Boeing X-32

El Boeing X-32 es un avión demostrador conceptual que fue diseñado para la competencia Joint Strike Fighter. Perdió ante el demostrador Lockheed Martin X-35, que se desarrolló aún más hasta convertirse en el Lockheed Martin F-35 Lightning II.

Desarrollo

Fondo

En 1993, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) lanzó el proyecto Common Affordable Lightweight Fighter (CALF). El propósito del proyecto era desarrollar un diseño sigiloso para reemplazar todos los aviones de combate y de ataque más livianos del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, incluidos el F-16 Fighting Falcon, el McDonnell Douglas F/A-18 Hornet y los aviones verticales. /despegue corto / aterrizaje vertical (V/STOL) AV-8B Harrier II. Casi al mismo tiempo, se inició el proyecto Joint Advanced Strike Technology (JAST). En 1994, el Congreso de los Estados Unidos ordenó que los dos se fusionaran en el programa Joint Strike Fighter (JSF).

Muchas empresas participaron en la primera fase de este proyecto, que implicó la redacción de diseños de aviones conceptuales para presentarlos al Departamento de Defensa. El 16 de noviembre de 1996, Boeing y Lockheed Martin obtuvieron contratos para producir cada uno de sus prototipos de aviones de demostración (CDA). Según el contrato, estos cazas debían demostrar el despegue y aterrizaje convencional (CTOL), el despegue y aterrizaje en portaaviones (versión CV) y el despegue corto y aterrizaje vertical (STOVL). También se esperaba que incluyeran demostraciones en tierra de los sistemas de un avión representativo de producción, como el Concepto de Sistema de Arma Preferido (PWSC).

Una diferencia importante con respecto a proyectos anteriores fue la prohibición de que las empresas utilizaran su propio dinero para financiar el desarrollo. Cada uno recibió 750 millones de dólares para producir sus dos aviones, incluidos aviónica, software y hardware. Esta limitación promovió la adopción de técnicas de fabricación y montaje de bajo coste y también impidió que Boeing o Lockheed Martin se arruinaran en un esfuerzo por ganar un concurso tan importante.

Diseño de la X-32

La estrategia de Boeing para obtener una ventaja competitiva era ofrecer costos de fabricación y de ciclo de vida sustancialmente más bajos minimizando las variaciones entre las diferentes versiones de JSF. Por lo tanto, el X-32 fue diseñado alrededor de un gran ala delta compuesta de fibra de carbono de una sola pieza. El ala tenía una envergadura de 9,15 metros, con un borde de ataque de 55 grados y podía contener hasta 9.000 kg (20.000 libras) de combustible. El propósito del alto ángulo de barrido era permitir el uso de una sección de ala gruesa sin dejar de proporcionar una resistencia aerodinámica transónica limitada y proporcionar un buen ángulo para el equipo de antena conformal instalado en el ala. Fabricar el ala sería un desafío.

La estrategia de competir en costos también llevó a Boeing a elegir un sistema de vectorización de empuje de elevación directa, para los Marines'. requisito de despegue corto y aterrizaje vertical (STOVL), ya que esto sólo requeriría la adición de un módulo de vectorización de empuje alrededor del motor principal. Sin embargo, esta elección requería que el motor se montara directamente detrás de la cabina y movía el centro de gravedad hacia adelante desde su posición habitual en los aviones de combate (hacia la parte trasera del avión) para permitir un vuelo estacionario en actitud neutral. Boeing había propuesto, en la década de 1960, un caza supersónico similar con un motor montado en el centro de gravedad con toberas de empuje vectoriales, pero esto nunca pasó más allá de las imágenes publicadas en Aviation Week. En comparación, la entrada de Lockheed parecía, en todo caso, una versión más pequeña del caza furtivo F-22 Raptor. Otro efecto más de la selección del sistema de elevación directa fue la gran entrada de aire montada en la barbilla. Esto era necesario para alimentar suficiente aire al motor principal (para proporcionar el empuje necesario para flotar) durante la fase de velocidad horizontal cero, cuando no podía explotar la presión del aire. Un efecto en cadena de esta gran entrada fue la posible visibilidad directa de las palas del compresor para el radar (ver sección transversal del radar). Las posibilidades de mitigación incluían deflectores variables diseñados para bloquear las ondas de radio entrantes sin afectar negativamente el flujo de aire.

