Ayer nos dejaba el amigo “Manodehielo” un comentario a la entrada de Bob del IRIS-T que decía…
“Esta noticia no tiene nada que ver con la entrada, pero hasta habla de que se está estudiando seriamente la inclusión de toberas vectorizables en el EF-2000 debido a todos los beneficios que le puede dar (beneficios que ya nos explico TAMA (creo) en una entrada hace ya meses):
Hace referencia a una entrada del empuje vectorial que hizo hace muchos meses Tama….pero no hubo una, sino dos. Así que os traigo ambas a primera plana para que nos perdáis tiempo en buscarlas…En las fechas de su publicación no hubo muchos comentarios, imaginamos porque el blog en aquellos tiempos no tenía el “gancho” que esperemos tenga ahora. Así que, sabiendo lo buenos que sóis sacando brillo a todas nuestras entradas, echadle imaginación y sapiencia para sacarle todo el jugo que se pueda al asunto.
Nadie dijo que fuera fácil.
Little.
PRIMER ARTÍCULO, publicado por Tama el 22 de mayo de 2008
THRUST VECTORING (I)
Bueno parece ser que os ha entrado el gusanillo con el tema del empuje vectorial, os comentaré en esta entrega unos básicos de la forma más clara y objetiva que sé, y posteriormente el fantástico Little os iluminará con la introducción del factor humano en esta ecuación.
Esta preciosidad es un genuino EJ200, no tiene tobera vectorial pero es para que vayáis entrando en materia…..¿bonito verdad? ¡¡Pues vienen de a dos con cada EF2000!!
Como sabéis, el empuje vectorial lleva siendo utilizado varios años en la aeronáutica rusa, en lo que por tanto llevan clara ventaja a los países occidentales, lo mismo ocurre con otro tipo de sistemas como los cascos con información proyectada en el visor o la tecnología de los sensores infrarrojos que montan sus misiles…pero entremos en materia ¿os parece?
Existen dos tipos principales de toberas con empuje vectorial, las llamadas 2D, que sólo lo regulan en un eje, el vertical, y las 3D, que lo regulan también en el horizontal. La diseñada para el EJ200 por la empresa ITP española y candidata a equipar el EF2000 es del tipo 3D.
Ejemplos:
2D: F-22 Raptor, F-15S/MTD, Su-30MKI, Su-37, Su-47.
3D: F-16 MATV, F-15 ACTIVE, F-18 HARV, MiG-29OVT (MiG-35) , Su-35BM.
Ventajas del empuje vectorial:
Aunque tradicionalmente se asocie con una extrema maniobrabilidad y con la vistosidad que imprime a las exhibiciones aéreas, la verdad es que sus principales ventajas recaen en otros muchos campos:
1.- Reduce el consumo de combustible. Ayuda a optimizar los ángulos de ataque en toda la envolvente de vuelo, disminuyendo la resistencia y mejorando el consumo específico de combustible, lo que se traduce en un aumento de la autonomía/permanencia en vuelo. El consumo de combustible se podría reducir alrededor de un 3% para una misión típica de combate.
2.- Aumenta los factores de carga que se puede conseguir bajo unas condiciones determinadas, en relación a los que se conseguirían sin dicho empuje vectorial. Ello es debido a que parte del “esfuerzo” aerodinámico lo están haciendo los propios motores al “torcer” el empuje, mientras en aviones con tobera convencional toda la maniobra es debida a la deflexión de las superficies aerodinámicas (suponiendo el mismo avión con y sin empuje vectorial, cuando las superficies de control del SIN se hubieran saturado, a las del CON todavía les quedaría recorrido) Por la misma razón mejora los máximos regímenes de viraje instantáneo y sostenido.
3.- Aumenta el empuje de los motores. Permite un mayor control del área de salida de la tobera, que se traduce en una mejora en la eficacia de los motores, con aumentos de empuje que pueden llegar al 7% en determinadas zonas de la envolvente de vuelo, especialmente en la región supersónica. Menor consumo y mayor empuje…mejores características SUPERCRUISE (tema para otro post…)
4.- Mejores capacidades STOL. Mejora la fase de rotación en el despegue y ayuda a controlar el ángulo de ataque en despegue y toma, que unido al mayor empuje que proporcionan los motores se traduce en una reducción tanto de la carrera de despegue como de la de aterrizaje.
