Superavioane: F-22 Raptor

Episodul V: F-22 Raptor, analiza Defence Issues, Partea a 2-a

 

 

Acesta nu este un articol original ci o traducere in mai multe parti a analizei Defense Issues publicata in octombrie 2012.

Analiza strategica

 

Efectele numerelor

Efectele numerelor sunt variate. In primul rand, mai putine aparate inseamna ca aceleasi avioane trebuie sa execute mai multe misiuni si sa zboare mai des, deci acumuleaza ore de zbor mai repede; mai multe ore de zbor inseamna mai putin timp la dispozitie pentru mentenata corecta cat si uzura mai rapida a aparatelor, reducand astfel deja numarul limitat.

In lupta, partea capabila sa puna si sa sustina un numar mai mare de aparate in aer va fi in stare sa puna si o mai mare presiune pe inamic. Pana la aparitia F-16 si F-18, USAF si USNavy s-au temut mereu a nu fi depasite ca numar de aparate – si pentru un motiv corect. Totusi, numarul mic de F-22 este, cumva, dezirabil.

Billion dollar babies : « Mo Cuishle Cashle »!

F-22, chiar si presupunand ca toate promisiunile facute de USAF si Lockheed Martin sunt adevarate, nu va detine numerele necesare pentru a avea un impact. In acest sens, e cumva similar cu Me263 Sturmvogel, avionul de vanatoare cu reactie al Germaniei din WWII. Ca si F-22, a fost conceput ca o minune tehnologica ; si spre deosebire de F-22, a folosit cu adevarat o tehnologie care inca nu fusese folosita inaintea lui de alte modele. Cu totoate acestea, a fost invins de numarul superior de avioane  de vanatoare aliate inferioare tehnologic. Si desi a cauzat ceva temeri, efectul sau a fost in final neglijabil in cursul razboiului.

Dezavantajele lui F-22 – marimea fortei si calitatea

Pentru  a stopa imbatranirea inventarului propriu de avioane, USAF ar fi trebuit sa achizitioneze 2 500 avioane de vanatoare intre 1998 si 2013. Prin contrast, doar 187 F-22 au fost produse si chiar mai putine F-35. Singura solutie low-cost este de a reporni productia de F-16 – pentru 1 F-22 ar echivala 4 F-16 ; 7- daca ne bazam pe costul de procurare pe unitate al lui F-22.

Rollout

Achizitionand doar 180+ aparate inseamna ca USAF va folosi 80 din acestea pentru antrenament si apararea propriului teritoriu, 50 pentru Europa si 50 pentru teatrul din Pacific. Cand aceste numere sunt combinate cu disponibilitatea joasa de mentenata, datorita complexitatii aparatului si acoperirii stealth, inseamna ca se va reduce disponibilitatea operationala si impactul strategic la un nivel insignifiant – in 2009, disponibilitatea lui F-22 a fost de 55 aparate = 60%. De asemenea, a avut serioase probleme de mentenata, precum coroziunea. Poate totodata sa zboare 1,7 ore intre defectiuni critice (ce pun in pericol misiunile) si, din 2004 pana in 2008, timpul necesar de mentenanta per ora de zbor a crescut de la 20 la 34 ore, cu reparatii ale pielii stealth insumand mai mult de jumatate din timpul necesar de mentenata. In 2009 numarul a fost de 30 ore de mentenata pentru ora de zbor, in timp ce in 2011, F-22 a necesitat 45 ore de mentenata pentru fiecare ora de zbor. In 2012, doar 55,5% din toate F-22 au fost disponibile in orice moment dat.

Ride of the Walkyries

Dupa cum este evident din cele de mai inainte si sectiunea « Costurile de mentenata si operare », toate tendintele de mentenata ale F-22 au fost negative ani de-a randul. Mai mult, numai 130 din aceste aparate sunt combat-coded.

187 de F-22 in inventar pot, in cel mai bun caz, sa genereze 60 iesiri de lupta pe zi, un numar patetic impotriva unor inamici seriosi – in timp ce aparatele F-16 cumparate pentru aceleasi costuri ar genera 1 000 iesiri de lupta pe zi, prezenta aparatelor F-22 nu va fi nici macar observata in sensul strategic. Numarul de iesiri va deveni si mai mic in timp ce « uzura » de lupta si mentenata crescuta isi cer tainul. Este de asemena clar faptul ca respectivele costuri de mentenata pe unitate pentru noile F-22 sunt, dupa cum am vazut, mult mai mari decat cele ale F-15 – vechi de 30 ani – si vor creste in cursul timpului.

Inca un factor, in timp ce simulatoarele ar putea fi bune pentru procedurile de antrenament in carlinga, ele reprezinta o realitate falsa a luptei aeriene; ca urmare, lipsa de fiabilitate a F-22 loveste si in antrenamentul pilotilor.

L-2 Link Full Mission Trainer F-22

(Nota : din cele 187 F-22 care au intrat in serviciu activ, 3 s-au prabusit, reducand numarul la 184. Tot nu este indeajuns de mare pentru a modifica schimbari in efectele numerelor notate mai sus. Nu cunosc daca toate F-22 prabusite pana acum erau combat-coded).

 

Efectele antrenamentului

Dupa cum a spus-o si comandantul SUA in Razboiul din Golf: “Daca am fi schimbat avioanele noastre cu ale inamicului, rezultatele ar fi fost aceleasi”. Chiar si cel mai bun hardware de pe planeta nu va ajuta daca pilotii sunt antrenati deficient – si pilotii de F-22 sunt pe cale sa devina astfel datorita cerintelor de mentenata costisitoare ale F-22. Cand Fortele Aeriene Israeliene au maturat MiG-urile siriene de pe cer in invazia Libanului in 1982 cu « rata de schimb » de 80-0, Seful de Stat Major Israelian a facut exact acelasi comentariu.

Intre 1970 si 1980, instructorii Navy Fighter Weapons School (n.t.- faimoasa TOP GUN), care aveau la activ 40-60 ore de manevre in lupta aeriana pe luna, au folosit F-5 cand au maturat podeaua cu studentii, care aveau doar 14-20 ore pe luna, in « mai capabilele » lor F-4, F-14 si F-15 (n.t- nu cunosc la ce anume se refera autorul articolului cand vorbeste de F-15 in acest caz). Pilotii SUA din Vietnam s-au plans ca 20-25 ore pe luna de antrenament sunt inadecvate. Astazi, in mod curent, pilotii F-22 au numai 8-10 ore de antrenament pe luna.

