Un velero a más de 20000 metros de altura. A esa idea difícilmente podían llegar los pioneros del vuelo sin motor, pese a sus construcciones y pensamientos visionarios. Eso hoy es posible y lo demostraron Jim Payne y Tim Gardener el 2 de septiembre de 2018, cuando alcanzaron con el Perlan 2 unos magníficos 22600 metros.
El récord está al alcance de la mano cuando el altímetro indica 76124 pies correspondientes con una altitud GPS de 74295 pies. De acuerdo con la FAI solo un avión de ala fija ha estado tan alto, se trata del legendario Lockkeed SR71 Blackbird. Alrededor de 3300 metros faltan para alcanzar el récord absoluto de altura de 25929 metros (85068 pies) que el SR71 consiguió el 28 de Julio de 1970 con Robert C. Helt a los mandos.
El SR71 consiguió su marca gracias a dos gigantescos turborreactores de 5,5 metros de largo y 2,8 toneladas de peso que proporciona un empuje de 151 KN cada uno. Por el contrario, el Perlan 2 es remolcado por el Grob Egrett hasta 13500 metros altitud donde suelta el cable de remolque. El Egrett es un avión fascinante, que entra en la historia con este remolque por ser el más alto realizado hasta la fecha.
El Perlan es investigación básica y caza-récords al mismo tiempo. Ya el Perlan1, que era un DG505 muy modificado comenzaron a investigar hace 10 años los vuelos en velero en altura y sobre todo con los vuelos del Perlan2 el año pasado se ha documentado, en principio la existencia de ondas estratosféricas, que condiciones deben darse en la atmósfera para que se produzcan y que táctica de vuelo se necesita para poder utilizarlas son conocimientos de los que el equipo Perlan dispone sobradamente. No obstante, cada vuelo a más altitud más incierto es en lo que respecta al margen de velocidades del Perlan2.
La necesidad de velocidad
Velocidad, por extraño que parezca, es la palabra clave cuando tratamos de récords de altura. Para explicar por qué es necesaria una incursión en la teoría. Con el aumento de la altitud el planador debe moverse cada vez más deprisa para conseguir generar sustentación pues el aire se torna cada vez más sutil. A la altura del récord de 76000 pies la densidad del aire supone apenas un 2% de la densidad standard al nivel del mar. Cambia sustancialmente la indicación de velocidad en el anemómetro; a gran altura la diferencia entre la velocidad indicada (IAS) y la velocidad real (TAS) se hace cada vez más grande. Por ejemplo, la velocidad a la que mejor asciende el Perlan2 es de 45 KIAS, que a 76000 pies suponen 230 KTAS. La VNE está aún a más de 400 KTAS o Mach 0.65, lo que equivale a una KIAS de solo 75 nudos en el anemómetro. La entrada en pérdida sucede en el Perlan2 aproximadamente a 39 KIAS en todas las alturas. Entre la pérdida (VS) y la máxima (VNE) a la altura del récord hay un margen de 36 nudos, lo que para un piloto experimentado en un margen suficiente. Este margen, llamado Coffin Corner, se sigue estrechando con la altura hasta que llega un momento en que la VNE y la VS coinciden. En este momento las alas del Perlan2 no producen más sustentación. Para el piloto esta zona deja de ser volable, pues bien, por alcanzar la velocidad de pérdida o por llegar a la VNE (por separación de flujo, mach crítico). Por ejemplo, en los vuelos de altura del avión de espionaje U2 se encontraban con una diferencia de solo 7 nudos entre la velocidad de pérdida y la VNE.
Los cuatro pilotos del Perlan se han enfrentado intensivamente a esta cuestión durante su estancia en Argentina. Reducir los logros del proyecto a los tres récords de altura que se consiguieron al final de las tres semanas en “El Calafate” no sería, ni de lejos, justo con Perlan2. En todos los vuelos se dedicó tiempo a pruebas de flameo (flutter), cada 1500 metros se interrumpía el ascenso para explorar el campo de velocidades utilizable. Cuando en la tercera tanda de vuelos de altura se consiguieron los 76000 pies el Perlan2 disponía todavía de suficiente margen de seguridad.
