Lockheed Martin F-35 Lightning II
El Lockheed Martin F-35 Lightning II es un caza polivalente monoplaza de quinta generación que actualmente está en fase de desarrollo para llevar a cabo misiones de ataque a tierra, reconocimiento y defensa aérea con capacidad furtiva.Este avión fue diseñado con tres variantes distintas: el F-35A para despegue y aterrizaje convencional (CTOL), el F-35B capaz de realizar despegues cortos y aterrizajes verticales (STOVL), y el F-35C que es una variante naval capaz de operar en portaaviones.
El F-35 es el descendiente del prototipo X-35, avión experimental producto del programa Joint Strike Fighter (JSF). El desarrollo del programa JSF está siendo financiado principalmente por Estados Unidos, apoyado por el Reino Unido y otros gobiernos socios (Australia, Canadá, Dinamarca, Países Bajos, Italia, Noruega y Turquía) que aportan fondos adicionales.13Los países socios son miembros de la OTAN o bien aliados cercanos del Reino Unido y Estados Unidos. Está siendo diseñado y fabricado por un grupo de industrias aeroespaciales liderado por Lockheed Martin, con BAE Systems y Northrop Grumman como socios principales. El F-35 realizó su primer vuelo el 15 de diciembre de 2006.14
Estados Unidos tiene intención de adquirir un total de 2443 aviones F-35 por un valor estimado en 323 000 millones de15 Los datos del presupuesto de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en 2010, junto con otras fuentes, proyectan que el F-35 tendrá un coste de despegue de 89 a 200 millones de dólares para el número previsto de aviones producidos. Las estimaciones de costos se han elevado a 382 000 millones de dólares para 2443 aviones, a un promedio de 156 millones de dólares cada uno. El aumento de las estimaciones de costes del programa han creado dudas sobre el número real de ejemplares del F-35 que serán producidos para Estados Unidos. En enero de 2011, la variante F-35B fue puesta en pausa por dos años por problemas de desarrollo. En febrero de 2011, El Pentágono fijó un precio de 207,6 millones para cada uno de los 32 aviones que sería adquiridos en el año fiscal 2012, elevándose el precio a 304,15 millones (9732,8 dividido entre 32) si se incluye la parte que le corresponde a cada uno de gastos en investigación, desarrollo, prueba y evaluación. Actualmente se han entregado 2 a la USAF y a la RAF
Desarrollo
Programa Joint Strike Fighter
En 1993, la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados en Defensa, más conocida por el acrónimo "DARPA" (siglas en inglés deDefense Advanced Research Projects Agency), presentó las bases del programa Common Affordable Lightweight Fighter (CALF). El objetivo de dicho proyecto era el de desarrollar un avión de diseño de tecnología furtiva (indetectable por radares enemigos), de cara al reemplazo de todos los aviones de caza y ataque ligeros del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Este proyecto contemplaba la sustitución de los F-16 Fighting Falcon de la Fuerza Aérea, los F/A-18 Hornet de la Armada y Cuerpo de Marines, y los AV-8B Harrier II del Cuerpo de Marines. Alrededor del mismo tiempo, el proyecto Joint Advanced Strike Technology (JAST) fue también presentado. En 1994, el Congreso de los Estados Unidos ordenó que ambos proyectos se uniesen bajo el nombre de Joint Strike Fighter.
Diversas compañías tomaron parte en la lucha con la primera parte del proyecto, que se basaba en el diseño del concepto de propuesta de aeronave, para luego presentarla al Departamento de Defensa para su examen. Sin embargo, el 16 de noviembre de 1996, únicamente los fabricantes Boeing y Lockheed Martin lograron el contrato para el desarrollo, se les permitió producir a cada una de las empresas dos de sus propuestas. En dicho contrato, los aviones de combate debían demostrar cualidades para el despegue y aterrizaje convencional (CTOL), capacidad para despegar y aterrizar en portaaviones, y capacidad para el despegue corto y aterrizaje vertical (STOVL).