Pilotii israelieni in 1960 si 1970 aveau cate 40-50 ore de antrenament pe luna. Intre timp insa, Congresul SUA, a taiat 400 milioane USD pentru antrenamentul pilotilor in 2008, pentru a plati pentru F-22-uri.

Ja Rule

Dezavantajele lui F-22 – altele

Una din slabiciunile lui F-22 este foarte simpla – are nevoie de largi, foarte vizibile piste pentru a se ridica in aer. Nu numai ca astfel de piste vor constitui tinte principale – si hangarele intarite nu asigura protectie impotriva noilor arme, in timp ce pistele de beton pot fi usor « handicapate » pentru o perioada destul de luga de timp – ele sunt de asemenea in pericol de a crea « tendinta de scop » – adica aparatele inamice, cu fractii mari de combustibil si incarcatura mica pe aripa, pur si simplu o iau inaintea aparatelor F-22 ce se reintorc la baza si le vor dobori in timp ce acestea incearca sa aterizeze. Si cum numarul de F-22 este foarte mic, acest pericol este foarte real. Pe scurt, daca apararea antiaeriana a bazei este incapacitata sau distrusa, chiar si o pereche de antice biplane dotate cu rachete pot survola in apropiere de baza si  nu vor lasa pe nimeni sa decoleze.

In acelasi timp, hangarele intarite folosite de USAF pot fi penetrate de munitii moderne concepute special pentru aceasta utilizare.

In WWII, ultimul mare razboi in care a luptat SUA, un asemena vandalism al pistelor a fost mereu un pericol – chiar si cand SUA a detinut superioritatea aeriana. Deci, cum a reusit SUA sa rezolve problema ? Nicicum – pur si simplu a produs avioane intr-un ritm mult mai rapid decat inamicul putea sa le distruga – un avion pe ora. Designul complex al lui F-22, dincolo de faptul ca-l face foarte dificil de produs si mentinut, il face de asemenea si foarte vulnerabil. Ceea ce la aparatele de lupta « legacy » se pot considera « daune cosmetice », la F-22 acest lucru constituie o fortare a reparatiilor foarte costisitoare – pielea stealth fiind principalul vinovat.

Si voi va plangeati cand curatati WC-ul cu periuta…

De asemenea, spre deosebire the majoritatea celorlate aparate, F-22 nu este conceput sa fie upgradat in timp. Poate primi noi versiuni de sisteme electronice, dar nimic nou – precum IRST, de care are nevoie foarte mare. Cum F-22 e conceput sa se bazeze pe tehnologie pentru a domina/depasi  inamicul si nu pe performanta cadrului-structurii precum a fost F-16, o asemenea lipsa de actualizare/modernizare va fi in mod special foarte dureroasa.

 

Analiza tactica

Lupta BVR

Inca de la inceputul dezvoltarii primelor arme BVR (n.t.- Beyond Visual Range), fiecare noua generatie de avioane de lupta a facut pe cineva sa declare ca « dogfighting is a thing of the past ». Invariabil, cei ce au sustinut acest lucru s-au inselat. In 1960, F-4 Phantom a fost conceput fara tun – si apoi s-a intamplat…Vietnamul.

SUA a mers in Vietnam bazandu-se pe racheta ghidata radar AIM-7 Sparrow.  Estimarile pre-war vorbeau de Pk (n.t.- Probabily of kill) de 0,7 – insa Pk demostrat in Vietnam a fost de 0,08. Contemporana AIM-120 a demonstrat in lupta pana la aceasta data un Pk de 0,59, cu 17 rachete trase pentru 10 “kills”. Totusi acest lucru induce in eroare.

Inca de la aparitia rachetelor BVR pana in 2008, 588 air-to-kills au fost asumate de forte echipate cu BVR. 24 din acestea au fost ale rachetelor BVR. Inainte de “Era AMRAAM”, 4 din 527 kills au apartinut rachetelor BVR. Din 1991, 20 din 61 kills ar putea sa fi fost executate de BVR, in timp ce USA insasi a recunoscut 10 kills ale AIM-120. Totusi, 4 NU au fost BVR ; MiG-urile irakiene erau in retragere (n.t- de fapt…fugeau) si nu executau  manevre evazive, J-21 al sarbilor nu a avut radar, la fel si in cazul UH-60 al Army (nici un fel de radar, nu se astepta la atac), in timp ce radarele MiG-urilor 29 sarbesti erau inoperabile ; nu a fost nici un ECM (n.t.- Electronic Counter-Measure) folosit de vreuna din « victime », care, in plus (mai degraba in minus), nu detineau rachete BVR comparabile si luptele au implicat paritate sau superioritate US numerica – pe scurt, Pk-ul rachetelor BVR a fost de 50% impotriva tintelor « soft » (fara manevre, fara ECM sau senzori). De asemenea, 16 lovituri sigure BVR in  Desert Storm sunt de departe « garantate » – de fapt se spune ca « saisprezece rachete BVR implicate care…au fost trase », insemnand ca acestea ar fi putut fi avut kills WVR (n.t- Within Visual Range) prefatate de lovituri BVR care au ratat. 5 victorii BVR sunt confirmate, totusi – una la 16 mile nautice (si pe timp de noapte), 1 la 8,5 mile nautice (tot noaptea) si 3 la 13 mile nautice, lucru care pur si simplu dubleaza numarul victoriilor BVR, majoritatea kills ramanand in continuare WVR.

AMRAAMs

In Vietnam, Pk a fost de 28% pentru tun, 15% pentru Sidewinder, 11% pentru Falcon, 8% pentru Sparrow si esential zero pentru Phoenix. Costul de « consumabile » per kill a fost de cateva sute USD pentru tun, 15 000 USD pentru Sidewinder, 90 000 USD pentru Falcon, 500 000 USD pentru Sparrow si cateva milioane pentru Phoenix. Costul total pentru distrugerea inamicului cu rachete BVR – incluzand pregatirea si suportul de la sol necesar – nu a fost calculat nici pana azi.

