Peculiaridades y vicisitudes de un avión que surgió del frío

Eurofighter Typhoon del Ejército del Aire

El Eurofighter Typhoon es un avión multi-rol que, en estos momentos, es la punta de lanza de muchas fuerzas aéreas. Como la mayoría de los aviones de combate, no nació directamente con la capacidad multi-misión. Esta capacidad se empieza a tener a partir de la trancha 2/3. El Eurofighter, en realidad, fue un caza diseñado inicialmente para la superioridad aérea y no para el ataque a suelo.

Aunque parece muy lejos, la época en la que se comenzó su diseño todavía existía el muro de Berlín. La situación geoestratégica de entonces hacía necesario que occidente contara con un elemento disuasorio creíble y realmente capaz de hacer frente a los aviones de combate soviéticos. Por este motivo, el Eurofighter nació con la idea de ser un caza superior a los Fulcrum y a los Flanker. Un caza capaz de alcanzar las 9 g´s incluso con ciertas cargas subalares.

El final de la Guerra Fría significó que la necesidad de contar con un caza de cuarta generación ya no fuera tan acuciante, pero el programa Eurofighter continuó, aunque con retrasos y varios cambios de dirección. El proyecto ha ido evolucionando a medida que lo hacía la situación política. Por ese motivo, el avión ha ido adoptando la capacidad de desarrollar diferentes misiones para las que no estaba preparado en un principio. De esta manera, el caza de superioridad aérea se ha convertido también, con varias modificaciones, en un avión de ataque muy eficaz. El proceso ha sido largo, pero una de las grandes virtudes de este diseño es precisamente la capacidad de evolución con la que cuenta. Convertir un avión puramente caza en un bombardero no es tarea sencilla, pero si se logró con los F-104 o con los F-15 y F-16, con el Eurofighter también sería posible. 

El Eurofighter es un avión extremo, también en el precio. Se barajan cifras de adquisición de más de 88 millones cada uno, algo que no está al alcance de muchos países. La hora de vuelo de uno de estos aparatos ronda los 43.000 euros (2010). El desarrollo ha sido astronómico (12.300 millones de euros de un total invertido de 60.000 millones).

Una de las razones de su gran coste es la complejidad. El Eurofighter es un avión muy complicado con sistemas muy sofisticados. A medida que los aviones se vuelven cada vez más complejos, también tienen tiempos de desarrollo más largos y por lo tanto, también se vuelven 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 para poder ser capaz de cubrir los posibles requisitos del mañana. Además de la complejidad técnica se une en este aparto la complejidad burocrática. Cuatro países con cuatro formas diferentes de ver la aviación y de hacer las cosas. Recuerdo que, cuando trabajaba en NETMA para este proyecto, una de las cosas que más me llamaba la atención era ver cómo se llevaba el asunto contable. Cuatro países con cuatro monedas diferentes y tasas de inflación diferentes. Un auténtico caos administrativo y financiero a golpe de tablas Excel.

Modificaciones curiosas y costosas

Una de las cosas que se pensó sería muy útil, por ejemplo, fue el desarrollo de la tecnología de reconocimiento de voz por parte del avión. Después de un coste enorme y mucho tiempo de estudio, investigación y desarrollo, al final se ha comprobado que este sistema no está maduro. Se pudo ver en varias ocasiones cómo la petición de sintonización de una radio resultaba en una sintonización del TACAN, por poner un ejemplo. Imaginemos ahora lo que sería la cuestión armentística si llegara el caso.

Sin embargo, otros estudios y desarrollos para modificaciones del avión original si han sido muy útiles, aunque curiosamente algunos no hayan sido adoptados todavía. Ese es el caso del AMK o Aerodynamic Modification Kit. Esta modificación, al contrario que la mayoría de las modificaciones de aviones actuales, no consiste solamente en una puesta al día del software, sino que se trata de una modificación estructural (que también conlleva modificación de software) y que consiste en La adición de diferentes elementos aerodinámicos, como los LERX, los  strikes del fuselaje y las modificaciones de los flaperones. Esta modificación es parte del EUROFIGHTER LONG TERM EVOLUTION (LTE). Un ambicioso contrato que tiene un coste total de 53,7 millones de euros.

