La controversia de la "sexta generación"

La concepción de un artista de Northrop Grumman de un caza de sexta generación que emplea armas de energía dirigida y redes de datos sigilosas. (Ilustración de Northrop Grumman)

¿Cuáles son los criterios para clasificar a qué generación pertenece un avión de combate? 

Incluso con pocos dotes de observación, cualquiera puede establecer diferencias significativas entre los aviones P-80, F-86, F-4, F-15 y F-22. De esta manera podríamos decir que existen 5 generaciones de cazas. 

Pero hoy en día, las cosas generalmente no son tan sencillas. Existen muchas diferencias entre aviones de cuarta y quinta generación. En algunos casos, estas diferencias son suficientes para considerarlos distintos de la cuarta generación formando un grupo propio, pero sin llegar a estar dentro de los de quinta generación. En Wikipedia existe una entrada que habla de las características que deben tener los cazas para integrarse en lo que se conoce como "generación". Por ejemplo, así es como la Fuerza Aérea los clasifica:

También hay mucha gente que, no sin razón, opina que no puede haber criterios para una clasificación por generaciones porque en realidad no existe eso de un caza de Generación tal o cual. Esa clasificación de Cuarta Generación/Quinta Generación es un simple truco de marketing creado y utilizado por la inustria aeroespacial para vender sus productos en ferias y shows de defensa. Nadie en el mundo real se suscribe a esto o incluso considera tales tonterías. Simplemente hay cazas o hay objetivos. Nada más y nada menos.

La ilustración muestra los proyectos actuales de cazas de la llamada "sexta generación y los países que participan en su construcción.

Aparentemente, el término caza de cuarta generación (y el mismo concepto de generaciones de cazas de reacción) aparece por primera vez en Rusia durante los años noventa, cuando se trabaja en el diseño de un competidor para el Joint Strike Fighter estadounidense (programa PAK FA). Las diferentes propuestas fueron descritas simplemente como «caza de quinta generación», asumiendo pues que existían cuatro generaciones anteriores al mismo.​ No existe entonces una clasificación oficial: dependiendo de la fuente, se considera que tal generación entraría en servicio, bien a partir de 1980, representando los conceptos de diseños de los años setenta, o bien en los años noventa, con la entrada en servicio de aparatos dotados de abundantes mejoras en microelectrónica e informática.

¿Se puede comparar un JAS-39 Gripen con un F-22 Raptor?

Si bien la aparición del concepto de generaciones de cazas de combate asumía la existencia de cinco generaciones, son muchos los autores como Näsström, Keijsper, Pearson o Taylor que opinan que hasta el siglo xxi solamente han existido cuatro generaciones de cazas. Modelos como el JAS 39 Gripen y el F22 Raptor no pertenecen a la misma generación, ya que hay una distancia tecnológica que los separa. No hay que confundir ambas generaciones; el F-22 es un caza de 5ª generación mientras que el JAS 39 Gripen es de 4.5ª generación. (El gobierno de Estados Unidos, por ejemplo, define oficialmente como «generación 4,5.ª» a aquellos que tienen radar AESA, enlace de datos de alta capacidad, aviónica avanzada y capacidad para desplegar armas futuras).

Sea como fuere, la USAF trabaja desde hace años en el sustituto del F-22 definiendo lo que podría ser ese concepto al que clasificaríamos como "sexta generación" por no poder llamarlo otra cosa. Es un concepto my diferente a lo que conocemos. En realidad, el futuro no es un avión. No debemos pensar en términos de una plataforma. En otras palabras, el próximo caza podría no ser un avión, sino un conjunto de tecnologías que podrían ser independientes o montarse en aviones existentes. Incluso si es un caza, podría muy bien ser un sistema de superioridad aérea no tripulado. Es algo que sucederá tarde otemprano. Un operador en tierra tendrá toda la conciencia de la situación necesaria para volar un caza de forma remota. Las armas de energía dirigida se encuentran entre los atributos que probablemente tenga un sistema de sexta generación, particularmente porque ofrecen una cantidad de disparos casi ilimitada. 

