F-35 el futuro de la aviación STOVL

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor peiper el Dom 27 Ene 2019 15:07

Tomo nota , Experten . Sobresaliente , es de reconocer tu criterio.
Los hijos de Doom enseñaron a mi señor el camino hasta la montaña del poder. Le dijeron que tirara su espada y volviera a la tierra. Ya habrá tiempo para que retorne a la tierra para la tumba !!!

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Mar 29 Ene 2019 17:33

peiper escribió:Tomo nota , Experten . Sobresaliente , es de reconocer tu criterio.


Me cojes ahora deshubicado. Si te refieres a los artículos, yo solo los traduzco, aunque puede haber algún gazapo. Dejo la fuente original para que la gente si tiene alguna duda acuda al original en inglés.
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Mar 29 Ene 2019 21:55

Fuente: https://www.reddit.com/r/Dragon029/comm ... niques_of/

La Física y Técnicas del espectro Infrarrojo furtivo

Infrarrojo de baja observabilidad en la teoría y práctica.
07 de julio de 2017 Dan Katz | Aviation Week & Space Technology

Este es el quinto artículo de la serie. La llegada de los aviones furtivos ha llevado a las naciones del este y del oeste a perseguir una serie de tecnologías de contrafurtividad. Un enfoque ha sido ir más bajo en el espectro electromagnético (EM) que las frecuencias de radar convencionales, a las bandas de radar L, UHF, VHF e incluso HF.

El otro prometedor enfoque prometedor es ir más alto, a la banda de infrarrojos (IR) donde los sensores pasivos pueden detectar la radiación térmica que emite cada objeto, especialmente los más calientes, como los motores de aviación, los tubos de escape y las estructuras de avión calentadas por la fricción. Al desplegar misiles guiados por infrarrojos y sistemas de búsqueda y rastreo por infrarrojos (IRST), la baja capacidad de observación en el futuro requerirá furtividad no solo en las bandas de radar, sino también en el espectro infrarrojo.

Introducción a la furtividad infrarroja

La banda IR (Infraroja) se extiende técnicamente desde la parte superior de la banda de radio de frecuencia extremadamente alta (EHF) a 300 GHz hasta la banda visible que comienza a 430 THz, una distancia de longitud de onda que va desde 1 mm hasta 0,77 µm. Sin embargo, el espectro utilizable actualmente está limitado desde 0,77-14 µm, que se divide en tres subbandas: IR cercana (NIR) a 0,7-1,5 µm; longitud de onda media (MWIR) a 1.5-6.0 µm; y longitud de onda larga (LWIR) a 6-14 µm. Los límites exactos varían y pueden incluir una región infrarroja de longitud de onda corta (SWIR) en el rango de 0.7-3.0-µm. Los IRST funcionan tanto en MWIR como en LWIR. Los primeros misiles antiaéreos operaron en NIR, pero ahora casi todos operan en MWIR, y las longitudes de onda en operaciones continúan aumentando.

Actualización del Espectro Infrarrojo (IR)

• Los distancias de detección de los sensores IR están mejorando con longitudes de onda más efectivas y más matrices de detección granulares.
• La firma Infrarroja varía según la forma, el material, el ángulo de visión, la velocidad, el suelo, el entorno, la altitud y la longitud de onda del sensor.
• Los principales componentes de la firma infrarroja incluyen las partes calientes del motor, la cola de escape y la estructura del avión, los reflejos de la luz solar, del brillo del cielo y del brillo del terreno.
• El avión furtivo de EEUU suprime la firma en el espectro infrarrojo al enmascarar las partes calientes del motor, enfriar los escapes, reducir el penacho de la cola de escape y emplear recubrimientos de la superficie del avión de baja emisividad.

Hay varios tipos diferentes de sensores IR que utilizan materiales sensibles a la radiación en diferentes longitudes de onda dentro de la banda. Los detectores de sulfuro de plomo sin enfriar (PbS) funcionan entre 2-3 µm. Los detectores de PbS enfriado o de selenio de plomo sin enfriar (PbSe) funcionan entre 3-4 µm. Los sensores más nuevos con detectores PbSe enfriados, indio antimonio o teluro de cadmio y mercurio (HgCdTe) pueden operar a 4-5 µm. El HgCdTe también puede operar en LWIR junto con microbolómetros y fotodetectores IR quánticos. Además, las distancias de detección se han beneficiado de la integración de matrices de plano focal, con un número creciente de detectores para una resolución más alta.

Imagen

En esta imagen infrarroja de longitud de onda media el F / A-18 Blue Angel de la Armada de los EEUU en un vuelo de baja altitud, observe la fuerza del penacho del motor, su reflejo en el estabilizador posterior del avión y el calentamiento de la parte trasera del fuselaje.


Todos los objetos con una temperatura por encima del cero absoluto emiten radiación en la banda Infraroja. A medida que aumentan las temperaturas, las emisiones totales aumentan con la cuarta potencia de grados Kelvin / Celsius, pero se distribuyen a lo largo de las longitudes de onda y, con cada aumento de grado, la curva de emisiones cambia a longitudes de onda más cortas. Un objeto a 20C (68F) irradia al máximo a 9.9 µm, mientras que uno a 1.000C irradia al máximo a 2.3 µm de longitud de onda.

Las emisiones también dependen de los materiales. Una capacidad métrica llamada "emisividad" expresa la relación entre la radiación de un material a una temperatura dada y la de un emisor teóricamente perfecto llamado "cuerpo negro" con una emisividad de 1. La emisividad generalmente no varía con la longitud de onda, pero los materiales se pueden diseñar para que lo hagan.

La temperatura y la emisividad determinan la “radiancia" de un material o las emisiones por unidad de área. Sin embargo, la "intensidad" de un objeto, la fuerza de la firma infraroja con respecto a un sensor, depende de su área proyectada en el sensor porque un detector responde a la "irradiancia" o la concentración de emisiones que lo golpean. Por lo tanto, la intensidad IR de un objeto depende del ángulo de visión y, debido a que el sensor está mirando desde el centro de una esfera, la irradiancia siempre disminuye con el cuadrado de la distancia.
Además de emitir radiación térmica, los aviones pueden reflejar las emisiones del Sol, del cielo y la tierra, conocidas como brillo del sol, brillo del cielo y brillo del suelo o terreno. El control de la firma IR requiere considerar tanto la radiación emitida como la reflejada. Debido a la ley de conservación de la energía, toda radiación incidente debe ser absorbida, transmitida o reflejada. La emisividad siempre es igual a la capacidad de absorción, y los materiales suelen ser demasiado gruesos para transmitir. Entonces, si la emisividad disminuye, la reflectividad debe aumentar.

Pero la radiación debe llegar a un sensor para ser detectado. La atmósfera transmite algunas longitudes de onda menos que otras debido a la absorción molecular y la dispersión especular, principalmente por el vapor de agua y el dióxido de carbono. Ambos se vuelven más densos con la presión, y cuanto más denso es el gas, más profunda y ancha es la "banda de absorción". La densidad del vapor de agua también varía con la temperatura, pero es tan delgada por encima de los 30,000 pies que se vuelve insignificante. En la práctica, esta absorción limita la detección en MWIR y LWIR a "ventanas atmosféricas" de entre 2-5 y 8-14 µm y significa que las distancias de detección siempre son peores en más bajas altitudes y ángulos.

Imagen

Finalmente, los objetivos deben distinguirse de cualquier radiación de fondo o "radiación de trayectoria" entre el objetivo y el sensor. La luminosidad del terreno depende de la vegetación y la temperatura y puede tener mayor intensidad que los objetivos. La luminosidad del cielo aumenta hacia el horizonte y varía con la época del año y la latitud. Un cielo despejado puede ser un fondo difícil para detectar un avión, pero a su vez las nubes pueden bloquear la radiación IR y reflejar la luz solar con una intensidad mayor que los objetivos. Por debajo de 3 µm, la fuente dominante de la radiación de trayectoria es la luz solar dispersada por los aerosoles, y por encima de 3 µm, las emisiones térmicas del aire aumentan hasta el final de la banda MWIR.

El nivel de firma IR total (IRSL) de un objetivo es la suma de las firmas de todos sus componentes. La firma de cada componente está determinada por el contraste entre su radiación, y el fondo y trayectoria; su área proyectada en el sensor; la atenuación atmosférica de las longitudes de onda emitidas, que, junto con el contraste y el área proyectada, determinan la "intensidad de contraste" del componente, y la respuesta del sensor a esas longitudes de onda. Por lo tanto, los contribuyentes principales al IRSL de un avión dependen del ángulo de visión y de la sub-banda del sensor.

En MWIR, el IRSL de un avión es más grande desde atrás y más pequeño desde el frente. Desde la parte trasera, la firma IR está dominada por las “partes calientes” del motor: el cuerpo central del escape del motor, las paredes interiores y la cara posterior de la turbina de baja presión. Las temperaturas de estos componentes están en el rango de 450-700C, al igual que las del escape y el penacho de gases que se forma tras el escape. Es por esto que casi todos los misiles antiaéreos guiados por IR operan en MWIR.

La visión desde el más ancho cuarto trasero del avión, las partes calientes todavía contribuyen. Lo mismo ocurre con el penacho de escape, pero ya no es tan visible como se podría pensar. A diferencia de los sólidos, las moléculas de gas oscilan libremente, lo que hace que emitan y absorban energía en "líneas espectrales" específicas. Dado que los principales productos de la combustión de hidrocarburos -el vapor de agua y el dióxido de carbono- también se encuentran en la atmósfera, las emisiones del penacho de escape se absorben más que otros componentes de la firma infrarroja. Sin embargo, la alta presión y la temperatura de los gases de escape amplían sus emisiones alrededor de la línea de absorción de dióxido de carbono a 4,2 µm, creando picos en la intensidad de contraste entre 4,15 µm y 4,45 µm. Pero aun así la atmósfera los atenúa, particularmente en altitudes más bajas, mucho más rápido que un pequeño pico a 2,2 µm.

Desde el perfil del avión, la intensidad del penacho del escape es máxima. Puede extenderse más de 50 pies (15 metros) tras del avión, pero su luminosidad se concentra en los primeros 4.5 pies (1,40 metros). De lado a lado, el fuselaje también se convierte en un contribuyente importante a medida que aumenta el área proyectada hacia el sensor. Desde el frente, el cono del radomo, los bordes delanteros de las alas y las entradas de aire al motor son contribuyentes principales de la firma IR y el penacho de gases del motor sigue siendo visible porque se extiende radialmente desde el eje del escape, aunque con una temperatura que disminuye rápidamente.

En la banda LWIR, la mayor preocupación es el fuselaje, que puede alcanzar temperaturas de 30-230 ° C debido al calentamiento aerodinámico del frontal del avión y el calentamiento del motor de la parte trasera. Aunque es menos radiante que el tubo escape, el área proyectada de la cubierta trasera del fuselaje es 10 veces más grande. Brillos reflejados del terreno y del del cielo sobre el avión también son significativos en la banda LWIR, en particular para las superficies de baja emisividad y para los aviones vistos desde arriba o desde abajo, con la contribución del brillo del terreno creciendo a medida que se disminuye de altitud. En la banda NIR, la luz solar reflejada es el principal impulsor del IRSL desde la mayoría de los ángulos. El penacho de los gases de escape contribuyen poco en las bandas LWIR o NIR.

Imagen

El IRSL varía mucho con la velocidad. Con el motor sin postcombustión, el tubo de escape y el fuselaje trasero suelen tener firmas infrarrojas más grandes que el penacho de gases de escape. Cuando se activa la poscombustión se expande en gran medida el penacho de escape, e duplican las temperaturas del tubo de escape y se eleva la temperatura del fuselaje trasero en aproximadamente 70 ° C. Estos efectos pueden aumentar el IRSL en casi 10 veces.

