Japón Prepara el Diseño de su Siguiente Caza
Japón está buscando un caza de gran tamaño y de largo alcance para derrotar a la superioridad numérica
25DMU es la última versión anual de los estudios de diseño de ITDR para la F-3.
Por Bradley Perrett | Aviation Week & Space Technology
21 de noviembre de 2014 - Volar lejos es más importante que volar a gran velocidad, los técnicos de caza japoneses han dirigido a ese enfoque sus estudios destinados a definir el próximo avión de combate de su país. Buscando formas para que su fuerza aérea luche en inferioridad numérica, los investigadores también están haciendo hincapié en que el próximo caza de Japón debe poder compartir los datos sobre objetivos, llevar una gran carga interna de grandes misiles de alto rendimiento y ser capaz de guiarlos mientras se retira.
Los resultados de este trabajo pueden estar comprometidos con el desarrollo a gran escala dentro de cuatro años. Japón mantiene abierta la posibilidad de un programa internacional conjunto, que el Ministerio de Finanzas seguramente preferiría, pero el Ministerio de Defensa parece desconfiar de estar atrapado en un esfuerzo cooperativo con retrasos y sobre en el que tendría poco control. Específicamente, los requisitos nacionales como la preferencia del alcance por encima de la velocidad también pueden empujar a Japón a ir por sí solo.
Los ingenieros del Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico del Ministerio de Defensa (TRDI) y de IHI Corp. van bien con el desarrollo preliminar de un sorprendentemente potente turbofan para el caza bimotor, que entrará en servicio alrededor del año 2030 como el F-3. El TRDI también se encarga de los estudios sobre la estructura del avión, probablemente con un fuerte apoyo de ingeniería de Mitsubishi Heavy Industries, que construira la estructura del avión, y Mitsubishi Electric, el proveedor de sistemas electrónicos militares dominante en el país.
El trabajo tiene por objeto dar a Japón la opción de desarrollar un caza para reemplazar al Mitsubishi Heavy Industries F-2, dice el ministerio. El país no se ha comprometido a hacerlo, pero para el año fiscal que comienza en abril del 2018, "deberan tomarse la decisión final sobre su desarrollo y las medidas necesarias", dijo el ministerio en respuesta a preguntas de la Aviation Week.
Lo más probable, tal vez , es que los candidatos para el desarrollo conjunto son la Fuerza Aérea y de la Marina de los EEUU y sus aún no definidas ambiciones de programas de cazas para suceder al Lockheed Martin F-35 Lightning. Pero el ministerio dice que, en la contemplación de un esfuerzo conjunto, "debe tenerse en cuenta si el desarrollo se concluye en el momento en que se retire el F-2." Obviamente está pensando en los enormes retrasos en el programa F-35 Joint Strike Fighter .
Cerca de ¥ 120 mil millones (US$ 1 mil millones) se ha gastado desde el año fiscal 2010 en los trabajos preliminares para el F-3, con ¥ 41.200.000.000 solicitado para el año fiscal 2015. En este esfuerzo, que ha sido llamado i3, el TRDI y la industria están preparando tecnologías clave para un caza futuro, ampliando los progresos realizados en el desarrollo del demostrador furtivo ATD-X, que debe a volar durante este año fiscal (AW y ST 21 de julio, p. 32).
Se solicitaron ¥ 14.200.000.000 más para el año fiscal 2015 con el fin de financiar el desarrollo del motor del F-3, que está avanzando con suficiente antelación a la estructura del avión. En 2012, su empuje era conocido por ser unas espléndidas 33.000 lb, cifra que probablemente no ha cambiado, al menos en la etapa preliminar de desarrollo (AW y ST 14 de febrero 2011, p. 33).