Algunos generales estadounidenses opinan (con cierto pesar) que el F-22 de quinta generación no es sufuciente hoy en día para mantaner el dominio del aire. Aparte del pequeño tamaño de la flota, lo malo del F-22 (según ellos), es que pudiendo penetrar profundamente en el espacio aéreo denegado, "solo puede cargarse a ocho malos" cuando llega allí. Los altos mandos de la USAF insinuan tecnologías "sorprendentes" que podrían adaptarse a aviones ya existentes de cuarta generación que podrían hacerlos relevantes durante décadas. La idea es que sea muy costoso para un enemigo defenderse de las capacidades ofensivas  "baratas para nosotros”.

Concepto de caza de sexta generación de Boeing para la Navy en el programa F/A-XX que reemplazará en 2030 a los F/A-18E/F Super Hornets

Preguntas difíciles de responder

Recordemos que los estudios conceptuales iniciales de lo que se convertiría en el F-22 comenzaron a principios de la década de 1980, cuando la producción del F-15 estaba en pleno apogeo. Se necesitaron 20 años para pasar de esos conceptos a la capacidad operativa inicial. Los líderes de la industria creen que probablemente llevará otros 20 años presentar un caza de próxima generación.

En cuanto a este posible avión/sistema de "sexta generación" sustituto del F-22: ¿Debería existir un verdadero “salto cuántico” en capacidad o será suficiente algún nivel intermedio de tecnología? ¿Cuándo tendrá que aparecer? ¿Qué tipo de cazas desplegarán los adversarios potenciales en los próximos 20 años? Y, si el programa se retrasa, ¿una industria de defensa sin nada en que trabajar mientras tanto perdería su conocimiento (know-how) para producir el sistema necesario? Lo que parece seguro es que hay más en juego en las respuestas de la Fuerza Aérea que simplemente el reemplazo de aviones de combate pasados de horas.

¿Por qué se tarda tanto en desarrollar un avión de caza en general y de sexta generación en particular?

En la década de 1960, producir un prototipo de avión que volaba más rápido que cualquier otro en la historia, sólo llevó cinco años. Estaba construido con un material novedoso, usaba un nuevo tipo de combustible y era increíblemente avanzado: el Lockheed A-12. Su sucesor, el SR-71, fue el primer avión con tecnología furtiva aplicada y permaneció en servicio durante décadas. En la década de los 50 y 60 las razones para la poca tardanza en el desarrollo de un caza serían: 

• Urgencia: En aquel entonces, la carrera armamentista de la Guerra Fría obligó a ambos lados a mejorar continuamente. Los continuos avances en armas y tácticas significaban que no bastaba con actualizar los fuselajes más antiguos.
• Una fuerza laboral capacitada: los ingenieros experimentados en ese entonces habían trabajado en una docena de diseños nuevos (o más), por lo que habían desarrollado una cierta intuición sobre cómo diseñar el siguiente modelo. Hoy en día, un ingeniero puede tener suerte si ha participado en el desarrollo de un modelo en el transcurso de su vida.
• Complejidad: a medida que los aviones se vuelven cada vez más caros, sus especificaciones se analizan durante años. El tiempo que lleva escribir las especificaciones de hoy se refleja en las demandas a veces contradictorias que se imponen a un nuevo diseño. Cada nuevo diseño tiene que ser capaz de desenvolverse con excelencia en cualquier rol, lo que aumenta enormemente el tiempo de desarrollo.
• Cultura: La cultura actual es la de evitar en lo posible el riesgo. Comparemos esto con los años cincuenta, cuando el F-100 alcanzó el régimen supersónico en su segundo vuelo de prueba y se vio involucrado en 889 accidentes, causando la muerte de 324 pilotos durante su vida operativa. El diseño y las pruebas fueron mucho menos exhaustivos que hoy en día, dejando efectos más complicados como el buffeting y la fatiga al azar y aceptando otros como características de pérdida peligrosa. Hoy evaluamos y probamos mucho más porque podemos y tratamos de evitar percances a toda costa. Eso lleva tiempo.