El fuselaje, particularmente sus bordes delanteros, también se calienta a velocidades más altas. A 30,000 pies y Mach 0.8, la temperatura del fuselaje podría estar un 11% por encima del ambiente, pero a Mach 1.6 podría estar un 44% por encima de la temperatura del ambiente, lo que puede más que duplicar la distancia de detección. Y cuando un avión supersónico traspasando la barrera del sonido, crea un cono de aire caliente comprimido que puede aumentar el área en contraste con el fondo en un orden de magnitud y aumentando más del doble la distancia de detección.

No hay datos disponibles públicamente para el IRSL de los aviones de combate modernos y, con todos los factores, no hay una métrica simple de detectabilidad como pueda ser la sección transversal al radar (RCS). Para propósitos de tests comparativos, Sukhoi sostiene que el OLS-35 MWIR IRST en su caza Su-35 puede detectar un objetivo del tamaño de un Su-30 a 90 km (56 millas) desde atrás y 35 km desde el frente. Pero el Su-30 es un enorme avión bimotor sin supresión significativa de su firma IR. Datos teóricos también indican que los misiles tierra-aire guiados por IR adquieren objetivos a unos 10 km de distancia desde atrás.

La supresión de la firma infrarroja para un avión generalmente comienza por el motor. Las firmas de las partes calientes se suprimen más fácilmente mediante el enmascaramiento. El penacho de los gases del escape son reducidos principalmente al mejorar la mezcla del aire de escape con el aire frío ambiental para reducir la temperatura y la presión más rápidamente. Otras técnicas comunes incluyen aumentar el Bypass del motor e inyectar aire más frío, vapor de agua o partículas de carbono en el escape. Otro más es aumentar el escape con Chevrones, para promover la propagación radial de los gases del penacho de escape y su mejor mezcla con el aire ambiental. Los Chevrones a lo largo del borde posterior del escape también crean vórtices, que aceleran la mezcla. Este aditamento también reduce las emisiones acústicas, por lo que los motores de los nuevos aviones están equipados con escapes en diente de sierra. Las patentes solicitadas para estos escapes citan "una reducción sustancial en el ruido (firma radárica) y en la firma Infraroja”.

Las emisiones del fuselaje se pueden reducir utilizando materiales de baja emisividad. Estudios teóricos han sugerido que reducir la emisividad del fuselaje de 1 a 0 puede reducir a la mitad la distancia de detección. Los materiales estratificados con diferentes índices de refracción pueden hacer que las superficies sean reflectantes en ciertas longitudes de onda y emisivas en otras, como aquellas con mayor atenuación atmosférica. Por supuesto, los recubrimientos de superficie en aviones furtivos también deben considerar sus efectos sobre las ondas de radar.

Meos de pantera y Ornitorrinco

La supresión/reducción de la firma térmica ha sido parte de las iniciativas sobre baja observabilidad de los EEUU durante más de medio siglo, a menudo integradas con esfuerzos para reducir la RCS trasera. El A-12 de la CIA, el primer avión diseñado con control de su firma como un criterio importante, fue el primer avión de los EEUU que suprimió su RCS trasero y redujo su vulnerabilidad a los misiles guiados por infrarrojos. El radar posterior del avión así como las firmas infrarrojas eran grandes, debido a los escapes redondos de titanio y acero y los enormes penachos de gases de la cola de escape. Lockheed lo compensó al agregar "Panther Piss", -que luego se revelaría en documentos desclasificados de la CIA como Cesio-, al combustible. Esto ionizaba el penacho de escape, reduciendo el RCS del cuadrante de popa, a la vez que confundía los misiles guiados por IR de la época, posiblemente irradiando tan intensamente en las bandas NIR y MWIR que saturaba los sensores de la época.

Con el F-117, el primer avión en usar la baja observabilidad como su principal medio de supervivencia, Lockheed hizo que la supresión de IR fuese inherente a su construcción. El fuselaje del F-117 se inclinó hacia la popa desde un alto vértice sobre la cabina hacia una característica amplia y plana apodada el "ornitorrinco". Así que el fuselaje trasero terminó en un labio de 8 pulgadas (20 cms) de anchura y 5 pies (1,5 metros) de longitud. más allá del escape en un ángulo ligeramente inclinado hacia arriba. Esto se cubrió con baldosas “que reflejaban el calor”, similares a las utilizadas en el transbordador espacial, que eran enfriadas con aire de derivación de los motores.
El ornitorrinco protegió las partes metálicas calientes, mientras que el penacho aplanado redujo la intensidad del espectro infrarrojo desde el perfil y aceleraba la mezcla con el aire frío ambiental. El labio extendido enmascaró la ranura de escape y las primeras 8 pulgadas (20 cms) del penacho de gases visto desde abajo, mientras que las baldosas de baja emisividad limitaron la absorción y emisión del espectro IR.

Imagen

Propulsor F-135 perteneciente al F-35

Al diseñar el escape del motor F135 que alimenta al F-35 Joint Strike Fighter, Pratt & Whitney se propuso rivalizar con los escapes en cuña del F-22, mientras lo batían en costes de mantenimiento. Las aletas del escape incorporan orificios diminutos para suministrar aire frío, como los del F119 del F-22, y se superponen para crear un borde posterior en forma de diente de sierra, que introduce vórtices en el escape y reduce el penacho de gases. Sus superficies interiores y exteriores probablemente se componen de cerámica de baja emisividad y absorbente de ondas de radar.

Con el F-117, los ingenieros conocieron la dificultad de equilibrar la supresión a las ondas de radar y la firma infraroja con demandas de tolerancia extrema al calor y a la presión. El ornitorrinco fue, según informes, la parte más difícil del diseño. El alto calor hacía que la estructura se deformase y perdiese su forma exterior angulada. En última instancia, un experto en estructuras diseñó un conjunto de paneles "escalonados" que se deslizaron unos sobre otros para adaptarse a la expansión térmica.

El bombardero furtivo B-2 de Northrop mantuvo muchas de las técnicas de supresión de infrarrojos del caza furtivo. Enterrado en lo profundo del ala voladora, se evita que los motores del B-2 calienten la superficie exterior. El escape se enfría por medio de aire de derivación, incluso de tomas de aire secundarias, y se aplana antes de salir sobre zanjas existentes sobre el "fuselaje de popa" construidas de titanio y cubiertas con baldosas cerámicas de baja emisividad. Probablemente contengan material absorbente de radar magnético (RAM), estos se extienden varios pies por detrás de los escapes, bloqueando la visión del núcleo del penacho de gases de los escapes desde abajo y desde los lados. Además, el carenado de los propulsores y la cubierta a popa terminan en grandes Chevrones, que vuelven a introducir vórtices al final del fuselaje con los benficios inherentes antes explicados.
Este fuselaje a popa ha demostrado ser uno de los grandes impulsores del costo y tiempo de mantenimiento en el avión. A finales de la década de los 90, los B-2 experimentaban la aprición de ampollas en los labios de los escapes y la erosión de la RAM magnética más rápido de lo previsto. Se desarrollaron nuevas baldosas y se agregaron nuevos recubrimientos al tubo de escape, pero el agrietamiento en el fuselaje de popa continuó. A mediados de la década de los 2000, las 21 unidades de B-2 sufrían de ellos. Se realizaron arreglos provisionales, incluidas cubiertas térmicas de protección para las baldosas, mientras que se desarrolló una solución a largo plazo que en 2010 se hizo llamar, fuselaje de popa de tercera generación.

Paletas del motor y Capa final

Para los F-22 y F-35 de Lockheed, la necesidad de motores de postcombustión, vuelo supersónico y agilidad para el combate, así como el deseo de menos mantenimiento, requerirían algunos enfoques nuevos. Los aviones furtivos de los EEUU utilizan técnicas de supresión de IR similares para las piezas internas del motor, las estructuras de la cola y los recubrimientos de la estructura del avión. Sin enbargo ellos difieren más notablemente en el diseño de los escapes.
Los estabilizadores horizontales de cabeceo de ambos aviones se extienden más allá de los escapes, restringiendo la vista de los escapes y el núcleo del penacho de gases en el plano azimutal desde el costado y dentro del cuadrante posterior. Los motores de ambos también disfrutan de aumentadores (1) furtivos. La popa de la turbina de baja presión esta compuesta por paletas gruesas y curvadas que, al mirar el tubo de escape desde atrás, bloquean cualquier visión directa de los componentes calientes y giratorios de la turbina. Los inyectores de combustible están integrados en estas paletas, reemplazando las barras de rociador de postcombustión y los soportes de llama convencionales. Las paletas enmascaran la turbina y contienen agujeros diminutos que introducen aire más frío.

Ambos aviones también cuentan con recubrimientos sobre la superficie supresores de la firma térmica IR. La adición final al tratamiento de baja observabilidad del F-22 es una "capa superior IR" a base de poliuretano rociada con alta precisión por robots. Tales capas de acabado IR también se han incluido en el programa de reducción de firma “Have Glass” del F-16. El F-22 también puede usar combustible para enfriar los bordes delanteros de las alas que son causantes tambien de aumento de la firma térmica.

A pesar de la esterilla de fibra RAM en la superficie del F-35, Lockheed dispone una capa por encima al avión con un revestimiento de RAM basado en poliuretano aplicado por un sistema robótico más nuevo. Los funcionarios del programa han declarado que esta capa externa posee propiedades antifricción; Las imágenes MWIR del F-35 también sugieren una baja emisividad. Ambos recubrimientos en los aviones siguen mostrando una pobre resistencia al desgaste y a la temperatura y han necesitado intensivo mantenimiento del recubrimiento que requieren mucho tiempo y con más frecuencia de la deseada. En 2015, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos anunció que estaba probando un nuevo revestimiento para el F-35 con una mejor resistencia a la abrasión y la temperatura.

La composición exacta de los recubrimientos es desconocida, pero el poliuretano se usa a menudo como material de matriz debido a su durabilidad, adherencia y resistencia relativamente altas a componentes químicos y al clima. Tiene una emisividad natural de 0.9, pero se ha demostrado que muchos rellenos reducen la emisividad cuando se usan en materiales compuestos. Se han alcanzado niveles tan bajos como 0.07 con el bronce, aunque a expensas de una mayor conductividad y, por lo tanto, de la reflectividad al radar. Las microesferas de vidrio multicapa de entre 5-500 µm mezcladas al 50-70% del peso pueden lograr una baja emisividad en longitudes de onda seleccionadas y probablemente serían neutras para el radar. El hierro no oxidado también tiene emisividad en el rango de 0,16 a 0,28 µm, y sus compuestos de matriz de poliuretano han mostrado una emisividad por debajo de 0,5.

Cuñas y penachos del escape

Los escapes del motor "no-aximétricos" o en 2D del F-22 tienen la superficie superior e inferior que terminan en cuña con borde central en diente de sierra. Estas boquillas enmascaran aún más las piezas calientes del motor mientras aplanan el penacho de escape y generan vórtices. Los diminutos orificios son evidentes en sus superficies internas, lo que probablemente proporciona aire de derivación para un mejor enfriamiento.

Imagen

Se cree que los escapes en cuña son efectivos en la reducción de la firma térmica, pero son un factor importante en el costo de mantenimiento y la carga de trabajo del Raptor (las aletas internas de la boquilla son una de las piezas que se reemplazan con más frecuencia incluso en los cazas convencionales). Por lo tanto, al diseñar el Joint Strike Fighter (JSF), los fabricantes de motor y fuselaje buscaron un enfoque más rentable.