AMRAAM insasi costa 500 000 USD pe racheta si USAF a fost fortata sa stopeze cumpararea Sidewinders cu scopul de a-si putea permite AMRAAM. De fapt, spre sfarsitul interventiei militare ONU in Bosnia, militarii SUA au inceput sa raporteze o penurie de rachete BVR necesare pentru a-si echipa avioanele de vanatoare.

In conflictele din era Razboiului Rece implicand rachete BVR –Vietnam, Yom Kippur, Bekaa Valley -144 (27%) de kills au fost ale tunurilor de bord, 308 (58%) rachete ghidate infra-rosu si 73 (14%) rachete ghidate radar. Vasta majoritate a loviturilor  rachetelor ghidate radar (69 din 73, deci 95%) au fost initiate si reusite in WVR. In lovituri BVR adevarate, doar 4 din 61 au avut succes, pentru un Pk de 6,6% si toate 4 au fost executate in afara unor angajamente pe scara larga cu scopul de a dovedi teoria BVR (2 au fost in Vietnam si 2 de Fortele Aeriene Israeliene dupa ca SUA a presat Israelul in a-si stabili o doctrina BVR).

More AMRAAMs

In Desert Storm, Pk-ul rachetelor Sidewinder ale F-15 a fost de 67%, in timp ce BVR-ul Sparrow a fost de 34%. Totusi, avioanele irakiene nu au folosit manevre evazive sau ECM, in timp ce era o persistenta disponibilitate AWACS din partea Coalitiei – nici una putand fi luata in evidente in orice razboi serios.

In conflictele post Desert Storm au fost 6 BVR trase de USA in timpul operatiunii Southern Watch –toate au ratat, iar aparate aliate (recent chiar si in Operatiunea Iraqi Freedom), au fost pierdute datorita « friendly fire », in ciuda folosirii sistemelor IFF, AWACS, NCTR si a altor elemente ordinare din razboiul actual.

Sunt si alte exemple de angajamente nesigure ale rachetelor radar BVR : USS Vincennes a doborat ceea ce a crezut ca este un avion inamic de atac si a doborat un avion de linie (n.t.- Iranian Air Flight 655 cu 290 persoane la bord), in timp ce 2 F-14 Tomcats au tras de 2 ori asupra unor fightere libiene, ratandu-le la BVR cu Sparrow si doborandu-le la WVR cu Sparrow si Sidewinder.

Lupta BVR nu poate –din motive evidente- sa indeplineasca cerintele critice ale identificarii vizuale. IFF-ul (n.t.- Identification Friend or Foe) este nesigur – poate fi copiat de inamic si poate fi urmarit ; insemnand ca de obicei este inchis in timpul luptei. Ca urmare, avioanele trebuie sa se apropie WVR pentru a identifica vizual tinta. Mai mult, prezenta rachetelor aer-aer antiradar, precum R-27P ruseasca, a fost dovedita a fi capabila sa forteze pe toata lumea sa-si inchida radarele – posibil incluzand aici si AWACS. Semnalul radar insusi poate fi detectat de la distanta mult mai mare decat cea de la care radarul poate detecta tinta – chiar si cand este LPI (n.t.- Low Probability of Intercept) – acest lucru insemnand ca inamicul are timp destul ca sa foloseasca contramasuri si/sau sa execute manevre evazive fata de racheta ce se apropie. Uplinkurile catre AWACS pot fi bruiate si, daca AWACS este doborat/obligat sa se indeparteze, inseamna ca unele F-22, cu uplinkuri mult diminuate, vor trebui sa se comporte ca « spotters » pentru alte F-22 (n.t- si deci « spotters » pot fi … « spotted » la randul lor si chiar doborate).

Catch…22

In timp ce IRST-urile (n.t.- InfraRed Search and Track) pot identifica aparatul prin folosirea siluetei, raza pentru o asemenea identificare este joasa: ~40 km pentru PIRATE (n.t.- Passive Infra-Red Airborne Track Equipment ce echipeaza Eurofighter Typhoon).

 

Lupta WVR

In Desert Storm, fortele USA au tras 48 rachete WVR, obtinand 11 kills, pentru PK de 0,23. Totusi, istoric vorbind, Pk pentru rachetele IR a fost de 0,15 si 0,308 pentru tun. In timp ce F-16 a tras 35 Sidewinder si a « obtinut » zero kills, cel putin 20 lansari au fost accidentale, datorita ergonomiei proaste a joystick-ului, care a fost modificat mai tarziu.

Cu timpul, rachetele au devenit mai de incredere, dar si contramasurile au evoluat ; ca urmare, in timp ce rachetele IR sunt considerate armamentul principal al aparatului, loviturile de tun raman cea mai de incredere modalitate de a scapa de inamic.

Efectele numerelor

In WVR, numarul aparatelor implicate in lupta e de obicei decisiv. Asa ca F-22 se bazeaza pe un concept (eronat, aratat mai sus) de angajament BVR decisiv pentru a compensa pentru numarul mare de aparate inamice care se asteapta a fi angajate.

Totusi, chiar si in BVR, numerele conteaza. Criteriul “Lanchester square”, care sustine ca avantajul calitativ al unei forte depasite numeric trebui sa fie patratul avantajului numeric al fortei dominante, este si mai aplicabil pentru lupta BVR decat WVR, datorita lipsei de constrangeri spatiale. Deci, datorita situatiei ca Su-27 costa 30 milioane USD spre deosebire de un F-22 de 250 milioane, F-22 ar trebui sa se bucure de un avantaj calitativ de 70:1 doar pentru a egala situatia- ceea ce este extrem de improbabil.

Istoric vorbind, 3:1 a fost de obicei limita la care calitatea nu mai poate compensa avantajul cantitativ al inamicului, atat in BVR cat si WVR.

Numarul superior satureaza de asemenea inamicul cu tinte si creeaza confuzie. USAF insasi a depins mereu de numere superioare pentru a castiga razboiul aerian.

Pe scurt, suporterii lui F-22 trebuie sa invete sa numere.