Uno de los principales aspectos de dicho programa, era la prohibición a ambas empresas por parte del gobierno de los Estados Unidos de financiar los proyectos con recursos propios. Cada fabricante fue pagado con 750 millones de dólares para desarrollar y producir los dos prototipos, incluyendo aviónica, software y hardware. Este límite presupuestario tenía como objetivo que las empresas adoptasen técnicas de fabricación menos costosas, a la vez que también se evitaba que tanto Boeing como Lockheed Martin entrasen en una fuerte y costosa pugna, que podía llevar al perdedor a la bancarrota. Finalmente los proyectos que se presentaron fueron el Boeing X-32 y el Lockheed Martin X-35.
Requisitos
El programa Joint Strike Fighter (JSF) se creó para reemplazar varios aviones mientras limitaba los costes de desarrollo, producción y operación. Su propósito era fabricar tres variantes de un avión, compartiendo el 80% de sus partes:
- F-35A, es una variante que utiliza el aterrizaje y despegue convencional (CTOL), destinada a reemplazar los F-16 Fighting Falcon de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.
- F-35B, variante con capacidad de aterrizaje vertical y despegue corto (STOVL), reemplazará a los F/A-18 Hornet del Cuerpo de Marines de los Estados Unidos, los AV-8 Harrier del Cuerpo de Marines y de la Marina de Italia y los Harrier GR7/GR9 de la Royal Air Force y la Royal Navy.
- F-35C, versión con capacidad para ser embarcada (CATOBAR) que sustituirá los modelos A, B, C y D de los F/A-18 Hornet de la Armada de los Estados Unidos.
Firma del contrato
El contrato para demostración y desarrollo del sistema fue otorgado el 26 de octubre de 2001 a Lockheed Martin, cuyo X-35 superó al Boeing X-32. Los oficiales del Departamento de Defensa estadounidenses y del ministro de defensa británico William Bach afirmaron que el X-35 superó continuamente al X-32, aunque ambos alcanzaron o excedieron los requisitos que se les había exigido. La designación del caza como F-35 fue una sorpresa para Lockheed, que se refería al avión de forma interna como "F-24".
Nombre
El 7 de julio de 2006, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos anunció oficialmente que el nombre del F-35 sería Lightning II en honor al bimotor P-38 Lightning de la Segunda Guerra Mundial, también fabricado por Lockheed y al reactor de la Guerra Fría English Electric Lightning. La división aeronáutica de English Electric fue incorporada a BAC, un predecesor del socio del F-35, BAE Systems. Otros nombres que se mencionaron como competidores fueron Kestrel, Phoenix, Piasa, Black Mamba y Spitfire II. Lightning II también fue el nombre no oficial del prototipo YF-22 de Lockheed.
Participación internacional
Los principales clientes y patrocinadores son los Estados Unidos y el Reino Unido. Además, otras siete naciones (Holanda, Italia, Australia, Canadá, Dinamarca, Noruega y Turquía) han contribuido económicamente al desarrollo de avión y decidirán entre 2006 y 2007 su posible compra. Se estima que los costes totales del programa de desarrollo superaron los 44.800 millones de dólares estadounidenses (USD), mientras que se espera una obtención de 2.400 aviones por 244.800 millones USD adicionales.
Existen tres niveles de participación internacional. El Reino Unido es el único socio de «Nivel 1», contribuyendo con 2.500 millones USD, alrededor del 10% de los costes de desarrollo. Es resultado de un memorando de entendimiento de 1995 en el que el Reino Unido se unía oficialmente al programa JSF. Los socios de «Nivel 2» son Italia, que contribuye con 1.000 millones USD y los Países Bajos con 800 millones USD. Los socios de "Nivel 3" son Canadá, con 440 millones USD, Turquía con 175 millones USD,Australia con 144 millones USD, Noruega con 122 millones USD y Dinamarca con 110 millones USD. Los niveles reflejan la participación financiera en el programa, la cantidad de tecnología transferida y subcontrataciones abiertas para empresas nacionales y el orden de prioridad de los países en la adquisición del avión en producción. Israel y Singapur también se unieron como participantes de seguridad cooperativa.