Volando en la estratosfera
No solo en lo técnico el Perlan2 se topa con dimensiones completamente nuevas, también en el vuelo los pilotos pisan tierra virgen. Sorprendentemente es que Morgan Sandercock, gestor del proyecto y copiloto del Perlan2 describe que “vuela de forma semejante a un clase libre, sobre todo en los vuelos a menor altura, donde las reacciones son lentas y la acción de los mandos dura, con una velocidad de alabeo (roll rate) más bien modesta. Esto hace el remolque del avión en baja altitud un tanto peliagudo”. Esto varía claramente cuando el Perlan asciende por encima de los 50000 pies. Según Sandercock “el perfil está optimizado para 60000 pies, es decir la altura a la que los meteorólogos del equipo Perlan calculan los peores valores de ascenso. A partir de esta altura el Perlan vuela como un Duo Discus, tremendamente fácil”. Las ondas estratosféricas permiten todavía subir al planeador a más de siete m/s. Al tiempo las temperaturas bajan hasta sesenta grados centígrados bajo cero. Gracias al aislamiento de la cabina y la protección contra el frío del traje los pilotos no lo notan.
Los récords que el piloto jefe Jim Payne y sus tres copilotos consiguieron son la culminación de un desarrollo que comenzó en los años 80. Einar Enevoldson antiguo piloto de pruebas de la NASA pasó en 1986 a trabajar en Grob Aircraft, participando en el programa de pruebas del Egrett. El proyecto se suspende por motivos políticos, pero despierta su interés por os vuelos de altura. Pronto empieza el estudio de las ondas de sotavento estratosféricas. Experimentos con globos demuestran que estas ondas aparecen sobre todo por encima de los 60º de latitud, tanto en el hemisferio norte como en el sur.
En 1998 Enevoldson contacta con Elizabeth Austin, una física que investiga la estructura de los vórtices polares. Austin cree que durante el invierno el vortex polar, una franja estrecha con velocidades de viento de más de 400 km/h interactúa con la estratosfera y que en determinadas condiciones hace posible las ondas de sotavento de hasta 130000 pies de altitud. Austin y Enevoldson comienzan la busca de lugares en los que pudieran darse las condiciones para las ondas estratosféricas. “Nosotros buscamos en Rusia, Suecia y Alaska” recuerda Austin. Pero en todos estos sitios la conformación del terreno circundante habría tendido a disminuir la intensidad y la duración del fenómeno. Austin y Enevoldson dirigieron entonces su atención a Sud América, donde se encuentra cadenas montañosas muy cerca de grandes superficies de agua. El equipo descubrió finalmente “El Calafate” una tranquila ciudad argentina en la ladera este de los Andes rodeada por tres lados de un lago de agua dulce.
Fosset trae espíritu y dinero.
En 1999 el multimillonario norteamericano Steve Fosset, un apasionado aventurero del vuelo, se suma al proyecto, ya bautizado como Perlan y con ayuda de la NASA y el ejercito estadounidense, comienza el equipo a modificar un DG 505M para vuelos en altura. Los primeros vuelos en el año 2002, sobre Sierra Nevada, alcanzaron altitudes de hasta 42000 pies. Tras posteriores intentos en Nueva Zelanda Enevoldson y Fosset se trasladaron a El Calafate en 2006 y aquí establecieron su primer récord mundial de altitud. Tras casi cinco horas, alcanzaron 50727 pies y seguían ascendiendo a 300 pies por minuto “hubiéramos podido continuar” dijo Enevoldson, “pero estábamos cansados y teníamos frío”. Espoleados por este triunfo los pioneros comenzaron el desarrollo de un nuevo planeador de altura, con cabina presurizada, para poder continuar ascendiendo en dirección a la estratosfera.
Greg Cole, fundador de Windward Performance, en Bend, Oregón, diseña el avión. A pesar de lo inusual de la misión presenta el Perlan2, con una longitud de unos 10 m y una envergadura de 25,5 m, que son dimensiones parecidas a otros planeadores de la clase open, pero está optimizado para grandes alturas.
“Cuando se construye un avión, se intenta encontrar el mejor compromiso que cumpla las diferentes necesidades,” dice el piloto jefe del Perlan Jim Payne. “El perfil del Perlan2 es perfecto para grandes alturas. En alturas bajas no es tan bueno como un velero típico, pero cuanto más alto asciende tanto mejor se vuelve y mejoran las características: En esas alturas el perfil de un velero convencional no daría sustentación “. En baja altitud el coeficiente de planeo es aproximadamente de 1/40, es decir inferior a un velero actual de clase standard, solo un poco antes de la tropopausa, donde las ondas estratosféricas son más débiles, desarrolla el perfil su máxima eficiencia. La superficie alar es un compromiso más. “Con el Perlan2 queremos simplemente subir” dice Payne. El ala tiene por eso más de 24 metros cuadrados, es decir unos 8 más que un ASH25 de envergadura similar.