En los cazas avanzados se complican las cosas y el tiempo se multiplica

El Pentágono trabaja con lo que se denomina Niveles de Preparación Tecnológica o TRL en sus siglas en inglés. La idea hoy en día es reducir los riesgos y altos costes de las armas aplazando la producción hasta que las tecnologías estén maduras. Los niveles de preparación de la tecnología del Pentágono se definen de la siguiente manera:

• TRL 1: Principios básicos observados y comunicados. Transición temprana de la investigación científica básica a la investigación y el desarrollo aplicados. Estudios en papel de las propiedades básicas de una tecnología.
• TRL 2: Comienza la invención; aplicaciones prácticas desarrolladas. Aún no hay pruebas ni análisis detallados.
• TRL 3: Comienza la I+D activa. Estudios analíticos y de laboratorio para validar predicciones. Componentes aún no integrados.
• TRL 4: se muestra que los elementos básicos funcionan juntos en una "elemento de prueba" o entorno de laboratorio.
• TRL 5: Aumenta la fidelidad de los elementos. Las piezas básicas se integran ya de una manera bastante realista. Se puede probar en un entorno simulado.
• TRL 6: Modelo representativo o prototipo. Un paso importante en la preparación para el uso. Posibles pruebas de campo.
• TRL 7: Se demuestra un prototipo de sistema en un entorno operativo; por ejemplo, una aeronave a modo de banco de pruebas.
• TRL 8: Se demuestra que la forma final de la tecnología funciona. Por lo general, el final del desarrollo del sistema se prueba en su forma final.
• TRL 9: Uso de campo de la tecnología en su forma final, bajo condiciones realistas.

¿Dónde estamos hoy?

La industria ha hecho sus deberes. Se ha alcanzado el TRL 6 y se está camino del TRL 7 en varias empresas. La competición para fabricar el próximo caza furtivo de Estados Unidos, que actualmente se conoce como el caza de Dominio Aéreo de Próxima Generación (NGAD), ha comenzado oficialmente. El Pentágono espera seleccionar un diseño ganador a partir del próximo año, con el objetivo final de tener estos nuevos cazas, y sus drones de apoyo con capacidades IA, en servicio a mediados de la próxima década. Aunque el F-22 todavía es ampliamente considerado como el caza de superioridad aérea más capaz del mundo a día de hoy, ya ha pasado más de un cuarto de siglo desde que el poderoso Raptor despegara por primera vez. De hecho, incluso su hermano menor, el F-35 Lightning II, ya lleva volando el tiempo suficiente como para justificar una revisión tecnológica masiva de 15 mil millones de dólares con el fin de mantenerlo a la vanguardia de la tecnología de combate aéreo.

“La plataforma NGAD es un elemento vital de la familia de sistemas Air Dominance que representa un salto generacional en tecnología sobre el F-22, al que reemplazará”, dijo el secretario de la Fuerza Aérea, Frank Kendall. “NGAD incluirá atributos como letalidad mejorada y la capacidad de sobrevivir, persistir, interoperar y adaptarse en el dominio aéreo, todo dentro de entornos operativos altamente disputados. Nadie hace esto mejor que la Fuerza Aérea de EE. UU., pero perderemos esa ventaja si no avanzamos ahora”.

Si bien es poco lo que se puede decir con certeza sobre este nuevo diseño, los renders oficiales que salieron tanto de la Fuerza Aérea como de varios grandes contratistas de defensa sugieren un nuevo diseño elegante y sigiloso con superficies de cola verticales discretas o completamente ausentes. Esto implica un mayor énfasis en la baja observabilidad que en la maniobrabilidad en combate, ya que la eliminación de estas superficies de control podría permitir a los cazas alcanzar los altos niveles de sigilo que ofrecen los bombarderos furtivos de alas voladoras como el B-2 y el próximo B-21 Raider.

Pero una reducción en las superficies de control también puede dar lugar a una reducción en el rendimiento de maniobras, lo que lleva a algunos a especular que este nuevo caza aprovechará el control del vector empuje (cambiando la dirección del empuje de salida del motor) o incluso el control de flujo activo (cambiando el flujo aerodinámico) del aire que fluye sobre la aeronave por otros medios para compensar la ausencia de estabilizadores.

Drones multirol

Aunque el programa NGAD a menudo se considera como la producciäon de un nuevo caza furtivo avanzado, la Fuerza Aérea lo ha descrito constantemente como el centro de una "familia de sistemas". El caza NGAD no volará solo, sino como integrante de una formación plagada en gran parte por drones que utilizarán inteligencia artificial para ayudarlos a ejecutar las órdenes del piloto.

