Erich Warsitz, el primer piloto a reacción

La historia de la aviación militar está repleta de personajes que han quedado a la sombra de los grandes genios de la aeronáutica. Un buen ejemplo es el capitán Erich Warsitz, que tuvo el honor y la valentía de ser el primer piloto de un avión a chorro (He-178), así como del primer avión propulsado por combustible líquido (He-176). En el presente artículo repasaremos estos dos hitos históricos, así como los problemas técnicos que tuvieron que superarse para que hoy en día el vuelo a reacción se considere un hecho habitual, tanto en el ámbito civil como en el militar.

La historia de la aviación está más que ligada al desarrollo de motores que permitieran volar más rápido, más alto y más lejos y cuya complejidad técnica y problemas específicos hicieron que pronto surgiera una industria propia. Los hermanos Wright, por ejemplo, tuvieron que diseñar su propio motor para conseguir que con sólo 81 kg. de peso se alcanzara una potencia de 12 CV, proporcionando una relación peso/empuje excelente para aquella época. Aún así, no era lo suficiente como para elevar al norteamericano Wright I al aire sin necesidad de un mínimo de viento de cara.

En 1909, el centro de gravedad del diseño de los motores se desplazó hacia Europa con el Antoniette, refrigerado por agua, de León Levavasseur, y el Anzani, refrigerado por aire, que pasó a la historia por ser el empleado por Louis Blériot para cruzar el canal de La Mancha en 1909. Apareció también el Gnôme, desarrollado por los hermanos Seguin, que constaba de siete cilindros y proporcionaba 50 CV mediante el cambio copernicano de hacer girar los cilindros en lugar del cigüeñal. Pronto destacó por su alta fiabilidad y su elevada relación potencia/peso, pero no estaba exento de problemas. El primero era que la mezcla de aire/combustible se volvía a mezclar con aire al 30 por ciento antes de inyectarse en los cilindros, lo que hacía que su operación fuera muy cara. Además, al carecer de carburador, no se podía regular la mezcla, es decir, que el motor o estaba parado o proporcionaba toda su potencia. Su producción superó los 1.400 ejemplares antes del inicio de la I Guerra Mundial (PGM). Pero su limitación de 200 CV hizo que sus diseñadores se inclinaran por motores de refrigeración por agua, ante la fuerte demanda de potencia que el combate aire-aire impuso durante la PGM.

foto: El escenario del primer vuelo del He-176

La Hispano-Suiza consiguió muy buenos resultados en el rango de 200 a 300 CV de potencia, con motores de similares características a los de Reino Unido (Rolls-Royce Eagle), Alemania (Mercedes) o Estados Unidos (Liberty). Pero la configuración de refrigeración por agua resultaba muy compleja y poco fiable, siendo responsable de hasta un 20 por ciento de los fallos. En Estados Unidos, los esfuerzos se concentraron de nuevo en la refrigeración por aire mediante la investigación conjunta que Lawrence Aero-Engine y Wright Aeronautical realizaron junto con Pratt & Whittney para desa­rrollar el Wright J-5C Whirlwind, capaz de funcionar durante al menos 50 horas de forma ininterrumpida. No es de extrañar que este motor fuera seleccionado por Charles Lind­bergh para cruzar el Atlántico en 1927. Únicamente pesaba 500 libras, con los 200 CV de potencia que proporcionaba.

En 1932, Rolls-Royce comenzó el diseño de un motor de 12 cilindros y finalizó el 22 de abril de 1933, el mismo día que Henry Royce murió. Sin embargo, dio numerosos problemas y no fue capaz de completar el ensayo de tipo hasta julio de 1934, con numerosos rediseños intermedios que incluyeron nuevos cárter y bloque de cilindros o un cambio en el sistema de refrigeración. Para cuando el Merlin II alcanzó la producción, en 1937, pesaba 1.335 libras y proporcionaba 990 CV. Cuando, posteriormente, se le añadió un compresor y gasolina de 100 octanos, incrementó su potencia hasta en un 30 por ciento. El que se incorporó en los Spitfire y Hurricane superaba las prestaciones de sus homónimos alemanes, lo que permitió la superioridad aérea del Reino Unido y el rechazo a la ofensiva alemana sobre la pérfida Albión a comienzos de la SGM.

