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Caza de quinta generación

Un caza de quinta generación es una clasificación de aviones de combate a reacción que incluye las principales tecnologías desarrolladas durante la primera parte del siglo XXI. A partir de 2024, estos son los cazas más avanzados en operación. Las características de un caza de quinta generación no son universalmente aceptadas, y no todos los tipos de cazas de quinta generación necesariamente las tienen todas; sin embargo, generalmente incluyen sigilo , radar de baja probabilidad de intercepción (LPIR), fuselajes ágiles con rendimiento de supercrucero , características de aviónica avanzadas y sistemas informáticos altamente integrados capaces de conectarse en red con otros elementos dentro del espacio de batalla para obtener conocimiento de la situación y capacidades C 3 ( comando, control y comunicaciones ). [1]

A partir de enero de 2023, los cazas de quinta generación listos para el combate son el Lockheed Martin F-22 Raptor , que entró en servicio con la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) en diciembre de 2005; el Lockheed Martin F-35 Lightning II , que entró en servicio con el Cuerpo de Marines de los Estados Unidos (USMC) en julio de 2015; [2] [3] el Chengdu J-20 , que entró en servicio con la Fuerza Aérea del Ejército Popular de Liberación (PLAAF) en marzo de 2017; [4] y el Sukhoi Su-57 , que entró en servicio con la Fuerza Aérea Rusa (VVS) el 25 de diciembre de 2020. [5] Otros proyectos nacionales e internacionales se encuentran en diversas etapas de desarrollo.

Características

La generación emergente de aviones de combate avanzados en las primeras décadas del siglo XXI se conoce como la quinta generación. [6] No existe un consenso universal sobre las características que definen a este tipo de cazas de quinta generación, y no todos los modelos de quinta generación necesariamente las tienen todas. Algunas generaciones incluyen más de cinco antes de la nueva generación emergente. [7] [8]

Mientras que los cazas de cuarta generación anteriores enfatizaban la maniobrabilidad y el combate aéreo a corta distancia, las características típicas de la quinta generación incluyen: [8] [1]

Para minimizar su sección transversal de radar (RCS), la mayoría de los cazas de quinta generación utilizan quillas en lugar de las extensiones estándar del borde de ataque y carecen de canards , aunque el Sukhoi T-50 tiene extensiones de entrada de motor que parecen funcionar de manera similar a los canards, y los diseñadores del Chengdu J-20 han elegido las mejoras de agilidad de los canards a pesar de sus pobres características de sigilo. [9] Todos ellos tienen colas verticales inclinadas gemelas (similares a una cola en V ) también para minimizar la RCS lateral. La mayoría de los cazas de quinta generación con supermaniobrabilidad lo logran a través de la vectorización del empuje .

Todos tienen bahías de armas internas para evitar los altos pilones de armas RCS, pero todos tienen puntos duros externos en sus alas para usar en misiones no sigilosas, como los tanques de combustible externos que lleva el F-22 cuando se despliega en un nuevo teatro.

Todos los cazas de quinta generación tienen un alto porcentaje de materiales compuestos , con el fin de reducir el RCS y el peso.

Aeronaves definidas por software

Todos los cazas de quinta generación revelados utilizan procesadores principales comerciales listos para usar para controlar directamente todos los sensores para formar una vista consolidada del espacio de batalla con sensores tanto a bordo como en red , mientras que los cazas a reacción de la generación anterior usaban sistemas federados donde cada sensor o cápsula presentaría sus propias lecturas para que el piloto combinara en su propia mente una vista del espacio de batalla. [10] [11] [12] El F-22A fue entregado físicamente sin radar de apertura sintética (SAR) o búsqueda y seguimiento por infrarrojos de conciencia de la situación . Obtendrá SAR más tarde a través de actualizaciones de software. [13] Sin embargo, cualquier falla en estos complejos sistemas de software puede deshabilitar sistemas de aeronaves supuestamente no relacionados, y la complejidad de una aeronave definida por software puede conducir a una crisis de software con costos y retrasos adicionales. [14] [15] A fines de 2013, la mayor preocupación con el programa F-35 era el software, especialmente el software requerido para la fusión de datos entre los muchos sensores. [16]

