La pérdida de un avión llevó a Juan de la Cierva a buscar una forma completamente nueva de volar. El objetivo principal era eliminar el peligro de que la aeronave perdiera velocidad. Para ello, decidió abandonar el principio de sustentación por ala fija y buscar una solución por otro camino. Primero se interesó en el ornitóptero y el helicóptero.
Los principios de vuelo del ornitóptero y del helicóptero se conocían desde la antigüedad, pero en la práctica nadie había conseguido construir una máquina voladora que funcionara normalmente, aunque, por supuesto, hubo intentos. El ornitóptero es una máquina voladora más pesada que el aire que obtiene sustentación mediante alas batientes. El helicóptero se basa en obtener sustentación mediante la rotación de un rotor en un eje vertical, impulsado por un motor.
Muchos desarrollaron esta idea, pero una máquina práctica estaba aún lejos. El primer helicóptero que se elevó en el aire con una persona a bordo fue construido por los hermanos Bréguet y el profesor Richet el 29 de septiembre de 1907 en Douai, aunque la elevación fue condicional. El primer «vuelo libre» fue realizado por Paul Cornu el 13 de noviembre del mismo año, ascendiendo varios metros en su máquina birrotor sin soporte.
Tras la Primera Guerra Mundial, el trabajo en helicópteros se llevó a cabo en casi todos los países industrializados. Destacan nombres como Pescara (España), Botezat y Bleeker (EE. UU.), Baumhauer (Holanda), d’Ascanio (Italia), Emichen y Bréguet (Francia), y Focke y Flettner (Alemania). Los resultados de los primeros trabajos en un país solían ser poco conocidos en otros, y a menudo el desarrollo de nuevas ideas en este campo progresaba en paralelo e independientemente.
En Rusia también se realizaron varios proyectos interesantes. A principios de 1907, el ingeniero militar K.A. Antonov inició el desarrollo de un helicóptero que se construyó tres años después. Tenía dos ruedas de hélice (rotores) formadas por placas triangulares de aluminio que podían girar. Un pequeño rotor debía crear empuje horizontal, con un motor de 35 CV, pero las pruebas no dieron resultados positivos.
El helicóptero construido en 1909 por el estudiante del Instituto Politécnico de Kiev I.I. Sikorsky tenía dos rotores coaxiales bipala movidos por un motor de 25 CV. En la primavera de 1910, Sikorsky construyó un segundo helicóptero con dos rotores tripala y un nuevo motor de 25 CV, pesando 180 kg. El diseñador no concluyó su trabajo, dedicándose a la creación de aviones.
En 1911, B.N. Yuryev, estudiante de la Escuela Técnica de Moscú, diseñó un helicóptero original con un motor Gnome de 70 CV. Tenía un rotor principal y un rotor de cola. Para controlar el helicóptero en vuelo, incorporó un plato cíclico que permitía cambiar la dirección del empuje del rotor principal y, por tanto, la dirección del vuelo.
A finales de 1911, Yuryev desarrolló una segunda versión (construida a principios de 1912): un helicóptero monorrotor con un rotor principal bipala de 8 m de diámetro. El momento reactivo del rotor principal se compensaba con un rotor de cola en la parte trasera. Ambos rotores eran accionados por un motor de 32 CV. En la primavera de 1911, este helicóptero se exhibió en la Segunda Exposición Internacional de Aeronáutica de Moscú, donde el diseñador fue galardonado con una medalla de oro por elementos estructurales novedosos. Aunque no voló, su esquema y plato cíclico lo consideran precursor de los helicópteros modernos.
A principios de los años 20, los helicópteros alcanzaban alturas de pocos metros y distancias de unos pocos cientos de metros (el récord mundial de distancia en línea recta de Emichen el 17 de abril de 1924 fue de 736 m). Las causas de esta lenta mejora eran las fuertes vibraciones, la mala maniobrabilidad y estabilidad, y la imposibilidad de planear al detenerse el motor. Los diseñadores buscaban soluciones persistentemente, pero nada revolucionario se había propuesto aún.
Paralelamente a los intentos de crear helicópteros, se realizaban investigaciones en institutos aerodinámicos, entre los que Nikolai Yegorovich Zhukovsky destacó tres en 1910: el de Roma, el Instituto TsAGI en EE. UU. y el Instituto Aerodinámico de Kuchino, creado en 1904 y el primero de este tipo en Rusia. Los resultados científicos del Instituto de Kuchino, publicados en sus «Boletines», fueron valorados positivamente en Rusia y en el extranjero, gracias a su edición en francés.
La Idea del Autogiro de Cierva
Ahora haremos una pequeña digresión que puede tener relación directa con la invención de de la Cierva. D.P. Ryabushinsky, fundador y director del Instituto de Kuchino, escribió sobre su investigación sistemática de las hélices, encontrando leyes generales de su funcionamiento. No se limitó a las hélices, sino que abarcó molinos de viento y tornillos que impulsan fluidos, obteniendo una imagen completa del fenómeno.
Ryabushinsky expresó sus resultados en fórmulas sencillas usadas en la práctica. También indicó las bases de la teoría de vórtices de la hélice y un método gráfico. Estudió experimental y teóricamente las hélices que remaban en el lugar y con viento lateral, explicando fenómenos curiosos como la autorrotación de placas delgadas. Es plausible que La Cierva, quien sabía francés y leía sobre aviación, se familiarizara con el «Boletín» del instituto de Kuchino, donde estos resultados sobre hélices y autorrotación de placas simétricas se publicaron en francés en 1909. La chispa de una idea podría haber encendido su mente.
Tras analizar la experiencia acumulada en ornitópteros y helicópteros, La Cierva los consideró mecánicamente y aerodinámicamente complejos. Concluyó que la seguridad podía resolverse creando un sistema de alas que se movieran respecto al aparato, conectadas estructuralmente, y mantuvieran este movimiento sin motor. Según algunos biógrafos, como José Varleta, la idea inicial surgió de un juguete infantil, la «peonza china». Observando su descenso suave, La Cierva pensó que existían modos en los que una hélice podía girar por sí misma (autorrotar).
En la práctica, el problema era que la resultante de la fuerza de sustentación de cada ala impulsara simultáneamente el movimiento relativo al aparato. La Cierva optó por un sistema de alas que giraran alrededor de un eje casi vertical, al que llamó rotor. El rotor debía cumplir las mismas funciones que el rotor principal de un helicóptero, pero a diferencia de este, no era impulsado por un motor; giraba libremente por la acción del flujo de aire, autorrotando.
Para mantener la autorrotación, el flujo de aire debe incidir en el disco con un componente ascendente, es decir, el disco debe tener siempre un ángulo de ataque positivo. Para el movimiento de traslación, el aparato necesitaba un motor con una hélice de tracción, como un avión normal. El rotor podía mantener la autorrotación con ángulos de ataque de hasta 90°, lo que permitía un descenso vertical.
Años antes, el diseñador de helicópteros Pescara patentó un rotor auto-rotatorio, pero con paso negativo de las palas, como un molino de viento. La particularidad del descubrimiento de La Cierva fue que un rotor con un ángulo de calaje positivo de las palas, una vez girado, al moverse el aparato, seguía girando con el flujo de aire y creaba sustentación. El flujo de aire lo impulsaba a girar, pero a diferencia de un molino de viento, el rotor giraba en dirección opuesta.
La Cierva descubrió el efecto de la autorrotación a los 25 años, lo patentó de inmediato y se esforzó al máximo por utilizarlo en la práctica. Inicialmente llamó al sistema de alas autorrotatorias «autohiroptéro» (auto – por sí mismo, giro – rotación), luego lo abrevió a «autogiro» porque le pareció «demasiado griego, demasiado largo y demasiado pesado». La palabra «autogiro» nos llegó del francés (autogire).
Desarrollo y Pruebas de los Primeros Autogiros
Al aplicar el principio de autorrotación en una aeronave, La Cierva, como sus predecesores que intentaron crear helicópteros, se enfrentó a los problemas de asimetría del rotor en vuelo horizontal. Es sabido que la pala que avanza contra el flujo de aire genera más sustentación que la que retrocede, lo que produce un momento de vuelco transversal. Para evitar esta asimetría, La Cierva adoptó el esquema de dos rotores coaxiales que giraban en direcciones opuestas, común en aquella época.
