Según publicación del Museo Nacional Aeronáutico y del Espacio
MONOGRAFÍA DE AERONAVES COLECCIÓN MNAE N° 13
Historia de la Industria Aeronáutica Nacional Tomo 1
Autor: Mario Magliocchetti Oleaga
Alfredo Leigh
Don Alfredo Guillermo Leigh fue un precursor aeronáutico de extraordinaria creatividad. Durante veinte años estuvo experimentando, ensayando y promoviendo su idea de estabilidad automática en aeroplanos, registrando numerosas patentes en los EE. UU, Francia, Alemania y Canadá y es uno de los inventores de la combinación Slat-Slot, pero sin conseguir lograr el reconocimiento y la titularidad de la invención al enfrentar industriales y figuras europeas de gran prestigio académico.
Nacido en 1893 en Santiago, desde sus años de adolescencia se interesó en la entonces novedosa ciencia aeronáutica. Al término de sus estudios secundarios ingresó a la Universidad graduándose como dentista, sin dejar de profundizar, analizar y desarrollar ideas propias sobre la máquina de volar.
PRIMERAS EXPERIMENTACIONES
Según indica el mismo Leigh en un artículo publicado en 1932, inició la experimentación en aerodinámica en 1909 con la construcción de modelos de aeronaves que lanzaba desde el Cerro San Cristóbal. Ensayó mu-chas variantes perfeccionándolas gradualmente con resultados cada vez mejores. Un hito fue el modelo volado en noviembre de 1910, que fue tomado por una corriente ascendente, describiendo círculos hasta que otra corriente lo desvió hacia la cordillera, perdiéndose de vista.
En sus palabras: “… con esta esta experiencia se pudo observar que la estabilidad automática era perfecta y tan natural, que el planeo del modelo, a la distancia simulaba en forma admirable el vuelo de las águilas que con frecuencia nos visitaban durante las experiencias. Era tan natural el vuelo de estas aves artificiales, que en dos ocasiones se engañaron los inquilinos al tratar de atacar estas inofensivas construcciones de madera y tela, dándonos espectáculos verdaderamente interesantes…”
Sus actividades profesionales no le permitían dedicar mucho tiempo a la investigación aeronáutica, por lo que su avance era lento y se reducía al ensayo de diferentes modelos, pero estaba presente su inquietud por la búsqueda de un método para obtener la estabilidad natural de sus planeadores. Leigh llevó adelante sus concepciones, experimentando en forma gradual y sistemática los métodos para lograr según su definición, la estabilidad “automática”.
Leigh terminó un total de cinco modelos de planeadores, según registra Don Enrique Flores, que lanzaba desde la cumbre del cerro San Cristóbal o desde cerros en Polpaico, modificándolos continuamente para lograr hacerlos lo más estables posibles. Comenzó a desarrollar la idea de buscar una manera de conseguir estabilidad a través de diferentes configuraciones, entre ellas explorando alas auxiliares en tándem de gran alargamiento, para terminar, buscando la manera de limitar la pérdida de sustentación por medio de aletas, las que hoy conocemos como Slats.
Su siguiente paso sería construir un planeador tripulado y según indica: “… En la primavera de 1912 se ensayó por primera vez un planeador tipo Lilienthal que se construyó con el objeto de familiarizarse con el viento y poder hacer un estudio preliminar que nos permitiera construir con cierta base de conocimientos prácticos el planeador que llevaría nuestro dispositivo alar…”
Los vuelos de modelos continuaron en 1914 con experimentación de pequeños planeadores y Leigh describe su filosofía de diseño: “…siempre que se elija bien una curva (perfil) de ala y que el estabilizador guarde una buena proporción de área con la superficie principal de sustentación y que el ángulo diedro sea moderado y el peso bien distribuido y que también el centro de tracción de la hélice esté bien colocado con respecto al centro de gravedad y de resistencia, es posible obtener un aparato que posea un alto grado de estabilidad automática durante una marcha con motor…”
En 1918 Alfredo Leigh viajó a los Estados Unidos para patentar sus invenciones. Volviendo a Chile continuó explorando el problema de la estabilidad. Respecto a esta define en el artículo mencionado su pensamiento: “…El aparato de motor, requiere un grado mayor de estabilidad automática y al mismo tiempo gran controlabilidad. La estabilidad automática es indispensable y el fin que debe perseguirse es disminuir en lo posible la atención que está obligado tener el piloto de los comandos de estabilidad…”
Sin embargo, reconoce que la estabilidad no es una condición de diseño absoluta, señalando: “…es bien conocido por los ingenieros aeronáuticos que cuando se da mucha estabilidad a los aeroplanos, esta ventaja es destruida por la pérdida de controlabilidad que se produce, haciendo el vuelo casi imposible cuando la atmosfera está agitada. Esta inconveniencia ha obligado a los constructores a dar a los aeroplanos solamente un pequeño grado de estabilidad automática…”
Continúa su explicación:” …es deseable que la máquina se estabilice sola y que corrija rápidamente las malas posiciones originadas por el soplo irregular del viento…”
SU PRIMERA PATENTE EN LOS ESTADOS UNIDOS, US1404129
Para 1918 Alfredo Leigh tenía bien definido su proyecto para optimizar estabilidad en aeronaves y los dispositivos necesarios en forma de planos auxiliares en las alas. Viajó primero a los Estados Unidos donde presentó una solicitud de Patente por “Aeroplano con estabilidad inherente”, el 25 de febrero de 1919 en la Oficina de Patentes de los EE. UU en Nueva York, fijando su residencia en Carmen 169. Santiago de Chile. Fue finalmente aprobada y publicada el 17 de enero de 1922, como US1404129.
La patente registra un avión monoplano genérico de una sola plaza, indicando que la invención establece un diseño que da un grado máximo de estabilidad, gracias a la forma de construcción del ala, con un perfil auxiliar delante de ella. La invención establece una configuración que admite un fuselaje más corto que en un avión convencional, ya que los elementos instalados en el ala o adyacentes a ésta, permiten controlar el avión y hacen posible eliminar el timón en el empenaje. Delante del borde de ataque va un perfil alar de pequeña cuerda y gran alargamiento, a lo largo de toda la envergadura, que Leigh define como plano estabilizador y que corresponde al Slat actual, cuyo fin es proveer estabilidad automática en la dirección de la línea de vuelo.
Para el control lateral y direccional el avión lleva 4 aletas en los extremos del ala, cuyo ángulo de ataque puede ser variado por el piloto, destinados a control direccional para hacer superfluo el timón. Las hemos bautizado como “Aletas Leigh” pues es la aplicación de aletas de varios perfiles superpuestos que el inventor utiliza casi constantemente en las modificaciones realizadas posteriormente en Chile y otros países.
La patente fue empleada como antecedente en dos patentes norteamericanas posteriores, la US 2424889A del 20 de agosto de 1947, “Airplane control System” y la US 243649A del 30 diciembre de 1947 “Aircraft control surfaces for yaw control”. Citando textualmente a Leigh: “… sostengo y he comprobado por extensos ensayos, que las alas de mi aeroplano poseen estabilidad inherente tanto lateral como longitudinalmente…”
LAS PATENTES EUROPEAS, PATENTE FR 500.109 EN FRANCIA
Alfredo Leigh consciente de la necesidad de respaldar la creación de sus conceptos, continuó los esfuerzos por obtener el reconocimiento de su idea sobre el uso de lo que el definía como un ala auxiliar delante del ala principal de la aeronave. Viajó a Francia donde registró una solicitud el 21 de noviembre de 1918 por una patente que llamó “Perfectionnements dans les aeroplanes”. La Oficina de Propiedad Industrial de Francia señala en el texto que Leigh había presentado previamente la demanda de patente en los EE.UU. El “Brevet d´inventión” francés le fue concedido el 03 de marzo de 1920.
