Combate aéreo: La influencia de John Boyd en el diseño aeronáutico (3/3)

John Boyd, el piloto de combate que cambió el arte del combate aéreo – parte 3

Alejandro Galante || Poder Aereo

Primer YF-16A, el 20 de octubre de 1976

Después del caza F-86, los diseñadores estadounidenses desarrollaron una creciente fascinación por la sofisticación de los cazas, con la incorporación de avances en la tecnología. Pero los aviones se hicieron cada vez más grandes, con precios cada vez más altos y una flota reducida.

Desde el P-51 hasta el F-15 Eagle, cada nuevo caza americano costó una media de 2,4 veces más que su predecesor, pero el F-15 en 15 años de producción no alcanzó 1/10 de la producción de 15.000 Mustang. fabricado en 1/3 del tiempo.

El F-104 debería haberse convertido en el equivalente americano del MiG-21, pero al igual que el F-100 Sabre, acabó convirtiéndose en un cazabombardero, en lugar de un caza “puro”, tarea en la que no tuvo éxito en Vietnam. . La USAF acabó teniendo que utilizar el costoso y pesado F-4 Phantom II para enfrentarse al ágil, ligero y barato MiG-21.


F-104 Starfighter

El Phantom II fue desarrollado originalmente como un interceptor para la Marina de los EE. UU., pero nunca se lo imaginó como un “perro de combate”. Su adquisición por parte de la USAF por imposición política fue considerada anatema por la Fuerza .

En Vietnam, los pilotos estadounidenses no pudieron repetir las favorables tasas de mortalidad de la Guerra de Corea. En lugar de 10:1 (más recientemente revisada a la baja), la “tasa de matanzas” cayó a 3:1 y luego se volvió favorable para los vietnamitas.

Parte del problema era el dogma de que los días de las “peleas aéreas” habían terminado y que los misiles resolverían todos los problemas.

En 1965, la USAF comenzó a formular el concepto de su Caza Experimental (FX), que dio origen al F-15, y del Caza Diurno Avanzado (ADF), que dio lugar al F-16.

El FX acabó volviéndose más pesado para afrontar la aparición del MiG-25 Foxbat , capaz de alcanzar Mach 3. Para John Boyd, que tuvo una fuerte influencia en el F-15, el caza acabó volviéndose más pesado y no resultó tan pesado. inicialmente imaginó.

Pero Boyd pudo influir más en el proyecto ADF, junto con Pierre Sprey, que trabajaba como asistente del Secretario de Defensa, como analista de sistemas. Los dos formaron la “Fighter Mafia” junto con el piloto de pruebas Charles E. Meyers.

Según Boyd, "la maniobrabilidad es un problema energético". Cuando maniobras un avión necesitas energía, ya que la energía se pierde al ganar altitud, velocidad o ambas. Normalmente se pierde energía al girar.

Lo que sucede es que la resistencia supera el empuje, y en ese punto hay una tasa de energía negativa. La tasa negativa tiene que venir de la altitud, la velocidad o una combinación de ambas. Se llega a un punto, incluso cuando se utiliza un “postquemador”, en el que la resistencia es mayor que el empuje. En esta situación de vector negativo, la resistencia se multiplica por la velocidad y tenemos cuánta energía se necesita para que el caza se eleve.

Nace el YF-16

 

La teoría EM de Boyd demostró que el FX requeriría un motor con una relación potencia-peso significativamente mejor que los diseños de la época. El motor turbofan F-100 seleccionado para el F-15 acabó creando también la posibilidad de equipar un caza ligero monomotor de altas prestaciones.

Pero el pensamiento tradicional de la USAF antes de 1970 equiparaba el peso ligero con el corto alcance. Hasta cierto punto, esto estaba justificado por la tecnología de los años 50 utilizada en el MiG-21, que tenía "patas cortas".

A finales de la década de 1960, Boyd y Sprey planearon un caza denominado F-XX, con un peso de 25.000 libras (11.340 kg), dedicado a la superioridad aérea de alta persistencia. Estudios posteriores lograron reducir este peso a 17.000 libras (7.700 kg).

El concepto de Boyd encontró mucha oposición, ya que muchos lo vieron como una amenaza al pensamiento tradicional y al diseño del F-15 Eagle.

En 1971, Boyd trabajaba para el Grupo de Estudio de Prototipos de la Fuerza Aérea. En consecuencia, pudo impulsar el concepto en un momento en que las pruebas de vuelo de prototipos competitivos estaban volviendo a estar de moda después de los controvertidos paquetes de adquisición que dieron como resultado el F-111.