El 1 de julio de 1920, La Cierva presentó una solicitud de patente para un «Nuevo aparato de aviación». La patente nº 74322 fue concedida el 27 de agosto de 1920, cubriendo los principios básicos del rotor de giro libre para crear sustentación. En el borrador de esta patente figuraba la palabra «autogiro», pero se omitió en la versión final. Después de varios vuelos exitosos, La Cierva solicitó el registro de la palabra «autogiro» el 10 de febrero de 1923, para «distinguir las aeronaves con alas giratorias». El Certificado nº 49038 se expidió el 7 de noviembre de 1923.
Para el primer autogiro, denominado C-1, se utilizó el fuselaje de un viejo monoplano «Deperdussin» que La Cierva consiguió en la escuela de pilotos civiles de Getafe. Se le instaló un motor rotativo «Rhône» de 60 CV. Se retiraron las alas y se montaron dos rotores de cuatro palas, de 6 m de diámetro, con fijación «rígida» al cubo. El superior debía girar en sentido horario, y el inferior en sentido contrario. Una superficie vertical, situada sobre los rotores y capaz de girar a izquierda y derecha, actuaría como alerones, generando un momento respecto al eje longitudinal en movimiento. La cola se mantuvo en su forma original. El aparato pesaba 350 kg.
El C-1 estuvo listo para las pruebas en octubre de 1920. El aparato tenía un aspecto tan inusual que solo un fanático del cielo, ansioso por volar en cualquier cosa, o un familiar, para salvar el honor de la familia de las burlas, se atrevería a probarlo. El capitán Felipe Gómez-Acebo era ambas cosas; era cuñado de Juan y unos días antes de las pruebas obtuvo el título de piloto de instrucción inicial. Y en adelante, La Cierva, fanático de la aviación de ala rotatoria, tuvo la suerte de contar con personas tan dedicadas a la aviación.
Las pruebas se realizaron en el aeródromo de Getafe, Madrid. Las palas giratorias de los rotores creaban la impresión de una pelea callejera, por lo que los ingeniosos del aeródromo apodaron al aparato «la bronca». Después del giro inicial del rotor, Gómez-Acebo rodó por el campo y comenzó la carrera. Ambos rotores entraron en modo de autorrotación en las direcciones esperadas, pero el inferior giraba mucho más lento que el superior. El inventor había previsto este efecto, pero no supuso que la velocidad del rotor inferior sería casi un tercio menor de lo calculado. Así, la sustentación total del lado izquierdo de los rotores era mayor que la del derecho y provocaba una tendencia al vuelco.
Debido a una avería del motor, solo se realizó una prueba, pero ya permitió sacar al menos dos conclusiones: 1) la autorrotación es un hecho; 2) para compensar el desplazamiento de la resultante aerodinámica se requiere una nueva solución. La Cierva rechazó la idea de usar un engranaje para igualar la velocidad de los rotores, considerándola una solución voluminosa. Además, un cambio cíclico de las fuerzas aerodinámicas en el rotor superior habría requerido un refuerzo considerable de la estructura y, por tanto, un aumento de peso. Así, concluyó que era más apropiado usar un solo rotor.
Utilizando la experiencia obtenida, Juan de la Cierva, con su característica tenacidad, se dedicó a resolver el problema de crear un rotor con una resultante aerodinámica centrada, al que denominó rotor «compensado». Para lograrlo, la pala que retrocedía en el flujo debía trabajar con un ángulo de ataque mayor que la que avanzaba. La Cierva creía que la combinación de la velocidad del flujo de aire y el ángulo de ataque podría dar una resultante aerodinámica centrada con el eje del rotor. La teoría del rotor «compensado» se basaba en mantener una distribución precisa del ángulo de ataque a lo largo de la pala.
Para aumentar la eficiencia del rotor, el inventor realizó una exhaustiva investigación teórica para determinar la forma de la pala, su perfil y los ángulos de ataque de sus distintas secciones. Así surgió una pala con perfil simétrico y fuerte torsión negativa. El ángulo de calaje de las palas se podía controlar desde la cabina, es decir, reducir el ángulo de la pala que avanzaba y aumentarlo para la que retrocedía. Con una pala así (que, según el inventor, debía torsionarse en vuelo mediante cables), La Cierva esperaba obtener un rotor cuya resultante aerodinámica estuviera en el plano de simetría del aparato para todos los ángulos de ataque. Además, este sistema permitiría controlar el aparato en el plano transversal. La idea de torsionar las palas o el ala no era nueva; los primeros monoplanos carecían de alerones y el control lateral se realizaba mediante la torsión del ala, lo que permitía cambiar los ángulos de ataque.