Sukhoi denomina a su sistema experto para la fusión de sensores la inteligencia artificial del Su-57. [17] Las pruebas de vuelo de su aviónica modular integrada comenzaron en 2017 en un sistema de procesador multinúcleo en red de fibra óptica . [18] El sistema no está exento de fallos. En diciembre de 2020, un mal funcionamiento del sistema de control de vuelo por ordenador provocó el accidente del primer Su-57 de producción. [19]

Una respuesta automática del software a una condición de sobrecalentamiento aparentemente contribuyó al accidente de un F-22. [20] Los problemas con la aviónica también contribuyeron al accidente de un F-35A en 2020. [21]

El F-35 utiliza sistemas de radio definidos por software , en los que un middleware común controla matrices de puertas programables en campo . [13] El coronel Arthur Tomassetti ha dicho que el F-35 es un "avión con un uso intensivo de software y que el software es fácil de actualizar, a diferencia del hardware". [22]

Para facilitar la incorporación de nuevas funciones de software, el F-35 ha adoptado una separación de responsabilidades de seguridad entre el núcleo y la aplicación. [23]

Steve O'Bryan, de Lockheed Martin, ha dicho que el F-35 podría adquirir la capacidad de operar vehículos aéreos no tripulados mediante una futura actualización de software. [24] La USN ya está planeando colocar su sistema de vigilancia y ataque aéreo lanzado desde portaaviones no tripulado bajo el control de una aeronave tripulada, para que actúe como un almacén de misiles voladores. [25]

Conciencia situacional

La combinación de fuselajes furtivos, sensores furtivos y comunicaciones furtivas está diseñada para permitir que los cazas de quinta generación ataquen a otros aviones antes de que esos objetivos se den cuenta de su presencia. [26] El teniente coronel Gene McFalls de la USAF ha dicho que la fusión de sensores alimentará las bases de datos de inventario para identificar con precisión los aviones a distancia. [27]

Se prevé que la fusión de sensores y el seguimiento automático de objetivos proporcionen al piloto de cazas a reacción de quinta generación una visión del espacio de batalla superior a la de los aviones AWACS (sistema de alerta y control aerotransportado) tradicionales, que pueden verse obligados a retirarse de las líneas del frente ante amenazas cada vez mayores. Por lo tanto, el control táctico podría trasladarse a los pilotos de los cazas. [28] Michael Wynne , ex secretario de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, ha sugerido la eliminación del Boeing E-3 Sentry y el Northrop Grumman E-8 Joint STARS en favor de más F-35, simplemente porque los rusos y los chinos están haciendo un gran esfuerzo para apuntar a estas plataformas que están construidas según los estándares de los aviones comerciales. [29]

Sin embargo, los sensores más potentes, como el radar AESA, que puede funcionar en varios modos al mismo tiempo, pueden presentar demasiada información para que el piloto único del F-22, el F-35 y el Su-57 la utilice adecuadamente. El FGFA Sukhoi/HAL ofrecía un retorno a la configuración de dos asientos común en los cazas de ataque de cuarta generación, pero esta propuesta fue rechazada por cuestiones de costo. [30]

Se están llevando a cabo investigaciones para aplicar el seguimiento previo a la detección en la fusión de sensores en la CPU central para permitir que los cazas de quinta generación ataquen objetivos que ningún sensor ha detectado por sí solo. [31] La teoría de la probabilidad se utiliza para determinar "qué datos creer, cuándo creer y cuánto creer". [32]

Estos sensores producen demasiados datos para que las computadoras de a bordo los procesen por completo, por lo que la fusión de sensores se logra comparando lo observado con bibliotecas de amenazas precargadas que contienen capacidades enemigas conocidas para una región determinada. [33] Los elementos que no coinciden con las amenazas conocidas ni siquiera se muestran. [34]

Nube de combate

Gilmary M. Hostage III ha sugerido que los aviones de combate de quinta generación operarán juntos en una "nube de combate" junto con futuros aviones de combate no tripulados, [35] y Michael Manazir ha sugerido que esto podría suceder tan pronto como se cargue un UCLASS con AMRAAM para ser lanzados al mando de un F-35. [36]

Historia

Estados Unidos

Los prototipos y demostradores conceptuales construidos por fabricantes estadounidenses incluyen el Lockheed YF-22 – 1990 (2 construidos), Northrop YF-23 – 1990 (2 construidos) para el programa Advanced Tactical Fighter, Boeing Bird of Prey – 1996 (1 construido), McDonnell Douglas X-36 – 1997 (2 modelos a escala construidos), el Lockheed Martin X-35 – 2000 (2 construidos) y el Boeing X-32 – 2001 (2 construidos) para el programa Joint Strike Fighter.

