Caza embarcado: Proyecto F-15N Sea Eagle

¿Aguila marina o gaviota? - La historia del F-15N

Los dos protagonistas de la entrada de hoy, un F-14 y un F-15 escoltando a un Tu-95 que se encontraba a 304 nmi (563 km) al sudoeste de Adak, en Alaska en 1987.
Fuente: Department of Defense vía Wikimedia Commons.

Tras escribir el posteo de hace unas semanas sobre la oferta del F-14 Tomcat a la USAF, una pregunta quedó en el aire. Si la USAF tuvo que considerar el Tomcat, ¿La Armada tuvo que considerar el F-15?

La respuesta, es ¡Si! Siendo otro capítulo más en la historia de la rivalidad entre los dos servicios y que daría origen al estudio de diseño conocido como  F-15N, al cual le dedicamos la entra del día de hoy.

A principios de la década de los 70, la Armada estadounidense estaba involucrada en el desarrollo del Tomcat, el cual atravesaba serios problemas financieros; no solo para el gobierno (por la vertical ascendente de costos), si no que Grumman había invertido bastante capital propio en el desarrollo del F-14. 

En la acera (o "vereda", para los lectores rioplateneses) de enfrente, la USAF estaba sufriendo lo mismo con el desarrollo del F-15; el Eagle también estaba escalando en costos y comenzaba a recibir criticas de parte de la política.

Mientras tanto, en los pasillos del Congreso, comenzó a circular la idea de unificar los requerimientos de ambas armas en un solo diseño. A principios de 1971, el Comité de Apropiaciones (House Appropriations Committee) hizo publico un informe interno en donde se concluía que el F-14 podía satisfacer las necesidades tanto de la Armada como de la USAF; mientras que el F-15 no. 

La USAF respondió rápida y enérgicamente, aduciendo que el diseño del Eagle hacía foco en la maniobrabilidad, mientras que el Tomcat era un interceptor optimizado como plataforma de lanzamiento de misiles; además había posibilidad de adaptar al F-15 para su uso embarcado. Esta afirmación fue suficiente para que el Secretario de Defensa, Melvin Laird, instruyera a mediados de ese año a la Armada a considerar una versión embarcada del F-15, conocida como F-15N, aunque se la denominó "Seagle" en varias organizaciones (Nota del autor: Se trata de un juego de palabras. Seagle es la contracción de "Sea" e "Eagle", pero su pronunciación es similar a Seagull, es decir gaviota. El equipo de ventas de McAir no le debe haber causado mucha gracia este apodo).

McDonnell Douglas hizo llegar un estudio preliminar en donde concluyó que gracias a la excelente relación peso-potencia y buena visibilidad desde la cabina, el Eagle podía operar sin ningún problema desde un portaaviones clase CVA-19 (Clase Essex) o buques más grandes. El estudio también destacaba que el F-15 maniobraba mejor que el F-14 en combate cerrado y que era más rápido.

Adicionalmente, se definieron las siguientes modificaciones necesarias al diseño base:

• Refuerzo del tren de aterrizaje principal, junto con amortiguadores de mayor recorrido.
• Un amortiguador de mayor recorrido para el tren de nariz, lo que permitía aumentar el ángulo de ataque en la catapulta. Asimismo se incorporaban la barra de arrastre para la catapulta.
• Gancho de apontaje reforzado, junto con un refuerzo en la célula.
• Puntas de ala plegables.
• Pozos del tren de aterrizaje más grandes para hacer lugar al tren modificado.

Todas estas modificaciones sumaba aproximadamente 2,300 lb (1,045 kg) al diseño básico del F-15A. La Armada no mostró mucho entusiasmo por esta primera propuesta, por lo que McAir; refinó el diseño y presentó dos propuestas adicionales, denominadas internamente 199-A-11A y 199-A-12. La única diferencia es que la primera utilizaba el sistema de barra de arrastre para la catapulta, mientras que la segunda tenía puntos de enganche para las eslingas (como el F-4 Phantom II o el A-4 Skyhawk). 

A las modificaciones anteriormente descriptas, estas dos nuevas propuestas incorporaban:

• Ruedas duales en el tren de nariz.
• Sonda de reabastecimiento en vuelo.
• Refuerzos estructurales en la célula de la aeronave.
• Slats a lo largo de todo el borde de ataque del ala.
• Alerones ranurados (slotted aileron).
• Un sistema de control de capa límite (BLC) en los flaps. 

Estas modificaciones adicionales agregaban 632 lb (286 kg) a la propuesta original, haciendo que la aeronave elevara su peso en 3,055 lb (1,385 kg) con respecto al F-15A de la USAF. A esto debemos sumar casi 72 lb (32 kg) adicionales provenientes de un nuevo set de aviónica, que incluía: una baliza de radar AN/APN-15(V), un equipo de comunicaciones digitales AN/ASW-27B, un equipo de contramedidas AN/ALQ-91A, un sistema de throttle automático AN/ASN-54(V), un transmisor de señuelos electrónicos AN/ALQ-100, un receptor AN/ARA-63 y un radioaltímetro AN/APN-194.