Imagen

Los motores F119 de Pratt & Whitney utilizan varias técnicas para reducir sus penachos y limitar la firma IR del Lockheed Martin F-22 Raptor. Apenas visibles en esta fotografía se encuentran el final de las paletas curvas que bloquean la visión directa de la turbina de baja presión y contienen agujeros diminutos que inyectan aire más frío al escape. Las boquillas en "cuña" también aplanan el escape, lo que acorta el penacho al mezclarlo con el aire frío ambiente y al estrecharlo desde el lateral.

A finales de 1996, mientras la competencia por el concurso del JSF aún seguía su curso, los dos competidores del motor testaron diseños asimétricos con el objetivo de rivalizar con la firma térmica del escape en cuña al tiempo que mejoraban el costo de mantemiento. Pratt & Whitney testó el escape asimétrico de baja observabilidad (LOAN) en un F-16C, que demostró reducciones significativas en el RCS e IRSL. El LOAN incorporaba recubrimientos, revestimientos internos y externos especiales y "un sistema de enfriamiento avanzado" que se esperaba duplicara la vida útil de las aletas del escape.

A principios de 1997, GE General Electric probó un sistema de escape Asimétrico de baja observabilidad (LO Axi) similar en un F-16C, logrando sus objetivos de firma térmica. GE declaró que el (LO Axi) incluía formas de diamante superpuestas, recubrimientos y eyectores con ranura dentro del escape para proporcionar aire de enfriamiento a la bahía del motor. El fabricante de motores dijo que las mejoras en el diseño del RCS y en la tecnología de materiales permitieron que los escapes asimétricos rivalizar con las firmas térmicas de los escapes 2D, mientras que pesaban la mitad y costaban un 40% como mucho de aquellos.

El escape en el motor F135 del Pratt And Wittney del F-35 desciende de estos enfoques. Comprende dos conjuntos superpuestos de 15 aletas, desplazadas de manera que las aletas externas se centran en el espacio entre las aletas internas. Las aletas interiores son delgadas, tienen el exterior metálico, los lados rectos y terminan en "Vs" invertidas. Los lados crean espacios rectangulares entre ellos con la boquilla completamente desviada.

Las aletas exteriores, que Pratt and Wittney llama "plumas del penacho” son más gruesas y cubiertas de plaquetas con facetas (planos de un poliedro) combinadas. Terminan en ángulos que se superponen a los extremos de las aletas internas para crear un borde de diente de sierra. Hacia el fuselaje, las plaquetas terminan en 4 chevrones y son cubiertos por plaquetas adicionales que terminan en proa y popa en chevrones y se entrelazan con plaquetas adyacentes todo ello formando característicos dientes de sierra.
El escape del F135 probablemente suprime la firma IR a través de múltiples métodos. Los dientes de sierra del borde posterior crean vórtices, acortando el penacho, mientras que su ángulo axial más inclinado probablemente dirige el aire ambiental más frío hacia la trayectoria del flujo de escape. Las superficies internas de ambos conjuntos de aletas son blancas e incorporan agujeros diminutos similares a los del F119, que podrían suministrar aire de refrigeración. Algunos informes sugieren la presencia de boquillas entre las plumas de la cola y los dientes de sierra para proporcionar aún más aire de enfriamiento (2). Las plaquetas y las superficies de las solapas internas probablemente se compongan de compuestos de RAM de baja emisividad. El borde posterior del fuselaje central también termina en pequeños dientes de sierra, posiblemente aumentando aún más la vorticidad del flujo de aire. (1)

Es difícil cuantificar el éxito de estos esfuerzos de supresión de la firma térmica Periódicamente, las cámaras de infrarrojos registran aviones furtivos que vuelan en espectáculos aéreos, pero a distancias tan cerca de las imágenes no se pueden ver los efectos supresores de la absorción atmosférica. Tras el inicio de las pruebas de firma térmica del F-22 en el 2000, los funcionarios de la Fuerza Aérea declararon que el Raptor exhibiría una "firma IR de bajo aspecto en todas las condiciones bajo condiciones supersónicas". Algunas imágenes capturadas por el fabricante de sensores IR FLIR del F-35 en El Farnborough Airshow en 2016 sugiere una supresión efectiva de la radiacción del fuselaje del motor y las emisiones de los escapes. Sin lugar a dudas, los sensores térmicos están avanzando, pero también se están encontrando iniciativas para suprimir la firma térmica.

https://www.youtube.com/watch?v=AzyH0M4C8TY



(1) Se pueden observar los petalos que terminan formando dientes de sierra, y en su parte delantera cada pétalo formado por 4 chevrones. De igual manera la unión del fuselaje con el la cola del escape va en diente de sierra.
Imagen

(2) Se puede observar marcado con un circulo orificios de salida de aire frío entre los pétalos del escape.

Imagen

-Página recomendable para el que desee ampliar conocimientos en el espectro IR.

https://basicsaboutaerodynamicsandavion ... jpg?w=1200

Nota: Radio HF (alta frecuencia) aunque parezca engañar el nombre no se refiere a frecuencias de ondas muy corta tipo X, sino frecuencias de ondas muy muy bajas con la longitud de onda muy grande por debajo de la frecuencia VHF.

Aumentador:
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor peiper el Mié 30 Ene 2019 12:34

Los que se informan, , tienen criterio , o no ? Haber si tb vamos a discutir eso.
Tú estas informao , e ilustras al populacho.
Buen trabajo.

Algo que objetar ?
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Jue 31 Ene 2019 17:17

peiper escribió:Los que se informan, , tienen criterio , o no ? Haber si tb vamos a discutir eso.
Tú estas informao , e ilustras al populacho.
Buen trabajo.

Algo que objetar ?


Si tú lo dices no te voy a llevar la contraria. :dpm:

Sobre las traducciones, he hecho lo que he podido. Hay párrafos muy sencillos pero otros muy complicados, porque se usa un lenguaje técnico y a la vez frases hechas que no concuerdan con el español, y si se traducen tal cual en algún caso carecen de sentido. Así que en algunos casos los he interpretado a mi manera, pero eso no significa que sea la única manera o que sea la correcta, por lo que ante la duda de algún párrafo tenéis el original en inglés al que acudir.


Quedan dos entregas, que si no hay mala novedad, una de ellas la pondré este finde, y la última de la serie la semana que viene. El que haya llegado hasta el final, tendrá una buena idea de qué va este mundillo apasionante, luego ya si quiere indagar más tiene que ir a textos en idioma inglés y buscarse mucho la vida cogiendo retazos de un lado y de otro. En español no hay nada o casi nada.
"Se te ofreció poder elegir entre la deshonra y la guerra y elegiste la deshonra, y también tendrás la guerra"

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Sab 02 Feb 2019 16:24

Fuente: https://www.reddit.com/r/Dragon029/comm ... alth_from/

Siguientes pasos en la Furtividad: de los diamantes sin esperanza a las cometas de viento “Cranked Kites”.

La necesidad de furtividad en banda ancha desde todos los aspectos para contrarrestar una gama más amplia de radares está impulsando el diseño del avión furtivo.
Aug 1, 2017 Dan Katz | Aviation Week & Space Technology

Protegiendo los flancos

Este es el sexto artículo de la serie. A medida que más naciones despliegan aviones de combate con furtividad frontal, lo que reduce su detectabilidad cuando se enfrentan de frente, dos factores distinguen cada vez más los diseños de baja observabilidad (LO – Low Observability-). Uno es el grado en que la sección transversal al radar (RCS) se reduce cuando se ve desde el lado y la parte trasera. El otro es la “furtividad de banda ancha”: el grado en que la firma permanece pequeña a medida que se reducen las frecuencias del radar.

La Furtividad de todos los aspectos y de la banda ancha está adquiriendo cada vez más importancia a medida que se requiere que los aviones penetren en los sistemas de defensa aérea, cada vez más integrados, equipados con radares de contrafurtividad más precisos y de baja frecuencia. Para especular sobre cómo podría avanzar la furtividad a continuación, es necesario comprender cómo ha progresado la tecnología hasta el momento.
Cuando a finales de la década de 1970 comenzaron a surgir rumores sobre el desarrollo de la tecnología de evasión al radar en los EEUU, La mayoría de los analistas pensaron que la tecnología se centraría en redondear las estructuras de los aviones para eliminar cualquier línea recta que reflejara el radar. Los observadores quedaron confusos en 1988 cuando surgió por primera vez el F-117 con sus superficies estrictamente planas y angulosas y luego el B-2 con su sección transversal compuesta completamente de curvas.
Estos parecían ser principios de conformación o diseño diametralmente opuestos, pero los diseños de furtividad desarrollados desde entonces han combinado estas técnicas en diferentes grados. La razón radica en la creciente sofisticación del modelado del RCS, las diferentes misiones de los aviones furtivos y el desarrollo de materiales para compensar ciertos problemas de configuración.


Alcanzando la furtividad desde todos los aspectos

• La firma al radar cuando se ve desde el lado puede ser de un orden de magnitud mucho más alto
• Las entradas al propulsor, las colas y las uniones entre superficies son contribuyentes importantes al RCS del avión
• Los bombarderos y aviones no tripulados han evolucionado a diseños de ala voladora sin cola.
• Se espera que los próximos pasos en el diseño de los cazaz aborden la furtividad desde todos los aspectos y hasta la banda baja de frecuencias


Rompiendo el Código

Como se detalla en las series anteriores de la serie “State of Stealth” de Aviation Week, las reflexiones de radar se rigen por las cuatro ecuaciones codificadas por James Maxwell a principios de la década de 1860. Estos relacionan los campos eléctricos y magnéticos con las propiedades electromagnéticas y las corrientes eléctricas de los materiales.

Estas reflexiones se pueden clasificar de cinco maneras (1)

• Las reflexiones “especulares” rebotan en las superficies en un ángulo igual y opuesto al ángulo de incidencia.
• Los bordes "difractan" las ondas de polarización paralela en un cono de reflexiones con un medio ángulo igual al ángulo entre la onda incidente y el borde. Las puntas difractan las ondas hasta 360 grados.
Las componentes perpendiculares de las ondas incidentes también generan corrientes en las superficies, que luego emiten tres tipos de "ondas de superficie":
• Las “ondas viajeras” son emitidas por las corrientes a medida que viajan a lo largo de las superficies y rebotan en los bordes de una manera especular.
• Las "ondas rastreras" (creeping waves) son ondas viajeras que pasan al lado "oculto" del objetivo y luego regresan al lado iluminado.
• Las “ondas de borde” son emitidas por corrientes de superficie cuando golpean los bordes de superficie. Estos intensifican y ensanchan el lóbulo principal del retorno especular y crean un abanico de retornos (lóbulos laterales) alrededor de la reflexión especular.

Resolver las ecuaciones de Maxwell para un objetivo 3D complejo desde todos los ángulos de visión es increíblemente difícil. Se han desarrollado técnicas matemáticas, la más popular de las cuales es el Método de Momentos, pero el cálculo requerido para generar diagramas RCS completos de objetivos eléctricamente grandes (determinados por sus dimensiones en longitudes de onda) con características complejas es tan grande que desafía incluso a las computadoras más modernas.

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El B2 es un ala voladora sin cola que fue diseñada por la necesidad de minimizar el RCS a través de más ángulos y frecuencias.

Uno de los mayores impulsores para la mejora de la tecnología furtiva han sido los métodos más precisos para estimar el RCS en frecuencias relativamente altas, aquellos en los que las características del objetivo tienen una longitud de al menos 5-10 veces las longitudes de onda incidente. Para tales objetivos eléctricamente grandes, la interacción electromagnética entre las características constituyentes es limitada, lo que permite que el efecto de dispersión total del radar se aproxime dividiéndolo en centros de dispersión discretos y sumándolos.

La más simple técnica de estimación se conoce como óptica geométrica, en la cual se trazan los rayos de un frente de ondas para determinar sus reflexiones especulares. La óptica física intenta aproximar los campos generados en una superficie por las ondas incidentes y las corrientes resultantes haciendo aproximaciones múltiples. Ambos tienen sus puntos fuertes, pero también formas en las que no se pueden predecir los reflejos con precisión, particularmente en ángulos bajos donde la difracción se vuelve más importante. Una teoría geométrica de la difracción avanzó en este sentido, pero aún se encontró problemas en ángulos importantes.

El avance que hizo posible el Lockheed F-117 fue logrado por el físico ruso Pyotr Ufimtsev, quien en 1962 publicó un artículo sobre un nuevo método para estimar la difracción de bordes, que se conoció como la Teoría Física de la Difracción. Ignorado por Moscú, el documento en 1971 fue traducido por la División de Tecnología Extranjera de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. En 1975, un ingeniero eléctrico en Skunk Works de Lockheed, Denys Overholser, incorporó el enfoque de Ufimtsev en un programa de computadora llamado "Echo 1." Esto dividió al objetivo en miles de planos triangulares para estimar sus RCS´s individualmente, y luego los sumó para calcular la firma radárica de todo el objetivo. La capacidad limitada de la computadora de la época significaba que el programa solo podía calcular reflexiones de formas 2D.

Imagen

El DARPA / Lockheed Have Blue es un demostrador furtivo a base de planos (facetas) que sería el precursor del operacional F-117.

Para cuando el B-2 estuvo en desarrollo, una nueva generación de supercomputadoras permitió la estimación del RCS de superficies curvas. A mediados de la década de los 80, McDonnell Douglas se había propuesto desarrollar un código de análisis del RCS más sofisticado. Se había descubierto que los códigos basados en planos triangulares o facetas, aunque podían ejecutarse rápidamente, eran menos precisos que los que usaban secciones curvas. Los modelos facetados causaron errores, denominados "ruido de faceta", que dieron como resultado predicciones de RCS demasiado altas, hasta 20 dB para los diseños LO en ángulos de aspecto bajo. Para acercarse a la precisión de los modelos basados en curvas, los objetivos tenían que modelarse con dos facetas por longitud de onda, requiriendo alrededor de 1 millón de facetas para un caza en la banda X y aumentaba considerablemente el tiempo para construir el modelo facetado.

Para 1987, el nuevo código de McDonnell Douglas incluía técnicas para analizar curvas precisas definidas por los diseñadores de aviones al modelarlas no como facetas, sino como innumerables cintas estandarizadas, cada una con su propia geometría y consideraciones angulares. Esto permitió predicciones de alta fidelidad de formas de doble curva esenciales en el diseño de aviones de baja observabilidad. El programa normalmente modelaba en hasta ocho ejemplos por longitud de onda en cada dirección. Para las "protuberancias" tales como protuberancias de sensores, se utilizaron 16 muestras para evaluar con precisión el impacto.

El código también tenía en cuenta las aperturas, la difracción de bordes, las estructuras de rebote múltiple, transparencias, interacción del borde de superficie, el material absorbente radar (RAM) y los tratamientos de borde. Los cálculos computacionales tomaban al menos en dos órdenes de magnitud más tiempo que las técnicas basadas en facetas, pero eran más precisas, en particular para formas de baja firma con curvas complejas, y finalmente redujeron los tiempos generales del diseño.

Existen algunas reglas generales con respecto al efecto de las curvas en el RCS. El RCS de una esfera aumenta con el cuadrado de su radio; la de una sola curva curva aumenta con el radio y con el cuadrado de la longitud; Los cuerpos simples de doble curvatura son proporcionales a ambos radios. Pero lo que sucede cuando los radios cambian continuamente, cuando una curva se une a una superficie plana, cuando los radios son eléctricamente pequeños, o cuando los huecos o aperturas o la RAM, solo puede determinarse mediante códigos de modelado sofisticados, frecuentemente patentados. La experiencia de diseño con el B-2 y el F-22 en la década de los 90 demostró a las compañías que incluso los resultados de modelado más sofisticados deben ser verificados a escala completa por un centro de pruebas del RCS.

Protegiendo las 6

La firma de radar de un caza convencional cuando se ve desde la parte trasera es similar en magnitud a la del frente. Visto desde el lado, el RCS puede ser un orden de magnitud mayor. La firma suele ser mínima cuando se ve a 45 grados, tal vez 5-10 db más bajo que de frente y atrás.

Desde atrás, la fenomenología del RCS es similar a la parte frontal. El contribuyente dominante al RCS es el motor de escape. Las ondas de radar que entran por el conducto de los gases de escape desde atrás saldrán en esa dirección, mientras que las que golpean las aletas de los bordes del escape enviarán retornos difractados en la misma dirección. Los bordes posteriores en el ala o la cola también envían ondas difractadas en la misma dirección. Las fuertes ondas superficiales generadas por las aletas del escape también pueden aumentar el RCS en gran parte del aspecto posterior.

Imagen
La forma del F-117 se simplificó a una serie de facetas (planos poligonales) para hacer posible el cálculo de la sección transversal al radar.

De lado, las estructuras de los aviones convencionales tienen mayores secciones transversales geométricas y, a menudo, contienen características que hacen que los refelejos al radar sean buenos. Las superficies verticales generan "flashes especulares" desde el lado. Los ángulos rectos formados por colas verticales y horizontales generan fuertes rendimientos especulares a los radares sobre el plano azimutal, mientras que los formados por el ala y el fuselaje o los pilones hacen lo mismo por debajo del avión. Las formas cilíndricas, como las bocas de escape y las góndolas del motor, también generan fuertes y consistentesretornos especulares en todos los ángulos perpendiculares a sus superficies.

Pero el diseño de baja observabilidad debe considerar no solo a la propia firma, sino también al sensor. El rendimiento del radar se degrada en los ángulos de visión donde un objetivo debe distinguirse del desorden de fondo. La mayor parte de la energía del radar se transmite y se recibe a través de un lóbulo principal alineado con la mira de la antena, pero pequeñas cantidades ingresan a través de lóbulos laterales que apuntan en casi todas las direcciones. El desorden puede ingresar al receptor a través de los lóbulos laterales, y el procesador no tiene forma de saber que la devolución no proviene del lóbulo principal. Tales devoluciones pueden enmascarar la del objetivo.

Los radares modernos mitigan este fenómeno con el procesamiento Doppler. Un radar de pulso Doppler registra el tiempo de llegada de un retorno y también compara su fase con la de la onda transmitida. La diferencia entre los dos revela la velocidad radial del objetivo. La computadora crea una matriz de (distancia / velocidad) 2D de todos los retornos, que coloca a los objetivos que se aproximan en celdas sin desorden de tierra estacionario. Esta es la razón por la cual los radares en el aire exhiben sus mejores distancias de detección contra objetivos que se aproximan.

Pero si el objetivo está siendo perseguido, su velocidad radial coincidirá con parte del desorden del suelo, y será más difícil de detectar. Por ejemplo, el radar Irbis-E del Sukhoi Su-35 en búsqueda de haz estrecho de alta potencia puede detectar desde el frente a un objetivo de 3 m2 (32 pies2) a 400 km (250 millas) pero solo 150 km desde atrás, y estas distancias se reducen a la mitad en el modo de búsqueda normal. Los objetivos aéreos más difíciles de ver son aquellos que se mueven perpendicularmente al radar, porque su perfil Doppler coincide con el suelo situado directamente debajo del avión.
Además, todos los misiles ven reducido su alcance cinemático contra los objetivos que huyen. Por ejemplo, el misil aire-aire guiado por radar semiactivo ruso R-27ER1, equivalente a un Sparrow AIM-7 de versión final, tiene un alcance de 93 km contra los objetivos que se aproximan, pero solo 26 km a los objetivos que se alejan.

Imagen
El F-35 muestra la inclinación del fuselaje y las derivas de la cola, pero tiene muchas más protuberancias que los diseños furtivos anteriores.

Para los radares terrestres, se aplican los mismos principios, pero la antena es estacionaria. Los objetivos que huyen se destacan tanto como los aviones que se aproximan. Pero los radares basados en tierra tienen un desafío especial en la detección de objetivos que se mueven perpendicularmente, porque su perfil Doppler coincide con el desorden estacionario en todo. Una táctica utilizada por los pilotos de combate contra los radares terrestres, llamada "notching", es girar perpendicular al radar, colocando el avión en la " Doppler notch" en la que el radar sufre significativamente un alcance reducido.

Además, los radares modernos utilizan antenas de arrays en fase, que electronicamente apuntan y escanean con el haz utilizando las diferencias de fase entre los módulos fijos. Para estas antenas, a medida que el haz se aleja de su vista física, sus lóbulos se ensanchan con el coseno del ángulo, hasta 50% o 60 grados, el límite de la mayoría de los arrays en fase. Esto pone menos energía en el objetivo y puede reducir la distancia de detección hasta en un 30%.
Diamantes sin esperanza

Desde el inicio de los esfuerzos de reducción del RCS por los EEUU, Los ingenieros se han esforzado por minimizar las firmas radar del lateral y de la parte posterior. El avance en el A-12 de la CIA fue la adición de un mentón al fuselaje con forma de bala. No se pudo hacer nada en ese momento acerca de lsa formas redondeadas de los grandes escapes del avión, por lo que se usó un aditivo de combustible para ionizar el penacho de los gases de escape, reduciendo el RCS. El A-12 fue el primer signo de cómo el diseñar para la baja observabilidad cambiaría la forma de los aviones de combate.

El A-12 nunca tuvo que penetrar las defensas aéreas del Pacto de Varsovia, pero el F-117 fue diseñado precisamente para ese propósito. A mediados de la década de los 70, el Mach 3 no era lo suficientemente rápido para garantizar la capacidad de supervivencia, y el programa “Echo 1” había determinado que la forma óptima para un RCS mínimo era un forma de diamante con fondo plano. Dudando que alguna vez volase, los aerodinámicos de Lockheed llamaron a esto "Diamante sin esperanza". Pero perseveraron y cortaron la menor cantidad posible de segmentos para poner en el aire en 1977 el Diamante sin esperanza, oficialmente el demostrador furtivo Have Blue de DARPA.

El facetado del fuselaje dirigía todos los reflejos especulares en un pequeño número de ángulos. Los bordes fueron angulados los más alejados posible del ángulo de visión y alineados, junto con los bordes traseros, con los retornos especulares. Donde las amplitudes de retorno del radar se disparaban, se desplomaban rápidamente a medida que cambiaba el ángulo de aspecto. El fondo plano impidió el retorno especular a los radares que no miraban directamente a la aeronave, y las facetas superiores estaban inclinadas hacia el interior, para enviar retornos especulares y algunos de los lóbulos laterales hacia arriba. Have Blue fue diseñado con las colas inclinadas hacia adentro, alineadas con los lados del fuselaje, pero el problema de ambos prototipos fue su inestabilidad. El diseño cambió la inclinación hacia afuera para la producción en serie del F-117.

Desde atrás, la misma característica de ornitorrinco que redujo la firma infrarroja del F-117 también mantuvo bajo su RCS trasero. Con un escape estrecho y un borde que se extiende más allá de él en un ángulo ligeramente hacia arriba, los radares que se encuentran debajo del avión no pueden ver los escapes. Los radares de búsqueda aéreos que miran por su parte trasera al avión se habrían bloqueado parcialmente por la corta altura del escape y los compartimentos estrechos, ya que las ondas de radar no pueden ingresar a una abertura a menos que la dimensión más pequeña del hueco tenga al menos la mitad de la longitud de onda que incide.

El F-117 usó una forma puramente facetada porque Echo 1 no pudo calcular el RCS de las superficies curvas. A la hora del B-2, las computadoras sí podían y mostraban que las curvas y la furtividad no eran incompatibles sino complementarios. En la competición Advanced Tactical Fighter, ganada por el F-22, Lockheed en realidad comenzó a volar aviones con curvas antes de que supiera cómo modelar sus firmas radáricas.

