lunes, 17 de junio de 2019

El F-16 políticamente correcto y para exportación, el F-16/79

El F-16B #75-0752 sirvió como testbed del F-16/79, notar la extensión en la parte de atrás para alojar la nueva planta motriz. Fuente: Lockheed-Martin vía F-16.net

Los diseños aeronáuticos muchas veces están determinados e influenciados por la política y es una cuestión ajena a su factibilidad desde el punto de vista técnico.

Así como las presiones políticas dieron por tierra proyectos muy válidos, como las versiones avanzadas del Grumman F-14 Tomcat, también resultaron la génesis de proyectos con una utilidad cuestionable.
La entrada de hoy está dedicada a una aeronave que es un gran ejemplo de esto; el F-16/79.

En 1977 la asunción de Jimmy Carter como presidente de los E.E.U.U. trajo muchísimos cambios políticos y económicos; especialmente en el aérea de política exterior. Siendo uno de sus principales ejes la reducción de las ventas al extranjero de armamento.

La nueva política tenia dos principales objetivos, el primero era reducir la proliferación de armamento en un mundo particularmente inestable y el otro era evitar bochornos como la venta de F-14 Tomcat a Iran o los M-60 a Egipto en donde armamento de alta tecnología estadounidense termino en manos de regímenes enemigos y fueron utilizadas contra países aliados.

El programa FX Export Fighter buscaba evitar que aeronaves de alta tecnología cayeran en manos de países inestables. Tal como paso con los F-14 iraníes, que al día de hoy siguen volando. Créditos a quien corresponda.
Como en toda regla, excepciones debieron hacerse, en este caso los países de la OTAN e Israel seguirán recibiendo equipos militares sin ningún tipo de objeción. Para alivio de General Dynamics (actualmente Lockheed-Martin fabrica el F-16) quien ya había vendido la aeronave a 4 países de la OTAN, Israel y estaba cerrando un trato con Corea del Sur; sin embargo, otros países como Venezuela, Jordania, Pakistán y Taiwan estaban interesados en adquirir la aeronave y fueron rechazados.

Para salvar esta situación y proveer de un caza a aquellas naciones vetadas del equipamiento "high-tech" se creo el programa FX Export Fighter, solicitando una aeronave que pudiera cumplir con lo siguiente:
  • Performance, costo y capacidades deberían estar entre las de un F-5E y un F-16A.
  • Multirol, pero optimizado para combate aire-aire y con capacidades de ataque muy limitadas
  • La relación entre carga bélica y alcance debía ser muy inferior a los cazas actualmente en servicio con las F.F.A.A. estadounidenses.
  • Su mantenimiento y operación debía ser fácil y barato.
Había un ultimo punto a considerar, el diseño ganador no debería permitir que su actualización o modificación pudiese ser realizada sin la asistencia o permiso de los Estados Unidos. El DoD (Departamento de defensa) no iba a esponsorear el programa de ninguna manera, por lo tanto la financiación y el consecuente riesgo financiero corrían enteramente por cuenta de los oferentes.

Los pilotos de pruebas reportaron que la aeronave era capaz de hacer maniobras de hasta 9 Gs igual que el F-16A.
Créditos a quien corresponda
No es de extrañar que solamente dos empresas presentaran sus pliegos; la primera fue Northrop
quien presento su F-5G/F-20 (un proyecto con mucho potencial, el cual seguramente será tratado en este blog) y la otra fue General Dynamics con una versión de exportación del F-16 para no perder el potencial, y jugoso, mercado de exportación; la presentación oficial de su propuesta fue en Noviembre de 1979.

Una nueva planta motriz

General Dynamics entendía que gran parte del costo de operación de una aeronave radicaba en su planta motriz, y debido a que su objetivo era apuntar a un costo de operación entre el de un F-5 y el del F-16 estándar, un motor más sencillo y barato que el Pratt & Whitney F100 debía ser usado. Además una planta motriz menos potente ayudaría a mantener el F-16/79 dentro de los parámetros del programa. La solución fue hallada en el turboreactor General Electric J79.

