Avião de combate

1919–1938: Período entre guerras

Desenvolvimento de caça estagnado entre as guerras, especialmente nos Estados Unidos e no Reino Unido, onde os orçamentos eram pequenos. Na França, Itália e Rússia, onde grandes orçamentos continuaram a permitir grandes desenvolvimento, os monoplanos e todas as estruturas metálicas eram comuns. No final da década de 1920, no entanto, esses países se gastaram e foram ultrapassados na década de 1930 por aqueles poderes que não gastaram pesadamente, a saber, os britânicos, os americanos e os alemães.

Armamento de caça acabou começando a ser montado dentro das asas, fora do arco da hélice, embora a maioria dos desenhos tenha mantido duas metralhadoras sincronizadas diretamente à frente do piloto, onde eram mais precisas (sendo a parte mais forte da estrutura, reduzindo a vibração à qual as armas foram submetidas). A filmagem com esse arranjo tradicional também foi mais fácil, porque as armas dispararam diretamente à frente na direção do voo da aeronave, até o limite da gama de armas; Ao contrário das armas montadas na asa que são efetivas necessárias para serem harmonizadas, ou seja, predefinindo atirar em um ângulo por equipes de terra, para que suas balas convergiram em uma área alvo a uma distância definida à frente do lutador. Calibre de rifle.30 e.303 em (7,62 e 7,70 mm) armas calibres permaneceram a norma, com armas maiores sendo muito pesadas e pesadas ou consideradas desnecessárias contra a aeronave tão levemente construída. Não era considerado irracional usar armamento no estilo da Primeira Guerra Mundial para combater combatentes inimigos, pois havia um combate ar-ar insuficiente durante a maior parte do período para refutar essa noção.

Nieuport-Delage NiD.52, que em várias formas seria usado através dos anos 20 e na década de 1930 por vários braços aéreos europeus, incluindo o dos franceses e espanhóis.

O motor rotativo, popular durante a Primeira Guerra Mundial, desapareceu rapidamente, seu desenvolvimento chegou ao ponto em que as forças rotacionais impediam que mais combustível e ar fosse entregue aos cilindros, que limitavam a potência. Eles foram substituídos principalmente pelo motor radial estacionário, embora grandes avanços levaram a motores embutidos a ganhar terreno com vários motores excepcionais-incluindo o 1.145 Cu em (18.760 cm 3 ) V-12 Curtiss D-12. Os motores de aeronaves aumentaram de energia várias vezes ao longo do período, passando de um típico de 180 hp (130 kW) nos 900 kg (2.000 lb) Fokker D.VII de 1918 a 900 hp (670 kW) nos 2.500 kg (5.500 lb (5.500 lb)) Curtiss P-36 de 1936. O debate entre os elegantes motores em linha versus os modelos radiais mais confiáveis continuou, com as forças aéreas navais preferindo os motores radiais e as forças terrestres frequentemente escolhendo inlações. Os projetos radiais não exigiam um radiador separado (e vulnerável), mas aumentaram o arrasto. Os motores embutidos geralmente tinham uma melhor relação potência / peso.

Algumas forças aéreas experimentaram "combatentes pesados " (chamado " Destruidores " pelos alemães). Estes eram maiores, geralmente aeronaves com dois motores, às vezes adaptações de tipos de bombardeiros leves ou médios. Esses projetos normalmente tinham maior capacidade de combustível interno (portanto, uma faixa mais longa) e um armamento mais pesado do que seus colegas monomotores. Em combate, eles se mostraram vulneráveis a combatentes mais ágeis.

O principal piloto da inovação de caça, até o período de rápido armamento no final da década de 1930, não eram orçamentos militares, mas as corridas de aeronaves civis. As aeronaves projetadas para essas raças introduziram inovações como racionalização e motores mais poderosos que chegariam aos combatentes da Segunda Guerra Mundial. O mais significativo deles foram as corridas de troféus de Schneider, onde a concorrência ficou tão feroz, apenas os governos nacionais podiam se dar ao luxo de entrar.

No final do período entre guerras na Europa, veio a Guerra Civil Espanhola. Esta foi apenas a oportunidade que a alemã Luftwaffe, italiana Regia Aeronautica e a Força Aérea Vermelha da União Soviética necessária para testar suas últimas aeronaves. Cada parte enviou vários tipos de aeronaves para apoiar seus lados no conflito. Nas brigas de cães sobre a Espanha, os mais recentes lutadores Messerschmitt BF 109 se saíram bem, assim como o Soviético Polikarpov I-16. O design alemão posterior estava anteriormente em seu ciclo de design e tinha mais espaço para o desenvolvimento e as lições aprendidas levaram a modelos bastante melhorados na Segunda Guerra Mundial. Os russos falharam em acompanhar e, apesar dos modelos mais recentes entrarem em serviço, os I-16 permanecendo o lutador de linha de frente soviético mais comum em 1942, apesar de ter sido superado pelo BF 109 melhorado na Segunda Guerra Mundial. Por sua vez, os italianos desenvolveram vários monoplanos, como o Fiat G.50 Freccia, mas, com poucos fundos, foram forçados a continuar operando o obsoleto Fiat C.42 Biplanes Falco.

A partir do início da década de 1930, os japoneses estavam em guerra contra os nacionalistas chineses e os russos na China e usaram a experiência para melhorar o treinamento e a aeronave, substituindo os biplanos por monoplanos cantilever modernos e criando um quadro de pilotos excepcionais. No Reino Unido, a pedido de Neville Chamberlain, (mais famosa por sua paz em nosso tempo - o discurso) toda a indústria da aviação britânica foi reformulada, permitindo que ela mude rapidamente de biplanos emoldurados de metal cobertos de tecidos para Cantilever enfatizou os monoplanos da pele a tempo da guerra com a Alemanha, um processo que a França tentou imitar, mas tarde demais para combater a invasão alemã. O período de melhoria do mesmo design biplano repetidamente estava chegando ao fim, e o Hawker Hurricane e a Supermarine Spitfire começaram a suplantar o Gloster Gladiator e o Hawker Fury Biplanes, mas muitos biplanos permaneceram no serviço da linha de frente bem o início do mundo Segunda Guerra. Embora não sejam um combatente na Espanha, eles também absorveram muitas das lições a tempo de usá -las.

A Guerra Civil Espanhola também proporcionou uma oportunidade para atualizar táticas de caça. Uma das inovações foi o desenvolvimento do dedo de dedão e quatro; Formação do piloto alemão Werner Mölders. Cada esquadrão de caça (alemão: Staffel ) foi dividido em vários vôos ( Schwärme ) de quatro aeronaves. Cada um schwarm foi dividido em dois ROTTEN , que era um par de aeronaves. Cada Rotte era composto por um líder e um ala. Essa formação flexível permitiu que os pilotos mantivessem maior consciência situacional, e os dois podre poderiam se separar a qualquer momento e atacar por conta própria. O dedo de quatro seria amplamente adotado como a formação tática fundamental durante a Segunda Guerra Mundial, inclusive pelos britânicos e mais tarde pelos americanos.

1939-1945: Segunda Guerra Mundial

Um Messerschmitt Bf 109E demonstrador de aves de guerra

A Segunda Guerra Mundial caracterizou o combate de caças em uma escala maior do que qualquer outro conflito até hoje. O marechal de campo alemão Erwin Rommel notou o efeito do poder aéreo: “Qualquer um que tenha que lutar, mesmo com as armas mais modernas, contra um inimigo no comando total do ar, luta como um selvagem...” Ao longo da guerra, os caças desempenharam seu papel convencional de estabelecer a superioridade aérea por meio do combate com outros caças e da interceptação de bombardeiros, e também desempenharam papéis como apoio aéreo tático e reconhecimento.

O design do caça variou muito entre os combatentes. Os japoneses e italianos preferiam projetos levemente armados e blindados, mas altamente manobráveis, como o japonês Nakajima Ki-27, Nakajima Ki-43 e Mitsubishi A6M Zero e o italiano Fiat G.50 Freccia e Macchi MC.200. Em contraste, projetistas do Reino Unido, Alemanha, União Soviética e Estados Unidos acreditavam que o aumento da velocidade dos caças criaria forças G insuportáveis para os pilotos que tentavam manobrar duelos típicos da Primeira Guerra Mundial, e seus caças eram em vez disso, otimizado para velocidade e poder de fogo. Na prática, embora aeronaves leves e altamente manobráveis possuíssem algumas vantagens no combate caça contra caça, elas geralmente podiam ser superadas por uma sólida doutrina tática, e a abordagem de design dos italianos e japoneses tornava seus caças inadequados como interceptadores ou ataques. aeronaves.