A principios de año, el secretario de la Fuerza Aérea, Frank Kendall, anunció planes para comprar al menos 1000 de estos aviones no tripulados, con la expectativa de que 200 nuevos cazas NGAD vuelen cada uno con dos aviones no tripulados a su lado. Otros 300 estaräian destinados al F-35 Block 4 que también recibirán un par de drones de escolta. El Pentágono tiene como objetivo invertir más de 500 millones de dólares para este programa en 2024. Andrew Hunter, el jefe de adquisiciones del servicio, ha declarado que ya hay "20 a 30" empresas compitiendo por contratos de drones.

La IA se implanta en los drones ...y en el cockpit

En el corazón del concepto de avión de combate colaborativo se encuentra la necesidad de elementos dotados de inteligencia artificial que sean capaces de pilotar aviones no tripulados del sistema NGAD, seguir el ejemplo de operadores humanos e incluso servir como copilotos avanzados dentro del propio caza tripulado para ayudar a reducir la carga de información masiva. El Proyecto VENOM de la Fuerza Aérea se encuentra entre los esfuerzos en curso para que eso pueda llevar a cabo.

VENOM significa Viper Experimentation and Next-Gen Operations Mode. Este proyecto ctualmente está integrando elementos (agentes) de inteligencia artificial en las cabinas de seis F-16 que operan desde la Base de la Fuerza Aérea Eglin en Florida. Estos agentes de IA volarán junto a pilotos humanos en una variedad de ejercicios, que van desde vuelos simples dentro y fuera de las áreas operativas asignadas hasta simulacros complejos de combate aéreo no solo para aprender de los pilotos humanos, sino también para ayudar al departamento de defensa a determinar las mejores formas de aprovechar la inteligencia artificial. 

Existe una corriente de pensamiento que defiende el concepto que se ilustra aquí. El avión de "sexta generación" pilotado no existe. Sólo cuentan los bombarderos escoltados por drones con capacidad aire/aire dotados de IA  ¿El adiós al piloto de caza?

¿Qué se puede esperar en un caza de "sexta generación" además de los drones y la IA?

Ya sea pilotado/gestionado por humano o por IA (...o por una combinación de ambos), las posibilidades de un caza de sexta generación parecen casi de ciencia ficción. Probablemente será mucho más sigiloso incluso que el avión de quinta generación. Es posible que pueda cambiar su forma en vuelo, "transformándose" (morphing) para optimizar la velocidad o la persistencia, y es probable que sus motores se puedan "sintonizar" según el tipo de misión para un vuelo en crucero supersónico eficiente o una patrulla subsónica.

El caza de sexta generación probablemente tendrá armas de energía dirigida: microondas y láseres de alta potencia para la autodefensa contra misiles o como armas ofensivas en sí mismas. Las municiones probablemente serían del tipo de "crear un efecto", capaces de causar cualquier cosa, desde el deterioro hasta la destrucción de un objetivo aéreo o terrestre.

Las tecnologías de materiales y microelectrónica se combinarán para hacer de la aeronave un gran sensor integrado, eliminando posiblemente la necesidad de un radar de morro como se conoce hoy. Estaría equipado para realizar ataques cibernéticos y lograr efectos cinéticos, pero aún tendría que ser diseño rentable para poder evolucionar, reparar y modificar sin grandes complicaciones.

Además, el rápido avance de las tecnologías de aviones no tripulados podría, en aproximadamente 20 años, hacer factible la producción de un caza robótico autónomo. Sin embargo, eso se considera menos probable que la aparición de una aeronave sin piloto en el cockpìt pero pilotada de forma remota, posiblemente compuesta por muchos operadores.

Todavía no está claro si la misión debe ser cumplida por una única plataforma polivalente o una serie de aeronaves especializadas más pequeñas, trabajando de forma conjunta, pero probablemente estará dominada por cantidades cada vez mayores de información de mando y control. Se piensa que el piloto tendrá a su disposición una gran cantidad de datos, que puede estar o no a bordo del avión. El piloto verá vistas amplias e intuitivas del "mundo extendido" alrededor de la aeronave. La aeronave recopilará sus propios datos y los fusionará sin problemas con sensores externos, incluidos los de otras aeronaves. La diferencia con la quinta generación será el nivel de detalle y certeza: el reconocimiento automático de objetivos largamente buscado.