Un mejor diseño y las pruebas del RCS demostraron que en realidad era más efectivo combinar facetas con curvas de radios en constante cambio. Esto amplió el retorno especular en la unión de las superficies, pero no aumentó el RCS total en esos ángulos, probablemente porque redujo la onda de borde de la unión. Al mismo tiempo, la curva redujo las ondas viajeras enviadas de vuelta al borde del ala, reduciendo el RCS en el plano azimutal hasta los 10 db.

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Los programas RCS originales solo podían manejar facetas, pero para la década de los 80 el nuevo código de Software ya podía manejar superficies curvas.

A diferencia del F-117, los lados del fuselaje del F-22 se encuentran debajo del ala. Pero están alineados con las derivas verticales en ángulos para los que las reflexiones especulares se devuelvan solo a radares distantes basados en tierra. Los tratamientos de borde probablemente disminuyeron la necesidad de un ala en flecha de los bordes delanteros, mientras que una combinación de diseño y prueba/error demostró que la firma radárica podía tolerar pequeñas protuberancias o sobresalienets en los actuadores de las alas y el tren de aterrizaje.

El requisito de maniobrabilidad extrema exigía escapes de empuje vectorial, pero los escapes rectangulares están compuestos por cuñas que restringen las reflexiones especulares a ángulos altos por encima y por debajo de la aeronave. Un recubrimiento probablemente suprime las ondas viajeras, mientras que los tratamientos de borde suprimen la difracción y las ondas de borde. Finalmente, los planos de cabeceo se extienden más allá de los escapes, ocultándolas a lo largo del plano azimutal.

El más pequeño F-35 incorpora muchas de las técnicas de furtividad del F-22. Aparecen más carenados con curvas complejas alrededor del fuselaje densamente repleto de sistemas, pero el diseño y las pruebas pueden haber mostrado que estos tienen un pequeño efecto en el RCS desde los ángulos importantes. Los avances en el modelado del RCS permitieron a Pratt & Whitney producir un escape del propulsor asimétrico con una firma de radar similar al de las cuñas 2D del F-22.

Furtividad en banda ancha


El cambio clave en la reflexión al radar que se produce cuando las frecuencias se reducen y las longitudes de onda aumentan es que los retornos especulares se debilitan y amplían mientras que los mecanismos no especulares se fortalecen. Los retornos especulares de las placas planas disminuyen con el cuadrado de la longitud de onda, pero aumenta el ancho del lóbulo principal. La fuerza de la onda viajera crece con el cuadrado de la longitud de onda, y el ángulo de más fuerte retorno aumenta con la raíz cuadrada.

La difracción de los bordes curvados aumenta con la longitud de onda y con su cuadrado para las cuñas rectas. Un borde de 50 pies (15 metros) de largo, en forma de cuña, barrido a 45 grados podría resultar en -49 dBsm desde el frontal en la banda X, pero con mucho más RCS, -13 dBsm en la banda baja de fercuencia VHF. La difracción del borde y el vértice también aumenta con el cuadrado de la longitud de onda. A 100 MHz (VHF), un borde de ala de ángulo agudo puede medir más de -10 dBsm por sí misma, en todas las direcciones. Los lóbulos laterales generados por las ondas de borde de placas planas aumentan con el cuadrado de la longitud de onda, pero las superficies de doble curvatura crean ondas de borde muy débiles porque las corrientes se afilan suavemente en los bordes.

A medida que las dimensiones de la estructura se aproximan a 5-10 veces las longitudes de onda, estos efectos se vuelven significativos y el objetivo comienza a mostrar un comportamiento "resonante" en el que RCS aumenta de forma ondulada. El aumento continúa hasta que las estructuras alcanzan entre 0.5-1 vez la dimensión de la longitud de onda incidente, dónde las ondas superficiales son maximizadas debido a que tiene que viajar solo una longitud de onda y entonces por lo general, decrecen con la cuarta potencia de la longitud de onda.

El primer paso para diseñar un avión furtivo en banda es eliminar las superficies que puedan mostrar este comportamiento resonante antes de la estructura primaria, es por esto por lo que el B-2 carece de derivas verticales. Las derivas aumentan el RCS en muchos ángulos, debido a las ondas viajeras en los ángulos de pastoreo, a las ondas de borde, a una reflexión especular cada vez mayor en los ángulos más altos y a la difracción en muchos ángulos. Esta es también la razón por la que se dice que las dos superficies de la cola para el caza YF-23 son más furtivas que las cuatro del F-22 y F-35, en todas las longitudes de onda.

Para controlar las ondas viajeras y minimizar los picos azimutales en el RCS, los bordes del B-2 solo lo están en el plano horizontal y están estrictamente alineados con los bordes delanteros. El gran tamaño del bombardero también proporciona a los recubrimientos una gran cantidad de área sobre la cual atenuar las corrientes de superficie, incluso para largas longitudes de onda del radar. Para minimizar el retorno especular y de la onda de borde, un fuselaje todo-ala ofreció un enfoque novedoso para la vista lateral: no tenía ninguno.

En el perfil, el B-2 se compone de dos superficies curvas unidas en un ángulo estrecho. Las curvas cambian continuamente el radio en múltiples direcciones, pero son lo más suaves posible al tiempo que evitan una sección transversal prohibitiva y permiten que el cuerpo central sea lo suficientemente profundo como para acomodar propulsores, bahías de armas, una cockpit con ventanas lo suficientemente grandes para que los pilotos tengan una vista adecuada y antenas de radar debajo de la nariz en ángulos inclinados a imagenes de objetivos terrestres a 100 millas (160 kms) por delante del avión. Hay pocos ángulos aparte de directamente por debajo o por encima del avión que puedan generar un retorno especular fuerte.

La suavidad de las curvas del B-2 limita los ángulos de los reflejos especulares y minimiza el reflejo de las corrientes superficiales. Si bien no son tan severas en las uniones en ángulo, las curvas aún pueden hacer rebotar corrientes, lo que exacerba las ondas superficiales, pero las curvas de al menos 1 m de radio generalmente pueden ignorarse.

Para limitar los retornos del motor, el B-2 usa un conducto serpenteante y un escape estrecho que están recubiertos con RAM, pero también ocultan el compresor y la turbina al radar. Las entradas de aire y los escapes de gases se encuentran en la superficie superior, sus bordes se insertan desde los bordes delanteros y traseros del avión. Para que un radar vea esto, tendría que estar en un ángulo poco profundo respecto a la aeronave y, por lo tanto, muchisimo más lejos.
Esta característica de diseño es clave para mantener el RCS de la aeronave bajo en todas las bandas de radar. El enfoque básico para suprimir los reflejos de las entradas al propulsor es cubrir la entrada con una capa delgada de RAM y curvarla para que cualquier onda entrante rebote en las paredes tantas veces que se suprima a pesar de la delgadez de la RAM. Esto funciona bien para la banda X, en la cual la longitud de onda es mucho más pequeña que la cavidad formada por las tomas y la RAM delgada es adecuada para su supresión.

Cuando la longitud de onda es pequeña, el conducto en serpentina recubierto de RAM funciona según lo diseñado, y las ondas rebotan hasta que se atenúan. La admisión tampoco es una preocupación si la longitud de onda del radar es más del doble de la dimensión mínima de la entrada, porque entonces la apertura refleja la señal como una superficie sólida. El peligro está en longitudes de onda intermedias.

A medida que la longitud de onda crece más allá de la quinta parte del tamaño de la cavidad, el comportamiento de la entrada del aire cambia de "espacio libre" a "resonancia de cavidad" y la entrada comienza a actuar como una guía de ondas, devolviendo las ondas entrantes. Además, a medida que aumenta la longitud de onda, la RAM se atenúa menos. El RCS de admisión alcanza un máximo cuando la longitud de onda entrante es 1-2 veces la dimensión máxima de la entrada. Esto puede explicar por qué el F-35 tiene una capa extra gruesa de RAM en sus entradas, pero es mejor simplemente negar a los radares una vista del atributo.

El B-2 aún así tiene un perímetro que puede generar difracción y rebotar corrientes de superficie que sobreviven al viaje hacia los bordes exteriores del avión. Se cree que el RCS geométrico del borde se minimiza al usar una forma convexa en forma de "pico" con una borde de ángulo mínimo. La mayoría del perímetro también está cubierto por dos tipos de RAM: RAM magnética que puede atenuar las ondas de radar VHF en 20 dB y UHF en más de 10 dB con un grosor de menos de 0.25 pulgadas (60 cms); y quizás más de 1 pie (30 cms) de RAM conductora, profundidad suficiente para reducir los reflejos en 20 dB desde la banda Ku a la L o incluso a la banda UHF.

La única declaración oficial sobre el RCS del B-2 proviene del testimonio en el Senado del jefe de personal de la Fuerza Aérea en 1990. El servicio había presentado un folleto que incluía el RCS de varias aves e insectos, el último de los cuales incluía ejemplos en 0.001, 0.0001 y 0.000063 m2. Cuando se le preguntó dónde caía concretamente el B-2 en la tabla, el jefe respondió: "en la categoría de insecto", pero se negó a especificar más. Desde entonces, los analistas han evaluado al B-2 en el rango de 0.001-0.0001 m2 de RCS (-30 a -40-dBsm). Pero a finales de la década de los 90, los funcionarios del programa insinuaron que las mejoras de RAM habían reducido el RCS y que la tendencia continuaría.

Hasta ahora, el enfoque de ala voladora sin cola o "cometa acordada" para todos los aspectos, y para la furtividad en bandas bajas solo se ha visto en bombarderos y aviones no tripulados optimizados para una gran carga útil y resistencia, pero no en cazas con necesidad de agilidad. Pero la última ilustración del concepto de Dominio Aéreo de la Próxima Generación (Next Generation Air Dominance) de Lockheed Martin, representativa de los cazas de "sexta generación" que se están estudiando para la Fuerza Aérea y la Marina de los EEUU, muestra un diseño sin cola y con una curva suave. La forma de los aviones de combate que estan por venir puede estar a punto de cambiar de nuevo.

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Notas:

Configuración Cranked Kite
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"Se te ofreció poder elegir entre la deshonra y la guerra y elegiste la deshonra, y también tendrás la guerra"

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Vie 08 Feb 2019 10:55

Último capítulo de la serie "Arte de la furtividad".



Fuente: https://www.reddit.com/r/Dragon029/comm ... ivability/

Estado de la Furtividad: Parte 7 - El futuro de la Supervivencia.

El B-21 de Northrop Grumman y la propuesta del caza de sexta generación muestra las formas del futuro.
Sep 8, 2017 Dan Katz | Aviation Week & Space Technology

Dar forma a las cosas que vienen

Este es el último artículo de una serie de siete partes. Los primeros conceptos del bombardero Northrop Grumman B-21 Raider y de los posibles cazas de "sexta generación" sugieren cómo la tecnología de baja observabilidad continuará evolucionando e impulsará la forma de los futuros aviones de combate. Pero a medida que los radares se mueven a frecuencias más bajas, se vuelven más ágiles y precisos y se combinan con otros sensores distintos, ¿puede sobrevivir la furtividad?

Cuando el único concepto hasta la fecha del Raider B-21 de Northrop Grumman fue lanzado en febrero de 2016, su similitud con el bombardero B-2 era inconfundible (ver imágenes a continuación). Muchos observadores esperaban algo diferente, pero si se desea diseñar una forma que muestre furtividad en la banda ancha - y que vuele-, el ala volante con un cuerpo combinado y borde en forma de W es probablemente la solución óptima.

