El motor XA100 de General Electric crearía nuevas posibilidades de misión para el F-35.
«Hay que resolver muchos problemas si se va a proporcionar una Fuerza Aérea que pueda volar con eficacia y completar sus misiones en ese entorno», dijo el general retirado de la Fuerza Aérea de EE.UU. Paul Hester sobre el teatro del Pacífico.
Hester lo sabe de primera mano. Es un antiguo comandante de las Fuerzas Aéreas del Pacífico de la USAF. Operar eficazmente en ese amplio escenario, que será el principal objetivo de la USAF en un futuro próximo, es la razón por la que afirma que la renovación del sigiloso y multimisión F-35A con una planta motriz adaptable de próxima generación debe formar parte de los planes de la USAF.
La oferta AETP de General Electric (GE), denominada XA100, ha cumplido la petición original de las Fuerzas Aéreas: un 25% más de eficiencia de combustible, el doble de capacidad de gestión térmica y al menos un 10% más de empuje. Hester, que ahora es asesor de GE, señala que las tres campañas de pruebas del XA100 -incluida la que se está llevando a cabo actualmente en el Arnold Engineering Development Complex (AEDC) de las Fuerzas Aéreas- han demostrado ese salto generacional en la capacidad.
Desde el punto de vista de la planificación de misiones, Hester afirma que el efecto que tendría un motor de este tipo en combate sería enorme. «Más ‘millas por galón’ significa que puedo volar mucho más lejos», dijo. «Desde el punto de vista del planificador de la misión, más alcance significa que puedes complicar los problemas de tu adversario. Además, soy capaz de reaccionar mejor, con más opciones, a las cosas que un adversario me lanza».
«Puedo ampliar mi misión y elegir diferentes aeródromos desde los que operar. Puedo alejar a los aviones cisterna del espacio aéreo disputado y liberar su disponibilidad para otros aviones que forman parte de mi misión. He ampliado mis posibilidades, mi entorno operativo».
El programa AETP (Adaptive Engine Transition Program) de la Fuerza Aérea comenzó en 2016 con este escenario exacto en mente. General Electric (GE) y Pratt & Whitney están probando motores en el marco de este programa con motores de ciclo adaptativo que generan más potencia cuando se necesita y luego se adaptan para obtener una mayor eficiencia mientras se navega para ampliar la autonomía del avión. Los motores AETP, diseñados como motores de sustitución directa para el F-35A, también proporcionan un salto significativo en la capacidad de refrigeración. Esta refrigeración es fundamental para satisfacer las inminentes necesidades del bloque IV del F-35 y la capacidad de crecimiento en las próximas actualizaciones.
Hester señala que eso es sólo la flexibilidad de la misión que ofrece un 25% más de eficiencia de combustible. «Eso no tiene en cuenta las demás mejoras que aporta el AETP», afirma.
Las mejoras en el empuje y la gestión térmica mejorada aportan beneficios de misión igualmente importantes. El empuje, señala Hester como antiguo piloto de caza, «es algo de lo que nunca se tiene suficiente. Aumenta tu carga útil potencial y tu capacidad para salir de situaciones difíciles».
La gestión térmica es un área que Hester señala como esencial para las necesidades a corto y largo plazo de la plataforma F-35.
«Las necesidades térmicas del F-35 están creciendo», dijo. «Y seguirán creciendo a medida que el avión se modernice a lo largo de su vida útil. El AETP duplica la capacidad de gestión térmica actual, lo que significa una gran disponibilidad de refrigeración para absorber el calor de varios sistemas internos. La arquitectura de tres flujos que introduce el AETP, a diferencia de la actual arquitectura de dos flujos, es la clave para resolver los problemas de sobrecalentamiento que vemos hoy en día».
Las mejoras en la ingeniería de sistemas basada en modelos de los últimos años también han ayudado a modelar el diseño y predecir el rendimiento del XA100 de GE. Las pruebas de hoy de un motor físico están demostrando la exactitud del modelado y las predicciones previas a las pruebas.
«[El XA100] se ha probado en las instalaciones de la Fuerza Aérea en Tullahoma, Tennessee». «A través de esas pruebas, se puede comparar con la capacidad prevista del motor para funcionar en toda la envolvente de vuelo y ver dónde están los puntos de datos reales».