Avión Lockheed Martin F-22 Raptor

Los aviones de radar de baja visibilidad (LO) de la generación anterior, también conocidos como aviones furtivos, como el bombardero Northrop Grumman B-2 Spirit y el avión de ataque terrestre Lockheed F-117 Nighthawk, no estaban diseñados para el combate aire-aire, ya que carecían de radares de matriz de barrido electrónico activo (AESA), redes de datos de baja probabilidad de intercepción (LPI), rendimiento aéreo y armas aire-aire necesarias para enfrentarse a otros aviones. [37] A principios de la década de 1970, varios proyectos de diseño estadounidenses identificaron el sigilo, la velocidad y la maniobrabilidad como características clave de un avión de combate aire-aire de próxima generación. Esto condujo a la Solicitud de Información para el proyecto Advanced Tactical Fighter en mayo de 1981, que dio como resultado el F-22. [38]

Lockheed Martin F-35A Lightning II

El USMC está aprovechando la experiencia de la USAF con la "guerra aérea de quinta generación" en el F-22, mientras desarrolla sus propias tácticas para el F-35. [39]

Según Lockheed Martin en 2004, el único caza a reacción de quinta generación en servicio operativo era su propio F-22 Raptor. [2] [40] Lockheed Martin utiliza "caza de quinta generación" para describir los cazas F-22 y F-35, con la definición que incluye "sigilo avanzado", "rendimiento extremo", " fusión de información " y "sostenimiento avanzado". [2] [41] Por razones desconocidas, su definición ya no incluye la capacidad de supercrucero , que normalmente se ha asociado con los cazas modernos más avanzados, pero de la que carece el F-35. [42] Lockheed Martin intentó registrar la expresión "cazas de quinta generación" en asociación con aviones a reacción y partes estructurales de los mismos, [43] y tiene una marca registrada para un logotipo con el término. [44]

La definición del término "caza de quinta generación" de Lockheed Martin ha sido criticada por empresas cuyos productos no se ajustan a estas especificaciones particulares, como Boeing y Eurofighter , y por otros comentaristas como Bill Sweetman : [45] "es engañoso presentar al F-22 y al F-35 como una evolución lineal en el diseño de cazas. Más bien, son un par de valores atípicos estrechamente relacionados, que dependen de un mayor nivel de sigilo como elemento clave de la capacidad de supervivencia, como el Lockheed YF-12 y el Mikoyan MiG-25 , en la década de 1960, dependían de la velocidad y la altitud". [46]

La Armada de los Estados Unidos y Boeing han colocado al Boeing F/A-18E/F Super Hornet en una categoría de caza de "próxima generación" junto con el F-22 y el F-35, [47] ya que el Super Hornet tiene un radar AESA de "quinta generación", modestas reducciones de la sección transversal del radar (RCS) y fusión de sensores. [48] [49] Un piloto de alto rango de la USAF se ha quejado de las afirmaciones de quinta generación para el Super Hornet: "El objetivo de la quinta generación es la sinergia del sigilo, la fusión y el conocimiento completo de la situación. El punto sobre los aviones de quinta generación es que pueden realizar su misión en cualquier lugar, incluso en sofisticados entornos de defensa aérea integrada [IADS]. Si vuelas en IADS pesados ​​con un gran radar y fusión de sensores, pero sin sigilo, tendrás un conocimiento completo de la situación del tipo que te mata". [50] Michael "Ponch" García de Raytheon ha dicho que la adición de sus radares AESA al Super Hornet proporciona "el 90 por ciento de su capacidad de quinta generación a la mitad del costo". [51] Y un alto funcionario de Boeing ha llamado a sus nuevos cazas de 4,5ª generación "asesinos furtivos". [52]

Porcelana

Chengdu J-20 , presentado en 2017
Prototipo del Shenyang FC-31

China tiene dos aviones de combate furtivos, el Chengdu J-20 y el Shenyang FC-31 , ambos clasificados como cazas de quinta generación por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos . [53]