5.- Amplía la envolvente de vuelo. Desde el punto de vista Mach-Altitud, la envolvente se amplía por el lado de las bajas velocidades y cotas medias, por el “desahogo” que proporciona a las superficies aerodinámicas. Desde el punto de vista Mach-Altitud-Ángulo de ataque, aumenta considerablemente el ángulo de ataque máximo, y por tanto reduce la mínima velocidad de control del avión.
6.- Mejora la supervivencia en combate y la seguridad de vuelo, por la redundancia existente en el sistema de control de mandos de vuelo al disponer de unas “superficies virtuales” extra para controlar el avión en caso de fallo de alguna de las convencionales.
7.- Posibilita la reducción del tamaño de las superficies aerodinámicas. Aunque los estudios son bastantes experimentales, se cree que tras la completa explotación de las posibilidades del control vectorial del empuje, se podrá reducir considerablemente el tamaño de las superficies aerodinámicas convencionales. Esto supondría una reducción de peso para un mismo avión que se estima entre un 15-20%, de ello se derivaría menor consumo de combustible, menores resistencias, mayores relaciones empuje/peso y menor firma radar o RCS (Radar Cross Section)…este tema también para otro día….
Bueno ya podéis descansar, no os saturéis. Como veis todos los temas tienen realmente mucha miga.
Ser piloto de Caza requiere bastante preparación y dedicación, y lo mismo es aplicable al resto de especialidades de nuestros Ejércitos, todas ellas han alcanzado un grado de profesionalidad que debería hacernos sentir realmente orgullosos como ciudadanos de este país. Es una auténtica pena que la Nación Española no sepa reconocerlo, aquí está nuestro pequeño granito para intentar arreglarlo.
Eso es todo amigos, si os pasáis por You Tube podréis echar un vistazo alguno de los vídeos del OVT que están colgados.
Tama.
SEGUNDO ARTÍCULO publicado por Little el 23 de mayo de 2008
El empuje vectorial y las manos del piloto
Vuelvo a la carga con el tema de las toberas vectoriales. Ninguno de los tres que aquí escribimos tenemos experiencia en vuelo con toberas vectoriales (vectoring nozzles) Y me da a mí que ni tendremos….
La explicación técnica del sistema ya la ha comentado Tama en una entrada anterior, y asombra la ventaja inicial que supone desde el punto de vista de la maniobrabilidad al aumentar aproximadamente en un 50% el régimen de cabeceo (Pitch Rate) del caza con deflexiones máximas de la tobera de +/- 20º (son datos del F22 Raptor con sistema de empuje vectorial 2D). Pero la duda que planteabais algunos en el blog era si suponía una ventaja táctica en el combate visual (dogfight).
¿Qué ventaja supone contar con toberas vectoriales frente a toberas tradicionales o clásicas en un combate visual? No es necesario ser un lumbreras para deducir que obviamente contribuyen a la inestabilidad necesaria que todo caza que se precie debe tener, entendiendo como tal la capacidad de salir de una situación “forzada” de estabilidad y ejecutar maniobras complejas en el menor volumen de aire posible. Dicho en castellano que todos entendamos, que sea capaz de revolverse como un perro rabioso. Y las toberas vectoriales, junto a los complejos sistemas de mandos de vuelo Fly by Wire, ayudan al piloto a llevar a su caza hasta los márgenes que permita su diagrama de maniobras en el menor tiempo y espacio posible. Se podría decir que es un novedoso “cuarto” eje sobre el que puede girar el caza: el que permite el empuje vectorial más los “tradicionales” cabeceo, alabeo y guiñada (pitch, roll y yaw).
