Heinkel He 176

Durante la década de 1920, los temerarios e inventores alemanes habían experimentado con el uso de cohetes de combustible sólido para propulsar varios vehículos, como automóviles, motocicletas, vagones de ferrocarril, trineos de nieve y, para 1929, aeronaves como el Ente de Alexander Lippisch y el RAK de Fritz von Opel.1 ^{[ 2 ]} Sin embargo, los cohetes de combustible sólido tienen grandes desventajas cuando se utilizan para la propulsión de aeronaves, ya que su empuje no se puede regular y los motores no se pueden apagar mientras queda combustible.

A mediados de la década de 1930, el ingeniero aeroespacial Wernher von Braun y su equipo de cohetería que trabajaba en Peenemünde investigaron el uso de cohetes de combustible líquido para propulsar aeronaves. El diseñador aeronáutico alemán Ernst Heinkel se convirtió en un entusiasta partidario de sus esfuerzos, suministrando inicialmente un He 72 y posteriormente un par de He 112 para apoyar estos experimentos. A principios de 1937, una de estas aeronaves voló con su motor de pistón apagado durante el vuelo, propulsada únicamente por la fuerza del cohete. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Al mismo tiempo, los experimentos de Hellmuth Walter con cohetes basados ​​en monopropelente de peróxido de hidrógeno estaban dando lugar a cohetes ligeros y sencillos que parecían muy adecuados para su instalación en aeronaves, aunque a costa de un peligro considerable y una autonomía limitada. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Los vuelos experimentales del He 112 habían sido objeto de la estrecha atención del Reichsluftfahrtministerium (RLM) (el Ministerio de Aviación del Reich alemán), que se había interesado en el potencial de un avión interceptor propulsado por cohetes . ^{[ 7 ]} Heinkel decidió establecer un departamento secreto en sus instalaciones de Rostock para llevar a cabo tales esfuerzos; el trabajo comenzó ya en 1936. ^{[ 8 ]} A diferencia del He 112 anterior, el equipo de diseño quería producir un avión específicamente diseñado para aprovechar esta nueva forma de propulsión, logrando así un rendimiento superior; de este esfuerzo surgió el He 176. ^{[ 9 ]}

El diseño básico del He 176 se esbozó durante las pruebas del motor cohete y el propulsor de Neuhardenberg . En 1936, el RLM adjudicó a Heinkel el contrato para construir el primer avión cohete del mundo. Se decidió construir el avión a medida para que se ajustara específicamente al piloto de pruebas Erich Warsitz , minimizando el tamaño de la cabina , junto con el resto del avión, para que fuera lo más ligero posible. ^{[ 10 ]} La cabina resultante era tan estrecha que el piloto ni siquiera podía flexionar los codos, y algunos controles estaban colocados en posiciones incómodas. Debido al alto rango de velocidad para el que se diseñó el He 176, la sensibilidad de estos controles tenía que ajustarse varias veces durante el vuelo para que el piloto mantuviera un control suficiente. ^{[ 11 ]} La cabina también tenía una posición de asiento reclinada poco convencional, adoptada para ayudar al piloto a lidiar con la alta aceleración del avión; también ayudó a reducir el área frontal y, por lo tanto, tenía beneficios en el rendimiento. ^{[ 11 ]} Una sección acristalada de plexiglás tosca era desmontable para que el piloto pudiera entrar en la aeronave. ^{[ 10 ]}

La aeronave en sí era relativamente compacta y en algunos aspectos de construcción bastante simple, hecha casi en su totalidad de madera, pero con una cabina avanzada y completamente cerrada con una nariz transparente de una sola pieza sin marco. ^{[ 12 ]} El tren de aterrizaje era una combinación de diseños de tren de aterrizaje convencional y triciclo , para el cual los puntales del tren de aterrizaje principal estaban destinados a retraerse hacia atrás dentro del fuselaje mientras que la rueda de morro aerodinámicamente carenada y el puntal estaban fijos. ^{[ 13 ]} El diámetro mayor del fuselaje era de solo 700 milímetros (28 in) . El área de superficie total, incluido el fuselaje, era de 5 metros cuadrados (54 pies cuadrados ) , con una envergadura de 5 metros (16 pies) , una longitud de fuselaje de 5,5 metros (18 pies) , una altura con el tren de aterrizaje desplegado de 1,44 metros (4,7 pies) y una distancia entre ejes de 700 milímetros (28 in) . ^{[ 14 ]} El timón de dirección de la aeronave resultó ser relativamente ineficaz a bajas velocidades; durante las carreras de despegue, se comprobó que era más práctico dirigirla mediante el uso diferencial de los frenos de las ruedas. ^{[ 12 ]}       

El He 176 presentaba un ala elíptica con un ángulo de flecha del 40 % y un espesor del 9 % a 90 milímetros (3,5 pulgadas) . ^{[ 14 ]} El ala tenía un ligero diedro positivo para mantener una estabilidad suficiente. ^{[ 10 ]} Los tanques de combustible estaban integrados en el interior de las alas; se tuvo que desarrollar una nueva técnica de soldadura para su fabricación. Se prestó especial atención a la reducción de la resistencia aerodinámica . ^{[ 10 ]} Durante las pruebas en tierra, se descubrió que las alas a menudo tocaban el suelo; para evitar daños, se instalaron topes metálicos en las puntas de las alas. ^{[ 12 ]} 