Para la construcción del autogiro era necesario crear una base de producción. Con este fin, el 18 de noviembre de 1920, Juan de la Cierva, su hermano Ricardo y el carpintero Pablo Díaz firmaron un contrato, formando una sociedad propietaria de un taller de carpintería para la construcción de «automóviles, aeroplanos y piezas de repuesto». Pronto, la sociedad comenzó la construcción del C-2.
Por consejo de sus amigos, La Cierva decidió hacer público su invento. Para ello, el 5 de marzo de 1921 envió a la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, así como al Real Aeroclub, un mensaje en el que describía a grandes rasgos los principios básicos del autogiro y los resultados de la prueba del C-1. Al mismo tiempo, informaba de que estaba construyendo un nuevo aparato con un solo rotor. Su mensaje al Real Aeroclub se publicó en el «Heraldo deportivo» el 5 de abril de 1921 y en el boletín oficial del Real Aeroclub de España ese mismo mes.
En marzo de 1921, La Cierva construyó y probó un modelo volador de autogiro. El modelo tenía un rotor de cinco palas, y la hélice de tracción era impulsada por un motor de goma. La Cierva invitó a la demostración del modelo a representantes de la Real Academia de Ciencias y de la comisión técnica del Real Aeroclub, entre ellos el jefe del laboratorio aerodinámico de Cuatro Vientos, el comisario deportivo de la FAI Emilio Herrera, a quien más tarde le correspondería registrar los primeros logros del nuevo aparato volador.
En presencia de los distinguidos invitados, La Cierva enrolló la goma con la hélice de tracción, hizo girar el rotor del modelo en la dirección deseada y lo colocó en el suelo. En cuanto soltó la hélice, el autogiro despegó, ganó unos metros de altura y luego, a medida que disminuía la velocidad, comenzó a descender lentamente, demostrando un vuelo estable. Se observó que la pérdida de velocidad de avance solo causaba una ligera pérdida de altura. Las palas seguían girando y el modelo no caía, sino que descendía suavemente. El modelo cubrió una distancia de varias decenas de metros, y su vuelo causó una gran impresión entre los presentes. Todos coincidieron en que el autogiro entraría en el ámbito de uso práctico antes que el helicóptero.
Cuando se le pidió a Herrera que comentara el vuelo, respondió que antes pensaba que el primero en estrellarse sería alguien en el helicóptero de Pescara, pero que ahora estaba seguro de que ocurriría en un autogiro. De esta forma inusual, uno de los ingenieros aeronáuticos más prestigiosos de España expresó la idea de que el autogiro ocuparía su lugar en la vida práctica antes que el helicóptero. En una cosa Herrera se equivocó: el autogiro demostró ser una aeronave tan fiable que durante 10 años de vuelos mayoritariamente experimentales no hubo ni un solo accidente mortal.
El 28 de marzo de 1921, La Cierva presentó una solicitud de complemento a su patente nº 74322. Esta solicitud abarcaba tres de sus inventos: el rotor «compensado»; el giro del rotor al inicio del movimiento del autogiro mediante un cable enrollado en un tambor en el eje del rotor y fijado al suelo; y el control transversal mediante la deflexión diferencial de las semiplanos del timón de profundidad, que también podían funcionar como timón de profundidad. A la solicitud se adjuntaron dibujos en tres proyecciones del C-2. El certificado adicional a la patente nº 74322 se expidió el 20 de abril de 1921, con el nº 77569.
La construcción avanzaba lentamente. Las limitaciones financieras impedían al inventor acelerarla. Además, la entrega del duraluminio para los largueros de las palas, encargado en Francia, se retrasaba. La Cierva, impaciente por comprobar su teoría del rotor «compensado», decidió construir antes otro aparato más sencillo y rápido de fabricar. Así surgió el C-3, destinado a verificar la idea del rotor «compensado» y, además, un esquema original de control lateral. En la serie cronológica de autogiros construidos y probados, el C-3 fue el segundo, y el C-2, que se inició antes pero se terminó después, resultó ser el tercero. En la literatura a veces se confunden estos autogiros.