Pero repito la pregunta, ¿qué ventaja supone contar con toberas vectoriales frente a toberas tradicionales o clásicas en un combate visual? Pues mucha….o ninguna. Me explico. Llevamos varias entradas intentando aclarar qué aspectos o factores pueden hacer inclinar la balanza de la victoria final en el “visual arena”; por ejemplo, el conocimiento que tenga cada piloto del diagrama de maniobras de su avión // (E-M) Suelo hacer una comparativa en este sentido, asimilando el comportamiento aerodinámico del avión al psicológico del ser humano; es esencial conocer las zonas erróneas de tu caza para evitarlas y no dejar opción de disparo a tu oponente. En este sentido, el sistema de toberas vectoriales supone una ayuda indudable a la maniobrabilidad del avión pero no inclinará definitivamente la balanza de la victoria hacia uno de los dos lados.
El desenlace final en un combate es el resultado de la suma de muchos factores, unos de carácter aerodinámico y otros puramente humanos. Hay otros factores “externos” que muchas veces son más importantes y determinantes que los anteriores; por ejemplo la situación relativa en cuanto a estado de energía y posición de ambos cazas en el momento de inciarse el dogfight. Es decir: quién entra más alto, más rápido, con mejor ángulo de aspecto (angle of aspect), etc… No os penséis que el caza y su maniobrabilidad (inestabilidad) es el único factor “decisivo”. En más bien “contributivo” a la victoria final. Habrá que saber si el sistema de empuje vectorial del enemigo aumenta el pitch rate a costa de otros factores aerodinámicos o no, con lo que habrá que volver a lo de siempre: debes conocer tu diagrama de maniobras. Por mucha deflexión de toberas que tenga un caza, si aumentar el régimen de cabeceo se hace a costa de aumentar bestialmente el ángulo de ataque disminuyendo la energía remanente disponible para seguir en el combate (aunque el sistema de mandos vuelo y empuje vectorial trabajen de forma coordinada sabiendo cada uno lo que el otro hace en cada situación de vuelo), la ventaja aerodinámica se quedaría en nada si el oponente de toberas “clásicas” es capaz de volar su caza fuera de sus zonas erróneas.
Repito. El combate visual no queda solamente a merced de los avances tecnológicos, sino de muchos otros factores, empezando por el más importante de ellos, las manos del piloto. Puede que sea una visión tradicional o nostálgica de la aviación de caza, pero hay ejemplos que demuestran que la incorporación de sistemas cada vez más complejos y modernos en los aviones de combate han topado a lo largo de la historia con pilotos virtuosos que han hecho sacar los colores a más de un piloto que erróneamente pensó que la modernidad de su montura iba a tapar sus defectos naturales.
¿Os he contado alguna vez cómo un RF-4C en configuración de dos tanques externos en vuelo a baja cota fue capaz de ponerle un “rabo” a todo un EF-18 durante su intento de interceptación?…Yo no era el piloto del Phantom…pero iba cerca. El del Phantom llevó a su caza al límite casi virtual de baja velocidad y alto ángulo de ataque. Sin embargo, el del F18 voló por las líneas rojas y erróneas de su diagrama de velocidades y no supo aprovechar la ventaja inicial que suponía el avance tecnológico de uno respecto al otro. El del Phantom voló como los ángeles subiendo el morro agresivamente hasta el máximo que el viejo guerrero permitía, volando a unos 180 kts y 16º de ángulo de ataque, y se posicionó rápidamente por baja velocidad a las seis del F18. El piloto de éste en cambio no supo reaccionar de igual forma, levantando el morro de su caza de forma más conservadora no aprovechando la baja velocidad que su complicado sistema de mandos de vuelo Fly by Wire le permitían. Si hubiera reaccionado agresivamente tirando de la palanca cambiando energía cinética por energía potencial hasta los límites del ángulo de ataque (con unos 140 kts conservadores le hubieran sobrado), no hubiera permitido que la vieja tecnología de sistemas de mandos de vuelo indirecto del Phantom sacara los colores a la ventaja tecnológica computerizada del F18.
Se podría pensar que este combate es la excepción que confirma la regla, pero deberías analizar con ojo crítico las características y performances de los aviones de combate actuales, sin dejar de olvidar que, hasta la fecha, el responsable de evolucionar al caza sigue siendo el piloto.
