North American XB-70 Valkyrie

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B-70 Valkyrie
L'XB-70 in fase di decollo
Descrizione
Ruolo	Bombardiere strategico supersonico
Equipaggio	2
Primo volo	21 settembre 1964
Entrata in servizio	con
Costruttore	North American Aviation
Esemplari costruiti	2
Dimensioni
Lunghezza	56,6 m
Apertura alare	32 m
Angolo di freccia alare	{{{freccia_alare}}}
Altezza	9,4 m
Superficie alare	585 m²
Pesi
A vuoto	93.000 kg
Carico	242.500 kg
Massimo al decollo	kg
Propulsione
Motore	6 General Electric YJ93
Potenza	133 kN ciascuno
Spinta	{{{spinta}}}
Prestazioni
Velocità massima	Mach 3,1 circa 3800 km/h
Autonomia	11000 km
Raggio d'azione	{{{raggio}}}
Tangenza	22.000
Capacità carburante	{{{capacità_carburante}}}
Capacità di carico	{{{capacità}}}
Armamento
Mitragliatrici
Cannoni
Piloni	{{{piloni}}}
Bombe	{{{bombe}}}
Missili	{{{missili}}}
Altro	progettualmente armato con 2 bombe H Mk 41, da 8,9 MT e 5000kg. o anche altri armamenti
Note
Progetto cancellato nel 1967. Il programma costo 1,5 miliardi di dollari.
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Progetto:Aviazione

Generalità

Il North American XB-70 Valkyrie era un ambizioso prototipo statunitense per un bombardiere strategico supersonico: sarebbe stato in grado di raggiungere Mach 3,1, una velocità superiore a quella della maggior parte dei caccia in servizio all'epoca.

I costi e le difficoltà di costruzione, nonché la mancanza di idee chiare su come affrontare le difese missilistiche sovietiche, finì per tagliare il programma dopo soli due prototipi, uno dei quali precipitò dopo una collisione con un'F-104, mentre l'altro è attualmente esposto in un museo dell'aviazione a Dayton, Ohio.

[modifica] Genesi

Tra le realizzazioni aereonautiche è facile che ci si imbatta in 'sostituti' di macchine di successo, che pur essendo superiori, non riescono a sostituire i velivoli per i quali essi sono stati intesi.

Tra gli aerei 'difficili' da sostituire vi è indubbiamente il B-52. Esso, negli anni '50 era ancora un progetto immaturo, che non aveva raggiunto nemmeno l'operativitàm ma in un'epoca in cui la vita operativa degli aerei da combattimento era al più di una decina di anni, per anticipare i termini della sua uscita dalla linea venne emessa, nel 1954, una specifica chiamata GOR-38 (14 ottobre 1954), che aveva la sua essenza nel titolo: Intercontinental Weapon System Piloted Bomber. Le richieste erano, coerentemente con le tecnologie disponibili, ridotte: velocità subsonica con spunti brevi in regime supersonico, e autonomia considerevole, 11.000km. 2 anni dopo il volo del B-52 in versione prototipica e 2 prima dell'entrata in servizio della primissima versione, tale specifica non marcava un sostanziale passo avanti nelle prestazioni. Ma vi sarebbero stati degli sviluppi notevoli di lì a poco. A questa specifica avevano lavorato 2 anni la NASA e l'USAF, oltre che di industrie aerospaziali, e si prevedeva che entro 9 anni vi sarebbero state in servizio le prime 30 macchine.

Non passò molto tempo che la specifica fu rielaborata, con la richiesta di una velocità supersonica sostenuta per penetrare per 1600km in territorio nemico. Non passarono che pochi altri mesi, ché già nel luglio 1955 venne richiesto un'ulteriore aumento delle prestazioni, e il progetto, chiamato ora WS-110 (WS per Weapon System, sistema d'arma), venne anche chiamato CPB (CHemical Powered Bomber) che significa bombardiere potenziato chimicamente. Ciò in quanto al carburante standard era stato aggiunto un particolare additivo chimico ad alta energia.

Alla fase finale del concorso parteciparono la Boeing e la N.A., e quest'ultima aveva elaborato il modello NA-239, con tanto di simulacro (ufficialmente, il 12 settembre 1955). La rapidità degli sviluppi aveva portato un'aereo che, come è facile immaginare, superava di molto le specifiche, anche perché già esisteva il bombardiere supersonico B-58 Hustler da mach 2,2. La progettazione venne influenzata dalle specifiche dell'USAF, che era ancora una volta intenzionata a chiedere prestazioni superiori, stavolta con una velocità di mach 3 continui. Un modello da ricognizione, WS-110L, venne presto lasciato decadere dopo essere stato inizialmente richiesto a sua volta.