Teatro europeu

Durante a invasão da Polônia e a Batalha da França, os caças da Luftwaffe - principalmente o Messerschmitt Bf 109 - detinham a superioridade aérea, e a Luftwaffe desempenhou um papel importante nas vitórias alemãs nessas campanhas. Durante a Batalha da Grã-Bretanha, no entanto, os furacões e Spitfires britânicos provaram ser mais ou menos iguais aos caças da Luftwaffe. Além disso, o sistema Dowding baseado em radar da Grã-Bretanha, direcionando caças para ataques alemães e as vantagens de lutar acima do território britânico, permitiu que a RAF negasse a superioridade aérea da Alemanha, salvando o Reino Unido de uma possível invasão alemã e lidando com o Eixo. grande derrota no início da Segunda Guerra Mundial. Na Frente Oriental, as forças de caça soviéticas foram subjugadas durante as fases iniciais da Operação Barbarossa. Isso foi resultado da surpresa tática no início da campanha, do vácuo de liderança entre os militares soviéticos deixado pelo Grande Expurgo e da inferioridade geral dos projetos soviéticos da época, como o obsoleto biplano Polikarpov I-15 e o I-16. Projetos soviéticos mais modernos, incluindo o Mikoyan-Gurevich MiG-3, LaGG-3 e Yakolev Yak-1, ainda não haviam chegado em número e, de qualquer forma, ainda eram inferiores ao Messerschmitt Bf 109. Como resultado, durante os primeiros meses Dessas campanhas, as forças aéreas do Eixo destruíram um grande número de aeronaves da Força Aérea Vermelha no solo e em duelos unilaterais. Nos estágios posteriores na Frente Oriental, o treinamento e a liderança soviética melhoraram, assim como seu equipamento. Em 1942, os projetos soviéticos, como o Yakovlev Yak-9 e o Lavochkin La-5, tinham desempenho comparável ao Bf 109 e Focke-Wulf Fw 190 alemães. esforço de guerra como parte do Lend-Lease, com o Bell P-39 Airacobra provando ser particularmente eficaz no combate de baixa altitude típico da Frente Oriental. Os soviéticos também foram ajudados indiretamente pelas campanhas de bombardeio americanas e britânicas, que forçaram a Luftwaffe a retirar muitos de seus caças da Frente Oriental em defesa contra esses ataques. Os soviéticos foram cada vez mais capazes de desafiar a Luftwaffe e, embora a Luftwaffe tenha mantido uma vantagem qualitativa sobre a Força Aérea Vermelha durante grande parte da guerra, o número crescente e a eficácia da Força Aérea Soviética foram críticos para os esforços do Exército Vermelho. em voltar atrás e eventualmente aniquilar a Wehrmacht.

Um Supermarine Spitfire, típico lutador da Segunda Guerra Mundial otimizado para velocidades de alto nível e boas taxas de escalada.

Enquanto isso, o combate aéreo na Frente Ocidental tinha um caráter muito diferente. Grande parte desse combate se concentrou nas campanhas de bombardeio estratégico da RAF e da USAAF contra a indústria alemã com o objetivo de desgastar a Luftwaffe. Os caças do Eixo se concentravam na defesa contra os bombardeiros aliados, enquanto os caças aliados tentavam se defender. o papel principal era como escoltas de bombardeiros. A RAF invadiu cidades alemãs à noite, e ambos os lados desenvolveram caças noturnos equipados com radar para essas batalhas. Os americanos, em contraste, realizaram bombardeios diurnos na Alemanha, realizando a Ofensiva Combinada de Bombardeiros. Os bombardeiros B-24 Liberators consolidados e Boeing B-17 Flying Fortress sem escolta, no entanto, mostraram-se incapazes de se defender dos interceptadores alemães (principalmente Bf 109s e Fw 190s). Com a chegada posterior de caças de longo alcance, particularmente o North American P-51 Mustang, os caças americanos foram capazes de escoltar para longe na Alemanha em ataques diurnos e, avançando, atraíram a Luftwaffe para estabelecer o controle dos céus sobre a Europa Ocidental.

Na época da Operação Overlord em junho de 1944, os Aliados haviam conquistado quase total superioridade aérea sobre a Frente Ocidental. Isso abriu caminho tanto para o bombardeio estratégico intensificado de cidades e indústrias alemãs quanto para o bombardeio tático de alvos no campo de batalha. Com a Luftwaffe praticamente limpa dos céus, os caças aliados serviram cada vez mais como aeronaves de ataque ao solo.

Os caças aliados, ao obterem superioridade aérea sobre o campo de batalha europeu, desempenharam um papel crucial na eventual derrota do Eixo, que Reichmarshal Hermann Göring, comandante da Luftwaffe resumiu quando disse: "Quando eu vi Mustangs sobre Berlim, eu sabia que o gabarito estava pronto."

Teatro do Pacífico

Os principais combates aéreos durante a guerra no Pacífico começaram com a entrada dos aliados ocidentais após o ataque do Japão contra Pearl Harbor. O Serviço Aéreo da Marinha Imperial Japonesa operou principalmente o Mitsubishi A6M Zero, e o Serviço Aéreo do Exército Imperial Japonês voou o Nakajima Ki-27 e o Nakajima Ki-43, inicialmente obtendo grande sucesso, pois esses caças geralmente tinham melhor alcance, manobrabilidade, velocidade e taxas de subida do que suas contrapartes aliadas. Além disso, os pilotos japoneses foram bem treinados e muitos eram veteranos de combate das campanhas do Japão na China. Eles rapidamente ganharam superioridade aérea sobre os Aliados, que nesta fase da guerra eram frequentemente desorganizados, mal treinados e mal equipados, e o poder aéreo japonês contribuiu significativamente para seus sucessos nas Filipinas, Malásia e Cingapura, Índias Orientais Holandesas e Birmânia..

Em meados de 1942, os Aliados começaram a se reagrupar e, enquanto algumas aeronaves aliadas, como o Brewster Buffalo e o P-39 Airacobra, foram irremediavelmente superadas por caças como o Mitsubishi A6M Zero do Japão, outras como o Exército 39;s Curtiss P-40 Warhawk e o Grumman F4F Wildcat da Marinha possuíam atributos como poder de fogo superior, robustez e velocidade de mergulho, e os Aliados logo desenvolveram táticas (como o Thach Weave) para tirar proveito desses pontos fortes. Essas mudanças logo renderam dividendos, já que a capacidade dos Aliados de negar a superioridade aérea do Japão foi fundamental para suas vitórias no Mar de Coral, Midway, Guadalcanal e Nova Guiné. Na China, os Flying Tigers também usaram as mesmas táticas com algum sucesso, embora não tenham conseguido conter a maré de avanços japoneses lá. Em 1943, os Aliados começaram a ganhar vantagem nas campanhas aéreas da Campanha do Pacífico. Vários fatores contribuíram para essa mudança. Primeiro, o Lockheed P-38 Lightning e os caças Aliados de segunda geração, como o Grumman F6 Hellcat e mais tarde o Vought F4 Corsair, o Republic P-47 Thunderbolt e o North American P-51 Mustang, começaram a chegar em grande número. Esses caças superaram os caças japoneses em todos os aspectos, exceto na capacidade de manobra. Outros problemas com os aviões de caça do Japão também se tornaram aparentes à medida que a guerra avançava, como a falta de blindagem e armamento leve, que era típico de todos os caças pré-guerra em todo o mundo, mas o problema era particularmente difícil de corrigir no desenhos japoneses. Isso os tornava inadequados como interceptadores de bombardeiros ou aeronaves de ataque ao solo, papéis que os caças aliados ainda eram capazes de preencher. Mais importante ainda, o programa de treinamento do Japão falhou em fornecer pilotos bem treinados o suficiente para substituir as perdas. Em contraste, os Aliados melhoraram tanto a quantidade quanto a qualidade dos pilotos que se formaram em seus programas de treinamento. Em meados de 1944, os caças aliados haviam conquistado a superioridade aérea em todo o teatro, que não seria contestada novamente durante a guerra. A extensão da superioridade quantitativa e qualitativa dos Aliados neste ponto da guerra foi demonstrada durante a Batalha do Mar das Filipinas, uma vitória desigual dos Aliados na qual os aviadores japoneses foram abatidos em tal número e com tanta facilidade que os pilotos de caça americanos a compararam a um grande 'tiro ao peru'. No final da guerra, o Japão começou a produzir novos caças, como o Nakajima Ki-84 e o Kawanishi N1K para substituir o Zero, mas apenas em pequenos números, e a essa altura o Japão carecia de pilotos treinados ou combustível suficiente para montar um desafio eficaz para Ataques aliados. Durante os estágios finais da guerra, o braço de caça do Japão não pôde desafiar seriamente os ataques sobre o Japão das superfortalezas Boeing B-29 americanas e foi amplamente reduzido a ataques Kamikaze.

