin modificar Editar Se obtuvo y se uso una cantidad de F 104 Starfighter de produccion incluyendo modelos biplaza F 104D 2 por parte de la ARPS para simular los perfiles de aproximacion de planeo de baja sustentacion alta resistencia del X 15 y del proyectado programa del X 20 Dyna Soar Estas maniobras se comenzaban a 3700 m 12 000 pies donde el motor del F 104 se ponia al 80 de potencia y con los flaps aerofrenos y tren de aterrizaje extendidos el avion se ponia en un picado de 30 con una maniobra de palanca arriba para levantar el morro iniciada a 500 m 1500 pies sobre el terreno Estas aproximaciones en planeo dejaban poco margen de error Sistema de control de reaccion Editar JF 104 durante las pruebas del RCS Se constato que las superficies de control normales de un avion tenian poco o ningun efecto en el tenue aire de la estratosfera superior y que cualquier avion que operase a altitudes extremadamente altas necesitaria ser equipado con un Sistema de Control de Reaccion RCS Una version modificada del Bell X 1 fue usada para realizar las pruebas iniciales de RCS pero fue inmovilizado en tierra debido a problemas tecnicos Fue reemplazado en 1959 por un Lockheed F 104A 55 2961 modificado por la NASA que llevaba sistemas RCS en sus puntas alares y en el morro del fuselaje Este avion designado JF 104 alcanzo una altitud maxima de 25 300 m 83 000 pies durante el programa de pruebas Los pilotos que volaron este avion incluyen a Neil Armstrong que gano una valiosa experiencia en el uso del RCS Los pilotos se quejaron de que era dificil leer las pantallas de instrumentos y que no eran lo suficientemente precisos para los criticos perfiles de ascenso requeridos para alcanzar grandes altitudes 3 Contrato de Lockheed Editar La USAF concedio un contrato a Lockheed para modificar tres aviones F 104 para realizar la tarea especifica de entrenador aerospacial en 1962 Las celulas se sacaron del almacenaje en el AMARC y fueron transportadas a la fabrica de la compania para su modificacion Diseno y perfil de vuelo EditarEl diseno del F 104A ya estaba establecido como un avion ligero de altas prestaciones Para el proyecto AST se puso el enfasis en retirar el equipo innecesario equiparlo con un motor cohete que complementase al reactor existente equiparlo de un sistema RCS de a bordo y mejorando la instrumentacion requerida Los siguientes detalles son las principales diferencias entre la version de produccion y el AST Ala Editar La envergadura del NF 104A fue aumentada con la adicion de extensiones de punta de ala Esta modificacion era necesaria para albergar los propulsores de control de alabeo del RCS y tambien reduciria la carga alar del modelo Superficies de cola Editar La aleta vertical y timon fueron reemplazados por las versiones de mayor superficie del F 104 biplaza y fueron modificados estructuralmente para permitir la instalacion del motor cohete Fuselaje Editar El radomo del morro de fibra de vidrio fue reemplazado por un recubrimiento de aluminio y albergaba los propulsores del RCS de cabeceo y guinada Las tomas de aire disenadas originalmente por Ben Rich eran de la misma geometria que las del F 104A pero incluian extensiones en los conos de entrada que optimizaban la operacion del motor a altos numeros de Mach Las diferencias internas del fuselaje incluian la provision de depositos de combustible de cohete oxidante la retirada del canon M61 Vulcan del equipo radar y de la avionica innecesaria Se instalo un deposito de nitrogeno para la presurizacion de la cabina Esto se requeria ya que no habria aire sangrado disponible del motor despues de su habitual y previsto apagado en la fase de ascenso Motor cohete Editar En adicion al motor a reaccion estandar General Electric J79 se equipo con un motor cohete Rocketdyne AR2 3 en la base de la aleta vertical Este motor quemaba una mezcla de combustible para reactores JP 4 y una solucion del oxidante peroxido de hidrogeno al 90 El NF 104 llevaba suficiente oxidante para operar el motor cohete durante 100 segundos aproximadamente El nivel de empuje podia ser ajustado al maximo o a aproximadamente a la mitad de la potencia por el piloto usando una palanca adicional de potencia situada en el lado izquierdo de la cabina Sistema de Control de Reaccion Editar El Sistema de Control de Reaccion RCS consistia en ocho propulsores de cabeceo guinada cuatro para cada eje y cuatro propulsores de alabeo Usaban el mismo tipo de combustible de peroxido de hidrogeno que el motor cohete principal de un deposito especifico de 70 kg y eran controlados por el piloto usando una palanca montada en el panel de instrumentos Los propulsores de cabeceo guinada estaban calibrados a 500 N 113 lbf de empuje cada uno y los de alabeo a 190 N 43 lbf