Nuestro inventor diseña un avión biplaza, dotado de un ala auxiliar con un perfil alar de cuerda pequeña instalado delante del ala principal a lo largo de toda la envergadura. No tiene instaladas aletas “Leigh” en los extremos como en la patente norteamericana, en su lugar en cada extremo de ala van dos extensiones (36 y 37) en ángulo respecto del plano del ala, que tienen por objeto crear un momento para restablecer la posición horizontal, al inclinarse la aeronave.
LAS PATENTES FR 498.841 y FR 23159 EN FRANCIA
Leigh a continuación solicita en Francia el 23 de abril de 1919 una patente inscribiendo en dicho país su patente norteamericana US 1404129. Esta es aprobada como “Perfectionnement aux aeroplanes a stabilité automatique” y publicada el 23 de enero de 1920 y es idéntica a la americana inscrita con anterioridad. Leigh señala ser residente en los EE.UU.
Además, el 22 de junio de 1920, pide una modificación a esta patente que se aprueba el 18 de octubre de 1921 como “1re Addition au Brevet d´ínvention N° 898.841”. La nueva patente la N° 23159 modifica el perfil delantero a lo largo de la envergadura.
Aparece aquí la modalidad de planos auxiliares múltiples, de pequeña cuerda, llamémoslos “Aletas Leigh” que montará en diversas aliteraciones de aviones en Chile y otros países posteriormente. Postula dos tipos de instalación de estas aletas ambas más limpias aerodinámicamente que en su anterior patente, la primera de tres unidades. La segunda con seis unidades.
Para lograr la recuperación del avión en un deslizamiento lateral, el extremo de cada ala es prolongada con una superficie con un diedro negativo de 18° que luego da lugar a otra superficie con diedro positivo de 18°.
PATENTE DE403627
Continuando con el método de aseguramiento de la propiedad de sus ideas Leigh presentó una solicitud de patente en Alemania que es esencialmente el avión a estabilidad automática de la patente francesa FR500109. Siempre creativo, introduce algunas modificaciones. El efecto estabilizador puede conseguirse con un Slat, o con aletas múltiples del tipo propuesto en su patente francesa FR23159. Da asimismo la posibilidad de control direccional con su dispositivo de 4 aletas en la extremidad del ala como había propuesto previamente en la patente norteamericana US1404129. La patente DE403627 queda inscrita a su nombre el 2 de octubre de 1924 en la Reichspatentamt.
PATENTE DE411258
A continuación, Alfredo Leigh solicita una segunda patente en Alemania por el avión y el sistema de estabilidad automática ya expuesto en la patente norteamericana US1404129, que registra sin mayores variaciones. La oficina de patentes alemanas le concede el 21 de marzo de 1925 la patente DE411258. Como aclaración, la sigla del país delante del número de patente es una convención adoptada internacionalmente y posterior a la 2ª Guerra Mundial.
PATENTE CA203254
Igualmente, Leigh registra en Canadá su invención de aeronave con estabilidad inherente recibiendo la patente CA203254 con fecha 24 de agosto de 1920. El proyecto presentado es el mismo avión mono-plaza y el dispositivo de la patente norteamericana US1404129.
CONTINUACIÓN DE LAS INVESTIGACIONES. ENSAYO DE LAS ALETAS LEIGH EN CHILE
De regreso en Chile Alfredo Leigh, diseñó y construyó en 1923 un planeador instalando en él sus aletas de ranuras múltiples. Pidió al Servicio de Aviación que se le asignara un piloto militar para realizar el primer vuelo que se haría lanzándolo desde una pendiente en el Cerro Chena. El general Contreras Sotomayor designó al Teniente Carlos Montecinos para efectuarlo, previo informe de seguridad y estabilidad del Coronel James Travers, asesor de la Aviación Naval, nombrado Inspector Técnico. Leigh además tenía como piloto adicional al Sr Arturo Straube. Una vez aprobada la máquina, fue trasladada al Cerro Chena en un camión facilitado por la Escuela de Aviación. Leigh había previsto largarlo con ayuda de una cuerda elástica de ½ pulgada y hecho el montaje, el teniente Montecinos montó en el planeador que se lanzó alcanzando a recorrer unos doce metros. El primer intento fue relativamente exitoso y Leigh reemplazo la cuerda por una de mayor diámetro para la prueba que se hizo el día siguiente. En esa ocasión el vuelo fue más satisfactorio recorriendo el planeador una mayor distancia.
Vistos los resultados, el planeador fue ensayado en la Escuela de Aeronáutica Militar. Si bien los vuelos fueron muy cortos, su piloto el teniente Montecinos confirmó que las ranuras le conferían a la aeronave una mayor estabilidad. En esta instalación de aletas, la primera que ensayaba Alfredo Leigh, el dispositivo de aletas múltiples estaba montado a bastante distancia del borde de ataque.
Leigh tuvo el apoyo entusiasta del gobierno. El Inspector General de Aviación pidió la autorización respectiva al Ministro de Guerra para efectuar pruebas ahora en un avión. Se puso a su disposición un Bristol M1C que fue modificado en los talleres de la Escuela de Aeronáutica Militar instalando las aletas Leigh en el borde de ataque. Estas son diferentes a las del planeador, la instalación del Bristol tenía tres aletas que cubrían en este caso todo el largo del ala, hasta las puntas de estas. El inventor llamó a su instalación el “Ala Leigh”.
Planeador Leigh con aletas de borde de ataque en el Cerro Chena en 1923, las aletas están instaladas en el ala central hasta la mitad de la envergadura a una distancia apreciable del borde de ataque.
Las pruebas se iniciaron en Noviembre de 1923 en presencia de la Comisión nombrada para tal efecto, formada por el Jefe de la Sección Técnica Capitán Víctor Contreras, del Capitán Barahona, del Ingeniero inglés Arturo Seabrook y del Teniente Preller y fueron tan exitosas que quienes lo volaron recalcaron la mejora en la estabilidad del avión en comparación a su configuración normal. El piloto siempre el Teniente Carlos Montecinos, indicó que el despegue había sido «casi» automático, igual opinión tuvieron el Capitán Barahona, el Teniente Alarcón y el Aspirante Zertuche, que tuvieron oportunidad de volar el Bristol modificado. Un vuelo destacable fue el del Capitán José Arredondo, que el 5 de diciembre de 1923 llegó a los 5.000 metros de altura. Aprovechando la notable mejora en la estabilidad, soltó el bastón de mando para accionar una cámara fotográfica y tomar una imagen del volcán Tupungato.
EN 1926 Leigh recurrió nuevamente al Ejército y obtuvo la autorización de instalación de las aletas en un biplano, en este caso un De Havilland 9. Además de ser volado por pilotos del Ejército, también realizó vuelos de prueba el piloto inglés H. V. Baker, de la casa Vickers, que se encontraba en Chile por la entrega de los aparatos Wibault, comprados a esta firma. Esta vez la instalación constaba de cuatro aletas en el borde de ataque del ala superior.