Cambios de diseño

Los dos aviones X-32 presentaban un diseño de ala delta. Sin embargo, ocho meses después de la construcción del concepto de avión demostrador, los requisitos de maniobrabilidad y carga útil del JSF se perfeccionaron a petición de la Armada y el diseño del ala delta de Boeing no cumplió con los nuevos objetivos. Los ingenieros modificaron el diseño del avión con una doble cola inclinada convencional que redujo el peso y mejoró la agilidad, pero ya era demasiado tarde para cambiar el avión. Se consideró que serían suficientes para demostrar la tecnología de Boeing.

El 14 de diciembre de 1999, Boeing presentó sus dos prototipos de demostración en su planta de Palmdale, California, ante 5.500 asistentes. Si bien se esperaba que apareciera el X-32A, el lanzamiento del X-32B fue una sorpresa, ya que la construcción de este último avión había comenzado unos tres meses después del primero y se completó seis semanas después del X-32A. Boeing atribuyó la rápida construcción de la versión STOVL al uso de métodos de diseño y montaje digitales. Después de tener el Pratt & Con el motor Whitney F119 instalado en abril de 2000, el X-32A comenzó las pruebas de rodaje a baja y media velocidad, que se completaron a finales de mayo.

Pruebas de vuelo

Debido al pesado diseño del ala delta del X-32, Boeing demostró el vuelo STOVL y supersónico en configuraciones separadas, y la configuración STOVL requirió que se retiraran algunas piezas del caza. La compañía prometió que su diseño de cola convencional para los modelos de producción no requeriría configuraciones separadas. Por el contrario, el avión demostrador conceptual Lockheed Martin X-35 fue capaz de realizar la transición entre sus configuraciones STOVL y supersónica en pleno vuelo.

El primer vuelo del X-32A (diseñado para CTOL y pruebas de portaaviones) tuvo lugar el 18 de septiembre de 2000, desde la planta de Boeing en Palmdale hasta la Base de la Fuerza Aérea Edwards. El avión, pilotado por el piloto de pruebas de Boeing Fred Knox, recorrió 670 m (2200 pies) de pista antes de despegar a 150 nudos (280 km/h; 170 mph) alrededor de las 8:00 am. Poco después del despegue, se descubrió una fuga hidráulica menor y el vuelo se acortó a 20 minutos de los 30 a 40 minutos esperados. Según Knox, el avión de persecución F/A-18 requirió "mucha postcombustión" para su funcionamiento. para mantenerse al día con el X-32 durante las etapas iniciales. Durante el vuelo, el avión alcanzó los 3.000 m (10.000 pies), alcanzó una velocidad de 200 nudos (370 km/h; 230 mph) y alcanzó un ángulo de ataque de 13°. A pesar de la reducción del vuelo, se cumplieron aproximadamente el 80% de los puntos de prueba previstos. Estaba propulsado por un derivado convencional del turbofan de postcombustión F-22, denominado F119-PW-614C.

El 29 de marzo de 2001, la versión X-32B STOVL realizó su primer vuelo. El vuelo duró 50 minutos mientras el avión volaba desde Palmdale a Edwards AFB. El vuelo había sido programado originalmente para el tercer trimestre de 2000. Una versión modificada del motor -614C, conocido como F119-PW-614S, propulsaba el avión STOVL. En vuelo normal, el -614S estaba configurado como un turbofan convencional de postcombustión. Sin embargo, en el modo STOVL, una válvula de mariposa desvió los gases de escape de la corriente central a un par de boquillas de vectorización de empuje ubicadas cerca del centro de gravedad de la aeronave. Delante de estas boquillas, una boquilla de rejilla de chorro proporcionaba una lámina de aire frío de derivación para minimizar la recirculación de gas caliente. También había un par de conductos que conducían a boquillas de rodillo cerca de las puntas de las alas. Dos pares de conductos alimentaban las boquillas de guiñada de popa y las de avance. El postquemador estaba apagado y no había flujo de gas durante el ascenso. El X-32B logró el vuelo STOVL de manera muy similar al AV-8B Harrier II con vectorización de empuje del escape del jet. Se obtuvo una transición suave (entre los modos STOVL y normal) manteniendo una coincidencia constante del motor, facilitada por el algoritmo del sistema de control que mantiene un área efectiva total fija de la boquilla. Por lo tanto, el motor no se dio cuenta de que se abrían y cerraban varias boquillas para completar la transición.

El F119-PW-614S era un motor de elevación directa, mientras que el equipo STOVL de Lockheed Martin utilizó una alternativa más compleja y arriesgada, conocida como F119-PW-611, que comprendía un ventilador de elevación impulsado por un eje remoto impulsado por el motor principal. Sin embargo, esto generó más empuje de sustentación que el posible con solo gases de escape directos. Un diseño exitoso tendría una mayor carga útil y, por lo tanto, un mayor alcance que un simple turboventilador de empuje vectorial.

Pruebas de vuelo de ambas compañías' Los aviones continuaron hasta julio de 2001.

Concurso JSF

El 26 de octubre de 2001, el Departamento de Defensa anunció que el Lockheed Martin X-35 ganó la competencia JSF. El X-35 se convertiría en el Lockheed Martin F-35 Lightning II de producción.

La pérdida del contrato JSF con Lockheed Martin en 2001 fue un duro golpe para Boeing, ya que representaba el proyecto internacional de aviones de combate más importante desde la competencia del programa Lightweight Fighter de los años 1960 y 1970, que había llevado al F- 16 Fighting Falcon y F/A-18 Hornet. En ese momento, la producción del JSF se estimaba entre 3.000 y 5.000. Antes de la adjudicación del contrato, muchos legisladores impulsaron la idea de contratar al competidor perdedor como subcontratista; sin embargo, el "ganador se lo lleva todo" El principio no fue cambiado. No obstante, Boeing considera su trabajo en el X-32 como una inversión estratégica, que ha generado importantes tecnologías que ha podido adoptar en el Boeing F/A-18E/F Super Hornet y otros estudios.

Aviones supervivientes

En 2005, el Boeing X-32A fue transferido al Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos cerca de Dayton, Ohio. Su condición se deterioró debido a que estuvo afuera durante varios años después del final de la competencia JSF, pero ahora está bajo techo y se planea restaurarlo.

El X-32B fue transferido al Museo Aéreo Naval del Río Patuxent, adyacente a la NAS Patuxent River en el condado de St. Mary, Maryland, en 2005. Se sometió a restauración en las instalaciones de restauración del museo en junio de 2009., pero se ha deteriorado desde entonces. El avión todavía está en exhibición.

Especificaciones

Datos de Frawley

Características generales

• Crew: 1
• Duración: 45 pies 0,1 en (13,72 m)
• Wingspan: 36 pies 0 en (10.97 m)
• Altura: 17 pies 3,8 en (5,28 m)
• Área de ala: 590 pies cuadrados (54,8 m²)
• Peso vacío: 24.030 libras (10.900 kg)
• Peso máximo de despegue: 38.000 libras (17.200 kg)
• Powerplant: 1 × Pratt & Whitney YF119-PW-614 después de quemar el turbofán, 28,000 lbf (120 kN) seca, 43,000 lbf (190 kN) con postburner

Rendimiento

• Velocidad máxima: 1.200 mph (1.931 km/h, 1.000 kn) a altitud
• Velocidad máxima: Mach 1.6
• Rango en el perfil de la misión USAF: 850 nmi (1574 km)
• Rango en perfil de la misión de la USN: 750 nmi (1.389 km)
• Rango en perfil de misión USMC/RN: 600 nmi (1112 km)

Armamento

• cañón M61A2 de 20 mm, o cañón Mauser BK-27 de 27 mm
• Interno: 6 misiles aire-aire AMRAAM o 2 misiles aire-aire AMRAAM y 2 bombas guiadas de clase 2 x 2.000 lb (900 kg)
• Externo: Aprox. 15.000 libras (6.800 kg) de toda la gama de tiendas externas, incluidas armas guiadas, misiles antiradiación, armas de aire a superficie, tanques auxiliares de combustible