El subsecretario de Defensa, David A. Packard, logró sacar adelante el proyecto LWF (Lightweight Fighter), siguiendo los parámetros definidos por el secretario de la USAF, Robert C. Seamans, quien definió que los fondos serían limitados, con objetivos de desempeño y especificaciones militares mínimas. . No había garantía de que se realizarían los pedidos .

En 1972 se adjudicaron cuatro contratos por valor de 100 millones de dólares para el Programa LWF: General Dynamics obtuvo 38 millones de dólares para desarrollar y volar dos YF-16, mientras que Northrop obtuvo 39 millones de dólares por dos prototipos del rival YF-17.

Pratt & Whitney también fue adjudicataria del desarrollo de una versión modificada del turbofan F100 y General Electric para el nuevo motor YF101.

Cuando la USAF presentó el RFP a la industria para la FLM, especificó tres objetivos: el proyecto resultante debería explotar plenamente las ventajas de las tecnologías emergentes, reducir los riesgos de incertidumbre que rodean el desarrollo y la producción a escala del nuevo caza, y proporcionar al Departamento de Defensa una variedad de opciones tecnológicas que satisfacían las necesidades de hardware de los militares.

En lugar de intentar superar los datos técnicos de los cazas rusos, la USAF decidió optimizar la LWF para altitudes operativas de 30 a 40 mil pies (9 a 12 mil metros) y velocidades de Mach 0,6 a 1,6, sin intentar igualar el rendimiento de los cazas rusos. el MiG-25 Foxbat .

El LWF no fue diseñado teniendo en mente la esquina superior derecha de la gama de rendimiento, sino para una amplia gama de condiciones de vuelo, con énfasis en la velocidad de giro, la aceleración y el alcance. Esta combinación de parámetros permitiría al caza interceptar y atacar el MiG-21, MiG-23, Su-7 y Su-24.

La FLM despega

El LWF pesaba la mitad que el F-15, tenía un costo mucho menor, era pequeño y tenía un alto rendimiento a velocidades inferiores a Mach 1,6 y altitudes inferiores a 40.000 pies.

La industria reconoció que a pesar de la hostilidad de la USAF, las variantes de la LWF tenían un gran potencial para ser exportadas por el FMS, incluido el reemplazo del F-104 en Europa. Se presentaron proyectos de Boeing, General Dynamics, LTV, Northrop y Rockwell.

Northrop ha propuesto un diseño bimotor, con la mirada puesta en un proyecto de desarrollo para reemplazar al F-5 como caza de exportación. Los diseños de Boeing y General Dynamics fueron claramente los líderes desde el principio y el diseño de Northrop fue el más débil de los seis.

Pero a mitad del proceso de competencia, algunos compradores extranjeros potenciales expresaron su preocupación por la compra de aviones monomotor debido al historial de accidentes del F-104. Luego, la USAF decidió que uno de los dos competidores finalistas debería tener dos motores. Northrop era el único competidor con un diseño bimotor y fue seleccionado por defecto.

Cuando General Dynamics seleccionó su proyecto por mérito, Boeing se enojó un poco por su derrota, debido al cambio de reglas de la USAF a mitad de la competencia, pero no protestó por la decisión.

De los dos diseños supervivientes, ahora denominados General Dynamics YF-16 y Northrop YF-17, este último era un diseño relativamente convencional, hasta cierto punto una expansión del F-5, mientras que el YF-16 era un diseño completamente nuevo, incorporando muchas tecnologías innovadoras, que iban más allá del costoso F-15. Entre ellas:

1. Vuela por cable. El YF-16 no tenía conexión directa entre el piloto y las superficies de control del avión. En cambio, la palanca y los pedales estaban conectados a computadoras cuádruples redundantes que indicaban a los elevadores, alerones y timón qué hacer. Esto dio varias ventajas sobre los sistemas antiguos. Tenía una respuesta más rápida, corrigiendo automáticamente las ráfagas y térmicas sin esfuerzo por parte del piloto. Podría programarse para compensar problemas aerodinámicos y volar como un avión ideal. Y, lo más importante, permitió una forma segura de realizar un proyecto de inestabilidad controlada.
2. Estabilidad negativa. Todos los diseños anteriores eran aerodinámicamente estables, es decir, el centro de gravedad estaba muy por delante del centro de sustentación y del centro de presión (arrastre). El YF-16 fue el primer caza aerodinámicamente inestable. Con el centro de gravedad muy atrás, la tendencia del avión es levantar el morro y bajar la parte trasera. El vuelo nivelado se crea con el elevador elevando la parte trasera, trabajando con las alas en lugar de contra ellas, lo que reduce la resistencia. La aeronave está siempre al límite de vuelo controlado, con tendencia de morro arriba, que se controla mediante fly-by-wire.
3. Cargas altas “G”. Los cazas anteriores tenían un límite de 7G, principalmente debido a limitaciones humanas, incluso con el uso de trajes G. Pero el asiento del piloto del YF-16 estaba reclinado 30 grados, mucho más que los 13 grados convencionales. Así, la capacidad de los pilotos para soportar G se incrementó a 9 G, reduciendo la distancia vertical entre el corazón y la cabeza. Además, la tradicional palanca de control central fue sustituida por una lateral, quedando el brazo del piloto apoyado para soportar un peso 9 veces mayor de lo normal.
4. Vista del piloto . Además de la vista lateral y de 360 ​​grados sin precedentes, la capota del YF-16 está diseñada sin arcos frontales en el hemisferio delantero.
5. Prevención del crecimiento : Tradicionalmente, el espacio para el crecimiento se consideraba un activo. Los cazas ganaron peso a medida que se agregaron nuevas capacidades, los costos aumentaron y el rendimiento disminuyó. El F-15 se fabricó con mucho espacio para crecer, mientras que el YF-16 se fabricó deliberadamente para no crecer.
6. Radio de combate y persistencia : General Dynamics eligió una turbina turbofan, esencialmente la misma que la del F-15. El uso de una sola turbina ayudó a reducir el peso y la resistencia. Utilizando un turbofan en lugar de un jet puro, logró una alta eficiencia de combustible. Además, los diseñadores crearon un diseño de “cuerpo combinado”, con el ala engrosándose gradualmente en la raíz y fusionándose con el fuselaje, sin la habitual unión visible. Esta solución creó espacio para el combustible. Con una elevada fracción de combustible y un motor de alta eficiencia, el YF-16 rompió el prejuicio de que dichas aeronaves pequeñas tenían poco alcance.
7. Integración de radar : El YF-16 no llevaba misiles guiados por radar, sólo misiles buscadores de calor de alcance visual. Su pequeño tamaño y espacio limitaron el alcance de su radar. Sin embargo, estaba equipado con un pequeño radar avanzado, con una excelente capacidad de “mirar hacia abajo”. Aún más importante fue la integración del radar para el combate visual, que proyectaba una imagen en el HUD que mostraba exactamente dónde se encontraba el objetivo.

El competidor YF-17, que era más grande que el YF-16, tenía dos motores a reacción puros, pero su aceleración era mejor, ya que el “ventilador” tiene un mayor “retraso” para pasar de “inactivo” a “plena potencia”.

Northrop argumentó que su diseño bimotor era más seguro, citando la experiencia con el F-5. La USAF no quedó convencida, en parte porque un avión bimotor que pierde un motor en combate es prácticamente inútil y la probabilidad de fallar un motor se duplica cuando tienes dos.

Ganó el caza de mayor rendimiento, con mejor maniobrabilidad transitoria, mayor alcance y menor costo y, en 1976, se eligió el YF-16 en lugar del YF-17.

La USAF se encontraba entonces en la incómoda posición de tener un diseño de caza ligero que podía maniobrar más y tener mayor alcance que su “orgullo y joya”, el F-15 de superioridad aérea. En condiciones de combate reales, a velocidades de Mach 1,2 o menos, el F-16 tenía una ventaja significativa sobre el F-15. Hasta cierto punto, el problema se resolvió con la designación del F-16 como “caza de combate” para funciones aire-aire y aire-tierra, mientras que el F-15 continuó con una función puramente aire-aire. misión.

YF-16 y YF-17

Probablemente el mayor activo del F-16 en su desarrollo fue su gran impopularidad entre el establishment de la USAF. Sabiendo que su avión estaba en constante amenaza de ser cancelado, los ingenieros de General Dynamics se inspiraron para hacer todo lo posible para mantener el rendimiento y evitar el crecimiento. Por ejemplo, el F-15 tenía aproximadamente un 25% de titanio, el F-16 estaba limitado a un 2%. También se utilizó una entrada de aire fija para abaratar el coste, aunque una variable podría dar un mejor rendimiento por encima de Mach 1,5.

Desde entonces, el F-16 ha sido un éxito en todos los sentidos. La USAF lo utilizó intensamente y con éxito en misiones aire-tierra en la Guerra del Golfo de 1991 y en todos los demás conflictos. La Fuerza Aérea de Israel también ha tenido un gran éxito en su empleo.

El concepto original del caza diurno se perdió antes de que comenzara la producción en serie, y el fuselaje se extendió a la versión de dos asientos, con capacidad aire-tierra adicional. A lo largo de las versiones producidas, el F-16 se volvió más grande, más pesado y más capaz, incluido el misil AMRAAM y más armas de punta. Aun así, no ganó tanto peso como podría haber ganado y por eso el trabajo de John Boyd no fue en vano.

