El F-35 como sucesor del F-16
Introducción
El Lockheed Martin F-16 Fighting Falcon es un caza polivalente monomotor desarrollado por la compañía estadounidense General Dynamics en los años 1970 para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos; entró en servicio en 1978. Aunque originalmente fue diseñado como caza ligero de acuerdo con las reglas de vuelo visual diurnas, fue evolucionando hasta convertirse en un caza polivalente. Ver artículo dedicado al F-16.
El Lockheed Martin F-35 Lightning II (introducido en 2015) es un avión de combate polivalente de quinta generación, monoplaza y con capacidad furtiva, desarrollado bajo el programa Joint Strike Fighter para reemplazar al F-16, A-10, F/A-18 y al AV-8B en misiones de ataque a tierra, reconocimiento y defensa aérea. Este avión fue diseñado en tres versiones distintas: el F-35A para despegue y aterrizaje convencional (CTOL), el F-35B capaz de realizar despegues cortos y aterrizajes verticales (STOVL) y el F-35C que es una variante naval capaz de operar en portaaviones. El programa F-35 se ha convertido en el programa de defensa más caro de la historia.
- Longitud: 15,7 m
- Altura: 4,38 m
- Envergadura: 10,7 m
- Área del ala: 42,7 m²
- Envergadura de cola horizontal: 6,86 m
- Peso en vacío: 13.290
- Capacidad de combustible interno: 8.278 kg
- Carga útil de armas: 8.160 kg
- Cañón GAU-22/A de 25 mm
- Dos misiles aire-aire AIM-120C/D
- Dos bombas guiadas JDAM GBU-31 de 2000 libras
- F135-PW-100
- 40 000 libras máx.
- 25 000 libras Mil
- Velocidad (carga interna completa de armas): Mach 1,6 (~1200 mph)
- Radio de combate (combustible interno): > 590 nm / 1093 km (perfil de la USAF)
- Autonomía (combustible interno): > 1200 nm / 2200 km (Perfil de la USAF)
- Clasificación G máxima: 9,0
El F-35 A está pensado para sustituir al F-16 y se promociona como su sucesor. Sin embargo, un análisis más detallado revela que esto no es del todo cierto. El F-16 fue diseñado como un caza ligero de largo alcance visual en condiciones diurnas, el F-35 por su parte siempre estuvo pensado para ser un avión multifunción con un enfoque principal en misiones aire-tierra y un rendimiento aire-aire limitado. Esto no impidió que Lockheed Martin promocionara el F-35 como un caza de largo alcance, antes de que su evidente incapacidad para lograr una alta maniobrabilidad los obligara a cambiar su retórica.
Esta comparación utilizará tanto el F-16A como el F-16C para la comparación, cuando corresponda. A menos que se indique lo contrario, se asumirá que los datos se aplican a ambas versiones o solo al F-16C. El F-35 utilizado para la comparación será el F-35A, ya que es un modelo estándar y está destinado a reemplazar al F-16 (el F-35B es un reemplazo para el AV-8 y el F-35C es un reemplazo para el F-18).
F-16E/V versus F-35A: una comparación más correcta ...pero más complicada
Comparativa visual del F-16C y del F-35A
COMPARATIVA DETALLADA
Rendimiento aire-aire
Impacto en la habilidad del piloto y disponibilidad
Los factores más importantes en el diseño de un caza son los que afectan directamente al piloto: tasa de salidas/tiempo de inactividad por mantenimiento, coste operativo, interfaz de usuario y fiabilidad. Un piloto lo suficientemente bueno compensará las debilidades del avión y se concentrará en las fortalezas, e incluso si el avión es inferior en todos los aspectos, será capaz de vencer al oponente mediante tácticas. La importancia del entrenamiento se demostró claramente en Corea y sobre todo en Vietnam: al principio, los F-4 de la USAF lograron relaciones de intercambio negativas de 2:1 contra los MiG-19 y MiG-21 de la NVAF. Una vez que la USAF se esforzó en el entrenamiento de los pilotos, comenzaron a lograr regularmente relaciones de intercambio positivas de 2:1. Esto a pesar del hecho de que en combate aéreo, el caza angular (MiG) no tiene una ventaja inherente sobre el caza de energía (F-4), o al contrario. De hecho, los MiG tenían ventaja en Vietnam debido a su menor tamaño y a sus motores menos humeantes.
El F-16 puede volar 1,2 horas cada día. El consumo de combustible es de 1.208 kg/h a velocidad de crucero de Mach 0,85. El consumo de combustible del F-16A es de 22.699 kg/h con postcombustión completa. El consumo de combustible del F-16C Block 50 es de 5.797 kg/h con pleno empuje en seco y 25.570 kg/h con postcombustión completa. El coste operativo directo por hora de vuelo es de 7.000 USD. El F-35A puede volar una hora cada dos días. El consumo de combustible es de 2.721 kg/h en velocidad de crucero, 8.890 kg/h con máximo empuje en seco y 39.000 kg/h con postcombustión. El coste operativo directo por hora de vuelo es de 30.000 USD.
Es necesario que los pilotos vuelen al menos 30 horas al mes. Mientras que el F-16 permite hasta 36 horas al mes, el F-35 solo permite 15 horas al mes, claramente insuficientes. A pesar de esa disparidad, los costes operativos directos serán de 252.000 USD para el F-16 y 450.000 USD para el F-35. Con 30 horas al mes, el F-16 costará 210.000 USD por avión, lo que permitirá operar dos aviones por el precio de un solo F-35 mientras que se vuela el doble por avión.
Conciencia situacional
El F-16C tiene un radar AN/APG-68 con 70 km frente a un objetivo de 1 m2 y una cobertura de 120º, y no tiene IRST. Su RWR normalmente cubre solo el sector frontal, pero el MAWS (Missile approach warning system) proporciona una cobertura de 360º. El F-16 tiene una visibilidad horizontal de 360º y vertical de 195º, incluyendo 15º sobre el morro, 0º sobre la cola y 30º sobre la visibilidad lateral.