Bristol M1C con instalación de aletas Leigh, esta es la versión final
del dispositivo con tres aletas superpuestas (Slats) a una distancia
de 20 a 30 cm. del borde de ataque, en toda la extensión del ala
INSTALACIÓN DE ALETAS EN UN AVIÓN EN INGLATERRA
No hay registros de los resultados de las pruebas efectuadas en forma de informes o paper, que describieran las conclusiones de los ensayos y el efecto de las aletas, un registro de las performances de los aviones y las consecuencias en la estabilidad de las aeronaves que se ensayaron, pero Alfredo Leigh satisfecho de los logros obtenidos, viajo a Inglaterra para defender su posición respecto de los orígenes de los Slot. Entró como parte, en la discusión que se mantenía sobre la propiedad de la idea, consiguiendo hacer valer su derecho aceptándose su reclamo.
El árbitro de la litigación designado por el Ministerio del Aire británico pidió una demostración de lo sostenido por Leigh como litigante.
Leigh entró en conversaciones con la firma Avro, debió posiblemente pagar la modificación de un biplano Avro 534 Baby, un pequeño avión de turismo de una plaza. Bert Hinkler un piloto australiano de renombre realizó los primeros ensayos y la presentación al Ministerio del Aire.
La modificación fue extensa. El ala superior fue removida y el resultado fue un multiplano con 6 aletas Leigh reemplazando el ala superior original.
El multiplano fue un nuevo diseño experimentado por Leigh y que se aparta de la línea de las instalaciones ensayadas en Chile.
En realidad, no era una configuración nueva, desde 1910 se habían construido multiplanos en diversos países y Sánchez Besa había presentado una aeronave de este tipo en el Salón de la Aeronáutica de 1921 en Paris.
Las pruebas fueron controladas por el Ministerio del Aire, que concluyó que, a pesar del aumento de sustentación logrado, la instalación no era viable por la excesiva resistencia al avance, lo cual puede notarse a simple vista. Como resultado se rechazó la petición de Leigh por propiedad de la idea. Leigh continuó persistiendo en hacer valer su invención y viajó a los EE. UU. para interesar a constructores norteamericanos en sus proyectos.
NUEVOS HORIZONTES EN ESTADOS UNIDOS
A partir de 1927 Alfredo Leigh inició correspondencia con la Curtiss Aeroplane and Motor Company que demostró interés en su solución de alas con aletas auxiliares, para lograr estabilidad y disminuir la velocidad de stall, discutiendo la propiedad y beneficios de su instalación. El Departamento de Ingeniería de Curtiss analizó sus patentes y Leigh pidió al representante de Curtiss en Chile, W. H. Mc Mullen que se contactara con ingenieros y abogados de Curtiss para discusión de la utilización de sus dispositivos. Finalmente, Leigh viajó a los EE. UU. en 1928 para promover sus invenciones entre industriales del área aeronáutica. En la edición del 10 de agosto de 1928 del New York Times aparece una nota sobre una reunión de inversionistas, en la cual Leigh fue uno de los conferenciantes.
Las reuniones con Curtis no tuvieron resultados, pero ese año la Fundación Guggenheim lanzó la Competencia Internacional por el avión seguro y Leigh recibió algunas proposiciones para incorporar sus aletas y Slats en aeronaves de interesados en participar en el evento.
Siempre buscando un patrocinador de sus ideas, fue llamado por Fairchild Aircraft Corp. en el estado de Nueva York, que puso a su disposición un FC-2 para ser modificado. El avión estuvo listo en enero de 1928, realizando el primer vuelo de prueba el 11 de ese mes. Los resultados no fueron concluyentes para Fairchild, que desistió del proyecto.
LA COMPETENCIA GUGGENHEIM DE 1927 POR EL AVIÓN SEGURO Y EL FORD-LEIGH
En 1926 el millonario y filántropo Harry Guggenheim, con un gran interés en el desarrollo aeronáutico, creo un concurso para obtener el avión más seguro posible. Ofreció premios respetables para la época, un primer premio de US $100.000 y bonos secundarios de US$ 10.000 para fabricantes que ofrecieran aeronaves que cumplieran ciertos requisitos, los que para la época resultaban bastante estrictos:
1. Mantener vuelo nivelado controlado a 35 mph. sin entrar en pérdida.
2. Demostrar estabilidad del avión, con manos libres por 5 minutos a velocidades de entre 45 y 100 mph en aire turbulento.
3. Velocidad de planeo sin potencia de menos de 38 mph.
4. Velocidad de aterrizaje de no más de 30 mph.
5. Velocidad máxima al menos 110 mph.
6. Distancia de despegue de menos de 500 ft. con obstáculo de 35 ft.
7. Distancia de aterrizaje de menos de 300 ft. sobre obstáculo de 35 ft.
8. El avión debería ser marcadamente más seguro que los disponibles en el mercado.
La competencia se desarrolló a partir del 30 de abril de 1927, para terminar el 01 de octubre de 1930, dando tiempo a los fabricantes para construir sus aviones. Se inscribieron 27 participantes, 6 de ellos de otros países. Dado los plazos para preparar los aviones y las restricciones de performance establecidas, finalmente solo llegaron a Mitchell Field en Nueva York, lugar de las pruebas, 15 postulantes. Los concursantes presentaron toda una nueva gama de tecnologías tales como hélices de paso variable, flaps, slots y alas de perfil variable, las primeras en aviones livianos. Aunque los ganadores en esos años de la gran recesión de 1929 no obtuvieron ventas significativas, el concurso demostró lo práctico de una serie de nuevas invenciones.
El interés en aviación de Guggenheim proviene desde su alistamiento como aviador naval en la 1a Guerra Mundial. Hombre de negocios exitoso, entró a la actividad minera y hacia 1922 era el Director Ejecutivo de la Chile Copper Co., propietaria de la gran minería del cobre en nuestro país en esos años. En 1924 creó la Fundación Daniel and Florence Guggenheim, la que financió investigaciones tales como la del Dr. Robert J. Goddard en cohetes y un laboratorio que con el tiempo pasaría a ser el Jet Propulsión Laboratory en California. La Fundación Guggenheim financió asimismo en 1925 el School of Aeronautics en la Universidad de Nueva York y ayudó a formar escuelas similares en varias universidades de renombre, tales como MIT, CIT, Stanford, las Universidades de Washington y Michigan, hasta el cierre de la Fundación en 1930.
Guggenheim tiene una especial relación con la aviación chilena al haber donado al país una suma importante para el desarrollo de la aviación. Esta donación permitió a nuestro gobierno adquirir los terrenos donde se habilitó el aeropuerto de Los Cerrillos en 1930.
LA PRESENTACIÓN DEL FORD-LEIGH
Alfredo Leigh tenía años de experiencia en investigación y ensayos para controlar aeronaves a baja velocidad y entró en conversaciones con diversas personas buscando un patrocinador, encontrando finalmente un Sr. William Ford con el cual formó la sociedad Ford-Leigh Safety Wing Inc., para desarrollar un aeroplano que participara en la competencia, Ford era propietario de un avión Brunner-Winkle “Bird” al cual se le instaló un sistema Slat-Slot. El avión fue designado el Ford-Leigh, aunque algunas publicaciones de la época lo llaman el Leigh-Bird.
La empresa fabricante del avión, Brunner-Winkle, también presentó un modelo Bird estándar en la competencia.
La instalación en el FC-2 y del Ford-Leigh se aparta de las patentes anteriores, el dispositivo instalado es un Slot con un perfil alar fijo que va del extremo del ala a la otra con la particularidad de cubrir toda la envergadura, pasando por encima del fuselaje. El Bird A era un biplano triplaza propulsado por un motor OX-5 de 90 hp refrigerado por líquido. El Ford-Leigh difería del Bird A de serie, en la instalación del perfil suplementario o Slat sobre el ala superior por sobre toda la envergadura, un motor Curtiss OX.5 modificado por la empresa Kirkham para dar 115 hp y carenados detrás de las ruedas principales. Con este avión Alfredo Leigh finalmente abandona las instalaciones de aletas (Slats) múltiples sobre el ala adoptando la configuración del Slot único, que la experiencia posterior ha demostrado ser el más eficiente.