¿Y el YF-17?

El Northrop YF-17 (apodado Cobra ) se utilizó en la nueva competición VFAX. Con el tiempo se convirtió en el F/A-18 Hornet y fue adoptado por la Armada y el Cuerpo de Marines de los EE. UU. para reemplazar al A-7 Corsair II y al F-4 Phantom II, complementando al F-14 Tomcat.

Algunos criticaron a la Armada, que alguna vez “suministró” cazas a la Fuerza Aérea y ahora había seleccionado al perdedor de la competencia de la USAF.

El proyecto original, que siguió el concepto de caza ligero ideado por John Boyd, irónicamente terminó convirtiéndose en el actual F/A-18E/F Super Hornet , que es similar en tamaño al F-15. El Super Hornet acabó sustituyendo al F-14 en el inventario de la Marina estadounidense, donde realiza tareas de caza, avión cisterna y guerra electrónica.

Combate aéreo: La influencia de John Boyd en el diseño aeronáutico (2/3)

John Boyd, el piloto de combate que cambió el arte del combate aéreo – parte 2

Alejandro Galante || Poder Aereo

Después de desarrollar la teoría EM, el siguiente objetivo de Boyd fue comparar los cazas estadounidenses con sus rivales soviéticos. Para ello, voló a la base Wright-Patterson para recopilar datos de la División de Inteligencia Exterior.


Boyd y su amiga Christie comenzaron a introducir datos de rendimiento de los cazas soviéticos en la computadora IBM. Boyd había planeado mostrar gráficos de las diferencias entre las clasificaciones energéticas de los cazas estadounidenses y rusos.

Pero para asombro de Boyd, los gráficos mostraban que en una gran parte del espectro de rendimiento, el caza soviético era superior al avión de combate estadounidense.

El F-4 Phantom era muy pesado y no tenía una gran superficie de ala para cerrar los giros como el MiG-21 a gran altura. El único lugar donde el F-4 podía vencer al MiG-21 era en altitudes bajas y altas velocidades.

La peor noticia, sin embargo, fue que el nuevo F-111 era inferior a cualquier avión soviético a cualquier velocidad y altitud. Cuando Boyd terminó los gráficos, comenzó a hacer una lluvia de ideas sobre los pilotos de Eglin y regresó a Nellis para hacer una lluvia de ideas sobre los pilotos allí también.

A principios de 1965, Boyd fue a Vietnam e informó a los pilotos del F-105 sobre tácticas de combate. Posteriormente, Boyd realizó una gira por bases en Europa para dar conferencias sobre teoría EM.

Finalmente, informó al jefe del Comando Aéreo Táctico, el general Walter Campbell Sweeney Jr, y al general Bernard Schriever, jefe del Comando de Sistemas de la Fuerza Aérea, para informar a los generales de cuatro estrellas sobre el pobre desempeño del F-111 en comparación con los aviones soviéticos. .

En Vietnam

En Vietnam, el F-105 y el F-4 Phantom eran los aviones equivocados para las tareas que realizaban. El F-105 se utilizaba como avión de ataque, mientras que el grande y pesado F-4C se utilizaba como caza y no era rival para el MiG.

Boyd también demostró que los misiles aire-aire American Sparrow y Sidewinder tenían un rendimiento deficiente y podían evitarse fácilmente en maniobras evasivas.

En la primavera de 1966, Boyd recibió órdenes de trasladarse a Tailandia como piloto del F-4 Phantom , que era justo lo que quería. La Guerra Aérea en Vietnam fue candente, pero a las fuerzas estadounidenses no les estaba yendo bien. En 1965, los estadounidenses habían perdido 171 aviones.

Para reducir las pérdidas, se ordenó a los F-4C que volaran cubriendo a los F-105, pero el F-4C era demasiado grande y pesado para los combates aéreos contra los MiG-21, más maniobrables y ágiles.

Los F-105 lanzan bombas sobre Vietnam del Norte

No había ningún cañón en el Phantom y la envoltura de lanzamiento de los primeros misiles Sparrow y Sidewinder era tan pequeña que un piloto tenía que ser extremadamente competente para alcanzar la posición de disparo.

Las órdenes de Boyd a Tailandia se suspendieron repentinamente y, en lugar de ir a la guerra, lo enviaron al Pentágono en el verano de 1966. El programa de cazas FX de la USAF estaba en problemas.

El problemático FX siguió la definición de la USAF de “Más grande, más alto, más rápido, más lejos”. La Marina de los EE.UU. desempeñó su papel cuando los almirantes lograron que el Secretario de Defensa McNamara prometiera que la Marina aceptaría el F-111 si podía continuar con el desarrollo del motor TF30 y el misil Phoenix .