El F-35 tiene un solo sensor IRST debajo del morro. Es un sensor de onda media (o de banda dual) que cubre el sector frontal bajo. Además, su sistema de alerta de misiles IR (DAS) puede utilizarse como IRST. Este sistema proporciona cobertura esférica, con la salvedad de que es de corto alcance en comparación con los sistemas IRST completos. Por último, tiene radar; sin embargo, este es principalmente un sensor aire-tierra y normalmente permanecerá fuera de línea durante el combate aire-aire para evitar proporcionar al enemigo datos cruciales. El radar tiene una cobertura de 120º y un alcance de 160 km contra un objetivo de 1 m2. El F-35 tiene una cúpula hundida y enmarcada que proporciona una visibilidad horizontal de 340º y vertical de 188,5º, incluyendo 16º sobre el morro, -7,5º sobre la cola y 26º sobre los lados, con un máximo de 40º sobre la visibilidad lateral. El F-35 puede tener cobertura esférica con DAS que proporciona alimentación óptica al piloto, una vez resueltos los problemas del casco.
El F-35 tiene una ventaja general de conciencia situacional, especialmente más allá del alcance visual, pero está significativamente en desventaja en combates aéreos de alcance visual por su falta de visibilidad desde la cabina. El F-16 puede compensar su desventaja utilizando el pod externo Sniper XR, que es igual en capacidades al EOTS.
Sigilo
El sigilo se puede dividir en varias áreas: visual, radar e infrarrojo. El sigilo visual se refiere a lo fácil o difícil que es ver el avión con nuestros ojos. El sigilo de radar puede referirse a dos cosas: la sección transversal del radar (RCS) del avión y las emisiones del radar (EMCON) del avión. El sigilo infrarrojo se refiere a la firma IR del avión.
En términos de firma visual, el F-16 es más difícil de detectar debido a su fuselaje más delgado y aerodinámico. Esto es así a pesar de tener dimensiones generales similares (F-16: 15,06 m de largo, 9,96 m de ancho, 4,88 m de alto; F-35A: 15,7 m de largo, 10,7 m de ancho, 4,6 m de alto).
En términos de señal de radar
Por su naturaleza, el F-16 tendrá un RCS de 1,2 m2 sin misiles y 2,2 m2 con misiles. Como el AN/APG-81 tiene un alcance de 160 km frente a un objetivo de 1 m2, el F-35 lo detectará a 195 km con radar, o 60-80 km (aproximadamente) con IRST. Si no hay interferencias, el F-35 podrá atacar al F-16 a 145-150 km con radar, o 2-29 km si el F-16 utiliza interferencias. En cualquier caso, podrá atacar al F-16 con IRST a ~50-70 km. El F-35 tiene un RCS de 0,00143 m2. El AN/APG-68 del F-16 tiene un alcance de 105 km frente a un objetivo de 5 m2. En consecuencia, el F-16 detectará al F-35 a 13,65 km. Con interferencias, podrá atacar al F-35 solo cuando ya no pueda presentar su morro; sin interferencias, podrá atacar al F-35 desde 0,2-2,6 km. Sin embargo, cualquier avión que utilice radar será detectado a varias veces la distancia de detección del propio radar.
En lo que respecta a la firma IR, el F-16 estándar no tiene IRST, lo que le da al F-35 una gran ventaja de poder atacar al F-16 no solo desde una gran distancia, sino también de forma completamente pasiva, evitando que el F-16 detecte sus emisiones de radar. El F-16A es capaz de alcanzar el supercrucero M 1,1 con dos misiles de punta de ala y el 50% de combustible a 40.000 pies; cuando se combina con un tamaño más pequeño, esto le da una firma IR significativamente menor que los F-35. Sin embargo, el supercrucero no es sostenible debido a la baja fracción de combustible, y permite al F-16 solo dos misiles frente a los cuatro del F-35.
Ver simulaciones de dispersión radar del F-35
Ver simulaciones de dispersión radar del F-16
Rendimiento de crucero
El F-16 puede volar a Mach 1,1 con dos misiles en la punta de las alas, o a Mach 0,9 con 6 misiles, en comparación con el Mach 0,95 del F-35 con 4 misiles. Utilizando el 30% (952 kg) del combustible de a bordo, el F-16C podría alcanzar 9,85 minutos con el máximo empuje en seco.
Se supone que el F-35 puede volar a velocidad de supercrucero durante 150 millas náuticas a Mach 1,2 con 4 misiles. 150 millas a 40.000 pies y Mach 1,2 llevaría unos 13,08 minutos. En el banco de pruebas y con el máximo empuje en seco, el F-35 consume 11.089 kg por hora, pero el F-35 tiene 8.280 kg de combustible interno. Los 2.417 kg que teóricamente se gastan para el “supercrucero” (el valor real sería menor) son el 29% del combustible de a bordo en el F-35.
El F-22 puede cubrir un máximo de 0,04 millas por libra de combustible a 45.000 pies y Mach 1,5. Su radio de combate es de 400 millas náuticas con supercrucero de 100 millas náuticas; esto significa que utiliza 5.000 libras de combustible para supercrucero y 8.600 libras para crucero subsónico. Como el F-22 tiene 18.000 libras de combustible interno, 13.600 libras de combustible igualarían el 76% del combustible a bordo, y solo el requisito de supercrucero representaría el 28% del combustible a bordo. Dado que el supercrucero del F-35 se realiza sin un tramo o fase subsónica extendida, significa que el F-35 tiene que quemar una parte del combustible para supercrucero, o bien solo puede alcanzar Mach 1,2 con postcombustión baja. De la misma manera, el F-35 puede alcanzar una velocidad máxima de solo Mach 1,67, debido a problemas de resistencia, pero también debido al uso de tomas de aire sin deflectores, que no son aptas para supercrucero. Esto es lo que se pone de manifiesto en la siguiente cita de un piloto:
"Lo que podemos hacer en nuestro avión es superar el Mach con postcombustión, y una vez que lo pones en marcha... definitivamente puedes reducir bastante los gases y seguir manteniendo la velocidad supersónica, por lo que técnicamente estás prácticamente al mínimo de postcombustión mientras estás volando, por lo tanto, realmente tiene muy buenas capacidades de aceleración en el aire".