Mientras el piloto de caza sea eso, piloto, o mejor, aviador, no hay contestación categórica alguna a la pregunta ¿qué ventaja supone contar con empuje vectorial frente a toberas tradicionales o clásicas en un combate visual? Otra cosa bien distinta es la ventaja del avance tecnológico en el combate BVR. Pero esto lo dejamos para otro día.
Saludos.
Little
Estimado Little:
Siendo obviamente profano en el asunto del pilotaje requerido para aerodinos de caza envueltos en combate cercano, solo el sentido común hace que a priori esté de acuerdo contigo en tu razonamiento sobre la ventaja o no que pueda suponer el empuje vectorial para un caza que disponga de él sobre otro que no lo tenga. Pero haciendo uso de la visión nostálgica que (al igual que tu) tengo de la aviación de caza y habiendo leido un puñao de veces la entrada que sobre el IRIS-T nos dejo Bob, me hace pensar que teniendo misiles con las capacidades de este último, de poco o nada puede servir el empuje vectorial para determinar el resultado de un dogfight, ya que ningún piloto juicioso se arriesgará a entablar un dogfight sabiendo que el contrario dispone de misiles de esas caracteristicas. Y si el uso de misiles similares al IRIS-T se hace habitual en cualquier fuerza aerea, imagino que las maniobras básicas del combate cercano pasarán a la historia puesto que no serán necesarias para ubicar al caza fuera del rango de los misiles del enemigo o bien disparar un misil propio. Velocidad y buena capacidad de giro serian en principio suficientes para acosar y retroceder (siempre en la distancia nunca en la cercanía) en un combate con misiles tipo IRIS-T, con lo cual me hace imaginar que casi cualquier caza actual (de cualquier procedencia) configurado para poder llevarlos es un enemigo muy a tener en cuenta.
Otra cosa es aplicar el empuje vectorial en diseños de aviones de caza futuros (o modernizacion de los actuales) para utilizar esas bondades que tiene en cuanto a reducción de consumo, aumento de los factores de carga, aumento del empuje, etc.
No se si mi reflexión tiene una base sólida o no pero desgraciadamente, la sentencia de Bob en el título de su entrada me parece muy cercana…..el dogfight ha muerto.
Saludos a tod@s.
Hola camaradas.
Realmente interesante el tema éste de las toberas vectoriales, la importancia que ello supone en los aviones de última generación, creo personalmente que es tan importante como el disponer de radar AESA y misiles como el famoso IRIS-T. Si realmente se piensa equipar al Typhoon con ésta capacidad de pivotar, unido a las alas canard, me veo en el Festival Aéreo de Cádiz año xxxx hacien-do….¿la cobra de Pugachev?, jjejjejje, sería la leche. El mejor caza multirole del mundo. Yo no vería tan lejano éste proyecto si siguen interesándose paises como Arabia Saudí en el mismo consorcio.
Tama, personalmente lo que opino sobre que la nación española no sepa reconocer vuestro trabajo, quizás no sea culpa de nosotros, mejor dicho ellos. Hay que “fomentar el espíritu aeronáutico…” con propaganda, eventos, sitios como ésta excelente labor que realizáis con éste blog. A la gente le gusta, admira, orgullece vuestra labor si acuden a Festivales Aéreos, cada vez captando más adictos. Lo que es una pena que éste año por ejemplo se haya vuelto a suspender lo de Aire Murcia, que no haya habido ninguna jornada de puertas abiertas. Evidente no os culpo a vosotros lo militares, los que por vocación -haciendo lo mismo y más, cobrando menos- realizáis ese gran trabajo diario defendiendo día a día nuestra integridad, la de la toda la nación española, sino a los políticos que al fin y al cabo son los que manda, los grandes mentes pensantes.
Con ese granito de arena que aportáis, habéis abierto muchísimas puertas a éste mundo tanto apasionante como complejo, a mucha gente ignorante, a muchos aerotrastornados deambulantes en la sociedad buscándose la vida hasta dar con VST.
