Romper la barrera del sonido: Chuck Yeager y el Bell X-1

Un avión naranja, de menos de diez metros de largo, cae desde el vientre de un bombardero cuatrimotor, enciende una tras otra sus cuatro cámaras de cohete y sale disparado hacia el cielo del desierto californiano. Pocos minutos después ha ocurrido algo que muchos ingenieros consideraban extremadamente arriesgado: un ser humano ha volado más rápido que el sonido. La historia de cómo el Bell X-1 rompió la barrera del sonido habla de valor e improvisación, de investigación con un objetivo claro y de por qué el 14 de octubre de 1947 empezó un nuevo capítulo de la aviación, del que hoy encuentras huellas en cualquier base aérea militar y en muchos museos.

La barrera del sonido en breve

El 14 de octubre de 1947, el capitán Charles «Chuck» Yeager, de la US Air Force, voló el Bell X-1 sobre el desierto de Mojave a unos Mach 1,06: según la Smithsonian Institution, el primer vuelo de un avión más rápido que el sonido. El X-1 era un avión de investigación puro con motor cohete, construido por Bell Aircraft para un programa conjunto de las US Army Air Forces y el NACA, la organización predecesora de la NASA. Un Boeing B-29 lo transportaba por el aire y lo soltaba allí. El vuelo permaneció en secreto al principio y no se confirmó oficialmente hasta junio de 1948. El avión, con el nombre «Glamorous Glennis», cuelga hoy en el National Air and Space Museum de Washington.

Por qué el sonido se convirtió en una «barrera»

En la Segunda Guerra Mundial, los cazas más rápidos tropezaron con un límite invisible. En picado pronunciado se acercaban a la velocidad del sonido y entonces ocurría algo inquietante: el avión empezaba a vibrar, el morro se inclinaba hacia abajo y los mandos apenas respondían. Los ingenieros hablaban de compresibilidad: a esas velocidades el aire ya no se deja apartar sin más, sino que se comprime. Se forman ondas de choque que hacen que el flujo de aire se desprenda en alas y superficies de mando y que la resistencia se dispare.

Para los pilotos era mortalmente peligroso. Ya en 1941, un piloto murió en un vuelo de pruebas cuando un Lockheed P-38 en picado rápido no pudo recuperarse. En Gran Bretaña, el 27 de septiembre de 1946, el de Havilland DH 108 se rompió en el aire a aproximadamente Mach 0,9; murió el piloto de pruebas Geoffrey de Havilland Jr. Accidentes así alimentaron la idea de una «barrera del sonido» tras la cual ningún avión seguiría siendo controlable. El aerodinamicista británico W. F. Hilton afirmó más tarde haber acuñado el término ya en 1935; si fue realmente el primero es discutido.

La velocidad del sonido no es una cifra fija. Depende sobre todo de la temperatura del aire. A 20 grados a nivel del suelo es de unos 343 metros por segundo, es decir, unos 1234 km/h. A gran altura, donde hace mucho frío, baja de forma notable. Por eso los pilotos expresan la velocidad en esta región como número de Mach: Mach 1 es exactamente la velocidad local del sonido, da igual a qué altura vueles.

Una bala con alas

A finales de 1944, el NACA y las US Army Air Forces iniciaron un programa de investigación conjunto para un avión que debía adentrarse deliberadamente en la zona de Mach 1. El 16 de marzo de 1945, Bell Aircraft, de Buffalo, en el estado de Nueva York, recibió el encargo de tres ejemplares. La designación era al principio XS-1, de «Experimental, Supersonic», y más tarde pasó a ser simplemente X-1.

Bell apostó por un motor cohete. Los turborreactores de la época eran demasiado débiles y rendían poco a gran altura. El motor procedía de Reaction Motors y tenía cuatro cámaras de combustión que funcionaban con alcohol y oxígeno líquido. Cada cámara se podía conectar por separado y, juntas, daban unas 6000 lbf de empuje, unos 27 kN. El propergol, eso sí, solo alcanzaba para unos minutos.

