¿Son competitivos los biplanos en la acrobacia de hoy en día?

Recientemente en el Nacional Americano, de categoría Avanzado ha ganado Patrick Clark a lomos de una Pitts S-1 T. Que ha pasado? Como puede ganar un desfasado biplano en un Campeonato de tanto nivel y con tan buenas máquinas?

Somos muchos los que nos hemos quedado tristes con el final de una emocionante temporada de Formula 1, no solo por ver a Fernando Alonso como tricampeón. También por ver si el mejor piloto con un coche que no es el más competitivo puede ganar a otro gran piloto con un coche superior. Desafortunadamente en Formula 1 no, afortunadamente en Acrobacia si…. 

Primero un poco de historia

En 1913, solo 10 años después del primer vuelo a motor de los hermanos Wright, Petr Nesterov en Kiev realizo el primer looping de la historia de la aviación. Lo hizo con un monoplano Nieuport IV. Luego inicialmente contrariamente a lo que la gente piensa los monoplanos comenzaron ´´dominando´´ a los biplanos.

La aviación y la acrobacia estaban en pañales y estos monoplanos eran aviones que debían su resistencia a montantes y riostras que se montaban en voladizo (como un puente colgante) y que aportaban poca resistencia estructural. El avión mas evolucionado de esta tecnología fue el Focker E-III protagonista del Azote de los Focker durante los comienzos de la Primera Guerra Mundial. Pronto quedó desfasado por los biplanos. Estos aportaban más resistencia debido a que en un avión biplano un plano transfiere resistencia estructural al otro. Es para definirlo de forma sencilla una estructura en caja. Varios cartones son ligeros, pero casi sin ninguna resistencia estructural. Un buen diseño como una caja de zapatos sigue siendo ligera a la vez que resistente, una cara da resistencia a su contigua y opuesta.

Este aumento de resistencia permitía a los aviones biplanos una mayor resistencia a las fuertes maniobras que los pilotos harían en combate  y el incremento de resistencia aerodinámica se compensaba pudiendo montar motores más pesados y potentes así como más armamento. Ahora dominaban los biplanos!

Después de la primera Guerra Mundial la acrobacia de competición y exhibición estaba despertando. Eran los años 20, la tecnología era la que había traído la Primera Guerra Mundial. Los pilotos curtidos en mil batallas y con amplia experiencia de vuelo se dedicaban ahora a deleitar al público y a jueces en vez de usar la acrobacia para abatir a su adversario.

Eran los tiempos de los Circos Volantes y grandes Festivales Aéreos formados por aviones excedentes de los ejércitos o entrenadores de estos. Eran Los tiempos de los Curtiss Jennys americanos, alemanes Bucker, franceses Stampe y los ingleses Tiger Moth. Los aviones eran de tubo de acero, madera y tela. Sin lugar a dudas el más capaz y mejor avión de la época fue la Bücker Bü-133 Jungmeister.

Esos biplanos evolucionaron a los cazas monoplanos de la II Guerra Mundial. La tecnología había avanzado a pasos de gigante y los aviones podían tener unas alas eficientes a la vez de ligeras con su tecnología cantilever (aquella donde todos lo elementos estructurales están por dentro del ala). Exceptuando el hundimiento del Bismark por biplanos desfasados, su papel en la II G.M.. prácticamente había desaparecido (a excepción de la instrucción de pilotos).

Cuando en los años 60 la acrobacía comenzó tal y como la conocemos ahora bajo la tutela de la Federación Aeronáutica Internacional FAI y bajo el sistema Aresti de puntuación esta tecnología estaba planamente en uso. Ahora dominada por monoplanos. Los Yak-18 rusos y la familia de Zlin (Z-226,Z-326 y Z-526) checas eran un ejemplo de ello. Los aviones ahora eran de ligero aluminio y las estructuras cantilever.

Pero todo cambió en el Mundial de 1972, de Salón de Provence en Francia. El Equipo Americano y sus Pitts S-1S arrasaron y se llevaron el Mundial individual, por Equipos y el femenino. De nuevo pasaron a dominar los biplanos. Para ver la historia completa de las Pitts accede a los artículos de www.extracrew.com en: http://www.extracrew.com/es/info/articulos/5-aviacion-deportiva/1195

Los rusos apretaron y ahora volaban los Yak-50, pero estos aviones no estaban disponibles a pilotos que no fuesen del bloque soviético. Los checos llevaron la construcción en aluminio al límite con su  mejor y último avión, la Zlin Z-50. Los pilotos occidentales optaban en su mayoría por las Pitts hasta bien entrados los 80.

