Northrop YF-23

El Northrop/McDonnell Douglas YF-23 es un demostrador de tecnología de avión de combate furtivo supersónico monoplaza, bimotor y furtivo estadounidense diseñado para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF). El diseño fue finalista en la competencia Advanced Tactical Fighter (ATF) de la USAF, luchando contra el Lockheed YF-22 por un contrato de producción. Se construyeron dos prototipos de vehículos aéreos YF-23.

En la década de 1980, la USAF comenzó a buscar un reemplazo para sus aviones de combate para contrarrestar de manera más efectiva los avanzados Sukhoi Su-27 y Mikoyan MiG-29 de la URSS. Varias empresas presentaron propuestas de diseño; la USAF seleccionó propuestas de Northrop y Lockheed. Northrop se asoció con McDonnell Douglas para desarrollar el YF-23, mientras que Lockheed, Boeing y General Dynamics desarrollaron el YF-22.

El YF-23 era más sigiloso y rápido, pero menos ágil que su competidor. Después de un proceso de desarrollo y evaluación de cuatro años, el YF-22 fue anunciado como ganador en 1991 y se convirtió en el Lockheed Martin F-22 Raptor, que voló por primera vez en 1997 y entró en servicio en 2005. La Marina de los EE. UU. consideró utilizar la versión de producción. del ATF como base para un reemplazo del F-14, pero estos planes fueron posteriormente cancelados. Los dos prototipos del YF-23 se encuentran actualmente en exhibición en un museo.

Desarrollo

Los satélites de reconocimiento estadounidenses detectaron por primera vez los avanzados prototipos de cazas soviéticos Su-27 y MiG-29 en 1978, lo que causó preocupación en los EE.UU. Se esperaba que ambos modelos soviéticos redujeran la ventaja de maniobrabilidad de los aviones de combate estadounidenses contemporáneos. En 1981, la USAF solicitó información a varias compañías aeroespaciales sobre posibles características de un caza táctico avanzado (ATF) para reemplazar al F-15 Eagle. Después de conversaciones con compañías aeroespaciales, la USAF hizo del combate aire-aire la función principal de la ATF. La ATF debía aprovechar las tecnologías emergentes, incluidos materiales compuestos, aleaciones ligeras, sistemas avanzados de control de vuelo, sistemas de propulsión más potentes y tecnología furtiva. En octubre de 1985, la USAF emitió una solicitud de propuesta (RFP) a varios fabricantes de aviones. La RFP se modificó en mayo de 1986 para incluir la evaluación de los prototipos de vehículos aéreos de los dos finalistas. Al mismo tiempo, la Marina de los EE. UU., en el marco del programa Navalized Advanced Tactical Fighter (NATF), anunció que utilizaría un derivado del ganador del ATF para reemplazar su F-14 Tomcat. El programa NATF exigía la adquisición de 546 aviones junto con la adquisición prevista por la USAF de 750 aviones.

En julio de 1986, Lockheed, Boeing, General Dynamics, McDonnell Douglas, Northrop, Grumman y Rockwell presentaron propuestas de demostración y validación (Dem/Val); los dos últimos abandonaron la competencia poco después. La propuesta de diseño (DP) de Northrop fue designada internamente DP110. Luego de la presentación de propuestas, Lockheed, Boeing y General Dynamics formaron un equipo para desarrollar cualquiera de los diseños propuestos que fuera seleccionado, si corresponde. Northrop y McDonnell Douglas formaron un equipo con un acuerdo similar. Las propuestas de Lockheed y Northrop fueron seleccionadas como finalistas el 31 de octubre de 1986 para Dem/Val. Ambos equipos tuvieron 50 meses para construir y probar en vuelo sus prototipos, y tuvieron éxito, produciendo el Lockheed YF-22 y el Northrop YF-23. Al mismo tiempo, Pratt & Se contrató a Whitney y General Electric para desarrollar los motores para la competencia de motores ATF.

El YF-23 fue diseñado para cumplir con los requisitos de la USAF en cuanto a capacidad de supervivencia, supercrucero, sigilo y facilidad de mantenimiento. Los requisitos de los supercruceros exigían vuelos supersónicos prolongados sin el uso de postquemadores. Northrop aprovechó su experiencia con el B-2 Spirit y el F/A-18 Hornet para reducir la susceptibilidad del modelo a la detección por radar e infrarrojos. Inicialmente, la USAF exigió que el avión aterrizara y se detuviera dentro de los 2000 pies (610 m), lo que significó el uso de inversores de empuje en sus motores. En 1987, la USAF cambió el requisito de longitud de la pista a 3000 pies (910 m), por lo que ya no eran necesarios los inversores de empuje. Esto permitió que el avión tuviera carcasas de góndola de motor más pequeñas. Las góndolas no se redujeron en los prototipos.