El C-3 montaba un rotor de tres palas con un dispositivo sencillo para torsionarlas en vuelo. La pala tenía un perfil simétrico y se construyó como un ala de avión convencional de un solo larguero. A diferencia del anterior y de todos los autogiros posteriores, el C-3 tenía palas anchas, lo que facilitaba su torsión. El fuselaje se tomó de un monoplano «Sommer». El motor, inicialmente un «Gnome» de 50 CV, fue reemplazado por un «Rhône» de 80 CV. Las pruebas comenzaron en junio de 1921. El piloto de pruebas fue José Rodríguez, recién titulado y ansioso por volar.
Durante las pruebas, a medida que el autogiro aceleraba, el rotor aumentaba su velocidad de giro, pero al alcanzar la velocidad de despegue, la máquina saltaba y se inclinaba a la derecha. Cada intento de despegue iba acompañado de averías, y las pruebas se sucedían con interrupciones. Las últimas pruebas las realizó Alejandro Gómez Spencer (quien más tarde realizaría el primer vuelo en autogiro) y obtuvo los mismos resultados: el aparato, al acelerar, se inclinaba hacia la derecha inmediatamente después de que las ruedas se despegaban del suelo.
A pesar de los fracasos, La Cierva continuó su trabajo metódicamente, modificando el C-3 nueve veces en total. Finalmente, el diseñador concluyó que la causa de la descompensación del rotor era la falta de rigidez de las palas, necesaria para el control lateral. Debido a la elasticidad de las palas, las fuerzas aerodinámicas creaban una torsión indeseable. A finales de 1921, La Cierva ya tenía una nueva idea, cuya aplicación, creía, evitaría la asimetría de la resultante de sustentación. El C-2 estaba casi listo, y las pruebas del C-3 se detuvieron.
El rotor del C-2, de 11,5 m de diámetro, era de cinco palas. Cada pala tenía dos largueros, costillas de madera y estaba recubierta de tela. Para mantener el ángulo de calaje inalterado, las palas se fijaban rígidamente con arriostramientos: La Cierva esperaba con su ayuda obtener una resultante de sustentación del rotor que pasara por su eje. El fuselaje del C-2 (a diferencia del C-1 y C-3) fue hecho especialmente para este aparato. La cola tenía particularidades: ambas mitades del timón de profundidad podían funcionar simultáneamente (como timón de profundidad) o por separado (como planos para el control lateral). Este control, según el inventor, debía crear un potente momento de alabeo, por lo que la viga del fuselaje fue calculada adecuadamente. El C-2 montaba un motor «Rhône» de 110 CV.
El C-2 se construyó a principios de 1922. El piloto de pruebas volvió a ser Gómez Spencer. A pesar de las nuevas adaptaciones, en las pruebas el C-2 se comportó exactamente igual que su predecesor el C-3. El rotor giraba en las carreras del aparato, dando suficiente sustentación para que el autogiro realizara pequeños vuelos, pero en cuanto las ruedas se despegaban del suelo y el aparato perdía el apoyo firme, invariablemente se inclinaba a la derecha, y el control lateral no podía impedirlo. Los intentos de elevar el C-2 terminaban con la rotura de las palas y la deformación del fuselaje debido al gran momento aplicado por el control lateral. Después de cada intento de despegue, se necesitaba una reparación considerable. El C-2 fue modificado cuatro veces.
Analizando detalladamente toda la experiencia obtenida en las pruebas de los tres primeros autogiros, La Cierva llegó a la conclusión de que con la fijación rígida de las palas al buje era imposible obtener una resultante aerodinámica centrada de la sustentación del rotor, y continuó buscando tenazmente la solución, ya que estaba completamente seguro de la corrección del camino elegido. Al fin y al cabo, el principio del autogiro había sido demostrado en el modelo volador. Finalmente, La Cierva llegó a la conclusión de que la diferencia entre los aparatos probados y el modelo residía en que las palas del modelo eran más flexibles. Una pala flexible se deforma más o menos de acuerdo con la sustentación y realiza un movimiento pendular cíclico al girar el rotor. En el movimiento de avance del autogiro, la pala que avanza contra el flujo de aire se eleva, y la que retrocede, desciende. Debido a la flexibilidad de la pala, el momento de vuelco transmitido al eje del rotor se vuelve insignificante.
