El solitario Phantasma alemán, el F-4E(F) Phantom II monoplaza

Representación artística del F-4E(F) en la Luftwaffe. Esta imagen era la portada de la presentación oficial de McDonnell Douglas. Fuente: McDonnell Douglas.

En este blog vimos varios ejemplos donde se realiza una mejora a un diseño existente (mejor conocido como "upgrade") con el fin de mantener la aviónica actualizada, dotando a una aeronave con mayores capacidades; manteniendo la ventaja sobre las aeronaves del enemigo. 

También es posible que un cliente solicite lo opuesto, es decir simplificar el equipamiento, lo que se suele llamar un "downgrade"; algo parecido a la historia del F-16/79. 

En el caso de hoy, el "downgrade" respondió a una necesidad económica, buscando reducir el precio de compra. Presentamos el propuesto (GY)F-4E(F) para la Luftwaffe, el Phantom monoplaza.

El primer antecedente del Phantom monoplaza lo podemos encontrar en un propuesta de McDonnell Douglas (reporte #B176) con fecha del 21 de octubre de 1964, para una variante del F-4 dedicada exclusivamente al apoyo aéreo cercano y el ataque a tierra, derivada del F-4C en producción. En dicho reporte se describen tres diseños preeliminares, donde uno de ellos con la denominación interna 98GA.

Comparado con el "C" de serie, el diseño 98GA se le habían removido elementos totalmente innecesarios para su nuevo rol, tales como:

• El radar APQ-100 y la capacidad de disparar misiles AIM-7 Sparrow.
• El puesto del operador de armas (WSO) junto con su asiento, controles y paneles.
• La aviónica asociada al misil Bullpup.
• Equipos de guía inercial y de navegación 
• El CNI (Communication Navigation and Identification) AN/ASQ-19

Pero por otro lado, la aeronave incorporaba un cañón M61 Vulcan de 20 mm, con 1250 rondas (algo que no veríamos en los Phantom de la USAF hasta la introducción del Modelo E en 1967); una aviónica extremadamente simplificada y cubiertas de mayor diámetro para el tren de aterrizaje principal, haciendo posible su uso desde pistas semi preparadas.

Corte esquemático del diseño 98GA. Notar que el puesto del WSO fue ocupado con aviónica y el cañón Vulcan ocupa el lugar del radar. Fuente: McDonnell Douglas.

Según MCAir, el 98GA sería más liviano que el F-4C de serie; teniendo un peso máximo al despegue de 50,101 lb (22,725 kg); estando la aeronave configurada con 3,000 lb (1,360 kg) de carga bélica (2xCBU-3A y 3xMk-82), 1,972 Us. gal. (7,464 l) de combustible y la munición completa para el cañón Vulcan; mientras que un modelo C en esta configuración pesaba 51,422 lb (23,324 kg).

La reducción en el peso, redundaba en una mejora en las prestaciones generales de la aeronave, para empezar la carrera de despegue se reducía en 235 m (de 923 a 688 m), en un día estándar con la configuración mencionada anteriormente.

En un perfil de misión lo-lo-lo, a velocidad crucero y con 30 minutos sobre el blanco, el 98GA tendría un radió de acción de 215 nm (398 km) contra los 208 nm (385 km) del F-4C. 

A pesar de las mejoras aparentes, la USAF no mostró mucho interés en convertir su principal caza bombardero en una aeronave dedicada al apoyo cercano, por lo que la propuesta fue rechazada.

Este cuadro muestra el radio de acción estimado para el 98GA con diferente carga bélica. Se toma un perfil de misión lo-lo-lo, en velocidad crucero y sin permanencia sobre el objetivo.
Fuente: McDonnell Douglas.

Pero la idea no pasaría mucho tiempo en un cajón, a principios de los 70; McDonnell Douglas presentó nuevamente el diseño del Phantom monoplaza, esta vez para el programa IFX (International Fighter Experimental), más tarde renombrado IFA (International Fighter Aircraft). En esta oportunidad, el contrato valuado en U$S 415.6 milliones (casi U$S 3 billones actualmente) quedaron en manos de Northrop y su F-5E Tiger II.

Sin otra lugar para presentar su idea, MCAir dejó que la idea del Phantom monoplaza decantara  lentamente en el olvido.

El fantasma alemán

En enero de 1969, la Luftwaffe de Alemania Federal realizaba el pedido por 88 RF-4E Phantom II de reconocimiento. Este pedido representó varios hitos, por un lado el RF-4E (variante de reconocimiento desarmada desarrollada para exportación y derivada del modelo E) fue la primera versión incorporara por la Luftwaffe y por otro lado esta fue la mayor orden de Phantoms recibida por MCAir fuera de los E.E.U.U.

Las aeronaves estaban construidas casi integralmente en las instalaciones de McDonnell Douglas en St. Louis; mientras que la industria alemana, encabezada por Messerschmitt-Bolkow-Blohm (MBB) reemplazó ciertos componentes que se consideraron muy sensibles para ser exportados.

