Lockheed Martin X-35

El Lockheed Martin X-35 fue un concepto de avión de demostración (CDA) desarrollado por Lockheed Martin para el programa Joint Strike Fighter . El X-35 fue declarado ganador sobre el Boeing X-32 de la competencia y una versión armada desarrollada entró en producción a principios del siglo XXI como el F-35 Lightning II .

X-35 JSF
X-35.jpg
El X-35A JSF realiza pruebas de vuelo en la Base de la Fuerza Aérea Edwards , California
Papel Concepto de avión de demostración (CDA)
Fabricante Aeronáutica Lockheed Martin
Primer vuelo 24 de octubre de 2000 [1]
Estado Retirado
Usuario principal Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA)
Número construido 2 (X-35A / B y X-35C)
Desarrollado en Lockheed Martin F-35 Lightning II

Logotipo original del F-35 Joint Strike Fighter
X-35C

El Joint Strike Fighter evolucionó a partir de varios requisitos para que un luchador común reemplazara a los tipos existentes. El contrato de desarrollo de JSF real se firmó el 16 de noviembre de 1996. El programa JSF se creó para reemplazar varios aviones y mantener bajos los costos de desarrollo, producción y operación. Esto se logró mediante la construcción de tres variantes de un avión, con el objetivo inicial de que las variantes compartieran más del 70% de sus partes. [2]

El primero es el F-35A, una variante convencional de despegue y aterrizaje (CTOL). Es la versión más pequeña y liviana, y está destinada principalmente a reemplazar los viejos F-16 Fighting Falcons y A-10 Thunderbolt II de la Fuerza Aérea de EE. UU . Esta es la única versión con una pistola interna, la GAU-22 . El F-35B es la variante de despegue corto y aterrizaje vertical (STOVL) que reemplaza a los AV-8 Harrier II y F / A-18 Hornets del Cuerpo de Marines de EE. UU. , Y Royal Air Force / Royal Navy Harrier GR7 / GR9 a partir de 2015. La Royal Navy usará esto para reemplazar sus Harrier GR7 y la RAF reemplazará a sus Harrier GR9. El Cuerpo de Marines de los EE. UU. Utilizará el F-35B para reemplazar sus AV-8B Harrier II y F / A-18 Hornets con un diseño similar en tamaño al Air Force F-35A, intercambiando volumen de combustible por sistemas de vuelo verticales. Al igual que el Harrier, las armas se llevarán en una cápsula. El vuelo vertical es, con mucho, el más arriesgado y, al final, un factor decisivo en el diseño. Por último, el F-35C, una variante basada en portaaviones , reemplazará al F / A-18 Hornets "heredado" y servirá como un complemento sigiloso del F / A-18E / F Super Hornet . Tendrá un ala plegable más grande y superficies de control más grandes para un mejor control a baja velocidad y un tren de aterrizaje más fuerte para las tensiones de los aterrizajes de portaaviones. El área de ala más grande proporciona un mayor alcance y carga útil, logrando el mismo objetivo que el Super Hornet mucho más pesado. La Marina de los Estados Unidos inicialmente planeó comprar 480 JSF; este número fue finalmente revisado a 260 aviones, con 80 adicionales para el Cuerpo de Marines de los Estados Unidos.

Los principales clientes y patrocinadores financieros son los Estados Unidos y el Reino Unido. Otras ocho naciones también están financiando el desarrollo de la aeronave. Los costos totales de desarrollo del programa, menos las adquisiciones, se estiman en más de US $ 40 mil millones, de los cuales la mayor parte ha sido financiada por Estados Unidos. Los costos de producción se estiman en US $ 102 millones por unidad para 2.400 unidades. [3]

Hay tres niveles de participación internacional. El Reino Unido es el único socio de 'Nivel 1', que aporta un poco más de 2.000 millones de dólares, aproximadamente el 10% de los costes de desarrollo. Los socios de Nivel 2 son Italia , que aporta mil millones de dólares, y los Países Bajos , 800 millones de dólares. En el Nivel 3 están Canadá , 440 millones de dólares EE.UU. Turquía , 175 millones de dólares EE.UU. Australia , 144 millones de dólares; Noruega , US $ 122 millones; y Dinamarca , 110 millones de dólares. Los niveles generalmente reflejan la participación financiera en el programa, el monto de la transferencia de tecnología y los subcontratos abiertos a licitación por las empresas nacionales y el orden de prioridad en el que los países pueden obtener aviones de producción. Israel y Singapur también se han unido como participantes cooperativos de seguridad. [4] Debido a retrasos en el desarrollo y las pruebas, la fecha de introducción del F-35 se retrasó gradualmente de 2010 a 2015. [5] [6]