Un análisis más detallado de la imagen revela mejoras en el diseño que sugieren que la sección transversal del radar del B-21 (RCS) será más baja que la de su antecesor. La primera diferencia es el borde de salida: una solo W en comparación con la doble W del B-2. Eso significa dos vértices menos, que tienen RCS altos en bajas frecuencias. El B-2 fue diseñado originalmente con una sola W. Durante el desarrollo, surgió la preocupación de que el progreso soviético en la construcción de masivos radares VHF podría permitir a Rusia detectar incluso al B-2. Así que se decidió que la aeronave tenía que ser capaz de volar bajo, por debajo del radar y entre el desorden de tierra, y se rediseñó el borde posterior trasero.

Las formas de las cosas que están por venir:

• fuselajes sin cola, combinados con entradas y escapes de propulsores conformados para la furtividad en banda ancha.
• Materiales diseñados a nivel molecular para lograr las cualidades electromagnéticas deseadas.
• Metamateriales con estructuras de longitud de onda secundaria que manipulan la dispersión del radar.
• Empuje vectorial fluídico para incrementar la maniobrabilidad a la que vez que mayor furtividad.

El diseño de la entrada del aire al propulsor del B-21 también se cambia. Se acabaron los bordes serrados del B-2. En cambio, los labios son rectos y al ras con el fuselaje superior. La superficie inferior de la admisión parece fluir suavemente desde el borde de ataque, eliminando los bordes que reflejan las ondas del radar de los desviadores de capa límite del B-2. Esto puede ser similar a las tomas sin desviador del F-35, que eliminan el hueco entre la entrada de aire y el fuselaje observadas en el F-22. Además, la cubierta del propulsor parece sobresalir menos, lo que significa curvas con radios más pequeños para reducir las ondas superficiales.
La mayor pregunta planteada por la imagen inicial del B-21 inicial es la aparente falta de escape de gases. Tendría sentido ubicar el escape en la parte superior de la aeronave, hacia delante desde el borde posterior, como en el B-2. Esta es probablemente una omisión deliberada por parte del artista conceptual. La primera y cruda ilustración del B-2 lanzado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en 1988, dibujada desde casi la misma perspectiva, también dejó fuera del concepto los escapes. Se necesita conocimiento de su forma para modelar con precisión el RCS de un avión, por lo que tiene sentido mantenerlos ocultos por un tiempo mayor. La cubierta de popa ha demostrado ser uno de los mayores problemas de mantemiento del B-2, por lo qué si los ingenieros han encontrado una solución, también sería conveniente mantener esa información clasificada durante el mayor tiempo posible.

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El último concepto de caza de sexta generación de Lockheed Martin es un diseño de alas mezclado sin cola.

Incluso en el lanzamiento del B-2, Northrop y la Fuerza Aérea intentaron ocultar el diseño del escape impidiendo que se viera la aeronave desde la parte trasera. Pero fueron derrotados por el editor de Aviation Week, Michael Dornheim, quien sobrevoló el evento en un Cessna alquilado y fotografió el B-2 desde arriba, revelando exclusivamente sus misteriosos escapes (AW&ST 28 de noviembre de 1988, p. 20). Estos y otros elementos de la banda de frecuencia baja del B-21, los avances furtivos desde todos los aspectos probablemente también se aclararán con el tiempo.

¿Qué tan bajo puede ir un radar?

Las técnicas empleadas por el B-2 y el B-21 se consideran efectivas para reducir el RCS a través de al menos la mitad de la banda VHF de entre 30-300 MHz, más allá de donde operan casi todos los radares contrafurtivos. Pero ya hay radares en el mundo que operan en la banda de alta frecuencia (HF) de 3-30 MHz. Con longitudes de onda de HF de entre 10-100 m, parece imposible diseñar un avión que sea geométricamente inmune a la resonancia o la dispersión de ondas electromagnéticas de Rayleigh en esa longitud de onda. El material absorbente de radar (RAM) también es menos efectivo en estas frecuencias. Sin embargo, varios materiales magnéticos que muestran una atenuación de más de 20 dB a 30 MHz pueden mantener una reducción de 10 dB hasta 3 MHz, y se está investigando sobre mejores absorbentes de alta frecuencia HF (3-30 hz). Estas frecuencias también permiten que las señales de radar se refracten en la ionosfera, lo que los convierte en sensores sobre el horizonte (OTH -Over The Horizon-) distancia de miles de millas y con la capacidad de detectar objetivos volando bajo.

El más famoso de estos sensores OTH es la Red de Radares Operacionales Jindalee (JORN) de Australia, cuyos operadores afirmaron que podían detectar el B-2 poco después de su aparición. Se sabe que China ha desplegado radares similares a lo largo de su costa, en su interior y posiblemente en una isla reclamada en el Mar de China Meridional. Rusia también ha desarrollado modelos, como el sistema Sunflower.

Pero estos radares sufren de todos los problemas de operación de baja frecuencia llevados al siguiente nivel. Son grandes e inexactos; se dice que el JORN exhibe errores del orden de un kilómetro y no puede determinar la altitud de un objetivo, lo que los convierte, en el mejor de los casos, en sensores de alerta temprana que pueden indicar a los sensores de orientación dónde mirar. También les falta movilidad. La mayoría son fijos, y el "semimóvil" Sunflower de Rusia tarda 10 días en instalarse. Eso hace que tales Arrays sean especialmente vulnerables en tiempos de guerra.

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El concepto del B-21 (arriba). El único concepto del B-21 omite los detalles de los escapes, al igual que el primer concepto publicado del B-2 (abajo)

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Detalles de los escapes (concepto) en el B-2.

Los radares de alta frecuencia HF (no confundir con los radares de corta longitud de onda) tampoco escanean como los radares normales, sino que se detienen durante períodos prolongados, probablemente debido al ciclo lento de las ondas de HF. Eso significa que los radares a menudo requieren inteligencia externa para saber dónde mirar y probablemente no puedan rastrear un objetivo mientras buscan a otro. Debido a su dependencia en el procesamiento Doppler, los radares de alta frecuencia no pueden detectar objetos que se mueven en paralelo a sus arrays.

También pueden tener problemas para detectar objetivos pequeños como armas de apoyo debido a su pequeño tamaño en comparación con la longitud de onda del radar; La Real Fuerza Aérea Australiana (RAAF) dice que solo espera que el JORN detecte objetivos del tamaño de un BAE Systems Hawk jet trainer. Las capacidades de detección de los radares de HF también dependen del material objetivo, y el RAAF destaca que JORN está diseñado para detectar objetos metálicos por lo que es poco probable que vea botes de madera pequeños, globos de aire caliente o planeadores de madera. La madera es un reflector de radar notoriamente pobre, y la RAM magnética puede tener el potencial de causar dificultades similares para los radares de alta frecuencia.
El funcionamiento de los OTH también es notoriamente complicado. La ionosfera varía con la hora del día, el ciclo solar de 11 años, las perturbaciones solares, la actividad geomagnética y los patrones climáticos. Los radares de HF funcionan mejor durante el día, y cualquiera de los factores mencionados anteriormente puede hacer que la detección de objetivos sea menos probable. El JORN aún experimenta todas estas dificultades, y Australia lo ha estado refinando durante más de cuatro décadas.

"Furtividad activa"

Los radares de alta frecuencia también son probablemente más vulnerables a la "furtividad activa". Más conocido como cancelación activa, este enfoque para evitar la detección es más una técnica de guerra electrónica (EW). Funciona al registrar una señal de radar entrante y luego emitir una señal combinada con la mitad de una longitud de onda fuera de fase, con el efecto de poner a cero el retorno.

Se cree que la técnica es empleada por cazas europeos, como el Rafale de Dassault, para limitar la distancia de detección incluso a frecuencias más altas. Sin embargo, a frecuencias más altas, la cancelación activa es un enfoque menos robusto para reducir la distancia de detección. La sección transversal al radar de un avión es la suma del RCS de todos sus componentes, pero las firmas de estos componentes están siempre en diferentes fases que interfieren entre sí de manera constructiva o destructiva, según el ángulo de visión. Cuanto más alta es la frecuencia, más corta es la longitud de onda y más rápidos son los cambios de los RCS totales con el ángulo, lo que obliga al sistema de cancelación activa a tener un conocimiento más específico del RCS y una mayor precisión para hacer coincidir la salida. Si el sistema se equivoca, la señal actuaría como un faro en la noche.

Los radares más nuevos que son más rápidos y ágiles para cambiar sus formas de onda también desafiarán esta tecnología. Muchos radares terrestres intentan variar su señal lo suficiente como para que los aviones enemigos no los detecten. Si un avión no detecta una señal, no puede cancelarla. E incluso si el sistema de guerra electrónica EW de la aeronave detecta el radar enemigo, existe una competencia continua entre los radares que intentan cambiar las formas de onda más rápido de lo que los sistemas EW puedan seguir. Finalmente, los radares están empezando a aprender a cómo detectar devoluciones de características específicas en un avión, lo que requeriría a un sistema de cancelación activo emitir una señal por característica que se rastrea, para lograr un retorno nulo.

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La necesidad de combinar la agilidad del caza con la furtividad de banda ancha podría requerir avances tales como el vector de empuje fluidico.


Pero mientras que la cancelación activa puede ser menos robusta en frecuencias más altas que la furtividad pasiva, puede ser particularmente efectiva en las bandas de radar más bajas. Cuanto más baja es la frecuencia, menos rápidamente cambia la firma del radar con el ángulo. Cuando un objetivo muestra la dispersión de Rayleigh, las características geométricas de su forma dejan de ser importantes. Con el ciclo de onda más lento de las frecuencias más bajas, es más fácil para los sistemas de guerra electrónica (EW) mantenerse al día con el radar para cancelarle la señal o engañarlo. Durante mucho tiempo se ha rumoreado que el B-2 utiliza la cancelación activa de forma selectiva, pero no ha surgido evidencia confirmatoria de la misma.

El futuro de la furtividad

Quizás la mejor evidencia de que la furtividad seguirá siendo relevante en el diseño de aviones militares durante décadas es la cantidad de países que invierten en dicha tecnología. Además de los EEUU, se han incorporado 11 naciones para operar el F-35, y varias más están interesadas. Rusia ha desarrollado un caza furtivo y China dos. También se cree que ambos están trabajando en bombarderos con furtividad de banda ancha. Gran Bretaña y Francia están colaborando en un vehículo aéreo de combate furtivo y no tripulado, mientras que India, Japón, Corea del Sur y Turquía están desarrollando cazas nativos, todos los cuales cuentan con caparazones aéreos furtivos.
A lo largo de las próximas décadas, la tecnología decontrafurtividad sin duda avanzará. El alcance, la precisión y la resolución del radar aumentarán con una potencia de salida más alta, componentes electrónicos con menos ruido, mejores arrays de antenas, computadoras de mayor capacidad y procesamiento avanzado de señales. Los sensores infrarrojos también progresarán, con mayores resoluciones de los arrays de plano focal, materiales de detectores que funcionan en longitudes de onda más largas y procesamiento superior. Los enlaces de datos de mayor ancho de banda permitirán la fusión de datos de múltiples sensores de múltiples tipos en múltiples ubicaciones.
Pero la tecnología furtiva no se detiene. Las secciones transversales al radar son cada vez más pequeñas que los −30 a −40 dBsm estimados para la generación actual de aviones furtivos. El RCS del F-22 se comparó con el de una canica (−40 dBsm) durante su desarrollo, pero se rumorea que superó esta cifra. El RCS del F-35 se equiparó originalmente con el de una pelota de golf (−30 dBsm), pero más recientemente, los expertos insinuaron que su RCS podría haber vencido al del F-22 con un diseño superior, tomas más furtivas y materiales avanzados.