Después de mucho tiempo de estudio, el AMK se probó en el IPA-7 en 2015. En las pruebas en vuelo se apreciaron cifras sorprendentes: un incremento de hasta el 25 % en la sustentación generada, permitiendo alcanzar ángulos de ataque de magnitudes superiores al 45 % de los actuales, y tasas de alabeo de hasta un 100 % mayores, ambas mejoras sin penalización respecto a la precisión del avión demandada durante las maniobras ejecutadas. Estas mejoras, a diferencia de lo que se podría pensar, no solo afectan a las capacidades aire-aire del avión en términos de radio de giro menores o evolución durante ACM (air combat maneuvers) en términos de «apuntar el morro» al objetivo, sino también durante la ejecución de misiones aire-suelo, permitiendo una mayor flexibilidad y configuraciones de armamento más diversas. La modificación es relativamente sencilla: sendas extensiones del borde de ataque en el encastre de las alas así como strakes dispuestos en zonas clave del fuselaje. 

Otra de las cosas sorprendentes de este avión es que está construido casi en su totalidad con materiales compuestos. Es un avión muy avanzado en ese sentido y para poder dotarle de mejoras en lo que respecta a las características de baja observabilidad, se están introduciendo nuevas cubiertas RAM (radar absorbent materials) avanzadas, sin modificar en un principio partes del fuselaje con vistas a lograr un mayor componente furtivo.

La política industrial nacional y el Eurofighter

Todo esto es sorprendente, más si tenemos en cuenta la dimensión política y los diferentes puntos de vista de los países que intervinieron en su diseno. El Eurofighter Typhoon fue diseñado por personas que habían participado en colaboraciones internacionales anteriores. El origen del aparato fue la investigación de configuraciones inestables realizada por MBB en Alemania a fines de la década de 1970 en un F-104 modificado, el vehículo de control configurado F-104 CCV.


En la foto se puede ver el ala canard y las jorobas para los contrapesos que se le instalaron a este avión de pruebas. El objetivo era comprobar el sistema de control de vuelo por ordenador en un avión configurado como inestable. MBB hizo un gran trabajo. 

Como resultado de este proyecto, MBB diseñó el Taktisches Kampfflugzeug 90 (o TKF-90), el primer diseño de un delta inestable que prometía una maniobrabilidad inigualable. Dado que Alemania no podía permitirse el lujo de desarrollar el avión por sí sola, se iniciaron colaboraciones tanto con Dassault como con BAe, para que los ingenieros franceses y británicos pudieran conocer las ventajas de este diseño.
Concepto MBB TKF-90

Primero, BAe colaboró ​​con MBB y se unió al diseño TKF-90, lo que dio lugar a la propuesta European Collaborative Fighter (ECA), pero en un momento dado los british decidieron continuar por su cuenta con dos diseños de delta canard propios, el P.106 y el P.110. El P.106 era un monomotor y contaba con solo una cola vertical, mientras que P.110 era bimotor y tenía estabilizadores gemelos. Al igual que el TKF-90, el P.106 fue rechazado por la RAF, pero el proyecto sirvió para una fructífera colaboración con Saab y finalmente acabó convirténdose en lo que hoy día es el JAS-39.


Mientras tanto, MBB colaboró ​​con Dassault en el programa Future European Fighter Aircraft (FEFA), y gracias a esta colaboración, la parte francesa vio las ventajas de un delta canard. Aunque los franceses habían desarrollado alas delta en sus Mirage, la adición de los planos canard fue un gran logro para el incremento de capacidades del que rápidamente se apoderaron. Finalmente, los franceses se retiraron. Decidieron que no requerían tanta capacidad aire-aire y en cambio pensaron que sería mejor contar con un avión más pequeño qe pudiera tener mejores oportunidades con vistas a la exportación. Los socios restantes del proyecto FEFA continuaron en el programa del avión de combate europeo (EFA) que acabó siendo el EF-2000, mientras que Dassault siguió el proceso por su cuenta consiguiendo el espectacular Rafale.