El F-35A también tiene un radio de combate de 1.082 km con 4 misiles, en comparación con los 925 km con 6 misiles del F-16A y los 900 km con 6 misiles del F-16C. Esto es así a pesar de la mayor fracción de combustible (0,385 frente a 0,31 para el F-16A y 0,27 para el F-16C), la mayor carga de combustible interna (8.280 kg frente a 3.160/3.175 kg) y el hecho de que el F-35 vuela limpio mientras que el F-16 solo tiene dos estaciones de misiles de punta de ala. El F-35 está limitado a una velocidad de crucero máxima de Mach 0,95, que se reduce a aproximadamente Mach 0,8 con tanques de combustible externos, en comparación con Mach 1,1 con dos misiles de punta de ala para el F-16A.
Ver artículo dedicado a la ineficiencia del postquemador.
Maniobrabilidad
El F-16A tiene una velocidad de giro instantánea de 28,1 grados/s (9 g a 350 nudos) y una velocidad de giro sostenida de 14,3 grados/s. El F-16C tiene una velocidad de giro instantánea de 26 grados/s y una velocidad de giro sostenida de 18 grados/s. El F-35A debe tener una velocidad de giro instantánea de 26,6 grados/s (9 g a 370 nudos y 15.000 pies) y una velocidad de giro sostenida de 10,03 grados/s (4,6 g a M 0,8). En términos de aceleración transónica, el F-35A tarda 63 segundos en acelerar de M 0,8 a 1,2 a 30.000 pies, en comparación con los 40 segundos del F-16A y los 43 segundos del F-16C. La aceleración del F-16 es comparable a la del F-35A limpio solo si el F-16 lleva dos tanques de combustible supersónicos (~60 s con 2 EFT + 4 AMRAAM). [Nota: según Stevenson, 2006, los valores de aceleración del F-16 dados anteriormente se alcanzan a 40.000 pies; A 30.000 pies, el F-16C necesitaría 28 segundos, lo que es menos de la mitad del tiempo que necesita el F-35A.] La velocidad de ascenso inicial es de 259 m/s para el F-35, 315 m/s para el F-16A y 254 m/s para el F-16C.
Se puede ver que el F-35 está en desventaja en el combate aire-aire contra ambas variantes del F-16. El F-16A supera al F-35 en todos los parámetros enumerados, mientras que el F-16C es comparable en términos de velocidad de giro instantánea, pero tiene capacidades superiores de gestión de la energía. El rendimiento de alabeo debería ser mejor para el F-16.
En el eje X tenemos la Velocidad del caza (en número de Mach) y en el Eje Y tenemos Régimen de viraje (en grados por segundo), todo ello para una altura determinada, en este caso nos encontramos a nivel del mar. La cima, es la famosa Velocidad de Esquina (Ve) -corner speed-, se trata de la velocidad en la que el caza vira más rápido (en el gráfico se alcanza con 8 G's). En este punto de la gráfica es donde quieren estar los pilotos en el momento decisivo, para apuntar el morro donde más convenga antes que el enemigo y así disparar primero.
La línea verde que se suele representar con Ps = 0 FPS (donde no se gana o pierda altura) nos indica la zona que representa el Máximo Régimen de Viraje Sostenido. El máximo régimen de viraje se encuentra en la cima, pero el problema de estar en ella es que, si se exprime al máximo, se dura muy poco. La velocidad del caza en la línea verde es la que permite al piloto mantener un régimen de viraje sin penalizar la velocidad, o sea, sin quedarse colgado, tirado o falto de energía. A la izquierda se puede ver el radio de viraje más cerrado posible. En este caso el gráfico nos señala 1.217 pies o unos 370 metros. Es el punto en el que el piloto intenta quedar por dentro del viraje del adversario y conseguir la oportunidad de disparo.
Alabeo y cabeceo
El rendimiento de alabeo en principio debería ser mejor en el F-16 debido a una envergadura de ala más pequeña y una distribución de masa superior (motor más pequeño, fuselaje más delgado), aunque el F-35 puede alcanzar una velocidad máxima de alabeo más alta. El F-16 es aerodinámicamente limpio con dos misiles en la punta del ala, pero el F-35 en comparación es perfectamente limpio cuatro misiles internos.
(Tengamos en cuenta que la mejor manera de escapar de un misil o de un disparo de cañón es un viraje instantáneo para poner al atacante a las 3/9 en punto, seguido de una aceleración y, si es necesario, otro viraje. Los virajes sostenidos no tienen mucho lugar en un combate aéreo. En un combate aéreo entre varias aeronaves, no se debe efectuar ningún viraje durante más de 90 grados).
El F-16 no tiene buenas capacidades de maniobrabilidad después de una pérdida de sustentación; esto puede no ser un problema normalmente, pero los problemas de pérdida de sustentación profunda hicieron que se instituyera un límite de ángulo de ataque de 26 grados. Esto llevó a una reducción significativa en la tasa de viraje instantáneo del F-16, ya que alcanza el coeficiente de sustentación máximo a 32 grados de AoA. La principal razón de esto es la excesiva sustentación por delante del centro de gravedad debido a la gran cantidad de sustentación de vórtice del LERX y el fuselaje delantero, que mueve el Cl (centro de sustentación) hacia adelante e impide que los elevadores inclinen el avión hacia abajo. Tanto el F-35 como el F-16 tienen un aflechamiento de ala similar (35º y 40º, respectivamente), que están optimizados para la maniobrabilidad transónica. Aún así, el aflechamiento de ala más bajo del F-35 da como resultado una región transónica extendida y un aumento de la resistencia supersónica algo mayor al aumentar el número de Mach.
Armamento
Ambas aeronaves utilizan AIM-9 para el combate dentro del alcance visual y AIM-120 para el combate fuera del alcance visual. El AIM-120 es un misil de radar activo; en consecuencia, se acercará con su propio radar, muy posiblemente mucho antes de que el MAWS enemigo lo detecte. Una vez que lo haga, su maniobrabilidad limitada y el uso de una cabeza buscadora de RF fácilmente perturbable por contramedidas significa que cualquier caza enemigo lo evitará fácilmente (incluso el propio Pentágono estuvo bastante preocupando por ello, por eso hace tiempo que se está trabajando en versiones muy mejoradas). El AIM-9X es un misil IR con un alcance de 26 km; La versión BVR de 40 km de alcance fue cancelada y, como resultado, el F-35 no puede aprovechar al máximo su IRST, a menos que utilice ASRAAM británico (alcance de 50 km).
