Los aviones de combate (también llamados en un principio aviones de persecución ) [a] son aviones militares diseñados principalmente para el combate aire-aire . En los conflictos militares, el papel de los aviones de combate es establecer la superioridad aérea del espacio de batalla . El dominio del espacio aéreo sobre un campo de batalla permite a los bombarderos y aviones de ataque realizar bombardeos tácticos y estratégicos de objetivos enemigos, y ayuda a evitar que el enemigo haga lo mismo.
Las características clave de rendimiento de un caza incluyen no sólo su potencia de fuego , sino también su alta velocidad y maniobrabilidad en relación con el avión objetivo. El éxito o el fracaso de los esfuerzos de un combatiente por lograr la superioridad aérea depende de varios factores, entre ellos la habilidad de sus pilotos, la solidez táctica de su doctrina para desplegar sus cazas y el número y el rendimiento de esos cazas.
Muchos aviones de combate modernos también tienen capacidades secundarias, como el ataque a tierra , y algunos tipos, como los cazabombarderos , están diseñados desde el principio para desempeñar funciones duales. Otros diseños de cazas son altamente especializados, pero siguen cumpliendo la función principal de superioridad aérea, y estos incluyen el interceptor , el caza pesado y el caza nocturno .
Desde la Primera Guerra Mundial, lograr y mantener la superioridad aérea se ha considerado esencial para la victoria en la guerra convencional . [1]
Durante la Primera Guerra Mundial se siguieron desarrollando cazas para impedir que los aviones y dirigibles enemigos pudieran recopilar información mediante misiones de reconocimiento en el campo de batalla. Los primeros cazas eran muy pequeños y estaban ligeramente armados en comparación con los estándares posteriores, y la mayoría eran biplanos construidos con un armazón de madera cubierto de tela y una velocidad máxima de aproximadamente 160 km/h (100 mph). Sin embargo, el Albatross, un exitoso biplano alemán, se construyó con una carcasa de madera contrachapada en lugar de tela, lo que creó un avión más fuerte y rápido. A medida que el control del espacio aéreo sobre los ejércitos se volvió cada vez más importante, todas las grandes potencias desarrollaron cazas para apoyar sus operaciones militares. Entre las guerras, la madera fue reemplazada en gran parte o en su totalidad por tubos de metal y, finalmente, las estructuras de revestimiento reforzado de aluminio (monocasco) comenzaron a predominar.
En la Segunda Guerra Mundial , la mayoría de los cazas eran monoplanos totalmente metálicos armados con baterías de ametralladoras o cañones y algunos eran capaces de alcanzar velocidades cercanas a los 640 km/h (400 mph). La mayoría de los cazas hasta ese momento tenían un motor, pero se construyeron varios cazas bimotores; sin embargo, se descubrió que no estaban a la altura de los cazas monomotor y fueron relegados a otras tareas, como los cazas nocturnos equipados con equipos de radar.
Al final de la guerra, los motores de turborreactores sustituyeron a los de pistón como medio de propulsión, lo que aumentó aún más la velocidad de los aviones. Dado que el peso del motor de turborreactor era mucho menor que el de un motor de pistón, tener dos motores ya no era un inconveniente y se utilizaban uno o dos, según las necesidades. Esto, a su vez, exigió el desarrollo de asientos eyectables para que el piloto pudiera escapar y trajes anti-G para contrarrestar las fuerzas mucho mayores que se aplicaban al piloto durante las maniobras.
En la década de 1950, se instaló un radar en los cazas diurnos, ya que debido al aumento constante de los alcances de las armas aire-aire, los pilotos ya no podían ver lo suficientemente lejos como para prepararse para la oposición. Posteriormente, las capacidades del radar crecieron enormemente y ahora son el método principal de adquisición de objetivos . [ cita requerida ] Las alas se hicieron más delgadas y se curvaron hacia atrás para reducir la resistencia transónica, lo que requirió nuevos métodos de fabricación para obtener la resistencia suficiente. Los revestimientos ya no eran chapas metálicas remachadas a una estructura, sino fresadas a partir de grandes losas de aleación. La barrera del sonido se rompió y, después de algunos arranques en falso debido a los cambios necesarios en los controles, las velocidades alcanzaron rápidamente Mach 2, más allá de la cual los aviones no pueden maniobrar lo suficiente para evitar un ataque.
Los misiles aire-aire reemplazaron en gran medida a los cañones y cohetes a principios de la década de 1960, ya que se creía que ambos eran inutilizables a las velocidades que se alcanzaban; sin embargo, la guerra de Vietnam demostró que los cañones aún tenían un papel que desempeñar, y la mayoría de los cazas construidos desde entonces están equipados con cañones (generalmente de entre 20 y 30 mm (0,79 y 1,18 pulgadas) de calibre) además de misiles. La mayoría de los aviones de combate modernos pueden llevar al menos un par de misiles aire-aire.
En la década de 1970, los turborreactores fueron reemplazados por turbofán, lo que mejoró el ahorro de combustible lo suficiente como para que los últimos aviones de apoyo con motor de pistón pudieran ser reemplazados por aviones a reacción, lo que hizo posible la creación de aviones de combate multifunción. Las estructuras de panal comenzaron a reemplazar a las estructuras fresadas y los primeros componentes compuestos comenzaron a aparecer en componentes sometidos a poca tensión.
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Con las mejoras constantes en las computadoras, los sistemas defensivos se han vuelto cada vez más eficientes. Para contrarrestar esto, Estados Unidos, Rusia, India y China han buscado tecnologías furtivas. El primer paso fue encontrar formas de reducir la reflectividad de las aeronaves a las ondas de radar enterrando los motores, eliminando las esquinas agudas y desviando cualquier reflexión de los radares de las fuerzas opuestas. Se descubrió que varios materiales absorbían la energía de las ondas de radar y se incorporaron a acabados especiales que desde entonces han encontrado una aplicación generalizada. Las estructuras compuestas se han generalizado, incluidos los principales componentes estructurales, y han ayudado a contrarrestar los constantes aumentos en el peso de las aeronaves: la mayoría de los cazas modernos son más grandes y pesados que los bombarderos medianos de la Segunda Guerra Mundial.
Debido a la importancia de la superioridad aérea, desde los primeros días del combate aéreo las fuerzas armadas han competido constantemente para desarrollar cazas tecnológicamente superiores y desplegar estos cazas en mayor número, y desplegar una flota de cazas viable consume una proporción sustancial de los presupuestos de defensa de las fuerzas armadas modernas. [2]
El mercado mundial de aviones de combate alcanzó un valor de 45.750 millones de dólares en 2017 y Frost & Sullivan proyecta que alcanzará los 47.200 millones de dólares en 2026: 35% programas de modernización y 65% compras de aeronaves, dominadas por el Lockheed Martin F-35 con 3.000 entregas en 20 años. [3]
Un avión de combate está diseñado principalmente para el combate aire-aire . [4] Un tipo determinado puede estar diseñado para condiciones de combate específicas y, en algunos casos, para funciones adicionales, como el combate aire-tierra. Históricamente, el Royal Flying Corps británico y la Royal Air Force se refirieron a ellos como " exploradores " hasta principios de la década de 1920, mientras que el Ejército de los EE. UU. los llamó aviones "de persecución" hasta fines de la década de 1940 (usando la designación P, como en Curtiss P-40 Warhawk , Republic P-47 Thunderbolt y Bell P-63 Kingcobra ). El Reino Unido cambió a llamarlos cazas en la década de 1920 [ cita requerida ] , mientras que el Ejército de los EE. UU. lo hizo en la década de 1940. [5] Un caza de corto alcance diseñado para defenderse contra aviones enemigos entrantes se conoce como interceptor .
Las clases de luchador reconocidas incluyen:
De estos, los cazabombarderos , los cazas de reconocimiento y los cazas de ataque tienen una doble función, ya que poseen cualidades de caza junto con otras funciones en el campo de batalla. Algunos diseños de cazas pueden desarrollarse en variantes que desempeñan otras funciones por completo, como ataque terrestre o reconocimiento desarmado . Esto puede deberse a razones políticas o de seguridad nacional, con fines publicitarios u otras razones. [6]
El Sopwith Camel y otros "exploradores de combate" de la Primera Guerra Mundial realizaron una gran cantidad de trabajo de ataque terrestre. En la Segunda Guerra Mundial, la USAAF y la RAF a menudo favorecieron a los cazas sobre los bombarderos ligeros dedicados o los bombarderos en picado , y los tipos como el Republic P-47 Thunderbolt y el Hawker Hurricane que ya no eran competitivos como cazas de combate aéreo fueron relegados al ataque terrestre. Varias aeronaves, como el F-111 y el F-117, han recibido designaciones de caza aunque no tenían capacidad de combate debido a razones políticas o de otro tipo. La variante F-111B originalmente estaba destinada a un papel de caza con la Armada de los EE. UU ., pero fue cancelada. Esta difuminación sigue al uso de cazas desde sus primeros días para operaciones de "ataque" o "ataque" contra objetivos terrestres mediante ametrallamiento o lanzamiento de pequeñas bombas e incendiarios. Los cazabombarderos multifunción versátiles como el McDonnell Douglas F/A-18 Hornet son una opción menos costosa que tener una gama de tipos de aeronaves especializadas.
Algunos de los cazas más caros, como el estadounidense Grumman F-14 Tomcat , el McDonnell Douglas F-15 Eagle , el Lockheed Martin F-22 Raptor y el ruso Sukhoi Su-27, se emplearon como interceptores para todo tipo de clima y como aviones de combate de superioridad aérea , aunque al final de su carrera desarrollaron funciones aire-tierra. Un interceptor es generalmente un avión destinado a atacar (o interceptar) bombarderos y, por lo tanto, a menudo sacrifica la maniobrabilidad por la velocidad de ascenso. [7]
Como parte de la nomenclatura militar, a menudo se asigna una letra a varios tipos de aeronaves para indicar su uso, junto con un número para indicar la aeronave específica. Las letras utilizadas para designar un caza difieren en varios países. En el mundo de habla inglesa, ahora se usa a menudo "F" para indicar un caza (por ejemplo, Lockheed Martin F-35 Lightning II o Supermarine Spitfire F.22 ), aunque "P" solía usarse en los EE. UU. para persecución (por ejemplo, Curtiss P-40 Warhawk ), una traducción de la "C" francesa ( Dewoitine D.520 C.1 ) para Chasseur , mientras que en Rusia "I" se usaba para Istrebitel o exterminador ( Polikarpov I-16 ).
A medida que los tipos de cazas han proliferado, el caza de superioridad aérea emergió como un caza con un rol específico en la cima de la velocidad, maniobrabilidad y sistemas de armas aire-aire, capaz de defenderse de todos los demás cazas y establecer su dominio en los cielos sobre el campo de batalla.
El interceptor es un caza diseñado específicamente para interceptar y atacar a los aviones enemigos que se aproximan. Hay dos clases generales de interceptores: aviones relativamente ligeros con función de defensa puntual, construidos para una reacción rápida, un alto rendimiento y un alcance corto, y aviones más pesados con aviónica más completa y diseñados para volar de noche o en cualquier condición meteorológica y para operar a mayores distancias . Originados durante la Primera Guerra Mundial, en 1929 esta clase de cazas ya se conocía como interceptores. [8]
El equipamiento necesario para el vuelo diurno es inadecuado cuando se vuela de noche o con poca visibilidad. El caza nocturno se desarrolló durante la Primera Guerra Mundial con equipamiento adicional para ayudar al piloto a volar en línea recta, navegar y encontrar el objetivo. A partir de variantes modificadas del BE2c de la Royal Aircraft Factory en 1915, el caza nocturno ha evolucionado hasta convertirse en el caza para todo tipo de clima de gran capacidad. [9]
El caza estratégico es un tipo rápido, fuertemente armado y de largo alcance, capaz de actuar como un caza de escolta que protege a los bombarderos , llevar a cabo sus propias salidas ofensivas como un caza de penetración y mantener patrullas permanentes a una distancia significativa de su base de origen. [10]
Los bombarderos son vulnerables debido a su baja velocidad, gran tamaño y poca maniobrabilidad. El caza de escolta se desarrolló durante la Segunda Guerra Mundial para interponerse entre los bombarderos y los atacantes enemigos como escudo protector. El requisito principal era el largo alcance, y se le asignó esa función a varios cazas pesados . Sin embargo, también demostraron ser difíciles de manejar y vulnerables, por lo que a medida que avanzaba la guerra se desarrollaron técnicas como los tanques de caída para ampliar el alcance de los cazas convencionales más ágiles.