1, 2, 3…

Dezavantajele lui F-22 in lupta aeriana

Pentru inceput, 4 mari caracteristici nu au fost indeplinite – prima, 26% crestere in greutate a dus la o incarcatura pe aripa si o rata de tractiune-greutate putin inferioara celei F-15C ; insemnand ca, din motive fizice,  nu a avut loc nici un fel de crestere a manevrabilitatii – de la extraordinara, manevrabilitatea lui F-22 a fost redusa la ordinara, exceptie facand trucurile la showurile aviatice, ce in mod normal au caracteristica pierderii de energie. Cresterea greutatii a dus de asemenea la scaderea fractiei combustibilului, de la 0.36 la 0.28, ceea ce este prea putin pentru un fighter  cu supercruise – fractii de combustibil de 0.28 si mai putin tin de domeniul subcruiser, 0.33 ofera quasi-cruiser si 0.35+ ofera performanta supercruise folositoare in lupta. Pe scurt, caracteristica supercruise nu a fost indeplinita – F-104 batran de jumatate de secol poate egala raza supercruise a lui F-22, si F-15C – cu care de obicei este comparat F-22 in acest domeniu, este unul din cele mai deficitare avioane de vanatoare in termeni de raza supercruise. Asta inseamna ca F-22 trebuie sa se bazeze pe croaziera subsonica in lupta – si asta in ciuda faptului ca a fost conceput pentru croaziera supersonica, deci inrautatind si mai mult performanta aerodinamica deja deficitara.

Conditia stealth insasi nu a fost obtinuta pentru ca F-22 este, datorita marimii sale, foarte vizibil in spectrele vizual, infrarosu si acustic, iar radarul sau poate fi depistat de RWR avansate, dupa cum au demonstrat Typhoonurile europene la China Lake – sau de rachetele anti-radar, pe care rusii le au si nu se sfiesc sa le vanda altora. Cu privire la detectia vizuala, F-22 este cu aproximativ 25-30% mai mare decat F-15 si poate fi detectat vizual de la 10 mile – sau 16 km din fata sau 25-35 mile nautice (46-65 km) din lateral. Sistemul de avionica insusi este invechit. Mai mult, cand se afla in regim de croaziera supersonica, boom-ul sonic foarte zgomotos ii tradeaza prezenta (n.t.- bineinteles, nu  frontal).

Boom, baby !

De asemenea, pentru a exploata la maxim avantajele stealth, F-22 trebuie sa ramana pasiv, chiar si cu radarul sau LPI ; datorita lipsei de IRST sau a altor senzori pasivi (cu exceptia RWR, care functioneaza numai daca inamicul isi foloseste propriul radar), este limitat in a recepta date de la avioanele aliate, de obicei AWACS (in timp ce alte aparate o pot face, este discutabil daca vor fi capabile sa penetreze bruiajul). Asemenea aparate pot fi doborate, efectiv fortand F-22 sa aleaga intre a « radia » in spectrul EM sau sa lupte pe nevazute prin comparatie cu avioanele de vanatoare inamice dotate cu IRST. Mai mult, aparatele stealth sunt invizibile numai noaptea, in timp ce superioritatea aeriana este in mod primar o misiune de zi – si forma mare a lui F-22 inseamna ca va fi detectat primul. Forma sa se datoreaza in mare masura cerintelor pentru invizibilitatea radar – formele necesare pentru obtinerea VLO radar sunt foarte ineficiente din punct de vedere al volumului. Este de asemenea foarte vizibil senzorilor care nu sunt bazati pe emisii radio active, precum IRST.

Teste RCS

F-22 se presupune ca ar trebui sa lupte la altitudini mari, in jur de 20 000 metri. La asemenea altitudini, atat IRST, cautatorii IR ai rachetelor cat si rachetele insele vor detine o raza foarte crescuta.

Dezavantajele lui F-22 in lupta WVR

In lupta WVR, F-22 este clar un aparat foarte observabil – este foarte mare, ceea ce nu foloseste scopului de a fi stealth. Duppa cum s-a vazut mai sus, incarcarea alara a acestuia este comparabila cu cea a lui F-15C, desi, fiind instabil prin design, va fi mai manevrabil. Totodata, folosirea chepengurilor tunului si calelor de armament creste timpul de raspuns, facand snapshoturile (n.t.- trageri fara ochire prealabila) intre « ferestre » optimale scurte sa fie doar o dorinta si atat. Desi este superior lui F-15 si F-35, este inferior in manevrabilitate lui F-16A si este inferior in forma tuturor fighterelor SUA actuale ; dupa cum spune dictonul Top Gun : « Largest target in the sky is always first one to die » (n.t.- Cea mai mare tinta de pe cer e intotdeauna prima care moare ») – un fapt dovedit de luptele reale : majoritatea aparatelor au fost doborate fara sa observe, din spate.

F-22 folosindu-si tunul

Acest fapt a fost dovedit in exercitii – de cate ori aparatele “Rosii” au intrat in WVR, F-22 invariabil a fost omorat (pana acum, lista “ucigasilor” de F-22 in WVR contine F-16, F-18, Eurofighter Typhoon si Dassault Rafale). Chiar daca intr-o asemenea situatie, F-22 a reusit sa « distruga » 3 F-16 din 4, lupta in sine a inceput in BVR ; cand ultimul F-16 a ajuns in WVR, F-22 a fost « omorat » – faptul ca este cel mai mare avion de vanatoare din inventarul SUA cu siguranta…a ajutat.

Typhoon german laudaros

De asemenea, rachetele au o zona minima de angajament a armelor; de obicei in jurul a unei mile sau si mai putin, pentru ca focosul are nevoie de ceva timp pentru a se arma si, depinzand de capacitatea G a rachetei (AIM-9B are raza minima de 930 metri cand e trasa din spate la nivelul marii, aparatul avand viteza de Mach 0,8 in momentul lansarii). Deci, tunul este de multe ori singura optiune ramasa – optiune care, in cazul lui F-22, este nesatisfacatoare, datorita folosirii designului Gatling in combinatie cu chepengurile ; ambele situatii inseamna ca F-22 este incapabil sa execute trageri cruciale in fractiuni de secunda, datorita combinatiei de timp necesar de invartire a tunului si timpul necesar de deschidere a chepengurilor intre apasatul pe tragaci si primul proiectil ce iese de pe teava, ce dureaza cam 1 secunda – in timp ce, pentru a dobora un inamic si a supravietui in timpul unui dogfight cu mai multe aparate, pilotul ar trebui sa lanseze rachetele rapid spre tinte multiple si apoi sa plece – tactica numita in mod corespunzator « lanseaza si dispari ».