Como hemos visto, en pocos años los motores alternativos experimentaron un avance significativo en cuanto a potencia suministrada se refiere. Sin embargo, por encima de los 1.000 CV los cambios a introducir no siempre mejoraban las prestaciones en vuelo, debido al aumento en peso y a su falta de fiabilidad, asociada a los sistemas tan complejos que era necesario introducir. Los ingenieros eran conscientes que se estaba llegando al límite de la tecnología de los motores alternativos y que era necesario inventar algo nuevo que solventara las restricciones en la altura y la velocidad de vuelo de los aviones a hélice. Tanto el oficial de la RAF británica Frank Whittle como el físico alemán Hans von Ohain probaron suerte en el diseño de las turbinas de gas, empleando los gases de escape expulsados a alta velocidad para producir empuje sin necesidad de usar una hélice. Con esta novedad, había nacido el motor de reacción. En paralelo, los ingenieros alemanes también ensayaban con motores cohete de la mano del prestigioso Wernher von Braun quien, años más tarde, pasaría a la historia de la aviación como el responsable de los motores Saturn V, que, instalados en el Apollo 11, llevarían finalmente a Neil Armstrong a pisar la luna el 16 de Julio de 1969. Von Braun desarrolló las bombas cohete V1 y V2 que sembraron el pánico en Londres, pero también trabajó en la puesta a punto de aviones cazas propulsados por este mismo sistema.

El vuelo del He-176

Ambos sistemas de propulsión (motor de reacción y motor cohete) tendrían un importante punto en común: el piloto de pruebas Erich Warsitz. Nacido en Alema­nia en 1906, inició su carrera profesional en el Grupo Académico de Vuelo situado en las cercanías de Bonn, donde daba soporte al Centro de Ensayos en Vuelo de la Luftwaffe. En 1936, con 30 años de edad, pasó a trabajar con Wernher von Braun y con Ernst Heinkel, comenzando así una carrera profesional excitante, pero no exenta de peligros. En 1937, fue el primer piloto en subirse a un avión propulsado por cohetes: el Heinkel He-112, en las cercanías de Berlín. Poseía un pequeño motor alternativo situado en el morro. En una versión posterior y mucho más pequeña, el He-176, esta vez sólo de motores cohetes desarrollados por la alemana Walter, también tuvo el honor de ser el primer piloto a los mandos. El concepto de avión resultaba tan novedoso, al carecer prácticamente de alas, que su superior le prohibió volar aquella cosa volante. Trabajo le costó a Warsitz convencer al general de la Luftwaffe Ernst Udet, que por aquella época era uno de los mejores pilotos experimentales que tenía Alemania.

foto: A pesar de la innovación del motor de reación y del motor cohete el ejército alemán prefería el fiable y más conocido motor alternativo.

El avión en sí era de dimensiones muy modestas y realizado prácticamente en madera. De hecho, para poder acceder a su interior, Warsitz tenía que quitar el parabrisas y meterse prácticamente a presión en su sitio. El He-176 tenía la cabina del piloto eyectable por medio de unos cartuchos de aire comprimido a 200 atmósferas, que debía accionar el piloto en caso de emergencia. Aunque el sistema se podía activar a casi 1.000 km/h, el avión debía volar al menos a 6.000 m. de altura. Este sistema de eyeción conseguía que la cabina se despegara del avión protegiendo al piloto de las altas velocidades y se abriera un paracaídas para frenarlo hasta una velocidad de 300 km/h. Llegado a este término, el piloto tenía que volver a saltar y esta vez desplegar su propio paracaídas si quería llegar sano y salvo al suelo. Afortu­nadamente no tuvo que emplearse nunca.

El primer vuelo de He-176 estuvo rodeado de mucha tensión, como era de esperar ante un concepto de motor tan revolucionario. Cuentan los testigos que nadie se atrevía a cruzar una palabra con Erich Warsitz por miedo a romper su concentración. Ya a los mandos de la aeronave, realizó una serie de pequeños saltos con el fin de familiarizarse con el comportamiento del avión en vuelo. Uno de los primeros cambios que notó fue la ausencia de control sobre el timón de dirección. En los aviones a hélice de la época su propia corriente de la hélice aumentaba la velocidad relativa del timón, lo que permitía tener control direccional del aparato desde muy bajas velocidades. Sin embargo, eso no era posible en el He-176 por la propia instalación del motor cohete en la parte posterior del avión, por lo que el timón direccional únicamente ofrecía comando prácticamente antes de la rotación de despegue. Wartsitz se vio forzado a aplicar freno diferencial en las ruedas para controlar el avión en tierra durante la carrera de despegue.