Además de las exigencias aerodinámicas, hay que considerar otras condiciones extremas por la altura. El Perlan2 vuela por encima de la Linea Amstrong; por encima de esta altura la temperatura de ebullición del agua es de 37ºC, es decir la temperatura del cuerpo humano. A partir de aquí solamente con trajes o cabinas presurizadas puede sobrevivir una tripulación. Tras las malas experiencias con los trajes presurizados en el Perlan1, el Perlan2 dispone de una cabina presurizada. Esto supone también pequeños ojos de buey, una cúpula grande sería demasiado pesada y además habría más riesgo de grietas o roturas. La presión en la cabina del Perla2 corresponde a una altitud de 14500 pies.
Retrocesos y nuevos socios
El 7 de septiembre de 2007 el proyecto Perlan sufrió un duro golpe cuando Steve Fosset no regresó de un vuelo sobre Sierra Nevada. Sin el entusiasmo y el apoyo económico de Steve Fosset el Perlan2 estaba en peligro. El promotor Enevoldson emplea a partir de este momento gran parte de su tiempo en conferencias y en la búsqueda de financiación para los siete millones de dólares que cuesta el proyecto. Morgan Sandercock, ingeniero y piloto de competición escucha a Enevoldson en la Federación Australiana de Vuelo a Vela y le ofrece 400000 dólares para la construcción del fuselaje. Desde entonces es el director del proyecto. Además, en 2010 se suma al proyecto el multimillonario Dennis Tito con cuyo apoyo se puede ir a la fase final de construcción.
Pese a todo Perlan sigue siendo un riesgo en lo que se refiere a financiación, solo cuando Airbus se suma al proyecto como socio se garantiza el futuro. El concierto proporciona medios para la construcción y mantenimiento del avión y en Julio de 2015 el Perlan2 recibe la autorización de vuelo. El 23 de septiembre de 2015 Jim Payne y Morgan Sandercock despegan por primera vez en Redmon.
En 2016 emprende en equipo sus primeros vuelos en Argentina y alcanza alturas de hasta 20000 pies. En agosto de 2017 consigue el Perlan más de 30000 pies sobre la Patagonia, el 5 de septiembre, finalmente asciende el avión con Jim Payne y Morgan Sandercock a más de 52000 pies, sobrepasando con ello al Perlan1. “Ya hemos hecho historia, pero con la adquisición de conocimientos empezamos ahora” comentó el director del proyecto Ed Wanock. También Tom Enders, director de Airbus, alabó el espíritu pionero “con cada hito de Perlan aprendemos como podemos volar más alto, más rápido y más limpio”.
El pasado 2 de septiembre de 2018, hasta ahora el último día de récord, el Grob Egrett remolcó el Perlan2 hasta 42000 pies, directamente en la estratosfera. Con esto los pilotos se ahorran el tiempo de ascensión en la troposfera con todos los imprevistos debidos a la meteorología. El resto de la ascensión, incluidas las pruebas de aleteo (flutter) a diferentes alturas, dura dos horas y media, el descenso, con velocidades de hasta 15 m/s desde esa enorme altitud otra hora y media más. El resto del tiempo en Argentina lo emplea el equipo en estudiar el rango de velocidades del Perlan2. Los primeros resultados indican que la altura volable con este avión podría estar alrededor de los 95000 pies. Para altitudes aún mayores se necesita un Perlan3 capaz de velocidades ultrasónicas.
Hasta que todos los datos de los vuelos de este año estén evaluados podrían pasar meses.
Artículo que publica la prestigiosa revista Aerokurier, en su número correspondiente a noviembre de 2018, acerca del Proyecto Perlian. Escrito por Wolfgang Zeyer.
La traducción del alemán al español se la debemos a Aurora Ortiz, la esposa de Ángel García. Y también al gran interés y afición que Leto Martín y el propio Ángelito han puesto en perseguir el tema.
Tanto desde el punto de vista científico como aeronáutico-volovelístico, dista mucho de ser una noticia baladí. De hecho, marca un hito en la Historia de la Aviación.
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