Il problema di ottenere tali velocità elevatissime comprendeva molti aspetti, come quello aerodinamico e di consumo di energie. Il peso della macchina che ci si aspettava arrivava a 340t. e sembrava davvero troppo anche per le ambizioni dell'USAF.

Ma nel luglio del 1957 apparve uno studio completo sulla 'regola delle aree' che rivoluzionò la tecnica degli aerei supersonici, che fino ad allora erano stati quantomeno deludenti.

Mentre il magma delle idee su quale tipo di bombardiere supersonico dovesse essere realizzato, venne dichiarata vincitrice la N.A. (23 dicembre 1957), mentre la General Electric ebbe un contratto per i motori YJ-93 GE-3, che avevano alimentazione convenzionale rispetto a quanto originariamente pianificato.

A quel punto le cose, che già erano andate speditamente, accelerarono ulteriormente e già il 2 gennaio 1958 il progetto venne finito. Nel frattempo, dal 31 dicembre era stato ribattezzato NA-264. Questa fu la prima di una serie di modifiche alle specifiche, ma conseguentemente anche al nome del progetto, come nel caso dei prototipi designati NA-274 (21 set 60) e NA-278 (10 aprile 61).

Se la confusione delle sigle indicava problemi, le opinioni in ambito dell'USAF erano talmente divise, che vennero fatte e ritirate varie richieste innumerevoli volte, come quella della versione da ricognizione, nuovamente richiesta nel 1961 e definitivamente bocciata il 3 maggio 1964.

Il primo duro colpo al costosissimo e difficile programma arrivò già il 3 dicembre 1959, quando vennero cancellati 2 dei 3 prototipi e i vari esemplari di preserie richiesti.

Alla metà del 1960 venne richiesto invece anche il secondo prototipo, assiemee a uan cellula per prove statiche e 12 aerei operativi. Ma ancora, nel 1961 Kenndy affermò (giustamente, visto e considerato tutto) che lo sviluppo degli ICBM aveva reso il B-70 inutile e economicamente ingiustificato.

[modifica] Progetto

Il Valkyrie, concepito come bombardiere ma in pratica realizzato come aereo sperimentale, utilizzava la configurazione alette canard e ala a delta, come altre macchine avrebbero fatto in seguito quali l'odierno Eurofighter Typhoon, ed era costruito per la maggior parte in acciaio inossidabile, pannelli a nido d'ape e titanio. Le prese d'aria sono sotto l'ala, i motori tra le 2 code verticali. I carrelli sono sotto la struttura delle prese d'aria.

Esso era progettato per usare un fenomeno chiamato "compression lift" (portanza di compressione), ottenuto quando le onde d'urto generate da un aereo che voli a velocità supersoniche sostiene parte del peso dell'aereo stesso. Per il verificarsi di questo fenomeno, l'XB-70 ed altri progetti simili sono anche chiamati "waveriders" ("cavalcatori di onde") con riferimento alle onde d'urto che essi "cavalcano". La portanza di compressione rimane, a tutt'oggi, una teoria controversa quando viene applicata all'XB-70.

Inoltre, l'XB-70 è l'unico aereo della sua grandezza ad avere estremità alari mobili, ma non per ripiegarle negli hangar. Per aumentare la stabilità aerodinamica a velocità supersoniche, il Valkyrie poteva abbassare le estremità alari di 25 (oltre i 500kmh) o 65 gradi (oltre mach 1,4). Le estremità alari mobili dell'XB-70 sono ancora oggi le più estese superfici aerodinamiche mobili mai installate su un aereo.

Il sofisticato sistema di pilotaggio prevedeva anche 2 alette canard vicino all'abitacolo, che erano piuttosto singolarmente di alto allungamento, praticamente diritte. Il muso, a differenza di quello del Concorde, non era peraltro abbasabile durante il decollo, per migliorare la visibilità dell'equipaggio.

La fusoliera era a sezione circolare, con una raffinata aerodinamica, un parabrezza a geometria variabile, e la disposizione era sopra l'ala a delta, dotata di una struttura a freccia semplice, con estremità acute, e pianta triangolare quasi perfetta.

I comandi di volo erano variamente suddivisi, con degli elevoni sulle ali interne, flaps sulle alette canard, piani di coda quasi totalmente mobili, perfettamente verticali e paralleli tra di loro.