El caza de penetración normalmente también está preparado para el papel de ataque terrestre , por lo que es capaz de defenderse mientras realiza misiones de ataque.
La palabra "caza" se utilizó por primera vez para describir un avión biplaza que llevaba una ametralladora (montada en un pedestal) y a su operador, así como al piloto . Aunque el término se acuñó en el Reino Unido, los primeros ejemplos fueron los propulsores franceses Voisin a partir de 1910, y un Voisin III sería el primero en derribar otro avión, el 5 de octubre de 1914. [11]
Sin embargo, al estallar la Primera Guerra Mundial , los aviones de primera línea estaban en su mayoría desarmados y se utilizaban casi exclusivamente para reconocimiento . El 15 de agosto de 1914, Miodrag Tomić se encontró con un avión enemigo mientras realizaba un vuelo de reconocimiento sobre Austria-Hungría que disparó contra su avión con un revólver, [12] por lo que Tomić respondió al fuego. [13] [14] Se cree que fue el primer intercambio de fuego entre aviones. [15] En cuestión de semanas, todos los aviones serbios y austrohúngaros estaban armados. [12]
Otro tipo de avión militar formó la base para un "caza" efectivo en el sentido moderno de la palabra. Se basaba en aviones pequeños y rápidos desarrollados antes de la guerra para carreras aéreas como la Copa Gordon Bennett y el Trofeo Schneider . No se esperaba que el avión de reconocimiento militar llevara armamento serio, sino que dependiera de la velocidad para "explorar" una ubicación y regresar rápidamente para informar, lo que lo convertía en un caballo volador. Los aviones de reconocimiento británicos, en este sentido, incluían el Sopwith Tabloid y el Bristol Scout . Los franceses y los alemanes no tenían un equivalente, ya que usaban biplazas para el reconocimiento, como el Morane-Saulnier L , pero más tarde modificarían los aviones de carreras de antes de la guerra para convertirlos en monoplazas armados. Se descubrió rápidamente que estos eran de poca utilidad ya que el piloto no podía registrar lo que veía mientras volaba, mientras que los líderes militares generalmente ignoraban lo que informaban los pilotos.
Se hicieron intentos con armas portátiles como pistolas y fusiles e incluso ametralladoras ligeras, pero estas resultaron ineficaces y engorrosas. [16] [ cita completa requerida ] El siguiente avance llegó con la ametralladora fija de tiro hacia adelante, de modo que el piloto apuntaba todo el avión al objetivo y disparaba el arma, en lugar de depender de un segundo artillero. Roland Garros atornilló placas deflectoras de metal a la hélice para que no se disparara por sí sola y se modificaron varios Morane-Saulnier N. La técnica resultó eficaz, sin embargo, las balas desviadas seguían siendo muy peligrosas. [17]
Poco después del comienzo de la guerra, los pilotos se armaron con pistolas, carabinas , granadas y una variedad de armas improvisadas. Muchas de ellas resultaron ineficaces, ya que el piloto tenía que volar su avión mientras intentaba apuntar con un arma de mano y realizar un disparo de desvío difícil. El primer paso para encontrar una solución real fue montar el arma en el avión, pero la hélice siguió siendo un problema, ya que la mejor dirección para disparar es hacia adelante. Se probaron numerosas soluciones. Un segundo miembro de la tripulación detrás del piloto podía apuntar y disparar una ametralladora montada en un pivote a los aviones enemigos; sin embargo, esto limitaba el área de cobertura principalmente al hemisferio trasero, y la coordinación efectiva de las maniobras del piloto con la puntería del artillero era difícil. Esta opción se empleó principalmente como medida defensiva en los aviones de reconocimiento biplaza a partir de 1915. Tanto el SPAD SA como la Royal Aircraft Factory BE9 añadieron un segundo tripulante delante del motor en una cápsula, pero esto era peligroso para el segundo tripulante y tenía un rendimiento limitado. El Sopwith LRTTr. también añadió una cápsula en el ala superior, pero sin mejor suerte.
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Una alternativa era construir un explorador "empujador" como el Airco DH.2 , con la hélice montada detrás del piloto. El principal inconveniente era que la alta resistencia de la estructura de cola de un tipo empujador lo hacía más lento que un avión "tractor" similar . Una mejor solución para un explorador monoplaza era montar la ametralladora (habiéndose prescindido de fusiles y pistolas) para disparar hacia delante pero fuera del arco de la hélice. Se probaron los cañones en las alas, pero las armas poco fiables disponibles requerían una limpieza frecuente de balas atascadas y disparos fallidos y siguieron siendo poco prácticas hasta después de la guerra. Montar la ametralladora sobre el ala superior funcionó bien y se utilizó mucho después de que se encontrara la solución ideal. El Nieuport 11 de 1916 utilizó este sistema con considerable éxito, sin embargo, esta ubicación dificultaba la puntería y la recarga, pero seguiría utilizándose durante toda la guerra ya que las armas utilizadas eran más ligeras y tenían una mayor cadencia de fuego que las armas sincronizadas. El montaje británico Foster y varios montajes franceses fueron diseñados específicamente para este tipo de aplicación, equipados con la ametralladora Hotchkiss o Lewis , que debido a su diseño no eran adecuados para la sincronización. La necesidad de armar un tractor scout con un arma de fuego frontal cuyas balas pasaran a través del arco de la hélice era evidente incluso antes del estallido de la guerra y los inventores tanto en Francia como en Alemania idearon mecanismos que pudieran cronometrar el disparo de las rondas individuales para evitar golpear las palas de la hélice. Franz Schneider , un ingeniero suizo, había patentado un dispositivo de este tipo en Alemania en 1913, pero su trabajo original no fue seguido. El diseñador de aviones francés Raymond Saulnier patentó un dispositivo práctico en abril de 1914, pero las pruebas no tuvieron éxito debido a la propensión de la ametralladora empleada a detener el fuego debido a la munición poco confiable. En diciembre de 1914, el aviador francés Roland Garros le pidió a Saulnier que instalara su mecanismo de sincronización en el monoplano parasol Morane-Saulnier Type L de Garros . Lamentablemente, la ametralladora Hotchkiss operada por gas que le habían proporcionado tenía una cadencia de fuego errática y era imposible sincronizarla con la hélice. Como medida provisional, las palas de la hélice se equiparon con cuñas de metal para protegerlas de los rebotes. El monoplano modificado de Garros voló por primera vez en marzo de 1915 y comenzó las operaciones de combate poco después. Garros logró tres victorias en tres semanas antes de que él mismo fuera derribado el 18 de abril y su avión, junto con su mecanismo de sincronización y hélice, fuera capturado por los alemanes. Mientras tanto, el mecanismo de sincronización (llamado Stangensteuerung en alemán, por "sistema de control de varilla de empuje") ideado por los ingenieros de la firma de Anthony Fokker fue el primer sistema en entrar en servicio. Marcaría el comienzo de lo que los británicos llamaron el " azote de Fokker " y un período de superioridad aérea para las fuerzas alemanas, lo que convirtió al monoplano Fokker Eindecker en un nombre temido en el Frente Occidental , a pesar de ser una adaptación de un obsoleto avión de carreras francés Morane-Saulnier de antes de la guerra , con malas características de vuelo y un rendimiento ya mediocre. La primera victoria del Eindecker llegó el 1 de julio de 1915, cuando el teniente Kurt Wintgens , del Feldflieger Abteilung 6 en el Frente Occidental, derribó un Morane-Saulnier Type L. El suyo era uno de los cinco prototipos Fokker M.5 K/MG para el Eindecker , y estaba armado con una versión de aviación sincronizada de la ametralladora Parabellum MG14 . [18] El éxito del Eindecker inició un ciclo competitivo de mejora entre los combatientes, ambos bandos se esforzaban por construir cazas monoplaza cada vez más capaces. El Albatros DI y el Sopwith Pup de 1916 establecieron el patrón clásico seguido por los cazas durante unos veinte años. La mayoría eran biplanos y solo raramente monoplanos o triplanos . La fuerte estructura de caja del biplano proporcionaba un ala rígida que permitía el control preciso esencial para el combate aéreo. Tenían un solo operador, que volaba el avión y también controlaba su armamento. Estaban armados con una o dos ametralladoras Maxim o Vickers , más fáciles de sincronizar que otros tipos, que disparaban a través del arco de la hélice. Las recámaras de los cañones estaban delante del piloto, con las obvias implicaciones en caso de accidente, pero los atascos se podían eliminar en vuelo, mientras que la puntería se simplificaba.
El uso de estructuras metálicas para aeronaves fue iniciado antes de la Primera Guerra Mundial por Breguet, pero encontraría su mayor defensor en Anthony Fokker, quien utilizó tubos de acero al cromo-molibdeno para la estructura del fuselaje de todos sus diseños de cazas, mientras que el innovador ingeniero alemán Hugo Junkers desarrolló dos diseños de cazas monoplanos totalmente metálicos, monoplaza y con alas en voladizo : el avión privado estrictamente experimental Junkers J 2 , hecho con acero, y unos cuarenta ejemplos del Junkers DI , hecho con duraluminio corrugado , todos basados en su experiencia en la creación del pionero avión de demostración de tecnología de fuselaje totalmente metálico Junkers J 1 de finales de 1915. Mientras que Fokker perseguiría fuselajes de tubos de acero con alas de madera hasta finales de la década de 1930, y Junkers se centraría en la chapa ondulada, Dornier fue el primero en construir un caza (el Dornier-Zeppelin DI ) hecho con chapa de aluminio pretensado y con alas en voladizo, una forma que reemplazaría a todas las demás en la década de 1930. A medida que crecía la experiencia de combate colectivo, los pilotos más exitosos, como Oswald Boelcke , Max Immelmann y Edward Mannock , desarrollaron formaciones tácticas y maniobras innovadoras para mejorar la efectividad de combate de sus unidades aéreas.
Los pilotos aliados y, antes de 1918, los alemanes de la Primera Guerra Mundial no estaban equipados con paracaídas , por lo que los incendios en vuelo o los fallos estructurales a menudo eran fatales. Los paracaídas estaban bien desarrollados en 1918, habiendo sido utilizados previamente por los aeronautas, y fueron adoptados por los servicios de vuelo alemanes durante el transcurso de ese año. El conocido y temido Manfred von Richthofen , el "Barón Rojo", llevaba uno cuando fue asesinado, pero el mando aliado continuó oponiéndose a su uso por diversos motivos. [19] [ página necesaria ]
En abril de 1917, durante un breve período de supremacía aérea alemana, se calculó que la esperanza de vida media de un piloto británico era de 93 horas de vuelo, o unas tres semanas de servicio activo. [20] [21] Más de 50.000 aviadores de ambos bandos murieron durante la guerra. [22]
El desarrollo de los cazas se estancó entre las dos guerras, especialmente en Estados Unidos y el Reino Unido, donde los presupuestos eran reducidos. En Francia, Italia y Rusia, donde los grandes presupuestos siguieron permitiendo un gran desarrollo, tanto los monoplanos como las estructuras totalmente metálicas eran comunes. Sin embargo, a finales de la década de 1920, esos países gastaron más de lo previsto y en la década de 1930 fueron superados por las potencias que no habían gastado mucho, a saber, los británicos, los estadounidenses, los españoles (en la guerra civil española) y los alemanes.
Dados los presupuestos limitados, las fuerzas aéreas fueron conservadoras en el diseño de aeronaves, y los biplanos siguieron siendo populares entre los pilotos por su agilidad, y permanecieron en servicio mucho después de que dejaron de ser competitivos. Diseños como el Gloster Gladiator , el Fiat CR.42 Falco y el Polikarpov I-15 eran comunes incluso a fines de la década de 1930, y muchos todavía estaban en servicio en 1942. Hasta mediados de la década de 1930, la mayoría de los cazas en los EE. UU., el Reino Unido, Italia y Rusia seguían siendo biplanos cubiertos de tela.
El armamento de los cazas empezó a montarse en el interior de las alas, fuera del arco de la hélice, aunque la mayoría de los diseños conservaban dos ametralladoras sincronizadas directamente delante del piloto, donde eran más precisas (al ser la parte más fuerte de la estructura, se reducía la vibración a la que estaban sometidas las ametralladoras). Disparar con esta disposición tradicional también era más fácil porque las ametralladoras disparaban directamente hacia delante en la dirección del vuelo del avión, hasta el límite de su alcance; a diferencia de las ametralladoras montadas en las alas, que para ser efectivas requerían estar armonizadas , es decir, preajustadas para disparar en un ángulo por las tripulaciones de tierra de modo que sus balas convergieran en un área objetivo a una distancia determinada por delante del caza. Las ametralladoras de calibre .30 y .303 pulgadas (7,62 y 7,70 mm) siguieron siendo la norma, ya que las armas más grandes eran demasiado pesadas y engorrosas o se consideraban innecesarias contra aviones de construcción tan ligera. No se consideró irrazonable utilizar armamento al estilo de la Primera Guerra Mundial para contrarrestar a los cazas enemigos, ya que durante la mayor parte del período no hubo suficiente combate aire-aire para refutar esta noción.