Una vez terminado el Ford-Leigh fue recibido por la comisión de selección de la competencia el 31 de octubre de 1929, justo el día en que vencía el plazo para presentarlo y se realizaron los ensayos exigidos, no sin inconvenientes. El 2 de noviembre debido a un aterrizaje algo violento, un soporte del tren principal se rompió, con lo cual el día 5 Leigh y Ford retiraron el avión para su reparación e instalación de un motor de partida eléctrico y su batería, con lo que el Ford-Leigh no estuvo listo hasta el 29 de noviembre para reanudar las pruebas oficiales que finalizaron el 17 de diciembre.
Para diciembre de 1929 de los 27 inscritos inicialmente, solo cuatro aviones permanecían en el concurso, el Handley Page Gugnunc, el Curtiss Tannager, el Cunningham-Hall y el Ford-Leigh. En los test finales perdió puntos al no poder cumplir con la prueba de velocidad máxima, fallando por 7,5 mph. con lo cual fue descalificado por no alcanzar la velocidad exigida y emplear un motor “enchulado”, no de producción en serie en comparación con un Bird estándar que participó sin instalación de slots, la velocidad máxima de ese avión alcanzó 108,1 mph. todavía bajo la exigencia del límite de 110 mph. La competencia fue reñida y el finalista fue un Curtiss “Tannager”, que venció al Handley Page HP 39 “Gug-nunc”, por un punto.
La prensa especializada norteamericana cubrió ampliamente este Concurso y una revista “Western Flying” trató en un artículo el problema de la propiedad de la idea del Slot. Indicó que una de las consecuencias sería la discusión sobre la propiedad de las patentes de aletas auxiliares en sus diversas instalaciones.
En efecto fue precisamente lo que sucedió. El equipo de Handley Page presentó una demanda a Curtiss por emplear el Slot Handley Page sin licencia. Curtiss pidió a Alfredo Leigh apoyar su posición en base a las patentes previas de este último ofreciendo cubrir los gastos del litigio. A su vez Alfredo Leigh presentó un reclamo a los jueces de la competencia en contra de Handley Page, quejándose de que era poseedor de patentes concedidas en el Estado de New York que demostraban su propiedad sobre la idea de estos Slots. Esta queja aparece en la edición del 26 de noviembre de 1929 del New York Times. Como resultado de estos conflictos, la compañía Curtiss llego a un arreglo fuera de las Cortes, comprando la licencia Handley Page por el dispositivo, como también debió hacer la empresa italiana Breda que había presentado un avión en la competencia. Los abogados de Curtiss por otra parte consiguieron un dictamen adicional que prohibía la importación en los EE. UU de aviones extranjeros y en particular los Handley Page. Se desconoce la situación del Ford-Leigh, pero al no haber menciones posteriores del caso en la prensa de la época, es posible que haya llegado a un acuerdo económico con Handley Page.
PATENTES POSTERIORES, LA PATENTE CANADIENSE CA352511
En 1934 Leigh, aunque residía en Nueva York trabajaba como consultor en la empresa LPR Company de Delaware. Como buen investigador y dado su continuo interés en el empleo del Slot, Leigh continuó profundizando en su diseño y desarrollando nuevas ideas. Aunque la paternidad y propiedad del conjunto Slat-Slot para 1930 estaba bien definida, propuso el proyecto de un nuevo tipo de Slot para el cual la empresa solicitó en Canadá una patente, en la que figura Alfredo Leigh como inventor. La solicitud fue aprobada y el 20 de agosto de 1935 se publicó la patente CA352511, por un “Airplane Wing”, pero en realidad lo que nuestro inventor ideó es un nuevo sistema de operación que permitiría reducir la resistencia al avance de un Slot fijo con ángulos negativos de incidencia, en otras palabras, en vuelo normal.
Leigh argumenta que los Slots fijos tienen el inconveniente de ofrecer gran resistencia a velocidades normales de operación, hasta el momento de ser útiles al aumentar el ángulo de incidencia del ala y que los automáticos son complicados y pueden fallar. Su invención utiliza un Slot fijo que está provisto de una lámina que en forma automática se extiende para cubrirlo a velocidades más altas que la mínima. En comparación con un Slot fijo corriente su dispositivo permite aumentar sustentación con ángulos altos de ataque y no aumenta la resistencia al avance a velocidad de crucero. La patente describe que esta innovación puede también aplicarse para disminuir la resistencia de cualquier instalación en el exterior del fuselaje o alas.
El Slot de Leigh es fijo pero el Slat está unido a la cara superior del ala con una lámina de aluminio que puede pivotear. En la parte trasera del Slat una lámina flexible también se mantiene pegada al ala por la presión del aire sobre el Slat en vuelo nivelado. Al disminuir la velocidad, y aumentar el ángulo de ataque, el flujo de aire circula detrás del Slat, levantando una placa inferior, que a su vez causa el pliegue de la lámina flexible que es llevada hacia la parte trasera del Slat, formando de esta manera un Slot con la placa de aluminio de la cara superior a su vez levantada por el flujo. El Slot cumple ahora su función normal.
LA PATENTE US 2.011.902
En el mismo período, Alfredo Leigh concibe una nueva idea, siempre como consultor de la empresa LPR Company y propone un Freno de Aire para aviones. La empresa presenta la solicitud de una patente el 18 de enero de 1933, que es publicada el 20 de agosto de 1935 con el N° 2.011.902.
Aunque de uso común hoy en día, los primeros dispositivos de este tipo comienzan a aparecer en la década de 1930. Hay constancia de un freno de aire en 1931 en un avión deportivo en Estados Unidos, pero se generalizan con el desarrollo de frenos de aire para planeadores en 1936 que estudió el organismo de investigación de planeadores DFS, en Alemania y por supuesto en los bombarderos en picada que se comienzan a fabricar a partir de 1938.
El dispositivo ideado por Alfredo Leigh es una placa plana instalada en la cara inferior de un ala que pivotea y puede ser extendida por el piloto. No es exactamente un flap ya que al abrirse se extiende una lona con fuelles que cierra el espacio entre freno y ala. Altera la curvatura del perfil y aumenta la sustentación, pero el objeto principal es aumentar la resistencia al avance para bajar la velocidad de la aeronave. Leigh asegura que el freno puede instalarse en cualquier otra superficie del avión y propone instalaciones alternativas en la cara superior del ala y en el empenaje horizontal.
Una particularidad del diseño de Leigh es que el freno es accionado por presión de aire. Como puede verse en el dibujo la placa 16 en la cara inferior del ala, puede ser abierta a voluntad por el piloto, accionada por un mando. Al abrirse ingresa el flujo de aire que hace girar la placa-freno 10, haciéndola bajar y llenando la cavidad formada por el freno, la cara inferior del ala y el fuelle. El freno se mantiene abierto en consecuencia por aire a presión.
AERONAVES CONSTRUIDAS O MODIFICADAS POR ALFREDO LEIGH
EL MODELO DE PLANEADOR CELULAR DE 1909
Modelo de tamaño reducido de un planeador bi-plano con alas de tipo celular según las cometas desarrolladas por el australiano Hargrave y en la época empleado principalmente en los aparatos Voisin.