I motori da soli meritavano più di una nota, essendo i VJ-93, macchine termodinamiche particolari. Esse formavano un'autentica batteria di 6 motori tutti sistemati allineati vicini, nella parte posteriore della fusoliera e tra le derive verticali. Essi erano turboreattori relativamente convenzionali, ma non essendo a ciclo variabile erano vulnerabili al surriscaldamento dovuto alle altissime velocità di cui il B-70 era capace. Quindi ebbero un carburante speciale,il JP-6 a bassa volatilità, e che serviva a raffreddare la struttura della turbina. LA versione con additivo al boro era stata cestinata nel 1959, ma problemi di vario e pesante genere erano necessari da risolvere per volare continuativamente tanto veloce come previsto.

Infatti, un motore di tipo convenzionale, come quello istallato nel MiG-25 è in grave difficoltà se deve avvicinarsi a mach 3 per motivi di surriscaldamento.

La soluzione univoca che è stata trovata era la geometria variabile del propulsore stesso, ma questa si è dimostrata una via più facile da teorizzare che da realizzare, o almeno, non è stata applicata eccetto che nel caso dell'F-22 (ma per rendere il volo più economico piuttosto che più veloce, anche se questo ha consentito di rendere possibile un volo a velocità supersonica prolungato, aumentando così di molto la velocitò media della macchina).

L'altra, notevolissima eccezione è il Lockheed SR-71 Blackbird e gli altri apparecchi della famiglia, che sono apparsi appena dopo il B-70 e hanno consentito la realizzazione pratica del concetto di velocità a mach 3. Essi hanno una struttura a ciclo variabile, per cui al decollo e a bassa velocità sono dei turboreattori, ma a velocità ipersoniche il flusso dell'aria passa vicino al compressore della turbina e non vi entra: il motore funziona come statoreattore, da qui la definizione, unica e altisonante, di turbo-stratoreattore.

La capacità di trasporto carburante era di 136.000kg, 165.000 litri, con serbatoi sparsi in tutta la fusoliera e le ali. Le prese d'aria erano sotto la fusoliera, con sezione rettangolare, tridimensionali. Esse si congiungevano con l'estremità posteriore della fusoliera nella zona motori, dietro le ali.

Il carrello era di tipo particolare: 2 elementi principali con 2 coppie di ruote in tandem, di grande diametro, e un carrello mobile con una sola coppia, molto arretrato rispetto al muso per non avere una gamba troppo lunga.

In termini strutturali e di progettazione di dettaglio, il B-70 aveva una struttura in acciaio inossidabile a nido d'ape, che riguardava il 69% della superficie della cellula, mentre acqua e 2000 litri di carburante venivano usati per disperdere il calore, con una sorta di circuito di raffreddamento, perché la temperatura era il principale problema da risolvere. Gli pneumatici avevano carcassa metallica, i sedili eiettabili erano racchiusi in speciali capsule di salvataggio, mentre a prua avrebbe dovuto essere presente un radar, mai istallato.

L'abbassamento delle estremità alari aumentava altresì l'effetto di portanza di compressione, poiché l'onda d'urto causata dal cuneo posto al centro dell'ala (e ospitante i motori) veniva ulteriormente intrappolata sotto le ali invece che lasciata sfuggire oltre il bordo d'uscita dell'ala stessa. Si crede comunemente che grazie a questo effetto l'XB-70 abbia il più alto rapporto portanza-resistenza mai ottenuto per un aereo con equipaggio. Questa informazione è citata anche in testi specializzati.^[1] Sebbene ci sia effettivamente un miglioramento delle prestazioni, il rapporto non è comunque migliore di quello della maggior parte degli alianti. L'affermazione più corretta sarebbe che l'XB-70 ha il più alto rapporto portanza-resistenza di qualsiasi altro aereo supersonico con equipaggio.

Il ruolo che l'XB-70 doveva ricoprire era quello di bombardiere supersonico ad alta quota, scortato dall' XF-108 Rapier, un caccia supersonico sviluppato dalla North American Aviation in parallelo con l'XB-70. Il Rapier era anche inteso come intercettore pre la difesa da un bombardiere sovietico dotato di capacita simili a quelle dell'XB-70. Per contenere i costi, i motori e molti impianti di bordo erano progettati in comune tra i due aerei. In pratica esso era un modello in scala del B-70, ridotto del 50%, ed equiapaggiato di soli 2 motori.