El motor rotativo , popular durante la Primera Guerra Mundial, desapareció rápidamente, ya que su desarrollo había llegado al punto en que las fuerzas rotativas impedían que se entregara más combustible y aire a los cilindros, lo que limitaba la potencia. Fueron reemplazados principalmente por el motor radial estacionario, aunque los avances importantes llevaron a que los motores en línea ganaran terreno con varios motores excepcionales, incluido el Curtiss D-12 V- 12 de 1145 pulgadas cúbicas (18 760 cm 3 ) . Los motores de las aeronaves aumentaron su potencia varias veces durante el período, pasando de los 180 hp (130 kW) típicos del Fokker D.VII de 900 kg (2000 lb) de 1918 a los 900 hp (670 kW) del Curtiss P-36 de 2500 kg (5500 lb) de 1936. El debate entre los elegantes motores en línea frente a los modelos radiales más fiables continuó, con las fuerzas aéreas navales prefiriendo los motores radiales y las fuerzas terrestres eligiendo a menudo los motores en línea. Los diseños radiales no requerían un radiador separado (y vulnerable), pero tenían una mayor resistencia. Los motores en línea a menudo tenían una mejor relación potencia-peso .
Algunas fuerzas aéreas experimentaron con " cazas pesados " (llamados "destructores" por los alemanes). Se trataba de aviones más grandes, normalmente bimotores, a veces adaptaciones de bombarderos ligeros o medianos . Estos diseños solían tener mayor capacidad de combustible interno (y, por lo tanto, mayor alcance) y armamento más pesado que sus homólogos monomotores. En combate, demostraron ser vulnerables a los cazas monomotores más ágiles.
El principal motor de la innovación en materia de cazas, hasta el período de rápido rearme a finales de los años 30, no fueron los presupuestos militares, sino las carreras de aviones civiles. Los aviones diseñados para estas carreras introdujeron innovaciones, como la aerodinámica y motores más potentes, que se incorporarían a los cazas de la Segunda Guerra Mundial. La más importante de ellas fue la carrera del Trofeo Schneider , en la que la competencia se volvió tan feroz que solo los gobiernos nacionales podían permitirse participar.
Al final del período de entreguerras en Europa llegó la Guerra Civil Española . Esta fue justo la oportunidad que necesitaban la Luftwaffe alemana , la Regia Aeronautica italiana y la Voenno-Vozdushnye Sily de la Unión Soviética para probar sus últimos aviones. Cada parte envió numerosos tipos de aviones para apoyar a sus bandos en el conflicto. En los combates aéreos sobre España, los últimos cazas Messerschmitt Bf 109 lo hicieron bien, al igual que el Polikarpov I-16 soviético . El diseño alemán posterior fue anterior en su ciclo de diseño y tenía más espacio para el desarrollo y las lecciones aprendidas llevaron a modelos muy mejorados en la Segunda Guerra Mundial. Los rusos no pudieron seguir el ritmo y, a pesar de que entraron en servicio modelos más nuevos, los I-16 siguieron siendo los cazas soviéticos de primera línea más comunes hasta 1942 a pesar de ser superados por los Bf 109 mejorados en la Segunda Guerra Mundial. Por su parte, los italianos desarrollaron varios monoplanos como el Fiat G.50 Freccia , pero al estar cortos de fondos, se vieron obligados a seguir operando los obsoletos biplanos Fiat CR.42 Falco .
Desde principios de la década de 1930, los japoneses estuvieron en guerra contra los nacionalistas chinos y los rusos en China, y utilizaron la experiencia para mejorar tanto el entrenamiento como los aviones, reemplazando los biplanos por modernos monoplanos con voladizo y creando un grupo de pilotos excepcionales. En el Reino Unido, a instancias de Neville Chamberlain (más famoso por su discurso "paz en nuestro tiempo"), toda la industria de la aviación británica fue reestructurada, lo que le permitió cambiar rápidamente de biplanos con estructura de metal recubiertos de tela a monoplanos con revestimiento tensado en voladizo a tiempo para la guerra con Alemania, un proceso que Francia intentó emular, pero demasiado tarde para contrarrestar la invasión alemana. El período de mejorar el mismo diseño de biplano una y otra vez estaba llegando a su fin, y el Hawker Hurricane y el Supermarine Spitfire comenzaron a suplantar a los biplanos Gloster Gladiator y Hawker Fury , pero muchos biplanos permanecieron en servicio en primera línea mucho después del comienzo de la Segunda Guerra Mundial. Si bien no combatieron en España, también absorbieron muchas de las lecciones a tiempo para usarlas.
La Guerra Civil Española también brindó una oportunidad para actualizar las tácticas de combate. Una de las innovaciones fue el desarrollo de la formación de " cuatro dedos " por el piloto alemán Werner Mölders . Cada escuadrón de cazas (en alemán: Staffel ) se dividió en varios vuelos ( Schwarm ) de cuatro aviones. Cada Schwarm se dividió en dos Rotten , que eran un par de aviones. Cada Rotte estaba compuesto por un líder y un compañero. Esta formación flexible permitió a los pilotos mantener una mayor conciencia de la situación, y los dos Rotten podían separarse en cualquier momento y atacar por su cuenta. La formación de cuatro dedos sería ampliamente adoptada como la formación táctica fundamental durante la Segunda Guerra Mundial, incluso por los británicos y más tarde por los estadounidenses. [ aclaración necesaria ]
La Segunda Guerra Mundial se caracterizó por combates de cazas a una escala mayor que cualquier otro conflicto hasta la fecha. El mariscal de campo alemán Erwin Rommel destacó el efecto del poder aéreo: "Cualquiera que tenga que luchar, incluso con las armas más modernas, contra un enemigo que tiene el control absoluto del aire, lucha como un salvaje..." [23] A lo largo de la guerra, los cazas desempeñaron su papel convencional de establecer la superioridad aérea mediante el combate con otros cazas y mediante la intercepción de bombarderos, y también desempeñaron a menudo funciones como el apoyo aéreo táctico y el reconocimiento .
El diseño de los cazas variaba ampliamente entre combatientes. Los japoneses e italianos favorecían diseños ligeramente armados y blindados pero muy maniobrables como los japoneses Nakajima Ki-27 , Nakajima Ki-43 y Mitsubishi A6M Zero y los italianos Fiat G.50 Freccia y Macchi MC.200 . En contraste, los diseñadores del Reino Unido, Alemania, la Unión Soviética y los Estados Unidos creían que la mayor velocidad de los aviones de combate crearía fuerzas g insoportables para los pilotos que intentaran maniobrar combates aéreos típicos de la Primera Guerra Mundial, y sus cazas fueron en cambio optimizados para la velocidad y la potencia de fuego. En la práctica, aunque los aviones ligeros y muy maniobrables poseían algunas ventajas en el combate caza contra caza, estas generalmente podían ser superadas por una doctrina táctica sólida, y el enfoque de diseño de los italianos y japoneses hizo que sus cazas no fueran adecuados como interceptores o aviones de ataque.
Durante la invasión de Polonia y la Batalla de Francia , los cazas de la Luftwaffe, principalmente el Messerschmitt Bf 109, mantuvieron la superioridad aérea, y la Luftwaffe jugó un papel importante en las victorias alemanas en estas campañas. Sin embargo, durante la Batalla de Inglaterra , los Hurricanes y Spitfires británicos demostraron ser aproximadamente iguales a los cazas de la Luftwaffe. Además, el sistema Dowding basado en radar británico que dirigía a los cazas hacia los ataques alemanes y las ventajas de luchar sobre el territorio británico permitieron a la RAF negar la superioridad aérea a Alemania, salvando al Reino Unido de una posible invasión alemana y asestando al Eje una importante derrota a principios de la Segunda Guerra Mundial. En el Frente Oriental , las fuerzas de caza soviéticas se vieron abrumadas durante las fases iniciales de la Operación Barbarroja . Esto fue resultado de la sorpresa táctica al comienzo de la campaña, el vacío de liderazgo dentro del ejército soviético dejado por la Gran Purga y la inferioridad general de los diseños soviéticos en ese momento, como el obsoleto biplano Polikarpov I-15 y el I-16 . Los diseños soviéticos más modernos, incluidos el Mikoyan-Gurevich MiG-3 , el LaGG-3 y el Yakolev Yak-1 , aún no habían llegado en números y, en cualquier caso, todavía eran inferiores al Messerschmitt Bf 109. Como resultado, durante los primeros meses de estas campañas, las fuerzas aéreas del Eje destruyeron un gran número de aviones de la Fuerza Aérea Roja en tierra y en combates aéreos unilaterales. En las etapas posteriores en el Frente Oriental, el entrenamiento y el liderazgo soviéticos mejoraron, al igual que su equipo. En 1942, los diseños soviéticos como el Yakovlev Yak-9 y el Lavochkin La-5 tenían un rendimiento comparable al Bf 109 alemán y al Focke-Wulf Fw 190 . Además, se suministraron cantidades significativas de aviones de combate británicos, y más tarde estadounidenses, para ayudar al esfuerzo bélico soviético como parte del programa de Préstamo y Arriendo , con el Bell P-39 Airacobra.Los soviéticos también recibieron ayuda indirecta de las campañas de bombardeo estadounidenses y británicas, que obligaron a la Luftwaffe a trasladar muchos de sus cazas fuera del frente oriental para defenderse de estos ataques. Los soviéticos fueron cada vez más capaces de desafiar a la Luftwaffe y, aunque esta mantuvo una ventaja cualitativa sobre la Fuerza Aérea Roja durante gran parte de la guerra, el aumento de la cantidad y la eficacia de la Fuerza Aérea Soviética fueron fundamentales para los esfuerzos del Ejército Rojo por hacer retroceder y, finalmente, aniquilar a la Wehrmacht .
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Mientras tanto, el combate aéreo en el Frente Occidental tenía un carácter muy diferente. Gran parte de este combate se centró en las campañas de bombardeo estratégico de la RAF y la USAAF contra la industria alemana destinadas a desgastar a la Luftwaffe. Los aviones de combate del Eje se centraron en la defensa contra los bombarderos aliados , mientras que el papel principal de los cazas aliados era el de escoltar a los bombarderos. La RAF atacaba las ciudades alemanas por la noche, y ambos bandos desarrollaron cazas nocturnos equipados con radar para estas batallas. Los estadounidenses, en cambio, realizaron incursiones de bombardeo diurno sobre Alemania para lanzar la Ofensiva Combinada de Bombardeo . Sin embargo, los bombarderos Consolidated B-24 Liberator y Boeing B-17 Flying Fortress sin escolta demostraron ser incapaces de defenderse de los interceptores alemanes (principalmente los Bf 109 y Fw 190). Con la posterior llegada de cazas de largo alcance, en particular el North American P-51 Mustang , los cazas estadounidenses pudieron escoltar hasta el interior de Alemania en incursiones diurnas y, al adelantarse, desgastaron a la Luftwaffe para establecer el control de los cielos sobre Europa occidental.
En junio de 1944, cuando se produjo la Operación Overlord , los aliados habían conseguido una superioridad aérea casi total en el frente occidental, lo que abrió el camino tanto para intensificar los bombardeos estratégicos de las ciudades e industrias alemanas como para los bombardeos tácticos de objetivos en el campo de batalla. Con la Luftwaffe prácticamente despejada de los cielos, los cazas aliados se utilizaron cada vez más como aviones de ataque terrestre.
Los cazas aliados, al obtener superioridad aérea sobre el campo de batalla europeo, desempeñaron un papel crucial en la derrota final del Eje, que el Reichmarshal Hermann Göring , comandante de la Luftwaffe alemana , resumió cuando dijo: "Cuando vi Mustangs sobre Berlín, supe que se había acabado el juego". [24]
Los principales combates aéreos durante la guerra en el Pacífico comenzaron con la entrada de los aliados occidentales tras el ataque de Japón contra Pearl Harbor . El Servicio Aéreo de la Armada Imperial Japonesa operó principalmente el Mitsubishi A6M Zero , y el Servicio Aéreo del Ejército Imperial Japonés voló el Nakajima Ki-27 y el Nakajima Ki-43 , disfrutando inicialmente de un gran éxito, ya que estos cazas generalmente tenían mejor alcance, maniobrabilidad, velocidad y tasas de ascenso que sus homólogos aliados. [25] [26] Además, los pilotos japoneses estaban bien entrenados y muchos eran veteranos de combate de las campañas de Japón en China . Rápidamente ganaron superioridad aérea sobre los Aliados, que en esta etapa de la guerra a menudo estaban desorganizados, poco entrenados y mal equipados, y el poder aéreo japonés contribuyó significativamente a sus éxitos en Filipinas , Malasia y Singapur , las Indias Orientales Holandesas y Birmania .