Las dimensiones políticas del Eurofighter Typhoon

Muchas naciones involucradas y muchos intereses políticos e industriales han hecho que el Eurofighter se haya visto obstaculizado por esta dimensión más de lo que pensamos. Maggie Thatcher y Helmut Kohl, por ejemplo, decretaron en su día que el área de las alas de este caza no debería de ser superior a 50 m² cuando un ala de 60 m² habría dado lugar a un diseño mucho más capaz. Más tarde, los ingenieros británicos insistieron en que el avión debía tener un borde de ataque recto, ignorando el hecho de que solo un ala delta con ángulos (como la del Vulcan) proporcionaría mejores características de cabeceo después de una pérdida. También se negaron a aceptar un diseño con ángulos en el fuselaje, y los alemanes solo pudieron rescatar el difusor de entrada llamado "sonriente" debido a que sus labios se pueden extender y retraer. Esto se hizo para reducir un poco la sección transversal del radar del EF-2000, pero hubiera sido mucho mejor haber aceptado el estudio alemán que hubiera hecho al Eurofighter un avión mucho más sigiloso, del estilo del F-22 o F-35.

Debajo se puede ver la famosa sonrisa del Eurofighter con los labios abiertos y cerrados. Se puede ver que el avión es muy grande, más de lo que uno imagina hasta que no lo ve de cerca. Obsérvese el operario dentro de la entrada de aire.


La entrada de aire con el labio curvo evita los reflejos en las esquinas de las ondas electromagnéticas. El fan de entrada de aire en el motor es una de las cosas que más se pueden detectar con el radar. Gracias a esta técnica el fan queda enmascarado.

Recuerdo que, cuando estaba destinado en la agencia allá por 1998, uno de los principales problemas que teníamos en este avión es que era muy rápido y aceleraba mucho. El Eurofighter puede acelerar desde los 200 nudos hasta más de Mach 1 en menos de 5 segundos. Esto, aunque es una gran ventaja táctica en combate, es un gran problema técnico, pues debido a la fineza del diseño, no es fácil de decelerar. Tener un avión lanzado a gran velocidad y no poder pararlo también es un gran problema. Ocurre como con los coches que vemos por la calle. Aunque no conozcamos el modelo, basta echar un vistazo a las ruedas y ver que tipo de frenos lleva para saber si ese coche corre. 

La ubicación del aerofreno en este avión es cuando menos extraña. Está situado en el fuselaje central, muy cerca de la cabina del piloto, justo donde es menos efectivo cuando se vuela con un ángulo de ataque alto, porque enmascarará la cola vertical. Además el aerofreno no podía decelerar suficientemente el avión y los ingenieros decidieron que el martinete hidráulico debería de abrir aún más el aerofreno, pero esto creó otro problema grave. Si se extiende más el aerofreno este puede entrar en la trayectoria del asiento eyectable matando al piloto. Gran follón internacional de una pieza que en principio no debería tener tantas complicaciones, pero que fue diseñada por un comité con demasiados ingenieros británicos.

Comentarios

  1. La pregunta que me surge cuando veo este tipo de programas y que lanzó al aire para ver si alguien tiene repuesta, es hasta qué punto pueden aguantar las economías de los países para tener una fuerza aérea digna de tal nombre.
    Cuántos F-86 Sabre teníamos y cuántos Eurofighter tenemos ahora?
    Con cuántos FCAS nos quedaremos? 50? 30?
    La segunda pregunta es hasta qué punto son estos sistemas capaces de sustituir la calidad por cantidad.
    Por ejemplo, son mejores 100 Eurofighters que 1000 o 10000 Sabres?
    No sé, los números y finanzas de los nuevos programas aeronáuticos militares asustan....

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  2. Yo también me lo pregunto. Programas híper caros como los del f22, cuando el f16 y el f18 son excelentes aviones, imagino que más baratos de producir en serie y con muchas posibilidades de desarrollo.

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    1. Hola Antonio y Daniel, muchas gracias por vuestros comentarios. Lo que planteáis es la pregunta del millón. Estas cosas ya las comentó un avispado e irónico Augustine.

      Las leyes de Augustine son una serie de aforismos irónicos propuestos por Norman Ralph Augustine, un empresario aeroespacial estadounidense que ocupó el puesto de subsecretario de defensa de los Estados Unidos entre 1975 y 1977. En 1984 publicó sus famosas leyes. 

      Existe algo que se llama la curva de los rendimientos decrecientes, donde lo (poco) que conseguimos es a base de unos costes difícilmente asumibles. El alto coste de rendimiento lo ilustra humorística y acertadamente el señor Augustine en la Ley Número XV: el último 10% de rendimiento genera un tercio del costo y dos tercios de los problemas. Los gerentes de empresas conocen muy bien una ley similar: el veinte por ciento de sus empleados causará el 80% de sus problemas. En aviación, el coste de los nuevos sistemas que se instalan en los aviones también sigue un patrón muy predecible.