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Vídeo de vuelo del X-35: transición a VTO, vuelo estacionario, despegue corto, reabastecimiento de combustible en vuelo, vuelo estacionario vertical y aterrizaje.
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Un aterrizaje vertical X-35B (video)

Los elementos del diseño del X-35 fueron iniciados por el F-22 Raptor , y partes del diseño del conducto de escape VTOL fueron utilizadas previamente por el Convair Modelo 200 , un requisito de caza VTOL supersónico de 1972 para el Sea Control Ship ; en particular, la boquilla giratoria de tres cojinetes utilizada en el X-35B fue pionera en el diseño de Convair. [7] [8] Además, Lockheed compró datos técnicos del Yakovlev Yak-141 cancelado en 1991 para examinar y analizar su boquilla giratoria. [N 1] [10] [11] [12] Aunque los sistemas de visualización montados en el casco ya se han integrado en algunos cazas de cuarta generación como el JAS 39 Gripen , el F-35 será el primer avión de combate moderno en el que el casco -Las pantallas montadas reemplazarán una pantalla de visualización frontal por completo. [13]

Durante la definición del concepto, se probarían en vuelo dos estructuras de demostración para cada equipo de contratistas. El avión de demostración de Lockheed Martin [N 2] consistía en el X-35A (que luego se convirtió en el X-35B) y el X-35C de alas más grandes. [14] Tanto las centrales eléctricas X-32 como X-35 se derivaron del F119 de Pratt & Whitney , con la variante STOVL de este último incorporando un módulo Rolls-Royce Lift Fan. Debido a que estos eran demostradores de prueba de concepto para la reducción del riesgo de STOVL, el avión de demostración no necesitaba tener la estructura interna o la mayoría de los subsistemas del avión final como sistema de armas. [15]

Ventilador de elevación impulsado por eje

En lugar de motores de elevación o de usar un motor de elevación directa como el Rolls-Royce Pegasus en el Harrier Jump Jet , el X-35B fue impulsado por el F119-PW-611 que utilizó el nuevo sistema de ventilador de elevación impulsado por eje , patentado por Lockheed Martin. ingeniero Paul Bevilaqua , y desarrollado por Rolls-Royce. [16] [17] En vuelo normal con alas, el F119-PW-611 se configuró como un turboventilador recalentado de derivación media normal . El turbofan actuaba como un motor turboeje incrustado en el fuselaje (pero con un porcentaje mucho menor de la energía térmica total extraída por la etapa de la turbina), una parte de la potencia del motor se extraía a través de una turbina y se utilizaba para impulsar un eje que avanzaba. a través de una caja de cambios de embrague y bisel a un ventilador de elevación contrarrotante montado verticalmente ubicado delante del motor principal en el centro de la aeronave (esto también se puede ver como un turboventilador de alto bypass pero con la presión baja etapas del ventilador montadas de forma remota desde el núcleo del motor en un eje extendido con embrague, y creando un empuje hacia abajo en lugar de hacia atrás alrededor del núcleo del motor como en un turboventilador convencional). [18] El aire de derivación de las etapas del compresor del turboventilador de derivación media del motor de crucero se agota a través de un par de boquillas de poste antivuelco en las alas a ambos lados del fuselaje, mientras que el empuje del ventilador de elevación equilibra el empuje de la corriente de núcleo caliente que agota a través de la boquilla de crucero vectorizada en la cola. La planta motriz X-35B actuó efectivamente como un multiplicador de flujo, de la misma manera que un turbofan logra eficiencias al mover el aire no quemado a una velocidad más baja y obteniendo el mismo efecto que el enorme pero supersónico ventilador principal del Harrier. [19] Al igual que los motores de elevación, esta maquinaria adicional era un peso muerto durante el vuelo, pero el empuje de elevación incrementado mejoró la carga útil de despegue aún más. El ventilador frío también redujo los efectos dañinos del aire caliente a alta velocidad que podría dañar el pavimento de la pista o la cubierta de un portaaviones. Aunque arriesgado y complicado, se hizo funcionar a satisfacción de los funcionarios del Departamento de Defensa, y las pruebas de vuelo de los demostradores X-35 redujeron el riesgo al nivel de preparación tecnológica 6. [20]

Evaluación de prueba de vuelo

El X-35A voló por primera vez el 24 de octubre de 2000 y probó el rendimiento y las características de manejo del vehículo aéreo. Después de 28 vuelos de prueba, la aeronave se convirtió al X-35B, que agregó el ventilador de elevación de transmisión por eje, la boquilla giratoria de popa y los postes antivuelco. El 20 de julio de 2001, para demostrar la capacidad STOVL del X-35, el X-35B despegó en menos de 500 pies (150 m), se volvió supersónico y aterrizó verticalmente. [21] [22] [23] El X-35C voló por primera vez el 16 de diciembre de 2000 y probó una aproximación de potencia y recuperación de portadora simulada. [24]