La próxima generación de aviones furtivos probablemente logrará un RCS aún más bajo. El B-21 casi seguramente será más furtivo que el B-2. Los aviones de combate de sexta generación de los EEUU están empezando a tomar forma, y casi todos los conceptos de los artistas lanzados hasta el momento apuntan a reducciones del RCS. Los diseños son todos sin cola, fuselajes combinados, la mayoría con tomas de aire y escape de gases por encima de las alas y hacia adentro desde los bordes, lo que sugiere un cambio de a mayor furtividad por menor maniobrabilidad.

Además de las mejoras en la configuración de la estructura del avión, el progreso en múltiples tecnologías facilitará firmas de radar más bajas. Los avances en la ciencia de los materiales permitirán el control a nivel molecular de las propiedades electromagnéticas (EM) de una estructura. Esto podría permitir que los materiales se diseñen de manera que las cualidades electromagnéticas (EM) deseadas se mantengan en frecuencias más altas, desde 30 MHz hasta la banda Ku. También se han registrado patentes sobre nuevos métodos para producir nanotubos de carbono e incrustarlos en estructuras para reducir la firma del radar. El trabajo también está progresando en metamateriales diseñados con estructuras de longitud de onda secundaria que dispersan las ondas electromagnéticas (EM) para cancelar los retornos.

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El concepto de next generation air dominance de Boeing subraya la tendencia al diseño sin cola con menos bordes.

Para combinar la maniobrabilidad con mayor furtividad, se han propuesto escapes fluídicos de empuje vectorial con geometrías externas fijas y sin partes móviles. En su lugar, el chorro del escape es controlado inyectando aire purgado en el interior de la boquilla del escape para bloquear selectivamente el flujo y redirigirlo. Cuando se activan simétricamente, estos inyectores restringen el chorro del escape como un escape convergente / divergente. Cuando se activan de forma asimétrica, vectorizan el chorro del escapeen dirección al punto de blocaje. Dichas boquillas permitirían que la geometría externa se optimice para la furtividad al radar y al espectro infrarrojo (IR). La falta de sistemas de accionamiento mecánico significa menos piezas y menor peso. Y con el empuje vectorial, las superficies externas de control aerodinámico pueden hacerse más pequeñas y usarse con menos frecuencia, lo que mejora la furtividad.

Para una mejor supresión de la firma infraroja, la mejora de la ciencia de los materiales también producirá materiales con una emisividad más baja y más controlable en diferentes longitudes de onda. Los motores de tres etapas en desarrollo para mejorar el consumo de combustible también suministrarán más aire de derivación para enfriar los escapes más rápido y reducir la firma termica del penacho de gases. El aire de derivación puede enfriarse activamente antes de ser expulsado al escape. Si la tecnología de detección infraroja avanza más rápido que la de la supresión, se pueden aplicar contramedidas infrarrojas dirigidas a los cazas furtivos.

Hoy en día, la furtividad sigue siendo un medio eficaz de supervivencia. Muchos adversarios claman sobre sus capacidades contrafurtivas, pero la furtividad es relativa, y los aviones de combate de los Estados Unidos parecen conservar la ventaja. Uno de los mayores beneficios de la furtividad, aunque no es el único, es cómo permite que un avión dispare sus armas antes de que sea detectado por otros cazas o sistemas de defensa aérea. Esta ventaja está aumentando con la creciente gama de armas. El misil aire-aire AIM-120C7 tiene un alcance de 60-70 millas (95-112 kms) y la bomba de diámetro pequeño GBU-39 de al menos 45 millas (72 kms). La distancia del más reciente AIM-120D se informa en alrededor de 110 millas (180 kms), y se están promocionando varias bombas de planeo con distancias de más de 60 millas (95 kms).
Ciertamente, hay radares de banda baja que podrían detectar cazas furtivos a distancias tácticamente útiles, pero esto no significa que la furtividad ya no sea relevante. Ninguno de estos radares tiene la precisión de dirigir de forma fiable los misiles a sus objetivos. Y la mayoría de ellos no pueden superar las características de banda ancha de plataformas tales como la B-2 y la próxima del B-21.

Pero la furtividad es una herramienta, no una panacea, y existen otros enfoques de supervivencia que trabajan sinergicamente con la furtividad. La guerra electrónica a menudo se discute como una alternativa a la furtividad, pero también es un complemento. El primer avión furtivo, el F-117, no llevaba contramedidas de soporte electrónico, pero todos los aviones furtivos desde entonces han llevado receptores de radiofrecuencia para detectar radares enemigos y trazar un rumbo a través de ellos que presenta sus ángulos de RCS más bajos a los radares más amenazantes y minimiza las posibilidades de detección. El ruido producido por el jamming reduce las distancias de detección contra aviones furtivas, lo mismo que para las aviopnes no furtivos, lo que les permite acercarse aún más a los objetivos. Las tácticas de interferencia o de engaño (jamming) también son mejoradas con la furtividad, porque la señal que necesita ser cancelada o multiplicada es menor. Interrumpir las comunicaciones entre radares también puede evitar que compartan datos o permitan que radares más grandes conduzcan a radares más pequeños o guíen misiles.

En el pasado, el concepto para operaciones era que los aviones furtivos eliminarían los sitios clave de defensa aérea, haciendo que el espacio aéreo fuera seguro para los aviones convencionales. En el futuro, el concepto operativo podría ser que los bombarderos furtivos de banda ancha, las armas de larga distancia y los perturbadores electrónicos eliminen o supriman los sistemas de banda baja enemigos, haciendo que el espacio aéreo sea seguro para los cazas furtivos, mientras que los cazas convencionalessiguen vedados por la presencia de innumerables mientras que los combatientes no insalubres siguen vedados por la presencia de innumerables radares convencionales de alta potencia y con formas ondas de extrema agilidad.

En los años venideros, la competencia de furtividad-contrafurtividad continuará. Los observadores deben estar atentos a las mejoras en la tecnología, pero es importante tener en cuenta que la furtividad es la ciencia de reducir las posibilidades de que los sensores puedan detectar, rastrear y enganchar aviones. Todos los objetivos tienen firmas radáricas que cambian con el ángulo, y todos los sensores tienen una distancia a la que detectan firmas radáricas y en el que exhiben errores al ubicar esas señales. Las afirmaciones son fáciles de hacer, pero los datos son los que de verdad las prueban. La furtividad no hace invisibles a los objetivos, ni tiene que hacerlo. La pregunta es si el coste y las concesiones de diseño a la furtividad valen los beneficios obtenidos en la supervivencia y las posibilidades de victoria para una fuerza entera.

************

Notas:

Empuje vectorial fluídico. No se usa partes móviles para dirigir el flujo de los gases de escape sino la inyección de un fluído dentro del interior de la boquilla del escape con el fin de dirigir el flujo de los gases de escape.
Documentos de interés:

https://es.scribd.com/document/25427495 ... ctoring-LO

https://nal-ir.nal.res.in/12145/1/cp191.pdf

https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi ... 031765.pdf

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Jue 21 Feb 2019 22:46

En uno de los capítulos de la serie Arte de la furtividad, concretamente el 4º de la serie, se hablaba sobre los últimos adelantos presentados por cuanto a radares contrafurtivos en la Feria de la aviación de la ciudad China de Zhuhai. Uno de ellos el radar Chino JY-27, que opera en la banda VHF de frecuencias, este novedoso radar serviría para la alerta temprana de todo tipo de aviones incluído los VLO tipo F-35/F-22.

Pues bien, llegan noticias de que uno de estos radares ha sido destruído en Siria el dia 20 de enero pasado, y podría estar detrás de esto nada menos que el F-35 Adir.


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https://twitter.com/REjercitos/status/1 ... 5908275200

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Jue 21 Feb 2019 22:54

Y muy buenas noticias para la Armada, el almirante Urcelay confirma que la Armada solo piensa en F-35B, y que junto al Ejercito del Aire que estaría interesado en la versión A, están trabajando para traer este avión para España. Entre 12-15 uds para la Armada, y que de no traerse la versión A para el ejército del Aire, la Armada seguiría en su empeño de la versión B. Han presentado ya un estudio al estado mayor para la adquisición del avión por parte de la Armada y del Ejército del aire.

https://www.infodefensa.com/es/2019/02/ ... rrier.html

Así con esto, lo normal sería un pedido este mismo año de 30-40 EF tranche 3, y ya para el 2025 un pedido de 12-15 F-35B para la Armada y quizás otro de 30-40 F-35 A para el Ejercito del Aire para sustituir el resto de F-18. Nos quedaría una fuerza aérea rica, rica, rica, que diría Arguiñaño.
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor Madera el Sab 23 Feb 2019 16:58

Primero buen trabajo experten.

Buena noticia, lo única duda que tengo es sobre si los 2.000 horas de vida útil es verdad o falso, porque hasta ahora los ingleses no a comentado nada sobre tema siendo el segundo usuario de F-35B después de los Marines.
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Sab 23 Feb 2019 21:01

Madera escribió:Primero buen trabajo experten.

Buena noticia, lo única duda que tengo es sobre si los 2.000 horas de vida útil es verdad o falso, porque hasta ahora los ingleses no a comentado nada sobre tema siendo el segundo usuario de F-35B después de los Marines.


Todas las versiones del F-35 deben alcanzar su célula una vida útil minima de 8.000 horas de vuelos. Esto se sabrá realmente cuando las primeras uds las vayan alcanzando o presenten antes problemas de fatiga.

Se han hecho pruebas de fatiga en test a las distintas versiones para simular si se podrían alcanzar. La versión A no ha tenido problema, de hecho se espera que pueda pasar de las 10.000 horas facilmente. Los problemas han venido con la versión B y veremos con la C, ya que éstos al apontar necesitan de refuerzos especiales

La primeras uds de la versión B que será muy pocas parece que podrían alcanzar un minimo de 2100 horas tras los tests de fatiga, lo que significa que quedan muy lejos de las 8000 horas requeridas. LM ya ha tomado cartas en el asunto, y las nuevas uds ya saldrían con las medidas implementadas en su estructura para que alcancen como tienen previsto esas 8.000 horas. Las pocas uds que pudieran tener los problemas antes mencionados se les harán un retrofit y deben ser imagino solo uds de lo Marines.

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Vie 01 Mar 2019 19:41

- IOC para el F-35C.

- Trump bloquea la venta de F-35 a Turquía. Lo más razonable es la suspensión definitiva una vez se consume la venta de S-400 a Turquía. Uno de los problemas es que Turquía es la encargada de la fabricación de un parte del F-35, que en estos momentos LM debería estar ya buscando sustituto. Las entregas del F-35 se verían comprometidas en tanto no se sustituya a Turquia del programa.

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor Segoviano el Sab 02 Mar 2019 10:07

Pues EEUU va a tener que pagar a Turquía 1.000 millones de dólares más indemnización. Más 10.000 millones perdidos por la no venta de los aviones y mantenimiento.

Un negocio redondo.
Nada que acaba en "-ismo" puede ser bueno.

Los animales son mejores que las personas.

¿Quién es más tonto? ¿El tonto o el que sigue al tonto?

¡¡¡¡Viva la Policia Nacional, Viva la Guardia Civil y Viva España!!!!!

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Sab 02 Mar 2019 19:12

De todas maneras, habrá que ver lo de las indemnizaciones, porque me extraña que no haya algún tipo de cláusula en el contrato de adquisición del F-35 por parte turca o de otro pais que no sea EEUU que no prohiba de alguna manera que esa tecnología caiga dónde no debe, y una forma de liberar al pais propietario de los derechos de la venta o continuar la venta si ya se han hecho algunas entregas en el caso fehaciente de que esta tecnología pueda estar comprometida. Ya la cagaron con el F-14 y los iraníes, es de suponer que no la vuelvan a cagar con el F-35, cuando están a tiempo de remediarlo.