A finales de los años 1990, fuentes de inteligencia occidentales identificaron varios programas de cazas de quinta generación chinos, agrupados bajo el nombre en código J-XX o XXJ. Los funcionarios de la PLAAF han confirmado la existencia de dicho programa, que estimaron que entraría en servicio entre 2017 y 2019. [54] [55] A finales de 2010, se habían construido dos prototipos del Chengdu J-20 y estaban siendo sometidos a pruebas de rodaje a alta velocidad. [56] El J-20 realizó su primer vuelo el 11 de enero de 2011. [57] El 26 de diciembre de 2015, un nuevo J-20 con número de serie 2101 fue visto saliendo de su fábrica de Chengdu Aviation Corporation. Se cree que es el primero de los aviones de producción inicial de baja tasa (LRIP). [58] El 2101 realizó su vuelo inaugural el 18 de enero de 2016. [59]

El J-20 entró oficialmente en servicio en la unidad de entrenamiento en marzo de 2017, [4] convirtiéndose en el primer caza furtivo operativo fuera de los Estados Unidos y en Asia. [60] El J-20 se sometió a pruebas y ejercicios a fines de 2017, [61] y fue incluido en las unidades de combate de la PLAAF en 2018. [62] [63]

En septiembre de 2011 empezó a circular en Internet otro diseño de caza furtivo de SAC. [64] En junio de 2012, empezaron a aparecer en Internet fotos sobre un posible prototipo del F-60 que estaba siendo trasladado por una autopista. [65] Este avión recibió más tarde el nombre de Shenyang FC-31 y realizó su vuelo inaugural el 31 de octubre de 2012. [66] Una versión más refinada del FC-31 se denomina "J-35". [67]

Rusia

Prototipo del Sukhoi Su-57 de la Fuerza Aérea Rusa
Un prototipo estático del Sukhoi Su-75 Checkmate en el MAKS Airshow 2021

Los demostradores de tecnología incluyeron el Proyecto Mikoyan 1.44 – 1998 (1 construido) y el Su-47 – 1997 (1 construido).

A finales de los años 1980, la Unión Soviética planteó la necesidad de un avión de nueva generación que sustituyera a sus cazas a reacción de cuarta generación , el Mikoyan MiG-29 y el Sukhoi Su-27 , en servicio en primera línea . Para cumplir con las características de los aviones de nueva generación, se estaba trabajando en dos proyectos de aviones: el Sukhoi Su-47 bimotor con alas en flecha hacia delante y con diseño delta canard , y el Proyecto Mikoyan 1.44 . Sin embargo, debido a la disolución de la Unión Soviética y a la falta de fondos, ambos quedaron únicamente como demostradores tecnológicos.

Después de 2000, el Ministerio de Defensa ruso inició una nueva competición de cazas conocida como "PAK FA" ( en ruso : ПАК ФА , abreviatura de: Перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации , romanizadoPerspektivny Aviatsionny Kompleks Frontovoy Aviatsii , literalmente "Complejo aeronáutico prospectivo de fuerzas aéreas de primera línea") para desarrollar un caza de próxima generación para la Fuerza Aérea rusa, con Sukhoi y MiG como principales competidores. Sukhoi presentó su propuesta más pesada, el T-50 de dos motores (ahora Sukhoi Su-57 ), mientras que Mikoyan propuso un diseño ligero, monomotor Mikoyan LMFS , basado en el antiguo proyecto MiG-1.44 . [68] Sukhoi ganó el concurso y en 2002, fue seleccionado para liderar el desarrollo del caza ruso de próxima generación basado en el diseño T-50. El desarrollo posterior del Mikoyan LMFS multifunción continuó con la financiación de MiG. [69] Sin embargo, el programa Mikoyan LMFS también fue cancelado y reemplazado por el programa similar Sukhoi Checkmate .

El primer avión de quinta generación de Rusia, el Sukhoi Su-57 , reemplazará a sus viejos MiG-29 y Su-27. [70] [71] El Su-57 voló por primera vez el 29 de enero de 2010. El primer Su-57 de producción fue entregado a la Fuerza Aérea Rusa el 25 de diciembre de 2020. [72]

El Mikoyan PAK DP es otro caza de quinta generación propuesto, que se está desarrollando para reemplazar al MiG-31 . [73] [74] [75] [76] El proyecto comenzó en 2010 y "según informes de noticias rusos, el MiG-41 estará equipado con tecnología furtiva, alcanzará una velocidad de Mach 4-4,3, llevará misiles antisatélite y podrá realizar tareas en entornos árticos y cercanos al espacio". [77]