A mediados de 1942, los aliados comenzaron a reagruparse y, aunque algunos aviones aliados como el Brewster Buffalo y el P-39 Airacobra fueron superados irremediablemente por cazas como el Mitsubishi A6M Zero de Japón , otros como el Curtiss P-40 Warhawk del Ejército y el Grumman F4F Wildcat de la Armada poseían atributos como potencia de fuego superior, robustez y velocidad de picado, y los aliados pronto desarrollaron tácticas (como el Thach Weave ) para aprovechar estas fortalezas. Estos cambios pronto dieron sus frutos, ya que la capacidad de los aliados para negar la superioridad aérea de Japón fue fundamental para sus victorias en el mar de Coral , Midway , Guadalcanal y Nueva Guinea . En China, los Tigres Voladores también utilizaron las mismas tácticas con cierto éxito, aunque no pudieron detener la marea de avances japoneses allí. En 1943, los aliados comenzaron a ganar la delantera en las campañas aéreas de la Campaña del Pacífico. Varios factores contribuyeron a este cambio. En primer lugar, el Lockheed P-38 Lightning y los cazas aliados de segunda generación, como el Grumman F6 Hellcat y más tarde el Vought F4 Corsair , el Republic P-47 Thunderbolt y el North American P-51 Mustang , comenzaron a llegar en gran número. Estos cazas superaron a los cazas japoneses en todos los aspectos, excepto en la maniobrabilidad. Otros problemas con los aviones de combate de Japón también se hicieron evidentes a medida que avanzaba la guerra, como su falta de blindaje y armamento ligero, que había sido típico de todos los cazas de preguerra en todo el mundo, pero el problema era particularmente difícil de rectificar en los diseños japoneses. Esto los hizo inadecuados como bombarderos-interceptores o aviones de ataque a tierra, roles que los cazas aliados aún podían desempeñar. Lo más importante es que el programa de entrenamiento de Japón no logró proporcionar suficientes pilotos bien entrenados para reemplazar las pérdidas. En contraste, los Aliados mejoraron tanto la cantidad como la calidad de los pilotos que se graduaron de sus programas de entrenamiento. A mediados de 1944, los cazas aliados habían ganado superioridad aérea en todo el teatro de operaciones, que no volvería a ser cuestionada durante la guerra. El alcance de la superioridad cuantitativa y cualitativa de los Aliados en este punto de la guerra quedó demostrado durante la Batalla del Mar de Filipinas , una victoria aliada desequilibrada en la que los aviadores japoneses fueron derribados en tal cantidad y con tal facilidad que los pilotos de caza estadounidenses la compararon con una gran "caza de pavos". A finales de la guerra, Japón comenzó a producir nuevos cazas como el Nakajima Ki-84 y el Kawanishi N1K.para reemplazar al Zero, pero sólo en pequeñas cantidades, y para entonces Japón carecía de pilotos entrenados o combustible suficiente para plantear un desafío efectivo a los ataques aliados. Durante las etapas finales de la guerra, el brazo de combate de Japón no pudo desafiar seriamente los ataques sobre Japón de los Boeing B-29 Superfortress estadounidenses , y se vio reducido en gran medida a ataques kamikaze .
La tecnología de los cazas avanzó rápidamente durante la Segunda Guerra Mundial. Los motores de pistón , que impulsaban a la gran mayoría de los cazas de la Segunda Guerra Mundial, se volvieron más potentes: al comienzo de la guerra, los cazas generalmente tenían motores que producían entre 1000 hp (750 kW) y 1400 hp (1000 kW), mientras que al final de la guerra muchos podían producir más de 2000 hp (1500 kW). Por ejemplo, el Spitfire , uno de los pocos cazas en producción continua durante la guerra, estaba propulsado en 1939 por un Merlin II de 1030 hp (770 kW) , mientras que las variantes producidas en 1945 estaban equipadas con el Rolls-Royce Griffon 61 de 2035 hp (1517 kW) . Sin embargo, estos cazas solo pudieron lograr aumentos modestos en la velocidad máxima debido a los problemas de compresibilidad creados a medida que los aviones y sus hélices se acercaban a la barrera del sonido , y era evidente que los aviones propulsados por hélice se acercaban a los límites de su rendimiento. Los cazas alemanes propulsados por reactores y cohetes entraron en combate en 1944, demasiado tarde para afectar el resultado de la guerra. El mismo año, el único caza a reacción operativo de los Aliados, el Gloster Meteor , también entró en servicio. Los cazas de la Segunda Guerra Mundial también presentaban cada vez más una construcción monocasco , que mejoraba su eficiencia aerodinámica al tiempo que añadía resistencia estructural. Las alas de flujo laminar , que mejoraban el rendimiento a alta velocidad, también se empezaron a utilizar en cazas como el P-51 Mustang, mientras que el Messerschmitt Me 262 y el Messerschmitt Me 163 presentaban alas en flecha que reducían drásticamente la resistencia a altas velocidades subsónicas. El armamento también avanzó durante la guerra. Las ametralladoras del calibre de un fusil que eran comunes en los cazas de antes de la guerra no podían derribar fácilmente a los aviones de guerra más robustos de la época. Las fuerzas aéreas comenzaron a reemplazarlos o complementarlos con cañones, que disparaban proyectiles explosivos que podían abrir un agujero en un avión enemigo, en lugar de depender de la energía cinética de una bala sólida que impactara en un componente crítico del avión, como una línea de combustible o un cable de control, o al piloto. Los cañones podían derribar incluso bombarderos pesados con solo unos pocos impactos, pero su menor cadencia de fuego dificultaba alcanzar a cazas que se movían rápidamente en un combate aéreo. Con el tiempo, la mayoría de los cazas montaron cañones, a veces en combinación con ametralladoras. Los británicos personificaron este cambio. Sus cazas estándar de principios de la guerra montaron ocho ametralladoras de calibre 7,7 mm (0,303 pulgadas) , pero a mediados de la guerra a menudo presentaban una combinación de ametralladoras y cañones de 20 mm (0,79 pulgadas)., y al final de la guerra a menudo solo cañones. Los estadounidenses, por el contrario, tuvieron problemas para producir un diseño de cañón, por lo que en su lugar colocaron múltiples ametralladoras pesadas de 0,50 pulgadas (12,7 mm) en sus cazas. Los cazas también fueron equipados cada vez más con bastidores de bombas y munición aire-tierra como bombas o cohetes debajo de sus alas, y se les presionó para que asumieran funciones de apoyo aéreo cercano como cazabombarderos . Aunque llevaban menos munición que los bombarderos ligeros y medianos , y generalmente tenían un alcance menor, eran más baratos de producir y mantener y su maniobrabilidad les facilitaba alcanzar objetivos en movimiento como vehículos motorizados. Además, si se encontraban con cazas enemigos, su munición (que reducía la sustentación y aumentaba la resistencia y, por lo tanto, disminuía el rendimiento) podía desecharse y podían atacar a los cazas enemigos, lo que eliminaba la necesidad de escoltas de cazas que requerían los bombarderos.
Cazas fuertemente armados como el Focke-Wulf Fw 190 de Alemania , los Hawker Typhoon y Hawker Tempest de Gran Bretaña y los Curtiss P-40 , F4U Corsair, P-47 Thunderbolt y P-38 Lightning de Estados Unidos sobresalieron como cazabombarderos, y desde la Segunda Guerra Mundial el ataque a tierra se ha convertido en una importante capacidad secundaria de muchos cazas. La Segunda Guerra Mundial también vio el primer uso de radar aerotransportado en cazas. El propósito principal de estos radares era ayudar a los cazas nocturnos a localizar bombarderos y cazas enemigos. Debido al volumen de estos equipos de radar, no podían llevarse en cazas monomotor convencionales y, en su lugar, generalmente se adaptaban a cazas pesados o bombarderos ligeros más grandes como el Messerschmitt Bf 110 y el Junkers Ju 88 de Alemania, el De Havilland Mosquito y el Bristol Beaufighter de Gran Bretaña y el Douglas A-20 de Estados Unidos , que entonces sirvieron como cazas nocturnos. El Northrop P-61 Black Widow , un caza nocturno construido especialmente, fue el único caza de la guerra que incorporó un radar en su diseño original. Gran Bretaña y Estados Unidos cooperaron estrechamente en el desarrollo del radar aerotransportado, y la tecnología de radar de Alemania en general quedó ligeramente por detrás de los esfuerzos angloamericanos, mientras que otros combatientes desarrollaron pocos cazas equipados con radar.
Un concepto que se originó en 1943 del ingeniero alemán Bernhard J. Schrage como respuesta a la creciente amenaza que representaban los bombarderos pesados aliados, particularmente de noche. El sistema Schrage Musik implicaba montar torretas de cañones orientadas hacia arriba, típicamente cañones gemelos de 20 mm o 30 mm, en el vientre de los cazas nocturnos alemanes como el Messerschmitt Bf 110 y versiones posteriores del Junkers Ju 88. Estos cañones estaban inclinados hacia arriba para apuntar a la parte inferior vulnerable de los bombarderos enemigos.
Varios programas de prototipos de cazas iniciados a principios de 1945 continuaron después de la guerra y dieron lugar a cazas avanzados con motor de pistón que entraron en producción y servicio operativo en 1946. Un ejemplo típico es el Lavochkin La-9 'Fritz', que fue una evolución del exitoso Lavochkin La-7 'Fin' en tiempos de guerra. Trabajando a través de una serie de prototipos, el La-120, La-126 y La-130, la oficina de diseño de Lavochkin buscó reemplazar la estructura de madera del La-7 por una de metal, así como instalar un ala de flujo laminar para mejorar el rendimiento de maniobra y aumentar el armamento. El La-9 entró en servicio en agosto de 1946 y se produjo hasta 1948; también sirvió como base para el desarrollo de un caza de escolta de largo alcance, el La-11 'Fang', del que se produjeron casi 1200 entre 1947 y 1951. Sin embargo, a lo largo de la Guerra de Corea, se hizo evidente que los días del caza con motor de pistón estaban llegando a su fin y que el futuro estaría en los cazas a reacción.
Este período también fue testigo de la experimentación con aviones con motor de pistón asistido por chorro. Los derivados del La-9 incluían ejemplares equipados con dos motores auxiliares de pulsorreactores bajo las alas (el La-9RD) y un par de motores auxiliares de estatorreactores montados de manera similar (el La-138); sin embargo, ninguno de estos entró en servicio. Uno que sí entró en servicio, con la Armada de los EE. UU. en marzo de 1945, fue el Ryan FR-1 Fireball ; la producción se detuvo con el final de la guerra el Día de la Victoria sobre Japón , con solo 66 entregados, y el tipo fue retirado del servicio en 1947. La USAAF había ordenado sus primeros 13 prototipos de preproducción con propulsión mixta de turbohélice y turborreactor del caza Consolidated Vultee XP-81 , pero este programa también fue cancelado el Día de la Victoria sobre Japón, con el 80% del trabajo de ingeniería completado.
El primer avión propulsado por cohetes fue el Lippisch Ente , que realizó un exitoso vuelo inaugural en marzo de 1928. [27] El único avión cohete puro jamás producido en masa fue el Messerschmitt Me 163 B Komet en 1944, uno de varios proyectos alemanes de la Segunda Guerra Mundial destinados a desarrollar aviones de defensa puntual de alta velocidad. [28] Las variantes posteriores del Me 262 (C-1a y C-2b) también estaban equipadas con plantas motrices de chorro/cohete de "potencia mixta", mientras que los modelos anteriores estaban equipados con propulsores de cohetes, pero no se produjeron en masa con estas modificaciones. [29]
En los años inmediatamente posteriores a la Segunda Guerra Mundial, la URSS experimentó con un interceptor propulsado por cohetes, el Mikoyan-Gurevich I-270 . Solo se construyeron dos.