Para el fuselaje, los diseñadores tomaron como modelo un objeto que se sabía estable a velocidad supersónica: una bala del calibre .50, como las de las ametralladoras pesadas. De ahí salió el característico fuselaje afilado, con alas cortas, rectas y delgadas. El X-1 se construyó con aluminio de alta resistencia; los depósitos de combustible eran de acero.

Un detalle decisivo era el estabilizador horizontal ajustable. En lugar de mover solo el timón de profundidad, se podía variar el ángulo de todo el estabilizador. Eso fue justo lo que salvó más tarde el vuelo del récord, porque el timón de profundidad normal apenas tenía efecto en la zona de Mach 0,9.

Característica	Bell X-1 n.º 1 («Glamorous Glennis»)
Fabricante	Bell Aircraft Corporation, Buffalo (Nueva York)
Número de serie	46-062
Longitud	30 ft 9 in (unos 9,4 m)
Envergadura	28 ft (unos 8,5 m)
Altura	10 ft 8,5 in (unos 3,3 m)
Peso según el Smithsonian	6130 lb (unos 2780 kg)
Propulsión	Motor cohete de Reaction Motors, cuatro cámaras, unas 6000 lbf de empuje
Tripulación	1 piloto
Despegue	Lanzamiento desde un Boeing B-29

Del vuelo sin motor al vuelo con cohete

Los primeros vuelos se hicieron todavía sin propulsión. El 19 de enero de 1946, el piloto de pruebas de Bell Jack Woolams se soltó para el primer vuelo planeado sobre Pinecastle, en Florida. Woolams murió en agosto de 1946 en un vuelo de entrenamiento para una carrera aérea, y después Chalmers «Slick» Goodlin se hizo cargo de las pruebas. El 9 de diciembre de 1946 llegó el primer vuelo con propulsión de cohete.

Más tarde, las pruebas se trasladaron al desierto de Mojave, en California, a la zona del lago salado seco Muroc Dry Lake, hoy emplazamiento de la base aérea de Edwards. El enorme lecho del lago, llano, ofrecía espacio para aterrizajes de emergencia en cualquier dirección. Para el avance definitivo hacia la velocidad del sonido, la Air Force asumió el programa y eligió a un joven piloto de combate.

Chuck Yeager: el piloto

Charles Elwood Yeager nació el 13 de febrero de 1923 en Myra (Virginia Occidental) y creció en Hamlin. No tenía estudios universitarios. En septiembre de 1941 ingresó como soldado raso en las US Army Air Forces, trabajó al principio como mecánico de aviones y después se formó como piloto. En la guerra voló el North American P-51 Mustang desde Inglaterra. En su octava misión, en marzo de 1944, lo derribaron sobre Francia, escapó a España con la ayuda de la Resistencia francesa y volvió al servicio activo. Se le atribuyen 11,5 victorias aéreas, entre ellas cinco en un solo día de octubre de 1944 y una contra uno de los nuevos cazas a reacción alemanes, un Messerschmitt Me 262.

Después de la guerra, Yeager se hizo piloto de pruebas. A favor del X-1 jugaba que tenía fama de piloto extraordinariamente sereno y preciso, y que estaba dispuesto a asumir el riesgo sin pedir una prima especial.

El 14 de octubre de 1947

Dos noches antes del vuelo decisivo, Yeager se cayó del caballo durante un paseo y se rompió dos costillas. Ocultó la lesión porque temía que lo apartaran del programa. El problema: la escotilla de acceso del X-1 había que cerrarla desde dentro con el brazo derecho, y por el dolor no podía. Su compañero e ingeniero Jack Ridley serró sin más un palo de escoba con el que Yeager podía cerrar la escotilla con la mano izquierda.

El procedimiento fue el de los vuelos anteriores: el B-29 ascendió con el X-1 en la bodega de bombas, Yeager bajó por una escalerilla hasta la estrecha cabina y entonces se soltó el X-1. Encendió las cámaras del cohete, siguió subiendo y aceleró. A unos Mach 0,94 volvió el conocido problema: el timón de profundidad apenas respondía. Yeager pilotó mediante el ajuste del estabilizador horizontal y así mantuvo el control. Entonces el X-1 superó la velocidad del sonido. La Smithsonian Institution indica Mach 1,06 a unos 43 000 pies (aproximadamente 13 000 m), lo que equivale a unos 1130 km/h; en otras fuentes aparecen valores algo distintos.