Pratt & Whitney F-119 (PW 5000)

In timp ce rachetele pot executa manevre de 30 g, ele se misca si mai rapid decat aparatele de vanatoare, ceea ce inseamna diametru de intoarcere crescut cat si posibilitatea crescuta ca racheta sa rateze tinta fara motiv aparent, chiar daca tinta nu manevreaza sau folosescte ECM. Acest lucru, combinat cu probabilitatea ca un fighter sa ramana pur si simplu fara rachete – dupa cum este, in cazul numerelor mici ale lui F-22, foarte posibil – inseamna ca lupta cu tunul e de departe a fi invechita (n.t- F-22 are 480 de proiectile la bord) ; si ca atunci cand se afla in aceasta situatie, F-22 este in handicap.

Tractiunea vectoriala insasi este in general nefolositoare unui aparat bine conceput din punct de vedere aerodinamic – ceea ce F-22 nu este, datorita compromisurilor necesare pentru stealth – in majoritatea scenariilor de lupta. Tractiunea vectoriala totusi imbunatateste manevrabilitatea in anumite regimuri de zbor – in mod special, permite manevre post-stall, manevrabilitatea imbunatatita fiind la:

a)      viteze foarte mari si altitudini foarte ridicate (>12 000 metri), unde aerul e prea rarefiat pentru ca suprafetele de control clasic sa fie utilizate eficient (acesta fiind motivul principal pentru TVC – n.t- Thrust Vector Control – in F-22 si Eurofighter Typhoon, deoarece ele sunt concepute in primul rand ca interceptoare BVR cu viteza mare si altitudine inalta ; in plus, la viteze supersonice, aparatul devine stabil aerodinamic) si…

b)      viteze foarte mici (sub 150 noduri –  275 km/ora) si altitudini foarte joase, unde curgerea aerului peste suprafetele de control nu este indeajuns de rapida.

Aceste regimuri particulare de zbor sunt fie in general nefolositoare (altitudine extrema) sau pur si simplu periculoase (viteza scazuta, pierderea portantei) in majoritatea scenariilor de lupta – la viteza scazuta, aparatul este lipsit de aparare impotriva unui oponent competent si durata vietii sale ramase se masoara in secunde, in timp ce doar o mica portiune din lupta aeriana se desfasoara la altitudini foarte ridicate si viteze foarte mari, avand data si lipsa de fiabilitate a IFF in lupta.

Mai mult, pierderea extrema de energie datorata folosirii tractiunii vectoriale poate lasa chiar si aparatul ce a avut la inceput o situatie foarte buna a energiei, sa devina vulnerabil la rachetele inamice si focul tunului acestuia dupa un timp. In alte regimuri de zbor, un aparat echipat cu TVC nu este mai manevrabil decat unul traditional – sau chiar mai rau, in cazul unor configuratii canard. In mod specific, folosind TVC inseamna ca aparatul continua sa zboare intr-o directie in timp ce nasul e indreptat complet catre alta, rezultatul este o extraordinara pierdere de energie ; si la intoarceri, aparatul inca necesita exces de portanta de la aripi pentru a intoarce.

Smokin’…

Si mai mult, aparatul are nevoie de timp pentru a incepe executarea intoarcerii, timp in care aparatul insusi se roteste, partea din spate a acestuia “cade” si aparatul insusi “se scufunda” – o oportunitate perfecta pentru o tragere cu tunul. Desi poate fi folositoare in luptele cu tunul unu-la-unu (care sunt in general executate la viteze mici, unde TVC imbunatateste manevrabilitatea pentru un timp, pana cand pierderea de energie devine prea mare), daca pilotul stie cum s-o foloseasca, este de departe perfecta (trebuie notat ca in ciuda acestui lucru, Rafale a reusit sa aiba o victorie si 5 remize impotriva F-22 in exact aceasta situatie),

Desi manevrele post-stall arata…misto la exercitii, ele sunt periculoase in lupta reala in timp ce lasa aparatul vulnerabil impotriva inamicului datorita lipsei de energie necesara pentru a evita rachetele; prin urmare, singurele avantaje pe care le aduce TVC sunt siguranta, prin oferirea a inca doua suprafete de control ; si eficienta motorului, prin permiterea aparatului sa se pozitioneze mai bine conform curgerii aerului, astfel imbunatatind raza si scazand consumul de combustibil – un lucru foarte important in timp de pace. F-22 avand TVC 2D si nu 3D, ar putea fi deficitar in cazul primului cand este comparat cu avioane echipate cu 3D TVC – desi, dupa cum a dovedit F-15, pierderea unui motor (n.t- sau chiar a unei aripi) nu necesita TVC pentru compensare. TVC poate fi folosit de semenea ca un truc de propaganda/marketing, pentru a insela pe cei creduli.

The Eagles have landed…

Pe scurt, tractiunea vectoriala este periculoasa pentru folosirea aparatului daca pilotul nu stie cum s-o foloseasca (necesita foarte mult antrenament) si nu compenseaza in totalitate pentru marimea si greutatea avionului –asa ca puteti uita de prospectul ca F-22 sa depaseasca in manevrare, sa spunem, Eurofighter Typhoon sau Dassault Rafale, la orice viteza folositoare in lupta. Pentru a intoarce la viteza de lupta, aparatul inca necesita portanta a aripii – adica, incarcatura alara mica.

Conform unor surse, F-22 se presupune ca are o rata sustenabila de intoarcere de 28 grade, in timp ce alte surse vorbesc de 23-24 grade pe secunda. Cum 28º/s a fost facuta publica de un colonel USAF cara nici macar nu a fost pilot de F-22, cel mai probabil a fost o greseala – posibil intentionata ; deci, a doua speculare este mai sigura (28º/s este probabil rata de intoarcere instantanee). Pentru comparatie, Typhoon are o rata de intoarcere instantanee de peste 30º/s si o rata de intoarcere sustinuta de 23º/s in timp ce Rafale are o rata de intoarcere instantanee de peste 30º/s si o rata de intoarcere sustinuta de 24º/s. Aceste numere, totusi, sunt pentru vitezele « corner » ; datorita lipsei de energie pe care aparatul o intalneste la asemenea viteze, datele cu privire la ratele de intoarcere prezentate aici sunt, spre deosebire de numerele  incarcaturii alare si raportului tractiune-greutate, de utilitate discutabila.

