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F/A – 22 RAPTOR PROBLEMAS, PROBLEMAS Y PROBLEMAS Por Alberto García Pérez El F/A-22 Raptor es quizás el último caza de combate tripulado. Junto con el F 3S JSF (Joint Strtke Fighterl) que se fabricara en los Estados Unidos. Sin embargo, algo no debe ir muy bien con este moderno caza, ya que hasta ahora no ha sido empleado en combate, lo cual va en contra de la filosofía de la USAF. Recientemente ha tenido el triste honor de ser el avión de caza que más tiempo ha permanecido en tierra con prohibición de volar en la historia reciente militar. En el presente artículo veremos las causas.

principios de los años ochenta, la Administración norteamericana buscaba un nuevo tipo de avión de caza que pudiera sustituir a los recién estrenados F-15, que acababan de incorporarse a sus filas. En un entorno todavía envuelto en las cenizas de la guerra fría, la inteligencia militar norteamericana pensó en uno de superioridad aérea, que garantizara a largo plazo la defensa de Estados Unidos. En 1984 se abre el concurso de propuestas y dos años más tarde, aparecen sendos consorcios formados, por una parte, por Lockheed, Boeing General Dynamics (YF-22) y por otra, McDonneI Douglas y Northrop, que proponen el YF-23. El nuevo programa prometía ser el Rey Midas de la aviación militar, al tener el mayor presupuesto de la historia militar de la nación. Para la selección definitiva del candidato ambos consorcios debieron poner a disposición de la USAF dos prototipos equipados con dos motores distintos, desarrollados ésta vez por

Pratt & Whitney (YF-119) y General Electric (YF-120), para que se pudiera completar un programa de desarrollo y validación que habría de durar 54 meses. Hasta la aparición de los primeros propulsores en el año I988, todos los ensayos con los prototipos se realizan en el suelo, para evitar retrasos innecesarios durante el periodo de evaluación. En abril de 1991, una vez completadas todas las pruebas en tierra y en vuelo, se elige como vencedor aI YF-22, que pasaría a partir de

La prohibición de volar va a retrasar las entregas para el año que viene.

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ese momento a denominarse oficialmente F/A-22 Raptor y propulsado por la opción de Pratt A Whitney con su motor F-19. En ese mismo arto, el régimen comunista de la Union Soviética cae y el Gobierno norteamericano reacciona cancelando los programas del MRF y AF-X, pero decide proseguir con el F/ A-22 y el F/A-18 E/F. Desgraciadamente, un arto más larde se produce el primer accidente serlo del Raptor, sin consecuencias trágicas, debido a oscilaciones inducidas por el piloto. Aunque técnicamente no es responsabilidad del aparato, la Administración decide cancelar el programa de vuelos, tras haber completado ya el 95 por ciento de los ensayos previstos, y decide entrar en la fase de aceptación del producto. En 1993, la USAF lanza una propuesta de compra de 648 unidades por un precio unitario de 84 millones de dólares. Pero como el nuevo orden mundial parecía dirigirse hacia senderos no previstos de estabilidad, el Gobierno revisó ampliamente sus programas militares y, apenas un año más tarde de la petición inicial del Raptor, se reduce la cantidad a 442

F-22 Raptor en pleno vuelo.

aviones, con un precio unitario de 91 millones de dólares. En 1995 comienza la fabricación, aunque, a mediados de 1997, el estamento militar vuelve a revisar a la baja la cifra toral hasta las 339 unidades, a la vez que reduce la entrega inicial de aeronaves de 70 a 58, ralentizando el ritmo de entrega de 48 a 36 aviones por año. Tras una extensa campaña de vuelos de aceptación, que abarca hasta abril de 2005, el F/A22 entra finalmente en producción, con la entrega del primer ejemplar al Ala de Caza Nº 1, que, casualmente, también habla recibido el primer ejemplar del F-15, avión al que el F/A-22 está destinado a sustituir progresivamente hasta 2013. A pesar de las continuas reducciones, el Raptor es todavía un producto rentable para sus fabricantes y emplea a más de 60.000 personas de forma directa. El avión Sobre el papel, el Raptor no es un avión muy rápido, ya que posee una velocidad máxima de Mach 1,7, impuesta por la selección de materiales