PLANEADOR TIPO LILIENTHAL DE 1912
Fue el primero de los planeadores tripulados que construyó Alfredo Leigh, fuertemente influenciado por Otto Lilienthal y ensayado en 1912. Los vuelos los efectuaba en los cerros en la zona de Batuco-Polpaico, de fácil acceso desde la capital por el ferrocarril existente a comienzos de siglo. Es interesante la similitud del diseño con las alas-delta actuales, pero esto confirma que aparatos fabricados para el mismo propósito aun en diferentes épocas, tienden a adoptar formas similares por ser las más eficientes.
Realizó numerosos vuelos con el Tipo Lilienthal, comenzando con planeos a ras del suelo, para llegar a levantarlo a unos 60 m a medida que ganaba confianza en su manejo.
PLANEADOR DE 1912
Construido en base a un ala rectangular en madera y tela, fue ensayado en enero de 1913. Resulto demasiado pesado y fue desechado.
PLANEADOR SAN CRISTOBAL DE 1913
Conservó la forma general del modelo previo con construcción en madera y tela y mayor superficie alar. Se desconocen dimensiones, pero puede observarse que el ala es de gran envergadura y tiene un doble diedro primero negativo para cambiar a positivo a mitad del ala, denotando la preocupación del constructor por lograr estabilidad innata en su aeronave. Fue llamado “San Cristóbal” por su dueño al haberse lanzado desde este cerro en Santiago. El soporte del arnés del piloto es una especie de doble montante instalado y sujeto a los puntos medios de las alas en los que son los largueros delantero y trasero.
La fotografía no muestra instalación de alerones o estabilizadores por lo que la conducción es posiblemente por cambio de posición del centro de gravedad. En los vuelos efectuados no se consiguieron mayores distancias o alturas que los obtenidos en el Tipo Lilienthal.
PLANEADOR DE 1923 CON INSTALACIÓN ALETAS LEIGH
Este planeador terminado en 1923 incorpora el sistema de estabilización y obtención de baja velocidad de pérdida en base a las Aletas Leigh. El ala en posición alta tiene instalada tres aletas Leigh delante y a una altura ligeramente superpuesta sobre el ala. Estas aletas van están instaladas cubriendo el fuselaje y llegan hasta la mitad de cada ala. Están puestas a una distancia bastante grande del ala unos 30 a 40 cm. por lo que no deben haber sido muy eficientes. Esta distancia fue fuertemente reducida en las siguientes instalaciones que diseñó Leigh. La construcción era en madera y la aeronave entelada salvo en la zona de cabina lo que posiblemente permitía el acceso.
El tren de aterrizaje delantero estaba formado por tubos de metal en semicírculo instalado a la altura del borde de ataque del ala y el sistema de lanzamiento era con una cuerda elástica. El Ejército autorizó al teniente Carlos Mortecinos, instructor en la Escuela de Aviación para volarlo. Fue ensayado en los faldeos del cerro Chena y en la pista de la Escuela de Aviación y tuvo el éxito suficiente para convencer al Ejército de ensayar el dispositivo de Leigh y modificar dos de sus aviones.
BRISTOL M1C
El Ejército autorizó la instalación de aletas Leigh en un caza Bristol M1C, montaje que fue realizado en la Maestranza de la Escuela de Aviación y que fue terminado en noviembre de 1923. Nuevamente fue el Teniente Carlos Montecinos el piloto designado para efectuar el primer vuelo, que realizó el día 5 de ese mismo mes. La instalación constaba de tres aletas montadas a unos 30 cm. sobre el ala y a unos 15 cm. delante. Las aletas cubrían todo el borde del ala hasta donde comenzaba la punta curva de esta.
M1C con aletas Leigh en El Bosque
El vuelo dio resultados muy positivos. Según Montecinos el Bristol era mucho más estable y no presentaba particularidades de control notorias. El avión fue también volado por el Capitán Baraona, los tenientes Alarcón y Arredondo y el aspirante Zertuche, de nacionalidad mejicana que estaba efectuando el curso de piloto en Chile.
Un vuelo que alcanzó notoriedad fue cumplido por el Teniente Arredondo el 5 de diciembre de ese año, en el cual montó hasta llegar a 5.000 m. y gracias a lo estable que se comportaba el avión soltó el bastón y tomo fotos de la cordillera. Terminados los ensayos se volvió el avión a su configuración original. No se conservan registros de las prestaciones obtenidas.
DE HAVILLAND DH-9
En 1925 Leigh obtuvo la autorización del Ejército para modificar un avión DH-9 de la Escuela de Aviación lo que se efectuó en esta unidad. La instalación era ahora de cuatro aletas Leigh, montadas en el ala inferior, pero en un montaje diferente.
El inventor continuaba experimentando para encontrar la posición correcta de sus aletas. En este avión están al mismo nivel del borde de ataque del ala y separadas por un Slot del mismo tamaño que los Slot inter-aletas, unos 5 cm.
Los vuelos fueron exitosos y el avión a semejanza de lo sucedido con el Bristol M1C mostró notables mejoras de su estabilidad. Terminados los vuelos de prueba la instalación fue desmontada. No se conservan registros de sus prestaciones.
AVRO 534 BABY
Como resultado de la petición de reconocimiento de la posesión de derechos de propiedad sobre la invención del Slot, Leigh debió demostrar en Inglaterra que sus patentes definían el slot como un dispositivo para bajar la velocidad de pérdida, a lo que el abogado designado por el Ministerio del Aire inglés como veedor, pidió a Leigh como parte en la demanda, demostrar que su invento operaba según la definición de Slot. Alfredo Leigh debió financiar la modificación de un avión y la instalación de sus aletas para realizar test que validaran su petición. Entró en contacto con la firma Avro, donde tuvo la una oferta por el préstamo de un Avro 534 Baby, un pequeño avión biplano de un asiento y posiblemente lo más barato que encontró. El Baby fue construido para satisfacer lo que Avro pensaba sería el boom de aviación civil después de la guerra con un motor de 30-40 hp. lo que estuvo lejos de producirse y se fabricaron solo 8 ejemplares de los modelos 534 al 554. Una variante, el Avro 554 con un motor Le Rhone de 80 hp. denominado “Antartic Baby” fue construido para acompañar la expedición de Shackleton a la Antártica, lo que no se concretó. Esta expedición fue la rescatada por la Armada de Chile en 1916.
Alfredo Leigh y Hinkler con el Baby modificado con aletas Leigh
En diciembre de 1920 el Baby 534 fue modificado extensamente en la fábrica. Se instaló un ala recortada a nivel medio en la que estaban instalados los alerones, posiblemente los originales del avión pero que sobresalían notoriamente del extremo del ala.
El ala superior fue reemplazada por 6 aletas múltiples de una cuerda muy reducida. En realidad, era una extrapolación de las aletas Leigh las que convertían el avión en un multiplano. Fue conservado el motor original un Green de 35 hp. El peso del avión vacío subió de 616 lb. a 675 lb. y cargado de 870 lb. a 825 lb. Se mantuvo el timón original con la característica forma de coma de los Avro, conformación que se remonta al Avro 504 de 1914.
El piloto designado para realizar los ensayos en vuelo y la presentación al Ministerio del Aire fue Bert Hinkler, un destacado veterano de Guerra y que había alcanzado notoriedad efectuando un raid con el Baby de Londres a Milán, un evento notable con solo 35 hp. Como se mencionó previamente el fallo del Ministerio del Aire fue negativo para Leigh, el avión y su configuración cumplían con una reducción en la velocidad de stall, pero a costa de un gran aumento en la resistencia al avance y el fallo fue a favor de la firma Handley Page.