Armas de energía dirigida

Junto con los nuevos materiales, los sensores integrados y la microelectrónica se harán posibles conjuntos de sensores posicionados en "ubicaciones que antes no estaban disponibles debido al calor o la curvatura de la superficie". Con ellas, se obtendrán vistas más globales y completas del campo de batalla, señaló Meyer. Aunque la aeronave probablemente no será autónoma, dijo, podrá "aprender" y asesorar al piloto sobre qué acciones tomar, específicamente, si un objetivo debe ser incapacitado temporalmente, dañado o destruido.

La electrónica tradicional probablemente dará paso a la fotónica, declaró Darryl W. Davis, presidente de la división de sistemas avanzados de Boeing. “Podrías tener menos cables”.  “Estás en un bus multiplexado de fibra óptica... que conecta todos los sistemas, y debido a que puedes trabajar en diferentes longitudes de onda de luz, puedes mover muchos datos por toda la aeronave mucho más rápido, con mucho menos peso en términos de kilogramos por mazos de cables.” La fibra óptica además, tiene la gran ventaja de ser resistente a la interferencia o falsificación de datos y menos propensa a ataques cibernéticos. Un "compañero digital" podría acompañar al caza principal como un sistema de sensores adicional lo suficientemente inteligente como para recibir instrucciones verbales.

Las armas de energía dirigida desempeñarán un papel importante en la decisión de cuán ágil tendría que ser un caza de sexta generación. Las armas de "velocidad luz", podrían "negar" la importancia de "la maniobrabilidad que vemos en los cazas de hoy". No habrá tiempo para maniobrar al alcance de un un sistema de energía dirigida. Las armas de pulso electromagético también podrían freír los sistemas de un avión enemigo, o los de un objetivo terrestre. En los próximos 20 años ese tipo de tecnología estará ya disponible según la industria norteamericana. Con un sistema de energía apropiado, posiblemente un motor auxiliar, a bordo para proporcionar potencia a las armas de energía dirigida, podría haber una "cantidad ilimitada" de disparos.

Concepto de Lockheed Martin mostrando un arma láser de alta energía que arma un avión de combate de sexta generación. Lockheed Martin

Se ha sugerido frecuentemente que la capacidad hipersónica, es decir, la capacidad de una aeronave para viajar a cinco veces la velocidad del sonido, o más rápido, debería de ser un atributo de los cazas de sexta generación, pero los líderes de la industria se muestran escépticos de que esta capacidad esté lista a tiempo. Si bien ha habido algunos éxitos con la propulsión hipersónica experimental, la cantidad total de tiempo de vuelo hipersónico real es de menos de 15 minutos, y el salto a un caza operativo en 20 años podría ser demasiado.

Implica el desarrollo de una gama completamente nueva de materiales y sistemas todo lo cual debe operar en ese entorno de calor intenso a Mach 5 o más. Aún así, es una opción que se igue considerarando porque los objetivos serán fugaces y requerirán ataques rápidos y quirúrgicos a grandes distancias. Sin embargo, tal enfoque probablemente sería incompatible con una capacidad de patrulla de largo radio. La capacidad hipersónica comenzará a aparecer en la sexta generación de cazas, pero inicialmente no como una planta de potencia/empuje de la plataforma propiamente dicha, sino más bien como munición cinéticas de la aeronave.

El caza de sexta generación, sea lo que sea, seguirá siendo una máquina y deberá ser revisada y mantenida, reparada y modificada, según Neil Kacena, subdirector de la división de proyectos avanzados Skunk Works de Lockheed Martin. Neil no cree que sea una buena idea que los principales sistemas, como el radar, estén integrados en el revestimiento de la aeronave. “Si el radar no funciona, y tienes que quitar el ala, entonces esa puede no ser la tecnología que llegue a un avión de sexta generación”. Al diseñar el próximo caza, los costos del ciclo de vida serán cruciales y, por lo tanto, habrá que tener en cuenta las consideraciones prácticas. Con ese fin, dijo, Lockheed Martin está trabajando en nuevas técnicas de fabricación de compuestos que utilizan muchos menos remaches, herramientas menos costosas y, por lo tanto, menores costos de puesta en marcha y mantenimiento.