La Armada planeaba probar la compatibilidad del F-111 con un portaaviones y luego rechazar el avión, yendo al Congreso a decir que ya tenía motor y misil listos y con el dinero asignado para el F-111 desarrollaría un nuevo caza naval. . Este caza se convertiría más tarde en el F-14 Tomcat .

La USAF corría el riesgo de tener que adoptar en su inventario un nuevo caza diseñado para la Armada, como ocurrió con el F-4 Phantom . Boyd fue llevado al Pentágono para salvar el proyecto FX de la estrategia de la Marina.

divisas

El FX había reducido su peso a 28.735 kg, pero seguía siendo pesado, muy complejo, muy caro y tenía un ala muy pequeña. Se planeó que el avión fuera un caza polivalente. Boyd quería un caza pequeño, monomotor y muy maniobrable que tuviera una mejor relación potencia-peso que cualquier otro caza del mundo.

El FX debería perder y ganar energía más rápido que cualquier otro caza para dominar los cielos en las próximas décadas. El FX fue el primer caza estadounidense diseñado según las especificaciones de maniobra EM teniendo en cuenta las peleas de perros. Boyd quería que el FX fuera más maniobrable que cualquier caza enemigo, pero no estableció ningún valor de rendimiento en cuanto a velocidad o capacidad de giro.

En cambio, Boyd quería un avión con una alta relación potencia-peso para lograr una excelente aceleración . Quería un ala grande con suficiente maniobrabilidad y potencia para retirarse y separarse y volver al combate con ventaja.

Debería haber suficiente combustible para volar dentro del espacio aéreo enemigo y sostener un combate aéreo. Boyd estaba contento con un radar pequeño, pero la gente de electrónica quería detectar un MiG a 40 millas náuticas, lo que resultó en un disco de radar enorme y, debido a eso, una alta resistencia aerodinámica en el fuselaje.

Boyd insistió en tener un cañón interno. Sus cálculos mostraron que el rendimiento aerodinámico obtenido con las alas móviles del F-111 se vio compensado por el peso extra que traía consigo el sistema, pero la USAF aún insistió en estas alas.

La teoría EM de Boyd permitió por primera vez en la historia del desarrollo de cazas el análisis de toda la envolvente de maniobras de un caza desde el diseño y antes del primer vuelo del prototipo.

El año 1967 fue el peor para la USAF en Vietnam. Estaba claro que la Fuerza Aérea no tenía un caza de superioridad aérea. La tasa de muertes de Corea de 10:1 cayó cerca de la paridad e incluso fue ventajosa para los norvietnamitas. Después de la guerra, sólo un piloto de la USAF tenía el estatus de As (los otros dos eran WSO), con 5 derribos, mientras que Vietnam del Norte tenía 16 ases que eran veteranos de combate y lucharon en el aire durante años.

La USAF continuó la tradición de la Guerra de Corea y rotó a los pilotos hacia tareas administrativas después de 100 misiones. Debido a esto, los pilotos de transporte y SAC tuvieron que ser entrenados para pilotar aviones de combate.

En 1967, la Unión Soviética introdujo dos nuevos cazas: el MiG-23 con alas móviles (geometría variable) y el rápido MiG-25. La USAF no tomó tan en serio el MiG-23, pero el MiG-25 fue considerado una amenaza importante. Se dijo que el MiG-25 podría alcanzar velocidades de Mach 2,8 y esto aumentó la prioridad del programa FX.

Después de la Segunda Guerra Mundial, la USAF declaró que la época de las “peleas aéreas” había terminado y que ahora la guerra sería con misiles y pulsando botones. Pero Vietnam demostró que John Boyd tenía razón acerca de las ineficiencias de los nuevos Sparrow y Sidewinder y que la USAF todavía necesitaba cañones. De hecho, la introducción de misiles requirió que los cazas tuvieran más maniobrabilidad que los anteriores para escapar de los misiles.

El Comando Aéreo Táctico quería que el FX tuviera una velocidad máxima de Mach 3,0, lo que afectaría seriamente la maniobrabilidad del avión. Boyd insistió en una velocidad máxima de Mach 2,0 cuando empezó a perder la batalla por el proyecto. El avión volvió a pesar 19.000 kg, con buenas prestaciones, pero inferior a lo previsto anteriormente.

El mayor temor de la USAF de que la Marina de los EE. UU. no aceptara el F-111B para operaciones basadas en portaaviones se hizo realidad. Los almirantes informaron que la Armada ya había diseñado su propio caza llamado F-14 Tomcat y si el Congreso liberaba el dinero asignado para el F-111B, la Armada construiría el F-14 con él.