El F-16 tiene una carga estándar de 4 RF BVRAAM, 2 IR WVRAAM y 4,7 ráfagas de cañón. El F-35 tiene una carga estándar de 4 RF BVRAAM y 2,6 ráfagas de cañón. El número total de derribos a bordo es de 1,84 para el F-16 y 0,996 para el F-35. La carga "pesada" para el F-35 es de 8 RF BVRAAM, 2 IR WVRAAM y 2,6 ráfagas de cañón, lo que se traduce en un total de 1,62 derribos a bordo. Como se puede ver, en ambos casos el F-16 tiene ventaja en número de derribos a bordo, y el F-35 tiene que renunciar a gran parte de su ventaja RCS para acercarse a igualar el número de derribos a bordo del F-16. Además, el F-35 no puede utilizar el AIM-9 en configuración "furtiva", y por lo tanto tiene que elegir entre ser sigiloso al radar pero inútil en un combate aéreo, o no ser sigiloso ni siquiera al radar pero capaz de cierta autodefensa limitada en combate de alcance visual. Sin embargo, esto no es válido para los F-35 del Reino Unido, que pueden llevar un ASRAAM IR BVR/WVR de doble función en sus bahías de armas internas.
Números en el aire
El F-16 permite 36 horas al mes en el aire, en comparación con las 15 horas al mes del F-35. El coste operativo directo por hora será de 252.000 USD al mes para el F-16 y 450.000 USD para el F-35. Dos F-16 permitirían 64 horas de vuelo al mes por 448.000 dólares al mes, una ventaja de 4,3:1 sobre el F-35. El coste total (directo + indirecto) por hora de vuelo es de 22.500 dólares para el F-16C y probablemente de unos 52.000 dólares para el F-35, una ventaja de 2,3:1 para el F-16.
Si se comparan los costes iniciales, el F-16A cuesta 30 millones de dólares frente a los 70 millones del F-16C y 120 millones de dólares como mínimo para el F-35, lo que supone una ventaja de 4:1 para el F-16A y de 1,7:1 para el F-16C. Además, cada F-16 puede realizar 1,2 salidas al día, mientras que el F-35 puede realizar una salida cada 2 días. Por tanto, el F-16 puede realizar 9,6 o 4,1 salidas por cada salida realizada por el F-35.
Respuesta a los ataques
Ambas aeronaves requieren normalmente bases aéreas completas para operar debido a la falta de capacidad STOL. Ninguna de ellas es capaz de alcanzar el supercrucero con una carga aire-aire estándar; el F-16A puede alcanzar el supercrucero a Mach 1,1 con sólo dos misiles de punta de ala. Esta ventaja de Mach 0,15 sobre el F-35 puede mejorar ligeramente el tiempo de respuesta, pero no existirá con una carga aire-aire típica y supone una importante penalización para el radio de combate, que ya es inferior al de los F-35.
La letalidad de la cadena de derribo
Detect-Identify-Engage-Disengage-Destroy’ (DIED2)
La cadena de derribo en nuestro caso constará de los siguientes pasos:
- Detectar
- capacidad de detección
- capacidad de identificación
- Enfrentar
- velocidad de crucero
- velocidad máxima / Mach en el encuentro
- altitud en el encuentro
- alcance de la solución de bloqueo / disparo
- diversidad del sensor de los misiles
- contramedidas finales (incorporadas, remolcadas, desechables; bloqueadores, señuelos, chaff, bengalas)
- Burlar el misil / zafarse
- agilidad de la estructura del avión
- cobertura de sensores
- Mach en la salida / reservas de combustible en el postquemador
- Derribar
- diversidad de los sensores de misiles BVR
- agilidad del misil BVR
- letalidad de la ojiva del misil BVR
- agilidad del misil WVR
- letalidad de la ojiva del misil WVR
- letalidad del cañón
Detectar
Como se mostró anteriormente, el F-35 detectará al F-16 desde 195 km con radar, o 80-100 km con IRST. El F-16 detectará al F-35 a 13,65 km con radar, y a unos 5-7 km visualmente. Dado que los radares de los F-16 y F-35 pueden ser detectados a más de 200 km por cualquier alertador de radar competente*, el IRST del F-35 le da la importante ventaja “primero en ver, primero en disparar” sobre el F-16. Esto es especialmente importante ya que solo la identificación visual es fiable; el F-16 tendrá que acercarse a 400-800 metros para establecer una VID (Visual IDentification) positiva, mientras que el F-35 podrá usar el IRST para identificar aeronaves a varias decenas de kilómetros. El F-16 puede usar el módulo IR para compensar esta desventaja, a expensas de un aumento de la RCS, la firma IR y la resistencia. El NCTR funciona a distancias más largas, pero es muy poco fiable (30% de fiabilidad en identificación en el mejor de los casos) y puede desactivarse mediante interferencias o maniobras. En consecuencia, el 82% de los aviones enemigos que se enfrentaron durante la Operación Tormenta del Desierto tuvieron que ser identificados con ayuda de AWACS, que no estarán disponibles contra oponentes competentes ya que los enlaces de comunicación se bloquearán y los aviones AWACS no sobrevivirían por mucho tiempo contra una oposición seria.
* Incluso suponiendo que el objetivo sea una placa plana y que la totalidad de la señal lo alcance, el radar recibirá 1/16 de la señal, en el mejor de los casos. Sin embargo, la comparación de RCS muestra que el automóvil tiene un RCS de 100 m2 (probablemente desde el costado; desde el frente, se puede esperar un valor de 25-50 m2). El F-16 tiene un RCS de 5 m2, lo que significa que el F-35 recibirá 1/80 de la señal que envió.
Ataque
Tanto el F-16 como el F-35 tienen velocidades de crucero estándar de Mach 0,95, aunque el F-16 puede alcanzar Mach 1,1 con dos misiles de punta de ala. La velocidad máxima es Mach 2,0 para el F-16 y Mach 1,67 para el F-35. Como se puede ver, el F-16 tiene exceso de potencia para maniobrar en comparación con el F-35. Sin embargo, la menor fracción de combustible da como resultado un menor tiempo en zona de combate. El F-16 tiene un techo de servicio de 50.000 pies, que está limitado por el traje del piloto; el avión por sí mismo puede alcanzar un techo de servicio considerablemente más alto (probablemente 55.000 - 60.000 pies). El F-35 también tiene un techo de servicio de 50.000 pies, pero es probable que pueda alcanzar un techo de servicio más alto sin la restricción del traje de vuelo; algunos datos muestran 60.000 pies.