Algunos países socios han dudado en sus compromisos públicos al programa JSF, insinuando o alertando que a menos que recibiesen más subcontratas o tecnología, abandonarían el programa a favor del Eurofighter Typhoon, el Gripen, el Dassault Rafale o una actualización de sus aviones existentes. Noruega ha amenazado en varias ocasiones con posponer su apoyo a menos que se proporcionase garantías importantes para un incremento en la participación industrial. A pesar de ello, Noruega ha firmado todos los memorandos de entendimiento, incluyendo el último que detalla la futura fase de producción del programa JSF. Sin embargo, han indicado que incrementaran y reforzaran su cooperación con los competidores del JSF, el Eurofighter Typhoon y el Gripen.
Pruebas
El 19 de febrero de 2006, el primer F-35A fue presentado en Fort Worth (Texas). El avión fue sometido a pruebas en tierra en la base aérea de Edwards en el otoño de 2006. El 5 de septiembre de ese año, el primer motor turbofán F13 fue probado en una estructura del avión, completando las pruebas el 18 de septiembre tras un ensayo estático con postquemador. Las pruebas de motor se realizaron al mismo tiempo que el F-35 era completamente funcional con sus propios sistemas de propulsión. El 15 de diciembre de 2006, el F-35 completó su primer vuelo.
Diseño
El F-35 parece una versión más pequeña, convencional y con un solo motor, del bimotor Lockheed Martin F-22 Raptor, y de hecho ambos modelos comparten elementos comunes. El conducto de salida de gases estaba inspirado en el Modelo 200 de General Dynamics, un avión VTOL de 1972 diseñado para Sea Control Ship.
Lockheed se asoció con Yakovlev en los años 1990, debido a la competencia de las empresas McDonnell Douglas y British Aerospace en el concurso JSF estadounidense, haciéndose de esta manera con la última tecnología rusa desarrollada para el Yakovlev Yak-141 cuyo proyecto fue abandonado por falta de presupuesto. La motorización de aviones de despegue vertical es muy compleja y Lockheed Martin no tenía aún esta tecnología. Yakolev le ahorró millones de dolares a la Lockheed, que durante el verano de 1995, anunció un acuerdo de colaboración.
La tecnología furtiva hace al avión difícil de detectar cuando se aproxima al radar de búsqueda. Otras mejoras son:
Tecnología Stealth duradera y de poco mantenimiento.
Tobera Vectorial muy desarrollada por Yakovlev
Aviónica integrada para combinar la información externa e interna y aumentar la alerta situacional del piloto y mejorar la identificación y uso de armamento y transmitir la información con velocidad a otros puntos de control y mando.
Red de datos MIL-STD-1394B de alta velocidad.
Coste de ciclo de vida bajos.
Aunque las pantallas de información en los cascos ya ha sido integrados en aviones de cuarta generación como el sueco JAS 39 Gripen, el F-35 será el primero en utilizarlos como reemplazo de las pantallas HUD.
Relación empuje-peso
La variante F-35B estaba en peligro de fallar los requisitos de rendimiento debido a su peso, sobre una tonelada métrica o el 8%. Como respuesta, Lockheed Martin añadió más potencia al motor y retiró más de una tonelada de peso reduciendo la cobertura del avión, reduciendo la bodega de armas, reenviando parte de la potencia de las toberas secundarias a la principal y rediseñando la cubierta de las alas, partes del sistema eléctrico y la parte inmediatamente posterior a la cabina.
Sensores y aviónica
El conjunto de sensores y equipos de comunicaciones del F-35 está destinado a facilitar la conciencia situacional, el mando y control y la capacidad de guerra centrada en redes. El principal sensor a bordo del F-35 es su radar activo de barrido electrónico AN/APG-81, diseñado por Northrop Grumman Electronic Systems. El radar es acompañado por un sistema de designación de blancos electro-óptico diseñado por Lockheed Martin conocido por su acrónimo en inglés EOTS (Electro-Optical Targeting System) que va montado bajo el morro del avión.Éste proporciona las mismas capacidades que el contenedor de designación de blancos Lockheed Martin Sniper XR pero manteniendo la baja detectabilidad del avión.
