El interceptor XF-108 Rapier integró Mach 3, radar Doppler y misiles GAR-9, pero Estados Unidos canceló el programa en 1959.
Requisitos operativos para una defensa antiaérea de largo alcance
El 20 de julio de 1955, el ADC estructuró los requerimientos operativos originales del interceptor North American XF-108 Rapier bajo la designación Long-Range Interceptor, Experimental. La directiva técnica exigió una plataforma tripulada con capacidad aerodinámica para ascender a 21 300 metros de altitud y alcanzar Mach 3, con el objetivo de interceptar formaciones de bombarderos estratégicos soviéticos a gran distancia del territorio norteamericano.
El propósito de ese parámetro operativo consistió en destruir bombarderos a más de mil millas náuticas de las fronteras de Estados Unidos. La táctica buscaba neutralizar la amenaza antes de que los vectores enemigos penetraran en el perímetro cubierto por las estaciones de radar canadienses, en una fase previa al lanzamiento de sus armas contra objetivos dentro de América del Norte.
Aunque los ensayos termodinámicos y las pruebas en túneles de viento comprobaron la aptitud estructural de la aeronave para operar de forma sostenida a Mach 3, el Departamento de Defensa de Estados Unidos canceló el programa Weapon System 202A el 23 de septiembre de 1959. La orden administrativa interrumpió la producción en la fase final del ensamblaje de los prototipos.
Diseño del XF-108 Rapier y propulsión para sostener Mach 3
Tras superar las propuestas concurrentes de Lockheed y Convair, North American Aviation firmó el contrato de desarrollo el 6 de junio de 1957. Desde esa adjudicación técnica, los ingenieros de la planta de Inglewood, California, definieron la arquitectura del XF-108 sobre un fuselaje de 27.2 metros de longitud y un ala delta de 17.5 metros de envergadura.
El diseño carecía de estabilizadores horizontales y empleaba una configuración geométrica para la cual se calculó un peso máximo al despegue de 46 000 kilogramos. La propulsión requirió dos turborreactores General Electric YJ93-GE-3AR de flujo axial, instalados de manera adyacente en la sección posterior del fuselaje, con tecnología desarrollada en paralelo a la planta motriz del XB-70 Valkyrie.
Estos motores producían 13 000 kilogramos de empuje individual por medio de la inyección de combustible en los posquemadores. Ese nivel de empuje mecánico proporcionó la relación empuje-peso necesaria para sostener la aceleración hasta Mach 3, además de permitir un radio de intercepción ininterrumpido de 1850 kilómetros sin necesidad de reabastecimiento en vuelo.
Datos técnicos centrales del interceptor XF-108 Rapier
- El fuselaje medía 27.2 metros de longitud y el ala delta alcanzaba 17.5 metros de envergadura.
- El peso máximo al despegue calculado fue de 46 000 kilogramos.
- Los motores YJ93-GE-3AR producían 13 000 kilogramos de empuje individual.
- El radio de intercepción previsto era de 1850 kilómetros sin reabastecimiento en vuelo.
Radar AN/ASG-18, misiles GAR-9 y ataque a larga distancia
La evaluación del sistema de control de tiro AN/ASG-18, a cargo de Hughes Aircraft, se ejecutó con un bombardero modificado Convair B-58 Hustler, número de serie 55-665. El personal técnico le instaló un radomo extendido de 2.13 metros para alojar la antena de transmisión en los vuelos de prueba sobre la Base de la Fuerza Aérea Edwards, en California.
En esos ensayos, el operador de los sistemas de radar logró rastrear blancos a una distancia superior a 160 kilómetros. La recolección de datos telemétricos comprobó la capacidad de exploración y disparo hacia abajo, definida en la terminología técnica original como look-down/shoot-down, del primer radar de impulsos Doppler aerotransportado en Estados Unidos.
Como complemento de los sistemas electrónicos, el XF-108 incorporó una bodega de armas rotatoria de 5.4 metros de longitud. Esa estructura interna albergaba tres misiles Hughes GAR-9 bajo presurización continua, mientras un mecanismo neumático expulsaba las municiones hacia el exterior del flujo aerodinámico en una fracción de milisegundos durante la secuencia de fuego.
Esa acción física permitía el encendido del motor cohete Lockheed XSR13-LP-1 fuera de la zona de turbulencia del fuselaje. Desde esa ignición propulsora, el empuje aceleraba la ojiva guiada por radar hasta Mach 6, con un radio de acción máximo de 180 kilómetros en trayectoria directa contra las formaciones enemigas.