I’m on fire !

Dezavantajele lui F-22 in lupta BVR

In primul rand, raza scurta de supercroaziera datorita fractiei mici de combustibil nu permite lui F-22 sa urmareasca inamicul si/sau sa evite eficient a fi la randul sau urmarit. Desi raza de supercroaziera a lui F-22 este superioara lui F-15C, care este de departe cel mai slab avion de vanatoare cu supercroaziera al USAF, el va fi inferior aparatelor cu o fractie mai mare de combustibil, aerodinamica mai buna (Eurofighter Typhoon) sau ambele (Dassault Rafale).

In al doiela rand, nu este stealth mai deloc. Stealth e masurat ca avand 5 semnaturi – infrarosu, acustic, visual si semnatura radar cat si emisii electronice. Vizual, prin definitie, nu este important in lupta BVR; dar semnaturile acustice si infrarosu sunt imposibil de scazut indeajuns pentru ca aparatul sa fie VLO, in special cand e in regim de viteza supersonica. Desi nu este o slabiciune in mod special, aparatele de vanatoare « legacy » nici macar nu fac efortul sa o ascunda, insa devine una cand este cuplata cu numarul mic de aparate si maximul de 6 rachete BVR carate in configuratia VLO – esential necesitand  folosirea a 2 F-22 pentru a lovi o singura tinta. Si chiar daca ar fi fost, nu este echipat cu IRST (desi poate fi montat), necesitand astfel ca F-22 sa emita semnale – radar (este echipat cu antene atat UHF cat si VHF, in plus fata de radarul de angajare) plus IFF sau legatura (ce poate fi bruiata) cu un alt aparat (cu IFF) – ca sa detecteze inamicul, ceea ce distruge intregul scop de a fi stealth si permite rachetelor anti-radar  inamice sa localizeze radarul puternic al lui F-22.

F-22 EWS suit

Aceasta problema este inrautatita de faptul ca toate fighterele SUA emit in aria de 10 000 Mhz pentru a beneficia de capabilitatea all-weather – insemnand ca tot ce trebuie sa faca inamicul e sa nu emita in aceasta “zona” pentru a rezolva problema IFF. In lupta, inamicul echipat cu ARM (n.t- Anti-Radiation Missile) poate forta pe toata lumea sa-si inchida radarele, transformand lupta intr-una clasica WVR.

Intre timp, SUA a facut eforturi de a dezvolta ARM in 1969, dar s-au anulat datorita posibilitatii ca aceasta sa puna in pericol dezvoltarea rachetelor ghidate radar cat si programele F-15 si F-14. Francezii vand de asemenea ARM avansate peste tot in Lumea a Treia, insemnad ca SUA s-ar putea gasi in pericol in urmatorul razboi.

Mai mult, imediat ce F-22 manevreaza, e pe cale sa-si desconspire – si asa limitata – invizibilitate radar. Este VLO doar in 20º lateral de nas si semnatura sa radar raportata ia in considerare numai aspectul frontal versus radarele de frecvente inalte.

In spectrul IR, F-22 pur si simplu nu se poate ascunde, in mod special cand se afla in supercroaziera – aparatul miscandu-se la viteze supersonice genereaza conuri de soc de aer cald; o caracteristica imposibil de ascuns fata de IRST.

Se pare de asemenea (sursa 3) ca AMRAAM nici macar nu functioneaza in mediu rece, exact unde F-22 se presupune ca isi executa misiunile de interceptare. Totodata, la distantele la care este eficient stealth, rachetele BVR deja si-au consumat combustibilul si au un extrem de scazut Pk.

Ca sa faca lucrurile si mai rele, sistemul de contramasuri EW poate fi eficient la fel ca stealth-ul in BVR, dupa cum s-a demonstrat cand EF-18 « Growler » a invins F-22 intr-o angajare BVR unu-la-unu si cand MiG-21 al IAF echipat cu sistem de bruiaj a reusit sa « intre » peste F-15 in timpul exercitiiilor.

Got your nose !

Desi legaturile de date sunt  prezentate obsesiv chiar ca fiind capabile sa permita unui F-22 sa tinteasca si un alt F-22 sa lanseze racheta BVR, actualizarea din timpul zborului poate fi facuta doar de platforma care a lansat racheta – o masura de siguranta cu rolul de a preveni situatia ca inamicul « sa sparga » uplinkul si sa trimita racheta inapoi la aparatul care a lansat-o.

 

Comparatii cu alte aparate

Eticheta de “ avion de vanatoare de generatia a 5-a”  a fost fost inventata ca un truc de relatii publice de catre Lockheed Martin. De fapt, oficialii lockheed Martin sustin ca avioanele de generatia a 5-a ar trebui sa aiba toate urmatoarele caracteristici pentru a se califica :

• VLO
• supercruise
• focus de performanta supersonica
• agilitate extrema
• operatiuni high-altitude
• incarcatura de armament pentru performata de lupta
• fuziune de senzori integrati
• operatiuni net-enabled

F-22 le are pe toate cu exceptia operatiunilor net-enabld si Eurofighter e deficitar doar la VLO. Dassault Rafale este putin deficitar la focus de performanta supersonic, totusi, performanta sa supersonica in general este foarte buna

Su 27

Familia derivatelor Su-27 este formata din aparate foarte mari cu si mai mari cupole de radar – fabricantul rus de radare Phazotronis a dezvoltat un radar foarte puternic pentru capacitatea lui Flanker – Zhuk ASE – care va depasi toate radarele din inventarul SUA cu exceptia celui de pe F-22.

Totusi, IRST-ul de pe Flankere constituie o problema mai mare, dupa cum am explicat in sectiunea “contramasuri stealth”.

Familia Su-27 este formata din avioane foarte manevrabile, in ciuda marimii lor.

In 1992, Su-27 putea vedea F-22 de la 15 kilometri. In 2000-2008, performanta radarului familiei Flanker s-a dublat – insemnand ca prin 2016, flankerele ar trebui sa detecteze F-22 de la distanta de 45 kilometri.