Las pruebas en el AEDC forman parte de una estrategia de mitigación de riesgos a largo plazo que, según Hester, las Fuerzas Aéreas han sabido emplear. «Siempre hay una curva de aprendizaje en el desarrollo y diseño de los motores a reacción, tanto si se trata de un nuevo motor como de una actualización. Pero la forma en que las Fuerzas Aéreas estructuraron sus programas de motores adaptables, trabajando metódicamente a través de múltiples programas y proporcionando una financiación consistente para esos programas, ha permitido eliminar una cantidad significativa de riesgo. Eso permite a las Fuerzas Aéreas saber lo que van a obtener antes de un programa de desarrollo de ingeniería y fabricación».
La ingeniería digital también ha dado a GE la seguridad de que su motor se ajusta no sólo al vehículo de diseño objetivo del AETP en el F-35A, sino también al F-35C basado en portaaviones. GE dispone de un motor con número de pieza común para ambos aviones, que representan casi el 90% de la flota prevista del F-35.
«El avión más avanzado del mundo debe tener un motor a la altura», dijo Hester. «Los beneficios son claros, y tenemos que avanzar ahora para superar un entorno cada vez más competitivo».
Nick Adde
Y si mejora la disponibilidad con menos mantenimiento no sería mala cosa, los gastos de mantenimiento de este avión son demasiado altos……
Que va ha decir si ahora trabaja para GE pero no obstante si que es cierto que al F35 le va a venir muy bien éste motor lo necesitaba como agua de mayo
Este prototipo sitúa exactamente a cada jugador en su lugar. La diferencia que existe entre esta clase de motor y el resto es la misma que existía en los ’80 entre el XF-119 o el XF-120 y el resto. Es decir que EEUU ha mantenido la disparidad tecnológica a su favor. Justamente la gran diferencia de aquellos prototipos era la «gestión termica» que les permitía funcionar en supersónico sin PC y por ende ayudar a administrar el combustible, exactamente lo mismo que busca perfeccionar este prototipo cuarenta años después. El diseño virtual y las nuevas tecnologías han proporcionado un soporte que puede ahorrar millones de US$, pero estos también están disponibles para la competencia. La mayor ventaja -prácticamente inalcanzable- reside en la metalurgia especializada y el conocimiento intrínseco, artístico, de las técnicas depuradas para lograr motores de este nivel de desarrollo tecnológico a nivel seriado, más allá de prototipos. EEUU (P&W y GE) tiene todo lo necesario para mantenerse de un lugar prácticamente inexpugnable. El objetivo no es solo dotar al F-35, sino que sirva como inicio de la motorización de los cazas estadounidenses de 6ta gen.
«… un 25% más de eficiencia de combustible…»
O el actual motor es muy malo (muy, muy zampón) o este es una maravilla.
«…el doble de capacidad de gestión térmica…»
Alguien que sepa a lo mejor podría explicar cómo es posible que los cazas europeos, incluso el monomotor Saab Gripen E, no parece que tengan problemas con la gestión térmica y, sin embargo, este motor sí.
Esa jerga quiere decir que reducira la firma termica a la mitad y ademas es lo mas importante, sino podria arruinar el sigilo. No serviria de nada tener supercrucero o mach 2 y aumentar la señal de calor. Por eso el motor actual, PW F-135 esta optimizado para vuelo subsonico, gasta menos a esa velocidades y por lo tanto emite menos calor.
Porque lo importante es llegar sin ser visto y pegar, y no llegar a toda velocidad, detectado por calor y por irradiacion em en todas las frecuencias que emite el plasma (si se trata de algo hipersonico).
En los aviones no-furtivos no interesa la firma termica, igual los ven por radar, asi que no se preocupan de ninguna «gestion termica».
O lo que es lo mismo , un desarrollo de éste , el F-136 de GE y RR . La base de todos ellos es el primigenio YF-120 .
Creo que los tiros van en que el motor actual es un voraz bebedor de combustible. Desde luego mejorar este aspecto ayudaría enormemente en aumentar el radio de acción del F-35 que se antoja escaso.
En cuanto a la gestión térmica puede ser que se refiera a una firma infrarroja menor aunque también puede significar cualquier cosa.