Inovações tecnológicas

Grumman F4F-3 Wildcat, início de 1942

fortemente armados, como o Focke-Wulf FW 190 da Alemanha, o Hawker Typhoon e o Hawker Tempest da Grã -38 Lightning se destacou como bombardeiros e desde o ataque do solo da Segunda Guerra Mundial se tornou uma importante capacidade secundária de muitos lutadores. A Segunda Guerra Mundial também viu o primeiro uso do radar aéreo em lutadores. O objetivo principal desses radares era ajudar os combatentes noturnos a localizar bombardeiros e combatentes inimigos. Devido ao volume desses conjuntos de radar, eles não podiam ser transportados em combatentes convencionais de motor único e, em vez disso, eram normalmente adaptados a lutadores pesados maiores ou bombardeiros leves, como Messerschmitt BF 110 e Junkers da Alemanha, Britain#39; S de Havilland Mosquito e Bristol Beaufighter, e Douglas A-20 da América, que então serviu como combatentes noturnos. A Viúva Negra Northrop P-61, um lutador noturno construído para propósitos, foi o único lutador da guerra que incorporou o radar em seu design original. A Grã-Bretanha e a América cooperaram de perto no desenvolvimento do radar aéreo, e a tecnologia de radar da Alemanha geralmente ficou um pouco atrás dos esforços anglo-americanos, enquanto outros combatentes desenvolveram poucos combatentes equipados com radar.

1946-presente: Período pós-Segunda Guerra Mundial

North American P-51D Mustang durante a Segunda Guerra Mundial

Vários programas de protótipos de caças iniciados no início de 1945 continuaram após a guerra e levaram a caças avançados com motor a pistão que entraram em produção e serviço operacional em 1946. Um exemplo típico é o Lavochkin La-9 'Fritz', que foi uma evolução do bem-sucedido Lavochkin La-7 'Fin' do tempo de guerra. Trabalhando através de uma série de protótipos, o La-120, La-126 e La-130, o departamento de design Lavochkin procurou substituir a fuselagem de madeira do La-7 por uma de metal, bem como ajustar um fluxo laminar asa para melhorar o desempenho da manobra e aumento do armamento. O La-9 entrou em serviço em agosto de 1946 e foi produzido até 1948; também serviu de base para o desenvolvimento de um caça de escolta de longo alcance, o La-11 'Fang', do qual cerca de 1200 foram produzidos entre 1947 e 1951. Ao longo da Guerra da Coréia, no entanto, tornou-se óbvio que o dia do caça com motor a pistão estava chegando ao fim e que o futuro estaria com o caça a jato.

Este período também testemunhou a experimentação com aeronaves a pistão a jato. Os derivados do La-9 incluíam exemplos equipados com dois motores pulsojato auxiliares sob as asas (o La-9RD) e um par de motores auxiliares ramjet montados de forma semelhante (o La-138); no entanto, nenhum deles entrou em serviço. Um que entrou em serviço - com a Marinha dos Estados Unidos em março de 1945 - foi o Ryan FR-1 Fireball; a produção foi interrompida com o fim da guerra no VJ-Day, com apenas 66 tendo sido entregues, e o tipo foi retirado de serviço em 1947. A USAAF encomendou seus primeiros 13 protótipos mistos de pré-produção movidos a turboélice e turbojato do caça Consolidated Vultee XP-81, mas este programa também foi cancelado pelo VJ Day, com 80% do trabalho de engenharia concluído.

Caças movidos a foguetes

O primeiro avião movido a foguete foi o Lippisch Ente, que fez um voo inaugural bem-sucedido em março de 1928. O único avião-foguete puro produzido em massa foi o Messerschmitt Me 163B Komet em 1944, um de vários projetos alemães da Segunda Guerra Mundial com o objetivo de desenvolver aeronaves de defesa pontual de alta velocidade. Variantes posteriores do Me 262 (C-1a e C-2b) também foram equipadas com "potência mista" motores a jato / foguete, enquanto os modelos anteriores foram equipados com propulsores de foguetes, mas não foram produzidos em massa com essas modificações.

A URSS experimentou um interceptador movido a foguete nos anos imediatamente após a Segunda Guerra Mundial, o Mikoyan-Gurevich I-270. Apenas dois foram construídos.

Na década de 1950, os britânicos desenvolveram projetos de jatos de potência mista empregando motores de foguete e jato para cobrir a lacuna de desempenho que existia nos projetos de turbojato. O foguete era o motor principal para fornecer a velocidade e a altura necessárias para a interceptação em alta velocidade de bombardeiros de alto nível e o turbojato proporcionava maior economia de combustível em outras partes do voo, principalmente para garantir que a aeronave fosse capaz de fazer um pouso motorizado em vez de do que arriscar um retorno deslizante imprevisível.

O Saunders-Roe SR.53 foi um projeto de sucesso e foi planejado para produção quando a economia forçou os britânicos a reduzir a maioria dos programas de aeronaves no final dos anos 1950. Além disso, os rápidos avanços na tecnologia de motores a jato tornaram obsoletos os designs de aeronaves de potência mista, como o Saunders-Roe SR.53 (e o seguinte SR.177). O American Republic XF-91 Thunderceptor - o primeiro caça dos EUA a exceder Mach 1 em vôo nivelado - teve um destino semelhante pelo mesmo motivo, e nenhum projeto de caça híbrido de foguete e motor a jato jamais foi colocado em serviço.

A única implementação operacional da propulsão mista foi o Rocket-Assisted Take Off (RATO), um sistema raramente usado em caças, como no lançamento de comprimento zero, esquema de decolagem baseado em RATO de plataformas especiais de lançamento, testado por ambos os Estados Unidos e a União Soviética, e tornou-se obsoleto com os avanços na tecnologia de mísseis terra-ar.

Caças a jato

O Messerschmitt Me 262 foi uma das aeronaves mais rápidas da WWII e a primeira aeronave produzida em massa para usar a tecnologia de motores a jato.

Tornou-se comum na comunidade da aviação classificar caças a jato por "gerações" para fins históricos. Não existem definições oficiais dessas gerações; em vez disso, eles representam a noção de estágios no desenvolvimento de abordagens de design de caça, capacidades de desempenho e evolução tecnológica. Diferentes autores colocaram caças a jato em diferentes gerações. Por exemplo, Richard P. Hallion, do Grupo de Ação do Secretário da Força Aérea, classificou o F-16 como um caça a jato de sexta geração.

Os prazos associados a cada geração permanecem inexatos e são apenas indicativos do período durante o qual suas filosofias de design e emprego de tecnologia tiveram uma influência predominante no design e desenvolvimento de caças. Esses prazos também abrangem o período de pico de entrada em serviço para essas aeronaves.

1940-1950: primeira geração

A primeira geração de caças a jato compreendia os projetos iniciais de caças a jato subsônicos introduzidos no final da Segunda Guerra Mundial (1939–1945) e no início do período pós-guerra. Eles diferiam pouco de suas contrapartes com motor a pistão na aparência, e muitos usavam asas não enflechadas. Armas e canhões continuaram sendo o armamento principal. A necessidade de obter uma vantagem decisiva na velocidade máxima impulsionou o desenvolvimento de aeronaves movidas a turbojato. As velocidades máximas dos caças aumentaram constantemente durante a Segunda Guerra Mundial, à medida que motores de pistão mais potentes se desenvolviam, e eles se aproximavam das velocidades de vôo transônicas, onde a eficiência das hélices cai, tornando quase impossível aumentar a velocidade.

Os primeiros jatos foram desenvolvidos durante a Segunda Guerra Mundial e entraram em combate nos últimos dois anos da guerra. Messerschmitt desenvolveu o primeiro caça a jato operacional, o Me 262A, servindo principalmente com o JG 7 da Luftwaffe, a primeira asa de caça a jato do mundo. Era consideravelmente mais rápido do que aeronaves a pistão contemporâneas e, nas mãos de um piloto competente, provou ser bastante difícil para os pilotos aliados derrotarem. A Luftwaffe nunca implantou o projeto em número suficiente para interromper a campanha aérea aliada, e uma combinação de escassez de combustível, perdas de pilotos e dificuldades técnicas com os motores manteve o número de surtidas baixo. No entanto, o Me 262 indicava a obsolescência das aeronaves a pistão. Estimulado por relatos dos jatos alemães, o Gloster Meteor da Grã-Bretanha entrou em produção logo depois, e os dois entraram em serviço na mesma época em 1944. Os meteoros geralmente serviam para interceptar a bomba voadora V-1, pois eram mais rápidos do que os disponíveis. caças com motor a pistão nas baixas altitudes usadas pelas bombas voadoras. Perto do fim da Segunda Guerra Mundial, o primeiro projeto de caça leve movido a jato militar, a Luftwaffe pretendia que o Heinkel He 162A Spatz (pardal) servisse como um caça a jato simples para a defesa doméstica alemã, com alguns exemplos vendo serviço de esquadrão com JG 1 em abril de 1945. No final da guerra, quase todo o trabalho em caças movidos a pistão havia terminado. Alguns projetos combinando motores a pistão e a jato para propulsão - como o Ryan FR Fireball - tiveram um breve uso, mas no final da década de 1940 praticamente todos os novos caças eram movidos a jato.