Designado formalmente como YF-23A, el primer avión (número de serie 87-0800), Prototype Air Vehicle 1 (PAV-1), se lanzó el 22 de junio de 1990; PAV-1 realizó su vuelo inaugural de 50 minutos el 27 de agosto con Alfred "Paul" Metz a los mandos. El segundo YF-23 (número de serie 87-0801, PAV-2) realizó su primer vuelo el 26 de octubre, pilotado por Jim Sandberg. El primer YF-23 estaba pintado de gris carbón y recibió el sobrenombre de "Grey Ghost". El segundo prototipo fue pintado en dos tonos de gris y recibió el sobrenombre de "Spider". PAV-1 tuvo brevemente un reloj de arena rojo pintado en su toma de aire para evitar lesiones al personal de tierra. El reloj de arena rojo se parecía a la marca en la parte inferior de la araña viuda negra, lo que reforzaba aún más el apodo no oficial de "Viuda Negra II" dado al YF-23 debido a la forma de la sección transversal del radar que se parecía a una araña. Cuando la gerencia de Northrop se enteró de la marca, la quitaron.

Variante naval

Una variante naval propuesta del YF-23 conocida como NATF-23 se consideró como reemplazo del F-14 Tomcat. El diseño original del YF-23 se consideró por primera vez, pero habría tenido problemas con el espacio en la cubierta de vuelo, el manejo, el almacenamiento, el aterrizaje y el lanzamiento de la catapulta, por razones que requerían un diseño diferente. En 2001, Boeing donó un modelo de prueba DP527 en túnel de viento NATF-23, probado durante 14.000 horas, al Memorial de Veteranos de Bellefontaine Neighbors Klein Park.

Diseño

El YF-23A (designado internamente DP117K) era un avión de aspecto poco convencional, con alas en forma de diamante, un perfil con un área sustancial para reducir la resistencia aerodinámica a velocidades transónicas y supersónicas, y una cola en V totalmente móvil.. La cabina se colocó en alto, cerca del morro del avión para una buena visibilidad del piloto. El avión presentaba una configuración de tren de aterrizaje triciclo con una pata del tren de aterrizaje de morro y dos patas del tren de aterrizaje principal. El compartimiento de armas estaba ubicado en la parte inferior del fuselaje, entre el morro y el tren de aterrizaje principal. La cabina tiene una palanca central y un acelerador lateral.

Estaba propulsado por dos motores turbofan, cada uno de ellos en una góndola de motor independiente con conductos en forma de S, para proteger los compresores axiales del motor de las ondas de radar, a ambos lados de la columna vertebral del avión. Las entradas tenían un perfil frontal trapezoidal, con paneles de succión porosos especiales en el frente para absorber la capa límite turbulenta y ventilarla sobre las alas. De los dos aviones construidos, el primer YF-23 (PAV-1) estaba equipado con Pratt & Whitney YF119, mientras que el segundo (PAV-2) estaba propulsado por motores General Electric YF120. El avión presentaba boquillas de rampa de expansión única (SERN) y, a diferencia del YF-22, no emplea vectorización de empuje. Al igual que en el B-2, el escape de los motores del YF-23 fluía a través de canales revestidos con baldosas "enfriadas por transpiración" para disipar el calor y proteger los motores de la detección de misiles guiados por infrarrojos (IR) desde abajo. La propulsión y la aerodinámica del YF-23 le permiten realizar un supercrucero a más de Mach 1,6 sin postquemadores.

Las superficies de control de vuelo estaban controladas por un sistema informático de gestión central. Levantando los flaps de las alas y los alerones por un lado y bajándolos por el otro rollo proporcionado. Las aletas de cola en V tenían un ángulo de 50 grados con respecto a la vertical. El cabeceo se obtenía principalmente girando estas aletas de cola en V en direcciones opuestas para que sus bordes frontales se movieran juntos o separados. La guiñada se obtenía principalmente girando las aletas de la cola en la misma dirección. El piloto de pruebas Paul Metz afirmó que el YF-23 tenía un rendimiento superior en ángulo de ataque (AoA) en comparación con los aviones anteriores, con un AoA recortado de hasta 60°. Desviar los flaps hacia abajo y los alerones hacia arriba en ambos lados simultáneamente proporcionó un frenado aerodinámico. Para mantener bajos los costos de creación de prototipos a pesar del novedoso diseño, se han creado una serie de productos "comerciales disponibles" Se utilizaron componentes, incluida una rueda de morro del F-15, piezas del tren de aterrizaje principal del F/A-18 y los componentes de la cabina delantera del F-15E Strike Eagle.