El F-35 cuenta con seis sensores infrarrojos pasivos adicionales distribuidos por toda la aeronave como parte del sistema de apertura distribuido o DAS (distributed aperture system) Northrop Grumman AN/AAQ-37,37 que actúa como un sistema de aviso de aproximación de misiles, informa de lugares de lanzamiento de misiles, detecta y rastrea la aproximación de aeronaves en torno al F-35, y reemplaza las tradicionales gafas de visión nocturna para navegación y operaciones de noche. Todas las funciones del DAS se realizan simultáneamente, en todas las direcciones y en todo momento. El equipo de sistemas de guerra electrónica AN/ASQ-239 (Barracuda) del F-35 está diseñado por BAE Systems e incluye componentes de Northrop Grumman.El equipo de comunicaciones, navegación e identificación o CNI (communications, navigation and identification) está diseñado por Northrop Grumman e incluye el enlace de datos avanzado multifunción MADL (Multifunction Advanced Data Link). El F-35 será el primer caza de reacción con fusión de sensores que combina rastreo por radiofrecuencia y por infrarrojos para una detección e identificación de blancos continua en todas las direcciones que es compartida a través de MADL con otras plataformas sin comprometer la baja detectabilidad del avión.
El F-35 ha sido diseñado con sinergia entre los sensores como un requisito específico, como los "sentidos" de la aeronave destinadas a proporcionar una imagen más coherente de la realidad de su alrededor, y estar disponibles en principio para su uso de cualquier forma posible, y cualquier combinación posible entre sí. Todos los sensores influyen directamente en los procesadores principales para apoyar toda la misión del avión. Por ejemplo el AN/APG-81 no sólo funciona como un radar multimodo, sino también como parte del sistema de guerra electrónica del avión.
Materiales
El F-35 está compuesto principalmente de varios materiales, como el titanio, el aluminio y la fibra de carbono.
En su desarrollo se han empleado nueva técnicas de elaboración de estos materiales, como el procesado del titanio por criogenización, que hace a este material más resistente y ligero, o el uso por primera vez en la aviación de los nanotubos de carbono. Lockheed Martin anunció en 2012 que el F-35 contaría con nanotubos de carbono en el carenado de la punta alar.
Durante casi 20 años, este material ha estado presente en palos de golf y bicicletas, pero ha tenido poca presencia en la industria aeroespacial. Peter Antoinette, director ejecutivo de Nanocorp, empresa encargada de la fabricación del sistema y del nuevo escudo térmico instalado en las naves espaciales de la NASA, afirmó que la propagación de nano-compuesto iría vinculada a su instauración progresiva en la aviación comercial.
Variantes
Se ha diseñado tres variantes diferentes del F-35 para satisfacer las necesidades de sus distintos usuarios:
F-35A
El F-35A es la variante para despegue y aterrizaje convencionales (CTOL) destinada a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y otras fuerzas aéreas. Es la versión más pequeña y ligera del F-35, y es la única equipada con un cañón interno, el GAU-22/A. Este cañón automático de calibre 25 mm es un desarrollo del GAU-12 Equalizer que equipa el AV-8B Harrier II del Cuerpo de Marines de los Estados Unidos. Está diseñado para incrementar la efectividad contra blancos terrestres en comparación con el cañón M61 Vulcan de 20 mm que equipan normalmente los cazas estadounidenses, y será la versión más vendida a otros mercados en el futuro.
Se espera que el F-35A de peso medio, iguale al caza ligero F-16 en maniobrabilidad y capacidad de elevación, rendimiento sostenido e instantáneo a grandes aceleraciones y lo supere en capacidad furtiva, carga útil, alcance, capacidad para transportar más combustible interno, mejor rendimiento en vuelo a media y baja velocidad, mejor aviónica, efectividad operacional, mantenimiento y capacidad de supervivencia. Se espera que iguale en rendimiento de aceleración, a un F-16 que porte los tanques de combustible externos habituales.También cuenta con un designador láser interno y sensores infrarrojos, que cumplen la misma función del contenedor externo Sniper XR que porta el F-16, pero reduciendo la sección radar equivalente.
Esta variante A está destinada principalmente a reemplazar al F-16 Fighting Falcon de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. También reemplazará al A-10 Thunderbolt II a partir de 2028.