Dark Knight

 

F 15

Dupa cum am explicat mai sus, F-15C este egal sau superior intr-o mica masura cu privire la F-22 in cele mai de baza caracteristici: raportul tractiune-greutate, incarcatura alara si fractia combustibilului. Este superior lui F-22 in vizibilitate spre spate din carlinga, cat si cu privire la faptul ca lipsa chepengurilor pentru tun si rachete permit snapshots in fractiuni de secunda, critice  in lupta aeriana. Similaritatea sa cu F-22 in luptele aeriene a fost dezvaluita (sursa 1) de proprii sai piloti lui Everest Riccioni, colonel USAF in rezerva si membru al « Fighter Mafia ».

F-15 este de asemenea mai rapid (Mach 2,5 versus Mach 2,2) si cara 940 de proiectile pentru tunul sau, spre deosebire de 480 pentru F-22. Fiecare F-15 poate sa zboare 1 iesire pe zi (acestea fiind doar numerele USAF, israelienii au ajuns pana la 3-5 pe zi), spre deosebire de 1 iesire la 2-3 zile pentru F-22.

The untouchables

F16

F-16 costa 60 milioane USD pe aparat si are un cost de operare de 4 600 USD pe ora (n.t- studiul facut de Jane’s porneste de la acest numar minim  si ajunge la 7 700+ USD). In timp ce 180 de F-22 pot genera 60 de iesiri pe zi, F-16 cumparate cu aceleasi costuri pot genera 1 728 iesiri de lupta pe zi (numarul iesirilor de lupta = aparat pentru cost egal inmultit cu rata de iesiri ; ultima este 1,2 pentru F-16 si 0,7 pentru F-22) daca folosim costurile de procurare pe unitate sau 900 iesiri de lupta daca folosim costurile flyaway pe unitate. (Ar trebui evidentiat ca acestea sunt numerele USAF – numerele de iesiri intense pentru F-16 in serviciul israelian sunt mult mai mari : 7-9 iesiri pe zi).

Versiunea originala a lui F-16 ar costa 30 milioane USD pe aparat, daca ajustam la inflatie. Avea de asemenea o mai buna manevrabilitate – in timp ce F-22 cantareste aproape 30 000 kg – chiar si mai mult, daca ultimele adaugiri sunt luate in calcul – F-16 cantareste putin peste 18 000 kg. Versiunile originale erau la jumatate din aceasta greutate.

F-16BM, se pare ca MApN stie ce face!?!

Eurofighter Typhoon

Eurofighter Typhoon este un alt aparat faimos pentru depasirile sale de costuri. Azi, Tranche 2 Typhoon are un cost de procurare pe unitate de 142 milioane USD pe aparat si un cost flyaway pe unitate de 118 milioane USD pe aparat. Costurile Tranche 3 sunt de : 199 milioane USD pentru procurare pe unitate si 122 USD costul flyaway pe aparat. Costul sau de operare este de 18 000 USD pe ora.

Raportul tractiune-greutate al lui Typhoon este de 1,14, in timp ce incarcatura sa alara este de 312 kg/m². Acelasi raport al lui F-22 este de 1,09 in timp ce incarcatura alara este de 375 kg/m² (toate datele sunt pentru aparatul incarcat). La 50% combustibil, cu 2 Sidewinders si 4 AMRAAM, TWR-ul (n.t.- Thrust-to-Weight Ratio) lui Typhoon va fi de 1,28 si incarcatura alara de 277 kg/m² ; valorile lui F-22 sunt 1,28 si 318 kg/m² (greutate de 24 882,6 kg).

G-spot !

De asemenea, atat F-22 cat si Eurofighter Typhoon au viteze maxime in jur de Mach 2 (Mach 2 pentru Typhoon si Mach 2,2 pentru F-22, care are fanta de admisie fixa) ; F-22 poate atinge Mach 1,5 in supercroaziera cu configuratie AtA, in timp ce Typhoon e limitat la Mach 1,21 in supercroaziera cu configuratie AtA (2 rachete WVR si 4 BVR + rezervorul central detasabil). In configuratie « curata », numerele sunt Mach 1,7 pentru F-22 si Mach 1,5 pentru Typhoon. Ambele pot atinge altitudini de peste 50 000 picioare (15 000 metri).

Exista rapoarte ca Typhoonuri au angajat si au invins F-22-uri in lupte aeriene simulate la China Lake; cu componentele sistemului DASS ale lui Typhoon permitandu-i acestuia apropierea la o distata mica de F-22 si intrarea in dogfight unde europeanul este superior, datorita manevrabilitatii sale mai bune – cum toate victoriile pe care Typhoon le-a avut impotriva F-22 au fost cu rachete, nu cu tunul, dogfights probabil au fost executate la viteze subsonice unde TVC-ul lui F-22 este inutil.  Un lucru similar s-a intamplat si la showul aerian de la Farborough; totusi, Typhoonurile care au luptat cu F-22 in ultimele exercitii apartin Luftwaffe, care nu sunt echipate cu IRST sau casca HEA (n.t- Head Equipment Assembly) ce permite trageri off-bore si deci au trebuit sa tinteasca “cu nasul” spre F-22 ca sa reuseasca victoriile; F-22 insele nu au fost echipate cu “helmet mounted cueing system” (n.t.- JHMCS, care este integrata F/A-18A++/C/D/E/F/G, F-15C/D/E si F-16 Block 40/50). In timp ce unii sustin ca F-22 au fost “handicapate” de faptul ca pilotii nu aveau vestele costumelor anti-G, acest lucru nu este adevarat – ordinul de a scoate vestele datorita problemelor cu oxigenul a venit doar dupa o saptamana de la iesirile de lupta dintre Typhoonuri si F-22-uri, cu manevrele foarte exigente cu siguranta folosite de F-22-uri impotriva Typhoonurilor, posibil scotand in evidenta probleme cu vestele. Cat despre Typhoonuri, ele au fost, citez: “slicked off as much as possible”, acest lucru probabil insemnand ca nu aveau rachete sau rezervoare exterioare –configuratia “curata” a lui Typhoon este de 2 rachete ghidate IR si 4 radar.

Exercise Razor Talon

In general, Typhoon are rate de intoarcere sustinute si instantanee mai bune decat F-22 la viteze subsonice. Adaugarea de LERX are potentialul de a imbunatati deja propria rata de intoarcere cu 10% si TVC, cand e adaugata, va oferi un boost aditional la manvrabilitatea sa la viteze mici, cat si la cea la viteze supersonice. Va permite de asemenea aparatului sa se recupereze din pierderea de portanta (n.t.- fie la unghuri de atac high-alpha, fie la viteze foarte mici). La viteze supersonice, ambele aparate pot sa sustina pana la 7G.