El equipo de diseño reconoció que los medios convencionales para escapar de la aeronave en caso de emergencia mediante eyección serían extremadamente difíciles a alta velocidad, y quizás imposibles sin lesiones fatales para el piloto. ^{[ 12 ]} En consecuencia, el He 176 fue equipado con un sistema único de escape de nariz eyectable. Se utilizó aire comprimido para separar la nariz de la aeronave, y luego se empleó un paracaídas de frenado para reducir la fuerza de apertura necesaria. Después de desplegar el paracaídas de frenado, se liberó la cabina de mando integrada y el piloto pudo eyectarse. ^{[ 13 ]} Se realizaron pruebas de vuelo con maquetas a escala no tripuladas de la sección de la nariz desde un bombardero Heinkel He 111 con resultados positivos. ^{[ 12 ]}

El modelo original del He 176 fue diseñado para ser propulsado por uno de los nuevos motores Walter . Este motor era similar al del He 112, con la principal diferencia de que su empuje se duplicaba a 6000 Newtons, lo que se logró en gran medida mediante la adición de una bomba para aspirar el propelente en lugar de usar aire comprimido para impulsar el combustible al motor. ^{[ 10 ] [ 15 ]} El combustible utilizado era peróxido de hidrógeno al 82 % . ^{[ 10 ]} Para proporcionar controles direccionales más efectivos durante el vuelo a bajas velocidades, se iba a instalar un timón dentro de la propia tobera del motor. ^{[ 12 ]} El trabajo de diseño detallado de la aeronave se completó en julio de 1937, después de lo cual la construcción del prototipo comenzó casi de inmediato. ^{[ 8 ]} En diciembre de 1937, la designación He 176 fue asignada oficialmente a la aeronave. ^{[ 16 ]}

El 20 de junio de 1939, el He 176 realizó su vuelo inaugural pilotado por Warsitz, siendo este el primer vuelo tripulado de un cohete en el mundo. ^{[ 8 ] [ 17 ]} Warsitz describió más tarde el vuelo: "En una dirección completamente distinta a la originalmente prevista, saltó al aire y voló con un guiñada y un bamboleo. La mantuve cerca del suelo mientras ganaba velocidad, luego tiré suavemente de la palanca de control para un ascenso rápido. Estaba a 750 km/h y sin ninguna pérdida de velocidad la máquina se disparó hacia el cielo en un ángulo entre la vertical y los 45°. Era enormemente sensible a los controles... Sin embargo, todo salió maravillosamente, y fue un alivio volar alrededor del extremo norte de la isla Usedom sin hacer ruido a 800 km/h. Volví a inclinarme bruscamente a la izquierda para enderezar la pista de aterrizaje, perdiendo tanta velocidad y altitud como pude, y durante este giro pronunciado el cohete se apagó al agotarse los tanques. La pérdida abrupta de velocidad me lanzó hacia adelante en mis cinturones de seguridad. Empujé la palanca hacia adelante, siseé rápidamente sobre el Penne y llegué a 500 km/h. Crucé el límite del aeródromo y después Después de varios pequeños rebotes prescritos, la máquina se detuvo." ^{[ 18 ]}

Tras el vuelo de prueba inicial, la aeronave sufrió modificaciones; aparentemente, la rueda delantera fija se retiró en ese momento, ya que el equipo de diseño pretendía utilizar únicamente las dos ruedas principales y la cola para los aterrizajes regulares. ^{[ 10 ]} Tras una ronda inicial de pruebas de vuelo, Heinkel presentó el He 176 al RLM, que, sin embargo, mostró poco interés oficial. Según Warsitz, al hablar de la cooperación de Von Braun durante las pruebas en Pennemünde : «Aunque técnicamente no formaba parte del proyecto He 176-V1 con el motor cohete Walter, naturalmente todo lo que lo afectaba era de interés para él y sus colegas porque el He 176-V2 iba a tener el motor von Braun...» ^{[ 14 ]}

La actitud desfavorable del RLM hacia la aeronave contribuyó significativamente a la decisión de Heinkel de reducir su participación en los esfuerzos de propulsión por cohete. El 12 de septiembre de 1939, se ordenó oficialmente la interrupción del programa de pruebas del He 176, aparentemente debido a la insatisfacción con su rendimiento y tamaño. ^{[ 19 ] [ 20 ]} Solo se completó una aeronave; tras su retirada, se exhibió de forma estática en el Museo del Aire de Berlín. Fue destruida por un bombardeo aliado durante 1943. ^{[ 13 ]}

Antes de la cancelación del programa, Heinkel había estado diseñando un avión propulsado por cohete más sofisticado, a veces denominado He 176 V2 , que aparentemente estaba destinado al uso operativo. ^{[ 10 ]} Para este modelo, se habría utilizado un motor von Braun más potente, para velocidades de hasta 1000 km/h (620 mph). ^{[ 10 ]} Nunca se construyó tal avión, pero debido a que llevaba la misma designación que el avión que sí voló, muchos libros y sitios web publican erróneamente imágenes de este diseño con la intención de ilustrar su homónimo anterior.

Parte del conocimiento técnico adquirido a través del He 176 se incorporó a proyectos futuros emprendidos por Heinkel, como el prototipo de caza a reacción He 280. ^{[ 17 ]}

Alemania finalmente logró poner en servicio un caza propulsado por cohete, el Me 163 Komet , diseñado por Alexander Lippisch , pero este fue producido por la empresa competidora Messerschmitt . Para cuando se recibieron las órdenes de suspender el trabajo en el He 176, ya se habían iniciado los trabajos preliminares del proyecto Me 163. ^{[ 21 ]} Estaba propulsado por un motor de cohete similar, que en realidad era un desarrollo posterior de la unidad que había impulsado al He 176.

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