F-35I
Un alto oficial de la Fuerza Aérea Israelí declaró que los aviones F-35 israelíes serán designados F-35I, ya que incorporarán modificaciones específicas para Israel. Estados Unidos no permitirá la incorporación de sistemas de guerra electrónica propios de Israel en el equipo electrónico integrado del avión. Sin embargo, una característica plug-and-play añadida al computador principal permitirá el uso de electrónica israelí a modo de complemento. De este modo Israel podrá instalar sus propios contenedores externos de guerra electrónica así como equipar los misiles aire-aire y bombas guiadas de fabricación israelí en las bodegas de armas del F-35. En julio de 2011, se informó que Estados Unidos había acordado permitir a Israel instalar sus propios sistemas de guerra electrónica y sistemas de armas en los F-35I en el futuro.CF-35
El CF-35 canadiense se diferenciará del F-35A estadounidense por la adición de un paracaídas de frenado y una sonda para reabastecimiento en vuelo del estilo del F-35B/C. Noruega también puede que incluya la opción del paracaídas de frenado en sus F-35, ya que el país nórdico también suele tener hielo en las pistas de aterrizaje.F-35B
El avión STOVL F-35B está diseñado para reemplazar la segunda generación del Harrier, que fue el primer avión operacional de aterrizaje vertical y despegue corto, que participó en la Guerra de las Malvinas en 1982, demostrando su efectividad en las operaciones de batalla, desde portaaviones ligeros.
La RAF y la Armada Británica utilizará este avión para reemplazar a los Harrier GR9 en sus portaaviones. El Cuerpo de Marines de los Estados Unidos usará los F-35 para sustituir tanto a los AV-8B Harrier II como a los F/A-18 Hornet. El F-35B es similar en tamaño al F-35A de la Fuerza Aérea estadounidense y como el Harrier, sin embargo el cañón automático es opcional y debe ser transportado externamente, en un Pod de batalla bajo el fuselaje central, ya que su lugar (tras la cabina de mando) del F-35B, lo ocupa el impulsor vertical, innovación que fue un factor decisivo en la selección del diseño como ganador del programa JSF.
En lugar de motores de elevación o toberas rotatorias como el Pegasus de los Harrier, el F-35B utiliza un sistema de turbina patentado por Lockheed Martin y desarrollado por Rolls-Royce, similar al sistema que utilizaba el Yakovlev Yak-141. Parecido a un turbopropulsor incrustado en el fuselaje, el eje del motor se dirige mediante una caja de cambio a una turbina vertical contrarrotativa localizada en el centro del avión. El aire del motor turbofán se expulsa por un par de toberas situadas a cada lado del fuselaje, al mismo tiempo se abren una pequeñas compuertas sobre el fuselaje de la nave, para dejar pasar el aire a presión, mientras que la turbina vertical se equilibra con la tobera de empuje vectorial de la cola.
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| Estructura de un nanotubo. |
La planta motriz del F-35B actúa como un
multiplicador del flujo, de manera similar a un turbofán y consiguiendo el mismo efecto, que la turbina principal del anterior caza Harrier. Sin embargo, todo este mecanismo adicional, es peso muerto durante el vuelo horizontal, que en teoría limita la capacidad de carga de armas y combustible, pero la potencia al despegue aumentada del F-35B, incrementa la capacidad de carga máxima de combustible y armas del avión, superando al anterior diseño del Harrier. La nueva turbina vertical, reduce los efectos perjudiciales del aire caliente a gran velocidad, que podría dañar la pista o la cubierta del portaaviones.
multiplicador del flujo, de manera similar a un turbofán y consiguiendo el mismo efecto, que la turbina principal del anterior caza Harrier. Sin embargo, todo este mecanismo adicional, es peso muerto durante el vuelo horizontal, que en teoría limita la capacidad de carga de armas y combustible, pero la potencia al despegue aumentada del F-35B, incrementa la capacidad de carga máxima de combustible y armas del avión, superando al anterior diseño del Harrier. La nueva turbina vertical, reduce los efectos perjudiciales del aire caliente a gran velocidad, que podría dañar la pista o la cubierta del portaaviones.