La Marina dijo que la velocidad máxima del FX era lenta en comparación con la del MiG-25 y, por lo tanto, el proyecto FX debería cancelarse. Los almirantes dijeron que el F-14 haría todo mucho mejor que el FX y que la Armada estaría feliz de “ayudar” a la USAF y vendería su caza a su servicio hermano.

La USAF enfrentó las acusaciones diciendo que la velocidad máxima del FX era Mach 2,5 y que combinado con el misil AIM-7 Sparrow , sería suficiente para contrarrestar al MiG-25. Boyd celebró audiencias en el Comité de Servicios Armados de la Cámara de Representantes diciendo que el futuro del FX estaba en juego con el proyecto de ala oscilante.

El Comité acabó no aceptando el proyecto con alas móviles, y el FX pasó a ser el caza F-15 Eagle. La USAF no necesitó comprar otro diseño de caza de la Armada.

A pesar de la popularidad de la película de 1986 “Top Gun”, el diseño de geometría variable del F-14 Tomcat lo hacía pesado, sus motores eran débiles para su tamaño y tenía poca maniobrabilidad.

Mafia de los cazas



Un F-16 demuestra su radio de giro comparado con un F-4E Phantom

John Boyd no abandonó su visión de un caza pequeño, muy maniobrable y con una elevada relación potencia-peso. Sugirió que la USAF debería tener un avión de “respaldo” en caso de que el proyecto F-15 fracasara.

Boyd, el coronel Everest Riccioni y Pierre Sprey formaron la “Lightweight Fighter Mafia” para promover sus ideas en el Pentágono. Boyd no estaba contento con la forma en que la USAF había cambiado el diseño original del F-15.

Quería un proyecto de caza diurno sencillo, que pesara 9.000 kg, con menos resistencia y con un rendimiento mucho mejor que el F-15. Riccioni obtuvo la financiación para que Northrop desarrollara el estudio inicial del YF-17 y General Dynamics para desarrollar el YF-16.

Mientras tanto, los medios se centraron en el alto coste del F-15 y el bajo rendimiento del F-14 Tomcat. La administración Nixon presionó al secretario de Defensa, Melvin Laird, para que armonizara el sistema de adquisiciones militares.

Laird le dio la misión a su asistente David Packard, quien aprobó el proyecto del caza ligero. La USAF activó oficialmente el proyecto en diciembre de 1970. La “Lightweight Fighter Mafia” quería procedimientos realistas para la competencia entre prototipos. Ambos cazas tendrían que volar en escenarios de combate realistas contra cazas MiG mantenidos en secreto en una base en el complejo Nellis.

Los estudios del caza ligero demostraron que el caza tendría mejores prestaciones que el F-15 Eagle , pero esta información tuvo que mantenerse en secreto, porque la Fuerza Aérea no quería que el prototipo fuera superior al F-15.

En abril de 1972, el Secretario de Defensa Laird aprobó la construcción de los cazas competidores. A finales de 1971, Boyd recibió órdenes de viajar a Vietnam en una base secreta en Tailandia y partió de allí en abril de 1972, cuando se aprobó el diseño del prototipo de caza ligero.

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Combate aéreo: La influencia de John Boyd en el diseño aeronáutico (1/3)

John Boyd, el piloto de combate que cambió el arte del combate aéreo

Alexandre Galante || Poder Aéreo

YF-16 y YF-17

La foto de arriba muestra los dos cazas que fueron diseñados según las ideas de un piloto llamado John Boyd. No sorprende que el F-16 y el F-18 se convirtieran en excelentes aviones de combate y todavía se consideren un "punto de referencia" para otros proyectos.

Durante la década de 1950, John Boyd era muy conocido en la aviación de combate estadounidense. Su apodo era “Forty-Second Boyd” o “Boyd Forty Seconds”, porque desafiaba a otros pilotos en combates aéreos de 40 segundos contra su Sabre F-100, ofreciendo 40 dólares si era derrotado.

Como instructor en la Escuela de Armas de Combate (FWS), Boyd luchó contra pilotos de la USAF, la Infantería de Marina y la Marina de los EE. UU. y contra pilotos de otros países que recibían entrenamiento a través del Pacto de Asistencia a la Defensa. Pero nunca fue derrotado.

Boyd comenzó las peleas dando ventaja a sus oponentes, quienes comenzaron en su posición de 6h. Una vez iniciada la pelea, Boyd pudo “frenar” su F-100 en el aire, aplicando la maniobra que llamó “planar al pájaro”, obligando a su oponente a superarlo (overshoot), rematando al retador con un buen tiro. ráfaga apuntada y con “cañones, cañones, cañones” en la radio. El mito del “Cuarenta y dos Boyd” ha irritado durante mucho tiempo a los pilotos de combate.