El Rotor Articulado y el Éxito del C.4
Así pues, la causa del diferente comportamiento del modelo y del autogiro real fue determinada. Ahora había que construir un rotor en el que las palas pudieran realizar movimientos pendulares, y La Cierva decidió unir cada pala al buje mediante una articulación con un eje horizontal (por el momento, una sola articulación; en 1927, añadiría una segunda con eje vertical). Sobre cuándo le llegó esta idea, La Cierva escribe: «…en mi cuaderno, en el que anotaba cálculos durante varios años, encontré una nota que dice: el 2 de enero de 1922 se me ocurrió por primera vez la solución de articular las palas». Al parecer, esta solución fue inicialmente alternativa para el diseñador. Solo después de las pruebas del C-2 se convenció definitivamente de la necesidad de aplicar un rotor articulado.
El 18 de abril de 1922, La Cierva presentó una solicitud de patente para una «Conexión articulada que permite el movimiento batiente de las palas en el plano vertical». La patente «Mejora de aeroplanos con alas giratorias» nº 81406 fue concedida el 15 de noviembre del mismo año. Esta articulación permitía a la pala formar un cono durante la rotación, determinado por el equilibrio de las fuerzas aerodinámicas y centrífugas. El movimiento batiente se amortiguaba aerodinámicamente. La pala que subía reducía automáticamente su ángulo de ataque y, por lo tanto, la sustentación, lo que la obligaba a disminuir la velocidad de batido y luego a descender; y viceversa, al descender la pala, el ángulo de ataque aumentaba. En los primeros autogiros con articulaciones horizontales, La Cierva utilizó cordones de goma para suspender las palas, que las mantenían casi horizontales incluso con el rotor parado. En movimiento, la fuerza centrífuga es aproximadamente 10 veces mayor que la sustentación, y las palas no necesitan suspensión. La necesidad de suspensión surge en reposo o a bajas revoluciones del rotor, cuando la sustentación aún es insuficiente.
La patente contenía otro punto: el larguero de la pala, cerca de la raíz, estaba doblado hacia abajo, de modo que las articulaciones quedaban por debajo del centro de gravedad de la pala. El diseñador creía que durante el vuelo las palas adoptarían una posición casi horizontal. Esta forma de larguero de pala se utilizó solo en el C-4 (del que hablaremos más adelante). Juan de la Cierva consideró que con la introducción del rotor articulado obtenía seis ventajas: una resultante aerodinámica centrada; estabilidad inherente al aparato, ya que la resultante de sustentación siempre se aplica en un punto situado por encima del centro de gravedad; la posibilidad de utilizar perfiles óptimos que no podían aplicarse en el rotor «compensado»; la eliminación de los momentos flectores del eje del rotor; la eliminación del efecto giroscópico; y la ligereza y simplicidad de la construcción.
El primer autogiro con palas articuladas, el C-4, también incorporó otra novedad: el eje del rotor podía inclinarse a izquierda y derecha a voluntad del piloto. Como ya sabemos, para el control lateral, el C-1 disponía de un único alerón sobre los rotores. En el C-3 había un dispositivo para la torsión simultánea de las palas, y en el C-2, un timón de profundidad diferencial. Ahora se aplicaba el control lateral mediante el rotor. Para construir el C-4, La Cierva utilizó el fuselaje del C-3, pero lo modificó significativamente. Instaló un motor «Rhône» de 80 CV. El autogiro utilizaba un rotor de cuatro palas. Las palas tenían un solo larguero tubular y costillas de madera.
Las pruebas comenzaron en junio de 1922. Las primeras rodaduras y carreras las realizó Gómez Spencer, pero pronto fue llamado al servicio activo, y las pruebas continuó José María Espinosa. Las pruebas nuevamente no dieron el resultado esperado: el piloto no podía desviar el eje del rotor; el esfuerzo requerido superaba las capacidades humanas. Era necesario volver al esquema de control de un avión. La Cierva comprendió que era un paso atrás, pero en ese momento lo primero era demostrar la eficacia del principio del autogiro en la práctica, y luego desarrollar sistemáticamente el esquema de control más óptimo. El control mediante el rotor fue suprimido y el C-4 fue dotado de una barra transversal con alerones. Para entonces, Gómez Spencer había regresado y continuó las pruebas.