El primer RF-4E alemán voló el 15 de septiembre de 1970, entrando en servicio activo el 20 de enero de 1971; reemplazando a los veteranos RF-84F Thunderflash.

Paralelamente a la renovación de su flota de aeronaves de reconocimiento, la Luftwaffe proseguía con los planes de reemplazar a los F-104G que constituían la espina dorsal de su fuerza de cazas, asumiendo los roles de caza bombardero e interceptor, siendo el candidato el diseño resultante del programa MCRA (Multi-Role Combat Aircraft, que daría origen al Panavia Tornado). Sin embargo, para 1970, el programa venía muy retrasado, especialmente en lo que respecta a la versión de intercepción del MCRA la cual no iba a cumplir con su fecha prevista de entrada en servicio para 1975; obligando al gobierno alemán a buscar una aeronave que sirviera como "stop-gap" hasta que este diseño estuviera listo.

Esta búsqueda llevó a que MCAir recibiera una solicitud de cotización por una versión simplificada y más barata que el F-4E que se encontraba en producción. 

Corte esquemático del propuesto F-4E(F) donde se puede ver las principales diferencias con el F-4E de serie. Fuente: McDonnell Douglas.

La propuesta de McDonnell Douglas, con la denominación (GY)F-4E(F), (Nota del autor: El prefijo GY era usado por el fabricante para indicar que se trataba de una aeronave alemana) basada en el F-4E, reteniendo una compatibilidad del 96% entre ambas aeronaves. Pero para satisfacer el requerimiento alemán la aeronave presentaba los siguientes cambios:

• Remoción del puesto del operador de armas (WSO)
• Sustitución del radar APQ-100 por el más sencillo APQ-94 (utilizado en el F-8 Cruzader)
• Remoción de toda la aviónica asociada al misil AIM-7 Sparrow
• Remoción del sistema de control de capa limite (BLC) y los Slats del borde de ataque
• Adición de slats de maniobra (Leading Edge Maneuvering Slats)
• Remoción de la capacidad de reabastecimiento en vuelo
• Remoción del tanque de combustible #7 ubicado en la parte de atrás del fuselaje

Estaba previsto que el asiento y el sistema de control en el puesto del WSO pudieran volver a instalarse para poder realizar la conversión operativa de las tripulaciones.

Según las estimaciones del fabricante, estos cambios reducirían el peso en vacío de la aeronave en 3,350 lb (1,519 kg). Esto se traduce en un peso al despegue, para un F-4E(F) armado con dos misiles Sidewinder, de 43,176 lb (19,584 kg); comparado con las 46,526 lb (21,103 kg) de un F-4E armado con cuatro Sparrows.
Al contar con menos equipamiento el mantenimiento se simplificaba, necesitando solo de 19.5 horas hombre por hora de vuelo y MCAir aseguraba que la aeronave tenía un indice de operatividad del 80%; dependiendo de las necesidades operativas y de las capacidades del escuadrón, hasta el 96%.

Diagrama de los puntos de armas y tipo de armamento del F-4E(F).  Debido a que la aeronave no tenía capacidad para llevar misiles AIM-7 Sparrow, los puntos 3, 4, 6 y 7 no se utilizarían.
Fuente: McDonnell Douglas.

El menor peso, sumado a los slats de maniobra, mejoraban el radio de giro de la aeronave. A 10,000 ft (3,048 m), máxima potencia y a una velocidad de 0.6 Mach; el F-4E(F) giraba 180º en 14.2" con un radio de 0.48 nmi (889 m) y una carga de 4.5 Gs. Nada mal comparado con un F-4E de serie que hacía el mismo giro en 19" con un radio de 0.64 nmi (1,185 m). 

Otro de los puntos donde MCAir hacía hincapié era la factibilidad de producir la aeronave bajo licencia, aprovechando la linea de producción abierta en Alemania para el RF-4E y para reforzar este punto, el folleto oficial del fabricante declara: "Un cambio hacia una tecnología de producción más avanzada esta fácilmente disponible en un cronograma que es a la vez compatible y ventajoso con el programa Panavia 200". 

Si bien la oferta de McDonnell no hace referencia al valor exacto de cada F-4E(F), si estipulaba siguiente cronograma una vez aceptada la oferta:

• 21 meses para el primer vuelo del primer ejemplar de serie
• 10 meses más tarde, la entrega del primer ejemplar a un escuadrón operativo
• 5 meses más (35 desde la firma del contrato) se alcanzaría un ritmo de producción de 6 aeronaves mensuales
• Los primeros 24 aviones, formando un escuadrón, se entregarían un mes más tarde; es decir 36 meses desde la firma del contrato.

MCAir aseguraba estas cifras basados en sus propias estadísticas de la producción histórica del F-4, donde se entrego en tiempo o antes de tiempo el 98% de las veces.