Apesar de suas vantagens, os primeiros caças a jato estavam longe de serem perfeitos. A vida útil operacional das turbinas era muito curta e os motores eram temperamentais, enquanto a potência só podia ser ajustada lentamente e a aceleração era fraca (mesmo que a velocidade máxima fosse maior) em comparação com a geração final de caças a pistão. Muitos esquadrões de caças com motores a pistão permaneceram em serviço até meados da década de 1950, mesmo nas forças aéreas das grandes potências (embora os tipos mantidos fossem os melhores dos projetos da Segunda Guerra Mundial). Inovações, incluindo assentos ejetáveis, freios a ar e tailplanes totalmente móveis, tornaram-se difundidas neste período.

O Meteor Gloster foi o primeiro caça a jato da Grã-Bretanha e o único avião a jato dos Aliados usado durante a Segunda Guerra Mundial

Os americanos começaram a usar caças a jato operacionalmente após a Segunda Guerra Mundial, o Bell P-59 do tempo de guerra provou ser um fracasso. O Lockheed P-80 Shooting Star (logo redesignado F-80) era menos elegante que o Me 262 de asa enflechada, mas tinha uma velocidade de cruzeiro (660 km/h (410 mph)) tão alta quanto a velocidade máxima atingível por muitos caças com motor a pistão. Os britânicos projetaram vários novos jatos, incluindo o distinto boom bimotor de Havilland Vampire, que a Grã-Bretanha vendeu para as forças aéreas de muitas nações.

Os britânicos transferiram a tecnologia do motor a jato Rolls-Royce Nene para os soviéticos, que logo a colocaram em uso em seu avançado caça Mikoyan-Gurevich MiG-15, que usava asas totalmente enflechadas que permitiam voar mais perto da velocidade de som do que projetos de asas retas, como o F-80. O MiG-15s' velocidade máxima de 1.075 km/h (668 mph) foi um choque para os pilotos americanos de F-80 que os encontraram na Guerra da Coréia, junto com seu armamento de dois canhões de 23 mm (0,91 pol.) e um único de 37 mm (1,5 pol.) em) canhão. No entanto, no primeiro combate aéreo jato contra jato, ocorrido durante a Guerra da Coréia em 8 de novembro de 1950, um F-80 abateu dois MiG-15 norte-coreanos.

Os americanos responderam colocando seu próprio caça de asa enflechada – o norte-americano F-86 Sabre – na batalha contra os MiGs, que tinham desempenho transsônico semelhante. As duas aeronaves tinham pontos fortes e fracos diferentes, mas eram semelhantes o suficiente para que a vitória pudesse ocorrer de qualquer maneira. Enquanto os Sabres se concentravam principalmente em derrubar MiGs e pontuavam favoravelmente contra aqueles pilotados pelos norte-coreanos mal treinados, os MiGs, por sua vez, dizimaram as formações de bombardeiros dos EUA e forçaram a retirada de vários tipos americanos do serviço operacional.

As marinhas do mundo também fizeram a transição para jatos durante esse período, apesar da necessidade de lançamento por catapulta da nova aeronave. A Marinha dos EUA adotou o Grumman F9F Panther como seu principal caça a jato no período da Guerra da Coréia, e foi um dos primeiros caças a empregar um pós-combustor. O De Havilland Sea Vampire tornou-se o primeiro caça a jato da Royal Navy. O radar foi usado em caças noturnos especializados, como o Douglas F3D Skyknight, que também derrubou MiGs sobre a Coréia, e mais tarde instalado no McDonnell F2H Banshee e Vought F7U Cutlass de asa varrida e McDonnell F3H Demon como caças noturnos / para qualquer clima. As primeiras versões de mísseis ar-ar (AAMs) infravermelhos (IR), como o AIM-9 Sidewinder e mísseis guiados por radar, como o AIM-7 Sparrow, cujos descendentes permanecem em uso a partir de 2021, foram introduzidos pela primeira vez em caças navais subsônicos Demon e Cutlass de asas varridas.

1950-1960: segunda geração

Inglês Electric Lightning

Avanços tecnológicos, lições aprendidas com as batalhas aéreas da Guerra da Coréia e o foco na condução de operações em um ambiente de guerra nuclear moldaram o desenvolvimento de caças de segunda geração. Avanços tecnológicos em aerodinâmica, propulsão e materiais de construção aeroespacial (principalmente ligas de alumínio) permitiram que os projetistas experimentassem inovações aeronáuticas, como asas enflechadas, asas delta e fuselagens de área controlada. O uso generalizado de motores turbojato de pós-combustão fez deles os primeiros aviões de produção a quebrar a barreira do som, e a capacidade de sustentar velocidades supersônicas em vôo nivelado tornou-se uma capacidade comum entre os caças desta geração.

Os projetos de caças também aproveitaram as novas tecnologias eletrônicas que tornaram os radares eficazes pequenos o suficiente para serem transportados a bordo de aeronaves menores. Os radares a bordo permitiram a detecção de aeronaves inimigas além do alcance visual, melhorando assim a transferência de alvos por radares de rastreamento e alerta baseados em solo de longo alcance. Da mesma forma, os avanços no desenvolvimento de mísseis guiados permitiram que os mísseis ar-ar começassem a complementar o canhão como a principal arma ofensiva pela primeira vez na história dos caças. Durante esse período, os mísseis guiados por infravermelho (IR) de orientação passiva tornaram-se comuns, mas os primeiros sensores de mísseis IR tinham baixa sensibilidade e um campo de visão muito estreito (normalmente não mais de 30°), o que limitava seu uso efetivo apenas para áreas próximas. gama, engajamentos de perseguição de cauda. Mísseis guiados por radar (RF) também foram introduzidos, mas os primeiros exemplos não eram confiáveis. Esses mísseis guiados por radar semi-ativos (SARH) podem rastrear e interceptar uma aeronave inimiga "pintada" pelo radar de bordo da aeronave lançadora. Mísseis ar-ar de RF de médio e longo alcance prometem abrir uma nova dimensão de "além do alcance visual" (BVR), e muito esforço concentrado no desenvolvimento desta tecnologia.

A perspectiva de uma potencial terceira guerra mundial com grandes exércitos mecanizados e ataques com armas nucleares levou a um grau de especialização ao longo de duas abordagens de design: interceptadores, como o English Electric Lightning e o Mikoyan-Gurevich MiG-21F; e caças-bombardeiros, como o Republic F-105 Thunderchief e o Sukhoi Su-7B. A briga de cães, per se, perdeu a ênfase em ambos os casos. O interceptador era uma conseqüência da visão de que os mísseis guiados substituiriam completamente as armas e o combate ocorreria além do alcance visual. Como resultado, os estrategistas projetaram interceptadores com uma grande carga útil de mísseis e um poderoso radar, sacrificando a agilidade em favor da alta velocidade, teto de altitude e taxa de subida. Com um papel primário de defesa aérea, a ênfase foi colocada na capacidade de interceptar bombardeiros estratégicos voando em grandes altitudes. Os interceptadores de defesa de ponto especializados geralmente tinham alcance limitado e poucos, se houver, recursos de ataque ao solo. Os caças-bombardeiros podiam oscilar entre as funções de superioridade aérea e ataque ao solo, e muitas vezes eram projetados para uma corrida de alta velocidade e baixa altitude para lançar sua munição. Mísseis ar-superfície guiados por televisão e IR foram introduzidos para aumentar as bombas de gravidade tradicionais, e alguns também foram equipados para lançar uma bomba nuclear.

1960-1970: caças a jato de terceira geração

Força Aérea dos EUA McDonnell Douglas F-4 Phantom II

A terceira geração testemunhou o amadurecimento contínuo das inovações da segunda geração, mas é mais marcada por ênfases renovadas na manobrabilidade e nas capacidades tradicionais de ataque ao solo. Ao longo da década de 1960, o aumento da experiência de combate com mísseis guiados demonstrou que o combate se transformaria em combates corpo a corpo. Aviônicos analógicos começaram a aparecer, substituindo antigos "medidores de vapor" instrumentação da cabine. As melhorias no desempenho aerodinâmico dos caças de terceira geração incluíram superfícies de controle de vôo, como canards, slats motorizados e flaps soprados. Várias tecnologias seriam testadas para decolagem e pouso vertical/curto, mas a vetorização de empuxo seria bem-sucedida no Harrier.

