¿Por qué el F-35 es un Nescafé dos en uno?
En junio de este año, como parte del ejercicio Bandera Roja, un gran número de aviones de la Fuerza Aérea de los EE. UU., la Real Fuerza Aérea de Gran Bretaña y la Fuerza Aérea Australiana practicaron muchas tareas conjuntas, incluida la ruptura de la defensa aérea estratificada de un enemigo potencial.
Los representantes de la Fuerza Aérea participaron en los F-16, F-15, Eurofighter "Typhoons", el E-8 fue el avión de control, el F-22 y el F-35 desempeñaron el papel de escolta encubierta. Casi todo el conjunto de la OTAN.
El enemigo estaba representado por sistemas de defensa aérea de largo y medio alcance y cazas estructuralmente similares al Su-30. Es decir, se simuló al enemigo más poderoso.
Al final, los F-35 decidieron efectivamente el resultado al destruir las redes de defensa aérea y transmitir datos a cazas cargados de misiles como los F-16, que completaron la derrota del enemigo en tierra y en el aire.
Que el F-35 puede volar a velocidades de hasta Mach 1,6 y transportar cuatro cargas útiles armas en los compartimentos internos, esto no es lo más importante. De hecho, lo importante no es la potencia de fuego, sino la potencia de procesamiento del F-35. Es por eso que al F-35 se le conoce como el "mariscal de campo en el cielo" o "la computadora que vuela".
“Nunca ha existido un avión que proporcione conocimiento de la situación como el F-35. En combate, la conciencia situacional vale su peso en oro."
- Mayor Justin "Hazard" Lee, piloto instructor del F-35 de la Fuerza Aérea de EE. UU.Pero durante bastante tiempo, muchos han debatido si el F-35 era una plataforma revolucionaria o un ejemplo de adquisición de armas por parte del Pentágono que no tenía sentido.
Resulta que son ambas cosas.
El avión que conocemos hoy como F-35 fue construido para servir a múltiples componentes del ejército con un avión versátil y de alto rendimiento.
Con una larga lista de requisitos de la Armada de los EE. UU., la Fuerza Aérea, DARPA y, posteriormente, el Reino Unido y Canadá, el programa Joint Strike Fighter ya organizó en 1997 una selección competitiva de dos prototipos: el X-35 de Lockheed Martin y el X- 32 de Boeing " Y los desarrolladores tuvieron que trabajar duro: el Joint Strike Fighter necesitaba reemplazar al menos parcialmente al menos cinco aviones diferentes en diferentes ramas de las fuerzas armadas, incluido el interceptor de alta velocidad F-14 Tomcat y el avión de ataque A-10 Thunderbolt II. .
Si bien reemplazar todos estos aviones por uno solo ahorraría (en teoría) dinero, la larga lista de requisitos resultó en una avalancha de costosas complicaciones. De hecho, mientras el X-35 todavía estaba compitiendo por un contrato, muchos no estaban seguros de que dicho avión pudiera construirse en producción.
Diseñado desde cero teniendo como prioridad la baja observabilidad, el F-35 puede ser el avión de combate más sigiloso de la actualidad. Utiliza un único motor F135, con un empuje de poscombustión de 19 kgf, capaz de acelerar el caza a velocidades de hasta Mach 500.
El avión puede transportar cuatro misiles o bombas dentro del compartimento de armas y seis más en los nodos externos, pero esto irá en detrimento del sigilo. Además de un cañón de 25 mm de cuatro cañones.
La carga útil estándar de las tres variantes del F-35 incluye dos misiles aire-aire AIM-120C/D y dos bombas guiadas GBU-32 JDAM, lo que permite al F-35 atacar objetivos tanto aéreos como terrestres. Además, Lockheed Martin ha desarrollado un nuevo carro de armas interno que eventualmente permitirá que el avión transporte dos misiles adicionales dentro de la bahía.
La cabina del F-35 evita la variedad de sensores y pantallas que se encuentran en generaciones anteriores de aviones de combate en favor de grandes pantallas táctiles y un sistema de visualización montado en el casco que permite al piloto ver información en tiempo real. El casco también permite al piloto ver directamente a través del avión, gracias al Sistema de Apertura Distribuida (DAS) del F-35 y a un conjunto de seis cámaras infrarrojas montadas en un patrón circular en el fuselaje del avión.