En Corea

Boyd comenzó tarde en la Guerra de Corea, donde solo logró dañar un MiG-15 en combate. Pero fue considerado el mejor de su escuadrón y en vuelos durante el conflicto, aprendió el motivo de la ventaja del F-86 sobre el MiG-15.

Los pilotos estadounidenses dominaron los cielos de Corea: la “tasa de muertes” en los últimos meses de la guerra alcanzó 14:1 a favor del F-86 y al final fueron derribados 792 MiG, en comparación con 78 aviones F-86 Sabres. Las tácticas de los pilotos estadounidenses en Corea fueron básicamente las del P-38 en la Segunda Guerra Mundial, es decir, se lanzaron sobre formaciones de cazas enemigas y evitaron entrar en una “pelea de perros” con los MiG.

John Boyd investigó más tarde la cuestión del Sabre versus el MiG-15, ya que estaba perplejo por el hecho de que, en el papel, el MiG-15 era superior al F-86. Entonces, ¿por qué el F-86 fue tan superior en la práctica? Boyd reconoció que la cubierta de burbujas del Sabre les dio a los pilotos estadounidenses una mejor conciencia situacional (SA) y los controles totalmente hidráulicos les permitieron pasar de maniobras ofensivas a defensivas más rápidamente que los pilotos soviéticos.

Una mejor observación y una mayor agilidad fueron las claves del éxito de los pilotos del Sabre.

Estudio de ataque aéreo

Durante la década de 1950, los pilotos de bombarderos de la Segunda Guerra Mundial estaban al mando de la USAF y el servicio no tenía espacio para pilotos de combate. La Fuerza alcanzó el estatus de independiente en 1947 y se centró en el concepto de bombardero estratégico.

La defensa nacional estadounidense se basó en la doctrina de Eisenhower de “represalia masiva” con aviones y bombas atómicas. La USAF recibió la mayor parte del presupuesto del Pentágono en 1961 y el Comando Aéreo Estratégico encabezado por el general Curtis LeMay recibió la mayor parte de la financiación de la USAF.

La misión principal de la aviación de combate en ese momento era la interceptación de bombarderos enemigos y el lanzamiento de armas nucleares tácticas. Todos en el gobierno de Estados Unidos creían que la próxima guerra sería nuclear.

Desde Corea, John Boyd fue trasladado a la Base de la Fuerza Aérea de Nellis, que era el lugar más activo de la USAF en ese momento, a pesar de la preferencia del servicio por los bombarderos estratégicos.

La parte aire-aire del plan de estudios del 3597.º Escuadrón de Entrenamiento de Vuelo no tenía casi nada. Ni siquiera existía un manual de táctica y el entrenamiento se centraba en el disparo de cañones contra objetivos remolcados por otras aeronaves.

Boyd fue aceptado como estudiante en el curso de tres meses de la Escuela de Armas de Combate. El FWS se creó en 1949 en Nellis y fue el predecesor de la Escuela de Armas de Combate de la Marina de los EE. UU., más conocida como “Top Gun”. La Escuela Naval fue creada 20 años después, a raíz de los resultados de la Guerra de Vietnam.

En febrero de 1956, en el boletín de la Fighter Weapons School, Boyd publicó uno de sus escritos más raros. el título era: “Un plan propuesto para el entrenamiento de luchadores contra luchadores”. Boyd escribió sobre diferentes maniobras tácticas y cómo mantener el morro del avión sobre el objetivo usando los pedales en un combate aéreo.

El punto más importante que Boyd intentaba destacar era una nueva forma de pensar sobre el combate aéreo: los pilotos no deberían centrarse sólo en el movimiento, sino también en los efectos de la velocidad y las contramedidas que el enemigo tomaría una vez completada la maniobra.

A mediados de la década de 1950, la Escuela de Armas de Combate tenía tres divisiones: la más prestigiosa “Operaciones y Entrenamiento”, “Investigación y Desarrollo” y la menos deseable división “Académica”. El comandante del FWS, Vernon “Sprad” Spradling, colocó a Boyd como jefe de la división académica, pero sólo después de que se le aseguró a Boyd que podía “afinar” la parte táctica del plan de estudios.


A finales de la década de 1950, Boyd decidió ingresar al Instituto de Tecnología de la Fuerza Aérea (AFIT), un programa de becas de la USAF. Tomó un curso de ingeniería en el Instituto de Tecnología de Georgia y decidió escribir su manual de tácticas antes de dejar la Fighter Weapons School.

A principios de 1960, Boyd completó el Estudio de ataques aéreos de 150 páginas que se convirtió en el manual de tácticas oficial de la USAF ese mismo año . Haga clic aquí para descargar el manual original en PDF .