FAIRCHILD FC-2
En 1927 las proposiciones de Leigh interesaron a la Fairchild Aircraft Corp., que encontró válida la invención de Leigh de aletas múltiples y puso a su disposición un FC-2 para la instalación del dispositivo. El avión fue modificado en la planta de Fairchild en Nueva York instalando un conjunto de aletas (Slats) que cubrían toda la envergadura pasando incluso sobre el fuselaje. Se efectuó el primer vuelo el 11 de enero de 1928, con un montaje de tres aletas sobre las alas. Después de una serie de test, Fairchild decidió no continuar con las aletas Leigh.
FORD-LEIGH
Para participar en la Competencia por el avión sguro organizada por la Fundación Guggenheim en 1929-30, Alfredo Leigh obtuvo el financiamiento de un Sr Ford, propietario de un Brunner-Winkle “Bird A”. Formaron una compañía la Ford-Leigh Safety Wing Inc., y presentaron el avión al Concurso. Se le instaló un Slot diseñado por Leigh similar al instalado previamente en el FC-2 que cubría toda la envergadura cruzando por sobre el fuselaje.
El avión pasó a ser designado Ford-Leigh y fue inscrito en la competencia. Las pruebas de cumplimiento de las exigencias en cuanto a velocidades, distancias de despegue y aterrizaje y otras fueron realizadas en Nueva York. El Ford Leigh cumplió con la mayoría sin dificultades, pero no pudo alcanzar la velocidad máxima exigida de 110 mph. logrando solo 102,5 mph.
El Ford Leigh conservaba sin variaciones la estructura del Bird A, fuselaje de tubos de acero soldados con recubrimiento de metal hasta la cabina y de tela en el resto del avión, alas de madera con recubrimiento de metal en el borde de ataque y tela. Era un avión confiable y el Bird A estándar que también participó en la competencia, tuvo un alto puntaje por ser el mejor avión fabricado en serie que postuló, aunque su velocidad máxima era de solo 105 mph.
El motor era un OX-5 en V de 90 hp. refrigerado por líquido, que Leigh envió a la fábrica Kirkham para modificarlo y obtener 100 hp. así y todo y debido a la resistencia adicional de los Slat, no alcanzó la velocidad requerida.
Podemos concluir que Alfredo Leigh con gran tenacidad, desarrolló una idea que resultó finalmente válida y en un proceso de ensayo y error la sometió a numerosas pruebas en diferentes aviones y conformaciones, hasta llegar a la configuración más eficiente, que aplicó comercialmente en los EE.UU.
Nota en el New York Times, sobre la competencia Guggenheim en la que
figura el Ford-Leigh.
EL ALA CON SLOTS Y SUS CREADORES
Par aclarar un tema controvertido y sobre el cual han aparecido numerosos artículos en nuestro país destacando el papel de Leigh en la creación del slot, se presenta un resumen de la forma en que se patentó este dispositivo. El ala con slots fue una invención brillante aparecido a comienzos de la década del veinte y ha sido ampliamente empleada desde entonces, puede verse hoy en día en casi la totalidad de la flota de aviones comerciales de transporte con sus alas dotadas de slots múltiples, apareciendo asimismo en muchos aviones de combate y de aviación general. Varios investigadores en diversos países concibieron elementos similares e indagaron sus efectos, Alfredo Leigh en particular en nuestro país, pero la parte del león quedo en manos de Sir Frederick Handley Page, propietario de la empresa que lleva su nombre, que la patentó con un fuerte respaldo del gobierno inglés, en desmedro de otros aerodinamicistas. De hecho y es significativa la forma de ver el desarrollo tecnológico en comparación con nuestra cultura que en 1928 el Ministro del Aire inglés Sir Samuel Hoare, declaró en la Cámara de los Comunes: …” Pienso que, para satisfacción de esta Casa, esta invención británica estará en proceso de adaptación en la totalidad de la Real Fuerza Aérea…”. Estas patentes le generaron importantes ingresos a la Compañía Handley Page y posiblemente la mantuvieron a flote en los años veinte y treinta, hasta el rearme europeo de finales de la década del treinta.
Avión de transporte aéreo comercial provisto de Slots
EL EFECTO DEL SLOT
Un avión entra en pérdida cuando las alas dejen de generar la sustentación necesaria para mantener el vuelo, una de las causas es la baja velocidad, que se puede compensar aumentando el ángulo de ataque, lo que acrecienta a su vez la sustentación pero hasta un cierto límite ya que el flujo sobre el ala superior se desprende al llegar ésta a un ángulo crítico, originándose un área de flujo turbulento, que causa la disminución inmediata de la sustentación y aumento en la resistencia del ala. El ala entra entonces en pérdida (stall).
Mayor sustentación en consecuencia asegura volar a bajas velocidades, además de acortar las distancias de despegue y aterrizaje. Una forma de obtener este beneficio es utilizando alas en tándem, una delante de la otra, la delantera de pequeño tamaño que se designa como “Slat” y el espacio entre ellas “Slot”. Esta solución en realidad no es nada nuevo, se empleaba algo similar en molinos de viento para permitirles rotar con viento escaso.
Los primeros experimentadores entre ellos el padre de la ciencia aerodinámica Ludwig Prandtl, atribuían el efecto del slot a que la circulación de aire energizaba el flujo laminar sobre la cara superior del ala al crease un efecto Venturi. En realidad, el mecanismo por el cual el slot es efectivo no se descubrió hasta la década del 70 en que la disponibilidad de computadores permitió resolver las complicadas ecuaciones del flujo de fluidos sobre los perfiles alares. Un primer análisis fue publicado por Milton Olin Smith en 1974, que fueron completados por Gentry en 1981 y Marchmann en 1991, lo que ha permitido a los fabricantes de aviones optimizar el diseño del dispositivo y maximizar su efecto.
Hoy se estima que el efecto de la aleta delantera es provocar la circulación del aire hacia abajo detrás del Slat, interactuando con la corriente que asciende por la cara superior del ala disminuyendo la velocidad del aire y por ende la presión negativa en ella (menor sustentación), pero el efecto positivo es reducir la pendiente de la gradiente de presión sobre el ala superior de manera que la aparición de flujo turbulento ocurre a un ángulo de ataque mucho mayor.
EL DESCUBRIMIENTO DEL SLOT
Como en muchas invenciones el Slot tiene múltiples padres. Una gran cantidad de ingenieros y experimentadores trabajaban desde la década de 1910, más o menos simultáneamente, para encontrar una forma de retrasar la entrada en pérdida del ala a bajas velocidades.
El considerado creador de la fórmula, Frederick Hand-ley Page, ingeniero que ingresó a la Royal Aeronautic Society en 1907 y que creó su firma en 1909. Se interesó en profundizar el problema de estabilidad y control al estrellarse un monoplano de su construcción ese año. En 1911 publicó un primer Paper sobre el fenómeno del stall, que completó con un segundo en 1921 proponiendo varios slots a lo largo del borde de ataque para retrasar el fenómeno. Durante la Primera Guerra su empresa creció hasta ser uno de los principales fabricantes ingleses de aeronaves con 2000 empleados. Se le asignó la tarea de diseñar y producir grandes bombarderos capaces de llegar a Berlín, recibiendo substanciales pagos de los gobiernos británicos y norteamericanos por los royalties de producción de sus modelos de la serie “O”.
A diferencia de sus rivales poseía una mentalidad de empresario y era un gran vendedor de sus proyectos. A partir de 1917, durante la guerra, tuvo la precaución de comenzar a solicitar patentes por sus conceptos, acumulando una serie importante a lo largo de la década del veinte, preparándose para posibles litigios.