Como se mostró antes, el F-16 solo puede atacar al F-35 desde dentro del alcance visual, mientras que el F-35 puede atacar al F-16 desde distancias más allá del alcance visual independientemente de los problemas de interferencias y de IFF debido a su posesión de IRST. Aun así, un F-16 debidamente equipado podrá interferir con el AIM-120, pero no con el ASRAAM.
Burlar el misil / retirarse
Una vez que se advierte el lanzamiento de un misil, la primera reacción es posicionar adecuadamente el avión para evadirlo. Fuera del alcance visual, a menudo es suficiente con desviar el avión para alejarlo del misil. A distancias más cortas (alcance visual y cercano al visual), el piloto tiene que posicionar rápidamente el misil a las 3 o 9 en punto del avión y luego girar hacia el misil una vez que esté lo suficientemente cerca. Ambas cosas requieren una alta capacidad de giro instantáneo, así como aceleración / ascenso para recuperar la energía perdida. El F-16A tiene una velocidad de giro instantánea de 28,1 grados/s, un tiempo de aceleración de M 0,8 a M 1,2 de 40 s y una velocidad máxima de ascenso de 315 m/s. El F-16C tiene una velocidad de giro instantánea de 26 grados/s, un tiempo de aceleración de M 0,8 a M 1,2 de 43 s y una velocidad máxima de ascenso de 254 m/s. El F-35 tiene una velocidad de giro instantánea de 26,6 grados/s, un tiempo de aceleración de M 0,8 a M 1,2 de 63 s y una velocidad máxima de ascenso de 259 m/s. Esto significa que el F-16 tendrá una gran ventaja a la hora de evadir misiles, especialmente la variante F-16A.
El F-16 tiene RWR como estándar, pero el MAWS puede o no estar presente, dependiendo de las especificaciones exactas de la fuerza aérea. El F-35 tiene una cobertura de 360° con IR MAWS como estándar, lo que le da una superioridad significativa en capacidad de supervivencia contra misiles IR más peligrosos. El radar AESA proporcionará una cobertura de 120-140º frente a la aeronave, en comparación con los 120º del F-35; El EOTS del F-35 también cubre únicamente el sector frontal. En consecuencia, ambos aviones tendrán que elegir si mantienen el seguimiento del objetivo y corren el riesgo de recibir un disparo en la cara o inician maniobras defensivas. El F-16 estará en desventaja en comparación con el F-35 debido a su falta de IRST, lo que lo obligará a utilizar el radar, que se bloquea fácilmente y que también es muy limitado contra plataformas LO. Esto lo obligará a acercarse a sus objetivos, lo que aumenta significativamente el peligro de los misiles enemigos. Si bien puede usar un pod de selección de objetivos para paliar esta deficiencia, agregará resistencia y aumentará la firma IR y el RCS.
Las reservas de combustible para el postquemador también son importantes. Suponiendo que ambos aviones tengan el 40% del combustible disponible para maniobras, el F-16A/C tendrá 1.264 kg de combustible y el F-35 tendrá 3.312 kg de combustible. El F100-PW-200 utilizado en el F-16A tiene un empuje de postcombustión de 10.809 kgf y un SFC de 2,10 kg/kgf/h, lo que da un caudal de combustible de 22.699 kg/h. El F110-GE-100 utilizado en el F-16C tiene un empuje de postcombustión de 12.700 kgf y un SFC de 1,971 kg/kgf/h, lo que da un caudal de combustible de 25.032 kg/h. El F135 utilizado en el F-35A tiene un empuje de postcombustión de 19.512 kgf y un caudal de combustible de 36.739 kg/h. En consecuencia, el tiempo en postcombustión será de 3,34 minutos para el F-16A, 3,03 minutos para el F-16C y 5,41 minutos para el F-35A. Sin embargo, este no es un buen indicador de resistencia en combate, ya que los aviones de mayor rendimiento pueden reducir la velocidad para conservar combustible y al mismo tiempo superar en maniobras.
En el caso de los aviones de menor rendimiento, la resistencia al combate se debe medir únicamente por el número de maniobras que se pueden realizar. Para comparar, utilizaré dos conjuntos de maniobras. La primera comparación supondrá un viraje sostenido a velocidad en curva de 360° (o, mejor dicho, cuatro virajes de 90°) seguido de una aceleración equivalente en tiempo a una aceleración de M 0,8 – 1,2.
El F-16A utilizará 25,17 segundos para el viraje y 40 segundos para la aceleración, para un total de 65 segundos de postcombustión máxima y 3 maniobras. El F-16C utilizará 20 segundos para el viraje y 43 segundos para la aceleración, para un total de 63 segundos de postcombustión máxima y 2,89 maniobras. El F-35 utilizará 33,33 segundos de postcombustión máxima para el viraje y 63 segundos de postcombustión máxima para la aceleración. Esto da 96 segundos de postcombustión máxima y un total de 3,37 maniobras. El segundo conjunto asumirá cuatro giros instantáneos de 90º en lugar de un giro sostenido. El F-16A necesitará ~13 segundos para los giros y 40 segundos para la aceleración, para un total de ~53 segundos y ~3,7 maniobras. El F-16C necesitará ~14 segundos para los giros y 43 segundos para la aceleración, para un total de ~57 segundos y ~3,2 maniobras. El F-35A necesitará ~14 segundos para los giros y 63 segundos para la aceleración, para un total de 77 segundos y ~4,2 maniobras. Como se puede ver, el F-35 tiene una resistencia de combate superior en comparación con el F-16, principalmente debido a su mayor fracción de combustible (la fracción de combustible es más importante para la resistencia de combate que la capacidad total de combustible). (Tengamos en cuenta que esto se basa en cifras a nivel del mar; a 30.000 pies, el empuje real y el consumo de combustible estarán más cerca de 1/3 de los utilizados, lo que aumentará la autonomía. Sin embargo, las cifras relativas deberían permanecer similares).
