lunes, 2 de diciembre de 2019

F-16 VISTA

NF-16D VISTA en vuelo. Fuente: USAF

Antes de que un diseño entre en producción, se requieren varias etapas previas de evaluación y análisis; para esto se utilizan simuladores o bancos de ensayo. El problema es que todos estos dispositivos están basados en tierra y en algún punto se necesita evaluarlos en lo que va a ser su entorno natural, en el aire.

Es por eso que se necesitan bancos de ensayo volantes y el General Dynamics NF-16D VISTA es uno de los más avanzados que existe hoy.


La historia de esta particular variante del Fighting Falcon, empieza en 1988 cuando la Fuerza Aérea Estadounidense otorga a General Dynamics un contrato de U$S 31.5 millones (U$S 68.5 millones actualmente) para la modificación de un F-16D de un simulador volante con estabilidad variable o VISTA  (Variable stability In-flight Simulator Test Aircraft, en inglés); en otras palabras una aeronave que pudiera simular las características de vuelo y la interfaz de otras aeronaves para ayudar en el desarrollo de futuros sistemas. El objetivo de la USAF era reemplazar al veterano NT-33A que cumplía con esta función y que por su antigüedad, había quedado desfasado y era incapaz de simular los aviones de combate modernos.

Como parte del requerimiento, el sistema de control debería ser totalmente configurable, para simular las características de vuelo y el grado e respuesta de cualquier aeronave. El puesto delantero (en donde se sentaría el piloto de pruebas) estaría equipado con un sidestick y una columna de mando central; mientras que el puesto trasero sería ocupado por el piloto de seguridad, quien podría controlar la aeronave en caso de cualquier desperfecto. El sistema de estabilidad variable sería desarrollado por Calspan Corp. de Buffalo, Nueva York (quienes desarrollaron y operaron el NT-33A). Finalmente, el primer vuelo se esperaba para 1990.

El Comando Aéreo Táctico (TAC) entregó uno de sus F-16D Block 30 (Registro USAF: 86-0048) a Lockheed Fort Worth Company (LWFC) para ser convertido a la aeronave de prueba.  Basado en el modelo D de la Fuerza Aérea Israelí, el cual esta dotado de una "joroba" que proveía el lugar adicional para los sistemas de estabilidad variable (VSS por sus siglas en inglés) y captura de datos, los que sumaban 430 kg adicionales a la aeronave. El cañón Vulcan y su mecanismo de alimentación debieron ser removidos para hacer lugar a 3 computadoras Rolm Hawk 32 de 40kg cada una.
General Dynamics decidió conservar el radar Westinghouse APG-66 y el sistema de fly-by-wire original, salvo que este último debió ser modificado para interactuar con el VSS. Sobre este último, el mismo comandaba de manera simétrica o asimétrica los planos de profundidad y los flaperons, el timón y el throttle. Las únicas superficies que no eran controladas por el mismo eran los frenos aerodinámicos y los flaps de borde de ataque.
Otras modificaciones del VISTA incluían: un sistema hidráulico mejorado y el tren de aterrizaje reforzado del Block 40 permitiéndole realizar aterrizajes con tazas de descenso más altas.
Debido a todas las modificaciones realizadas, la aeronave fue redesignada como NF-16D.

La cabina delantera del NF-16D VISTA notar el mando adicional en la columna central y la remoción de una de las pantallas multifunción.  Fuente: Aviation Week & Space Technology.

Los retrasos comenzaron a sumarse causando que el primer vuelo no tuviera lugar hasta el 9 de abril de 1992. El contrato estipulaba que la aeronave debía ser transferida a Calspan para su operación y mantenimiento antes de que terminara su contrato en 1994; lo que dejaba un margen de tiempo muy estrecho para el equipo en la base Wright-Patterson encargado de realizar los 30 vuelos de prueba.

Desafortunadamente, tras solo 5 vuelos, los fondos para el programa VISTA fueron cancelados y la aeronave fue enviada a deposito a esperar mejores tiempos.

La etapa MATV


En 1992, General Dynamics y Genereal Electric llegaron a un acuerdo para desarrollar en conjunto  una versión dotada de empuje vectorial del F-16. La USAF no mostró mucho interés, así que ambas compañías buscaron apoyo fuera de los E.E.U.U. y lo encontraron el la Fuerza Aérea Israelí (IDF) la cual quería ver las posibilidades de aplicar esta tecnología en su flota.

Bajo este nuevo acuerdo, la IDF se comprometía a ceder uno de sus F-16D y el binomio GD/GE realizarían la conversión. Pero, la USAF cambió de parecer y empezó a mostrarse interesada en el desarrollo de toberas vectoriales para los F-16; lo que le dio la oportunidad de unificar este desarrollo con el programa VISTA en uno nuevo llamado MATV (Multi-Axis Thrust Vectoring o Empuje Vectorial, Multi-Eje).