Questo ruolo era l'estrema evoluzione della filosofia d'impiego classica, ma a mach 3 davvero pochi caccia avrebbero potuto insidiare il B-70, meno che mai richiedere la presenza dell'F-108. Un problema più immediato era quello del calore: la stiva portabombe superava ampiamente i 300 gradi centigradi, cosa che rendeva il volo supersonico automaticamente 'disarmato' in quanto non si trovò all'epoca alcun ordigno capace di resistere a tale calore nè un valido sistema di raffreddamento per la stiva. Ma la storia avrebbe reso superata la ricerca di tali armamenti, visti i problemi di altro genere incontrati.

A seguito dell'abbattimento del U-2 pilotato da Gary Powers, le certezze residue circa l'utilità dell'XB-70 come bombardiere venne messa in dubbio, ed il programma venne tramutato in un programma di ricerca aerodinamica avanzata, propulsione, e altri aspetti legati ai grandi aerei supersonici, in particolare al programma statunitense SST. I progetti iniziali prevedevano la costruzione di tre aerei, ognuno dei quali incorporava le modifiche derivate dall'esperienza acquisita dai collaudi dell'aereo precedente, ma il programma venne interrotto, quando erano stati realizzati solo due aerei, nel luglio 1964.

[modifica] Storia operativa

Nonostante il diniego del presidente, il B-70 era ancora sulla breccia. Kennedy e i democratici erano molto contrari alla macchina anche per il costo elevatissimo, ma il trasporto passeggeri a velocitàò supersoniche era una prospettiva concreta e il nuovissimo bombardiere era quantomeno un banco di prova di assoluto interesse. L'USAF riuscì a tenere vivo il programma, che andò avanti anche quando il presidente Kennedy era già stato ucciso. Ma era un programma oramai decaduto di importanza, e praticamente 'morto' anch'esso.

Il primo XB-70 (N.62-0001) uscì di fabbrica a Los Angeles l'11 maggio 1964 ricevette il battesimo dell'aria il 21 settembre.

Il primo aereo soffrì problemi di vario genere, come la debolezza nella costruzione dei pannelli a nido d'ape, principalmente dovuti all'inesperienza nella costruzione di questo relativamente nuovo materiale. La costruzione dei pannelli a nido d'ape risultò molto più difficile di quanto anticipato dai progettisti. Un problema più pratico venne trovato nel blocco del carrello principale sinistro, che all'atterraggio provocò la distruzione delle relative ruote, ma il collaudatore Al White e il colonnello J.Cotton riuscirono a evitare che avvenissero problemi peggiori.

Inoltre il primo aeromobile venne afflitto da perdite nel circuito idraulico, nel circuito di alimentazione e problemi al carrello d'atterraggio, che era complicato in modo inusuale.

Nondimeno, il terzo volo venne superato mach 1 e il 24 ottobre si raggiunsero mach 1,42 per 40 minuti. Il secondo esemplare, n.62-0207, venne invece fatto decollare per la prima volta il17 luglio 1965.

Durante un volo, il 7 maggio 1965, il divisorio fra la sezione di destra e quella di sinistra della presa d'aria dei motori si ruppe e venne aspirato dai motori, danneggiandoli irreparabilmente tutti. Il 4 ottobre 1965, nel primo volo a una velocità superiore a Mach 3, i pannelli a nido d'ape cedettero di nuovo sotto sforzo: 60 cm del bordo d'attacco della semiala sinistra vennero letteralmente strappati via.

I problemi strutturali fecero si che il primo esemplare venne limitato ad una velocità massima di Mach 2,5.

Questi difetti nella struttura a nidi d'ape furono completamente risolti durante la costruzione del secondo velivolo, che volò per la prima volta il 7 luglio 1965. Il 19 maggio 1966 l'aereo numero due volò per 3840 km in 91 minuti, volando a Mach 3 per 33 minuti.

Il XB-70A Valkyrie in fase di decollo.

L'8 giugno 1966, però, l'aereo andò distrutto a seguito di una collisione con un F-104; la collisione avvenne mentre i due aeromobili, assieme ad altre macchine supersoniche, volavano in formazione stretta per una sessione fotografica voluta dalla General Electric per pubblicizzare i suoi motori.

Ad un certo punto lo Starfighter si avvicinò molto alla coda, e la urtò, asportandone i timoni orizzontali. Passarono alcuni interminabili secondi, nei quali, mentre il caccia precipitava in una palla di fuoco, tutti rimasero col fiato sospeso, nel chiedersi se il gigantesco aereo avrebbe potuto sopravvivere al danno. Dopo avere volato un pò in assetto corretto, il Valkyrie èiegò inesorabilmente il muso, ruotando le ali, fino ad assumere un'assetto rovesciato e precipitando di piatto, esplodendo in una colossale colonna di fuoco sul deserto.