En la década de 1950, los británicos desarrollaron diseños de reactores de potencia mixta que empleaban motores a reacción y cohetes para cubrir la brecha de rendimiento que existía en los diseños de turborreactores. El cohete era el motor principal para proporcionar la velocidad y la altura necesarias para la interceptación a alta velocidad de bombarderos de alto nivel y el turborreactor proporcionaba mayor economía de combustible en otras partes del vuelo, sobre todo para garantizar que el avión pudiera realizar un aterrizaje con motor en lugar de correr el riesgo de un retorno planeado impredecible.
El SR.53 de Saunders-Roe fue un diseño exitoso y se planeó su producción cuando la economía obligó a los británicos a reducir la mayoría de los programas de aeronaves a fines de la década de 1950. Además, los rápidos avances en la tecnología de motores a reacción hicieron que los diseños de aeronaves de potencia mixta como el SR.53 de Saunders-Roe (y el siguiente SR.177 ) quedaran obsoletos. El XF-91 Thunderceptor de American Republic , el primer caza estadounidense en superar Mach 1 en vuelo nivelado, corrió una suerte similar por la misma razón, y nunca se ha puesto en servicio ningún diseño de caza híbrido con cohete y motor a reacción.
La única implementación operativa de la propulsión mixta fue el despegue asistido por cohetes (RATO), un sistema rara vez utilizado en aviones de combate, como el esquema de despegue basado en RATO de lanzamiento de longitud cero desde plataformas de lanzamiento especiales , probado tanto por Estados Unidos como por la Unión Soviética, y que quedó obsoleto con los avances en la tecnología de misiles tierra-aire .
En la comunidad aeronáutica se ha vuelto común clasificar los aviones de combate a reacción por "generaciones" con fines históricos. [30] No existen definiciones oficiales de estas generaciones; más bien, representan la noción de etapas en el desarrollo de enfoques de diseño de aviones de combate, capacidades de rendimiento y evolución tecnológica. Diferentes autores han clasificado los aviones de combate a reacción en diferentes generaciones. Por ejemplo, Richard P. Hallion, del Grupo de Acción del Secretario de la Fuerza Aérea, clasificó al F-16 como un avión de combate a reacción de sexta generación. [31]
Los plazos asociados a cada generación siguen siendo inexactos y son solo indicativos del período durante el cual sus filosofías de diseño y el uso de la tecnología ejercieron una influencia predominante en el diseño y desarrollo de los cazas. Estos plazos también abarcan el período pico de entrada en servicio de dichas aeronaves.
La primera generación de cazas a reacción comprendía los diseños iniciales de cazas a reacción subsónicos introducidos a finales de la Segunda Guerra Mundial (1939-1945) y a principios del período de posguerra. Se diferenciaban poco de sus homólogos con motor de pistón en apariencia, y muchos empleaban alas sin flecha . Los cañones y las ametralladoras seguían siendo el armamento principal. La necesidad de obtener una ventaja decisiva en velocidad máxima impulsó el desarrollo de aviones con turborreactores. Las velocidades máximas de los cazas aumentaron de forma constante durante la Segunda Guerra Mundial a medida que se desarrollaban motores de pistón más potentes y se acercaban a velocidades de vuelo transónicas en las que la eficiencia de las hélices disminuye, lo que hace que los aumentos de velocidad posteriores sean casi imposibles.
Los primeros aviones a reacción se desarrollaron durante la Segunda Guerra Mundial y entraron en combate en los dos últimos años de la guerra. Messerschmitt desarrolló el primer caza a reacción operativo, el Me 262 A, que sirvió principalmente en la JG 7 de la Luftwaffe , la primera escuadra de cazas a reacción del mundo. Era considerablemente más rápido que los aviones de pistón contemporáneos y, en manos de un piloto competente, resultó bastante difícil de derrotar para los pilotos aliados. La Luftwaffe nunca desplegó el diseño en cantidades suficientes para detener la campaña aérea aliada, y una combinación de escasez de combustible, pérdidas de pilotos y dificultades técnicas con los motores mantuvo bajo el número de salidas. Sin embargo, el Me 262 indicó la obsolescencia de los aviones de pistón. El Gloster Meteor , impulsado por los informes sobre los aviones alemanes, entró en producción poco después y los dos entraron en servicio casi al mismo tiempo en 1944. Los Meteor solían servir para interceptar la bomba volante V-1 , ya que eran más rápidos que los cazas con motor de pistón disponibles a las bajas altitudes utilizadas por las bombas volantes. Hacia el final de la Segunda Guerra Mundial, el primer diseño de caza ligero militar con propulsión a reacción , la Luftwaffe, pretendía que el Heinkel He 162 A Spatz (gorrión) sirviera como un simple caza a reacción para la defensa interior alemana, con unos pocos ejemplares en servicio en el escuadrón del JG 1 en abril de 1945. Al final de la guerra, casi todo el trabajo sobre cazas con propulsión a pistón había terminado. Unos pocos diseños que combinaban motores de pistón y a reacción para la propulsión, como el Ryan FR Fireball , se utilizaron brevemente, pero a finales de la década de 1940 prácticamente todos los nuevos cazas eran propulsados por reactores.
A pesar de sus ventajas, los primeros cazas a reacción distaban mucho de ser perfectos. La vida útil operativa de las turbinas era muy corta y los motores eran caprichosos, mientras que la potencia sólo se podía ajustar lentamente y la aceleración era pobre (incluso si la velocidad máxima era mayor) en comparación con la última generación de cazas de pistón. Muchos escuadrones de cazas con motor de pistón permanecieron en servicio hasta principios y mediados de la década de 1950, incluso en las fuerzas aéreas de las principales potencias (aunque los tipos que se conservaron fueron los mejores diseños de la Segunda Guerra Mundial). Las innovaciones, como los asientos eyectables , los frenos de aire y los estabilizadores de cola totalmente móviles, se generalizaron en este período.
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Los estadounidenses comenzaron a utilizar aviones de combate a reacción en operaciones después de la Segunda Guerra Mundial, tras el fracaso del Bell P-59 durante la guerra. El Lockheed P-80 Shooting Star (que pronto pasó a denominarse F-80) era más propenso a la resistencia aerodinámica que el Me 262 de ala en flecha, pero tenía una velocidad de crucero (660 km/h (410 mph)) tan alta como la velocidad máxima alcanzable por muchos cazas con motor de pistón. Los británicos diseñaron varios aviones a reacción nuevos, incluido el distintivo avión monomotor de doble brazo de Havilland Vampire, que Gran Bretaña vendió a las fuerzas aéreas de muchas naciones.
Los británicos transfirieron la tecnología del motor a reacción Rolls-Royce Nene a los soviéticos, quienes pronto la pusieron en uso en su avanzado caza Mikoyan-Gurevich MiG-15 , que usaba alas en flecha completa que permitían volar más cerca de la velocidad del sonido que los diseños de alas rectas como el F-80. La velocidad máxima de los MiG-15 de 1.075 km/h (668 mph) resultó ser un gran shock para los pilotos estadounidenses del F-80 que se encontraron con ellos en la Guerra de Corea , junto con su armamento de dos cañones de 23 mm (0,91 pulgadas) y un solo cañón de 37 mm (1,5 pulgadas). Sin embargo, en el primer combate aéreo entre aviones a reacción, que tuvo lugar durante la Guerra de Corea el 8 de noviembre de 1950, un F-80 derribó dos MiG-15 norcoreanos.
Los estadounidenses respondieron enviando su propio caza de ala en flecha, el North American F-86 Sabre , a la batalla contra los MiG, que tenían un rendimiento transsónico similar . Los dos aviones tenían diferentes puntos fuertes y débiles, pero eran lo suficientemente similares como para que la victoria pudiera ser de uno u otro lado. Mientras que los Sabre se centraron principalmente en derribar MiG y obtuvieron buenos resultados frente a los pilotados por los norcoreanos, que estaban mal entrenados, los MiG a su vez diezmaron las formaciones de bombarderos estadounidenses y obligaron a la retirada de numerosos modelos estadounidenses del servicio operativo.
Las armadas del mundo también hicieron la transición a los jets durante este período, a pesar de la necesidad de lanzamiento por catapulta de los nuevos aviones. La Armada de los EE. UU. adoptó el Grumman F9F Panther como su principal caza a reacción en el período de la Guerra de Corea, y fue uno de los primeros cazas a reacción en emplear un postquemador . El de Havilland Sea Vampire se convirtió en el primer caza a reacción de la Royal Navy. El radar se utilizó en cazas nocturnos especializados como el Douglas F3D Skyknight , que también derribó MiG sobre Corea, y más tarde se instaló en el McDonnell F2H Banshee y los Vought F7U Cutlass de ala en flecha y el McDonnell F3H Demon como cazas todo clima / nocturnos. Las primeras versiones de misiles aire-aire (AAM) infrarrojos (IR ), como el AIM-9 Sidewinder y los misiles guiados por radar, como el AIM-7 Sparrow , cuyos descendientes siguen en uso en 2021 , se introdujeron por primera vez en los cazas navales subsónicos de ala en flecha Demon y Cutlass.[update]
Los avances tecnológicos, las lecciones aprendidas en las batallas aéreas de la Guerra de Corea y el enfoque en la conducción de operaciones en un entorno de guerra nuclear dieron forma al desarrollo de los cazas de segunda generación. Los avances tecnológicos en aerodinámica , propulsión y materiales de construcción aeroespacial (principalmente aleaciones de aluminio ) permitieron a los diseñadores experimentar con innovaciones aeronáuticas como alas en flecha , alas delta y fuselajes de área reglada . El uso generalizado de motores turborreactores con postcombustión hizo que estos fueran los primeros aviones de producción en romper la barrera del sonido, y la capacidad de mantener velocidades supersónicas en vuelo nivelado se convirtió en una capacidad común entre los cazas de esta generación.
Los diseños de cazas también aprovecharon las nuevas tecnologías electrónicas que permitieron que los radares efectivos fueran lo suficientemente pequeños como para ser transportados a bordo de aeronaves más pequeñas. Los radares de a bordo permitieron la detección de aeronaves enemigas más allá del alcance visual, mejorando así la transferencia de objetivos por parte de radares terrestres de advertencia y seguimiento de mayor alcance. De manera similar, los avances en el desarrollo de misiles guiados permitieron que los misiles aire-aire comenzaran a complementar al cañón como arma ofensiva principal por primera vez en la historia de los cazas. Durante este período, los misiles guiados por infrarrojos (IR) con guía pasiva se volvieron comunes, pero los primeros sensores de misiles IR tenían poca sensibilidad y un campo de visión muy estrecho (normalmente no más de 30°), lo que limitaba su uso efectivo solo a enfrentamientos de corto alcance y persecución por la cola . También se introdujeron los misiles guiados por radar (RF), pero los primeros ejemplos demostraron ser poco confiables. Estos misiles guiados por radar semiactivos (SARH) podían rastrear e interceptar un avión enemigo "marcado" por el radar de a bordo del avión de lanzamiento. Los misiles aire-aire RF de mediano y largo alcance prometían abrir una nueva dimensión del combate "más allá del alcance visual" (BVR), y muchos esfuerzos se concentraron en un mayor desarrollo de esta tecnología.
La perspectiva de una posible tercera guerra mundial con grandes ejércitos mecanizados y ataques con armas nucleares condujo a un grado de especialización a lo largo de dos enfoques de diseño: interceptores , como el English Electric Lightning y el Mikoyan-Gurevich MiG-21 F; y cazabombarderos , como el Republic F-105 Thunderchief y el Sukhoi Su-7B . El combate aéreo , per se , perdió importancia en ambos casos. El interceptor fue una consecuencia de la visión de que los misiles guiados reemplazarían completamente a los cañones y el combate se llevaría a cabo a distancias más allá de la visión. Como resultado, los estrategas diseñaron interceptores con una gran carga útil de misiles y un radar poderoso, sacrificando la agilidad a favor de alta velocidad, techo de altitud y tasa de ascenso . Con un papel primario de defensa aérea, se hizo hincapié en la capacidad de interceptar bombarderos estratégicos que volaran a grandes altitudes. Los interceptores especializados en defensa puntual a menudo tenían un alcance limitado y pocas, si es que tenían alguna, capacidades de ataque terrestre. Los cazabombarderos podían oscilar entre funciones de superioridad aérea y de ataque terrestre, y a menudo estaban diseñados para lanzar sus municiones a gran velocidad y baja altitud. Se introdujeron misiles aire-tierra guiados por televisión e infrarrojos para complementar las bombas de gravedad tradicionales , y algunos también estaban equipados para lanzar una bomba nuclear .