Los prototipos de la cámara de combustión del motor, compresor de alta presión y la turbina de alta presión están en pruebas. La evaluación de la turbina se supone que, por lo menos, esté terminada en el próximo año financiero. Los prototipos del compresor de baja presión y la turbina de baja presión se pondrán a prueba hasta el año fiscal 2017. Un prototipo de motor completo debe ser demostrado en el año fiscal 2018.
Los objetivos clave del proyecto son el motor para lograr la temperatura extremadamente alta de 1.800°C (3.272°F) y para mantener el motor delgado con el fin de reducir el área frontal del fuselaje. Este último punto es una de las varias características que sugieren la intención de construir un caza con supercrucero, que ahora parece dudoso en medio del énfasis en el alcance contra la velocidad.
Si Japón construye el avión por completo, es otra cuestión. Por un lado, el país siente que su seguridad está cada vez más en peligro por una ascendente y belicosa China. Por otra parte, el desarrollo de un caza furtivo pesado tendría que costar decenas de miles de millones de dólares.
"El gasto necesario para el desarrollo del avión de combate no se ha determinado en este momento", dijo el ministerio, añadiendo que aunque la fuerza aérea cuenta con 90 F-2, el número de aviones a sucederlos tampoco está resuelto. Y no se ha establecido ninguna especificación para el próximo caza.
Aún así, el trabajo de TRDI, más recientemente presentado en un seminario oficial de este mes, da una buena indicación de la dirección en la que Japón quiere ir.
TRDI produjo diseños conceptuales anuales en 2011, 2012 y 2013, designados sucesivamente 23DMU, 24DMU y 25DMU. (El número en cada designación es el correspondiente al año de reinado del emperador Akihito, "DMU" es sinónimo de "maqueta digital.") A juzgar por la modesta flecha de 40 grados de sus planos principales, ninguno de estos diseños se pretende para volar a velocidades supersónicas de supercrucero sin postcombustión.
Los diseñadores se han movido hacia atrás y adelante en el equilibrio de furtividad y otras características, pero parecen tener un rechazo constantea la difícil medida de eliminar las superficies verticales de cola, algo que ayudaría a derrotar a los radares que funcionan en frecuencias más bajas. El tamaño parece haber variado, últimamente se mueve hacia arriba, y probablemente no es para nada modesto, teniendo en cuenta el empuje del motor. Dos motores de 33.000 lb cada uno implican una aeronave que se aproxima a la clase del Lockheed Martin F-22 Raptor. Posiblemente, el motor podría reducirse en escala.
El diseño conceptual del 2014 no ha sido revelado, pero el último año el diseño del TRDI ha evolucionado en un diseño, el 25DMU, que hace hincapié en la estiba interna de grandes misiles y, especialmente, con una inusual gran ala con una alto ahusamiento (relación de la envergadura respecto a la cuerda media). Los resultados de los estudios presentados en el seminario apoyaron el énfasis del alcance del 25DMU, por lo que el conceptual 26DMU no revelado de este año puede ser no muy diferente. El diseño del 25DMU es al menos todavía relevante, ya que será utilizado como punto de referencia el próximo año para evaluar al 26DMU. En total, suena como si los japoneses estuvieran enfocándose en una configuración final.
El diseño 2011, el 23DMU, parecía algo así como un ATD-X a mayor escala. Como es común en aviones furtivos, los conductos de entrada de la toma de aire serpentean para apantallar el compresor del motor. La cola del 23DMU tenía las cuatro superficies habituales, con las derivas inclinadas hacia afuera.
La estiba interna de armas en configuración lado a lado acomodaría hasta cuatro "misiles de mediano alcance", los dibujos del TRDI los muestran muy grande, lo que implica misiles de más que de medio alcance. Douglas Barrie, del Instituto Internacional de Estudios Estratégicos de Londres señala que los misiles en todos los dibujos de TRDI tienen entradas para la propulsión por estatorreactores, lo que sugiere una mayor probabilidad de destrucción de lo que ofrecen los misiles equipados sólo con motores de cohetes. Todos los diseños publicados por TRDI también incluyen dos misiles de corto alcance a los lados del fuselaje, grandes matrices de radio receptores pasivos de radio en los lados del fuselaje, que complementan al radar nariz y a los sensores infrarrojos abajo y hacia delante de la cabina.