Modelo en escala que muestra al F-15 cargando seis AIM-54. Dos misiles adicionales podían ser llevados en la estación central del fuselaje por medio de un pilón especialmente diseñado.
Créditos de la imagen a quien corresponda.

Con respecto al armamento, mantenían el mismo que los Eagle de la USAF; es decir el cañón rotativo M61A1 Vulcan de 20 mm, junto con misiles aire-aire AIM-9 Sidewinder y AIM-7 Sparrow y se lo consideraba bastante similar en capacidades al F-14B, excepto en el alcance. El radio de acción del F-15N en una misión de escolta solo con combustible interno era de 271 nmi (501 km), contra las 481 nmi (890 km) del Tomcat y las 319 nmi (590 km) del F-4J. Equipado con combustible suplementario, el radio de acción se elevaba a 516 nmi (955 km) para el F-15N, 685 nmi (1,286 km) para el F-14B y 485 nmi (890 km) para el F-4J. (Nota del autor: el F-14B que se utilizó para esta comparativa era un modelo en estudio equipado con turbofans Pratt &Whitney F401-PW-400, esencialmente el mismo motor que el F-15. La Armada no seguirá con el desarrollo de esta versión, siendo la designación reutilizada posteriormente en los F-14A remotorizados con los General Electric F110-GE-400, previamente denominados F-14A+).

McAir estimaba los costos de desarrollo basados en la producción de 313 ejemplares del F-15N en U$S 403.5 millones (U$S 2.8 billones actualmente), mientras que el costo flyaway por ejemplar sería de U$S 7.6 millones (más de U$S 54 millones actualmente).

Grumman no se quedó sentada mientras veía como su competidor desestimaba su producto, presentando su propio estudio sobre la factibilidad de embarcar un F-15; siendo su principal argumento que un Eagle equipado con misiles AIM-54 Phoenix estaría muy por encima del peso optimo para operar desde portaaviones. 

Los estudios alternativos, el F-15(N-PHX) y los F-14T y X

Tanto McAir como Grumman defendían ferozmente sus diseños, y sus contratos con el Departamento de Defensa (DoD), por lo que la mejor manera de resolver esta cuestión era mediante un grupo de estudio que pudiese llegar a una conclusión objetiva.

Es así como la Armada crea, gracias también a la presión del DoD, el Navy Figther Study Group III que tenía como objetivo llegar a una solución sobre esta cuestión. Este nuevo grupo, descartó la información provista por McAir y en su lugar propuso alargar la nariz del Eagle para acomodar el radar AN/AWG-9 del F-14, y dotar al avión con capacidad para lanzar el Phoenix; aumentando el peso de la aeronave en 10,000 lb (4,535 kg) por encima de un F-15A de serie.

Al aumentar el peso de esta manera, junto con su consiguiente deterioro de su aerodinámica, el F-15 perdía cualquier ventaja de maniobrabilidad y velocidad que tuviese sobre el F-14A. Asimismo, este estudio mostró preocupación por los 12º de ángulo de ataque (comparados contra los 10.2º del F-14A) que utilizaba el Eagle durante las aproximaciones, junto con la vía algo estrecha de su tren de aterrizaje.

McAir y Hughes, presentaron una contrapropuesta denominada F-15(N-PHX), dotando al Eagle con una rudimentaria capacidad para disparar el Phoenix. Esta nueva variante, denominada internamente 199-A-19B, estaba basada en la anterior propuesta 199-A-11A y modificaba el radar AN/APG-63 del F-15A para convertirlo en el AN/APG-64.

Estas modificaciones incluían: aumentar la potencia de transmisión a 7 kW (a modo de comparación el AN/AWG-9 tenía 10 kW y el AN/APG-63 5.2 kW), un sistema de data-link, capacidad track-while-scan, junto con una función de prueba para el AIM-54. De la misma manera, la antena también fue modificada, para permitir un ligero cambio en la frecuencia de transmisión.
Otras modificaciones incluyeron la adición de más memoria en el procesador del radar, para manejar el modo track-while-scan, junto con software específico para el Phoenix. 

De esta manera, el F-15(N-PHX) era capaz de llevar hasta ocho AIM-54, uno en cada estación de AIM-7 en el fuselaje, junto con uno debajo de cada estación subalar y dos (puestos en tándem) en la estación de armas central del fuselaje, en un pilón desarrollado especialmente. Todas las estaciones incorporaban el cableado apropiado, junto con los sistemas para refrigerar el misil. El peso al despegue había aumentado hasta las 46,009 lb (20,869 kg).

Los dispositivos hipersustentadores también fueron revisados, se incorporaban ahora slats del tipo Krueger en todo el largo del borde de ataque, junto con el sistema BLC en los flaps y los alerones con una ranura. La velocidad de aproximación al portaaviones se estimaba en 136 kn (251 km/h).

Tres vistas del propuesto F-15(N-PHX), las medidas están indicadas en pies. Notar el pliegue de las alas y la extensión del amortiguador del tren de aterrizaje de nariz. Fuente: McDonnell Douglas.