La tercera generación fue testigo de la maduración continua de las innovaciones de la segunda generación, pero está más marcada por un énfasis renovado en la maniobrabilidad y en las capacidades tradicionales de ataque terrestre. A lo largo de la década de 1960, la creciente experiencia de combate con misiles guiados demostró que el combate se convertiría en combates aéreos a corta distancia. Comenzó a aparecer la aviónica analógica , que reemplazó a la antigua instrumentación de cabina de "indicadores de vapor". Las mejoras en el rendimiento aerodinámico de los cazas de tercera generación incluyeron superficies de control de vuelo como canards , slats motorizados y flaps soplados . Se probarían varias tecnologías para el despegue y aterrizaje verticales/cortos , pero la vectorización del empuje tendría éxito en el Harrier .
El crecimiento de la capacidad de combate aéreo se centró en la introducción de misiles aire-aire mejorados, sistemas de radar y otros componentes de aviónica. Si bien los cañones siguieron siendo parte del equipo estándar (los primeros modelos del F-4 fueron una notable excepción), los misiles aire-aire se convirtieron en las armas principales de los cazas de superioridad aérea, que empleaban radares más sofisticados y misiles antiaéreos de radiofrecuencia de alcance medio para lograr mayores alcances de "distancia de seguridad". Sin embargo, las probabilidades de derribo resultaron inesperadamente bajas para los misiles de radiofrecuencia debido a su baja confiabilidad y a las contramedidas electrónicas mejoradas (ECM) para engañar a los buscadores de radar. Los misiles antiaéreos guiados por infrarrojos vieron sus campos de visión ampliarse a 45°, lo que fortaleció su utilidad táctica. Sin embargo, las bajas tasas de pérdidas por combate aéreo que sufrieron los cazas estadounidenses en los cielos de Vietnam llevaron a la Armada de los Estados Unidos a establecer su famosa escuela de armas de combate "TOPGUN" , que proporcionaba un plan de estudios de nivel de posgrado para entrenar a los pilotos de combate de la flota en tácticas y técnicas avanzadas de maniobras de combate aéreo (ACM) y entrenamiento de combate aéreo diferente (DACT). Esta era también vio una expansión en las capacidades de ataque terrestre, principalmente en misiles guiados, y fue testigo de la introducción de la primera aviónica verdaderamente efectiva para un ataque terrestre mejorado, incluidos los sistemas de evasión del terreno . Los misiles aire-superficie (ASM) equipados con buscadores de contraste electroópticos (EO), como el modelo inicial del ampliamente utilizado AGM-65 Maverick , se convirtieron en armas estándar, y las bombas guiadas por láser (LGB) se generalizaron en un esfuerzo por mejorar las capacidades de ataque de precisión. El guiado de estas municiones guiadas de precisión (PGM) se proporcionaba mediante módulos de orientación montados externamente , que se introdujeron a mediados de la década de 1960.
La tercera generación también condujo al desarrollo de nuevas armas de fuego automático, principalmente ametralladoras que utilizan un motor eléctrico para accionar el mecanismo de un cañón. Esto permitió que un avión llevara una sola arma de varios cañones (como el Vulcan de 20 mm (0,79 pulgadas) ), y proporcionó mayor precisión y cadencia de tiro. La fiabilidad del motor aumentó y los motores a reacción se volvieron "sin humo" para dificultar la observación de aviones a largas distancias.
Los aviones dedicados al ataque terrestre (como el Grumman A-6 Intruder , el SEPECAT Jaguar y el LTV A-7 Corsair II ) ofrecían un mayor alcance, sistemas de ataque nocturno más sofisticados o un menor coste que los cazas supersónicos. Con alas de geometría variable , el supersónico F-111 introdujo el Pratt & Whitney TF30 , el primer turbofán equipado con postcombustión. El ambicioso proyecto buscaba crear un caza común versátil para muchos roles y servicios. Serviría bien como bombardero para todo clima, pero carecía del rendimiento para derrotar a otros cazas. El McDonnell F-4 Phantom fue diseñado para capitalizar la tecnología de radar y misiles como un interceptor para todo clima , pero surgió como un bombardero de ataque versátil lo suficientemente ágil como para prevalecer en el combate aéreo, adoptado por la Armada, la Fuerza Aérea y el Cuerpo de Marines de los EE. UU . A pesar de numerosas deficiencias que no se abordarían por completo hasta que aparecieron cazas más nuevos, el Phantom reclamó 280 derribos aéreos (más que cualquier otro caza estadounidense) sobre Vietnam. [32] Con capacidades de alcance y carga útil que rivalizaban con las de los bombarderos de la Segunda Guerra Mundial, como el B-24 Liberator , el Phantom se convertiría en un avión multifunción de gran éxito.
Los cazas de cuarta generación continuaron la tendencia hacia configuraciones polivalentes y estaban equipados con sistemas de aviónica y armas cada vez más sofisticados. Los diseños de los cazas estaban significativamente influenciados por la teoría de Energía-Maniobrabilidad (EM) desarrollada por el coronel John Boyd y el matemático Thomas Christie, basada en la experiencia de combate de Boyd en la Guerra de Corea y como instructor de tácticas de caza durante la década de 1960. La teoría EM enfatizaba el valor del mantenimiento de energía específico de la aeronave como una ventaja en el combate de cazas. Boyd percibía la maniobrabilidad como el medio principal para entrar "dentro" del ciclo de toma de decisiones de un adversario, un proceso que Boyd llamó el " bucle OODA " (por "Observación-Orientación-Decisión-Acción"). Este enfoque enfatizaba los diseños de aeronaves capaces de realizar "transitorios rápidos" -cambios rápidos de velocidad, altitud y dirección- en lugar de depender principalmente de la alta velocidad únicamente.
Las características EM se aplicaron por primera vez al McDonnell Douglas F-15 Eagle , pero Boyd y sus partidarios creyeron que estos parámetros de rendimiento exigían un avión pequeño y ligero con un ala más grande y de mayor sustentación . El tamaño pequeño minimizaría la resistencia y aumentaría la relación empuje-peso , mientras que el ala más grande minimizaría la carga alar ; mientras que la carga alar reducida tiende a reducir la velocidad máxima y puede reducir el alcance, aumenta la capacidad de carga útil y la reducción del alcance se puede compensar con un mayor combustible en el ala más grande. Los esfuerzos de la " mafia de los cazas " de Boyd darían como resultado el General Dynamics F-16 Fighting Falcon (ahora Lockheed Martin ).
La maniobrabilidad del F-16 mejoró aún más gracias a su ligera inestabilidad aerodinámica. Esta técnica, llamada " estabilidad estática relajada " (RSS), fue posible gracias a la introducción del sistema de control de vuelo "fly-by-wire" ( FBW), que a su vez fue posible gracias a los avances informáticos y a las técnicas de integración de sistemas. La aviónica analógica, necesaria para las operaciones FBW, se convirtió en un requisito fundamental, pero comenzó a ser sustituida por sistemas de control de vuelo digitales en la segunda mitad de la década de 1980. Asimismo, los controles digitales de motor de plena autoridad (FADEC) para gestionar electrónicamente el rendimiento del motor se introdujeron con el turbofán Pratt & Whitney F100 . La dependencia exclusiva del F-16 de la electrónica y los cables para transmitir los comandos de vuelo, en lugar de los cables y controles mecánicos habituales, le valió el sobrenombre de "el avión eléctrico". Los FLCS y FADEC electrónicos se convirtieron rápidamente en componentes esenciales de todos los diseños de cazas posteriores.
Otras tecnologías innovadoras introducidas en los cazas de cuarta generación incluyeron radares de control de fuego de pulso Doppler (que proporcionan una capacidad de " mirar hacia abajo/derribar "), pantallas de visualización frontal (HUD), controles de "acelerador y palanca de mando" (HOTAS) y pantallas multifunción (MFD), todos ellos equipos esenciales a partir de 2019. Los diseñadores de aeronaves comenzaron a incorporar materiales compuestos en forma de elementos estructurales de panal de aluminio adherido y pieles laminadas de epoxi de grafito para reducir el peso. Los sensores de búsqueda y seguimiento por infrarrojos (IRST) se generalizaron para la entrega de armas aire-tierra, y también aparecieron para el combate aire-aire. Los AAM IR "de todos los aspectos" se convirtieron en armas de superioridad aérea estándar, que permitían el ataque a aeronaves enemigas desde cualquier ángulo (aunque el campo de visión seguía siendo relativamente limitado). El primer AAM RF de largo alcance con radar activo entró en servicio con el AIM-54 Phoenix , que equipaba únicamente al Grumman F-14 Tomcat , uno de los pocos diseños de cazas de ala de barrido variable que entraron en producción. Incluso con el tremendo avance de los misiles aire-aire en esta era, los cañones internos eran equipo estándar.[update]
Otra revolución se produjo en forma de una mayor dependencia de la facilidad de mantenimiento, lo que llevó a la estandarización de las piezas, a la reducción del número de paneles de acceso y puntos de lubricación y a la reducción general de piezas en equipos más complicados como los motores. Algunos de los primeros aviones de combate a reacción requerían 50 horas de trabajo de la tripulación de tierra por cada hora que el avión estaba en el aire; los modelos posteriores redujeron sustancialmente este tiempo para permitir tiempos de respuesta más rápidos y más salidas en un día. Algunos aviones militares modernos solo requieren 10 horas de trabajo por hora de vuelo, y otros son incluso más eficientes.
Las innovaciones aerodinámicas incluyeron alas de curvatura variable y la explotación del efecto de sustentación del vórtice para lograr ángulos de ataque más altos mediante la adición de dispositivos de extensión del borde de ataque, como las tracas .
A diferencia de los interceptores de las eras anteriores, la mayoría de los cazas de superioridad aérea de cuarta generación fueron diseñados para ser ágiles cazas de combate aéreo (aunque el Mikoyan MiG-31 y el Panavia Tornado ADV son notables excepciones). Sin embargo, el aumento continuo del costo de los cazas continuó enfatizando el valor de los cazas multifunción. La necesidad de ambos tipos de cazas condujo al concepto de "mezcla alta/baja", que preveía un núcleo de alta capacidad y alto costo de cazas dedicados a la superioridad aérea (como el F-15 y el Su-27 ) complementado por un contingente más grande de cazas multifunción de menor costo (como el F-16 y el MiG-29 ).
La mayoría de los cazas de cuarta generación, como el McDonnell Douglas F/A-18 Hornet , el HAL Tejas , el JF-17 y el Dassault Mirage 2000 , son verdaderos aviones de guerra multifunción, diseñados como tales desde el principio. Esto se vio facilitado por una aviónica multimodo que podía cambiar sin problemas entre los modos aire y tierra. Los enfoques anteriores de añadir capacidades de ataque o diseñar modelos separados especializados para diferentes funciones generalmente quedaron obsoletos (siendo el Panavia Tornado una excepción en este sentido). Las funciones de ataque generalmente se asignaron a aviones dedicados al ataque terrestre, como el Sukhoi Su-25 y el A-10 Thunderbolt II .
Un escuadrón de caza típico de la Fuerza Aérea de los EE. UU. de la época podía contener una mezcla de un escuadrón de superioridad aérea (F-15C), un escuadrón de cazas de ataque (F-15E) y dos escuadrones de cazas multifunción (F-16C). [33] Quizás la tecnología más novedosa introducida para los aviones de combate fue el sigilo , que implica el uso de materiales especiales de "baja observabilidad" (LO) y técnicas de diseño para reducir la susceptibilidad de un avión a la detección por los sistemas de sensores del enemigo, en particular los radares. Los primeros aviones furtivos introducidos fueron el avión de ataque Lockheed F-117 Nighthawk (introducido en 1983) y el bombardero Northrop Grumman B-2 Spirit (que voló por primera vez en 1989). Aunque no aparecieron cazas furtivos per se entre los de cuarta generación, se informa de que algunos revestimientos absorbentes de radar y otros tratamientos LO desarrollados para estos programas se han aplicado posteriormente a los cazas de cuarta generación.