El actual PW F-135 que equipan las versiones A y C no es «voraz» y porque no es voraz puede mantener la furtividad ante los sensores infrarrojos. Si fuera «voraz» el F-35 no seria furtivo.
La nuevas propuestas simplemente son mejores, mantienen la baja observabilidad (VLO) y aumentan la potencia disponible, lo que se traduce en mas alcance, mas velocidad y mejor soporte para las proximas armas de energia dirigida.
Del mismo modo que no sabemos cuán furtivo es al radar no sabemos cuán furtiva es la firma infrarroja del F-35 y el PW F-135 más de lo que Lockheed y Pratt & Whitney quieran publicar, y con razón. Aparte ¿Ese empuje cómo lo consigue?
Respecto a las nuevas propuestas ¿Mejorar la eficiencia del combustible en un 25%? No se que novedades traerá pero son cifras no se veían desde que se empezó a pasar del turborreactor puro al de doble flujo.
No, nosotros aqui escribiendo en galaxiamilitar no sabemos cuan furtiva es la firma infrarroja del F-35 pero si sabemos que no debe ser tan notable como para usarla como indicador de que alli hay un F-35. No se hubieran tomado el trabajo de tomar precauciones contra las ondas de radar si no pudieran minimizar el calor del motor.
Sobre como consigue el impulso extra, aqui se puede aplicar que no sabremos «más de lo que Lockheed y Pratt & Whitney quieran publicar, y con razón.»
Basicamente cualquier mejora se consigue eliminando ineficiencias. ¿mejores materiales?¿mejor control computarizado del motor?¿mejor comprension de la fisica del turborreactor? etc.
El F-35 tiene mucho para mejorar y llegara al tiempo a ser lo prometido pero LM no regalara las mejoras.
Es un poco la historia del Phantom, nadie duda de que fue un avión tremendo, pero costó su tiempo conseguir las últimas versiones, La israelí con el pW1120 hubiese sido la bomba……
El F-35 ya es imbatible, si mejora llegara al nivel Dios.
Red Flag 2017 y 2019.
Muy bien explicado
por fin le van a poner un motor de 5 generacion el problema es como solucionaron que el recubrimiento del avion no se salga en supersonico
Las tensiones con China son peleas de patio de colegio comparados con los navajazos del programa F-35. Hay que cuestionar un poco la noticia. Unos dicen que el motor GE es la panacea y otros que es pura basura.
¡¡¡ EA , Victor , ahí lo tienes : un motor de General Electric !!! El YF-120 disfrazado con otra nomenclatura . Pero el motor es la base del modelo primigenio de éste .
Claro, porque Occidente no inventa nada, siempre usa lo mismo con distinto nombre.
El F-35 sin duda el mejor avion de esta generacion
¿ M’harvey ? ¿ Tú eres M’harvey ? Me parece increíble que hagas este comentario , con la somanta de palos que le has dado a este caza desde siempre . O es ironía pura y dura , que también puede ser , claro .
¿Quien es usted y que ha hecho con el verdadero Harvey?
El motor XA100 de GE o el XA101 de PW solo irían a los F-35A de la USAF. Los modelos de Marines y US Navy quedan fuera. Eso creará cadenas logísticas separadas y aumentará costes. Por no hablar del coste de crear el motor para que encaje en el fuselaje del F-35 y se integre en sus sistemas. No va a ser ser barato
La USAF se cansó de la escasez de motores por sobrecalentamiento y rotura de las palas de la turbina. Eso aumenta el número de F-35 que esperan reparaciones y afecta a la disponibilidad del F-35 para entrenamiento y operaciones. El Congreso también se cansó y pide un motor nuevo que mejore costes y rendimiento. Vamos, que PW no es muy querida y GE aprovechará la oportunidad.
Eso es absurdo . Terminarán integrándose en los 3 modelos , y si no al tiempo . Lo de las cadenas logísticas separadas es una auténtica barbaridad y una verdadera locura . Veréis como al final lo adaptan a los 3 modelos .