La producción del J79 sería finalizada en 1979 en los E.E.U.U. (totalizando, la impresionante cifra de 13,868 unidades producidas); Japón finalizaría su producción bajo licencia un año más tarde, mientras que Israel continuaría produciendolo para el caza IAI Kfir. Sin embargo, su elección era más que obvia para impulsar una aeronave de bajo costo, fácil de mantener para el mercado exportación; ya que esta planta motriz impulsaba al McDonnell Douglas F-4 Phantom II y al Lockheed F-104 Starfighter, ambos cazas muy difundidos entre las Fuerzas Aéreas extranjeras.

GE J79-GE-17X contaba con el modo Combat+ que entregaba empuje adicional en postquemador. El fabricante recomendaba no utilizar este modo más de 1.5 horas por cada 1,200 horas de servicio. Fuente: Aviation Week & Space Technology

General Electric diseño una nueva versión del J79 para el F-16/79, llamada J79-GE-17X. La forma del motor fue ligeramente alterada para ajustarse a la célula del F-16 y se le agrego una nueva característica llamada "Combat Plus" o "Combat+". Otra ventaja es que esta nueva variante compartida un 93% de partes con las versiones anteriores, con lo que los clientes podían aprovechar sus inventarios de repuestos actuales.

Al ser activada por el piloto, Combat+ aumentaba momentáneamente el flujo de combustible al motor  mientras cerraba ligeramente la tobera. Esto resultaba en una elevación de la temperatura de los gases de escape en 56º C, produciendo un empuje extra.

A pesar de esta novedosa adición, la performance del J79 era marcadamente inferior al turbofan P&W F100 que impulsaba el F-16A estándar, sumado al echo que Combat+ solo podía ser utilizado por cortos periodos de tiempo y si se cumplían las siguientes condiciones: el motor debía estar con el post quemador al máximo, la temperatura de ingreso del compresor no debía superar los -9º C. Ciertas combinaciones de alta velocidad y baja altitud podían llegar a generar una acumulación excesiva de presión interna (debido al gran volumen de aire) y ocasionar daños a la envuelta de la turbina.

F100J79J79 Combat+
C/ Post. Comb.C/ Post. Comb al nivel del marC/ Post. Comb a Mach 2@11,000 mts
Empuje (Kg)10,830
8,119
8,482
9,452
Empuje
(relativo)		100%
75.1%
78.5%
87.5%
Tabla comparativa entre el P&W F100, y los GE J79 y J79 con Combat+. Se Comparan empujes y porcentaje de potencia relativa al F100. Fuente: F-16.net traducido por No Barrel Rolls

El principal punto en contra que tenia el J79-GE-17X es que su consumo a máxima potencia militar era muy superior al del F100; pero como uno de los requerimientos del programa FX Export Fighter era que la aeronave debía tener una autonomía limitada, el consumo no era un problema.
Finalmente, quedaba resolver la adaptación del motor a la caja reductora que movía los generadores y las bombas hidráulicas del F-16, ubicada en el fuselaje; esto se resolvió agregando una caja de transferencia al nuevo motor.

GE produjo 3 unidades de esta nueva variante, una unidad fue parte del programa de ensayos en donde se la hizo funcionar por 5 horas en condiciones que simulaban un vuelo a Mach 2.0; las otras dos unidades fueron enviadas a General Dynamics quienes instalaron una en el F-16B número de serie 75-0752 (adquirido de la USAF en 1980).

Debido a que el J79 requería un menor flujo de aire que el F100 utilizado en los F-16 de serie, la forma de la toma de aire fue modificada; alargando el labio superior de la toma de aire.
Para mantener las modificaciones al mínimo, la nueva turbina fue instalada de manera que el compresor quedara en la misma posición que el motor original; pero debido a que el J79 es 46 cm más largo se debió agregar una extensión a la parte trasera del fuselaje.