Materiales, refrigeración y combustible para vuelos supersónicos
Las cargas térmicas causadas por la fricción aerodinámica a 3200 kilómetros por hora excedían los 315 grados Celsius en la sección frontal del radomo y en los bordes de ataque de las alas. Por esa razón, North American Aviation descartó el aluminio aeronáutico estándar y adjudicó la fabricación de los metales al proveedor Republic Steel.
El personal de Republic Steel forjó los componentes críticos de la estructura con titanio y una aleación de acero inoxidable tipo panal, conocida técnicamente por el anglicismo honeycomb, bajo la especificación René 41. Para la gestión térmica de los sistemas internos, el sistema de refrigeración ambiental extraía aire a alta presión de los compresores de los motores YJ93.
Ese aire salía con una temperatura inicial de 600 grados Celsius y luego recorría intercambiadores de calor primarios y secundarios. Los componentes mecánicos usaban el paso del combustible JP-6 como líquido refrigerante antes de su inyección en las cámaras de combustión, con lo cual la gestión térmica quedaba integrada al propio ciclo de alimentación de los motores.
En la cinemática del tren de aterrizaje, la rueda delantera efectuaba un pivote hacia adelante en su ciclo de retracción, mientras los soportes principales de doble rueda realizaban una rotación geométrica de 90 grados. Esta articulación alojaba los neumáticos dentro del ala delta y liberaba el fuselaje central para tanques con 26 800 litros de combustible.
Planes de despliegue y doctrina táctica del sistema SAGE
Con la emisión de los planes operativos del Weapon System 202A a finales de 1958, el Estado Mayor de la Fuerza Aérea determinó la necesidad logística de adquirir 480 interceptores. Las aeronaves debían dotar a los escuadrones del ADC, con bases a lo largo del paralelo 49 y en la Base de la Fuerza Aérea Eielson, en Alaska.
Las directrices tácticas exigían despegues de intercepción en menos de cinco minutos tras la recepción de coordenadas vectoriales emitidas por la red de ordenadores AN/FSQ-7 del sistema terrestre Semi-Automatic Ground Environment. En la fase inicial, la aeronave ascendía a 12 000 metros y mantenía Mach 0.9 en un radio máximo de 1300 kilómetros.
Después de recibir la telemetría del objetivo por enlaces de datos de ultra alta frecuencia, los pilotos activaban la postcombustión de los motores YJ93. La inyección adicional de combustible elevaba la velocidad hasta Mach 3 y llevaba la plataforma a 21 000 metros de altitud, con una geometría de intercepción completada en menos de veinte minutos.
Esa secuencia máxima de aceleración daba a los interceptores el alcance necesario para abatir formaciones de bombarderos Tupolev Tu-95 y Myasishchev M-4 antes de que cruzaran la línea geográfica fijada para el lanzamiento de sus armas nucleares. La misión dependía de velocidad, altitud, enlaces de datos y ataque a gran distancia.
Cancelación del XF-108 Rapier y transferencia al programa YF-12
Entre el 26 y el 29 de enero de 1959, una comisión conjunta de la Fuerza Aérea y el Departamento de Defensa inspeccionó la maqueta a escala real del XF-108 en las instalaciones de North American en Los Ángeles. Los analistas revisaron documentos financieros que proyectaban un coste unitario de cuatro millones de dólares por aeronave.
La validación de esa estimación elevó el presupuesto total de adquisición por encima de los $4000 millones para la flota originalmente requerida. Al mismo tiempo, el ministerio de Defensa soviético incrementó la tasa de producción y aceleró el despliegue inicial del misil balístico intercontinental R-7 Semyorka, con lo cual cambió el vector principal de amenaza.
Como los radares y misiles del interceptor no podían detectar ni abatir misiles balísticos intercontinentales, el secretario de Defensa, Neil McElroy, firmó la cancelación total del contrato el 23 de septiembre de 1959. Los fondos federales pasaron a la construcción de silos fortificados para misiles Minuteman, y la Fuerza Aérea paralizó los prototipos 58-5231 y 58-5232.
Pese a la interrupción de la plataforma, el Departamento de Defensa mantuvo la financiación de Hughes Aircraft para completar las pruebas del AN/ASG-18 y de la munición GAR-9. En 1960, ambos componentes pasaron al interceptor Lockheed YF-12, cuyos vuelos reales a Mach 3.2 sobre Nevada comprobaron la viabilidad cinemática de la tecnología concebida para el Rapier.