O crescimento na capacidade de combate aéreo concentrou-se na introdução de mísseis ar-ar aprimorados, sistemas de radar e outros aviônicos. Embora os canhões continuassem sendo equipamentos padrão (os primeiros modelos do F-4 sendo uma exceção notável), os mísseis ar-ar tornaram-se as armas primárias para os caças de superioridade aérea, que empregavam radares mais sofisticados e AAMs RF de médio alcance para obter maior &# 34;impasse" alcances, no entanto, as probabilidades de matar provaram ser inesperadamente baixas para mísseis de RF devido à baixa confiabilidade e contramedidas eletrônicas (ECM) aprimoradas para buscadores de radar falsificados. Os AAMs de direção infravermelha viram seus campos de visão se expandirem para 45°, o que fortaleceu sua usabilidade tática. No entanto, as baixas taxas de perda de troca de combate aéreo experimentadas pelos caças americanos nos céus do Vietnã levaram a Marinha dos EUA a estabelecer seu famoso "TOPGUN" escola de armas de caça, que fornecia um currículo de nível de pós-graduação para treinar pilotos de caça de frota em táticas e técnicas avançadas de Manobra de Combate Aéreo (ACM) e treinamento de combate aéreo dissimilar (DACT). Essa era também viu uma expansão nas capacidades de ataque ao solo, principalmente em mísseis guiados, e testemunhou a introdução dos primeiros aviônicos verdadeiramente eficazes para ataque ao solo aprimorado, incluindo sistemas de prevenção de terreno. Mísseis ar-superfície (ASM) equipados com buscadores de contraste eletro-ópticos (E-O) – como o modelo inicial do amplamente utilizado AGM-65 Maverick – tornaram-se armas padrão, e bombas guiadas a laser (LGBs) se espalharam em uma esforço para melhorar as capacidades de ataque de precisão. A orientação para tais munições guiadas com precisão (PGM) foi fornecida por cápsulas de mira montadas externamente, que foram introduzidas em meados da década de 1960.

A terceira geração também levou ao desenvolvimento de novas armas de fogo automático, principalmente metralhadoras que usam um motor elétrico para acionar o mecanismo de um canhão. Isso permitia que um avião carregasse uma única arma de cano múltiplo (como a Vulcan de 20 mm (0,79 in)) e fornecia maior precisão e taxas de tiro. A confiabilidade do motor aumentou e os motores a jato tornaram-se "sem fumaça" para tornar mais difícil avistar aeronaves a longas distâncias.

Aeronaves dedicadas ao ataque ao solo (como o Grumman A-6 Intruder, SEPECAT Jaguar e LTV A-7 Corsair II) ofereciam maior alcance, sistemas de ataque noturno mais sofisticados ou custo mais baixo do que os caças supersônicos. Com asas de geometria variável, o supersônico F-111 introduziu o Pratt & Whitney TF30, o primeiro turbofan equipado com pós-combustor. O ambicioso projeto buscava criar um lutador comum versátil para muitas funções e serviços. Serviria bem como um bombardeiro para qualquer clima, mas não tinha desempenho para derrotar outros caças. O McDonnell F-4 Phantom foi projetado para capitalizar a tecnologia de radar e mísseis como um interceptador para qualquer clima, mas emergiu como um bombardeiro de ataque versátil, ágil o suficiente para prevalecer no combate aéreo, adotado pela Marinha, Força Aérea e Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA. Apesar das inúmeras deficiências que não seriam totalmente abordadas até os caças mais novos, o Phantom reivindicou 280 abates aéreos (mais do que qualquer outro caça dos EUA) sobre o Vietnã. Com capacidades de alcance e carga que rivalizavam com as dos bombardeiros da Segunda Guerra Mundial, como o B-24 Liberator, o Phantom se tornaria uma aeronave multimissão de grande sucesso.

1970-2000: quarta geração

Força Aérea dos EUA McDonnell F-15 Eagle

Os caças de quarta geração continuaram a tendência de configurações multifunção e foram equipados com sistemas de armas e aviônicos cada vez mais sofisticados. Os projetos de caças foram significativamente influenciados pela teoria de Manobrabilidade de Energia (E-M) desenvolvida pelo coronel John Boyd e pelo matemático Thomas Christie, com base na experiência de combate de Boyd na Guerra da Coréia e como instrutor de táticas de caça durante a década de 1960. A teoria E-M enfatizou o valor da manutenção de energia específica da aeronave como uma vantagem no combate de caças. Boyd percebeu a capacidade de manobra como o principal meio de entrar "dentro" o ciclo de tomada de decisão de um adversário, um processo que Boyd chamou de "OODA loop" (para "Observação-Orientação-Decisão-Ação"). Essa abordagem enfatizou projetos de aeronaves capazes de realizar "transitórios rápidos" – mudanças rápidas de velocidade, altitude e direção – em vez de depender principalmente apenas da alta velocidade.

As características do E-M foram aplicadas pela primeira vez ao McDonnell Douglas F-15 Eagle, mas Boyd e seus apoiadores acreditavam que esses parâmetros de desempenho exigiam uma aeronave pequena e leve com uma asa maior e de maior sustentação. O tamanho pequeno minimizaria o arrasto e aumentaria a relação empuxo-peso, enquanto a asa maior minimizaria a carga alar; enquanto a carga alar reduzida tende a diminuir a velocidade máxima e pode reduzir o alcance, ela aumenta a capacidade de carga útil e a redução do alcance pode ser compensada pelo aumento do combustível na asa maior. Os esforços da "máfia dos lutadores" resultaria no General Dynamics F-16 Fighting Falcon (agora Lockheed Martin's).

A capacidade de manobra do F-16 foi aprimorada ainda mais por sua leve instabilidade aerodinâmica. Essa técnica, chamada de "estabilidade estática relaxada" (RSS), tornou-se possível com a introdução do "fly-by-wire" (FBW) sistema de controle de vôo (FLCS), que por sua vez foi possibilitado por avanços em computadores e em técnicas de integração de sistemas. Aviônicos analógicos, necessários para permitir operações FBW, tornaram-se um requisito fundamental, mas começaram a ser substituídos por sistemas digitais de controle de vôo na segunda metade da década de 1980. Da mesma forma, o Full Authority Digital Engine Controls (FADEC) para gerenciar eletronicamente o desempenho do motor foi introduzido com o Pratt & Whitney F100 turbofan. A dependência exclusiva do F-16 em eletrônicos e fios para retransmitir comandos de vôo, em vez dos cabos usuais e controles de ligação mecânica, valeu-lhe o apelido de "jato elétrico". FLCS e FADEC eletrônicos rapidamente se tornaram componentes essenciais de todos os projetos de caça subsequentes.

Um MiG-31 da Força Aérea Russa

Outras tecnologias inovadoras introduzidas nos caças de quarta geração incluíram radares de controle de tiro Doppler de pulso (fornecendo uma capacidade de "olhar para baixo/atirar para baixo"), monitores head-up (HUD), ' 34;mãos no acelerador e stick" (HOTAS) e visores multifuncionais (MFD), todos os equipamentos essenciais a partir de 2019. Os projetistas de aeronaves começaram a incorporar materiais compósitos na forma de elementos estruturais de favo de mel de alumínio colado e revestimentos laminados de epóxi de grafite para reduzir o peso. Sensores infravermelhos de busca e rastreamento (IRST) tornaram-se difundidos para entrega de armas ar-terra e também apareceram para combate ar-ar. "Todos os aspectos" IR AAM tornaram-se armas padrão de superioridade aérea, que permitiam o engajamento de aeronaves inimigas de qualquer ângulo (embora o campo de visão permanecesse relativamente limitado). O primeiro RF AAM de radar ativo de longo alcance entrou em serviço com o AIM-54 Phoenix, que equipou exclusivamente o Grumman F-14 Tomcat, um dos poucos projetos de caça de asa variável a entrar em produção. Mesmo com o tremendo avanço dos mísseis ar-ar nesta época, as armas internas eram equipamentos padrão.

Outra revolução veio na forma de uma confiança mais forte na facilidade de manutenção, o que levou à padronização de peças, reduções no número de painéis de acesso e pontos de lubrificação e redução geral de peças em equipamentos mais complicados, como os motores. Alguns dos primeiros caças a jato exigiam 50 horas-homem de trabalho por uma equipe de solo para cada hora que a aeronave estava no ar; modelos posteriores reduziram substancialmente isso para permitir tempos de retorno mais rápidos e mais surtidas em um dia. Algumas aeronaves militares modernas requerem apenas 10 horas de trabalho por hora de voo, e outras são ainda mais eficientes.

As inovações aerodinâmicas incluíram asas de curvatura variável e exploração do efeito de elevação de vórtice para alcançar ângulos de ataque mais altos por meio da adição de dispositivos de extensão de ponta, como strakes.

Ao contrário dos interceptadores das eras anteriores, a maioria dos caças de superioridade aérea de quarta geração foram projetados para serem caças ágeis (embora o Mikoyan MiG-31 e o Panavia Tornado ADV sejam exceções notáveis). O custo continuamente crescente dos caças, no entanto, continuou a enfatizar o valor dos caças multifuncionais. A necessidade de ambos os tipos de lutadores levou à "mistura alta/baixa" conceito, que previa um núcleo de alta capacidade e alto custo de caças de superioridade aérea dedicados (como o F-15 e o Su-27) complementados por um contingente maior de caças multifuncionais de baixo custo (como o F-16 e MiG-29).