"Si volviéramos al año 2000 y alguien dijera: 'Puedo construir un avión que sea furtivo, tenga capacidad VTOL y pueda volverse supersónico', la mayoría de la gente en la industria habría dicho que era imposible".
" dijo Tom Burbage, director general de Lockheed para el programa JSF de 2000 a 2013. "La tecnología para reunir todo esto en una sola plataforma no estaba disponible para la industria en ese momento".
Si bien los prototipos X-32 y X-35 tuvieron un buen desempeño, el factor decisivo en la competencia puede haber sido el vuelo corto de despegue y aterrizaje vertical (STOVL) del F-35. Dado que el Cuerpo de Marines de los EE. UU. tenía la intención de utilizar este nuevo avión como reemplazo del AV-8B "Harrier II", el nuevo caza furtivo estadounidense cumpliría la misma función de aterrizaje vertical y despegue corto.
Los prototipos X-32 de Boeing tenían un aspecto más inusual que sus competidores X-35 y, en muchos sentidos, eran menos avanzados.
Boeing vio esto como un punto de venta para su diseño porque los sistemas menos innovadores utilizados en su diseño eran más baratos de mantener. El avión utilizó un sistema de vectorización de empuje hacia adelante para el aterrizaje vertical, similar al del Harrier. De hecho, los ingenieros de Boeing simplemente redirigieron el empuje del motor del avión hacia abajo para despegar, haciéndolo menos estable que el X-35 en las pruebas.
Pero el mayor error de Boeing puede haber sido su decisión de presentar dos prototipos: uno capaz de realizar vuelos supersónicos y otro de aterrizaje vertical. La decisión tiene a los funcionarios del Pentágono preocupados por la capacidad de Boeing para volar un avión con todas esas capacidades.
El diseño de ventilador de elevación utilizado en el X-35 conectaba un motor en la parte trasera del avión a un eje de transmisión que impulsaba un gran ventilador montado en el fuselaje del avión detrás del piloto. Cuando el F-35 flotaba, el flujo de aire desde la parte superior del avión descendía a través del ventilador y salía por la parte inferior, creando dos fuentes equilibradas de empuje que hacían que el avión fuera mucho más estable.
Como era de esperar, el F-35 acabó ganando.
"Puedes mirar un avión Lockheed Martin y decir que se parece a lo que esperarías de un avión de combate moderno, de alto rendimiento y gran potencia".
, dice Rick Rezebeck, ingeniero de Lockheed Martin, - "Miras un avión Boeing y la reacción general es: 'No lo entiendo'.
Finalmente, Lockheed Martin derrotó al inusual prototipo Boeing X-32 en octubre de 2001. El futuro parecía prometedor para el prototipo, llamado F-35.
Lockheed Skunk Works decidió comenzar con la versión menos compleja del nuevo caza y comenzó a diseñar el F-35A para ser utilizado por la USAF como un caza de pista tradicional como el F-16 Fighting Falcon. Una vez completado el F-35A, el equipo de ingeniería pasó al F-35B, más complejo, destinado a ser utilizado por el Cuerpo de Marines de EE. UU., y finalmente al F-35C, destinado a ser utilizado como portaaviones.
Sólo había un problema: montar todo el equipamiento necesario para las diferentes variantes en un solo fuselaje resultó ser extremadamente difícil. Cuando Lockheed Martin completó el trabajo de diseño del F-35A y comenzó a trabajar en la versión B, se dieron cuenta de que las estimaciones de peso que habían establecido al diseñar la variante de la Fuerza Aérea darían como resultado que el avión fuera casi una tonelada más pesado. Este error de cálculo provocó un importante retroceso en el desarrollo: el primero, pero no el último.
Puede resultar difícil para el observador casual detectar las diferencias entre cada variante del F-35, y con razón. Las únicas diferencias reales entre cada iteración del avión se relacionan con los requisitos de base. En otras palabras, las diferencias más notables están en la forma en que el caza despega y aterriza, pero esto prácticamente no tiene ningún efecto en la apariencia del vehículo.
F-35A
Diseñado para ser utilizado por la Fuerza Aérea de EE. UU. y los países aliados, el F-35A es una variante de despegue y aterrizaje convencional (CTOL). Este avión está diseñado para operar en pistas tradicionales y es la única versión del F-35 equipada con un cañón integral de 25 mm, lo que le permite reemplazar tanto al caza multifunción F-16 como al "cañón volador" A-10 Thunderbolt II. . .
F-35B
El F-35B fue construido específicamente para operaciones de despegue corto y aterrizaje vertical (STOVL) y fue diseñado para satisfacer las necesidades del Cuerpo de Marines de los Estados Unidos. Si bien el F-35B todavía puede operar fuera de pistas tradicionales, las capacidades STOVL que ofrece el F-35B permiten a los marines volar estos aviones desde pistas cortas o desde las cubiertas de barcos de asalto anfibios, a menudo denominados "portadores de rayos" (de Lightning - "iluminación").
F-35C
El F-35C es el primer caza furtivo jamás desarrollado para portaaviones de la Armada de EE. UU. Cuenta con alas más grandes que sus pares, lo que permite velocidades de aproximación más lentas al aterrizar en un portaaviones. Un tren de aterrizaje más resistente ayuda en los aterrizajes bruscos en la cubierta de un portaaviones, y esta versión tiene una mayor capacidad de combustible (9 kg en comparación con los 111 kg del F-8A) para misiones de mayor alcance. El C es también el único F-300 equipado con alas plegables, lo que permite guardarlas en el casco de los barcos.
"Resulta que cuando se combinan los requisitos de tres ejércitos diferentes, se obtiene un F-35, que es un avión que en muchos sentidos no es óptimo para lo que cada servicio realmente quiere".
, dijo en 2019 Todd Harrison, experto aeroespacial del Centro de Estudios Estratégicos e Internacionales.La declaración bastante franca del experto en realidad transmite un mensaje claro: una máquina universal nunca sustituirá por completo a las especializadas. Un avión de combate universal puede reemplazar a un avión de ataque o a un interceptor, pero no estamos hablando de un reemplazo completo.
En última instancia, el equipo de Lockheed Martin resuelve las complejidades de cada modificación individual, pero la ejecución de este truco de ingeniería ha provocado una serie de retrasos y sobrecostos.
La mala aritmética de clases de peso de Lockheed Martin retrasó el desarrollo inicial 18 meses y costó la enorme cantidad de 6,2 millones de dólares, pero fue sólo el primero de muchos problemas que enfrentó el nuevo Joint Strike Fighter. No fue hasta febrero de 2006, cinco años después de que Lockheed ganara el contrato, que el primer F-35A saldría de la línea de montaje. Pero estos primeros F-35 ni siquiera estaban listos para el combate porque el Pentágono decidió comenzar la producción antes de que hubieran completado las pruebas.
En general, esta es una práctica normal en el mundo: comenzar la producción en serie de un avión antes de que se completen las pruebas. Se están realizando pruebas, se están ensamblando los aviones. Si las pruebas revelan algo que necesita ser corregido/reelaborado, normalmente no causa muchos problemas en el entorno de la planta. Eso sí, si las deficiencias no son críticas. Pero si se descubriera un defecto importante, todos los aviones producidos anteriormente tendrían que ser devueltos para reparaciones importantes. Es decir, todo es como siempre: tiempo más dinero.
En 2010, nueve años después de que Lockheed Martin obtuviera el contrato JSF, el coste de un solo F-35 había aumentado más del 89% con respecto a las estimaciones originales. Pasarían otros ocho años antes de que los primeros F-35 operativos entraran en combate.
Entonces, ¿qué diferencia realmente al costoso F-35 de los cazas anteriores? Dos palabras: Gestión de datos.
Los pilotos de hoy tienen que gestionar una enorme cantidad de información mientras vuelan, y eso significa dividir su tiempo y atención entre viajar a la velocidad del sonido y el aluvión de información de las pantallas y sensores que a menudo gritan pidiendo su atención. A diferencia de los aviones de combate anteriores, el F-35 utiliza una combinación de pantalla frontal y realidad aumentada montada en el casco para mantener información importante directamente en el campo de visión del piloto.
Cada casco Gen III está personalizado para adaptarse a la cabeza del usuario para evitar deslizamientos durante el vuelo y garantizar que las pantallas aparezcan en las ubicaciones correctas. Para hacer esto, los técnicos escanean la cabeza de cada piloto, mapean cada característica y configuran el revestimiento interior del casco para que se ajuste a la cabeza.