Alternativamente, en sintonía con lo propuesto por el Navy Figther Study Group III, se propuso la instalación del AN/AWG-9, junto a su aviónica asociada, pero sin modificar el resto de las características del F-15(N-PHX). 

Nuevamente, se hizo una estimación de costos de desarrollo basados en la producción de 313 ejemplares del F-15(N-PHX) en U$S 1.1 billones (U$S 8.2 billones actualmente), mientras que el costo flyaway por ejemplar rondaba los U$S 11.5 millones (más de U$S 79.5 millones actualmente).

La discusión prosiguió por más de un año. Quizás temiendo lo peor ambos fabricantes presentaron versiones más económicas de sus diseños. Grumman desarrolló el llamado F-14D (Nota del autor: No se trata del F-14D que entró en producción a mediados de los 80), la cual tenía menos capacidades y un precio reducido; a esta le siguió el llamado F-14 "Optimod" equipado con una central de procesamiento más sencilla para el AN/AWG-9 y finalmente el F-14T que carecía totalmente de capacidad para el AIM-54, solo siendo capaz de llevar Sparrow y Sidewinders; al mismo tiempo que reemplazaba el AN/AWG-9 por un radar mucho más económico.

En un último esfuerzo, Grumman presentó el llamado F-14X, el cual tenía un radar Hughes AN/APG-64, prescindiendo del Phoenix; junto con otros sistemas como el throttle automático y reduciendo la capacidad de seguimiento del radar de 20 blancos simultáneamente a solo 12.

Por su parte McAir no se quedó con el F-15N; proponiendo versiones mejoradas y actualizadas del F-4 Phantom II, una de las más conocidas era el llamado F-4T que consistía en un F-4E totalmente "descremado" y optimizado para el rol de superioridad aérea. No era la primera vez que el fabricante intentaba mantener al Phantom vigente, como vimos en este posteo sobre el F-4(FVS).

La realidad es que ninguna de estas alternativas tenía alguna lógica; gracias a esto, reforzando el argumento de Grumman de que solo el F-14A era la aeronave que realmente cumplía con los requerimientos de la Armada; después de todo, había sido diseñada específicamente para ellos.

El 30 de marzo de 1973, se daría el último asalto en esta lucha. El Comité de Fuerzas Armadas del Senado (Senate Armed Services Committee, en inglés) creo un subcomité ad hoc para discutir nuevamente si el F-15 podía satisfacer el requerimiento de la Armada, sin dejar de considerar todas las alternativas mencionadas anteriormente. Se llegó a proponer realizar un "fly-off" entre el F-14 y el F-15 para cerrar la discusión de una vez por todas, pero esto no prosperó.

Finalmente, y tras largo análisis, se llegó a la conclusión de que las necesidades operativas de ambas armas justificaban dos diseños diferentes. La USAF y el F-15 siguieron por su camino y la Armada y el F-14 siguieron el suyo; poniendo fin a varios años de discusiones y la idea de poner un Eagle en la cubierta terminó siendo archivada.

Sin embargo hay un corolario a esta historia del sobre el binomio F-15/AIM-54 Phoenix. En 2007, la NASA utilizó AIM-54 desmilitarizados como parte de sus estudios en vehículos hipersónicos. La idea era lanzar estos misiles, desde un F-15B de la NASA volando a Mach 2 y tras lo cual el Phoenix, cargando instrumentos de medición en lugar de su cabeza explosiva, aceleraría hasta su velocidad máxima de Mach 5, simulando las condiciones de vuelo en este régimen.

Se realizaron algunos vuelos cautivos, utilizando el F-15B numeral 836 de la agencia, portando un AIM-54 en la estación de armas central del fuselaje por medio de un pilón subalar de un F-14. Por desgracia, los fondos para este programa no se asignaron y el proyecto se canceló en 2008.

Esto es lo más cercano a la realidad que llegó el binomio F-15/AIM-54. F-15B #836 de la NASA portando un AIM-54C desmilitarizado como parte de un programa de estudio de vehículos hipersónicos en 2007.
Fuente: NASA / Tom Tschida.

Fuentes:

• Jenkins, D. R. Grumman F-14 Tomcat: Leading US Navy Fleet Fighter. Texas, E.E.U.U: Aerofax, 1997.
• Jenkins, D. R. McDonnell Douglas F-15 Eagle, Supreme Heavy-Weight Fighter. Texas, E.E.U.U: Aerofax, 1998.
• Baker, D. Grumman F-14 Tomcat. Wiltshire, Reino Unido: The Crowood Press Ltd, 1998.
• Davies, S. y Dildy, D. F-15 Eagle Engaged: The world's most successful jet fighter. Oxford, Reino Unido: Osprey Publishing Limited, 2007
• Gibbs, Y. (Agosto 7, 2017). Past Projects: Phoenix Missile Hypersonic Testbed. NASA.
  Disponible en: https://www.nasa.gov/centers/dryden/history/pastprojects/Phoenix/phoenixmissile.html