En términos de contramedidas, ambos aviones tienen señuelos y bengalas. Algunas versiones del F-16 tienen bloqueadores internos DRFM. Esto le da una ventaja sobre el F-35, ya que este último utiliza su propio radar para bloquear, lo que significa que solo puede bloquear cuatro objetivos dentro de un cono de 120º al frente del avión. Ambos aviones también pueden llevar bloqueadores desechables. Dicho esto, la baja sección transversal del radar del F-35 hace que el uso del bloqueador a bordo sea menos beneficioso que para el F-16 y, en algunos casos, contraproducente. El F-35 probablemente tendrá señuelos de RF desechables, lo que le daría la opción de usar bloqueadores, así como proporcionar inmunidad a las armas que apuntan al blanco; su efectividad se mejora con el bajo RCS del F-35. El bloqueador DRFM del F-16 es más o menos inmune al modo de bloqueo de los misiles modernos, pero no del todo.
Derribar
El F-16 y el F-35 utilizan los mismos misiles aire-aire. El AIM-120D tiene un alcance máximo de 180 km, pero se bloquea fácilmente debido a que es un misil RF. El AIM-9X es un misil WVR, y el Block III con un alcance máximo de 42 km fue cancelado, negando al F-16 (y probablemente a los F-35 estadounidenses) un BVRAAM IR. El F-35 tiene una gran ventaja al poder montar ASRAAM IR y MBDA Meteor en sus bahías de armas internas. El ASRAAM tiene la ventaja sobre otros misiles de que es un misil BVR IR con un alcance de 50 km. Sin embargo, el Meteor tiene una ventaja significativa tanto en alcance como en letalidad sobre el AIM-120D debido a su motor estatorreactor: tiene un alcance máximo de 315 km y un alcance en línea recta de 100 km, lo que permite al F-35 usarlo pasivamente con IRST, lo que le da una ventaja mínima al objetivo (el buscador de radar del Meteor lo delatará). Para un ataque completamente pasivo, el F-35 puede usar ASRAAM. El F-16 tiene que usar su radar para apuntar incluso cuando usa misiles IR, delatándose y permitiendo que el enemigo bloquee su radar.
En términos de agilidad, el AIM-120D y el Meteor pueden ambos tirar 40 g a Mach 4, el ASRAAM puede tirar 50 g a Mach 3. Esto significa que la velocidad de giro máxima es de 18,54 grados/s para el AIM-120 y el Meteor, y de 30,9 grados/s para el ASRAAM. Comparando esto con las respectivas velocidades de giro de las aeronaves (28,1/26 grados/s ITR para el F-16A/C y 26,6 grados/s ITR para el F-35), se puede ver que ambas aeronaves son capaces de maniobrar mejor que el AIM-120 y el Meteor, pero están en problemas si les disparan los ASRAAM.
En lo que respecta a los misiles WVR, el F-16 lleva el AIM-9X mientras que el F-35 no lleva misiles WVR ya que tienen que estar montados en puntos duros externos; la versión del Reino Unido puede ser capaz de llevar ASRAAM en bahías internas. El AIM-9X puede tirar 60 g a Mach 2,7, para 41 grados/s ITR, que el F-35 no tiene buenas posibilidades de evadir, aunque no es una imposibilidad (el misil puede necesitar tener al menos tanto como el doble de la velocidad de giro de la aeronave para impactar en algunas condiciones). De manera similar, la velocidad de giro instantánea de 30,9 grados/s del ASRAAM es superior a la del F-16, aunque por un margen mucho menor.
Si ambos aviones vuelan a Mach 0,9, el límite de 9 g da como resultado una velocidad de giro de 18,55 grados/s. En consecuencia, ninguno de los aviones será capaz de derrotar a ninguno de los misiles dentro de sus zonas de no escape, salvo que los parámetros de lanzamiento de los misiles no sean los ideales.
En términos de letalidad de los cañones, ambos aviones utilizan cañones rotativos: el M61A1 para el F-16 y el GAU-22/A para el F-35. El M61A1 dispara un proyectil de 98 g con un contenido de HEI del 11 % a una velocidad inicial de 1,036 m/s. El GAU-22/A dispara un proyectil de 184 g con un contenido de HEI del 16,7 % (~31 g) a una velocidad inicial de 1,040 m/s. Los proyectiles M61 tienen una densidad transversal de 31,2 g/cm² en comparación con los 37,48 g/cm2 del GAU-22, lo que conduce a una pérdida de velocidad más rápida. La combinación de estos factores le da al GAU-22 una efectividad por proyectil significativamente mayor. Además, el F-35 tiene que abrir las trampillas del cañón para usarlo, lo que agrega 0,5 segundos de retraso. Si las trampillas del cañón se abren de antemano, el M61 disparará 30 proyectiles en los primeros 0,5 segundos, en comparación con los 16 proyectiles del GAU-22/A. Esto da un peso total de lanzamiento de 2,94 kg para el M61, con 0,32 kg de HEI. El GAU-22 tiene un peso total de lanzamiento de 2,94 kg con 0,49 kg de HEI. Como se puede ver, el GAU-22/A es más letal que el M61A1.
El test del F-16 contra el F-35
En 2015 se llevó a cabo por parte de Lockheed un test muy revelador sobre las capacidades del F-35 en maniobras de combate con altos AoA. Se puede leer en inglés aquí. Si bien el test tenía como objetivo probar las leyes de control de alto ángulo de ataque del F-35, fue representativa desde el punto de vista operativo. Hubo configuraciones BFM ofensivas, defensivas y neutrales a 10.000 – 30.000 pies; la configuración ofensiva fue a 22.000 pies, mientras que otras fueron a 18.000 – 22.000 pies. El piloto de pruebas tenía experiencia en el F-15E, F-16 Blk 30/40/42/50 y F-18F; también ha realizado combates disimilares contra todos los tipos enumerados, así como contra el F-15C. El F-35 tuvo 17 enfrentamientos contra el F-16.