Anteriormente, los pilotos tenían que cambiar a dispositivos de visión nocturna cuando volaban en la oscuridad. El Gen III proyecta lecturas ambientales de visión nocturna directamente en el visor cuando el piloto activa el sistema.
La calota está fabricada en fibra de carbono, lo que le confiere su característico patrón de cuadros. Un carrete de cables de conexión se extiende desde la parte posterior del casco para conectarlo al avión, al estilo Matrix. Cuando el usuario gira la cabeza en una dirección determinada, los cables alimentan los marcos de la cámara correspondientes al casco.
El sistema de comunicación tiene reducción activa de ruido. Los parlantes producen un sonido que minimiza el ruido del viento y el zumbido de baja frecuencia de los motores a reacción para que los pilotos puedan escuchar con claridad.
"En el F-16, cada sensor estaba vinculado a una pantalla/dial diferente... a menudo los sensores mostraban información contradictoria".
, dice Lee en una entrevista con Popular Mechanics. “El F-35 integra todo en un punto verde si es bueno y un punto rojo si es malo; es muy amigable para el piloto. Toda la información se muestra en la pantalla panorámica de la cabina, que consiste esencialmente en dos iPads gigantes”.
No se trata sólo de cómo llega la información al piloto, sino también de cómo se recopila. El F-35 es capaz de recopilar información de una amplia gama de sensores ubicados en la aeronave y de información recibida de vigilancia terrestre, vehículos aéreos no tripulados, otras aeronaves y barcos cercanos. Recopila toda esta información, así como datos de red sobre objetivos y amenazas cercanas, y lo escupe todo en una única interfaz que el piloto puede controlar fácilmente mientras vuela.
Con una vista divina del terreno, los pilotos del F-35 pueden coordinarse con aviones de cuarta generación, haciéndolos más letales en el proceso.
"En el F-35, somos el mariscal de campo del campo de batalla; nuestro trabajo es mejorar a todos los que nos rodean".
, dice Lee. “Los cazas de cuarta generación como el F-16 y el F-15 estarán con nosotros al menos hasta finales de la década de 2040. Dado que hay muchos más que nosotros, nuestro trabajo es utilizar nuestros recursos únicos para dar forma al campo de batalla y hacerlo más fácil de sobrevivir para ellos".
.Toda esta información puede parecer desalentadora, pero para los antiguos pilotos de combate que se enfrentan a la compleja tarea de recopilar información de docenas de pantallas y sensores diferentes, la interfaz de usuario del F-35 es nada menos que un milagro.
Tony "Brick" Wilson, que sirvió en la Marina estadounidense durante 25 años antes de unirse a Lockheed Martin como piloto de pruebas, ha pilotado más de 20 aviones diferentes, desde helicópteros hasta un avión espía U-2 e incluso un MiG.15 ruso. Dice que el F-35 es, con diferencia, el avión más fácil de volar que ha encontrado.
"A medida que avanzamos hacia los cazas de cuarta generación como el F-16, pasamos de pilotos a administradores de sensores".
, dice Wilson. "El F-35 tiene un sistema de procesamiento de sensores que nos permite quitarle algunos de los dolores de cabeza al piloto, permitiéndonos ser verdaderos tácticos".
.En mayo de 2018, las Fuerzas de Defensa de Israel se convirtieron en el primer país en enviar el F-35 al combate, realizando dos ataques aéreos con el F-35A en Medio Oriente. En septiembre de ese año, el Cuerpo de Marines de EE. UU. envió sus primeros F-35B para atacar objetivos terrestres en Afganistán, y luego la Fuerza Aérea de EE. UU. utilizó sus F-35A para ataques aéreos en Irak en abril de 2019.
En la actualidad, se han entregado más de 500 aviones F-35 Lighting II a nueve países y operan en 23 bases aéreas de todo el mundo. Esto es mayor que la flota rusa de Su-57 de quinta generación y la flota china de J-20 juntas. Con literalmente miles de pedidos, el F-35 promete convertirse en la columna vertebral de la Fuerza Aérea de EE. UU.
Y a diferencia de las generaciones anteriores de aviones de combate, se espera que las capacidades del F-35 se mantengan al día. Gracias a una arquitectura de software diseñada para permitir que el F-35 reciba actualizaciones frecuentes, la forma del avión sigue siendo la misma, pero su función ya ha cambiado radicalmente.