foto: El He-176 en plena carrera de despegue

Finalmente, se sintió con suficiente confianza como para iniciar el vuelo, aunque estuvo a punto de terminar en tragedia. A 300 km/h. y a los pocos segundos de despegar, el avión alabeó bruscamente a la izquierda y el ala estuvo a punto de tocar contra el suelo. Warsitz supo reaccionar a tiempo y pegó un salto brusco y volvió al aire con ahínco. Pasado este incidente, se encontró volando a casi 800 km/h. en prácticamente silencio absoluto, algo tremendamente inusual para cualquier piloto de la época acostumbrado a la ruidosa presencia de la hélice. Finalmente, el aterrizaje se hizo sin mayores incidentes y fue recibido clamorosamente por los presentes, conscientes del momento histórico que acababan de vivir. A pesar del éxito, el nuevo avión de Heinkel apenas llamó la atención del Ejército del Aire alemán, aunque finalmente acabó financiando el proyecto. El ambiente estaba enrarecido ya en 1939 y la guerra parecía inminente, por lo que todos los mandos militares estaban centrados en otros temas. El único prototipo del He-176 acabó expuesto en el museo del aire de Berlín, pero fue destruido en 1943 durante un ataque aliado sobre la ciudad.

foto: Cuadro conmemorativo del vuelo del He-176 con Warsitz como protagonista

El motor alemán de reacción

En paralelo, la otra rama de la propulsión, el motor de reacción, también seguía una trayectoria prometedora. En 1936, el estudiante Hans von Ohain sacó una patente para aprovechar los gases de salida de una turbina de gas como medio de propulsión. La idea entusiasmó a Pohl, catedrático de la universidad de Göttingen que, reconociendo las limitaciones de su institución, se dirigió a Heinkel por si la idea de su alumno podía ser de ayuda. A éste, conocido por su obsesión por el desa­rrollo de aviones innovadores y por su lucha por aumentar la velocidad de vuelo, le entusiasmó el concepto y para finales de 1936 ya existía un prototipo a escala, ensayándose con financiación exclusivamente de Heinkel. Uno de los primeros problemas a resolver fue el de la combustión, ya que las cámaras parecían demasiado pequeñas para mantenerse estables con un hidrocarburo convencional. Sin embargo, von Ohain estimó que el tiempo necesario para desarrollar una nueva llevaría seguramente más de seis meses, demasiado tiempo y coste para Heinkel, que podría cancelar finalmente el proyecto. Decidió que lo importante era demostrar que el concepto funcionaba y, posteriormente, concentrarse en resolver el problema de la combustión. Empleó, entonces, hidrógeno en forma de gas como combustible, ya que resolvía todos estos inconvenientes.

foto: Heinkel HeS 3B - El primer motor de reacción listo para volar

Sin embargo, también aparecieron otros problemas. El motor de reacción, por ejemplo, tenía su baja eficiencia y sólo podría combatirse aumentando la compresión global del motor, un problema nada sencillo de resolver. Hans von Ohain se encontró con que necesitaba relaciones de compresión mucho mayores de las empleadas en la industria del transporte y motores, que también giraran a velocidades muy superiores. De nuevo, von Ohain recurrió a la opción de menos riesgo y se decantó por el compresor centrífugo, ya que su tecnología era conocida, al ser empleada normalmente para la turboalimentación de motores alternativos. Pero sus especiales condiciones de funcionamiento, obligaban a fabricarlo en aleaciones especiales de aluminio, que se solían pulir para eliminar cualquier grieta que pudiera producir un fallo estructural. Todas estas restricciones limitaron la relación de compresión del motor a 4. Sin embargo, los compresores centrífugos representaban únicamente una solución temporal, dado que para aumentar su empuje era necesario incrementar significativamente su diámetro, lo que implicaba un aumento significativo de la resistencia a altas velocidades, totalmente incompatible con los objetivos de la aviación militar. Pero ese sería otro problema a resolver más tarde.

