Sir Barnes Wallis fue un ingeniero genial que diseñó una bomba muy especial durante la Segunda Guerra Mundial. La idea era que rebotaría sobre el agua y destruiría las represas alemanas a lo largo del valle del Ruhr, causando inundaciones masivas y daños a los suministros de agua e hidroelectricidad.
En parte gracias a la película de 1955 The Dam Busters, la historia detrás de Operation Chastise, que tuvo lugar los días 16 y 17 de mayo de 1943, se ha convertido en un cuento familiar en tiempos de guerra. Pero los cálculos de trabajo reales de Wallis se perdieron (tal vez adecuadamente, en una inundación en la década de 1960). Entonces, ¿qué sabemos sobre la compleja ciencia detrás de las bombas que rebotan?
Sabemos que los alemanes consideraban que sus presas eran un objetivo potencial para sus enemigos, y colocaron redes de torpedos frente a las estructuras para protegerlos. Y para romper una presa, Wallis se dio cuenta de que salpicarla con muchas bombas pequeñas no funcionaría. Sería la diferencia entre tirar un puñado de arena a una ventana y luego hacer lo mismo con una piedra.
Wallis pensó que para causar daños graves, una sola bomba de cuatro toneladas tenía que detonarse justo contra la pared de la presa a una profundidad de aproximadamente 30 pies debajo del agua. En aquellos días, la precisión de los bombardeos a gran altitud no era lo suficientemente buena como para dar una explosión de bomba en el objetivo. Se inspiró la idea de botarlo a través del agua hacia la presa como una piedra rozante.
En los primeros experimentos, algunas cosas quedaron claras. Primero, para que la bomba rebotara tenía que estar girando, con retroceso. Al igual que un delicado tiro hacia atrás en el tenis, lo que hace que la pelota flote justo sobre la red.
Wallis dedujo que una bomba con retroceso sería levitada por lo que se conoce como el efecto Magnus que contrarresta la fuerza de la gravedad hacia abajo y asegura que golpee suavemente la superficie del agua. Si la bomba golpea el agua con demasiada fuerza, detonaría prematuramente, causando daños al avión de arriba, pero sin dañar la presa.
Girar, por lo tanto, significaba que las bombas podían ser entregadas desde una altura manejable. Volar a 60 pies ya era peligrosamente bajo, pero sin retroceder, los bombarderos Lancaster tendrían que haber volado aún más bajo y más rápido.
En los primeros experimentos de Wallis trabajó con canicas y pelotas de golf y era obvio que su bomba sería esférica. Pero debido a que era más fácil fabricar bombas cilíndricas, una carcasa esférica de madera estaba atada a los cilindros para hacerlos redondos.
Sin embargo, cuando se escala a tamaño completo, la carcasa de las bombas esféricas se rompería al impactar con el agua. No pasó mucho tiempo para establecer que la carcasa esférica era innecesaria y que el cilindro desnudo rebotaría con la misma eficacia.
Doctor de la vuelta
Sin embargo, a diferencia de una esfera, los cilindros solo rebotarán si rebotan en línea recta. Esta es la segunda buena razón para hacer girar la bomba, porque la rotación mantiene el eje del cilindro horizontal para que golpee el agua directamente. Al igual que para el planeta Tierra que gira, el efecto giroscópico del cilindro giratorio estabiliza el eje de giro.
Wallis encontró otro beneficio clave del efecto de retroceso. La bomba no podía estrellarse contra la pared de la presa a 240 mph, ya que detonaría prematuramente y no causaría daños significativos. Así que se aseguró de que la bomba aterrizara cerca de la presa, pero debido a que todavía estaba girando, se curvó suavemente hacia la pared de la presa. Cuando alcanzó la profundidad requerida, estaba justo contra la presa, donde causaría el máximo daño.
Finalmente, Wallis necesitaba saber cuánto explosivo usar. Hizo pruebas a pequeña escala en modelos y luego descubrió cómo aumentar la cantidad de explosivos para lidiar con una presa de 120 pies de altura, e idealmente habría cargado sus bombas con 40 toneladas de explosivos. En el caso (solo hay mucho que un avión puede transportar) solo podía usar cuatro toneladas, por lo que, además de las condiciones oscuras, la baja altitud y el fuego enemigo, la precisión fue clave.
(Para nuestro propio experimento de bomba de rebote en 2011, descubrimos que 50 gramos de explosivo demolerían por completo una presa de 4 pies, por lo que nuestra versión de 30 pies necesitaría 160 kilogramos. Usamos 180 kilogramos solo para estar seguros ... y estaba totalmente destrozada. )
Después de las pruebas en el agua en Dorset y Kent, la redada real tuvo lugar en las primeras horas del 17 de mayo de 1943, con 19 bombarderos Lancaster volando desde la RAF Scampton en Lincolnshire. Después de un vuelo de tres horas, el primer avión se alineó en la presa de Möhne, volando a 240 mph y a esa altitud peligrosamente baja de 60 pies.
La bomba fue lanzada cerca de media milla frente a la presa, rebotó cinco o seis veces y se hundió cerca del muro. A la profundidad requerida de 30 pies, la presión del agua provocó la explosión justo al lado de la pared de la presa. En total, cinco aviones tuvieron que soltar sus bombas antes de que se abriera la primera presa.
La incursión fue peligrosa, se perdieron muchas vidas y su efecto en el curso de la guerra aún se debate. Sin embargo, una cosa en la que podemos estar de acuerdo, 75 años después, es que Wallis es recordado correctamente como un ingeniero genio.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
Hugh Hunt, lector en ingeniería dinámica y vibración, Universidad de Cambridge