La maniobrabilidad energética del F-35 era inferior a la del F-15E debido a una mayor carga alar, un menor TWR y un peso similar. En consecuencia, el uso de maniobras de alto ángulo de ataque dio lugar a una pérdida significativa de velocidad que no se podía mantener con la suficiente rapidez; a pesar de volar con tanques de combustible externos, el F-16 mantuvo una ventaja energética. La efectividad de tales maniobras también se vio reducida por una velocidad de cabeceo insuficiente, lo que permitió al F-16 evadir con relativa facilidad los disparos del F-35. Todo esto significó que la capacidad de alto ángulo de ataque del F-35 (límite operativo de 50 grados, máximo aerodinámico de 110 grados) era inútil en combate. Si bien la falta de velocidad de cabeceo podía compensarse en cierta medida mediante el uso de maniobras de guiñada, la incapacidad de recuperar la energía perdida durante las maniobras de alto ángulo de ataque significaba que cualquier maniobra de ese tipo era un último esfuerzo, ya que no lograr una victoria inmediatamente después de comprometerse con un alto ángulo de ataque significaba perder el combate.
Las mejores cualidades de vuelo en la región combinada (20-26º AoA) se lograron en el extremo inferior de la región, pero aún eran desfavorables. La respuesta lateral/direccional era confusa y las aeronaves a menudo no lograban alcanzar la velocidad de alabeo esperada. El F-35 demostró un retraso significativo en la respuesta a las entradas del timón. En general, el F-35 demostró una pobre capacidad para defenderse en varios encuentros. La velocidad de cabeceo lenta y la falta de respuesta de movimiento a los giros de baja velocidad significaron que la aeronave era fácil de batir. El buffett y el alabeo transónico no fueron un problema.
También hay que señalar que el F-16 en cuestión era una variante D de dos plazas y llevaba dos tanques de combustible externos de 370 galones. La variante del F-35 era la A, la más maniobrable de todas, volaba limpio con los compartimentos de armas vacíos y no tenía revestimiento invisible, lo que ahorraba una pequeña cantidad de peso y reducía la resistencia. A pesar de esto, se observó que el F-35 demostró una maniobrabilidad algo inferior.
En general, el informe indica que el F-35 es más similar al F-18E en lo que respecta a las cualidades de vuelo, excepto que es un avión capaz de soportar 9 g. El F-18 también tiene problemas en el combate de energía, perdiendo energía rápidamente y siendo incapaz de recuperarla. Su única jugada ganadora contra el F-16 es reducir la velocidad y usar la ventaja del AoA para apuntar el morro al F-16. Sin embargo, el F-18 tiene una excelente autoridad del morro (especialmente en el cabeceo), una cualidad de la que carece el F-35 a pesar de sus altas capacidades de AoA.
El contrapunto es que el F-35 está diseñado para derrotar al enemigo más allá del alcance visual y no para participar en un combate aéreo. La fusión de sensores también se ha señalado como una ventaja del F-35, y con razón, ya que facilita la interpretación de los datos y, por tanto, da al piloto una ventaja temprana en el ciclo OODA.
El F-16 se diseñó después de la guerra de Vietnam, lo que ha demostrado claramente que los combates aéreos no son cosa del pasado. El F-35, un avión diseñado para reemplazar al F-16, ignora estas lecciones y se lanza a la misma misión de combate con misiles BVR que ya tubieron los interceptores F-105 y F-4 que fueron diseñados para abatir bombarderos. Si bien el F-4 demostró ser capaz de luchar contra los MiG en igualdad de condiciones, esto se debió únicamente a su enorme ventaja energética sobre los MiG, lo que le permitió utilizar la maniobrabilidad vertical para compensar su deficiencia en maniobrabilidad horizontal, y al entrenamiento superior de los pilotos de la USAF. El Instituto Lexington ha señalado que la última vez que un avión estadounidense disparó su cañón contra un objetivo aéreo fue durante la guerra de Vietnam. Pero todas las guerras desde Vietnam han seguido un patrón de oponentes en inferioridad numérica, mal equipados y poco competentes, bases cercanas y presencia persistente de AWACS.
Rendimiento aire-tierra
La carga útil estándar del F-35 de combustible interno, 2 AIM-120 y 2 bombas + EOTS está pensada para igualar la carga útil estándar del F-16C de 2 tanques de combustible externos, 2 AIM-120 y 2 bombas + cápsula de orientación (EOTS es principalmente un sensor aire-tierra con un rendimiento aire-aire limitado. Esto significa automáticamente que el F-35 tendrá relaciones sustentación-resistencia y empuje-resistencia superiores.
Para ser más específicos, el F-35 tiene una carga alar de 434,3 kg/m2 y una TWR de 1,05 con un peso de combate en la configuración indicada (18.543 kg), o una carga alar de 531,7 kg/m2 y una TWR de 0,86 con un peso de despegue (22.703 kg), mientras que el F-16C tiene una carga alar de 448,4 kg/m2 y una TWR de 1,02 en la configuración indicada con un peso de combate con tanques presentes (12.498 kg) o una carga alar de 586,8 kg/m2 y una TWR de 0,78 con un peso de despegue (16.354 kg).
El F-35 lleva todo en su interior, lo que no es tan importante con misiles aire-aire de baja resistencia, pero marca una gran diferencia con tanques de combustible externos y bombas. El F-16 cargado con bombas está limitado a velocidades subsónicas, mientras que el F-35 puede volar supersónicamente, mejorando el alcance de las armas y la capacidad de supervivencia. Además, con carga aire-tierra, el F-35 vuela unos 10.000-15.000 pies más alto que el F-16 en potencia militar con una velocidad de crucero de 50-80 nudos más alta. Cuando se combina con el conjunto de sensores pasivos del F-35, la maniobrabilidad y agilidad superiores en la configuración aire-tierra, así como la reducción del RCS, esto proporcionará al F-35 una probable ventaja significativa en capacidad de supervivencia en misiones aire-tierra.
Si el sigilo no es un problema, el F-35 puede agregar dos misiles, dos bombas y dos tanques de combustible externos. Esto le permitirá lograr un mayor alcance que el F-16 mientras lleva el doble de municiones. Al encontrar objetivos, tanto el F-16 como el F-35 probablemente tendrán un rendimiento similar, aunque el F-16 necesitará un pod externo para igualar el EOTS del F-35. Por otro lado, la visibilidad superior de la cabina del F-16 puede resultar ventajosa durante el vuelo a baja altura.
En un ataque profundo, el F-35 tiene ventaja en alcance y rendimiento. Además, el F-16 probablemente volará a baja altitud, lo que lo hace vulnerable a AAA y MANPADS. Al mismo tiempo, el F-35 solo tendrá que lidiar con SAM VHF de largo alcance. Si bien ambos aviones son capaces de SEAD/DEAD, el F-35 nuevamente tiene ventaja debido a FLIR integrado y MAWS IR; por otro lado, si el F-16 solo lleva misiles antirradiación basados en AAM, tendrá ventaja en agilidad.