Y por último a Little quiero decirle que ese pedazo de rabo al bizcocho debió de ser una situación de éxtasis para la tripulación de aquel Phantom. Quizás quedó para la historia de nuestro EdA.
Siempre diré que donde esté el hombre que se quite la máquina, ahora y siempre; como reza lema: “It´s not the planes. It´s the men who fly them”.
P.D. Un libro, “Phantom over Vietnam” de John Trotti, es una pasada.
Se me olvidó decir que en la foto de arriba del RF-4C, el piloto lleva el parche de 1000 horas de vuelo en el Phantom RECCE!!!!, casi ná!!!, jujujuyyyy.
Hola a todos
Little y también recuerdo algún comentario mío a una de tus entradas tuya en el que te decía que gracias a lo que explicabas estaba empezando a entender lo que significan “las manos del piloto”. Con todo lo que iba aprendiendo en este blog me quedaba clara la influencia decisiva del piloto, pero la realidad es tozuda y acaba por desbordarnos si no abrimos la mente a los nuevos tiempos. Después de leer y releer el comentario de Bob, todo indica que tendrá que revisarse profundamente el combate cerrado, incluso aunque “entren en servicio” la nueva generación de contramedidas IIR a las que se refería Hazkemur. Si el Pk de los misiles IIR es tan bueno como todo parece indicar, como no pilles desprevenido al otro piloto la probabilikdad de un kill mutuo es muy elevada. Ese es mi resumen de la entrada de Bob.
Respecto a la vectorización del empuje, creo que han quedado claras sus ventajas, así como que ahi sí pueden ser decisivas las manos del piloto. La cuestión que debería preocuparnos obviamente es: ¿Se introducirá en el EF-2000? La verdad es que yo comparto la opinión de Tama, y más en los tiempos que corren, económicamente terribles, pero las ventajas que él cita en su entrada y las que indica el artículo cuyo enlace os puse parecen aconsejar su incorporación. Y tengo que añadir que ciertamente me ha sorprendido que los estudios sobre la evolución de los EJ-200 vayan por ese camino y no por otros como el aumento de su empuje.
¿qué opináis? los profesionales y los comentaristas
Muy buenas y felices fiestas a todos.
Sobre las ventajas e inconvenientes del sistema de empuje vectorial, digo lo mismo que todos; está claro que se mejoran mucho las cualidades del avión. Pero quiero dejar una pregunta en el aire: ¿Es operativo?
Ya sabemos que funciona y no me refiero a eso, sino a cada cuanto aumenta las revisiones de motor, cuantas averías, etc… Es decir: ¿Cuantas horas de trabajo hacen falta en los motores con empuje vectorial para cada hora de vuelo?
Es algo que muchas veces no se comenta pero creo que es muy importante. De hecho si no me equivoco fue el motivo por el cual la marina adelantó la jubilación del F-14. Le dedicaban casi el doble de trabajo por hora de vuelo que con el Bizcocho.
Gracias por el blog, casi nunca hablo pero lo miro a diario.
Hola chicos. La cosa se está poniendo mala para un combate cercano. Con misiles que te dan, eso dicen, aunque estés detrás de tu adversario, el empuje vectorial no creo que suponga una ventaja. Como comentan por arriba, sin experiencia de vuelo, con lo que se lee por aquí y por allí, las toberas orientables sefvirían para poder diseñar un caza mucho más stealth y, en los “normales”, para descargar la célula en las diferentes situaciones del vuelo alargando su vida operativa…. A no ser que el combate se dé con unas ROE muy restrictivas respecto a la ID visual o que te ataquen primero para poder revolverte, el llegar al cruce será muy complicado y, una vez cruzados, sinceramente, creo que el combate duraría muy poco si uno (o los dos) tiene/n misiles con capacidad off-boresight, ya seas un recién salido de la academia o si llevas un parche de 2000 horas (lo siento Little…) Con un minimo entrenamiento en el arma y llegando al cruce, creo que cualquiera te la puede colar.