      El coste unitario de los cazas aumenta en función del tiempo. Existen algunas gráficas en Internet muy ilustrativas en las que se aprecia claramente que el coste se incrementa por cuatro cada década. No hay techo a la vista. Esto es insostenible y el ámbito civil se muestran una tendencia similar para aeronaves comerciales.

      De ahí viene la famosa Ley Número XVI: en el año 2054, Un solo avión tendrá el coste de todo el presupuesto de defensa. El avión tendrá que ser compartido por la Fuerza Aérea y la Marina, 3 días y medio por semana, excepto en los años bisiestos, que podrá estar disponible un solo día para los Marines.

      Coñas aparte, es importante darse cuenta de que un F-14 en los 70 podía derribar simultáneamente, a unos 300 km de distancia con sus Phoenix, a los 6 blancos más amenazantes de un total muy superior a los que podía seguir.

      Un F-18 podría derribar BVR a 10 aviones de un total muy superior a los que puede seguir con su radar, y un F-35 a muchos más, incluso cuando se quedara sin misiles, pues podría disparar los de cualquier avión F-35 que le acompañe, aunque este último no tuviera los blancos a tiro... Supongo que 1000 sabres serían abatidos en poco tiempo con solo un puñado de F-35.

      El problema, tal como se plantea desde este punto de vista, es no tanto si podemos pagar ese tipo de avión o tecnología, sino de si el enemigo puede permitirsela. Estariamos de ser así perdidos al no contar con algo equivalente. La famosa disuasión. ¡Ah, como echo de menos la Guerra Fría!

      Un abrazo a los dos
      Manolo

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    2. Y no hablamos de factores como la disponibilidad, lo que significaría la pérdida de una unidad con relación a la flota...
      Dejarse "llevar" por la tecnología es muy fácil, pero ¿las amenazas presentes o futuras lo justificarían?

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  3. Interesante debate donde los haya. Precisamente pongo aviones tan dispares como el Sabre y el F-35 para ejemplificar dos realidades.
    por un lado la de que para el sabre necesitas a 1000 pilotos, y para el F-35 muchos menos pero probablemente muchísimo más preparados.
    Pero por otro lado para derribar a los sabres necesitas mil misiles.
    Los tienes?
    Si no los tienes cuánto tiempo tardas a tenerlos?
    los sabres pueden estar en 1000 sitios diferentes mientras que los F-35 en 10 ( supongamos que el equivalente económico es 1 a 100).

    por lo que grosso modo el F-35 solo puede defender 10 sitios mientras que 990 quedarían a merced del enemigo.

    Evidentemente todo esto que estoy diciendo es de una simplificación aberrante pero la disgresión está ahí y a mí me da miedo que nos pille un conflicto con el pie cambiado.
    Para mí el futuro está claro, y lo siento por los pilotos de vocación, pero los drones van a ser el siguiente paso.
    El conflicto de Siria, con Turquía de por medio, ha dado pistas de las tasas de atrición en según qué sistemas y para hacer CAS, y es evidente que vas a necesitar un sistema absurdamente barato y prescindible.

    Las cosas qué le da a uno por pensar en estos calurosos días de agosto....me voy a abrir una cervecita, para refrigerar...

    Un abrazo

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  4. Muy interesante Manolo el artículo. Al final a los franceses no les salió tan pequeñito el Rafale (45m2 frente a 50m2 del EFA). Yo había oído que los franceses se fueron del proyecto porque preferían el close coupled canard frente al canard del EFA más retirado del ala. Esto a priori da mejores performances aerodinamicas al ala (mayor Clmax y AoA max) pero menos capacidad de trimado lo cual al final se traduce en mejor avión strike (ataque a tierra) o mejor caza (aire aire). BAEs por cierto sí hizo el EAP muy parecido al EFA y con 2 flechas diferentes en borde de ataque que descartaron para dejar una única constante

    Muy interesante lo del Augustine y sus leyes aunque parece que el futuro serán cazas caros ( pocos) con compañeros de vuelo UCAVs más baratos y prescindibles para tener muchos aviones en el aire (atrition). De todas formas gracias al gasto en defensa y a la disuasión no ha habido guerras serias en los últimos 75 años y por otro lado hacen todo más divertido porque se hacen aviones nuevos con cosas sorprendentes.

    Un abrazo

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    1. Hola Alberto, muchas gracias por tu comentario.

      Efectivamente hay diferencias entre el close coupled canard y el long arm canard. El close coupled canard tiene ventaja sobre el long arm canard cuando se trata de maniobrar en combate a velocidades subsónicas, esta configuración crea menos resistencia y tiene mejores características en vuelo con alto AoA. Otra ventaja de esta configuración sería la mejor capacidad de recuperación de pérdida y barrena.

      La razón por la cual el equipo de diseño del Eurofighter se decidió por un long arm canard fue debida al diseño de la entrada de aire. Un close coupled canard hubiera dado lugar a mucha resistencia en vuelo de crucero por el modo en como estaban diseñadas las entradas de aire. El Gripen y el Rafale evitaron ese problema mediante un posicionamiento mucho mejor de la entrada de aire. La posición de las entradadas de aire del Typhoon y, en consecuencia, del canard, fue debida a que el Typhoon se diseñó inicialmente para poder tener empuje vectorizado. Otra de las muchas cosas que luego se abandonaron.

      La combinación de ese tipo de canard con las entradas de aire más el empuje vectorizado hubiera dado lugar a una mejor maniobrabilidad que sus oponentes, de hecho, se demostró que el uso de TVC a velocidades supersónicas reduce la resistencia que crea la compensación (trim). Sin embargo, si bien es cierto que la vectorización de empuje es una característica muy útil, hoy por hoy, el coste, peso y fiabilidad/mantenimiento son penalizaciones muy importantes que no pueden aceptarse en aviones de combate de primera línea.

      Como ves, la idea original del Typhhon era superior, pero en la práctica la solución Grippen/Rafale fue más realista. Esa es una de las consecuencias de escribir especificaciines muy altas para un sistema de armas tan complejo como es un avión de combate superior. Más adelante escribiré algo sobre el Rafale y el Grippen, que son modelos de avión de combate en mi opinión excepcionales.

      Un abrazo
      Manolo

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    2. Mmmm no tengo claro que fue antes si el huevo o la gallina. Tenía entendido que eurofighter eligió ese long arm canard por otras razones que por tener la toma ahí o el TVC. El close canard del Rafale puede dar mayor maniobrabilidad subsónica instantánea debido a su mayor clmax alar (debido a la interacción favorable ala-canard) pero en maniobrabilidad sostenida no creo que supere al EFA porque la resistencia de trimado debe ser menor con el long arm aparte del mayor empuje del EJ200 frente al M88. Este mayor empuje da mejores performances al EFA en altura que fue para lo que se diseño, caza aire aire de superioridad aérea. Aparte el long arm canard creo que hace al EFA más inestable para maniobrar mejor en aire aire y el Rafael no lo es tanto porque es más un avión de ataque a tierra. El que el Rafale sea menos inestable también facilita la adición de armamento subalar que hace al avión más de ataque aire tierra que es para lo que fie concebido.Por otro lado la posición de las tomas del EFA le permite una mejor recuperación de presión a alto alfa al estar bajo el fuselaje, el cual direcciona el flujo para que entre mejor en la toma. La posición de las tomas del Gripen y Rafale no están tan beneficiadas al respecto. Quizás tengas razón pero no acabo de ver la incompatibilidad de llevar las tomas bajo el fuselaje y el close coupled canard en cuanto a resistencia en crucero. Me da más la sensación que elijes un canard u otro según otros requisitos pero soy todo oídos si tienes una explicación al respecto!

      Sobre el TVC no le veo mucho sentido en un mundo con radares y misiles tan de largo alcance en el que un dog-fighting parece la manera menos probable de determinar el duelo de un combate entre estas super máquinas. Tampoco veo la incompatibilidad del TV y la posición de las tomas ya que este actúa en la salida. Si creo que pueda reducir el drag de trimado supersónico pero sólo en configuraciones canard con trimado con flaperones. No paga lo que vale en estos tiempos salvo que quieras lucir el avión en un show aéreo y Putin lo diga!!

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    3. Alberto, el tema da para un post bien largo. Voy a intentar explicar todo esto en un post como es debido y seguimos ahí la charla.
      Un saludo
      Manolo

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    4. Si que da para mucho. Encantado de comentar contigo. Un abrazo. Alberto

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