Finalmente los 80 vieron a los rusos cambiar sus Yak por los imbatibles Sukhoi que llegan victoriosos a nuestros días. Los checos exprimir todavía más sus Zlin-50. Franceses elaborar un producto increíble en madera con sus aviones CAP (del Cap 20 al Cap 232). Pero sobre todo múltiples evoluciones de un avión que revolucionó la aviación y creo una familia que en sus muchos descendientes llega a nuestros días. El Stephens Akro, que evoluciono en el Laser (que Leo Loudenslager convirtió en Campeón del Mundo en 1980), el Zivko Edge, la familia alemana Extra (EA-230, EA-300S y EA-330) y en cierta forma el Staudacher S-300. Este fue el último cambio que nos lleva a la actualidad con los monoplanos como dominadores, o no?

Ahora un poco de ingeniería

Ya hemos hablado de la ventaja que tiene en cuanto a la relación resistencia/peso que tiene un ala de un biplano sobre un ala cantilever. Esto llevo a que todo el potencial de este tipo de alas no ha llegara hasta hace poco con los materiales compuestos y las carísimas alas de fibra de carbono. Incluso un ala de fibra de carbono sigue siendo más pesada que su oponente biplano.

No se me ocurre mejor forma de comparar, que utilizando aviones similares y que han corrido parejos. Son la Pitts y el Laser 200 y los aviones en los que han evolucionado ambos con fuselajes similares en tubo de acero.

Los dos comenzaron con un motor Lycoming de 4 cilindros IO-360. A igualdad de potencia, el Laser de ala de madera era unos 60-80 Kg. mas pesado. Eso si, las líneas mas aerodinámicas y la menor resistencia del Laser le permitían conseguir mas velocidad y por lo tanto describir unas líneas verticales más amplias y limpias. Hay que tener en cuenta que las riostras, los montantes y las jabalinas producen una tremenda resistencia al avance.

También las alas de un monoplano, al tener más alargamiento, permiten tirar más Gs de una forma más eficiente (menor resistencia inducida).

A la hora de tirar a la vertical, no solo va más deprisa, si no que pierde menos energía cuando llega a la vertical.

Las alas con mas alargamiento del Laser permiten tener los alerones mas alejados del centro de gravedad, lo que le da un mayor régimen de alabeo. La Pitts en cambio al tenerlos pegados al chorro de la hélice permiten que tengan control a cualquier velocidad. De ahí entre otras cosas las maniobras espectaculares que hacen en exhibiciones.

Los jueces no buscan líneas largas, pero la maniobra queda mas limpia cuando tienes tiempo para describir línea antes de las rotaciones, las rotaciones son más rápidas y después queda ´´energia´´ para seguir describiendo línea. Los americanos lo denominan the monoplane factor…

Ambos aviones han sido desarrollados hasta sus extremos. Ya no poseen motores de 4 cilindros, ahora son de 6 y tuneados hasta limites insospechados. Por un lado la Pitts en el Pitts S1-11B, S-2S, Ultimate 300 y múltiples biplanos que pueblan el panorama de exhibiciones en USA y el Laser en el Zivko Edge o los Extra.

Para aviones equivalentes la ventaja en peso sigue siendo para el biplano por unos 30-40 kg y manteniendo la construcción en tubo de acero, madera y tela. El Edge ha evolucionado con el fuselaje en tubo de acero y el resto en fibra de carbono y sigue manteniendo una pequeña desventaja en peso.

Esto a producido que los monoplanos hayan escalado en precio hasta hacerlos asequibles a muy pocos. Eso en un deporte semiprofesional es un factor a tener en cuenta. Los últimos monoplanos están fabricados completamente en fibra de carbono como el MX o el Sbach.

Todos los monoplanos son construidos en una factoría (tanto certificados como experimentales) mientras que los biplanos se pueden construir experimentales por los propios pilotos (con el ahorro que supone) o construidos en factoría con menores costos.