En enero de 1923, por fin se realizaron los primeros vuelos exitosos. La literatura sobre la historia del autogiro ofrece distintas fechas para los primeros vuelos. Para dar una imagen precisa, citamos extractos del mensaje de La Cierva a la Real Academia, fechado el 15 de febrero de 1928: «Este aparato, probado en junio de 1922, demostró desde el principio su auto-centrado inherente y ya estaba listo para volar, pero se produjo una avería que obligó a detener las pruebas, que luego, por falta de piloto y otras razones, no pudieron reanudarse hasta enero del año en curso. Actualmente, el aparato está provisto de dos pequeños alerones, es decir, pequeñas alitas para el control lateral.»
«Pilotado por el Sr. Gómez Spencer, el autogiro voló por primera vez el día 10. Tras la compensación del momento reactivo del motor, el día 17 realizó varios vuelos en línea recta a dos metros de altura, confirmando todos los datos calculados, a excepción del aterrizaje, que realizó a la manera de un avión. El día 20, debido a un defecto en el sistema de control del motor que impidió al piloto apagarlo en el aterrizaje, el aparato ascendió a 8 m de altura, lo que, de haber sido un aeroplano, con la pérdida de velocidad habría supuesto una catástrofe. El piloto, recordando la propiedad teórica del aparato de ser insensible a la pérdida de velocidad y su capacidad de aterrizar verticalmente, realizó la maniobra necesaria; el aparato descendió lentamente y aterrizó casi sin velocidad, confirmando finalmente todas sus propiedades teóricas.»
«El día 25 se realizaron las pruebas oficiales, y el día 31 se realizó un vuelo de tres minutos y medio de duración por un recorrido cerrado de cuatro kilómetros a una altura superior a 25 m, según consta en el certificado adjunto». Así, el 10 de enero de 1923, Gómez Spencer voló por primera vez el C-4. El vuelo fue breve. El autogiro se inclinó a la izquierda y cayó. La causa fue el momento reactivo de la hélice de tracción, que se eliminó desplazando el eje del rotor lateralmente. El 17 de enero, Gómez Spencer realizó el primer vuelo en línea recta a 2 m de altura, cubriendo 183 m. Así, el rotor articulado permitió al autogiro volar.
El 20 de enero, durante un vuelo a baja altura, el motor dejó de obedecer y alcanzó las máximas revoluciones. El autogiro comenzó a ganar altura bruscamente. Sin embargo, el piloto se dio cuenta de que debía cortar el encendido, tiró enérgicamente de la palanca hacia sí y el autogiro aterrizó con una pequeña velocidad vertical. El jefe del aeródromo de Getafe, capitán José González, describió este vuelo: «Durante la realización de la prueba, que efectuaba el teniente Alejandro Gómez Spencer en la máquina voladora, inventada por el ingeniero de caminos Juan de la Cierva y denominada por el inventor ‘autogiro’, por avería en el circuito del contacto manual, el aparato se elevó de repente unos ocho metros y a esta altura se encontró sin velocidad de traslación, es decir, en situación análoga a la pérdida total de velocidad de un aeroplano. Sin embargo, al descender se notó en todo momento la presencia de fuerza de sustentación gracias al rápido giro de las alas-palas, lo que condujo a un aterrizaje no brusco, suave».
Sin duda, González describió este incidente a petición de La Cierva. Para el inventor era importante tener la confirmación de una autoridad sobre la principal ventaja del autogiro frente al avión. El avión solo vive de la velocidad. Si no hay velocidad, no puede mantenerse en el aire. En los albores de la aviación, las velocidades de los aviones eran comparables a las de las masas de aire, y en algunos casos (excluyendo la experiencia del piloto) podían crearse condiciones en las que el ala del avión alcanzaba ángulos de ataque supercríticos, lo que conducía a la entrada en pérdida. La pérdida de velocidad a gran altura no es tan grave, pues de una barrena se puede salir. A baja altura, sin embargo, las posibilidades de salvar la máquina, y a menudo la vida, eran casi nulas. Por ello, La Cierva quiso destacar las ventajas de su nuevo aparato, que se encontró en una situación tan crítica.