Este montaje muestra claramente las diferencias entre el F-16/79 y un F-16 regular. El labio superior de la toma de aire más largo (foto de arriba) y la extensión en la parte de atrás del fuselaje (arriba a la derecha). El receptáculo de reabastecimiento sería eliminado de las aeronaves de serie. Fuente: Aviation Week & Space Technology
Otra modificación fue la adición de válvulas bypass en el ducto de admisión para refrigerar la bahía del motor, esto fue necesario debido que el J79 trabajaba a temperaturas superiores a las del turbofan original. Como protección térmica adicional se instalaron unos escudos de acero todo a lo largo del motor que adicionaban unos 900 kg de peso a la aeronave.

Aunque el avión que sirvió para ensayos estaba equipado con un receptáculo para reabasteciento en vuelo, se estimaba que los F-16/79 de sería no estarían equipados con esta capacidad.

Según las estimaciones del fabricante, el F-16/79 costaría alrededor de un millón de dólares menos que la aeronave original, siendo el costo flyaway de unos U$S 8 millones (más de 24 millones actualmente). El costo total del desarrollo (incluyendo desarrollo, construcción y ensayos en vuelo) fue repartido entre GD y GE totalizando los U$S 18 millones (U$S 55.5 millones actualmente).

Las pruebas de vuelo

Construir el prototipo fue relativamente rápido, debido a las mínimas modificaciones necesarias para convertir un F-16A de serie. El trabajo se llevo a cabo en la linea de ensamblaje establecida en Forth Worth, Texas y no se requerieron pruebas de fatiga o estructurales. El primer vuelo e la aeronave ocurrió el 29 de octubre de 1980, con el piloto de pruebas de GD James A. McKinney en los controles.

Venezuela fue uno de los primeros a los que se les ofreció esta nueva variante, como un reemplazo de los F-16 A/B que habían pedido originalmente; siendo evaluado por un equipo de dicho país en febrero de 1981.
Junto con Venezuela, el avión fue ofrecido y evaluado por otros 20 países, tales como: Austria, Jordania, Malasia, Nigeria, Perú, Singapur, Taiwan y Tailandia.

Este vuelo en formación muestra tres F-16 con tres motorizaciones diferentes. El más alejado es un F-16A con P&W F100, el que le sigue es el testbed F-16/101 equipado con el GE F101 (Motor que después evolucionaría en el GE F110 y equiparía a las siguientes versiones del caza) y finalmente el F-16/79. Créditos a quien corresponda.

Para junio de 1982, tras 9 meses de ensayos y habiendo pasado por las manos de amenos 28 pilotos; el F-16/79 había acumulado un total de 122 horas de vuelo, repartidas en 131 vuelos de prueba en las cuales había demostrado una performance razonable; alcanzando una velocidad máxima de Mach 2.0, altitudes de hasta 15.000 metros (50.000 pies) y maniobras de hasta 9 Gs.

El futuro parecía ser prometedor, especialmente después de que la política del DoD para el programa FX Export Fighter fue expresada en una carta del Secretario de Defensa Adjunto Frank Carlucci al Secretario de la Fuerza Aérea Verne Orr y al Secretario de la Armada John Lehman en donde decía:

"Hay varios amigos y aliados que en este momento, o en el corto plazo, están en proceso de modernizar sus fuerzas aéreas tácticas. Solo unos pocos pueden costear aviones de primera linea, y debido a restricciones fiscales o de otro tipo, es importante que lo Estados Unidos tengan alternativas a cazas de primera linea disponibles para la exportación.  (...) La alternativa es el FX así sea como capacidad única o como un elemento en una combinación "lo/hi". Es claro que es importante para la seguridad nacional de los E.E.U.U.  tener a nuestros amigos y aliados equipados con sistemas que sean militarmente capaces a finales de 1980 hasta la década de los 90. (...) Por esta razón, debemos selectiva, pero activamente, promover la compra del FX por el extranjero y no dejar el esfuerzo de venta solo en manos de los fabricantes. Cuando sea posible y apropiado, sus departamentos deben incentivar a los representantes de gobiernos extranjeros la inclusión el FX en sus planes de modernización de aeronaves." 