Um F/A-18C Horneta

A maioria dos caças de quarta geração, como o McDonnell Douglas F/A-18 Hornet, HAL Tejas, JF-17 e Dassault Mirage 2000, são verdadeiros aviões de guerra multifunção, projetados como tal desde o início. Isso foi facilitado por aviônicos multimodo que podiam alternar perfeitamente entre os modos aéreo e terrestre. As abordagens anteriores de adicionar capacidades de ataque ou projetar modelos separados especializados para diferentes funções geralmente se tornaram passé (com o Panavia Tornado sendo uma exceção a esse respeito). As funções de ataque eram geralmente atribuídas a aeronaves de ataque ao solo dedicadas, como o Sukhoi Su-25 e o A-10 Thunderbolt II.

Uma ala de caça típica da Força Aérea dos EUA do período pode conter uma mistura de um esquadrão de superioridade aérea (F-15C), um esquadrão de caça de ataque (F-15E) e dois esquadrões de caça multimissão (F-16C). Talvez a tecnologia mais inovadora introduzida para aeronaves de combate tenha sido stealth, que envolve o uso de sensores especiais "pouco observáveis" (L-O) materiais e técnicas de projeto para reduzir a suscetibilidade de uma aeronave à detecção pelos sistemas de sensores do inimigo, particularmente radares. As primeiras aeronaves furtivas introduzidas foram as aeronaves de ataque Lockheed F-117 Nighthawk (lançadas em 1983) e o bombardeiro Northrop Grumman B-2 Spirit (voado pela primeira vez em 1989). Embora nenhum caça furtivo per se tenha aparecido entre a quarta geração, alguns revestimentos absorventes de radar e outros tratamentos L-O desenvolvidos para esses programas foram posteriormente aplicados a caças de quarta geração.

1990-2000: geração 4,5

O fim da Guerra Fria em 1992 levou muitos governos a diminuir significativamente os gastos militares como um "dividendo de paz". Os estoques da força aérea foram cortados. Programas de pesquisa e desenvolvimento trabalhando em "quinta geração" os lutadores sofreram sérios golpes. Muitos programas foram cancelados durante a primeira metade da década de 1990, e os que sobreviveram foram "esticados". Embora a prática de desacelerar o ritmo de desenvolvimento reduza as despesas anuais de investimento, ela acarreta o aumento geral dos custos unitários e do programa no longo prazo. Nesse caso, no entanto, também permitiu que os projetistas fizessem uso das tremendas conquistas feitas nos campos de computadores, aviônicos e outros eletrônicos de vôo, que se tornaram possíveis em grande parte devido aos avanços feitos nas tecnologias de microchip e semicondutores na década de 1980 e 1990. Essa oportunidade permitiu que os projetistas desenvolvessem projetos de quarta geração – ou redesenhos – com recursos significativamente aprimorados. Esses designs aprimorados ficaram conhecidos como "Geração 4.5" caças, reconhecendo sua natureza intermediária entre a 4ª e 5ª gerações, e sua contribuição para o desenvolvimento de tecnologias individuais de quinta geração.

As principais características desta subgeração são a aplicação de aviônicos digitais avançados e materiais aeroespaciais, redução modesta de assinatura (principalmente RF "stealth") e sistemas e armas altamente integrados. Esses caças foram projetados para operar em um ambiente "centrado em rede" ambiente de campo de batalha e são principalmente aeronaves multimissão. As principais tecnologias de armas introduzidas incluem AAMs além do alcance visual (BVR); Sistema de Posicionamento Global (GPS) – armas guiadas, radares phased array de estado sólido; miras montadas no capacete; e links de dados seguros e resistentes a interferências aprimorados. A vetorização de impulso para melhorar ainda mais as capacidades de manobra transitória também foi adotada por muitos caças de 4,5ª geração, e os motores aprimorados permitiram que alguns projetos atingissem um grau de "supercruzeiro" habilidade. As características furtivas são focadas principalmente em técnicas de redução de assinatura de seção transversal de radar (RCS) de aspecto frontal, incluindo materiais absorventes de radar (RAM), revestimentos L-O e técnicas de modelagem limitadas.

"Meia geração" os projetos são baseados em fuselagens existentes ou em novas fuselagens seguindo uma teoria de design semelhante às iterações anteriores; no entanto, essas modificações introduziram o uso estrutural de materiais compostos para reduzir o peso, maiores frações de combustível para aumentar o alcance e tratamentos de redução de assinatura para obter menor RCS em comparação com seus predecessores. Os principais exemplos dessas aeronaves, que são baseados em novos projetos de fuselagem fazendo uso extensivo de compostos de fibra de carbono, incluem o Eurofighter Typhoon, Dassault Rafale, Saab JAS 39 Gripen e HAL Tejas Mark 1A.

A Dassault Rafale over RIAT em 2009

Além desses caças, a maioria das aeronaves da geração 4.5 são, na verdade, variantes modificadas de fuselagens existentes dos caças de quarta geração anteriores. Esses caças são geralmente mais pesados e exemplos incluem o Boeing F/A-18E/F Super Hornet, que é uma evolução do F/A-18 Hornet, o F-15E Strike Eagle, que é um avião de ataque ao solo/multi- variante de função do F-15 Eagle, as variantes modificadas Su-30SM e Su-35S do Sukhoi Su-27 e a versão atualizada MiG-35 do Mikoyan MiG-29. O Su-30SM/Su-35S e o MiG-35 apresentam bicos de motor de vetorização de empuxo para aprimorar as manobras. A versão atualizada do F-16 também é considerada um membro da aeronave da geração 4.5.

Os caças da geração 4.5 entraram em serviço pela primeira vez no início dos anos 90, e a maioria deles ainda está sendo produzida e desenvolvida. É bem possível que eles continuem em produção ao lado dos caças de quinta geração devido ao custo de desenvolver o nível avançado de tecnologia furtiva necessária para alcançar projetos de aeronaves com observáveis muito baixos (VLO), que é uma das características definidoras dos caças de quinta geração. lutadores da geração. Dos designs da 4.5ª geração, o Strike Eagle, o Super Hornet, o Typhoon, o Gripen e o Rafale foram usados em combate.

O governo dos EUA definiu aeronaves de caça de geração 4.5 como aquelas que "(1) possuem recursos avançados, incluindo— (A) radar AESA; (B) link de dados de alta capacidade; e (C) aviônicos aprimorados; e (2) ter a capacidade de implantar armamentos avançados atuais e razoavelmente previsíveis."

Anos de 2000 a 2020: quinta geração

Lockheed Martin/Boeing F-22 Raptor no 2008 Joint Services Open House airshow

Atualmente a vanguarda do design de caças, os caças de quinta geração são caracterizados por serem projetados desde o início para operar em um ambiente de combate centrado em rede e apresentar assinaturas multiespectrais extremamente baixas, em todos os aspectos, empregando materiais avançados e técnicas de modelagem. Eles têm radares AESA multifuncionais com capacidade de transmissão de dados de alta largura de banda e baixa probabilidade de interceptação (LPI). Os sensores infravermelhos de busca e rastreamento incorporados para combate ar-ar, bem como para entrega de armas ar-terra nos caças de 4.5ª geração agora são fundidos com outros sensores para Conscientização Situacional IRST ou SAIRST, que rastreiam constantemente todos os alvos de interesse ao redor da aeronave para que o piloto não precise adivinhar quando olha de relance. Esses sensores, juntamente com aviônicos avançados, cockpits de vidro, miras montadas no capacete (atualmente não no F-22) e links de dados LPI seguros e resistentes a interferências aprimorados, são altamente integrados para fornecer fusão de dados multiplataforma e multissensor para uma experiência amplamente aprimorada. consciência situacional enquanto facilita a carga de trabalho do piloto. Os conjuntos de aviônicos dependem do uso extensivo de tecnologia de circuito integrado de alta velocidade (VHSIC), módulos comuns e barramentos de dados de alta velocidade. No geral, afirma-se que a integração de todos esses elementos fornece aos caças de quinta geração uma "capacidade de primeiro olhar, primeiro tiro e primeira morte".

Um atributo chave dos caças de quinta geração é uma pequena seção transversal do radar. Foi tomado muito cuidado ao projetar seu layout e estrutura interna para minimizar o RCS em uma ampla largura de banda de detecção e rastreamento de frequências de radar; além disso, para manter sua assinatura VLO durante as operações de combate, as armas primárias são transportadas em baias de armas internas que são abertas apenas brevemente para permitir o lançamento de armas. Além disso, a tecnologia furtiva avançou a ponto de poder ser empregada sem comprometer o desempenho aerodinâmico, em contraste com os esforços furtivos anteriores. Alguma atenção também foi dada à redução de assinaturas IR, especialmente no F-22. Informações detalhadas sobre essas técnicas de redução de assinatura são classificadas, mas em geral incluem abordagens de modelagem especiais, materiais termofixos e termoplásticos, uso estrutural extensivo de compósitos avançados, sensores conformes, revestimentos resistentes ao calor, malhas de arame de baixa observação para cobrir a entrada e as aberturas de resfriamento, ladrilhos de ablação a quente nas calhas de exaustão (visto no Northrop YF-23) e revestimento de áreas metálicas internas e externas com materiais absorventes de radar e tinta (RAM/RAP).

