Medidas Reductoras en el Espectro Infrarrojo del F-35

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Imagen vía  www.flir.es/news-center/military/f-35-in-flir-thermal/


Pocos saben que los aviones furtivos de 5º generación, lo son, no solo porque cuentan con medidas de reducción de su firma electromagnética sino porque además cuentan con medidas de reducción de sus emisiones de comunicación y/o de sensores y de sus emisiones térmicas. Son aviones igualmente muy difíciles de detectar en el espectro térmico.

Éste es el Irst del Su-35, el OLS-35, mientras no entre en servicio el OLS-50 a bordo del Su-57 Felon el mejor IRST con el que cuentan los rusos en un caza. Nos valdrá como referencia a modo de entender su funcionamiento, el que desee profundizar en este tipo de sensores puede leer el artículo publicado en este mismo blog.


OLS-35


Este sensor puede detectar un caza táctico grande tipo Su-30 con 2 enormes propulsores, desde la vista frontal a solo 35 kms, y desde la parte trasera desde 90 kms, presumiblemente con el afterburner encendido.

Estos datos son obtenidos en las mejores condiciones atmosféricas y en modo visión NFOV, lo que sugiere que algún otro sensor ha debido de indicarle al IRST a qué zona del espacio mirar exactamente, si se usase el IRST en modo exploración WFOV, esas distancias caerían en rango de detección, además de ser mucho más lento que el escaneo del radar y tener un campo de visión más limitado las distancias de detección son básicamente de corto-medio alcance con rangos de unos 30 kms en modo vista trasera. El ejemplo del Su-30 con 2 enormes propulsores y una vista frontal dónde se pueden observar los álabes del compresor del propulsor, nos indica que otro avión mucho más pequeño y con una firma térmica mejor tratada, esas distancias caerían bastante.

Otro hándicap de estos sistemas pasivos es que no dan capacidad de disparo por sí solos sino es a muy corta distancia, 15-20 kms a lo sumo que es lo máximo que el laser rangefinder alcanza, el cual tiene como inconveniente que no es un sistema pasivo, puede ser detectado por el otro avión. existen otros métodos de obtener la distancia al objetivo y con ello encontrar una solución de disparo, pero son métodos cinemáticos, complicados de llevar a la práctica por no imposible si el objetivo no sigue rumbos fijos. Solo nos quedaría que varios cazas consigan mediante triangulación la distancia al objetivo, pero es algo que uno solo no podría realizar, se necesitaría la colaboración de varios aviones.

 

Aclarado esto, vamos a hablar sobre algunas de las contramedidas térmicas del F-35. Éste avión ha sido diseñado para la lucha en el espectro térmico y no solo en el radioeléctrico, dispone de múltiples medidas que rebajan su firma cómo ningún otro actualmente.

 

1a) Toma de aire de entrada para la refrigeración de la aviónica interna y que evite el sobrecalentamiento de las partes internas.


vía https://basicsaboutaerodynamicsandavionics.wordpress.com/2016/03/04/stealth-techniques-and-benefits/


1b) Esta misma toma de aire de entrada suministra aire a través de unos conductos al Intercambiador de calor en la zona del conducto del Fan.


vía https://basicsaboutaerodynamicsandavionics.wordpress.com/2016/03/04/stealth-techniques-and-benefits/



vía https://basicsaboutaerodynamicsandavionics.wordpress.com/2016/03/04/stealth-techniques-and-benefits/

2) Toma de refrigeración para enfriar la unión del fuselaje con el propulsor y mantener esas partes externas frías.


vía https://basicsaboutaerodynamicsandavionics.wordpress.com/2016/03/04/stealth-techniques-and-benefits/


vía https://basicsaboutaerodynamicsandavionics.wordpress.com/2016/03/04/stealth-techniques-and-benefits/



Toma posterior del F-35, desde la que se puede observar el canal de refrigeración interno entre el propulsor y la célula,Vía https://twitter.com/Defence_IDA/status/1600716824227635200





3) Alto Bypass del propulsor para reducir las emisiones del penacho del escape y con ello la capacidad de detección del mismo.