F/A - 22 Raptor empleados en su construcción y por el hecho de que sus motores tengan una loma aerodinámica de geometría fija. Sin embargo, en la práctica, resulta el caza más rápido en la actualidad, si se matiza que es capaz de alcanzar esta velocidad con todo su armamento y el máximo de peso de combustible al despegue. Además, con sus + 9 g de capacidad de maniobra, ha llegado al límite físico que el cuerpo humano puede soportar. Por encima de estas fuerzas en vuelo tendríamos que pensar ya en un vehículo no tripulado de combate UCAV (Unmanned Combat Aerial Vehicle), que, hoy por hoy, no tiene la madurez necesaria para su entrada en servicio. La carlinga del F/A-22 no es laminada, como la del F-16, ya que, aunque esta opción ofrece una mejor protección al impacto de pájaros, es más pesada y dificulta la visión desde el interior. Para el Raptor se ha elegido una superficie transparente de policarbonato a la que se ha añadido un peso asimétrico para que, en el caso de eyección del piloto, ésta caiga prácticamente a 90° grados y evite el golpe contra el aviador. En cuanto a capacidad de carga, se han incorporado cuatro puntos de anclaje, capaces cada uno de soportar hasta 2.270 kg. En su configuración de ataque aire-aire puede transportar seis misiles AIM120C y dos AIM-9, mientras que en la modalidad de ataque a tierra lleva dos bombas de 1.000 libras del tipo JDAM, dos misiles AIM-I20C y dos AIM-9. Éstos dos últimos ingenios se hayan situados a ambos lados de la toma de los motores, de tal manera que en el momento del lanzamiento un mecanismo sitúa al misil fuera del avión y lo lanza.

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Hay que resaltar que toda la carga se encuentra carenada en tanto no es utilizada, con el fin de reducir la firma al radar que suponen las grandes superficies metálicas del armamento, con siguiendo así su capacidad stealth. La información al piloto se presenta en seis pantallas de cristal liquido, que se pueden leer incluso cuando los rayos del sol impactan directamente sobre ellas. Todos los datos se coordinan por medio de un procesador integrado común redundante, con más de 1,7 millones de líneas de código y capacidad de crecimiento de hasta un 25 por ciento. Como la aviónica siempre ha sido uno de los pilares fundamentales en la modernización de cualquier avión y donde el escaso espacio disponible lleva a complejas modificaciones, el Raptor tiene la capacidad de incrementar sus recursos computacionales hasta un 200 por ciento, gracias a que se ha dejado espacio suficiente como para incorporar otra de estas unidades de proceso, por si es necesario en el futuro. El nivel de integración y computación es tal en la versión actual que basta citar el ejemplo de la palanca de mandos que es capaz de manejar hasta 60 funciones distintas, permitiendo reducir las distracciones para que el piloto se concentre en su misión en todo momento. El radar del Raptor es otra de las joyas que incorpora, con barrido electrónico y capacidad de detección por encima del rango visual, es capaz de detectar otras aeronaves antes de que estas puedan hacerlo con él. Puede cambiar la frecuencia, la potencia de emisión y la dirección de los 2.000 haces que lo conforman, lo

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que consigue que su localización se haga muy compleja. Innovaciones Las nuevas técnicas de fabricación y de monitorización del avión permiten que se hayan conseguido índices de fiabilidad sin precedentes. La mayor disponibilidad de la aeronave permite un mayor número de salidas y. por tanto, necesita tener más pilotos a su cargo. Mientras que en un caza convencional el número de pilotos por avión es del 1,5, en el nuevo F/A-22 esta cifra asciende hasta 2,5. La disponibilidad de la aeronave permite que un piloto termine su misión de entrenamiento, se baje del avión y, acto seguido, otro realice una acción, aumentando de esta forma el número de misiones que se pueden realizar. De hecho, la USAF intenta sustituir hasta 850 cazas del tipo F/A-l5 con sólo 339 F/A-22, así como reducir los equipos de apoyo en tierra a la mitad. EI Raptor también posee ciertas características de invisibilidad, que reducen significativamente su