En julio de 2021, en el MAKS (show aéreo) bienal, Rusia presentó un prototipo del avión táctico ligero monomotor Sukhoi Su-75 Checkmate , cuyo vuelo inaugural se esperaba inicialmente para 2023 (posteriormente se retrasó al menos hasta 2024). El caza está diseñado principalmente para la exportación y se espera que sea menos costoso que sus competidores de dos motores. [78]

Pavo

TAI TF-X Kaan durante las pruebas de pista en las instalaciones de TAI en Ankara , el 17 de marzo de 2023 [79] [80]

El TAI TF-X Kaan , [81] o en turco Milli Muharip Uçak ( MMU , National Combat Aircraft), [82] es un caza de superioridad aérea furtivo, bimotor y para todo clima de quinta generación en desarrollo por Turkish Aerospace Industries (TAI) y BAE Systems como su subcontratista. El TF-X está previsto que sustituya al avión F-16 Fighting Falcon de la Fuerza Aérea Turca y que se exporte a estados extranjeros. [83]

Las pruebas de rodaje y de funcionamiento en tierra del prototipo comenzaron dos días antes del lanzamiento programado, el 16 de marzo de 2023. [79] [84] Se le dio oficialmente el nombre de " Kaan " el 1 de mayo de 2023. [85] [86] [80]

El 21 de febrero de 2024, el primer prototipo de Kaan realizó su vuelo inaugural de 13 minutos, despegando del Comando del Aeródromo Mürted en Ankara, Turquía. [87] [88] Este prototipo utiliza motores General Electric F110 , también utilizados en el General Dynamics F-16 Fighting Falcon .

Corea del Sur

Prototipo del KAI KF-21 Boramae

En junio de 2024, KAI anunció planes para agregar bahías de armas internas a su KF-21 Boramae de 4.5 generación, como parte de su programa de mejora de quinta generación del KF-21EX . [89]

India

La India está desarrollando de forma independiente un caza furtivo multifunción supermaniobrable de quinta generación y dos motores , llamado HAL Advanced Medium Combat Aircraft (AMCA). Está siendo desarrollado y diseñado por la Agencia de Desarrollo Aeronáutico y será fabricado por una SPV con prototipos iniciales producidos por Hindustan Aeronautics Limited . En 2022, el prototipo AMCA está en construcción, y se espera un primer vuelo del prototipo para 2025. [90] [91] [92]

A principios de 2018, India se retiró del proyecto paralelo llamado FGFA , un derivado de quinta generación del Sukhoi Su-57 , que según afirmó no cumplía con los requisitos de sigilo, aviónica de combate, radares y sensores en ese momento. [93] El FGFA completado debía incluir 43 mejoras con respecto al Su-57, incluido sigilo, supercrucero, sensores avanzados, redes y aviónica de combate. [94] [95]

Suecia

Flygsystem 2020 de Saab es un programa para desarrollar un caza de quinta generación.

Japón

Mitsubishi X-2 Shinshin

Japón desarrolló un prototipo de caza furtivo llamado Mitsubishi X-2 Shinshin , anteriormente conocido como ATD-X. A principios del siglo XXI, Japón, buscando reemplazar su envejecida flota de aviones de combate, comenzó a hacer propuestas a los Estados Unidos sobre el tema de la compra de cazas F-22 para sus propias fuerzas. [96] Sin embargo, el Congreso de los Estados Unidos había prohibido la exportación de la aeronave para salvaguardar los secretos de la tecnología de la aeronave, como su amplio uso del sigilo; este rechazo requirió que Japón desarrollara su propio caza moderno, que estaría equipado con características de sigilo y otros sistemas avanzados. [97]

En 2009, se construyó una maqueta del X-2 Shinshin y se utilizó para estudiar la sección transversal del radar en Francia. El primer prototipo se puso en marcha en julio de 2014 y el avión realizó su primer vuelo el 22 de abril de 2016. En julio de 2018, Japón había recopilado suficiente información y decidió que necesitaría contar con socios internacionales para completar este proyecto. Varias empresas han respondido. [98]

Japón ha firmado un contrato con Mitsubishi Heavy Industries para desarrollar un caza de sexta generación llamado Mitsubishi FX .

Comparación de los cazas de quinta generación en servicio

Véase también

Referencias

Notas

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