La «gestión termica» es un recurso técnico referido a la comprensión de cómo se genera, mueve y se elimina el calor producido en cualquier máquina o sistema, para optimizar
la distribución del exceso de calor generado y disiparlo eficientemente. Actualmente se trabaja en la creación de nuevas metodologías para optimizar el equilibrio térmico del F-35, para reducir algunas falencias encontradas en la disipación del calor generado por el motor F-135. Un motor AETP (ciclo variable) como este prototipo XA100 incorpora desde la fase de diseño los recursos necesarios para la gestión del calor, no solo para proteger la célula distribuyendo eficientemente el calor, sino que la disipación encuentra un lugar primordial tratándose de un avión furtivo, ya que ocultar la firma térmica es tan importante como disminuir cuanto más la firma RCS.
Ahora que el enemigo de USA no es la guerra asimétrica del medio oriente sino es otra potencia industrial y tecnológica cómo china veremos una lluvia de avances militares de USA por los próximos años, pasando por armas láser y demás, lastima por España que no tiene para comprar estos aviones y no tiene para nada mas que no sean aviones de transporte
El otro recurso tecnológico novedoso que incorpora este prototipo AETP es el concepto de «Detonación rotativa», con el objetio de reducir el consumo y optimizar el combustible, que por el momento, no puede ser hidrógeno o baterías eléctricas. Los turborreactores son por lejos los motores de combustión interna más eficientes de cuantos existen, aunque por el momento el límite se encuentra en la temperatura máxima a la que pueden trabajar los materiales. Pero la industria aeronáutica (civil y militar) debe seguir evolucionando y la exploración de estos conceptos intentan llevar la tecnología a sus extremos. Hasta ahora las investigaciones se han desarrollado en modelos matemáticos y han dado resultados esperanzadores. Este prototipo de GE es la primera puesta en práctica de tales conceptos, que busca reducir el consumo en un 25% y aumentar la potencia un 10% para un mismo nivel de flujo dado.
(Sigue): Los turborreactores utilizan el ciclo termodinámico de Brayton, en el cual la ignición del combustible se produce a presión constante; en esta ecuación es fundamental el uso de compresores, ya que el objeto es acelerar el aire cuanto más se pueda y calentarlo para incrementar su energía. Lo que se intenta es justamente que dicha combustión no se haga a presión constante, sino mediante detonaciones controladas que vayan rotando alrededor de la cámara de combustión, generando mucha más eficiencia de trabajo en cada ciclo. Es decir, que la combustión constante en la que el aire es comprimido en distintas etapas de baja, media y alta presión, acelerándolo e incrementando enormemente su temperatura, mezclado con combustible y encendido en la cámara de combustión, produciendo el empuje, es cambiado por detonaciones (como un pulsorreactor) que generan presiones mucho más elevadas durante la combustión, pudiendo prescindir de gran parte de la necesidad de compresión del aire, y por ende del compresor, por lo que se reduce la necesidad de extraer una parte del flujo para moverlo, incrementando la eficiencia energética del conjunto.
Estos son a «Grosso modo» los conceptos técnicos de los que trata el artículo. Pero lo realmente importante es que este tipo de demostraciones tecnológicas demuestran como dijimos inicialmente, el abismo tecnológico que existe entre EEUU y el resto de los países productores de motores a reacción, con ciertas reservas respecto a Japón y UK. Las empresas estadounidenses, en conjunto con los organismos de investigación gubernamentales y de los servicios, como el DARPA y la USN/USAF, logran avances gigantes, que el resto luego pretende emular y otros, como Rusia, cada vez quedan más alejados. China ni siquiera ha logrado un motor comparable al F-119 de los ’80.
Gracias por documentarnos Fer65 es muy interesante. Estaba claro que la clave para la evolución de los motores a reacción radica en el uso de nuevos materiales que permitan trabajar a temperaturas y presiones aun mayores.
Si, por supuesto que las investigaciones para lograr mayor eficiencia incluyen nuevos materiales, indudablemente; pero lo más importante es que la «detonación rotativa» constituye un concepto absolutamente diferente de concebir un motor a reacción. Por supuesto que llevará tiempo y costos, pero abre un punto desde donde partir hacia nuevos horizontes. Si este concepto logra en la práctica los resultados positivos expresados en los modelos matemáticos, podríamos estar frente a una nueva clase de motor a reacción, que dejará obsoletas todas las concepciones anteriores.