In pilota collaudatore capo della NASA Joseph A. Walker, che pilotava l'F-104, e Carl Cross, copilota a bordo dell' XB-70, rimasero uccisi nell'incidente, mentre Al White, il pilota dell' XB-70, riusci a usare la capsula di eiezione di cui l'XB-70 era dotato (una simile a quella usata nel Convair B-58 Hustler). La causa esatta della collisione è ancora materia di dibattito. Ci sono molti fattori concorrenti che hanno provocato l'incidente, alcuni riconducibili a errori dei piloti e a cause meccaniche.

Sebbene sia stato asserito che i "vortici" abbiano causato la collisione, il Tenente Colonnello Joe Cotton, il pilota collaudatore capo per dell'USAF per il B-70, che volava quel giorno in formazione a bordo di un T-38, ha ipotizzato che Walker, non familiare con il volo in formazione con un grande aereo con ala a delta, abbia perso il riferimento di posizione rispetto al B-70, avvicinandosi troppo finché la coda dell'F-104 ha urtato l'estremità alare del Valkyrie. ^[2]

Il primo esemplare continuò i voli di ricerca nei limiti delle sue prestazioni ridotte, portando a termine 33 voli.

Il 4 febbraio 1969 il Valkyrie numero uno venne ritirato dal servizio e trasportato al Museo Nazionale dell'Aeronautica degli Stati Uniti alla base Wright-Patterson vicino Dayton, Ohio. Esso è ancora presente nel suo colore bianco 'anti-nucleare' (per evitare surriscaldamenti dovuti ad esplosioni vicine), e con la sua mole ben spiega perché venne chiamato 'The Thing' o 'The White Bird'.

È una credenza popolare che l'XB-70 abbia creato tanta preoccupazione nell'Unione Sovietica da far iniziare uno specifico programma per un intercettore capace di contrastarlo, il MiG-25 "Foxbat". In realtà questo venne lasciato credere per coprire il fatto che il MiG-25 era la contromisura per il Lockheed SR-71, che era un progetto segretissimo al momento, oppure, semplicemente contro l'U-2 e il B-58.

I sovietici realizzarono il Sukhoi T-4, un prototipo di bombardiere a medio raggio progettato sulla base delle scoperte fatte durante lo sviluppo dell'XB-70. Esso venne usato fino agli anni '80 e aveva tra l'altro un sistema di pilotaggio fly-by wire, e una batteria di motori costituita da soli 4 propulsori. Esso venne usato fino a quando il Tu-160 lo rimpiazzò definitamente nei programmi sovietici per un nuovo bombardiere, più lento ma di maggiori capacità complessive.

Poco noto è che gli inglesi emisero a loro volta, sempre nel 1954, un requisito per un bombardiere quasi altrettanto avanzato, e naquero diversi progetti dei quali l'Avro Type 730 era giunto quasi al completamento quando nel 1957 il Libro bianco della difesa lo cancellò di colpo, con una decisione politica che frustrò definitivamente le grandi capacità tecniche dell'industria inglese, ancora negli anni '50 competitiva, ma poi, come successe anche in Canada, devastata dal concetto di difesa e offesa affidato 'ai soli missili' (cosa risultata largamente falsa, come ci si avvide poi), che sembrava economicamente vantaggiosa.

[modifica] Esemplari e ordinativi

Un modello in scala 1:1 venne completato nel febbraio 1959.
XB-70A #1 - (NA-278) 62-0001, 83 voli; tempo totale: 160 ore - 16 minuti - Al museo dell' Aeronautica Statunitense a Dayton, Ohio
XB-70A #2 - (NA-278) 62-0207, 46 voli; tempo totale : 92 ore - 22 minuti - Caduto l' 8 giugno 1966 a nord di Barstow, California uccidendo il Maggiore dell'Aeronautica Carl S Cross.
XB-70B #3 - (NA-274) 62-0208 pensato come il primo YB-70A (preserie) nel marzo 1961, questo prototipo avanzato venne cancellato nel marzo 1964 mentre era in costruzione.
YB-70A - 10 ulteriori prototipi avanzati cancellati nel dicembre 1960. Questi YB-70 sarebbero stati portati alle specifiche B-70A una volta completata la fase di test.
B-70A - flotta di 50 bombardieri (con serbatoi alari) cancellata nel dicembre 1959.
RS-70 - flotta alternativa di 50 aerei da ricognizione (con equipaggio da 4 membri e sonda per il rifornimento in volo) valutata nel febbraio 1959.