Erdogan no es de fiar ni para EEUU ni para la Otan. Si no fuese por el paso del bósforo, ya hace tiempo le hubiesen dato puerta.


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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor Madera el Dom 03 Mar 2019 19:22

Singapur comprará 4 aviones de combate F-35 con opción de 8 más, vaya con ciudad-estado que no necesita una gran reserva de petroleo para conseguir una poderosa fuera aérea.

https://www.channelnewsasia.com/news/si ... 9-11300934
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Mié 13 Mar 2019 12:32

Y Polonia tiene toda la pinta también. Máxime teniendo a Rusia tan cerca, qué mejor que F-35.

https://www.flightglobal.com/news/artic ... nt-456554/
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Mar 02 Abr 2019 16:48

Oficialmente, las entregas a Turquía de F-35 están suspendidas y puede que para siempre. Ya no son intenciones, son hechos.

https://aviationweek.com/defense/pentag ... ery-turkey
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor APV el Mar 02 Abr 2019 21:41

Se comentó en el hilo de Turquia. La duda es ¿cuánto costará?
Conoce al enemigo y conócete a ti mismo y; en cien batallas, no estarás jamás en peligro Sun Tzu.

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor Lutzow el Mié 03 Abr 2019 2:33

No será barato, pero más caro saldría a la larga dejar tecnología punta en manos de un tipo tan poco de fiar como el Sultán, que a las primeras de cambio se la transfiere al Zar, muy necesitado de ella tras el fiasco del PAK-FA...

Saludos.
Es mejor permanecer con la boca cerrada y parecer un idiota, que abrirla y confirmarlo...
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Vie 05 Abr 2019 14:06

APV escribió:Se comentó en el hilo de Turquia. La duda es ¿cuánto costará?


Habrá que ver como se desarrolla todo, puede pasar cualquier cosa, como revertir la compra de S-400, como incluso que Turquía abandone la Otan ( el vicepresidente norteamericano Pence iba en esa dirección). Entre esos 2 extremos hay puntos intermedios si se quiere llegar a acuerdos, pero lo que está claro es que la suspensión de la entrega de F-35 es un hecho por cuanto no se modifique la actual situación y por cuanto los norteamericanos que son los que tienen la propiedad intelectual del F-35 no reciban las garantías de que su producto está protegido en Turquía.

La suspensión de la logistica turca y su reemplazo puede ser o no, depende de la cosa vaya a más. Quizás a los turcos economicamente les interese seguir suministrando ese material a pesar de no recibir el caza. Actualmente LM está mirando para la sustitución de Turquía para el suministro de las partes que tenía contratadas para el F-35, imagino que para cuando le den la ordén hacerlo efectivo en el menor tiempo posible. La producción se resentirá durante un tiempo, pero nada del otro mundo ni por el estilo.

Lo peor como dice Lutzow arriba mío, es poner en peligro parte de la superioridad que este avión representa para las próximas 2-3 décadas frente a los rivales. Turquía y EEUU acordaron que los F-35 turcos se enlazarían con el sistema centralizado de inteligencia turco, que es un sistema propio de ellos. La sorpresa vino cuando se decidió por parte de Turquía la compra de un sistema S-400 y que dicho sistema igualmente iría integrado al sistema centralizado turco. Y ahí es dónde viene el problema. Si los norteamericanos lo llegan a saber en su día, no hubiesen vendido el F-35 con esas condiciones.

El F-35 es un sistema que funciona en red, con un cerebro que administra toda la información recabada por sus multiples y avanzados sensores tales como el radar Aesa de última generación, la suite Barracuda que integra los RWR, arrays para la lucha electrónica y en red, arrays para la recopilación de inteligencial (Elint/Sigint), su Eots, Das, etc...etc...toda esa información se une a su MDF (Mission data files) que es como una gran base de datos que se retroalimenta y que junto al trabajo de los otros sensores es capaz de identificar elementos hostiles según las emisiones recibidas, bien por sus firmas, termicas, radáricas o de otra naturaleza. Una vez se tiene esto, el avión teniendo conocimiento de lo que tiene enfrente es capaz de trazar una ruta en tiempo real de cuales son las zonas a evitar dependiendo de la orientación, altura, distancia a los emisores hostiles y las frecuencias a las que éstos emiten...todo esta importante información estaría vinculada a esa red de información turca.

Los rusos les venden el S-400, pero no tienen acceso al código ni a cacharrear pues con el mismo, y por lo tanto tampoco tienen acceso a la misma información que sí dispondrían con el F-35 ni el sistema turco recopilará información a través del S-400 de datos de sistemas rusos de defensa. Así pues, es factible que los rusos por medio del S-400 vendido puedan tener acceso remoto o de otra índole a la información que el S-400 recopile de cómo topera el F-35 y cuales son sus firmas bajo determinadas circunstancias, angulos, frecuencias, etc.... Con estos datos, siempre podrán perfeccionar sus sistemas tanto desde el punto de vista defensivo como ofensivo contra la amenaza presente del F-35, perfeccionar los algoritmos de sus radares para que sepan distinguir la minuscula firma del F-35 bajo determinadas circunstancia del ruido de fondo presente....etc

Poner en riesgo todo ello por EEUU es una temeridad. La solución pasa por no conectar el F-35 a esa red, o no conectar el S-400. Los turcos sin embargo no han dado garantía alguna de ello. Simplemente han dicho que no hay ningún tipo de problema y que ellos controlan su propia red centralizada de inteligencia.

Dado el comportamiento de Erdogan en los últimos tiempos, no parece que a estas alturas la confianza pase por sus mejores momentos y lo aconsejable incluso sería la suspensión definitiva de las entregas si no se renuncia a la compra del S-400, no debería llegar con fiarse de las palabras turcas de que nada corre peligro. Y ni que decir tiene que lo que Rusia pudiese sacar de provecho, llegaría a fuentes chinas al día siguiente, y éstos sí tiene capacidad real de mejora en todos estos asuntos, más si les facilitas las cosas.
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor Tier16 el Mar 09 Abr 2019 22:19

Los japos han perdido un F-35 sobre el Pacifico.

https://www.google.com/url?sa=i&source= ... 7493300852
Amanece que no es poco

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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor Akeno el Mié 10 Abr 2019 18:27

Tier16 escribió:Los japos han perdido un F-35 sobre el Pacifico.

https://www.google.com/url?sa=i&source= ... 7493300852


Los japoneses han desplegado numerosos efectivos navales y aéreos para localizar los restos del F-35. Incluso han enviado un submarino y los estadounidenses han destacado a un B-52 basado en la isla de Guam y un P-8 Poseidon desde su base japonesa de Kadena para intentar captar la señal de la caja negra del aparato.

https://twitter.com/dragonladyu2/status ... 33857?s=12
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor Lutzow el Mié 10 Abr 2019 18:58

¿Es el primero que se pierde?

Saludos.
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor Akeno el Mié 10 Abr 2019 19:23

Lutzow escribió:¿Es el primero que se pierde?

Saludos.


Hace un año se estrelló un F-35B de los Marines: https://foxtrotalpha.jalopnik.com/what- ... 1829455598

Aunque este sí que es el primer F-35A que se ensambló en Japón: https://www.reuters.com/article/us-japa ... SKCN1RM011
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Jue 11 Abr 2019 23:54

Lutzow escribió:¿Es el primero que se pierde?

Saludos.


En 12 años desde que comenzó a volar se han perdido por problemas propios del avión creo que 3 F-35. Para ponerlo en perspectiva, 43 F-16A se perdieron o fueron dados de baja por graves problemas en el mismo periodo de tiempo al inicio de su vida.
Tendrán que investigar si el accidente de Japón ha sido un problema de la unidad o del piloto.
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor Lutzow el Vie 12 Abr 2019 0:03

Pero supongo que los F-16 operativos durante esos doce años sería mucho mayor al de F-35, así como su acumulación de horas de vuelo...

Saludos.
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Vie 12 Abr 2019 17:51

Lutzow escribió:Pero supongo que los F-16 operativos durante esos doce años sería mucho mayor al de F-35, así como su acumulación de horas de vuelo...

Saludos.


Sí, bastante mayor habría unos 1500 uds de F-16 en todo el mundo (más o menos) , por algo mas de 380 uds de F-35 que hay actualmente. Eso son como 4 veces el número de F-35.

3 uds perdidas de F-35 *4 = 12 uds perdidas de F-35 si igualamos uds producidas entre ambos aviones....

pero pongámosle 15 uds perdidas para curarnos en salud, esto sigue siendo mucho menos que las 43 perdidas de F-16.

El F-35 es posiblemente uno de los aviones más seguros.

El que quiera ver el número de bajas del F-16. Serían los denominados write off.

http://www.f-16.net/aircraft-database/F ... accidents/

Se pueden ver muchas estadísticas del F-16 en gráficos, pero hace falta el adobe flash que yo no tengo.

Saludos
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor Lutzow el Vie 12 Abr 2019 18:00

Aparte del número de aviones, para hacer una comparativa justa necesitaríamos conocer un dato imposible como es el número de horas de vuelo, es más complicado tener un accidente con el coche aparcado en el garaje que conduciendo todos los días por carreteras de montaña... Sin duda el F-35 es un avión más seguro que el F-16, pero es lo mínimo que se espera con una tecnología 30 años más avanzada.

Saludos.
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor cv-6 el Vie 12 Abr 2019 18:11

Lutzow escribió:Pero supongo que los F-16 operativos durante esos doce años sería mucho mayor al de F-35, así como su acumulación de horas de vuelo...

Saludos.

Eso y que, 12 años después de empezar a volar, el F-35 lleva en servicio ¿cuánto? ¿3 o 4 años?
En el caso del F-16, a esas alturas ya llevaba en servicio 8 años más o menos.
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Re: F-35 el futuro de la aviación STOVL

Notapor experten el Vie 12 Abr 2019 21:50

Lutzow escribió:Aparte del número de aviones, para hacer una comparativa justa necesitaríamos conocer un dato imposible como es el número de horas de vuelo, es más complicado tener un accidente con el coche aparcado en el garaje que conduciendo todos los días por carreteras de montaña... Sin duda el F-35 es un avión más seguro que el F-16, pero es lo mínimo que se espera con una tecnología 30 años más avanzada.

Saludos.


Las horas de vuelo de un F-35, o mejor disponibilidad son actualmente buenas, el ratio del 80% se conseguirá esperan en Septiembre de este mismo año. La versión B y C rondan el 50% (por ahí oiréis que ronda el 15-20%-es falso-, porque alguién no supo entender el informe correspondiente y confundió churras con merinas), teniendo en cuenta que son las que se han incorporado más tarde.

Si comparamos al F-35 A con el F-16 que realmente es con quién se debe comparar deben andar por ratios de disponibilidad similares. Es decir 10 uds de F-16 de su epoca, volarían más o menos las mismas horas que 10 F-35 A.

Para que os hagáis una idea los Su30 MKI indios hace pocos años andaban en ratios de poco más que el 50%, siendo un avión ya totalmente maduro. De sus 200 aviones, solo tenían apenas algo más de 100 uds disponibles en todo momento.

las comparaciones nunca van a ser perfectas, pero sí se puede ver a grandes rasgos que el F-35 es más seguro y tiene menos incidencias que el F-16 A en su día. Esto, es bueno saberlo, porque pronto leeréis por ahí que el F-35 no solo es caro sino que encima se estrella mucho.

Pero cuando se ponen las cosas más o menos en perspectiva, se puede tener una idea sobre cúal es lo más cercano a la realidad.

Saludos


P.D.- la hora de vuelo del F-35 A tambien esperan tenerla por debajo del coste de hora de vuelo de un F-16C/D, actualmente es un 11% superior. Para el 2025 esperan tenerla sobre 25.000 dolares, esto es inferior a los 26.000 dolares de un F-16 C/D
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