Durante el diseño, se utilizaron dos estructuras para pruebas: el Lockheed X-35A (que más tarde sería convertido en el X-35B) y el X-35C de mayor envergadura. Las plantas motrices del Boeing X-32 y del X-35 estaban basadas en el Pratt & Whitney F119, incorporando posteriormente el modulo de Rolls-Royce para capacidad STOVL.
Una de las demostraciones de la capacidad del X-35 fue las pruebas de vuelo para la calificación en el programa JSF, en que el X-35B despegó en menos de 150 metros, alcanzó velocidad supersónica y aterrizó verticalmente, una proeza que el modelo de Boeing no pudo alcanzar.
El F-35B, realizó su primer vuelo el 25 de febrero de 2009. Actualmente este modelo y sus requerimientos especiales, está aumentando enormemente los costes de todo el proyecto, por lo cual está en el alero y podría llegar a cancelarse para poder abaratar el precio de las otras versiones.
El 3 de octubre de 2011, el F-35B comenzó sus pruebas iniciales de toma vertical sobre la cubierta del buque de asalto anfibio de tipo LHD USS Wasp.
F-35C
F-35C
El F-35C es la variante naval con alas de mayor tamaño y plegables, superficies de control más grandes para mejorar el control a velocidades bajas y un tren de aterrizaje más resistente, para los apontajes (aterrizajes) en portaaviones, en forma convencional con acercamientos horizontales al portaaviones, en forma similar al caza naval Boeing F/A-18 Super Hornet, que espera poder reemplazar en el futuro; tendrá un sistema de gancho trasero para detenerse sobre la cubierta del portaaviones y un gancho delantero, instalado en el tren de aterrizaje, para enganchar la catapulta de despegue desde la cubierta de los portaaviones.
Este modelo más grande y pesado, al tener mayor superficie alar, mejorará el comportamiento de vuelo a media y baja altitud, aumentará la capacidad de carga y el alcance, siendo el doble con combustible interno, que el del primer caza F/A-18C Hornet, que podrá aumentar más todavía con tanques de combustible externos bajo las alas y el repostaje de combustible en vuelo.
La Armada estadounidense tiene intención de comprar 480 aviones F-35C para reemplazar los modelos A, B, C y D del anterior caza F/A-18, que sustituyeron a los aviones subsónicos pero de largo alcance, el A-7 Corsair y el A-6 Intruder y a los supersónicos, como el caza naval pesado Grumman F-14 Tomcat, también servirá como un complemento con capacidad furtiva a los F/A-18E/F Super Hornet.
Recientemente, Inglaterra confirmó que cambiará el diseño original de los nuevos portaaviones Clase Queen Elizabeth; en 2010, David Cameron anunció que el gobierno cambiaría su orden a la variante (F-35C) más grande y que se modificaría el diseño del portaaviones, para utilizar el sistema de lanzamiento por catapulta y el sistema de recuperación por cables CATOBAR para permitir el lanzamiento y recuperación de estos aviones.
La variante F-35C es más económica, tiene mayor alcance y la capacidad de transportar, una carga útil más grande y más diversa que el modelo F-35B. La nueva configuración CATOBAR permitirá también a los socios del Reino Unido, como Estados Unidos y Francia, operar sus aeronaves desde los portaaviones en situaciones de misión conjunta, en diferentes lugares del mundo para apoyar a la OTAN y sus aliados.
| F-35 Lightning II | ||
|---|---|---|
 Un F-35C Lightning II, nombrado CF-1, realiza un vuelo de prueba sobre la bahía de Chesapeake en febrero de 2011. | ||
| Tipo | Caza polivalente furtivo | |
| Fabricante |  Lockheed Martin Aeronautics | |
| Primer vuelo | 15 de diciembre de 2006 | |
| Introducido | 2012 2018 | |
| Estado | En servicio/en producción. Disponible en EE.UU. y Reino Unido para entrenamiento | |
| Producción | 2006-presente | |
| N.º construidos | 115 a noviembre de 2014 | |
| Coste del programa | US$ 382 000 millones en 2011 US$ 1,01 billones (en proyecciones a 55 años vista) | |
| Coste unitario |
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