La regla de áreas de Whitcomb estrechó el fuselaje y los reactores dejaron de pelearse con la barrera del sonido

A principios de los años cincuenta, los diseñadores de reactores seguían chocando con un muro cerca de Mach 1: la resistencia aumentaba mucho más rápido que las predicciones de túnel de viento basadas en componentes. El interceptor F-102 de Convair, diseñado para Mach 1,2, ni siquiera podía alcanzar Mach 1; su programa se apoyaba en cifras de túnel optimistas. En una charla en Langley a finales de 1951, Adolf Busemann describió el flujo transónico como rígidos «tubos de corriente» y bromeó con que los ingenieros debían convertirse en «fontaneros»; días después, Richard Whitcomb tuvo la revelación de que los tubos de las alas y del cuerpo interferían entre sí.

Los experimentos de Whitcomb de 1952, publicados como el Informe 1273 de la NACA, hicieron cuantitativa la regla: cerca de la velocidad del sonido, el aumento de resistencia a sustentación cero depende principalmente del desarrollo axial del área de sección transversal normal a la corriente de aire para toda la configuración. Añadir alas introduce una protuberancia en esa curva; hundir el fuselaje donde se unen la suaviza de nuevo. La NACA entregó la regla a la industria estadounidense de forma secreta desde 1952, Convair hundió el fuselaje del F-102 y añadió volumen trasero —se alcanzó entonces la velocidad de diseño de Mach 1,2—, mientras que Grumman diseñó el F-11 Tiger en torno a la regla desde el principio.

El modelado se extendió por todas partes y el apodo se quedó: el F-102 y el Northrop F-5 fueron apodados «botellas de Coca-Cola voladoras». Los descendientes de la regla son invisibles pero están en todas partes: la joroba detrás de las cabinas de vuelo del Boeing 747 y del B-1 Lancer, la colocación de la cúpula del F-22 y la extensión del fuselaje trasero de 3,73 metros del Concorde, que redujo la resistencia de onda un 1,8 % a Mach 2.

Modelar la sección transversal de todo el avión, no la de sus componentes

La resistencia de onda cerca de Mach 1 es una propiedad de todo el avión; optimizar cada componente para la aerodinámica de forma aislada era optimizar la cantidad equivocada, que es exactamente cómo fallaron las predicciones del F-102.

Hundir el fuselaje cuesta poca estructura y nada de empuje, mientras que la alternativa obvia —motores cada vez más grandes para atravesar el pico de resistencia— consumía peso y combustible durante todo el vuelo.

Whitcomb probó combinaciones completas de ala y cuerpo en el túnel de alta velocidad de Langley en lugar de componentes, de modo que pudo ver la curva de áreas en vez de los coeficientes de resistencia de cada componente.

El planteamiento de Busemann de los «tubos de corriente» aportó el modelo mental: el aire cerca de la velocidad del sonido se comporta como tubos rígidos, y los tubos que se abultan unos hacia otros generan ondas de choque estacionarias y resistencia.

La NACA distribuyó la regla a la industria estadounidense en secreto desde 1952, de modo que Convair y Grumman la aplicaron mientras aún no estaba publicada.

Optimice la cantidad que determina el coste, no los componentes que tiene delante. Un fuselaje puede parecer perfectamente aerodinámico por sí solo y seguir siendo el problema una vez que se añaden las alas: modele la curva del sistema.

La regla de áreas se convirtió en una herramienta permanente del diseño transónico en lugar de un rescate puntual: salvó el programa del F-102, dio forma al F-106, al F-5 y al B-58, y sobrevive en los perfiles de lomo abultado de aviones de línea y jets de negocios. Robert T. Jones la extendió a la regla de áreas supersónica en 1956, y guió el alargamiento del fuselaje trasero del Concorde. Whitcomb recibió el Trofeo Collier de 1954 y permaneció en Langley para producir otros dos avances, el perfil alar supercrítico y los winglets. El legado más profundo es la costumbre: comprobar la distribución del área de sección transversal antes de pulir cualquier componente individual.