El fin de la Guerra Fría en 1992 llevó a muchos gobiernos a reducir significativamente el gasto militar como " dividendo de paz ". Los inventarios de las fuerzas aéreas se redujeron. Los programas de investigación y desarrollo que trabajaban en cazas de "quinta generación" sufrieron graves golpes. Muchos programas se cancelaron durante la primera mitad de la década de 1990, y los que sobrevivieron se "extendieron". Si bien la práctica de desacelerar el ritmo de desarrollo reduce los gastos de inversión anuales, se produce a costa de un aumento de los costos generales del programa y de la unidad a largo plazo. Sin embargo, en este caso también permitió a los diseñadores aprovechar los enormes logros que se estaban logrando en los campos de las computadoras, la aviónica y otros dispositivos electrónicos de vuelo, que se habían vuelto posibles en gran medida debido a los avances logrados en las tecnologías de microchips y semiconductores en las décadas de 1980 y 1990. Esta oportunidad permitió a los diseñadores desarrollar diseños de cuarta generación -o rediseños- con capacidades significativamente mejoradas. Estos diseños mejorados han pasado a denominarse cazas de la "Generación 4.5", reconociendo su naturaleza intermedia entre la cuarta y la quinta generación, y su contribución al desarrollo de tecnologías individuales de quinta generación.
Las características principales de esta subgeneración son la aplicación de aviónica digital avanzada y materiales aeroespaciales, una modesta reducción de la firma (principalmente "furtividad" de radiofrecuencia) y sistemas y armas altamente integrados. Estos cazas han sido diseñados para operar en un entorno de campo de batalla " centrado en la red " y son principalmente aviones multifunción. Las tecnologías de armamento clave introducidas incluyen misiles antiaéreos más allá del alcance visual (BVR), armas guiadas por el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), radares de matriz en fase de estado sólido , miras montadas en el casco y enlaces de datos mejorados, seguros y resistentes a interferencias . Muchos cazas de la 4.5.ª generación también han adoptado la vectorización del empuje para mejorar aún más las capacidades de maniobra transitoria, y los motores mejorados han permitido que algunos diseños alcancen un grado de capacidad de " supercrucero ". Las características furtivas se centran principalmente en las técnicas de reducción de la firma de la sección transversal del radar (RCS) del aspecto frontal, incluidos los materiales absorbentes del radar (RAM), los revestimientos LO y las técnicas de modelado limitadas.
Los diseños de "media generación" se basan en fuselajes existentes o en fuselajes nuevos que siguen una teoría de diseño similar a la de las iteraciones anteriores; sin embargo, estas modificaciones han introducido el uso estructural de materiales compuestos para reducir el peso, mayores fracciones de combustible para aumentar el alcance y tratamientos de reducción de la firma para lograr un RCS menor en comparación con sus predecesores. Los principales ejemplos de este tipo de aeronaves, que se basan en nuevos diseños de fuselaje que hacen un uso extensivo de compuestos de fibra de carbono , incluyen el Eurofighter Typhoon , Dassault Rafale , Saab JAS 39 Gripen , JF-17 Thunder y HAL Tejas Mark 1A .
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Aparte de estos aviones de combate, la mayoría de los aviones de la 4.5ª generación son en realidad variantes modificadas de fuselajes existentes de los aviones de combate de cuarta generación anteriores. Dichos aviones de combate son generalmente más pesados y los ejemplos incluyen el Boeing F/A-18E/F Super Hornet , que es una evolución del F/A-18 Hornet , el F-15E Strike Eagle , que es una variante de ataque terrestre/multipropósito del F-15 Eagle , las variantes modificadas Su-30SM y Su-35S del Sukhoi Su-27 , y la versión mejorada MiG-35 del Mikoyan MiG-29 . El Su-30SM/Su-35S y el MiG-35 cuentan con toberas de motor con vectorización de empuje para mejorar la maniobrabilidad. La versión mejorada del F-16 también se considera un miembro de los aviones de la 4.5ª generación. [34]
Los cazas de la Generación 4.5 entraron en servicio por primera vez a principios de los años 90, y la mayoría de ellos todavía se están produciendo y evolucionando. Es muy posible que sigan produciéndose junto con los cazas de quinta generación debido al gasto que supone desarrollar el nivel avanzado de tecnología furtiva necesaria para lograr diseños de aeronaves con observables muy bajos (VLO), que es una de las características definitorias de los cazas de quinta generación. De los diseños de la Generación 4.5, el Strike Eagle, el Super Hornet, el Typhoon, el Gripen y el Rafale se han utilizado en combate.
El gobierno de los EE.UU. ha definido los aviones de combate de 4,5 generación como aquellos que "(1) tienen capacidades avanzadas, incluyendo: (A) radar AESA; (B) enlace de datos de alta capacidad; y (C) aviónica mejorada; y (2) tienen la capacidad de desplegar armamentos avanzados actuales y razonablemente previsibles". [35] [36]
Los cazas de quinta generación, que actualmente están a la vanguardia del diseño de cazas, se caracterizan por estar diseñados desde el principio para operar en un entorno de combate centrado en la red y por presentar firmas multiespectrales, en todos los aspectos y extremadamente bajas, empleando materiales y técnicas de modelado avanzados. Tienen radares AESA multifunción con capacidades de transmisión de datos de gran ancho de banda y baja probabilidad de intercepción (LPI). Los sensores de búsqueda y seguimiento por infrarrojos incorporados para el combate aire-aire, así como para el lanzamiento de armas aire-tierra en los cazas de 4.5.ª generación, ahora están fusionados con otros sensores para el conocimiento de la situación IRST o SAIRST, que rastrea constantemente todos los objetivos de interés alrededor de la aeronave para que el piloto no tenga que adivinar cuando mira. Estos sensores, junto con la aviónica avanzada , las cabinas de cristal , las miras montadas en el casco (que actualmente no están en el F-22) y los enlaces de datos LPI mejorados, seguros y resistentes a las interferencias, están altamente integrados para proporcionar una fusión de datos multiplataforma y multisensor para una conciencia situacional enormemente mejorada al tiempo que alivia la carga de trabajo del piloto. [37] Las suites de aviónica se basan en el uso extensivo de la tecnología de circuitos integrados de muy alta velocidad (VHSIC), módulos comunes y buses de datos de alta velocidad . En general, se afirma que la integración de todos estos elementos proporciona a los cazas de quinta generación una "capacidad de primera mirada, primer disparo, primer derribo".
Un atributo clave de los cazas de quinta generación es una pequeña sección transversal de radar . Se ha tenido mucho cuidado en el diseño de su disposición y estructura interna para minimizar el RCS en un amplio ancho de banda de frecuencias de radar de detección y seguimiento; además, para mantener su firma VLO durante las operaciones de combate, las armas primarias se llevan en bahías de armas internas que solo se abren brevemente para permitir el lanzamiento de armas. Además, la tecnología furtiva ha avanzado hasta el punto en que puede emplearse sin sacrificar el rendimiento aerodinámico, a diferencia de los esfuerzos furtivos anteriores. También se ha prestado cierta atención a la reducción de las firmas IR, especialmente en el F-22. La información detallada sobre estas técnicas de reducción de firmas es clasificada, pero en general incluye enfoques de conformación especiales, materiales termoestables y termoplásticos , uso estructural extensivo de compuestos avanzados, sensores conformados, recubrimientos resistentes al calor, mallas de alambre poco observables para cubrir las rejillas de admisión y refrigeración, baldosas de ablación térmica en los canales de escape (vistas en el Northrop YF-23 ) y recubrimiento de áreas metálicas internas y externas con materiales absorbentes de radar y pintura (RAM/RAP).
El radar AESA ofrece capacidades únicas para los cazas (y también se está volviendo rápidamente esencial para los diseños de aeronaves de la Generación 4.5, además de ser instalado en algunos aviones de cuarta generación). Además de su alta resistencia a las características ECM y LPI, permite que el caza funcione como una especie de "mini- AWACS ", proporcionando medidas de soporte electrónico (ESM) de alta ganancia y funciones de interferencia de guerra electrónica (EW). Otras tecnologías comunes a esta última generación de cazas incluyen la tecnología de sistema de guerra electrónica integrada (INEWS), tecnología de aviónica de comunicaciones, navegación e identificación integradas (CNI), sistemas centralizados de "monitoreo del estado del vehículo" para facilitar el mantenimiento, transmisión de datos por fibra óptica , tecnología furtiva e incluso capacidades de vuelo estacionario. El rendimiento de maniobra sigue siendo importante y se mejora con la vectorización de empuje, que también ayuda a reducir las distancias de despegue y aterrizaje. El supercrucero puede o no estar incluido; permite el vuelo a velocidades supersónicas sin el uso del postquemador, un dispositivo que aumenta significativamente la firma IR cuando se usa a plena potencia militar.
Estos aviones son sofisticados y caros. La quinta generación fue inaugurada por el Lockheed Martin/Boeing F-22 Raptor a fines de 2005. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos originalmente planeó adquirir 650 F-22, pero ahora sólo se construirán 187. Como resultado, su costo unitario de vuelo (FAC) es de alrededor de US$150 millones. Para distribuir más ampliamente los costos de desarrollo (y la base de producción), el programa Joint Strike Fighter (JSF) inscribe a otros ocho países como socios que comparten los costos y los riesgos. En total, los nueve países socios prevén adquirir más de 3.000 cazas Lockheed Martin F-35 Lightning II a un costo promedio previsto de US$80-85 millones. Sin embargo, el F-35 está diseñado para ser una familia de tres aviones: un caza de despegue y aterrizaje convencional (CTOL), un caza de despegue corto y aterrizaje vertical (STOVL) y un caza de despegue asistido por catapulta pero recuperación detenida (CATOBAR), cada uno de los cuales tiene un precio unitario diferente y especificaciones ligeramente variables en términos de capacidad de combustible (y por lo tanto alcance), tamaño y carga útil .
Otros países han iniciado proyectos de desarrollo de cazas de quinta generación. En diciembre de 2010, se descubrió que China está desarrollando el caza de quinta generación Chengdu J-20 . [38] El J-20 realizó su vuelo inaugural en enero de 2011. El Shenyang FC-31 realizó su vuelo inaugural el 31 de octubre de 2012, [39] y desarrolló una versión basada en portaaviones basada en portaaviones chinos. [40] [41] United Aircraft Corporation con el Mikoyan LMFS de Rusia y el plan Sukhoi Su-75 Checkmate , Sukhoi Su-57 se convirtió en los primeros aviones de combate de quinta generación en servicio con las Fuerzas Aeroespaciales Rusas en 2020, [42] y lanzar misiles en la Guerra Ruso-Ucraniana en 2022. [43] Japón está explorando su viabilidad técnica para producir cazas de quinta generación. La India está desarrollando el Avión de Combate Medio Avanzado (AMCA), un avión de combate furtivo de peso medio que se prevé que entre en producción en serie a finales de la década de 2030. La India también ha iniciado un caza pesado de quinta generación conjunto con Rusia llamado FGFA. A fecha de [update]mayo de 2018, se sospecha que el proyecto no ha producido el progreso o los resultados deseados para la India y se ha suspendido o abandonado por completo. [44] Otros países que están considerando la posibilidad de desplegar un avión avanzado de quinta generación autóctono o semiautóctono son Corea del Sur, Suecia, Turquía y Pakistán.
En noviembre de 2018, Francia, Alemania, China, Japón, Rusia, Reino Unido y Estados Unidos anunciaron el desarrollo de un programa de aviones de sexta generación.