4) Escape en dientes de sierra para reducir igualmente el penacho del escape y sistema de enfriamiento con aire frío mezclado con el caliente proveniente de la tobera.

vía https://basicsaboutaerodynamicsandavionics.wordpress.com/2016/03/04/stealth-techniques-and-benefits/





vía https://basicsaboutaerodynamicsandavionics.wordpress.com/2016/03/04/stealth-techniques-and-benefits/


5 a) La capa RAM del F-35 también tiene propiedades térmicas que reducen la temperatura generada por el cuerpo del avión y la fricción con la atmósfera.

Modern stealth assets also use carbon composite material in the leading edge of the wing, such material has good IR dissipation ability, some RAM paints also have modest infrared reduction ability, For example the Top coat on F-22 , F-35 reported to reduce their skin infrared signature in long infrared wavelength (8–12 microns) by more than half.

 

5 b) Otro método usado para la reducción en el F-35 del calor generado por el fuselaje debido a la fricción atmosférica es el uso de los tanques de combustible como disipadores de calor.

A la derecha situación y contribución de un avión convencional tipo F-15  y a la izquierda de  avión furtivo F-35 con tanques de combustible  situados a lo largo de todo el fuselaje y alas que realizan la función de disipadores del calor proveniente de la fricción con la atmósfera y de elementos internos.


vía https://basicsaboutaerodynamicsandavionics.wordpress.com/2016/03/04/stealth-techniques-and-benefits/


6) El F-35 lleva oculto lo máximo posible el escape del propulsor para dificultar su vista desde el lateral o ángulos que no sean prácticamente traseros. En la siguiente imagen se puede observar como en aviones de 4º esta tobera de escape podrá ser observada más fácilmente por sensores electroópticos.

 

vía https://basicsaboutaerodynamicsandavionics.wordpress.com/2016/03/04/stealth-techniques-and-benefits/


7) El F-35 lleva un bloqueador de radar visto desde la parte trasera que además de reducir su firma radar oculta la cámara de combustión, reduciendo su firma térmica desde su parte trasera.


8) El fabricante Pratt and Whitney señala que los F119 y F135 son los únicos motores de producción con aumentadores furtivos. Su diseño elimina las barras de pulverización convencionales y los soportes de llama e integra la inyección de combustible de recalentamiento multizona en paletas curvas que bloquean la línea de visión de la turbina.


Pratt says screech is a phenomenon caused by pressure pulsations in the afterburner at low altitude and high speed. The problem was discovered during development testing around March 2009, having previously been encountered - and solved - in the F-22's F119 engine, from which the F135 is derived.
Pratt points out that the F119 and F135 are the only production engines with stealthy augmentors. Their design eliminates conventional spray bars and flame holders and integrates multi-zone reheat fuel injection into curved vanes that block the line-of-sight to the turbine.
Building on its experience with the F119, the fix for the F135 includes "minor hardware changes to the fuel system, reduced aerodynamic leakages and upgraded software," says Pratt, adding that the modified engine "now provides full max augmented thrust throughout the flight envelope."

 Fuente: Aviation Week & Space Technology 17/03/11

9) El F-35 lleva oculto la vista frontal de los álabes del compresor del propulsor, esto lo consigue uniendo la toma de aire con el propulsor por medio de un canal en S que oculta la vista directa del compresor del propulsor desde el frontal.



Debido a esto, detectar un avión furtivo usando medios pasivos como un IRST no es ninguna piedra roseta contra esta tecnología, ya que seguramente la detección se produzca a corta-media distancia si es que se llega a producir, y esto ya es tarde pensando que el furtivo ya te habrá detectado y tomado medidas. Sirva como ejemplo, lo que a continuación comenta el Jefe de la Fuerza aérea australiana el Mariscal Geoff Brown.

“We were never in a situation where we saw them (F-22) at any time on Radar or Infrared. We never knew where they were or where we were killed from.”
Parliamentary Joint Committee on Foreign Affairs, Defence and Trade 16/05/2013
Department of Defence annual report 2011-12

 

Agradecimientos:

Quisiera agradecer la colaboración de Garry, autor de uno de los grandes blog de referencia en habla inglesa sobre éste y otros temas que os ánimo a consultar, y que me ha servido de gran apoyo para la redacción de este artículo.

Referencias: