A principios de la década de 1980, el equipo responsable del legendario F-16 Fighting Falcon de Estados Unidos tenía previsto invertir literalmente el diseño de sus alas añadiendo alas inclinadas hacia delante a este caza multifacético. El objetivo no era poner en servicio un nuevo y exótico diseño, sino crear una plataforma que la DARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa) pudiera utilizar para evaluar la viabilidad de este enfoque inestable del diseño de las alas en los cazas supersónicos modernos.
El resultado final fue que el X-29 de Grumman, de aspecto inusual, ganó el contrato de DARPA y obtuvo fondos para dos prototipos totalmente funcionales, pero no antes de que General Dynamics intentara hacer que su F-16, de amplia capacidad, se adaptara a la situación.
¿Por qué elegir el F-16 para un experimento de alas exóticas?
Puede que el F-16 Fighting Falcon de General Dynamics comenzara en el programa de cazas ligeros centrados en el aire, pero pronto demostró ser una plataforma capaz de mucho más que de disparar contra cazas enemigos en el cielo.
Cuando el F-16 entró en servicio en enero de 1979, el F-15 Eagle ya estaba en camino de convertirse en el caza de superioridad aérea más dominante de su siglo, y solo dos años después, los F-16 que salían de la línea de producción ya venían con disposiciones estructurales y de cableado para misiones de ataque. Este cambio acabaría dando lugar al famoso pedigrí del F-16 como plataforma aire-tierra para naciones de todo el mundo, con muchas facetas de su enfoque de la guerra aérea mejoradas e incorporadas al diseño del F-35 Joint Strike Fighter, considerado por muchos de los que lo pilotan como una especie de continuación del linaje del F-16.
De hecho, el F-16 demostró ser tan rentable y capaz que se convertiría en la base de una serie de variantes propuestas. El F-16XL era un F-16 que cambiaba su ala delta recortada por la real, creando un caza que realmente podía superar al F-16 que estaba en servicio. Este avión experimental demostró ser tan capaz que fue retirado de su estatus experimental y lanzado a una competición con el F-15E Strike Eagle para ver cuál se convertiría en el cazabombardero preferido por Estados Unidos (una competición que finalmente ganaría el Strike Eagle). Pero esa no fue la única propuesta inusual del F-16 que obtuvo la consideración del Pentágono.
El F-16 también se convertiría en la base de la propuesta Vought 1600, que pretendía incorporar un gancho de aterrizaje y otros cambios en el Fighting Falcon para hacerlo más adecuado para una nueva carrera en el mar a bordo de los portaaviones de la Marina estadounidense. El objetivo del A-16 era añadir más blindaje y puntos duros para las misiones de apoyo aéreo cercano, y en la actualidad, los F-16 modernos reciben el tratamiento de materiales absorbentes de radar para las operaciones Wild Weasel, que es el trabajo increíblemente peligroso de cazar sistemas de defensa aérea del enemigo en el espacio aéreo disputado.
Este avión ha demostrado ser tan capaz, fiable y asequible que la Fuerza Aérea de Estados Unidos sigue operando una flota de más de mil F-16, con literalmente miles más en servicio para naciones de todo el mundo como Israel, Pakistán, Dinamarca, Grecia, Indonesia y Noruega.
Así que cuando llegó el momento de poner en el campo un caza con las alas hacia atrás, General Dynamics se fijó en su económico Fighting Falcon para el trabajo.
F-16FSW: ¿Qué pasa con las alas barridas hacia delante?
Las alas inclinadas hacia delante pueden parecer ridículas (o totalmente radicales, dependiendo de los juguetes GI Joe con los que se jugara de niño), pero la sabiduría predominante en los años 80 sugería que voltear las alas de un caza podía ofrecer una serie de ventajas significativas en un combate. La más significativa sería el aumento de la maniobrabilidad gracias a un diseño intrínsecamente inestable.
“En aquella época, se creía que esta maniobrabilidad era absolutamente esencial para la superioridad de los cazas. Si tu avión va a entrar en pérdida antes que el mío, puedo derribarte del cielo en un santiamén”, explicó Christian Gelzer, historiador jefe del Centro de Investigación de Vuelos Armstrong de la NASA.
F-16FSW Mejor control en pérdida
El aire que fluye sobre un ala tradicional de barrido trasero fluye hacia su punto más trasero, que es la punta del ala. Por lo tanto, una pérdida en un ala de barrido convencional a menudo comienza en la punta del ala, causando un cabeceo que exacerba la pérdida y hace que la recuperación sea aún más difícil. Sin embargo, en un diseño de ala de barrido hacia delante, el aire fluye hacia la raíz del ala en el fuselaje del avión, donde hay mayor sustentación y estabilidad. Esa dirección del flujo de aire también permite que los alerones del ala funcionen mejor en una pérdida que en un ala barrida hacia atrás, ofreciendo un mejor control cuando el piloto más lo necesita.
La colocación de las raíces de las alas en la parte trasera de la aeronave también permitió una mejor distribución del peso y una disposición interna más eficiente. De hecho, con las alas arraigadas en la parte trasera del avión, la mayoría de los cazas podían llevar más peso en la parte delantera del fuselaje sin afectar negativamente al centro de gravedad del avión.
Las alas inclinadas hacia delante se consideraban más eficaces y ofrecían un mayor ángulo de ataque.