Lo que llamó la atención fue, sobre todo, lo que no ocurrió: más allá de Mach 1, el X-1 volaba con más suavidad que justo por debajo. La «barrera» era sobre todo una zona de fuertes turbulencias y problemas de control, no un obstáculo infranqueable.

El récord sigue en secreto

La Air Force clasificó el éxito como secreto. Aun así se filtró: la revista especializada Aviation Week informó el 20 de diciembre de 1947 y el Los Angeles Times poco después. El secretario de la Fuerza Aérea, Stuart Symington, no confirmó oficialmente el vuelo supersónico hasta el 10 de junio de 1948. Yeager, el fundador de Bell, Lawrence D. Bell, y el investigador del NACA John Stack compartieron el Collier Trophy, uno de los premios más prestigiosos de la aviación estadounidense.

¿Fue Yeager realmente el primero?

Hasta hoy aparece una afirmación contraria: el piloto de pruebas de North American George Welch habría superado la velocidad del sonido en picado ya el 1 de octubre de 1947 con el prototipo XP-86. Esa versión se considera posible, pero no está confirmada oficialmente, porque los vuelos no se midieron como es debido. Oficialmente, el XP-86 —el antecesor del F-86 Sabre— no superó Mach 1 hasta el 26 de abril de 1948. Y, a diferencia de un picado, el vuelo de Yeager fue un avance controlado y medido en vuelo horizontal y en ascenso.

Haz el cálculo: ¿a qué velocidad es Mach 1?

Cuántos km/h son Mach 1 depende de la temperatura del aire y, por tanto, de la altitud. La calculadora te muestra qué número de Mach resulta de una velocidad determinada a distintas alturas.

Lo que vino después del X-1

Con el 14 de octubre de 1947 quedó respondida la pregunta de si un avión puede volar a velocidad supersónica de forma controlada. Las pruebas continuaron: el 26 de marzo de 1948, Yeager alcanzó con «Glamorous Glennis» Mach 1,45, y el 5 de enero de 1949 logró incluso un despegue desde el suelo, directamente desde el lecho del lago en Muroc. En total, según la Smithsonian, el X-1 n.º 1 voló 78 veces —19 vuelos de pruebas del fabricante y 59 de la Air Force— antes de que las pruebas terminaran a mediados de 1950.

Del programa salieron versiones más evolucionadas:

Versión	Qué la distinguía	Paradero
X-1A	mayor, con más combustible; Yeager alcanzó Mach 2,44 el 12 de diciembre de 1953 y después entró en una peligrosa barrena	perdido en 1955 en una explosión
X-1B	investigación térmica y toberas de control, cuya tecnología pasó más tarde al X-15	National Museum of the US Air Force, Dayton
X-1D	perdido en una explosión de combustible antes de su primer vuelo propulsado en 1951	no se conserva
X-1E	transformación del segundo X-1 con un ala muy delgada y turbobomba	delante del NASA Armstrong Flight Research Center, Edwards AFB

El vuelo con el X-1A demostró que el siguiente límite no era el sonido, sino la estabilidad a números de Mach muy altos. Yeager cayó más de 15 000 metros antes de poder recuperar el avión. Experiencias así marcaron el diseño de los aviones supersónicos posteriores.

El X-1 fue el comienzo de la larga serie de aviones X estadounidenses. Los datos obtenidos pasaron a cazas como el Lockheed F-104 Starfighter, que voló en Alemania con la Luftwaffe y la aviación naval, y a aviones de reconocimiento de alta velocidad como el Lockheed SR-71 Blackbird. También en el ámbito civil se siguió adelante: el Concorde (más sobre el tipo en la ficha del Aérospatiale/BAC Concorde) llevó pasajeros a través del Atlántico desde 1976 al doble de la velocidad del sonido.