El nuevo concepto de motor exigía también nuevos materiales, debido a que la combustión continua impedía refrigerar convenientemente las turbinas. Finalmen­te, todos estos problemas se solucionaron y, en abril de 1937, el primer motor real, denominado He S-1, funcionó perfectamente, proporcionando una potencia de 1.000 CV, lo que impresionó a Heinkel y a sus ingenieros más reputados. Rápidamen­te se organizaron visitas de oficiales del Ministerio del Aire para dar a conocer el nuevo concepto. A pesar de ser bien acogido, se recomendó a Heinkel que se aliara con el fabricante Daimlez-Benz, dada su inexperiencia en la fabricación y desarrollo de motores (recordemos que era fundamentalmente un fabricante de aviones). Heinkel se negó a esta petición y se vio obligado a continuar solo financieramente, sin soporte oficial del Estado. Sin embargo, los buenos resultados hicieron que otras empresas comenzaran a estudiar este nuevo concepto de motor. Entre ellas, Junkers Motoren, que acabaría desa­rrollando con los años el Jumo 004, que se instalaría en el Messerschimidtt Me-262 en 1942 y entraría en producción en 1944, aunque ya muy tarde para cambiar el transcurso de los acontecimientos.

Tras el éxito del motor, Heinkel se embarcó en el diseño de un avión que pudiera emplearlo: el He-178. Mientras tanto, von Ohain seguía trabajando en la mejora de su motor. Los ensayos realizados en la primavera de 1939 demostraron que no daba el empuje requerido, siendo necesario realizar varios cambios, tanto en el compresor como en la turbina. Finalmente, en verano de 1939, el motor ya estaba listo para volar y se instaló en el He-178, que llevaba varios meses acabado y a la espera del propulsor.

El vuelo del He-178

Warsitz volvió a ser el afortunado piloto para realizar el primer vuelo, en agosto de 1939, apenas unos días antes del estallido de la SGM. Después de comprobar la presión y temperatura de los sistemas de aceite y combustible, realizó dos ensayos rodando a alta velocidad por el aeródromo. Al meter gases, quedó un poco decepcionado por la lenta respuesta del motor, pero pasados esos segundos comprobó cómo proporcionaba una variación de potencia cada vez mayor. Pasada esa primera impresión, el resto del vuelo se completó sin mayores incidentes. La primera página de la aviación a reacción acababa de ser escrita y los resultados del motor de reacción eran excepcionales. Propor­cionaba, por ejemplo, una relación poten­cia/peso de 2 a 3 veces la del mejor motor alternativo existente hasta entonces.

En noviembre de ese mismo año, Heinkel realizó una demostración de vuelo al Ministerio de la Aviación alemán, en la cual el avión alcanzó casi los 600 km/h., aunque con una autonomía de combate limitada a 10 minutos. Aunque los oficiales del Ejército reconocieron las excelencias del nuevo diseño, decidieron continuar con los motores alternativos, cuya tecnología era bien conocida y estaba dando excelentes resultados. Ante este tropiezo, decidió continuar con el proyecto sin las esperadas ayudas oficiales y se embarcó en un caza bimotor, que denominó He-280. Su persistencia dio finalmente frutos y, a principios de 1940, firmó un contrato con el Ministerio del Aire donde se comprometía a que volara en 1941. Aunque sus prestaciones en vuelo resultaron mejores que cualquier aeronave con motor alternativo de la época, eran muy inferiores a las de su rival, el Messerschmidt Me-262, por lo que finalmente el proyecto fue cancelado en 1942, dándose por finalizado el liderazgo de Heinkel en el ámbito de la aviación de reacción.

foto: Heinkel y Warsitz celebrando el primer vuelo del He-178

Al finalizar la SGM, en diciembre de 1945, Warsitz fue detenido por cuatro oficiales rusos con la intención de obligarle a firmar un contrato de cooperación con Rusia para contribuir al desarrollo de la tecnología de los motores de reacción y de propulsión líquida en el lado soviético. Warsitz se negó y acabó siendo enviado a Siberia, donde fue condenado a trabajos forzados durante 25 años. Sin embargo, tuvo suerte y sólo tardó 5 años en volver a Alemania, donde acabó trabajando para sí mismo. Finalmente, en 1965 se retiró a vivir en los Alpes, donde fallecería en 1983 a los 76 años de edad. Como siempre, un final no muy afortunado para un personaje clave en la historia de la aviación a quien es de obligado cumplimiento recordar su contribución cuando se cumple el 70 aniversario de su primer vuelo en un avión de reacción.

Nota: La historia de Erich Warsitz ha sido relatada por su hijo en el libro The first jet pilot (www.firstjetpilot.com), publicado por Pen & Sword Books.