Mi impresión es que en un conflicto futuro, con vertiente aire-aire, a la antigua usanza, el primer embite lo deberían hacer los UAV, perdón, ahora son RPA. Porque sino, la vida media del piloto será muy, muy corta…
Saludos
¡Cacho perros, es que no se os puede dejar solos! Dejo de entrar un par de semanas y os ponéis a hablar de misiles, de dogfight, de contramedidas…¡del motivo de ser y existir de todo aerotranstornado! Eso no se me hace…
Bueno, me acabo de poner al día por encima a la vez que veo el especial de navidad de “Mikie Mouse” (¡que dura es la vida!).
Rondan por mi cabeza varias cosas:
Las toberas vectoriales también originan problemas de mantenimiento, como bien dice brais. De hecho leí que en los Su-30MKI indios fueron una auténtica pesadilla al principio y aún hoy requieren bastante más mantenimiento que unas convencionales. Supongo que rusos, chinos e indios andarán sobrados de mano de obra cualificada barata con las que atestar sus hangares de mantenimiento. En los países occidentales no.
Los cascos de guiado: deduzco que son útiles para guiar un misil entre el límite lateral del radar y el del buscador del misil y muy especialmente para evitar fraticidios cuando se usa en Lock-On After Launch pues dices al misil la dirección exacta a donde debe mirar para no cargarte a tu punto, por ejemplo. Ahora bien, como apuntaba otro colega, no dan distancia que yo sepa. ¿Debemos deducir que lo de lanzar a ángulos extremos es mas bien una medida de último recurso? Porque me imagino que el misil perderá también bastante velocidad y será más fácil de evitar.
Acabo de leer que cierto número de C-17 han sido equipados con un nuevo sistema de contramedidas llamado LAIRCM (Large Aircraft Infrared Countermesures System) que usa un láser de alta intensidad para intereferir la cabeza buscadora de los misiles infrarrojos. Supongo que cuando consigan miniaturizarlo más pueda ser una opción para los cazas también ¿no Hazkemur?
Pero por favor chicos, no seáis tan negativos, que estamos en Navidad. Hay FUTURO, hay FUTURO en el combate aéreo. Se llaman aviones UCAV, como todos sabéis y no son aviones sin piloto sino aviones pilotados cómodamente a distancia vía satélite. Eso significa que ya no habrá exigentes pruebas físicas que superar ni problemas con las gafas de culo de botella.
Dentro de 30 años, cuando toda esta tecnología despunte…¡Podremos por fín convertirnos en pilotos de caza! Es más tendremos la edad ideal para pilotar estos cacharros porque…¿dónde pondríais las instalaciones desde las que pilotar estos cacharros? ¿En un búnker supersecreto enterrado en el suelo de una base aérea? ¡Noooo! ¡Qué mejor sitio que las residencias de ancianos que casi todos nosotros empezaremos a poblar por esa época! El enemigo no se atrevería a bombardear una residencia de pobres e inocentes ancianitos porque no es políticamente aceptable…y si se atreven además de la correspondiente “reprimenda” de la ONU nuestro gobierno se ahorra unas cuantas pensiones y la subvención a la residencia.
Chavales…¡EL FUTURO ES NUESTRO! ¡FELIZ NAVIDAD Y QUE NO SE OS BORRE NUNCA LA SONRISA DE PILLINES NI LA PASIÓN POR VOLAR!
Un abrazo a todos.
Vindio¡¡¡……Amén.
Felices fiestas a tod@s.
Yo lo de los UCAV no lo veo Vindio. Siempre se podría hackear la señal, o infectar el software o algo así…y a ver que haces con un bicho armado hasta los dientes sin control, o en el peor de los casos del lado del enemigo.
Un saludo.
Yo tampoco Ermuma, yo tampoco y además no quiero verlo. Lo digo todo con muuuucha ironía y un poco de humor ácido.
Por cierto ¿entraste en la Academia? No estoy seguro pero me suena que estabas preparándote…
Un saludo
[...] A PROPÓSITO DEL EMPUJE VECTORIAL [...]
cual es el modelo matematico-fisico para el empuje teniendo en cuenta la curvatura de la tierra y las fuerzas externas