Lockheed Martin X-35

El Lockheed Martin X-35 es un avión demostrador conceptual (CDA) desarrollado por Lockheed Martin para el programa Joint Strike Fighter. El X-35 fue declarado ganador sobre el Boeing X-32 de la competencia y una versión armada desarrollada entró en producción a principios del siglo XXI como el F-35 Lightning II.

Desarrollo

El Joint Strike Fighter evolucionó a partir de varios requisitos para que un caza común reemplace los tipos existentes. El contrato de desarrollo JSF real se firmó el 16 de noviembre de 1996. El programa JSF se creó para reemplazar varios aviones manteniendo bajos los costos de desarrollo, producción y operación. Para ello se construyeron tres variantes de un mismo avión, con el objetivo inicial de que las variantes compartieran más del 70% de sus piezas.

El primero es el F-35A, una variante de despegue y aterrizaje convencional (CTOL). Es la versión más pequeña y liviana, y está destinada principalmente a reemplazar los viejos F-16 Fighting Falcons y A-10 Thunderbolt II de la Fuerza Aérea de EE. UU. Esta es la única versión con cañón interno, el GAU-22. El F-35B es la variante de despegue corto y aterrizaje vertical (STOVL) que reemplazará a los AV-8 Harrier II y F/A-18 Hornets del Cuerpo de Marines de EE. UU., y a los Harrier GR7/GR9 de la Royal Air Force/Royal Navy a partir de 2015.

La Royal Navy utilizará esto para reemplazar sus Harrier GR7 y la RAF reemplazará sus Harrier GR9. El Cuerpo de Marines de EE. UU. utilizará el F-35B para reemplazar sus AV-8B Harrier II y F/A-18 Hornets con un diseño similar en tamaño al F-35A de la Fuerza Aérea, intercambiando volumen de combustible por sistemas de vuelo vertical. Al igual que el Harrier, las armas se transportarán en una cápsula. El vuelo vertical es, con diferencia, el factor más arriesgado y, al final, decisivo en el diseño. Por último, el F-35C, una variante basada en portaaviones (CV), reemplazará al "heredado" F/A-18 Hornets y sirve como complemento sigiloso del F/A-18E/F Super Hornet.

Tendrá un ala plegable más grande y superficies de control más grandes para mejorar el control a baja velocidad, y un tren de aterrizaje más resistente para las tensiones de los aterrizajes en portaaviones. El área del ala más grande proporciona mayor alcance y carga útil, logrando prácticamente el mismo objetivo que el Super Hornet, mucho más pesado. La Marina de los Estados Unidos inicialmente planeó comprar 480 JSF; este número finalmente se revisó a 260 aviones, con 80 adicionales para el Cuerpo de Marines de EE. UU.

Los principales clientes y patrocinadores financieros son los Estados Unidos y el Reino Unido. Otras ocho naciones también están financiando el desarrollo del avión. Los costos totales de desarrollo del programa, menos las adquisiciones, se estiman en más de 40 mil millones de dólares, de los cuales la mayor parte ha sido sufragada por Estados Unidos. Los costos de producción se estiman en 102 millones de dólares por unidad para 2.400 unidades.

Hay tres niveles de participación internacional. El Reino Unido es el único país de 'Nivel 1' socio, aportando algo más de 2 mil millones de dólares, alrededor del 10% de los costos de desarrollo. Los socios de nivel 2 son Italia, que aporta 1.000 millones de dólares, y los Países Bajos, 800 millones de dólares. En el nivel 3 se encuentran Canadá, 440 millones de dólares; Turquía, 175 millones de dólares; Australia, 144 millones de dólares; Noruega, 122 millones de dólares; y Dinamarca, 110 millones de dólares. Los niveles generalmente reflejan el interés financiero en el programa, la cantidad de transferencia de tecnología y subcontratos abiertos a licitación por parte de empresas nacionales, y el orden de prioridad en el que los países pueden obtener aviones de producción. Israel y Singapur también se han sumado como participantes en la Cooperativa de Seguridad. Debido a retrasos en el desarrollo y las pruebas, la fecha de introducción del F-35 se retrasó gradualmente de 2010 a 2015.

Diseño

Los elementos del diseño X-35 fueron iniciados por el F-22 Raptor, y partes del diseño del conducto de escape VTOL fueron utilizadas anteriormente por el Convair Modelo 200, un caza VTOL supersónico de 1972 requerido para el Sea Control Ship; en particular, la boquilla giratoria de tres cojinetes utilizada en el X-35B fue pionera en el diseño de Convair.

Además, Lockheed compró datos técnicos del Yakovlev Yak-141 cancelado en 1991 para examinar y analizar su boquilla giratoria. Aunque los sistemas de visualización montados en el casco ya se han integrado en algunos cazas de cuarta generación, como el JAS 39 Gripen, el F-35 será el primer avión de combate moderno en el que las pantallas montadas en el casco reemplazarán por completo a las pantallas frontales.

Durante la definición del concepto, se probarían en vuelo dos fuselajes de demostración para cada equipo contratista. El avión de demostración de Lockheed Martin consistía en el X-35A (que luego se convirtió en el X-35B) y el X-35C, de alas más grandes. Tanto la central eléctrica X-32 como la X-35 se derivaron de Pratt & F119 de Whitney, con la variante STOVL de este último incorporando un módulo Rolls-Royce Lift Fan. Debido a que se trataba de demostradores de prueba de concepto para la reducción de riesgos STOVL, el avión demostrador no necesitaba tener la estructura interna ni la mayoría de los subsistemas del avión final como sistema de armas.

Ventilador de elevación accionado por eje

En lugar de motores de elevación o de utilizar un motor de elevación directa como el Rolls-Royce Pegasus en el jet de salto Harrier, el X-35B estaba propulsado por el F119-PW-611, que utilizaba el nuevo sistema de ventilador de elevación accionado por eje, patentado. por el ingeniero de Lockheed Martin, Paul Bevilaqua, y desarrollado por Rolls-Royce. En vuelo normal con alas, el F119-PW-611 se configuró como un turbofan recalentado de derivación media normal. El turbofan actuaba algo así como un motor de turboeje incrustado en el fuselaje (pero con un porcentaje mucho menor de la energía térmica total extraída por la etapa de turbina).

Una parte de la potencia del motor se extraía a través de una turbina y se utilizaba para impulsar un eje que avanzaba a través de una caja de cambios cónica y de embrague hasta un ventilador elevador contrarrotativo montado verticalmente. Este estaba ubicado delante del motor principal en el centro de la aeronave (también se puede ver como un turbofan de alto bypass pero con las etapas del ventilador de baja presión montadas remotamente desde el núcleo del motor en un eje extendido y con embrague, y creando empuje hacia abajo en lugar de hacia atrás alrededor del núcleo del motor como en un turbofan convencional).

El aire de derivación de las etapas del compresor turboventilador de derivación media del motor de crucero se expulsa a través de un par de boquillas de poste basculante en las alas a ambos lados del fuselaje, mientras que el empuje del ventilador de elevación equilibra el empuje de la corriente caliente del núcleo que se agota. a través de una boquilla de crucero vectorial en la cola. El motor X-35B actuó efectivamente como un multiplicador de flujo, de manera similar a como un turbofan logra eficiencias moviendo el aire no quemado a una velocidad más baja, y obteniendo el mismo efecto que el enorme, pero supersónicamente poco práctico ventilador principal del Harrier.

Al igual que los motores de elevación, esta maquinaria adicional era peso muerto durante el vuelo, pero el mayor empuje de elevación mejoraba aún más la carga útil de despegue. El ventilador frío también redujo los efectos nocivos del aire caliente a alta velocidad que podría dañar el pavimento de la pista o la cubierta de un portaaviones. Aunque arriesgado y complicado, se hizo funcionar a satisfacción de los funcionarios del Departamento de Defensa, y las pruebas de vuelo de los demostradores X-35 redujeron el riesgo al Nivel de Preparación Tecnológica 6.

Historia operativa

Evaluación de prueba de vuelo

El X-35A voló por primera vez el 24 de octubre de 2000 y probó el rendimiento y las características de manejo del vehículo aéreo. Después de 28 vuelos de prueba, el avión se convirtió al X-35B, al que se le añadió el ventilador de elevación con transmisión por eje, la boquilla giratoria trasera y postes de balanceo. El 20 de julio de 2001, para demostrar la capacidad STOVL del X-35, el X-35B despegó en menos de 150 m (500 pies), se volvió supersónico y aterrizó verticalmente. El X-35C voló por primera vez el 16 de diciembre de 2000 y probó la recuperación simulada del portaaviones y la aproximación de potencia.

En el despegue entre el X-32 y el X-35, este último fue considerado el ganador. Como resultado, el 26 de octubre de 2001 se adjudicó a Lockheed Martin un contrato para el desarrollo y demostración del sistema (SDD) del F-35.

Producción del F-35

Hay una serie de diferencias entre el X-35 y el F-35, que fue diseñado para ser un sistema de armas operativo. El fuselaje delantero se alargó 5 pulgadas (13 cm) para dejar espacio para la aviónica de la misión, mientras que los estabilizadores horizontales se movieron correspondientemente 2 pulgadas (5,1 cm) hacia atrás para mantener el equilibrio y el control. La forma de la cubierta de entrada supersónica sin desviador cambió de una forma de cuatro lados a una de tres lados y se movió 30 pulgadas (76 cm) hacia atrás. Para dar cabida a los compartimientos de armas, la sección del fuselaje era más completa con la superficie superior elevada 1 pulgada (2,5 cm) a lo largo de la línea central. Siguiendo la designación de los prototipos X-35, las tres variantes fueron designadas F-35A (CTOL), F-35B (STOVL) y F-35C (CV).

Aviones en exhibición

El X-35A se convirtió en el X-35B para la parte STOVL de la competencia. Ahora reside en el Centro Steven F. Udvar-Hazy del Museo Nacional del Aire y el Espacio, cerca del Aeropuerto Internacional Washington Dulles en Virginia.

Tras el final de la competición, el X-35C fue transferido al Museo Aéreo Naval del Río Patuxent en el condado de St. Mary, Maryland.

Especificaciones (X-35A)

Datos de Air Force Magazine, Aviation Week & Tecnología espacial, Vuelo internacional, América aeroespacial

Características generales

• Crew: 1
• Duración: 50,5 pies (15,4 m)
• Wingspan: 33 pies (10 m)
• Altura: 13.3 pies (4,1 m)
• Área de ala: 450 pies cuadrados (42 m²)
• Peso vacío: 26,500 libras (12,020 kg)
• Peso máximo de despegue: 50.000 libras (22.680 kg)
• Capacidad de combustible: 15.000 lb (6.800 kg) interna
• Powerplant: 1 × Pratt & Whitney JSF119-PW-611 augmented turbofan, 25,000 lbf (110 kN) push dry, 40,000 lbf (180 kN) with afterburner

Rendimiento

• Velocidad máxima: Mach 1.5+ a altitud
• Rango: 1.200 nmi (1.400 mi, 2.200 km) o más
• Gama de combate: 600 nmi (690 mi, 1.100 km)
• Techo de servicio: 50.000 pies (15.000 m)

Diferencias entre variantes