Más sobre el F-35
"El avión que voló por primera vez en 2006 puede haber parecido idéntico por fuera, pero era un avión muy diferente al que volamos hoy".
, dice Wilson. "Y el F-35 que volará dentro de diez años será muy diferente del que volamos hoy".
El F-35 también servirá como banco de pruebas para tecnologías que se convertirán en algo común en la próxima generación de aviones. Volar en coordinación con drones con inteligencia artificial será un elemento básico de cualquier caza de sexta generación, y estos nuevos trucos de caza probablemente serán los primeros en la forma del F-35.
"Miro el avión más capaz, más conectado y con mayor capacidad de supervivencia del planeta y lo que podemos lograr con él hoy".
, dice Wilson. "Sólo puedo imaginar lo que será capaz de hacer el F-35 del mañana".
.Sin embargo, “mañana” es un concepto muy vago.
El F-35 Lightning II es el programa más sofisticado jamás desarrollado e implementado en los Estados Unidos. El ejército estadounidense quería no sólo un caza, sino una especie de avión universal, que no sólo funcionara como caza y bombardero, sino que también ampliara los límites de las nuevas tecnologías, incluido el sigilo, los sensores y las redes en el campo de batalla.
Hoy, 20 años después del lanzamiento del programa F-35 y de la entrega de 500 aviones, se perdonaría a un observador externo que pensara que el F-35 ya está en plena producción. Pero eso no es del todo cierto: el avión se encuentra en realidad en producción inicial de bajo ritmo (LRIP).
Bajo un sistema conocido como el “paralelismo” antes mencionado, Lockheed Martin y el Pentágono acordaron que pedirían cantidades más pequeñas del avión mientras continuaban perfeccionando sus características. Una vez que el F-35 se considere "listo", la compañía, idealmente, regresará y actualizará todos los aviones más antiguos al nuevo estándar. La idea era poner los aviones en manos de los pilotos lo antes posible.
Y la parte económica de la idea es abaratar el F-35. Se sabe que cuanto mayor sea el lote de aviones, menor será el coste final. Y sí, el avión cada vez es más barato. El precio de un F-35A según el contrato de la serie 2019 es de 89,2 millones de dólares (un 5,4% menos que en el lote anterior del contrato de 2018: 94,3 millones). El precio del F-35B se ha reducido a 115,5 millones (de 122,4 millones), el F-35C a 107,7 millones (de 121,2 millones). El objetivo es reducir el coste de un F-35A a 80 millones de dólares. Y esto es normal desde el punto de vista económico.
Pero lo que no es normal es otro indicador.
Una hora de vuelo del F-35 costaba 2011 mil dólares en 30,7, cifra comparable a la del caza F-15 de cuarta generación. Y en 2017, el coste del uso militar del vehículo aumentó a 44 mil dólares por hora. En enero de 2020, se anunció que el coste de mantenimiento de un avión seguía disminuyendo por cuarto año consecutivo (un 2015% desde 35). Pero si se calcula el coste total de creación y mantenimiento del avión antes de su eliminación (es decir, unas 8 horas de vuelo por avión), será de unos 000 millones de dólares, lo que es mucho más caro que una masa de oro igual al peso de la aeronave.
Como resultado, tenemos esta situación (expresada por los propios estadounidenses):
- El F-35 es la quintaesencia de la industria aeronáutica estadounidense. Es verdaderamente un avión avanzado en muchos aspectos;
- El F-35 es verdaderamente versátil y capaz de realizar muchas misiones en el campo de batalla. Quizás - tener un buen desempeño, a pesar de su universalidad;
- El F-35 es un avión muy caro. No es comparable al F-22, pero aun así;
- El F-35 es un avión muy caro en el futuro, ya que las modificaciones y mejoras adicionales requieren no sólo tiempo, sino también enormes sumas de dinero;
- todo historia La operación del F-35 irá de la mano de un historial de costos multimillonarios.
Por lo tanto, de hecho, el F-35 es "Dos en uno": un avión muy avanzado y prometedor, y al mismo tiempo un enorme dolor de cabeza financiero. El avión es más caro que el oro, pero es capaz de realizar las misiones de combate que se le asignan.
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