huella de radar. La carlinga, que es una de las fuentes principales de señal del sensor, debido a la geometría llena de aristas del cockpit (cabina de pilotaje) y repleta de componentes metálicos, está dotada de una película protectora que permite el paso de hasta el 85 por ciento de la luz, pero que absorbe en gran medida la energía de las ondas del radar. El timón de dirección, por su parte, está inclinado para facilitar el apantallamiento del calor producido por los motores y reducir la firma, devolviendo la señal en una dirección distinta a la de emisión. La firma infrarroja de los propulsores también se ha minimizado mediante el uso de toberas rectangulares y muy alargadas. Esta geometría permite que la distancia entre el aire que rodea al motor y el centro de la tobera sea mínima v. por tanto, que la disipación del calor sea más rápida que con otras configuraciones, como la circular, que es la empleada habitualmente en los cazas. A pesar de las innovaciones anteriores, en cuanto a la selección de los materiales se refiere, el Raptor es relativamente conservador, con un 67

Del F - 22 se fabricarán 339 unidades, de las que 170 ya estan operativas.

F/A - 22 Raptor

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La palanca de mandos es capaz de manejar hasta 60 funciones distintas.

por ciento del peso correspondiente a titanio, un 22 a aluminio y un 11 a materiales compuestos. La palanca de mando de los aviones, en especial de los cazas, es cada vez más compleja, permitiendo controlar varios sistemas desde ella. El Eurofighter por ejemplo, tiene 12 interruptores, mientras que el F-22 permite controlar hasta 60 sistemas. Esta capacidad es especialmente importante en los cazas, ya que

una distracción en el piloto para activar un equipo puede suponer la diferencia entre la vida y la muerte. Sin embargo, un vehículo tan complejo como el F-22 no está exento de problemas, como así se sospecha desde hace tiempo, ya que este moderno caza todavía no ha sido empleado en ningún conflicto militar, lo cual es contrario a la filosofía habitual

El F-22 lleva ya acumulados más de 12 incidentes relacionados con la hipoxia.

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de la Fuerza Aérea norteamericana. Quizá el problema más visible de cara a la opinión pública haya sido el accidente de un Raptor el 16 de noviembre de 2010 en Alaska, donde hubo que lamentar la pérdida de su piloto al no eyectarse a tiempo. Rápidamente toda la atención mediática se centró en este avión, del cual ya se sospechaba que pudiera tener problemas. Inicialmente, la USAF restringió la operación de toda la flota por encima de los 25.000 pies de altura, debido a la aparición de incidentes de hipoxia causados por la falta de suministro de oxígeno a los pilotos bajo ciertas condiciones de maniobras en vuelo. Finalmente, la flota de 170 F-22A se quedó en tierra el pasado 2 de mayo de 2011, después de que se acumularan 12 incidentes relacionados con la hipoxia y se confirmara que existía un problema de diseño. La hipoxia y sus efectos La hipoxia, también conocida como el mal de montaña, es una enfermedad en la cual el cuerpo o una parte de él se priva del suministro adecuado de oxígeno y produce distintos síntomas, dependiendo de la gravedad y la velocidad del ataque. En los seres humanos puede producir dolores de cabeza, fatiga, náuseas, inestabilidad y, a veces, incluso ataques y coma, con un cambio progresivo del color de las células sanguíneas que se vuelven poco a poco azuladas. El ojo humano también es muy sensible a la presión de oxígeno y pierde rápidamente la capacidad de percibir la intensidad de los colores. La hipoxia puede aparecer cuando se realiza ejercicio en altura,

típico de los montañistas, en el buceo y, por supuesto, en la aviación, cuando se vuela a gran altura. En este caso particular, conforme aumenta la altura se reduce tanto la presión del aire como la capacidad del cuerpo humano para absorber oxígeno. A 10.000 pies se necesita normalmente aporte extra de oxígeno y, a nivel de crucero, unos 36.000 pies, la presión y la densidad del aire son una cuarta parte de sus valores a nivel del mar, siendo imprescindible que el aporte de aire en cabina sea, además, presurizado. A 50.000 pies se necesita además un traje especial para contrarrestar la presión interna del oxígeno y a 63.000, si no se usa traje, la temperatura de ebullición del agua coincide con la del cuerpo, por Io que la sangre tiende a evaporarse de forma natural, con las consecuencias trágicas que todos podemos imaginar. La presurización de la cabina, por tanto, permite compatibilizar la supervivencia del ser humano con las altas cotas de vuelo necesarias para tener una baja resistencia aerodinámica y por tanto, un menor consumo de combustible. Sin embargo, no esta exenta de problemas. La diferencia de presión entre el interior y el exterior aumenta las cargas estructurales del fuselaje, lo que incrementa el peso de la estructura y reduce las prestaciones del avión. En las aeronaves comerciales la presurización completa de la cabina resulta imprescindible para facilitar el vuelo a los viajeros, siendo en crucero normalmente la equivalente a 2.500 m de altura, aunque este valor depende de la fase. La renovación del aire en cabina se suele realizar entre 20 y 30 veces por hora, el mismo número que en el quirófano de un hos-

F/A - 22 Raptor pital, solo que, además, es necesario proporcionar el aire a la presión, temperatura y humedad relativa idónea. La apertura de cualquier orificio en la cabina durante el crucero, por ejemplo, la rotura de una ventana, produce una despresurización explosiva y una rápida desaparición de oxigeno. Los efectos son casi inmediatos en el ser humano, produciendo la perdida de conciencia. A 25.000 pies, el tiempo para ésta ronda los 2-3 minutos, mientras que a 40.000 es únicamente de 15 a 30 segundos. Por ello, es importante que el pasaje se ponga las mascarillas de oxigeno lo antes posible y que el piloto realice un descenso de emergencia hasta una altura respirable. A los efectos de la ausencia de oxigeno en altura, es necesario añadir además las bajas temperaturas del aire, que pueden llegar a 60º bajo cero, lo que hace la situación aún más desagradable.

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En los aviones de caza la presurización completa de la cabina plantea numerosos problemas. Por una parte, el refuerzo estructural necesario reduce las prestaciones en vuelo, que resultan críticas para este tipo de aeronaves. Por otra parte, la posibilidad de impacto de bala en condiciones de combate es alta y podría afectar estructuralmente el efecto de rotura explosiva que se produciría. Para evitar esta situación potencialmente dañina, reducir el peso estructural adicional y aumentar así las prestaciones en vuelo se recurre al uso de máscaras de oxigeno, que, además de proporcionar oxigeno a los pilotos, también les ayudan a respirar en situaciones de altas aceleraciones (elevados números g), ya que los músculos del pecho pueden que no tengan suficiente fuerza para izar los pulmones. Las máscaras inyectan aire a estos a una presión no muy alta para evitar reventar los pulmones, pero suficiente para ayudar a respirar al piloto.

Una posible causa de la Hipoxia a podido ser el retardo en la apertura de una válvula del sistema OBOGS.

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El análisis del problema Los problemas de hipoxia entre los pilotos de los cazas actuales parecen haber aumentado, según un estudio realizado por la US Navy, que señala que el número de incidentes donde se ha perdido la aeronave o al piloto o los daños han superado el millón de dólares se han multiplicado por 10 entre 2001 y 2004 respecto de los datos existentes en el periodo I9802000, De hecho, es de sobra conocido que aviones como el F/A-18C/D Hornet han sufrido de varias alertas de seguridad relacionadas con hipoxia y la falta de oxigeno en vuelo. De hecho, las causas de estos episodios de hipoxia en el F-22 Raptor, que producen la pérdida de conciencia de los pilotos, no parecen claras. Algunas fuentes citan el OBOGS (On Board Oxyticn-Generation System) o incluso un posible problema con el sellado de la mascara de oxigeno. El primero es un sistema relativamente sencillo que proporciona oxigeno al piloto y cuyo flujo se modifica en función de la maniobra realizada en vuelo. De hecho, tanto el OBOGS del F-22 como el del F/A-18 trabajan bajo el mismo principio, aunque estén desarrollados por distintas empresas: Honeywel en el Reino Unido en el primer caso y la norteamericana Cobham en el segundo. En ambos se suele extraer aire del compresor de alta presión de los motores para presurizar la cabina de la aeronave al equivalente a 2.000 ó 3.000 m. de altura, ya que en esta presión pueden respirar adecuadamente la mayoría de las personas, pero sin introducir tanto peso estructural como obligaría el diseño a nivel del mar.