El resultado del esfuerzo de diseño 23DMU era de un fuselaje bastante profundido y un amplia zona lateral reflectante , que los diseñadores buscaban reducir en 24DMU aplanando la aeronave. Se movieron los motores hacia afuera y los conductos de aire quedaron rectos, confiando en bloqueadores de radar radiales montados delante de los motores para ayudar a obstruir la energía radar. Los cuatro misiles de mediano alcance se instalaban en parejas y en tándem. Este modelo llevaba dos estabilizadores de configuración cola en V, parecida a la del Northrop YF-23, el avión que la Fuerza Aérea de Estados Unidos rechazó cuando eligió el F-22.
Habiendo producido el concepto 24DMU, TRDI evaluó el impacto de estos cambios en un combate simulado contra el 23DMU. Se encontró que un piloto volando un 24DMU en lugar de un 23DMU sería capaz de disparar un 13% más misiles y el enemigo cerca de un tercio menos. (Estas cifras son juzgadas a partir de un gráfico de barras, sin valores numéricos, que TRDI presento en el seminario.). El tiempo disponible para el lanzamiento fue más corto para ambos, pero el intervalo de disparo del enemigo sufrió más. Un 23DMU modificado con un ángulo de flecha diferente produjo resultados intermedios de combate. Los comentarios de TRDI: "Los diferentes ángulos de flecha tienen poco efecto sobre la sección transversal radar pico."
El siguiente paso fue la elaboración del 25DMU el año pasado, en el cual los desarrolladores restauraron los conductos totalmente serpenteantes pero mantuvieron la zona lateral inferior del 23DMU. Se movieron los motores hacia adentro y se dejo un amplio espacio para la estiba lado a lado de seis misiles de mediano alcance bajo los conductos de aire, que se torcían hacia arriba y hacia adentro. Los misiles adicionales, incluso a costa de mayor tamaño y costo, tienen sentido para un país que debe contemplar la lucha contra fuerzas enemigas mucho más numerosas, dice Barrie.
En otro cambio, las cuatro superficies de cola reaparecieron en el 25DMU, pero las derivas siguieron siendo muy inclinados y se mantuvieron más cortas que las del 23DMU, mientras que los empenajes horizontales fueron ángulados hacia abajo, tal vez para proporcionar una componente vertical suficiente para la cola.
La envergadura y el ahusamiento aumentaron notablemente, éste último ahora es de 3.8-3.9 y previamente de 3.2-3.3 en el 24DMU, a juzgar por los dibujos imprecisos que están disponibles. El ahusamiento del F-35A es 2.4; el del Boeing F-15 es de 3.0. Si los dibujos de TRDI están a escala, lo que parece ser, la envergadura aumentó casi un 20% en el 25DMU. Claramente, el punto de estos cambios en el ala era aumentar el alcance con una relación mejorada de sutentación/resistencia y un mayor volumen de combustible. El fuselaje se ve más grande, también, y ofrece más espacio para el combustible. En consonancia con ello, TRDI confirma que el alcance ha aumentado, aunque no da cifras. La velocidad y la aceleración deben haber sufrido, sobre todo si el 25DMU es al menos un 10% más grande que sus predecesores, lo que parece ser asi. Estos cambios reflejan los resultados de los estudios que muestran que las prestaciones de vuelo extremas tendrán menos efecto en ganar batallas que el alcance y, de manera implícita, la resistencia en la estación, al menos en las actuales condiciones estratégicas de Japón.
Una versión de este artículo aparece en la edición del 24 de noviembre de Aviation Week & Space Technology.
Fuente: http://aviationweek.com/defense/japan-prepares-designs-its-next-fighter