Otro ingeniero inglés Albert Peter Thurston, quien en 1913 obtuvo el primer doctorado de Aeronáutica en Inglaterra, ya en 1911 en su libro “Elementary Aeronautics” postulaba que planos colocados delante del ala permitirían estabilización de la aeronave. En 1914 presentó un Paper en el cual describía el efecto de un perfil instalado delante del ala, pero interrumpió sus experimentos durante el conflicto. Terminada la guerra realizo una gran cantidad de ensayos en túneles de viento y varios modelos para encontrar la disposición adecuada y trató de patentar su idea, que para todos los efectos se puede considerar un Slot, presentándolos como “Rider Planes” o planos de control para estabilización automática.
Presentó su invención en 1921 al Ministerio del Aire, donde fue rechazada. Al no preocuparse de patentar oportunamente sus concepciones, no pudo respaldar la paternidad del Slot.
En Alemania Gustav Víctor Lachmann solicitó una patente en febrero de 1918, por unos perfiles alares compuestos de elementos escalonados ordenados en forma de persiana veneciana, patente que fue rechazada por la Oficina de Patentes de su país, mucho más exigente que la inglesa sobre la factibilidad de un invento. En 1920 Lachmann en su último año de universidad enterado de las experimentaciones de Handley Page, continuó su investigación con pruebas en los túneles del Instituto Goettingen y obtuvo una patente en su país, registrándola además en Suiza y Francia en 1922. La patente aludía a su derecho de prioridad por la petición de 1918, este término especificado en una patente tiene importancia al establecer la paternidad del invento.
En Chile Alfredo Leigh concibió la idea hacia 1909, al estudiar la forma de obtener estabilidad natural en un avión. Entre los dispositivos que desarrolló estaba el instalar un cierto número de planos delante del borde de ataque en la forma que conocemos como Slats. Su idea fue ensayada en planeadores que construyó y ensayó con éxito variable entre 1912 y 1923. Viajo a EE. UU y Europa para patentar la idea y solicitó primero en los Estados Unidos y luego en Francia en 1919 y 1920 patentes para el perfeccionamiento de aeroplanos por medio de estabilización automática y más tarde en Alemania en 1921 dos patentes sobre las mismas invenciones. Camino de regreso presentó en Canadá sus peticiones de patentes por estas mismas innovaciones. De regreso en Chile y con al apoyo del Servicio Aéreo del Ejercito instaló un sistema de Slots múltiples primero en un Bristol M1C y más tarde en un DH-9. Pruebas que comprobaron la bondad de su creación y que lo llevaron a demandar la paternidad de la idea en Inglaterra.
Slots de Alfredo Leigh ensayados en un Bristol M1C
del Ejército de Chile
En el viejo continente, en 1911 un irlandés Joseph Cordner, obtuvo la patente GB1911/02521 por un ala que puede considerarse utilizaba Slots con flaps desplegables, pero el propósito del dispositivo era frenar y dirigir el avión.
En 1921 Frank Duncanson, inglés, obtuvo la patente GB 167318 por un dispositivo que creaba un Slot en el borde de ataque.
Hay otros postulantes al descubrimiento del ala con slots. En Rusia Riabuchinsky presentó su caso indicando que había analizado y construido alas con Slots en 1909. Handley Page estaba familiarizado con el trabajo de Riabuchinsky y lo cita en su Paper de 1921. Otro ruso Sergei Chaplygin realizó un desarrollo teórico y práctico similar al de Lachmann, pero la debacle de 1917 en Rusia los mantuvo fuera de los centros de desarrollo aeronáutico.
Un español Luis Constantin patentó en 1928 un Slot de apertura automática, fecha para la cual el Slot estaba firmemente en manos de Handley Page y entre 1919 y 1921, Otto Mader, Director de Junkers entre 1914 y 1918, desarrolló un ala con Slot, pero en el borde de fuga, ensayándola en túnel y posteriormente montándola en un avión. Mader postuló a una patente en 1921, pero fue demandado por Handley Page y Junkers debió pagar royalties por el empleo del elemento.
En los EE. UU un experimentador Mr. Martin compareció ante el Congreso para alegar que había desarrollado el ala con Slots tres años antes que Handley Page y que había presentado una aplicación para patentarla, petición que no prosperó por ser posterior a las fechas de las patentes del británico.
LA LUCHA POR LA PATERNIDAD DEL INVENTO
En sistema de patentes existente, establecía que la prioridad sobre un invento podía ser reclamada internacionalmente. Así una primera solicitud de prioridad hecha en cualquier país podía ser utilizada para establecer la propiedad en cualquier aplicación en otro país. La petición de prioridad a través de una solicitud inicial de patente requería que el postulante demostrara que había creado la invención que reclamaba como propia y debería describir como reproducirla y hacerla funcionar. En la Inglaterra de principios del siglo XX se podía pedir una patente provisional sin mayor detalle o inclusive sin planos, para poder reservar el invento y se tenía un año de plazo para presentar los antecedentes completos. Handley Page solicito la patente provisional el 24 de octubre de 1919, discutiendo el Slot en el borde de ataque, pero sin diagramas o dimensiones. Su Slot fijo instalado en un DH-9, fue ensayado en vuelo el 17 de marzo de 1920, presentándolo al gobierno el 22 de abril. La especificación completa, aunque bastante modificada resultado de los ensayos y pruebas realizadas en el intertanto fue entregada a la Oficina de Patentes el 11 de junio de 1920.
Frederick Handley Page que tenía el apoyo de dos hermanos, ambos abogados de prestigio, se cuidó de que la especificación final tuviera un párrafo destinado a discriminar invenciones anteriores: “Han existido numerosas sugestiones para construir aeroplanos que incluyeran combinaciones de alas dispuestas de diferentes maneras, en algunas instancias superpuestas, otras en tándem. En algunos casos estas alas han sido de dimensiones similares, en otras de tamaños diferentes…”
Estas frases presentan la descripción de Thurston, su contendor principal, con sus alas en tándem del paper de 1914 “Planos instalados en tándem”. Asimismo, se pueden aplicar exactamente a las patentes de Alfredo Leigh. Dado que en la revisión de los antecedentes de la patente el UK Examiner, encargado de aprobarla, señaló que en Inglaterra existían otras cuatro patentes previas sobre dispositivos similares, Handley Page debió corregir las especificaciones para no tener coincidencias con estas que afectaran su solicitud de prioridad.
Thurston no trato de hacer valer sus investigaciones antes de la guerra sobre el efecto de alas o aletas en el borde de ataque, en cambio solicitó patente el 14 de diciembre de 1920 por el uso de “Riders” como dispositivos de control destinados a reemplazar alerones, elevadores o timones. Su especificación provisional describe pequeños planos en o cerca del borde de ataque o de las puntas de ala, empleados tanto para control del avión como para conseguir aterrizajes a menor velocidad. Presentó su invención al Ministerio del Aire el 08 de junio de 1921, con la respuesta de que “… la adición de superficies para dirigir el aire a lo largo del ala, consideramos que tal mejora es improbable…”.
En el intertanto el 24 de enero de 1921, se le concedió a Handley Page la patente GB 157567. La prioridad asignada que definía la invención estaba establecida como: “…En un aeroplano que dispone de alas principales con un perfil alar, volando a un ángulo positivo de incidencia, con una pequeña ala auxiliar con un perfil alar, distanciada y conectada al ala principal y dispuesta a un ángulo considerablemente menor que el ala principal, de manera a originar un Slot entre la cara inferior del ala auxiliar y el borde de la cara superior de la principal…”
Thurston continuó con sus ensayos y obtuvo una patente la GB180359 por un sistema de control de aeroplanos, en base a un grupo de pequeños planos en la punta de las alas, alejándose de la motivación de Handley Page, solución similar a algunas de las patentes de Alfredo Leigh.