Además de regular la presión, es necesario controlar la temperatura de salida del aire, ya que cuando se extrae del compresor puede rondar los 4Q0ºC (demasiado caliente para cualquier persona). Se hace pasar por el sistema OBOGS, que posee un generador molecular de oxigeno que absorbe el nitrógeno y otros gases, proporcionando oxigeno casi puro al piloto. Todos los OBOGS modernos poseen ya un sistema de monitorización de los niveles de oxigeno proporcionados al piloto, con el fin de advenirle si aparece algún problema. Los primeros estaban basados en una tecnología electroquímica exportada de los laboratorios médicos, pero que eran proclives a descalibrarse con el tiempo, además de tener una vida muy limitada. Para evitar estos inconvenientes, los modernos poseen un sistema redundante, con toma de aire especifica en el compresor del motor e incluyen un sistema de monitorización que analiza la presión y la concentración del oxigeno suministrado el piloto. Otros aviones, como el F-18, han incorporado adicionalmente un catalizador que convierte el monóxido de carbono en dióxido de carbono, que no es letal como el primero. Aunque el funcionamiento es sencillo, el problema puede aparecer durante maniobras de vuelo que impliquen altas aceleraciones (altos g), ya que el sistema debe aumentar rápidamente el aporte de oxigeno al piloto. En el caso del Raptor, parece que alguna de las válvulas que componen el sistema podría tener un tiempo de reacción menor del especificado, especialmente en la parte alta de la envolvente de vuelo, donde

F/A - 22 Raptor la cabina se encuentra a baja presión ambiente, dando lugar a la reducción del aporte de oxigeno al piloto. Otra posible causa podría ser una fuga en la máscara de oxigeno o en el traje de contrapresión que lleva puesto el aviador. Este traje permite, por ejemplo, realizar una respiración con presión positiva bajo condiciones de maniobras con altos g o en el caso de despresurización de la cabina. Con el fin de evitar que los pulmones del piloto se expandan bajo la presión e impidan la circulación de la sangre, el traje se infla con oxígeno y comprime el tórax del piloto. A pesar de los numerosos ensayos en vuelo realizados con el F22, los ingenieros todavía no han logrado reproducir las condiciones de hipoxia experimentadas por ciertos pilotos. Sin embargo, el 20 de septiembre de la USAF anunció que volvía a permitir el vuelo de la flota de F-22, aunque reconociendo pública-mente que el problema no había sido resuello completamente. Para mantener la seguridad en el aire de los pilotos,

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llevarán a bordo equipos adicionales y habrán completado pruebas fisiológicas encaminadas a comprobar su resistencia ante la falta de oxígeno. Esperemos que conforme pasen las semanas sepamos sobre este problema y cómo se está resolviendo, aunque la USAF está restringiendo bastante la información. Lo que si sabemos es que la parada de la flota ha tenido efectos colaterales y ha retrasado la cadena de producción de los aviones que se están construyendo en la actualidad para el año que viene, con el fin de incorporar ya las modificaciones. En mayo de 2012, varios pilotos incluso han hecho público su miedo a seguir volando el avión. Seguiremos informando. Finalmente, a mediados 2012 de junio de se ha hecho público que los pilotos en misiones de entrenamiento no deben llevar los trajes de presurización, fruto de la investigación que se está llevando a cabo. Esperemos que la USAF esté cerca de encontrar una solución. DE “FUERZAS DE DEFENSA Y SEGURIDAD”, Nº 411/412/JUL/AGO/2012

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