En el despegue entre el X-32 y el X-35, se consideró que este último era el ganador. Como resultado, el 26 de octubre de 2001 se otorgó un contrato para el desarrollo y la demostración del sistema (SDD) del F-35 a Lockheed Martin. [25]

Producción de F-35

Hay una serie de diferencias entre el X-35 y el F-35, que fue diseñado para ser un sistema de armas operativo. El fuselaje delantero se alargó 5 pulgadas (13 cm) para dejar espacio para la aviónica de la misión, mientras que los estabilizadores horizontales se movieron correspondientemente 2 pulgadas (5,1 cm) hacia atrás para mantener el equilibrio y el control. La forma de la cubierta de entrada supersónica sin desviador cambió de una forma de cuatro lados a una de tres lados y se movió 30 pulgadas (76 cm) hacia atrás. Para acomodar las bahías de armas, la sección del fuselaje estaba más llena con la superficie superior levantada 2,5 cm (1 pulgada) a lo largo de la línea central. Tras la designación de los prototipos X-35, las tres variantes fueron designadas F-35A (CTOL), F-35B (STOVL) y F-35C (CV). [26]

El X-35B en exhibición en el Steven F. Udvar-Hazy Center.

El X-35A se convirtió en el X-35B para la parte STOVL de la competencia. Ahora reside en el Museo Nacional del Aire y el Espacio Steven F. Udvar-Hazy Center , cerca del Aeropuerto Internacional Washington Dulles en Virginia. [27]

Tras el final de la competencia, el X-35C fue transferido al Museo Aéreo Naval del Río Patuxent en el condado de St. Mary's , Maryland . [28]

X-35A repostado en vuelo por un KC-135 Stratotanker

Datos de Air Force Magazine, [29] Aviation Week & Space Technology, [30] [31] Flight International, [32] Aerospace America [33]

Características generales

  • Tripulación: 1
  • Longitud: 50,5 pies (15,4 m)
  • Envergadura: 33 pies (10 m)
  • Altura: 13,3 pies (4,1 m)
  • Área del ala: 450 pies cuadrados (42 m 2 )
  • Peso vacío: 26,500 lb (12,020 kg)
  • Peso máximo al despegue: 50.000 lb (22.680 kg)
  • Capacidad de combustible: 15,000 lb (6,800 kg) interno
  • Planta motriz: 1 × turboventilador aumentado Pratt & Whitney JSF119-PW-611 , 25,000 lbf (110 kN) de empuje en seco, 40,000 lbf (180 kN) con postquemador

Actuación

  • Velocidad máxima: Mach 1.5+ en altitud
  • Alcance: 1200 millas náuticas (1400 millas, 2200 km) o más [N 3]
  • Alcance de combate: 600 millas náuticas (690 millas, 1.100 km)
  • Techo de servicio: 50.000 pies (15.000 m)

Diferencias entre variantes

X-35A
CTOL		X-35B
STOVL		X-35C
CV
Largo 50,5 pies (15,4 m) 50,5 pies (15,4 m) 50,8 pies (15,5 m)
Envergadura 33 pies (10,1 m) 33 pies (10,1 m) 40 pies (12,2 m)
Área del ala 450 pies cuadrados (41,81 m 2 )450 pies cuadrados (41,81 m 2 )540 pies cuadrados (50,17 m 2 )
Peso vacio 26.500 libras (12.000 kg) 30,697 libras (13,924 kg) 30,618 libras (13,888 kg)
Combustible interno 15.000 libras (6.800 kg) 15.000 libras (6.800 kg) 16.000 libras (7.300 kg)
Distancia > 1200 millas náuticas (2200 km) > 1200 millas náuticas (2200 km) > 1400 millas náuticas (2600 km)

  • Futuro sistema de aire ofensivo
  • Aviones de combate conjuntos

Desarrollo relacionado

  • Lockheed Martin F-35 Lightning II

Aeronaves de función, configuración y época comparables

  • Boeing X-32
  • Aeroespacial británico P.125
  • Yakovlev Yak-141

Listas relacionadas

  • Lista de aviones de combate
  • Lista de aviones experimentales
  • Lista de aviones militares de los Estados Unidos

  1. ^ El X-35B y el Yak-141 tienen similitudes de diseño en sus boquillas giratorias, pero los ciclos de propulsión STOVL son distintos, con el X-35B usando un ventilador de elevación impulsado por eje para aumento de elevación vertical mientras que el Yak-141 usa dos elevadores dedicados motores. [9]
  2. ↑ Lockheed adquirió la división de combate General Dynamics en Fort Worth en 1993 y se fusionó con Martin Marietta en 1995 para formar Lockheed Martin.
  3. ^ Se dijo que el X-35C tenía más de 100 nmi de rango adicional sobre el X-35A.

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