de empuje Perfil de vuelo tipico Editar Chuck Yeager en la cabina de un NF 104A 4 de diciembre de 1963 El NF 104A era capaz de alcanzar grandes altitudes gracias a una combinacion de trepada adquiriendo alta velocidad en un picado suave a gran altitud y luego ascendiendo bruscamente convirtiendo velocidad e impulso en altitud y el uso del motor cohete para alcanzar mayores velocidades y para mantener el regimen de ascenso tanto como fuera posible despues de entrar en la trepada Una mision tipica implicaba una aceleracion nivelada a 10 700 m 35 000 pies a Mach 1 9 donde seria encendido el motor cohete y cuando se alcanzase Mach 2 1 el avion se elevaria en un angulo de ascenso de 50 70 aplicando cuidadosamente una carga equivalente a 3 5 g El posquemador del J79 comenzaria a ser reducido hasta aproximadamente los 21 300 m 70 000 pies seguido poco despues de un corte manual de combustible del motor a reaccion principal alrededor de los 25 900 m 85 000 pies para prevenir que el rapido ascenso de la temperatura del motor danara las etapas de la turbina del mismo Tras continuar hasta la parte superior de su arco balistico el NF 104 descenderia de vuelta al aire mas denso donde el motor principal podria ser reencendido usando la tecnica de molinete de recuperacion para aterrizar 4 Historia operacional EditarPrimer NF 104A Editar El primer NF 104A USAF 56 0756 fue aceptado por la USAF el 1 de octubre de 1963 Rapidamente establecio un nuevo record no oficial de altitud de 36 230 m 118 860 pies y lo supero el 6 de diciembre del mismo ano al alcanzar una altitud de 36 800 m 120 800 pies Sufrio una explosion del motor cohete en vuelo en junio de 1971 Aunque el piloto fue capaz de aterrizar con seguridad el danado avion fue retirado y marco el final del proyecto del NF 104 Este avion fue transferido al Museo Nacional de la Fuerza Aerea de los Estados Unidos Actualmente esta en exhibicion en Nevada County Air Park Grass Valley California llevando las marcas del 56 0751 Segundo NF 104A Editar NF 104A Numero de Cola 760 en la Escuela de Pilotos de Pruebas de la USAF El segundo NF 104A USAF 56 0760 fue aceptado por la USAF el 26 de octubre de 1963 Tras su retirada este avion fue montado en un pedestal por fuera de la Escuela de Pilotos de Pruebas de la USAF en la Base de la Fuerza Aerea Edwards y todavia puede verse alli actualmente Las puntas alares extendidas el cono metalico del morro del RCS y otras partes del 56 0760 fueron prestadas a Darryl Greenamyer para sus intentos de record de aviacion civil usando un F 104 muy modificado Cuando fue forzado a eyectarse durante un vuelo de record su avion resulto destruido y las partes nunca fueron devueltas 5 Tercer NF 104A Editar El tercer NF 104A USAF 56 0762 fue entregado a la USAF el 1 de noviembre de 1963 y fue destruido en un accidente mientras era pilotado por Chuck Yeager el 10 de diciembre de 1963 Este accidente fue descrito en el libro Yeager An Autobiography el libro Elegidos para la gloria y la pelicula de mismo nombre El avion usado en la pelicula era un F 104G estandar que volaba con sus depositos de punta alar desmontados pero carecia de cualquiera de las modificaciones del NF 104 siendo lo mas visible el angulado motor cohete del estabilizador vertical 6 Especificaciones NF 104A EditarReferencia datos Libis 7 Dibujo 3 vistas del NF 104A Caracteristicas generales Tripulacion Uno piloto Longitud 16 6 m Envergadura 7 84 m Altura 4 1 m Superficie alar 19 77 m Perfil alar Bi convex 3 36 Peso vacio 6080 kg Peso cargado 9890 kg Planta motriz 1 turborreactor General Electric J79 GE 3B de 42 7 kN 4354 kgf 9600 lbf de empuje y 1 motor cohete de combustible liquido Rocketdyne AR2 3 de 26 7 kN 2722 kgf 6000 lbf de empuje Rendimiento Velocidad maxima operativa Vno Mach 2 2Vease tambien EditarRobert Henry Lawrence Jr Desarrollos relacionados Lockheed XF 104 Canadair CF 104 Aeritalia F 104S Lockheed CL 1200 Lancer y X 27Aeronaves similares Saunders Roe SR 53 Saunders Roe SR 177Secuencias de designacion Secuencia F Cazas Fighter de la USAF 1948 1962 F 101 F 102 XF 103 XF 104 F 104 F 105 F 106 F 107 Referencias Editar Libis 1999 p 2 Drendel 1976 p 24 Libis 1999 p 5 Bowman 2000 p 173 Libis 1999 p 39 Check Six com The Crash of Yeager s NF 104 Libis 1999 p 41 Bibliografia EditarLibis Scott 1999 Lockheed NF 104A Aerospace Trainer Air Force Legends Number 204 en ingles Simi Valley CA Steve Ginter ISBN 0 942612 97 3 Enlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una categoria multimedia sobre Lockheed NF 104A NF 104 com Joe Baugher NF 104 page Datos Q6665633 Multimedia Lockheed F 104 StarfighterObtenido de https es wikipedia org w index php title Lockheed NF 104A amp oldid 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