IRST-ul PIRATE (n.t.- Passive Infra-Red Airborne Track Equipment) al lui Typhoon a aratat chiar si abilitatea de a urmari un aparat stealth doar datorita caldurii generate de frictiunea pielii aparatului stealth  (a urmarit bombardierul stealth B2 la demonstratii aeriene de la peste 40 mile nautice -74 km, vezi sursa 1). Raza maxima este sustinuta (sursa 2) a fi de pana la 150 km (50 la 80 km cu siguranta), ceea ce se incadreaza in calculele mele cu privire la raza sa impotriva tintelor subsonice vazute din coada/spate in urmatorul paragraf. Poate de asemenea sa identifice tinte la peste 40 km.

PIRATE: Aargh, I saw you fIRST!

(Si acum cateva calcule: PIRATE al lui Typhoon poate detecta tinte subsonice aflate in zbor din fata de la 90 km. OLS-35 rusesc poate face acelasi lucru de la 50 km  – din spate, raza este de 90 km; deci raza lui PIRATE in asemenea situatii este probabil ~160 km, desi e doar o estimare). Su-35 poate de asemenea sa detecteze o lansare a unei rachete de la 93+ km si un AMRAAM cu viteza de Mach 4 de la 83 km – insemnand ca Typhoon ar fi capabil sa o faca de la 167+ si 149 km, respectiv. AMRAAM la Mach 4 necesita 1 minut si 50 secunde pentru a acoperi aceasta distanta. Intre timp, raza declasificata pentru radarul lui F-22 este de 200~240 km impotriva unei tinte de 1m² si AIM-12D AMRAAM are raza de 180 km. In timp ce RCS-ul forntal al lui Typhoon este de 0,25-0,75 m², inseamna ca F-22 il poate detecta de la 141-223 km. Desigur, RWR-ul lui Typhoon va detecta orice transmisie radar de la o distanta mult mai mare si cum sistemele de bruiaj ale aceleiasi generatii „rad” 2/3 din raza radarului, inseamna ca F-22 nu va fi capabil sa tinteasca Typhoon pana cand nu este la distanta de 47-74 km in configuratie curata, sau 67-80 km daca Typhoon este in configuratie aer-aer. RCS-ul lui F-22 ar trebui sa fie intre 0,0001 si 0,0014 m², ceea ce inseamna ca radarul CAPTOR al lui Typhoon, care are o raza raportata de 185 km impotriva unei tinte de 1m², ar fi capabil sa il detecteze de la 18 la 35 km).

O nota interesanta este ca F-22 are 8 locasuri interioare si 4 piloni exterior, ce da un total de 12 piloni – acelasi numar ca « mai micul » Typhoon (acesta are, tehnic, 13 piloni, dar cel central e rezervat rezervorului de combustibil). Configuratia standard pentru superioritate aeriana este 6 AMRAAM + 6 ASRAAM, iar prin comparatie, F-22 are 6 AMRAAM si 2 ASRAAM.

Mai mult, este planificat ca radarul AESA al lui Typhoon sa aiba abilitatea de a detecta aparatul inamic fiind complet pasiv, bazandu-se pe emitatorii radio din exterior; in acest fel, poate detecta si un aparat stealth de la o distanta apreciabila.

 

Dassault Rafale

Designul blended wing-fuselaj al lui Rafale, forma relativ mica si greutatea usoara rezulta intr-o incarcatura alara comparabila – chiar mai mica decat prin calcularea simpla prin impartirea dintre greutate si suprafata aripii. Metoda de mai inainte rezulta in incarcatura alara de 306 kg/m² si raportul tractiune-greutate de 1,1 la incarcare. Canardurile sale close-coupled ajuta de asemenea la imbunatatirea manevrabilitatii in general la viteze si altitudini mici, similar cu tractiunea vectoriala a lui F-22, insemnand ca ar trebui sa aiba manevrabilitate similara cu F-22 (Rafale a fost capabil sa depaseasca in manevrabilitate pe Typhoon la altitudine joasa, dar la mai inalta, Typhoon a avut avantajul). La Al Dhafra, Rafale si F-22 au luptat 6 unu-la-unu dogfights numai cu tunul, ceeea ce inseamna ca atat canardurile close-copled ale lui Rafale cat si TVC-ul lui F-22 ar putea sa fie folosite pentru efect total datorita vitezelor mici la care aceste angajari au avut loc cel mai probabil. Rafale a castigat 1 lupta, iar cele 5 angajari ramase au fost remize. (sursa 4 –ultima imagine, atat datele de tintire ale OSF cat si ale tunului sunt clar vizibile in setul de fotografii de sus, aratand ca Rafale a fost in pozitia de gunshot impotriva lui F-22).

French toasted

Rafale este de asemenea capabil de supercroaziera si fractia sa de combustibil relativ inalta in toate versiunile (0,33 pentru varianta C – 0,32 pentru B si 0,32 pentru M), spre deosebire  de fractiile de combustibil scazute ale F-22 (0,28) si Eurofighter Typhoon (0,29), permit o mai mare persistenta si raza.

Rafale costa 90,5 milioane USD flyaway, 145.7 milioane USD costul programului pe unitate. Costul de operare este de 16 500 USD pe ora.

 Episodul V F-22 Raptor partea a treia

F-22 Raptor, analiza Defence Issues, Partea 1

Razvan Mihaeanu

Surse :

1. http://i39.tinypic.com/197es8.jpg
2. http://www.bmlv.gv.at/truppendienst/ausgaben/artikel.php?id=807(by Google Chrome translate software)
3. http://www.janes.com/products/janes/defence-security-report.aspx?id=1065969816
4. http://www.flightglobal.com/blogs/the-dewline/2011/12/08/rafale%20F22.jpg
5. http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/AW_11_25_2013_p41-638956.xml&p=1
6. http://theaviationist.com/2012/07/23/f-22-raptor-kill-markings/
7. http://www.youtube.com/watch?v=oGuWadoTgkE

Series Navigation

<< Superavioane – F-22 RaptorSuperavioane: F-22 Raptor >>