Producción F-23

La configuración de producción propuesta del F-23 (DP231 para el motor F119 y DP232 para el motor F120) para el desarrollo a gran escala, o Desarrollo de Ingeniería y Fabricación (EMD), habría diferido de los prototipos del YF-23 en varios aspectos.. En lugar de una única bahía de armas, el diseño del EMD tendría dos bahías en tándem en el fuselaje delantero alargado, con la bahía delantera diseñada para misiles AIM-9 de corto alcance; Se instalaría un cañón giratorio M61 en el lado izquierdo del fuselaje delantero. La longitud total del avión se aumentó ligeramente, se amplió el volumen, se amplió el morro para aceptar sistemas de misión, incluido el radar, y los lomos de la parte delantera eran menos pronunciados y se elevaron a la misma altura que el borde de ataque del ala. La eliminación de los inversores de empuje permitió que las góndolas del motor tuvieran una sección transversal más pequeña y redondeada y el espacio entre ellos se rellenara para preservar el dominio del área. El diseño de la entrada cambió del perfil trapezoidal con paneles de succión a un tope de compresión semicircular. El patrón del borde de salida del fuselaje y el empenaje también tendría menos estrías y las líneas de empuje del motor estaban a 1,5° del centro.

NATF-23

La variante naval NATF-23, cuyos esquemas surgieron en la década de 2010, era diferente en muchos aspectos; las alas de diamante estaban ubicadas lo más atrás posible y el avión tiene colas verticales inclinadas convencionales en lugar del timón con dientes para un RCS bajo y mayor maniobrabilidad a bajas velocidades para operaciones de portaaviones, capacidad de ala plegable para almacenamiento en la cubierta de vuelo, tren de aterrizaje reforzado, gancho de cola y canards para aterrizaje en portaaviones y boquillas de vectorización de empuje. Las tomas también eran diferentes, ya que eran un cuarto de círculo con dientes, con una superficie de compresión abollada. El NATF-23 tenía una envergadura aumentada de 48 pies, mientras que la longitud se redujo a 62 pies.

Historia operativa

Evaluación

El primer YF-23, con Pratt & Los motores Whitney alcanzaron Mach 1,43 el 18 de septiembre de 1990, mientras que el segundo, con motores General Electric, alcanzó Mach 1,72 el 29 de noviembre de 1990. En comparación, el YF-22 alcanzó Mach 1,58 en supercrucero. El YF-23 fue probado a una velocidad máxima de Mach 1,8 con postquemadores y logró un ángulo de ataque máximo de 25°. La velocidad máxima está clasificada, aunque las fuentes afirman una velocidad superior a Mach 2 en altitud en pleno postquemador. El compartimento de armas del avión estaba configurado para el lanzamiento de armas y se utilizó para probar la acústica del compartimento de armas, pero no se dispararon misiles; Lockheed disparó con éxito misiles AIM-9 Sidewinder y AIM-120 AMRAAM desde su avión de demostración YF-22. PAV-1 realizó una rápida demostración de combate con seis vuelos durante un período de 10 horas el 30 de noviembre de 1990. Las pruebas de vuelo continuaron hasta diciembre. Los dos YF-23 volaron 50 veces durante un total de 65,2 horas. Las pruebas demostraron los valores de rendimiento previstos por Northrop para el YF-23. Si bien ambos diseños cumplieron o superaron todos los requisitos de rendimiento, el YF-23 era más sigiloso y rápido, pero el YF-22 era más ágil.

Los dos equipos de contratistas presentaron los resultados de la evaluación con sus propuestas para el desarrollo a gran escala en diciembre de 1990, y el 23 de abril de 1991, el Secretario de la Fuerza Aérea Donald Rice anunció que el YF-22 era el ganador. La Fuerza Aérea seleccionó el motor F119 para impulsar la versión de producción del F-22. El Lockheed y Pratt & Los diseños de Whitney recibieron calificaciones más altas en aspectos técnicos, se consideraron de menor riesgo y se consideró que tenían una gestión de programas más efectiva. Se ha especulado en la prensa de aviación que el YF-22 también fue visto como más adaptable al NATF de la Marina, pero en 1992 la Marina de los EE. UU. había abandonado el NATF.

Después de la competencia, ambos YF-23 fueron transferidos al Centro de Investigación de Vuelo Dryden de la NASA en Edwards AFB, California, sin sus motores. La NASA tenía previsto utilizar uno de los aviones para estudiar técnicas para la calibración de las cargas previstas en función de los resultados medidos del vuelo, pero esto no se llevó a cabo. Ambos fuselajes del YF-23 permanecieron almacenados hasta mediados de 1996, cuando los aviones fueron transferidos a museos. En los museos, los aviones fueron sometidos a restauración, durante la cual se cree que se cambiaron los indicativos del avión. PAV-1 recibió "Fantasma Gris" en la parte inferior de la cubierta del tren de aterrizaje, mientras que el PAV-2 tenía la etiqueta "Spider" pintado en el mismo lugar.

Posible resurgimiento

En 2004, Northrop Grumman propuso un bombardero basado en el YF-23 para satisfacer la necesidad de la USAF de un bombardero provisional, por el que también competían el FB-22 y el B-1R. Northrop modificó el avión PAV-2 para que sirviera como modelo de exhibición para su bombardero provisional propuesto. La posibilidad de un bombardero provisional basado en el YF-23 terminó con la Revisión Cuatrienal de Defensa de 2006, que favoreció un bombardero de largo alcance con un alcance mucho mayor. Desde entonces, la USAF ha pasado al programa de bombarderos de próxima generación y bombarderos de ataque de largo alcance.

Japón lanzó un programa para desarrollar un caza nacional de quinta y sexta generación (F-3) después de que el Congreso de Estados Unidos se negara en 1998 a exportar el F-22. Después de muchos estudios y la construcción de modelos estáticos, el avión de prueba Mitsubishi X-2 Shinshin voló como demostrador tecnológico a partir de 2016. En julio de 2018, Japón había recopilado suficiente información y decidió que sería necesario llevar a bordo aviones internacionales. socios para completar este proyecto. Una de las empresas que respondió fue Northrop Grumman y se especula que podría ofrecer una versión modernizada del YF-23 a Japón.

Aviones en exhibición

• YF-23A PAV-1 "Gray Ghost", número de serie de la Fuerza Aérea 87-0800, número de registro N231YF, está en exhibición en el hangar de Investigación y Desarrollo del Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos cerca de Dayton, Ohio.

• YF-23A PAV-2 "Spider", AF ser. no. 87-0801, número de registro N232YF, estuvo expuesto en el Museo Occidental de Vuelo hasta 2004, cuando fue reclamado por Northrop Grumman y utilizado como modelo de visualización para un bombardero basado en YF-23. PAV-2 fue devuelto al Museo Occidental de Vuelo y se exhibió a partir de 2010 en la nueva ubicación del museo en Zamperini Field, Torrance, California.

Especificaciones (YF-23)

Datos de Pace, Sweetman, Winchester, Aronstein y Metz & Sandberg

Características generales

• Crew: 1
• Duración: 67 pies 5 en (20,55 m)
• Wingspan: 43 pies 7 en (13,28 m)
• Altura: 13 pies 11 en (4,24 m)
• Área de ala: 900 pies cuadrados (84 m²)
• Peso vacío: 29.000 libras (13.154 kg)
• Peso bruto: 51.320 libras (23.278 kg)
• Peso máximo de despegue: 62.000 libras (28.123 kg)
• Powerplant: 2 × Pratt " Whitney YF119 o General Electric YF120 después de quemar motores turbofán, 35,000 lbf (160 kN) con postburner

Rendimiento

• Velocidad máxima: Mach 2.2 (1.450 mph, 2.335 km/h) a alta altura
• Supercruise: Mach 1.72 (1.135 mph, 1.827 km/h) a altitud
• Rango: 2,424 nmi (2,789 mi, 4,489 km)
• Gama de combate: 651–695 nmi (749–800 mi, 1.206–1,287 km)
• Techo de servicio: 65.000 pies (20.000 m)
• Carga de ala: 57 lb/sq ft (280 kg/m²)
• Trono/peso: 1.36

Armamento
Ninguno según lo probado, pero se tomaron disposiciones para:

• 1 × 20 mm (0,79 in) M61 Vulcan cannon
• 4 × AIM-120 AMRAAM o AIM-7 Sparrow misiles aire-aire de mediano alcance
• 2 × misiles de corto alcance AIM-9 Sidewinder