Sin embargo, aquellos potenciales clientes no compartían el entusiasmo del Secretario Adjunto. No solamente el F-16/79 era mucho menos potente que el F-16A/B de serie si no que ademas era comparativamente más pesado debido a la adición del blindaje térmico en la bahía del motor; los que impactaba directamente en la performance de la aeronave.
Como se dijo anteriormente, los pilotos de prueba reportaron que la aeronave era capaz de hacer maniobras a 9 Gs igual que el F-16A, sin embargo, la diferencia en asceleración era sustancial requiriendo hasta un 30% más de pista en su carrera de despegue. Por otra parte, el F-16/79 tenía mejor velocidad final y su performance era mejor a Mach 2.0 que el F100.

Conclusión

El 20 de enero de 1981, asume la presidencia Ronald Reagan acto seguido, todas las restricciones de exportación de armas fueron levantadas. Aquellos países que habían mostrado interés en el F-16/79 prontamente volvieron a solicitar el F-16 A/B y en muchos casos los obtuvieron, tal como le paso a Venezuela, Malasia y Singapur.
Sin embargo, otros países encontraron en la oferta de Mirage 2000 por parte de Francia como la solución. El gobierno galo vendía la aeronave sin ningún tipo de restricciones, por lo que el F-16 perdió varios clientes.

Equipado con sonda de reabastecimiento en vuelo y un impresionante camuflaje que imita a un Mig-23, el F-16/79 fue propuesto como "Agresor" para la armada. Fuente: Aviation Week & Space Technology

General Dynamics intentó mantener el interés por el F-16/79 al ofrecerlo como avión "agresor" a la Armada norteamericana, aprovechando el enorme inventario de J79 que tenía la fuerza; de haber sido aceptada, esta versión contaría con una sonda de reabastecimiento retráctil y según las estimaciones de GD, cada copia costaría U$S 4 millones (U$S 11 millones actualmente).
La marina, al igual que el resto de los que recibieron la oferta del F-16/79, adquiriría los F-16N (F-16A modificado) en 1987 para sus escuadrones agresores.

75-0752 permanecería el resto de su carrera como aeronave de evaluación, en 1985 fue equipada con un pod de reconocimiento alemán desarrollado por MBB (Messerschmitt-Boelkow-Blohm) para el Panavia Tornado como parte de un proyecto de una versión de reconocimiento del F-16; a finales de la década de 1980 sería remotorizado con P&W F100 al igual que los aviones de serie.
En 1994 sería enviado a deposito y dado de baja en 2004, actualmente está exhibido en el museo "Frontiers of Flight" en Dallas, Texas.

#75-0752 sería dado de baja por la USAF en 2004. Actualmente se encuentra exhibido, sin motor, en el museo "Frontiers of Flight" en Dallas, Texas. Fuente:  F-16.net

La idea del programa FX Export Fighter podríamos decir que no era mala, pero su ejecución sí lo fue. No estaba bien claro el grado de "downgrade" que debería tener la aeronave; en el caso del F-16/79, General Dynamics lo único que hizo fue reemplazar el motor, otros componentes que se podrían considerar sensibles como la computadora de vuelo, el radar APG-66, el sistema de gestión de armamento e dejaron intactos; elementos que son fundamentales a la hora de establecer el grado de letalidad de una aeronave.
En contra partida el F-20 Tigershark de Northrop estaba equipado con una electronica similar, sumado a que venia. impulsado con el motor GE F404 que estaba siendo usado por el F-18 Hornet en ese momento. Así y todo, este avión podía ser vendido dentro de los parámetros del programa.

Fuentes

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