Otra diferencia, no ya sobre los biplanos, si no mas sobre la Pitts son sus formas. Inicialmente era un avión de aspecto ´´rechoncho´´ con alas en flecha donde todo eran líneas curvas. Eso no ayudaba a los jueces. Cuando no tienes buenas líneas rectas en el fuselaje y planos donde tomar referencias, nunca parece las líneas de vuelo perfectas y eso impide a los jueces dar las mejores puntuaciones.

Como curiosidad, el diseño de pintura del ´´Sol Naciente´´ que lucían las Pitts originales se basaba en eso, confundir a los jueces para que no tuviesen buenas referencias. Con el tiempo, se vio lo equivocado de esta estrategia y actualmente los biplanos mas competitivos lucen líneas rectas pintadas paralelas y perpendiculares a sus ejes para mejorar su puntuación.

El diseño también ha evolucionado y ahora las Pitts son más cuadradas, las puntas de plano y cola rectas e incluso los fuselajes son más rectos y no tan rechonchos en las últimas evoluciones.

Y bien, si todo parecen inconvenientes, porque son tan competitivos hoy en día los biplanos? Fácil, en parte es una tecnología simple ampliamente conocida. Prácticamente cualquiera puede fabricar un biplano en su garaje. No hacen falta complicados hornos autoclave ni una legión de ingenieros como con un ala de un monoplano. Con pequeña inversión se puede tener un excelente avión con unos materiales simples (madera, tubo de acero y tela). Un avión barato, ligero y competitivo con un pequeño motor significa unos costos reducidos. Combustible, mantenimiento, seguro, etc. contenidos permiten muchas horas de vuelo. Muchas horas de vuelo permiten buscar la perfección, que es lo que buscan los jueces.

Cuanto mas ascendemos de categoría mas complicadas son las maniobras. Y por tanto más capacidades necesitaremos de nuestras maquinas y mas necesarias serán las capacidades de un monoplano.

Nuevamente recurriremos a unos ejemplos, desde Deportivo a Ilimitado.

En 2010 el extremeño Javier Tabares debutaba en el Campeonato de España en categoría Deportivo. Lo hacía a lomos de una flamante Pitts S-1S. Lo hizo con victoria y siempre se refería a lo asequible de su precio y reducidos gastos que le permitían participar en un deporte aparentemente tan caro.

Hay que hacer notar que en el mercado usado hay Pitts S-1C (de ala asimétrica) desde 25.000$, Pitts S-1S (180 hp, hélice paso fijo y ala simétrica) desde 45.000$, Pitts S-1T (200 hp y hélice de paso variable) desde 55.000$ y Pitts S1-11B (300 hp) por 90.000$. Los biplazas Pitts S-2 y Eagle II desde 60.000$. Un monoplano como un Extra 330 SC, Sbach o MX no bajan de 400.000$ nuevos. Aviat acaba de anunciar de nuevo la fabricación de la S-1S por unos 180.000$.

En 2010 también, en el Mundial de Avanzado Alan Cassidy llevaba a su Pitts S-1T a la segunda posición del programa Q. Esa misma Pitts volada también por Nick Wakefield terminaría en una excelente 16ª posición final de 82 participantes.

Por último, en 2007, en el Mundial de Ilimitado que se disputó en Granada, un debutante Dan Clark ponía su muy modificado Patriot (basado en una Pitts de 6 cilindros) en una muy meritoria posición 25 de 50 participantes en la que ha sido la última participación de un biplano en un Mundial de Ilimitado.

 El Patriot en acción en el Mundial 2007:

La conclusión

Si bien es cierto que no usamos una maza de 100 € y 5 Kg. para clavar un pequeño clavo en la pared de casa (para ese caso un pequeño martillo de 10€, pequeño y fácil de usar será el apropiado) también es cierto que para clavar una pica en el suelo si lo necesitaremos. Por más golpes que demos, jamás clavaremos una pica con un martillo pequeño.

Por lo misma razón deberemos elegir el tipo de avión y sus capacidades que más se adapten a la categoría que queremos llegar en la acrobacia.

En acrobacia son importantes la velocidad máxima nivelado, VNE, régimen de alabeo, penetración vertical, relación peso-potencia, etc. pero también el precio de compra y el coste de operación. En ese apartado, pocos aviones son capaces de dar tanto por tan poco como un pequeño biplano y aquí radica se éxito actual.