Dónde ver hoy el X-1

Para los spotters que coleccionan historia de la aviación, el X-1 es uno de los grandes objetivos. Los aviones conservados están todos en Estados Unidos:

• Bell X-1 n.º 1 «Glamorous Glennis» (46-062): el 26 de agosto de 1950, la Air Force entregó el avión a la Smithsonian Institution. Pertenece al National Air and Space Museum de Washington y está expuesto en la sala Boeing Milestones of Flight, la misma donde se muestran otros hitos de la aviación. Como el museo ha sido objeto de una amplia reforma en los últimos años, antes de la visita conviene consultar los horarios y la información actual sobre las galerías.
• X-1B: está en el National Museum of the US Air Force de Dayton, en Ohio, donde también está ampliamente documentada la historia de los aviones X.
• X-1E: está expuesto delante del edificio principal del NASA Armstrong Flight Research Center, en la base aérea de Edwards. Como se encuentra en un recinto militar, el acceso no es comparable a una visita normal a un museo.

Si de todos modos vas a estar en Washington, reserva un segundo día para el Steven F. Udvar-Hazy Center, la gran sede exterior del Air and Space Museum junto al aeropuerto de Dulles. Allí hay, entre otros, un SR-71 y un Concorde. Desde el spot del Udvar-Hazy Center puedes ver además el tráfico del aeropuerto de Washington-Dulles.

El vuelo supersónico hoy: lo que notan los spotters

En el día a día junto a la valla, el vuelo supersónico se ha vuelto casi invisible. Desde el final del Concorde, en 2003, los aviones civiles ya no vuelan de forma regular a velocidad supersónica. Cazas como el Eurofighter Typhoon son capaces de volar a velocidad supersónica, pero cerca del aeropuerto lo hacen mucho más despacio. Los vuelos supersónicos tienen lugar en espacios aéreos de entrenamiento definidos y casi siempre a gran altura, o en salidas de alerta, cuyo estampido acaba de vez en cuando en las noticias.

Aun así, merece la pena fijarse en el legado del X-1, sobre todo en los aviones militares:

• Reconocer las formas del fuselaje: morros afilados, alas delgadas y alas en flecha o en delta delatan que un reactor está construido para números de Mach altos. Cómo distinguir los tipos en el cielo lo explica la guía Cómo reconocer cazas en Europa.
• Leer las matrículas: el X-1 llevaba el número de serie 46-062 de las Army Air Forces; el año de adquisición va en las primeras cifras. Ese sistema sigue vigente, como explica el artículo sobre las matrículas militares de EE. UU..
• Fotografiar Eurofighter: dónde pillar mejor a los cazas supersónicos de la Luftwaffe en Alemania lo cuenta el artículo Spotting de Eurofighter en Alemania.
• Entender la condensación: los conos de vapor que a veces aparecen alrededor de un avión en pasadas rápidas se producen por cambios de presión y temperatura en aire húmedo; no son un indicio seguro de vuelo supersónico. Más sobre ello en el artículo sobre las estelas de condensación.

Chuck Yeager después del récord

Yeager fue fiel a las pruebas en vuelo durante mucho tiempo. En 1962 se convirtió en el primer comandante de la Aerospace Research Pilot School de la Air Force, donde también se formaron futuros astronautas. En diciembre de 1963 sobrevivió, con graves quemaduras, a una eyección de un Starfighter NF-104 con cohete auxiliar que había entrado en barrena plana. Más tarde dirigió unidades de combate, entre otros lugares en Alemania, fue ascendido a general de brigada en 1969 y se retiró en 1975.

Se hizo popular entre el gran público gracias al libro y a la película «Elegidos para la gloria» (The Right Stuff, 1983), en la que lo interpretó Sam Shepard. En el 50.º aniversario de su récord, Yeager volvió a volar a velocidad supersónica en 1997 en un F-15D, y en 2012, con 89 años, volvió a subir a un F-15 en el 65.º aniversario. Murió el 7 de diciembre de 2020, a los 97 años.

Conclusión

Algo más de 44 años después del primer vuelo con motor de los hermanos Wright, el Bell X-1 demostró que la barrera del sonido no es un límite, sino una zona de transición difícil. Lo hicieron posible un avión cohete concebido a conciencia para la investigación, un estabilizador horizontal ajustable y un piloto que despegó con las costillas rotas y un palo de escoba en la mano. Los conocimientos de Muroc están presentes en todos los reactores supersónicos que ves hoy en una base aérea militar o en un festival aéreo.