El fabricante de Vostok-E afirma tener un alcance de detección de 72 km contra el F-117A en un entorno con interferencias o 352 km en un entorno sin interferencias; Estos rangos probablemente serán iguales o mayores contra el F-35, a menos que esté volando por debajo del horizonte del radar (65 km a 500 m de altitud). El F-16 será detectado a 100-200 km en un entorno con interferencias. El F-35 a Mach 1,6 cubrirá 72 km en 2,5 minutos, o 4,2 minutos a Mach 0,95. El F-16 a baja altitud cubrirá 65 km en 2,7 minutos a una velocidad de 1440 km/h. Como se puede ver, el SA-6 es vulnerable tanto al F-35 como al F-16, a pesar de que sus nuevas versiones son uno de los SAM más móviles que existen. Sin embargo, el F-35 necesitará el apoyo de un inhibidor para lograr este rendimiento, mientras que el F-16 puede hacerlo por sí solo, pero tendrá que utilizar el vuelo en tierra y exponerse a AAA y MANPADS.
En consecuencia, el precio del paquete es de al menos un F-16C (70 millones de dólares) frente a un F-35 + un F-18G (un total de >198 millones de dólares), lo que permite a los F-16 una mayor presencia de fuerza y una mayor letalidad (mejor capacidad para encontrar y atacar a los SAM móviles), pero al precio de una mayor vulnerabilidad y una menor conciencia situacional. Puede encontrar más información sobre la movilidad de los SAM (y otros datos técnicos) aquí. Cabe señalar que el S-400 tiene una velocidad de giro instantánea de 22 grados/s a nivel del mar, en comparación con los 26 grados/s a una altitud desconocida del F-16C y los 26,6 grados/s a 15.000 pies del F-35; en consecuencia, ambos aviones pueden evadirlo fácilmente, pero solo si expulsan armas aire-tierra y tanques externos.
Capacidad de supervivencia en tierra
La capacidad de supervivencia en tierra incluye la posibilidad de camuflaje y la capacidad de operar desde bases en carretera. Este último incluye la capacidad STOL, los límites de envergadura, el consumo de combustible y la facilidad de mantenimiento. La envergadura no debe ser mayor de 8,74 metros.
El F-16A requiere una distancia de despegue de 535 m y una distancia de aterrizaje de 810 m con una carga externa de 1.815 kg. El F-16C requiere una distancia de despegue de 457 m y una distancia de aterrizaje de 914 m. La envergadura es de 9,96 m. El consumo de combustible es de 1.208 kg/h en crucero. El F-16A tiene un consumo de combustible de 22.699 kg/h con postcombustión completa. El F-16C tiene un consumo de combustible de 5.797 kg/h con empuje seco máximo y 25.570 con postcombustión completa.
El F-35A requiere una pista de 2.400 m para operaciones seguras, lo que indica un requisito de despegue de 1.200 metros. El F-35B puede despegar en 173 metros (con 2 JDAM, 2 AMRAAM y combustible para volar 450 millas náuticas; despegue rodante) y aterrizar verticalmente; esta capacidad probablemente requiera una rampa de salto. La envergadura es de 10,7 metros para las variantes F-35A y B. El consumo de combustible es de 2.721 kg/h en crucero, 8.890 kg/h con empuje seco máximo y 39.000 kg/h con postcombustión.
Como se puede ver, hay una diferencia en la capacidad de supervivencia en tierra de la aeronave a favor del F-16. El F-16 también requiere un menor apoyo de mantenimiento y mucho menos combustible para las operaciones, lo que lleva a una menor huella logística.
Notas:
- El F-16 detectará al F-35 a 13,65 km con radar
- La adquisición comenzará a 11 km sin interferencias y tardará 10 segundos
- La adquisición comenzará a 2-4 km con interferencias y tardará aproximadamente 30 segundos
- Mach 0,95 + Mach 0,95 = velocidad de cierre Mach 1,9 = 560,32 m/s a 40.000 pies
- Mach 2,0 + Mach 1,67 = velocidad de cierre Mach 3,67 = 1.082,28 m/s a 40.000 pies
- Alcance de ataque sin interferencias: 0,2-5,4 km
- Alcance de ataque con interferencias: 0 km
- El F-35 detectará al F-16 a 195 km con radar
- La adquisición comenzará a 156 km sin interferencias y tardará 10 segundos
- La adquisición comenzará a 34-51 km con interferencias y tardará 30 segundos
- Mach 0,95 + Mach 0,95 = velocidad de cierre Mach 1,9 = 560,32 m/s a 40.000 pies
- Velocidad de cierre Mach 2,0 + Mach 1,67 = Mach 3,67 = 1.082,28 m/s a 40.000 pies
- Alcance de ataque sin interferencias: 145-150 km
- Alcance de ataque con interferencias: 1,6-34 km
- El F-35 detectará al F-16 a 60 km con IRST
- La adquisición comenzará a los 48 km y durará 5 segundos
- Velocidad de cierre Mach 0,95 + Mach 0,95 = Mach 1,9 = 560,32 m/s a 40.000 pies
- Alcance de ataque: 45 km
Conclusión
En lo que respecta al combate aire-aire, las cosas no están muy claras. El F-35 tiene ventaja en cuanto a conocimiento de la situación, sigilo y armamento, mientras que el F-16 tiene ventaja en rendimiento de crucero, maniobrabilidad, número y respuesta a los ataques. En general, el combate podría ir en cualquier dirección dependiendo de las condiciones, con el F-35 teniendo ventaja en combate BVR y el F-16 teniendo ventaja en combate WVR. Aun así, la mayor tasa de salidas del F-16 y su menor costo, lo que permite un mejor entrenamiento, pueden compensar sus desventajas, y su mayor capacidad de supervivencia en tierra es una ventaja estratégica significativa.
El F-35 es una plataforma de ataque terrestre superior, especialmente en entornos disputados. Esta ventaja se reduce por el menor número, lo que hace que el F-35 sea más adecuado como especialista en ataques quirúrgicos en lugar del papel del F-16 como avión de ataque general.
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