Sobre volando la base Edwards, durante el programa MATV. Notar el balasto debajo de la toma de aire y el paracaídas de recuperación sobre la tobera. Fuente: NASA vía Wikimedia Commons

El Laboratorio Wright (la división de I+D del Comando de Material, el cual sería absorbido por el Air Force Research Laboratory en 1997), lideraría un directorio formado por la USAF, GE y GD, con la NASA actuando como observador; mientras que Israel se retiraría por falta de presupuesto.

Los vuelos de prueba comenzaron en 1993, primero realizando seis vuelos de verificación en las instalaciones de Lockheed en Fort Worth, Texas y a continuación fue transferida a la base Edwards en Marzo donde se realizo un riguroso programa enfocado al estudio del uso del empuje vectorial a altitudes superiores a los 20.000 pies y velocidades debajo de los 300 nudos.

En el centro del programa MATV, se encontraba la tobera AVEN (Asymmetric Vectoring Exhaust Nozzle) desarrollada por GE, la cual reemplazaba a la estándar del motor F110-GE-100. el empuje vectorial se lograba en la parte divergente (la de flujo supersónico) de la tobera, lo que evitaba que variaciones en la presión del chorro de gases fueran retroalimentadas al motor y provocasen una perdida en el compresor. Un conjunto de 3 actuadores hidráulicos ubicados a intervalos 120º actuaban sobre un anillo donde estaban fijadas las aletas individuales de la tobera, logrando así que se desplazaran hasta 17º en cualquier dirección. La idea de GE era mantener las modificaciones al mínimo para reducir costos y tiempos de modificación.

Primer plano de la tobera AVEN, arriba se puede ver el paracaídas de recuperación.
Fuente: Aviation Week & Space Technology.

Para contrarestar el peso adicional de la tobera AVEN y el del paracaídas de recuperación, la aeronave recibió un balasto de 350 kg en las estaciones de armas justo debajo de la toma de aire para mantener el centro de gravedad por delante del 38% de la cuerda del ala. Esto era una medida e seguridad para evitar que la aeronave entrara en perdida en caso de falla en el sistema de empuje vectorial.

Según estimaba la prensa de la época, la USAF había invertido casi U$S 6 millones en el MATV, mientras que el desarrollo de la tobera AVEN había costado unos U$S 20 millones; lo que ajustado por inflación totalizaría unos U$S 45 millones.

El VISTA conservaba la capacidad de re abastecimiento en el aire del F-16D estándar.
Fuente: Aviation Week & Space Technology.

Cumpliendo más de 100 horas de vuelo durante la duración de MATV, demostrando la utilidad del empuje vectorial en una situación de combate aire-aire.La aeronave era capaz de mantener ángulos de ataque de 86º con máximos de 180º; así es la aeronave era capaz de volar con la nariz apuntando hacia atrás por unos segundos. Las ventajas en un combate maniobrado del uso de esta tecnología son evidentes, facilitando el apuntado de las armas, pero sobre todo le permite al piloto mantener el control de la aeronave durante las maniobras violentas.

A pesar del éxito del programa, que culminó en marzo de 1994, la tobera AVEN nunca entró en producción. Un año más tarde, la aeronave fue enviada a Fort Worth para recibir un retrofit al standar VISTA y ser a su vez nuevamente transferido a la base Wright-Patterson y devuelto a la  USAF; quien finalmente le daría la operación de la aeronave a Calspan.

La actividad del vista en años recientes

En 2017 la aeronave participo de la evaluación del sistema Automático Anti Colisión (Auto ACAS).
Créditos a quien corresponda.

Operando por Calspan, está permanentemente asignado a la Escuela de Pilotos de Prueba de la USAF (con asiento en la base Edwards) donde gracias a su capacidad de simular el control de diferentes aeronaves es volado de manera regular por los alumnos del curso de piloto de prueba de un año de duración.
Sin embargo, esto no impidió que la aeronave sea prestada al Air Force Research Laboratory y al Air Force Institute of Technology para realizar evaluaciones y desarrollos tales como: el control de vuelo para el F-22 Raptor y el desarrollo del sistema de Interacción por Voz (DVI en inglés) o el HUD virtual que podemos hallar hoy en día en el F-35 Lighting.

Sin lugar a dudas esta aeronave tendrá muchos años de servicio por delante, al igual que el NT-33 que reemplazó, ya que la capacidad de simular la respuesta y la actitud de vuelo de cualquier aeronave provee de información sumamente valerosa para los ingenieros.

A principios de 2019 y como parte del mantenimiento en la base Ogden, el NF-16D recibió esta impresionante y llamativa librera. Fuente: U.S. Air Force tomada por Cynthia Griggs

Fuentes

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