Tras estos vuelos, el C-4 fue trasladado de Getafe al aeródromo de Cuatro Vientos, base de la aviación militar. Allí, el 31 de enero de 1923, Gómez Spencer abrió la era de los vuelos normales de la aviación de ala rotatoria. El comisario deportivo de la FAI, Herrera, certificó oficialmente este vuelo: «En el aeródromo de Cuatro Vientos, en la tarde del 31 de enero del presente año, un aparato del sistema ‘autogiro’, inventado y construido por don Juan de la Cierva Codorniu, pilotado por el teniente Alejandro Gómez Spencer, realizó tres vuelos, el último de los cuales fue sobre un circuito cerrado de unos 4 km de longitud en 3 min 30 s, alcanzando una altura sobre el suelo superior a 25 m.»
Con este vuelo histórico, la eficacia del principio del autogiro quedó demostrada en la práctica. El C-4 cumplió su cometido, y para experimentos más complejos, era necesario construir otro aparato. El éxito del autogiro repercutió en la prensa mundial. La revista estadounidense «Aviation» ya el 12 de marzo publicó una fotografía del autogiro en su portada, y el 9 de abril un artículo sobre él del pionero de la aviación española Heraclio Alfaro. La revista francesa «Aéronautique» en su número de abril publicó un pequeño artículo de La Cierva, en el que se daban las siguientes características del C-4: diámetro del rotor – 8 m; superficie total de las palas – 10 m2; perfil de las palas – «Eiffel-101»; motor – «Rhône» 80 CV; peso al despegue – 500 kg; carga específica sobre las palas – 50 kg/m2; velocidad máxima – 100 km/h. Por supuesto, nadie midió la velocidad máxima del C-4 de forma adecuada. Esta cifra es, por supuesto, una estimación y, muy probablemente, bastante optimista.
En el mencionado mensaje a la Real Academia de Ciencias del 15 de febrero de 1923, La Cierva, tras describir el vuelo del C-4 del 31 de enero de 1923, escribe: «Con este experimento termino el trabajo con el actual aparato, no preparado para vuelos de gran duración y alcance, y me dedicaré a la creación de otro aparato de las mismas características, pero de construcción mejorada, cuya construcción espero terminar rápidamente. La parte puramente experimental ha concluido, pero esto no niega posibles mejoras posteriores, especialmente en el ámbito de la utilidad.»
Concluye: «Tengo el honor de comunicar a nuestra Real Academia de Ciencias que el producto de mis investigaciones sobre el sistema ‘autogiro’ ha sido la obtención de una máquina voladora de las mismas características que las de un avión, con una superioridad relativa en estabilidad y aterrizaje, facilidad de construcción y gran simplicidad de manejo. Simultáneamente, el autogiro se acerca en utilidad y velocidad al avión». Así, una etapa histórica había terminado. El inventor comenzó a trabajar en el desarrollo posterior de la idea.
Después de los exitosos vuelos del C-4, La Cierva comenzó la construcción de su quinto autogiro. A pesar de las dificultades financieras, lo llevó a cabo. El C-5 fue el último autogiro creado por el inventor por su cuenta (contando modificaciones y grandes reparaciones, construyó 30 autogiros por su cuenta). El rotor del C-5 era de tres palas. Según La Cierva, un rotor de tres palas tenía menos interacción entre las palas en comparación con los rotores de cuatro y cinco palas.
Las palas tenían un único larguero de construcción mixta, revestimiento de contrachapado y un borde metálico. El autogiro estaba propulsado por un motor «Rhône» de 110 CV. Las pruebas comenzaron en abril de 1923. Debido a las frecuentes averías, el trabajo se interrumpió. Finalmente, el aparato sufrió un grave accidente: durante el rodaje, un larguero de la pala se rompió debido a la fatiga. La máquina no se reparó, ya que los recursos del inventor estaban agotados.
Especificaciones Técnicas
| Modificación | C.4 |
| Diámetro del rotor principal, m | 12.70 |
| Longitud, m | 8.38 |
| Tipo de motor | 1 Motor de pistón Le Rhone 9Ja |
| Potencia, CV | 1 x 110 |
| Velocidad máxima, km/h | 72 |
| Tripulación, tripulantes | 1 |
Galería de imágenes y diagramas del Cierva C.1 Autogiro y Primer Desarrollo
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