Francia y Alemania desarrollarán un caza conjunto de sexta generación para reemplazar su flota actual de Dassault Rafales , Eurofighter Typhoons y Panavia Tornados para 2035. [45] El desarrollo general estará liderado por una colaboración de Dassault y Airbus , mientras que los motores serán desarrollados conjuntamente por Safran y MTU Aero Engines . Thales y MBDA también están buscando una participación en el proyecto. [46] España se unió oficialmente al proyecto franco-alemán para desarrollar un caza de próxima generación (NGF) que formará parte de un Sistema Aéreo de Combate Futuro (FCAS) más amplio con la firma de una carta de intención (LOI) el 14 de febrero de 2019. [46] [47]
Actualmente en la etapa de concepto, se espera que el primer caza a reacción de sexta generación entre en servicio en la Armada de los Estados Unidos en el período 2025-30. [48] La USAF busca un nuevo caza para el período 2030-50 llamado "Next Generation Tactical Aircraft" ("Next Gen TACAIR"). [49] [50] La Armada de los Estados Unidos busca reemplazar sus F/A-18E/F Super Hornets a partir de 2025 con el caza de superioridad aérea Next Generation Air Dominance . [51] [52]
El caza furtivo propuesto por el Reino Unido está siendo desarrollado por un consorcio europeo llamado Team Tempest , formado por BAE Systems , Rolls-Royce , Leonardo SpA y MBDA . Está previsto que el avión entre en servicio en 2035. [53] [54]
Hasta finales de los años 50, los cazas solían estar armados con cañones solo para el combate aire-aire, aunque en la Segunda Guerra Mundial se utilizaron cohetes no guiados para uso principalmente aire-tierra y un uso limitado aire-aire. A partir de finales de los años 50, los misiles guiados de avanzada comenzaron a utilizarse para el combate aire-aire. A lo largo de esta historia, los cazas que por sorpresa o maniobra alcanzan una buena posición de tiro han logrado el derribo aproximadamente entre un tercio y la mitad de las veces, sin importar qué armas llevaban. [55] La única excepción histórica importante a esto ha sido la baja efectividad mostrada por los misiles guiados en las primeras una o dos décadas de su existencia. [56] [57] Desde la Primera Guerra Mundial hasta el presente, los aviones de combate han contado con ametralladoras y cañones automáticos como armas, y todavía hoy se consideran armas de respaldo esenciales. La potencia de los cañones aire-aire ha aumentado mucho con el tiempo y los ha mantenido relevantes en la era de los misiles guiados. [58] En la Primera Guerra Mundial, dos ametralladoras de calibre 0,30 aproximadamente eran el armamento típico, produciendo un peso de fuego de aproximadamente 0,4 kg (0,88 lb) por segundo. En la Segunda Guerra Mundial, las ametralladoras de calibre 0,50 también siguieron siendo comunes, aunque generalmente en mayor número o complementadas con ametralladoras o cañones de calibre 0,50 mucho más pesados. El armamento estándar de los cazas estadounidenses de la Segunda Guerra Mundial, de seis ametralladoras de calibre 0,50 (12,7 mm), disparaba una bala con un peso de aproximadamente 3,7 kg/s (8,1 lb/s), a una velocidad inicial de 856 m/s (2810 ft/s). Los aviones británicos y alemanes tendían a utilizar una mezcla de ametralladoras y cañones automáticos, estos últimos disparando proyectiles explosivos. Los cazas británicos posteriores fueron armados exclusivamente con cañones, los EE. UU. no pudieron producir un cañón confiable en grandes cantidades y la mayoría de los cazas siguieron equipados solo con ametralladoras pesadas a pesar de que la Marina de los EE. UU. presionó para un cambio a 20 mm. [59]
Después de la guerra, se introdujeron los cañones revólver de 20-30 mm y los cañones rotatorios . El moderno cañón rotatorio M61 Vulcan de 20 mm, que es estándar en los cazas estadounidenses actuales, dispara un proyectil con un peso de unos 10 kg/s (22 lb/s), casi tres veces el de seis ametralladoras de calibre 0,50, con una velocidad mayor de 1052 m/s (3450 ft/s) que permite una trayectoria más plana y con proyectiles explosivos. [60] Los sistemas de cañones de los cazas modernos también cuentan con radar de medición de distancia y miras electrónicas de cálculo de distancia para facilitar el problema del punto de mira para compensar la caída del proyectil y el tiempo de vuelo (distancia al objetivo) en las complejas maniobras tridimensionales del combate aire-aire. Sin embargo, ponerse en posición para utilizar los cañones sigue siendo un desafío. El alcance de los cañones es mayor que en el pasado, pero sigue siendo bastante limitado en comparación con los misiles, y los sistemas de cañones modernos tienen un alcance efectivo máximo de aproximadamente 1000 metros. [61] La alta probabilidad de muerte también requiere que los disparos se realicen habitualmente desde el hemisferio posterior del objetivo. [62] A pesar de estos límites, cuando los pilotos están bien entrenados en artillería aire-aire y se satisfacen estas condiciones, los sistemas de cañones son tácticamente eficaces y muy rentables. El coste de un pase de disparo de cañón es mucho menor que el de disparar un misil, [b] y los proyectiles no están sujetos a las contramedidas térmicas y electrónicas que a veces pueden derrotar a los misiles. Cuando se puede aproximar al enemigo hasta que esté dentro del alcance del cañón, la letalidad de los cañones es de aproximadamente un 25% a un 50% de posibilidades de "muerte por pase de disparo". [63]
Las limitaciones de alcance de los cañones y el deseo de superar las grandes variaciones en la habilidad de los pilotos de combate y, de ese modo, lograr una mayor efectividad de la fuerza, llevaron al desarrollo del misil aire-aire guiado . Hay dos variantes principales: el guiado por calor (rastreador infrarrojo) y el guiado por radar. Los misiles por radar suelen ser varias veces más pesados y más caros que los guiados por calor, pero tienen un alcance mayor, un mayor poder destructivo y la capacidad de rastrear a través de las nubes.
El exitoso misil de corto alcance AIM-9 Sidewinder , que se orienta por infrarrojos, fue desarrollado por la Armada de los Estados Unidos en la década de 1950. Estos pequeños misiles son fácilmente transportados por cazas más ligeros y proporcionan un alcance efectivo de aproximadamente 10 a 35 kilómetros (6 a 20 millas). A partir del AIM-9L en 1977, las versiones posteriores del Sidewinder han agregado capacidad de orientación en todos los aspectos , la capacidad de usar el calor más bajo del aire para reducir la fricción en el avión objetivo para rastrearlo desde el frente y los lados. El último AIM-9X (entrado en servicio en 2003) también cuenta con capacidades de "desviación del eje de mira" y "bloqueo después del lanzamiento", que permiten al piloto realizar un lanzamiento rápido de un misil para rastrear un objetivo en cualquier lugar dentro de la visión del piloto. El costo de desarrollo del AIM-9X fue de 3 mil millones de dólares estadounidenses a mediados y fines de la década de 1990, [64] y el costo de adquisición por unidad en 2015 es de 0,6 millones de dólares cada uno. El misil pesa 85,3 kg (188 lbs) y tiene un alcance máximo de 35 km (22 millas) a altitudes superiores. Como ocurre con la mayoría de los misiles aire-aire, el alcance a menor altitud puede ser tan solo de un tercio del máximo debido a la mayor resistencia y a la menor capacidad de descenso por inercia. [65]
La efectividad de los misiles guiados por infrarrojos fue de solo el 7% al principio de la guerra de Vietnam, [66] pero mejoró a aproximadamente el 15%-40% durante el curso de la guerra. El AIM-4 Falcon utilizado por la USAF tuvo tasas de derribo de aproximadamente el 7% y fue considerado un fracaso. El AIM-9B Sidewinder introducido más tarde logró tasas de derribo del 15%, y los modelos AIM-9D y J mejorados alcanzaron el 19%. El AIM-9G utilizado en el último año de la guerra aérea de Vietnam logró el 40%. [67] Israel utilizó casi exclusivamente armas de fuego en la Guerra de los Seis Días de 1967 , logrando 60 derribos y 10 pérdidas. [68] Sin embargo, Israel hizo un uso mucho mayor de los misiles guiados por calor, que estaban mejorando constantemente, en la Guerra del Yom Kippur de 1973 . En este extenso conflicto, Israel logró 171 de 261 derribos totales con misiles guiados por calor (65,5%), 5 derribos con misiles guiados por radar (1,9%) y 85 derribos con armas de fuego (32,6%). [69] El AIM-9L Sidewinder logró 19 derribos de 26 misiles disparados (73%) en la Guerra de las Malvinas de 1982. [70] Pero, en un conflicto contra oponentes que usaban contramedidas térmicas, Estados Unidos solo logró 11 derribos de 48 disparados (Pk = 23%) con el siguiente AIM-9M en la Guerra del Golfo de 1991. [ 71]
Los misiles guiados por radar se dividen en dos tipos principales de guiado de misiles . En el caso históricamente más común de guiado por radar semiactivo , el misil se dirige a las señales de radar transmitidas desde la aeronave de lanzamiento y reflejadas desde el objetivo. Esto tiene la desventaja de que la aeronave que dispara debe mantener el bloqueo del radar en el objetivo y, por lo tanto, tiene menos libertad de maniobra y es más vulnerable a los ataques. Un misil de este tipo ampliamente utilizado fue el AIM-7 Sparrow , que entró en servicio en 1954 y se produjo en versiones mejoradas hasta 1997. En el guiado por radar activo más avanzado , el misil es guiado a la proximidad del objetivo por datos internos sobre su posición proyectada, y luego "se activa" con un pequeño sistema de radar llevado internamente para realizar la guía terminal al objetivo. Esto elimina el requisito de que la aeronave que dispara mantenga el bloqueo del radar y, por lo tanto, reduce en gran medida el riesgo. Un ejemplo destacado es el AIM-120 AMRAAM , que se desplegó por primera vez en 1991 como reemplazo del AIM-7, y que no tiene fecha de retiro firme a partir de 2016 [update]. La versión actual del AIM-120D tiene un alcance máximo a gran altitud de más de 160 km (100 mi) y costó aproximadamente 2,4 millones de dólares cada uno (2016). Como es habitual con la mayoría de los demás misiles, el alcance a menor altitud puede ser tan solo un tercio del de gran altitud.
En la guerra aérea de Vietnam, la fiabilidad de los misiles de radar para derribar misiles era de aproximadamente el 10% a distancias cortas, y aún peor a distancias más largas debido a la reducción del retorno del radar y al mayor tiempo para que el avión objetivo detectara el misil entrante y tomara medidas evasivas. En un momento de la guerra de Vietnam, la Armada de los EE. UU. disparó 50 misiles guiados por radar AIM-7 Sparrow seguidos sin impactar. [72] Entre 1958 y 1982, en cinco guerras, hubo 2014 disparos combinados de misiles guiados por radar y de búsqueda de calor por parte de pilotos de combate involucrados en combate aire-aire, logrando 528 derribos, de los cuales 76 fueron derribos por misiles de radar, para una efectividad combinada del 26%. Sin embargo, solo 4 de los 76 derribos por misiles de radar fueron en el modo más allá del alcance visual, que se pretendía que fuera el punto fuerte de los misiles guiados por radar. [73] Estados Unidos invirtió más de 10 mil millones de dólares en tecnología de misiles de radar aire-aire desde la década de 1950 hasta principios de la de 1970. [74] Si se amortizan los derribos reales logrados por los EE. UU. y sus aliados, cada derribo con misil guiado por radar costó más de 130 millones de dólares. Los aviones enemigos derrotados eran en su mayoría viejos MiG-17, -19 y -21, con un costo nuevo de entre 0,3 y 3 millones de dólares cada uno. Por lo tanto, la inversión en misiles por radar durante ese período superó con creces el valor de los aviones enemigos destruidos y, además, tuvo muy poca de la efectividad prevista del BVR.
Sin embargo, la continua inversión en desarrollo y el rápido avance de la tecnología electrónica condujeron a una mejora significativa en la fiabilidad de los misiles radar desde finales de los años 1970 en adelante. Los misiles guiados por radar lograron un 75% Pk (9 derribos de 12 disparos) en operaciones en la Guerra del Golfo en 1991. [75] El porcentaje de derribos logrados por misiles guiados por radar también superó el 50% del total de derribos por primera vez en 1991. Desde 1991, 20 de 61 derribos en todo el mundo han sido fuera del alcance visual utilizando misiles radar. [76] Descontando un derribo accidental por fuego amigo, en uso operativo el AIM-120D (el principal misil guiado por radar estadounidense actual) ha logrado 9 derribos de 16 disparos para un 56% Pk. Seis de estos derribos fueron BVR, de 13 disparos, para un 46% BVR Pk. [77] Aunque todas estas muertes fueron contra oponentes menos capaces que no estaban equipados con radar operativo, contramedidas electrónicas o un arma comparable, el BVR Pk fue una mejora significativa con respecto a épocas anteriores. Sin embargo, una preocupación actual son las contramedidas electrónicas a los misiles radar, [78] que se cree que están reduciendo la efectividad del AIM-120D. Algunos expertos creen que a partir de 2016 [update]el misil europeo Meteor , el ruso R-37M y el chino PL-15 son más resistentes a las contramedidas y más efectivos que el AIM-120D. [78]
Ahora que se han logrado mayores niveles de fiabilidad, ambos tipos de misiles permiten al piloto de combate evitar a menudo el riesgo de los combates aéreos de corto alcance, en los que sólo los pilotos de combate más experimentados y hábiles tienden a prevalecer, y en los que incluso el mejor piloto de combate puede simplemente tener mala suerte. Aprovechar al máximo los complicados parámetros de los misiles, tanto en ataque como en defensa contra oponentes competentes, requiere considerable experiencia y habilidad, [79] pero contra oponentes sorprendidos que carecen de capacidad y contramedidas comparables, la guerra con misiles aire-aire es relativamente sencilla. Al automatizar parcialmente el combate aire-aire y reducir la dependencia de las muertes por arma de fuego, logradas en su mayoría sólo por una pequeña fracción experta de pilotos de combate, los misiles aire-aire ahora sirven como multiplicadores de fuerza altamente efectivos.