La amenaza para Handley Page que se presentó con la patente de Lachmann, ya que tenía una fecha anterior a las patentes del inglés, fue solucionada en 1921 comprando los derechos de éste, que no tenía la capacidad económica de Handley Page. Lachmann solo quedó con la propiedad de la idea en Alemania. Un arreglo similar fue alcanzado con Frank Duncanson en 1922 comprando los derechos de su patente. Para 1919 al término de la guerra, la industria aeronáutica inglesa que dependía de las compras militares se hundió y la Compañía Handley Page entró en crisis. Su propietario que tenía una gran cualidad, la capacidad y energía para vender su producto, entró en campaña para vender esta tecnología al Ministerio del Aire, ya que el mercado civil de aviones casi no existía, impulsando el invento tanto a través de la prensa, como en los medios académicos. En 1922 presentó en el Salón Aeronáutico de Paris el Handley Page Hanley un torpedero naval provisto de slots, que sería adquirido por la Armada Japonesa. Reforzó sus propuestas con una batería de patentes solicitadas entre 1920 y 1925, cubriendo mejoras y mecanismos actuadores de los Slots, para terminar en 1927 con el Slot automático. La lucha por el control de este dispositivo también fue ardua. Lachmann en 1921 había propuesto un Slot actuado por el descenso en velocidad, la firma Armstrong Withworth había asimismo solicitado una patente en abril de 1927. Ronald Mc Kinnon Wood tenía una solicitud para un slot automático con fecha 25 de enero de 1927 y al haberse adelantado obtuvo prioridad, pero finalmente vendió sus derechos a Handley Page.
Como experto negociador, Handley Page extendió una licencia a la US Navy por US$ 125.000 y un royalty de 5% del precio total de cada avión que utilizara el slot, hasta un máximo de US $750.000. Vendió la licencia del dispositivo a la Armada Japonesa por £50.000 con una opción de venta al Ejército. Varios Fabricantes ingleses entre ellos De Havilland, adquirieron licencias. Se estima que los royalties y licencias le produjeron £750.000 de la época en el período. Para 1931 los gobiernos de Canadá e Italia también habían adquirido el derecho a utilizar esta invención.
ENTRA ALFREDO LEIGH
A finales del año 1927, Handley Page pidió al gobierno del Reino Unido compensación por el empleo de alas con Slot, basado en los derechos de sus patentes, para oponerse a la prioridad, desde la patente básica del Slot GB 157567 de 1919, a la patente del Slot automático GB 298508 de 1927.
El Ministerio del Aire designó a Hubert Alexander Gill, un abogado de gran experiencia en litigios sobre patentes para considerar la demanda. Gill descartó todas salvo la “básica” de 1919 y la del Slot automático. Examinó la validez de la patente GB 157657 contra la existencia de otras patentes, el Paper de 1914 de Thurston y las dos patentes que el chileno Alfredo Leigh Bañados había obtenido en USA y que podía reclamar prioridad en la invención. Recomendó que el ala diseñada por Leigh fuera construida y ensayada para determinar su comportamiento y performance. El informe puede ser consultado en los National Archives File AVIA 6/1680.
Alfredo Leigh recurrió a H. J. Bert Hinkler quien había adquirido un Avro 534. Se modificó el ejemplar en la firma Avro instalando un total de 6 aletas Leigh sobre el ala superior para ensayar el comportamiento y medir la performance del avión. En Avro se llamó al avión el “534 con persianas venecianas”. Los vuelos fueron realizados entre octubre y diciembre de 1920 y posiblemente Leigh debió asumir los costos, además de pagar los honorarios de los abogados que apoyaban su demanda. El resultado de las aletas Leigh establecido por el Air Ministry, es que producían un ligero aumento de sustentación, pero que su resistencia al avance era por otra parte elevada y que en consecuencia la instalación resultaba de escasa utilidad. Con esta respuesta Leigh dejó Inglaterra para centrar sus esfuerzos en los EE.UU., pero no sería su última controversia con Handley Page.
En cuanto a los derechos de Thurston los resultados de sus ensayos eran parecidos a los demostrados por Handley Page en sus patentes, pero la posición del slot que describía no podía evitar el Stall. Como consecuencia Gill dictaminó que la patente de Handley Page era válida. Las negociaciones entre la empresa y el gobierno inglés se extendieron hasta 1929 y finalmente Handley Page recibió £100.000 por el empleo del ala con slot en aviones militares ingleses, para su uso tanto en el presente como a futuro, hasta la fecha de vencimiento de la patente.
SIGUE LA CONTROVERSIA
Thurston continuó persiguiendo el reconocimiento del medio aeronáutico sobre su contribución al desarrollo del slot. En 1928 la prensa inglesa informó que se adoptaría como estándar el slot automático, por lo que postuló a una serie de patentes, dos sobre un mecanismo de slot automático y trato de llegar a un entendimiento con Handley Page. Este, en forma similar a su trato con Lachmann, Duncanson y Mc Kinley-Wood, ofreció comprar su derecho o negociarlo. Thurston rehusó y al no tener una patente anterior a la de Handley Page tomó la opción de presentar su posición en una conferencia en la Royal Aeronautical Engineers Society, (RAeS) a la que entregó el texto para aprobación en Noviembre de 1928. Handley Page pidió una comisión que analizara si la posición de Thurston era correcta. Esta comisión, formada por industriales y expertos del mundo aeronáutico más afines a Handley Page que a Thurston, decidieron no autorizar la conferencia con el argumento de que no aportaba nada nuevo a la discusión. La controversia fue detenida por la crisis de 1929 que adormeció la disputa.
Gustav Lachmann, entra ahora en escena. Había trabajado en Alemania con Theodore Von Karman y Prandtl y su tesis de doctorado fue naturalmente “El ala con Slots y su importancia para la Aviación”. Después de un periodo en la industria aeronáutica de Japón, fue contratado por Handley Page llegando a ser su diseñador principal. En diciembre de 1931, como asociado de Handley Page dio en la RAeS una magistral conferencia sobre al ala con slots, reviviendo para Thurston el debate, quien presentó sus consideraciones al Ministerio del Aire. La respuesta oficial fue negativa, rechazando el caso y como los derechos de las patentes tienen un plazo limitado, para finales de la década del treinta las patentes habían expirado y el conflicto se cerró.
Slats en un avión comercial
En noviembre de 1931 la NASA publicó el Technical Report N° 398 “Effects of Slots and flaps on the lift and drag of the Mc Donnell airplane”. Efectuando mediciones en vuelo y en túnel de viento en un Mc Donnell M-6, un modelo de turismo y entrenamiento, diseñado expresamente para participar en la Competencia Guggenheim por el avión seguro.
Mc Donnell M-6 estudiado por la Nasa para establecer el efecto de los Slots
NASA estableció que el efecto de los slots instalados en el modelo de aeroplano ensayado fue el aumentar el coeficiente de sustentación máximo en un 54%. Naturalmente este valor fue obtenido en el M-6. El rendimiento de un slot en otro tipo de avión dependerá del diseño del ala de éste, sus performances y configuración general.
Ver también mención de Alfredo Leigh en sección CRONICAS Julio 15, 2016 – “Juan del Villar Araya”.
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