El presupuesto anual dedicado a investigación y desarrollo del Departamento de Defensa de Estados Unidos es de 132.417 millones de euros, supera a la dotación anual de España, Francia, Alemania e Italia en conjunto. Esta cantidad de dinero da como resultado el impulso de proyectos de todo tipo, incluidos algunos que buscan ir más allá de los aviones de guerra convencionales.

De entre todas las agencias participantes, DARPA se ha establecido como el origen de los más avanzados y disruptivos. Uno de los últimos es el proyecto para la creación de aeronaves de Tecnologías Independientes de la Velocidad y de la Pista, conocido por sus siglas en inglés SPRINT, que lo está llevando a cabo junto con el Comando de Operaciones Especiales de Estados Unidos.

"El objetivo es diseñar, construir y volar un avión experimental para demostar las tecnologías clave y los conceptos integrados que permiten una combinación transformadora de velocidad de la aeronave" que pueda operar en cualquier tipo de pista y que, además, consiga una alta velocidad en vuelo, señalan desde DARPA. Este par de factores contituyen dos de los retos más complicados de superar para la industria aeronáutica, donde tradicionalmente los aviones de despegue vertical cuentan con un reducido espacio de carga interno y son lentos, salvo el caso de los cazas.

Así es el proyecto SPRINT

Para DARPA, el SPRINT busca proporcionar a esos aviones la capacidad de volar a velocidades de entre 740 y 833 kilómetros por hora a altitudes relevantes y también la de "flotar en entornos austeros desde superficies no preparadas". El programa entró en la fase 1 el pasado 1 de noviembre de 2023 y, a partir del pasado mayo de 2024, dos empresas —Aurora Flight Sciences y Bell Textron— han obtenido contratos para la fase 1B. "Las empresas tienen aproximadamente un año para completar su trabajo de diseño preliminar de sus aeronaves".

Hace sólo unos días, Aurora Flight Sciences, una compañía perteneciente a Boeing, publicó sus avances respecto a su propuesta de aeroanve para el programa SPRINT. El avión experimental utiliza un sistema de propulsión integrado en las alas para proporcionar movilidad de alta velocidad e independiente de la pista en entornos conflictivos.

También incluye un esquema de despegue vertical, igual que emplean algunos cazas, que muestran una "tecnología escalable para misiones de logística aérea y recuperación de personal en lugares sin una pista preparada".

"Aurora y Boeing están colaborando en el desarrollo de tecnologías clave que se combinan para ofrecer una solución revolucionaria a los desafíos de movilidad en entornos disputados y en bases militares distribuidas", señalan desde la compañía. La tecnología Fan-in-wing (FIW, o motores integrados en las alas) "combina un ventilador de sustentación incorporado [...] para permitir la agilidad de sustentación vertical sin sacrificar la capacidad de carga útil y la eficiencia aerodinámica asociadas con las aeronaves de ala fija actuales".

El equipo encargado de SPRINT está diseñando un demostrador no tripulado con una envergadura de 13,7 metros y una capacidad de carga útil de 453 kilogramos. En cuanto al sistema de propulsión, los ingenieros han incorporado un turbofán y un turboeje estándar que impulsarían el vehículo a una velocidad real máxima de 833 km/h, la misma que estima del DARPA para cumplir con los requisitos de su proyecto.

La tecnología demostrada en el avión SPRINT X podría escalarse a aviones de carga media y pesada, creando un futura familia de sistemas completos. Por ejemplo, Aurora imagina un avión tripulado de 40 metros de envargadura con cuatro motores turbofán para el despegue junto con un compartimento de 12 metros.

"El avión FIW podría igualar o superar las cargas útiles, los alcances y las velocidades típicas de los aviones de transporter militar de ala fija, ofreciendo al mismo tiempo la ventaja táctica de despegue y aterrizaje vertical (VTOL, de sus siglas en inglés)", explican desde Aurora Flight Science. Para ponerlo en perspectiva, sería como combinar la capacidad de carga interior de un Airbus A400M con la particularidad de poder operar en zonas muy restringidas gracias a sus capacidades VTOL.

El programa SPRINT "ofrece la oportunidad de brindar una capacidad revolucionaria al combatiente", afirmó Mike Caimona, presidente y director ejecutivo de Aurora. "El transporte de alta velocidad, sigiloso e independiente de la pista podría ayudar a mantener a los combatientes seguros y efectivos en entornos disputados, de modo que ningún dominio esté fuera del alcance del ejército estadounidense".

A principios de este año, el equipo completó el primero de los tres principales eventos de prueba programados para la fase actual del programa SPRINT y con la finalidad de demostrar la viabilidad tecnológica de FIW. La prueba del efecto suelo, realizada utilizando un modelo de 1,4 metros de envergadura con tres turbofán de de sustentación.

El ensayo mostró que los "efectos de succión creados por los propulsores de sustentación en vuelo estacionario fueron insignificantes" y que el tren de aterrizaje está configurado a la altura adecuada para minimizar los momentos de cabeceo adversos que se forman durante las operaciones en tierra. Los test en túnel de viento están planificados para finales de 2024 y principios de 2025.

Estos incluyen una prueba de estabilidad y control utilizando un modelo de aeronave de envergadura completa de 2,5 metros y una prueba de propulsor de sustentación incorporado para modelar los efectos aerodinámicos. La fase actual del programa continúa hasta mayo de 2025 y la revisión preliminar del diseño está prevista para abril de ese mismo año. En cuanto a las pruebas de vuelo, desde Aurora indican que están previstas para 2027.

La propuesta de Bell

En paralelo, la también estadounidense Dell se encuentra trabajando en la tecnología High-Speed Vertical Takeoof and Landing (HSVTOL o Despegue y Aterrizaja de Alta Velocidad) que se integra dentro del programa SPRINT de DARPA y el Comando de Operaciones Especiales. A principios de este 2024, la compañía publicó un vídeo donde muestra algunas de las características de su plataforma, con un enfoque mucho más conservador que la propuesta de Aurora.

El caso de la aeronave de Bell pasa por emplear un par de motores basculantes al más puro estilo V-22 Osprey. Esta tecnología convierte a la plataforma en un helicóptero cuando tiene que despegar o aterrizar y, tras la maniobra, las hélices rotan para colocarse en el modo de avance en la horizontal, igual que cualquier aeronave tradicional.

En uno de los últimos vídeos publicados al respecto, Bell muestra los propulsores montados en un banco de pruebas montado sobre orugas mientras se aplica cierto empuje generado por las hélices. La finalidad de este ensayo es simular el funcionamiento del propulsor en una situación de despegue en una aeronave de rotor basculante como la Osprey antes mencionada.

"La finalización exitosa de la prueba del trineo es la culminación de la investigación [del proyecto] HSVTOL de Bell y un desarrollo tecnológico sin precedentes", dijo Jason Hurst, vicepresidente ejecutico de ingeniería de la compañía. "La demostración tecnológica le proporciona a Bell una experiencia y un conocimiento cruciales que servirán de base para el desarrollo de nuestro avión experimental para el programa SPRINT de DARPA. Es un paso fundamental en la creación de la próxima generación de aviones de elevación vertical de alta velocidad para los futuros combatientes".