El trabajo del equipo de marketing del fabricante de St. Louis dejo impresionado al gobierno germano, al punto que se declaró al F-4E(F) como el preferido; sin embargo, antes de firmar el contrato para iniciar la producción hubo un súbito cambio de parecer en Alemania Federal; que prefirió adquirir una versión personalizada del F-4E. Esta aeronave fue denominada F-4F. 
Básicamente, consistía en un F-4E de serie, sin capacidad de disparar misiles Sparrow y con los slats de maniobra (modificación que fue incorporada a los modelos E norteamericanos a partir de mediados de 1972); sumado a una participación mayor de la industria local en la producción. 

Ejemplo de una misión de interdicción del F-4E(F), a solo 158 nmi (292 km) de la base. 
Fuente: McDonnell Douglas.

Alemania Federal encargó 175 F-4F, teniendo lugar el primer vuelo de la aeronave el 18 de mayo de 1973. Estas aeronaves recibirían los números de serie 3701 a 3875 (y por motivos administrativos, también los registros USAF 72-1111 a 1285. MBB y VFW-Fokker serían los principales subcontratistas locales, junto con Motoren-und-Turbinenen-Union Munchen GmbH (la actual MTU Aero Engines) quien fabricó bajo licencia los motores GE J79.

Las entregas a los escuadrones de primera linea comenzaron en septiembre de 1973, mientras que el último ejemplar se entro en servicio en abril de 1976; reemplazando al F-104G en los roles de intercepción, en los escuadrones JG-71 "Richthofen" y JG-74 "Molders", y de ataque en los escuadrones JBG-35 y JBG-36.

El viejo dicho: "No hay nada más definitivo que una solución transitoria" se aplicó perfectamente al F-4F. Entre 1980 y 1983, las aeronaves fueron sometidas a un programa de actualización donde se les instaló una sonda de reabastecimiento en vuelo, una aviónica actualizada que les permitía disparar los misiles Sparrow y el AGM-65 Maverick, junto con una nueva computadora de armas digital, nueva suite de contramedidas, cabina actualizada y capacidad todo tiempo. 
Este programa fue seguido por otro más completo a finales de 1983, denominado Improved Combat Efficiency (ICE); el cual tenía como finalidad mantener la aeronave vigente hasta la entrada en servicio del EFA (que más tarde sería conocido como Eurofigther). 

Los F-4F/ICE, tenían un nuevo radar Hughes APG-65, en reemplazo del viejo AN/APQ-120 y la capacidad para dispara el nuevo misil AIM-120 AMRAAM. 110 células fueron llevadas a este estándar y se esperaba que estuvieran en servicio hasta 2012. Tras acumular 279,000 horas de vuelo desde su introducción, el F-4F realizo su último vuelo con la Luftwaffe el 29 de junio de 2013.

El JG 71 "Richtofen" fue la última unidad en operar el F-4F/ICE y tuvo el honor de despedir la aeronave del servicio con la Luftwaffe. Para eso decoraron este ejemplar (registro 37+01) con esta vistosa librera. Fuente: Aldo Bidini vía Wikimedia Commons

Características técnicas F-4E(F)

• Tripulación: 1
• Longitud: 19.20 m
• Envergadura: 11.7 m
• Altura: 5 m
• Superficie alar: 49.2 m²
• Peso vacío: 26,978 lb (17,237 kg)
• Peso bruto al despegue: 43,176 lb (19,584 kg)
• Planta motriz : 2x turborreactor General Electric J79-GE-17A de 11,905 lbf (52.96 kN) empuje en seco cada uno y 17,845 lbf (79.38 kN) con posquemador.

Rendimiento

• Velocidad máxima a potencia máxima y 36,089 ft (10.999 m): 2.1M
• Velocidad de entrada en pérdida (V_s): 126 kn (233 km/h)
• Alcance
  • misión aire-aire, con combustible interno más tanques suplementarios: 548 nmi (1,015 km)
  • misión de apoyo aéreo cercano a 15,000 ft (4,572 m) y 20 minutos sobre el blanco, armado con 4x Bombas MK-84 y solo combustible interno: 132 nmi (244 km)
• Tiempo hasta los 35,000 ft (10,668 m): 1.12 minutos

Fuentes

• McDonnell Aircraft Company. The Phantom II For Ground Attack (Report No. B176) St. Louis, Missouri: McDonnell Douglas Corporation, 1964.
  Disponible en: http://aviationarchives.blogspot.com/2016/02/f-4-phantom-ii-for-ground-attack-report.html
• McDonnell Aircraft Company. (GY) F-4E(F) Air Superiority Figther Summary. (Report No. MDC A0601) St. Louis Missouri: McDonnell Douglas Corporation, 1970.
  Disponible en: http://aviationarchives.blogspot.com/2016/01/f-4ef-german-summary-report.html
• McDonnell Aircraft Company. (GY) F-4E(F) Air Superiority Figther for Germany. (Report No. H062A) St. Louis Missouri: McDonnell Douglas Corporation, 1970.
• The F-4 Phantom II Society. F-4 Phantom II. Nashville, Tenneesse: Turner Publishing Company, 2001.
• Baugher, J. (Septiembre 28, 2015). Phantom with Luftwaffe joebaugher.com. Consultado el 18 de abril de 2021. Disponible en: http://www.joebaugher.com/usaf_fighters/f4_43.html