O radar AESA oferece recursos exclusivos para caças (e também está rapidamente se tornando essencial para projetos de aeronaves da Geração 4.5, além de ser adaptado em algumas aeronaves de quarta geração). Além de sua alta resistência aos recursos ECM e LPI, permite que o caça funcione como uma espécie de "mini-AWACS", fornecendo medidas de suporte eletrônico (ESM) de alto ganho e bloqueio de guerra eletrônica (EW). funções. Outras tecnologias comuns a esta última geração de caças incluem tecnologia de sistema integrado de guerra eletrônica (INEWS), tecnologia de aviônicos integrados de comunicação, navegação e identificação (CNI), sistema centralizado de "monitoramento da saúde do veículo". sistemas para facilitar a manutenção, transmissão de dados por fibra ótica, tecnologia furtiva e até recursos de pairar. O desempenho da manobra continua importante e é aprimorado pela vetorização de empuxo, que também ajuda a reduzir as distâncias de decolagem e pouso. Supercruise pode ou não ser apresentado; permite voar em velocidades supersônicas sem o uso do pós-combustor – um dispositivo que aumenta significativamente a assinatura IR quando usado em potência militar total.

Essas aeronaves são sofisticadas e caras. A quinta geração foi introduzida pelo Lockheed Martin/Boeing F-22 Raptor no final de 2005. A Força Aérea dos EUA planejou originalmente adquirir 650 F-22s, mas agora apenas 187 serão construídos. Como resultado, seu custo unitário flyaway (FAC) é de cerca de US$ 150 milhões. Para distribuir os custos de desenvolvimento – e a base de produção – de forma mais ampla, o programa Joint Strike Fighter (JSF) inscreve outros oito países como parceiros de compartilhamento de custos e riscos. Ao todo, as nove nações parceiras antecipam a aquisição de mais de 3.000 caças Lockheed Martin F-35 Lightning II a um FAC médio previsto de US$ 80 a US$ 85 milhões. O F-35, no entanto, foi projetado para ser uma família de três aeronaves, um caça convencional de decolagem e pouso (CTOL), um caça de decolagem curta e pouso vertical (STOVL) e um Catapult Assisted Take Off But Arrested Caça de recuperação (CATOBAR), cada um com um preço unitário diferente e especificações ligeiramente variáveis em termos de capacidade de combustível (e, portanto, alcance), tamanho e carga útil.

Sukhoi Su-57 da Força Aérea Russa

Outros países iniciaram projetos de desenvolvimento de caças de quinta geração. Em dezembro de 2010, descobriu-se que a China está desenvolvendo o caça de 5ª geração Chengdu J-20. O J-20 fez seu voo inaugural em janeiro de 2011. O Shenyang FC-31 fez seu voo inaugural em 31 de outubro de 2012 e desenvolveu uma versão baseada em porta-aviões chinês. A United Aircraft Corporation com o Mikoyan LMFS da Rússia e o plano Sukhoi Su-75 Checkmate, Sukhoi Su-57 se tornaram os primeiros caças de quinta geração em serviço com as Forças Aeroespaciais Russas em 2020 e lançam mísseis na Guerra Russo-Ucraniana em 2022. O Japão está explorando sua viabilidade técnica para produzir caças de quinta geração. A Índia está desenvolvendo o Advanced Medium Combat Aircraft (AMCA), um caça furtivo de peso médio designado para entrar em produção em série no final da década de 2030. A Índia também iniciou um caça pesado de quinta geração em conjunto com a Rússia, chamado FGFA. Em maio de 2018, suspeita-se que o projeto não tenha produzido o progresso ou os resultados desejados para a Índia e tenha sido suspenso ou abandonado por completo. Outros países que consideram colocar em campo uma aeronave de quinta geração avançada indígena ou semi-indígena incluem Coreia do Sul, Suécia, Turquia e Paquistão.

2020-presente: sexta geração

A partir de novembro de 2018, França, Alemanha, China, Japão, Rússia, Reino Unido e Estados Unidos anunciaram o desenvolvimento de um programa de aeronaves de sexta geração.

A França e a Alemanha desenvolverão um caça conjunto de sexta geração para substituir sua frota atual de Dassault Rafales, Eurofighter Typhoons e Panavia Tornados até 2035. O desenvolvimento geral será liderado por uma colaboração da Dassault e da Airbus, enquanto os motores serão supostamente será desenvolvido em conjunto pela Safran e pela MTU Aero Engines. A Thales e a MBDA também estão buscando uma participação no projeto. A Espanha está planejando aderir ao programa nas fases posteriores e deve assinar uma carta de intenções no início de 2019.

Atualmente em fase de conceito, espera-se que o primeiro caça a jato de sexta geração entre em serviço na Marinha dos Estados Unidos no período de 2025–30. A USAF procura um novo caça para o período de 2030-50 chamado de "Aeronave Tática de Próxima Geração" ("Next Gen TACAIR"). A Marinha dos EUA pretende substituir seus F/A-18E/F Super Hornets a partir de 2025 pelo caça de superioridade aérea Next Generation Air Dominance.

O caça furtivo proposto pelo Reino Unido está sendo desenvolvido por um consórcio europeu chamado Team Tempest, composto pela BAE Systems, Rolls-Royce, Leonardo S.p.A. e MBDA. A aeronave deve entrar em serviço em 2035.

Armas

Instalação de arma M61 20 mm na Alemanha Ocidental Lockheed F-104G Starfighter

Os caças eram tipicamente armados com armas apenas para combate ar-ar até o final da década de 1950, embora foguetes não guiados para uso principalmente ar-solo e ar-ar limitado tenham sido implantados na Segunda Guerra Mundial. A partir do final da década de 1950, mísseis guiados passaram a ser usados para combate ar-ar. Ao longo desta história, caças que por surpresa ou manobra alcançam uma boa posição de tiro atingiram a matança cerca de um terço a metade do tempo, não importando quais armas carregavam. A única grande exceção histórica a isso foi a baixa eficácia demonstrada pelos mísseis guiados na primeira a duas décadas de sua existência. Desde a Primeira Guerra Mundial até o presente, as aeronaves de caça apresentam metralhadoras e canhões automáticos como armas, e ainda são consideradas armas de backup essenciais hoje. O poder dos canhões ar-ar aumentou muito com o tempo e os manteve relevantes na era dos mísseis guiados. Na Primeira Guerra Mundial, duas metralhadoras de calibre (aproximadamente 0,30) eram o armamento típico, produzindo um peso de fogo de cerca de 0,4 kg (0,88 lb) por segundo. Na Segunda Guerra Mundial, as metralhadoras de calibre de rifle também permaneceram comuns, embora geralmente em números maiores ou complementadas com metralhadoras ou canhões de calibre 0,50 muito mais pesados. O armamento de caça americano padrão da Segunda Guerra Mundial de seis metralhadoras de 0,50 cal (12,7 mm) disparou um peso de bala de aproximadamente 3,7 kg/s (8,1 lbs/s), a uma velocidade inicial de 856 m/s (2.810 pés/s). As aeronaves britânicas e alemãs tendiam a usar uma mistura de metralhadoras e canhões automáticos, os últimos disparando projéteis explosivos. Mais tarde, os caças britânicos eram exclusivamente armados com canhão, os EUA não foram capazes de produzir um canhão confiável em grande número e a maioria dos caças permaneceu equipada apenas com metralhadoras pesadas, apesar da Marinha dos EUA pressionar por uma mudança para 20 mm.

Canhão de revólver de 20-30 mm e canhão rotativo do pós-guerra foram introduzidos. O moderno canhão rotativo M61 Vulcan de 20 mm que é padrão nos caças americanos atuais dispara um peso de projétil de cerca de 10 kg/s (22 lb/s), quase três vezes o de seis metralhadoras de 0,50 cal, com velocidade maior de 1.052 m /s (3450 pés/s) suportando uma trajetória mais plana e com projéteis explosivos. Os sistemas modernos de armas de combate também apresentam radares de alcance e miras de armas eletrônicas de computação de chumbo para facilitar o problema do ponto de mira para compensar a queda do projétil e o tempo de vôo (ponta do alvo) nas complexas manobras tridimensionais do combate ar-ar. No entanto, posicionar-se para usar as armas ainda é um desafio. O alcance dos canhões é maior do que no passado, mas ainda bastante limitado em comparação com os mísseis, com os sistemas de canhões modernos tendo um alcance efetivo máximo de aproximadamente 1.000 metros. A alta probabilidade de matar também requer que o disparo geralmente ocorra no hemisfério traseiro do alvo. Apesar desses limites, quando os pilotos são bem treinados em artilharia ar-ar e essas condições são satisfeitas, os sistemas de armas são taticamente eficazes e altamente econômicos. O custo de um passe de tiro é muito menor do que disparar um míssil, e os projéteis não estão sujeitos às contramedidas térmicas e eletrônicas que às vezes podem derrotar mísseis. Quando o inimigo pode ser abordado dentro do alcance da arma, a letalidade das armas é de aproximadamente 25% a 50% de chance de "matar por passe de tiro".