Un avión de combate con alas inclinadas hacia delante, dinámicamente inestable, que aprovechara los controles de vuelo asistidos por ordenador, podría ser teóricamente increíblemente maniobrable, algo que no era posible antes de que los ordenadores se abrieran paso en los fuselajes de los aviones de combate. Un F-16 con alas barridas hacia delante también podría teóricamente aprovechar un ángulo de ataque más agresivo sin entrar en pérdida que un F-16 con un par de alas convencionales. La NASA y DARPA creían además que un diseño de alas barridas hacia delante podría ofrecer un vuelo más eficiente a velocidades de crucero y potencialmente incluso una reducción de la resistencia aerodinámica.
Pero el mayor reto al que se enfrentaban DARPA y otros con este diseño era algo que se conoce comúnmente como “divergencia aeroelástica”, o simplemente “divergencia”. Este problema de divergencia puede resumirse probablemente como un problema de flexión del ala. Los diseños de alas inclinadas hacia delante tienen tendencia a doblarse hacia arriba cerca de la punta, lo que da lugar a una mayor sustentación cerca de la punta que doblaría el ala aún más. Dado que este problema se agrava cuanto más rápido se vuela, viajar a altas velocidades con alas inclinadas hacia delante podía hacer que las alas se doblaran tanto que fallaran estructuralmente, provocando la pérdida del avión.
Pero en la década de 1980, los nuevos materiales compuestos prometían resolver este problema de resistencia de las alas, haciendo que las alas barridas hacia delante fueran potencialmente viables para aplicaciones de alto rendimiento. Esto impulsó la búsqueda de demostradores tecnológicos por parte de DARPA y, más tarde, el esfuerzo soviético por lanzar el Sukhoi Su-47, un caza “furtivo” que aprovechaba las alas barridas hacia delante y que acabó compitiendo con el Su-57 para convertirse en el principal caza ruso de quinta generación.
¿Podría el F-16FSW haber sido mejor que el F-16 que tenemos?
La respuesta corta es que probablemente no. El F-16FSW nunca salió de la mesa de diseño, y el X-29 de Grumman obtuvo el contrato de DARPA para seguir explorando el valor del diseño del ala barrida hacia delante. Y aunque los dos demostradores del X-29 de Grumman llegaron a realizar más de 400 vuelos de prueba con éxito, su exótico diseño nunca llegó más lejos.
Las pruebas de DARPA concluyeron que, efectivamente, se podía conseguir una gran maniobrabilidad con un diseño de ala barrida hacia delante, pero las deficiencias del diseño superaban sus ventajas. El diseño estaba -para ser justos- limitado por la tecnología de la época, como demuestran los informes que indican que el X-29 no podía ofrecer un aumento apreciable del rendimiento acrobático porque la interfaz del ordenador-piloto y la posterior función de control de las superficies de vuelo del avión simplemente no podían trabajar lo suficientemente rápido como para compensar la inestabilidad del avión y permitir al mismo tiempo maniobras espectaculares.
Este problema podría superarse hoy en día, pero parece que hay pocas razones para hacerlo.
La creencia común de que un diseño de ala barrida hacia delante podría ser más eficiente o ofrecer una reducción de la resistencia aerodinámica no resultó ser cierta en las pruebas, limitando los beneficios significativos de este diseño a la maniobrabilidad, que se estaba volviendo más fácil de lograr con otra tecnología… y mucho menos importante.
Según la NASA, la maniobrabilidad ofrecida por un diseño de ala barrida hacia delante no es realmente mejor que la que se puede lograr mediante el control del vector de empuje (TVC), que es una tecnología aprovechada en el F-22 Raptor de Estados Unidos, así como en sus competidores de quinta generación en el Su-57 y ahora en el J-20 de China. El control del vector de empuje permite al piloto orientar el flujo de salida del motor a reacción del avión independientemente del fuselaje, lo que permite un mayor ángulo de ataque y algunas maniobras absolutamente sorprendentes. De hecho, al utilizar el TVC, un caza moderno puede apuntar su morro y sus armas hacia un objetivo mientras sigue avanzando en el cielo pasando por encima de él.
Pero el F-22 también incorpora una tecnología diferente, liderada por Estados Unidos, que redujo drásticamente las preocupaciones sobre la maniobrabilidad en general: el sigilo. El F-117 Nighthawk había empezado a volar en secreto años antes de que se iniciaran los esfuerzos de DARPA en materia de alas barridas hacia delante, y no pasaría mucho tiempo antes de que el Tío Sam empezara a buscar formas de incorporar su innovadora capacidad de ocultarse de los radares enemigos en plataformas de combate reales. Una vez que el sigilo llegó a los cazas, las prioridades de los Estados Unidos en materia de cazas se alejaron de los dramáticos combates de boxeo cuerpo a cuerpo con aviones altamente maniobrables y se orientaron a atacar a los aviones enemigos desde más allá del alcance visual antes de que supieran que estaban allí.
F-16FSW: el resultado final
Por muy exóticos que hayan sido el F-16FSW o el X-29 totalmente realizado, las prestaciones mejoradas que podrían haber ofrecido pueden lograrse ahora con diseños más convencionales, lo que hace bastante improbable que veamos alguna vez un caza con alas hacia atrás entrar en servicio para EE. UU. o sus competidores. Pero para aquellos con un amor demasiado profundo por este diseño como para dejarlo pasar, siempre está el Conquest X-30. Puede que no sea un avión de verdad, pero es un juguete muy chulo.