As limitações de alcance dos canhões e o desejo de superar grandes variações na habilidade do piloto de caça e, assim, alcançar maior eficácia de força, levaram ao desenvolvimento do míssil ar-ar guiado. Existem duas variações principais, busca de calor (localização por infravermelho) e guiada por radar. Mísseis de radar são normalmente várias vezes mais pesados e mais caros do que os que buscam calor, mas com maior alcance, maior poder destrutivo e capacidade de rastrear através das nuvens.

AIM-9 Sidewinder (pylon de subposição) e AIM-120 AMRAAM (ponta de asa) transportado pelo caça F-16 leve

O altamente bem-sucedido míssil de curto alcance AIM-9 Sidewinder foi desenvolvido pela Marinha dos Estados Unidos na década de 1950. Esses pequenos mísseis são facilmente transportados por caças mais leves e fornecem alcances efetivos de aproximadamente 10 a 35 km (~ 6 a 22 milhas). Começando com o AIM-9L em 1977, as versões subsequentes do Sidewinder adicionaram a capacidade de todos os aspectos, a capacidade de usar o calor mais baixo do ar para fricção superficial na aeronave alvo para rastrear pela frente e pelos lados. O mais recente (entrada de serviço de 2003) AIM-9X também apresenta "off-boresight" e "bloquear após o lançamento" capacidades, que permitem ao piloto fazer um lançamento rápido de um míssil para rastrear um alvo em qualquer lugar dentro da visão do piloto. O custo de desenvolvimento do AIM-9X foi de US$ 3 bilhões em meados da década de 1990 e o custo de aquisição por unidade em 2015 é de US$ 0,6 milhão cada. O míssil pesa 85,3 kg (188 lbs) e tem alcance máximo de 35 km (22 milhas) em altitudes mais elevadas. Como a maioria dos mísseis ar-ar, o alcance de altitude mais baixa pode ser limitado a apenas cerca de um terço do máximo devido ao maior arrasto e menor capacidade de desacelerar.

A eficácia dos mísseis teleguiados por infravermelho foi de apenas 7% no início da Guerra do Vietnã, mas melhorou para aproximadamente 15% a 40% ao longo da guerra. O AIM-4 Falcon usado pela USAF teve taxas de abate de aproximadamente 7% e foi considerado um fracasso. O AIM-9B Sidewinder introduzido posteriormente alcançou taxas de abate de 15%, e os modelos AIM-9D e J aprimorados atingiram 19%. O AIM-9G usado no último ano da guerra aérea do Vietnã alcançou 40%. Israel usou quase totalmente armas na Guerra dos Seis Dias de 1967, atingindo 60 mortes e 10 derrotas. No entanto, Israel fez muito mais uso de mísseis guiados por calor em 1973 na Guerra do Yom Kippur. Neste extenso conflito, Israel marcou 171 de 261 mortes totais com mísseis guiados por calor (65,5%), 5 mortes com mísseis guiados por radar (1,9%) e 85 mortes com armas de fogo (32,6%). O AIM-9L Sidewinder marcou 19 mortes em 26 mísseis disparados (73%) na Guerra das Malvinas de 1982. Mas, em um conflito contra oponentes usando contramedidas térmicas, os Estados Unidos marcaram apenas 11 abates em 48 disparados (Pk = 23%) com o AIM-9M subsequente na Guerra do Golfo de 1991.

Mísseis guiados por radar se enquadram em dois tipos principais de orientação de mísseis. No caso de homing de radar semi-ativo historicamente mais comum, o míssil se concentra em sinais de radar transmitidos por aeronaves de lançamento e refletidos pelo alvo. Isso tem a desvantagem de que a aeronave de tiro deve manter o bloqueio do radar no alvo e, portanto, é menos livre para manobrar e mais vulnerável ao ataque. Um míssil desse tipo amplamente implantado foi o AIM-7 Sparrow, que entrou em serviço em 1954 e foi produzido em versões aprimoradas até 1997. Em um radar ativo mais avançado, o míssil é guiado para as proximidades do alvo por dados internos em sua projeção. posição e, em seguida, "fica ativo" com um pequeno sistema de radar transportado internamente para conduzir orientação terminal para o alvo. Isso elimina a necessidade de a aeronave de tiro manter o bloqueio do radar e, portanto, reduz muito o risco. Um exemplo proeminente é o AIM-120 AMRAAM, que foi colocado em campo pela primeira vez em 1991 como substituto do AIM-7 e que não tem data de aposentadoria firme a partir de 2016. A versão atual do AIM-120D tem um alcance máximo de altitude superior a 160 km (>99 milhas) e custam aproximadamente US$ 2,4 milhões cada (2016). Como é típico da maioria dos outros mísseis, o alcance em altitudes mais baixas pode ser de apenas um terço do alcance em altitudes elevadas.

Na guerra aérea do Vietnã, a confiabilidade do abate do míssil radar foi de aproximadamente 10% em alcances mais curtos, e ainda pior em alcances mais longos devido ao retorno do radar reduzido e maior tempo para a aeronave alvo detectar o míssil que se aproxima e tomar uma ação evasiva. Em um ponto da guerra do Vietnã, a Marinha dos EUA disparou 50 mísseis guiados por radar AIM-7 Sparrow seguidos sem acertar. Entre 1958 e 1982, em cinco guerras, houve 2.014 disparos combinados de mísseis guiados por radar e guiados por calor por pilotos de caça envolvidos em combate ar-ar, atingindo 528 abates, dos quais 76 foram abates por mísseis de radar, para uma eficácia combinada de 26%.. No entanto, apenas quatro das 76 mortes por mísseis de radar estavam no modo além do alcance visual, destinado a ser a força dos mísseis guiados por radar. Os Estados Unidos investiram mais de US$ 10 bilhões em tecnologia de mísseis de radar ar-ar desde a década de 1950 até o início da década de 1970. Amortizado sobre abates reais alcançados pelos EUA e seus aliados, cada abate de míssil guiado por radar custou mais de US$ 130 milhões. As aeronaves inimigas derrotadas eram, em sua maioria, MiG-17, −19 e −21 mais antigos, com novos custos de US$ 0,3 milhão a US$ 3 milhões cada. Assim, o investimento em mísseis de radar durante esse período excedeu em muito o valor das aeronaves inimigas destruídas e, além disso, teve muito pouco da eficácia pretendida do BVR.

Um Meteor MBDA, um ARH BVR AAM usado no Eurofighter Typhoon, Saab JAS 39 Gripen, Lockheed Martin F-35, e Dassault Rafale

No entanto, o contínuo investimento pesado em desenvolvimento e o rápido avanço da tecnologia eletrônica levaram a uma melhoria significativa na confiabilidade dos mísseis de radar a partir do final da década de 1970. Mísseis guiados por radar alcançaram 75% Pk (9 abates em 12 tiros) em operações na Guerra do Golfo em 1991. A porcentagem de abates alcançados por mísseis guiados por radar também ultrapassou 50% do total de abates pela primeira vez em 1991. Desde 1991, 20 das 61 mortes em todo o mundo foram além do alcance visual usando mísseis de radar. Descontando uma morte acidental por fogo amigo, em uso operacional o AIM-120D (o atual principal míssil norte-americano guiado por radar) atingiu 9 mortes em 16 tiros para 56% Pk. Seis dessas mortes foram BVR, de 13 tiros, para 46% BVR Pk. Embora todas essas mortes fossem contra oponentes menos capazes que não estavam equipados com radar operacional, contramedidas eletrônicas ou uma arma comparável, o BVR Pk foi uma melhoria significativa em relação às eras anteriores. No entanto, uma preocupação atual são as contramedidas eletrônicas aos mísseis de radar, que podem reduzir a eficácia do AIM-120D. Alguns especialistas acreditam que, a partir de 2016, o míssil europeu Meteor, o russo R-37M e o chinês PL-15 são mais resistentes a contramedidas e mais eficazes do que o AIM-120D.

Agora que as maiores confiabilidades foram alcançadas, ambos os tipos de mísseis permitem que o piloto de caça muitas vezes evite o risco do duelo de curto alcance, onde apenas os pilotos de caça mais experientes e habilidosos tendem a prevalecer, e onde até mesmo o melhor caça piloto pode simplesmente ter azar. Aproveitar ao máximo os complicados parâmetros de mísseis tanto no ataque quanto na defesa contra oponentes competentes requer experiência e habilidade consideráveis, mas contra oponentes surpresos sem capacidade e contramedidas comparáveis, a guerra de mísseis ar-ar é relativamente simples. Ao automatizar parcialmente o combate ar-ar e reduzir a dependência de armas destruidoras, alcançadas principalmente por apenas uma pequena fração especializada de pilotos de caça, os mísseis ar-ar agora servem como multiplicadores de força altamente eficazes.