Boyd revolucionó las maniobras básicas de combate aéreo al recopilar todas las maniobras y contramaniobras en un solo manual. Además de las descripciones técnicas de las maniobras, Boyd explicó el significado táctico de la maniobra a los pilotos novatos.

Todo esto sucedió cuando la aviación de combate en la USAF era una especie de bebé del SAC (Comando Aéreo Estratégico) y cuando los generales pensaban que la “pelea aérea” había terminado.

En una década, el “Estudio sobre ataques aéreos” se convirtió en el manual para las fuerzas aéreas de todo el mundo. Cambió para siempre la forma en que se librarían los combates aéreos.

Estudio de maniobrabilidad energética

Boyd tenía 34 años cuando comenzó sus estudios en el Instituto Tecnológico de Georgia en el otoño de 1960. Al año siguiente John F. Kennedy se convirtió en Presidente de los Estados Unidos y Robert McNamara en Secretario de Defensa, quien activó los planes para fabricar un nuevo arma táctica. luchador de la Armada y la Fuerza Aérea de los EE. UU. y el general Curtis LeMay se convirtió en Jefe de Estado Mayor de la Fuerza Aérea.

El SAC se hizo cargo de la USAF, perjudicando a la aviación de combate, pero esto sirvió como base para uno de los mayores logros de Boyd.

John Boyd estudió ingeniería mecánica, que incluía termodinámica, el estudio de la energía. La segunda ley de la termodinámica (la ley de la entropía) es especialmente interesante porque postula que en un sistema cerrado el desorden aumenta.


En el invierno de 1962, Boyd, en una conversación con su compañero de clase Charles E. Cooper sobre las leyes de la termodinámica relativas a la conservación y disipación de energía, imaginó que podrían aplicarse a las tácticas de los cazas.

Para Boyd, ya no era la velocidad o la potencia lo que permitía a un piloto superar a su oponente. ¡Era el nivel de energía!

Si Boyd pudiera analizar el combate aéreo en términos de energía, podría desarrollar ecuaciones para el rendimiento del luchador.

Kennedy y McNamara

Cuando Boyd se graduó en el Instituto de Tecnología de Georgia, fue trasladado a la Base de la Fuerza Aérea de Eglin, que fue donde la USAF probó sus nuevas armas.

El presidente John F. Kennedy llegó a la conclusión de que la doctrina de las “represalias masivas” aumentaba la posibilidad de una guerra convencional. Entonces decidió que Estados Unidos necesitaba un enfoque más equilibrado de la guerra. Reemplazó la doctrina de “represalia masiva” por “respuesta flexible” y puso a la administración Kennedy en curso de colisión con los “generales de bombardeo” liderados por LeMay.

El Secretario de Defensa, Robert McNamara, canceló el programa F-105 y obligó a la USAF a comprar el F-4 Phantom que había sido desarrollado para la Marina de los EE. UU. Luego, la USAF terminó activando su programa para un nuevo caza llamado FX.

Boyd había sido ascendido a comandante y durante su tiempo libre desarrolló la teoría de la energía, que ahora llamó la "teoría del exceso de potencia". La gente empezó a llamarlo "Mad Major" y algunos pensaron que no estaba en la mentalidad adecuada.

En Eglin, Boyd conoció a Tom Christie, cuyo trabajo era liberar completamente a la USAF del Ejército, ya que la Fuerza Aérea todavía usaba las mesas de bombarderos del Ejército de los EE. UU. La tarea de Christie era desarrollar nuevas mesas.

Tom Christie entendió las ideas de Boyd sobre la energía cinética y la energía potencial. El objetivo de Boyd era convertir el rendimiento de un luchador en un gráfico. Lo que impresionó a Christie fue el entusiasmo de Boyd, quien vio su idea como una misión que debía cumplir.

Boyd cambió el nombre de su teoría a "Energía-Maniobrabilidad". Comenzó el estudio con dos curvas de seguimiento: ¿cuántas G se necesitarían para corregir un ángulo de disparo y en qué medida se degradaría el rendimiento del avión al hacerlo?

Boyd necesitó muchas horas de uso de la computadora para demostrar su punto, pero solo era mayor y no podía tener acceso a las computadoras de Eglin. Fue entonces cuando Tom Christie intervino para ayudar.

Desarrollaron las ecuaciones de Boyd usando la pequeña computadora Wang de Christie y luego usaron la computadora central IBM 704 de Englin con los códigos de Christie, para consumir el valioso tiempo de la computadora central. De hecho, le robaron tiempo de cálculo a la USAF, ya que el proyecto EM Theory no tenía un código de autorización oficial.

El núcleo de la teoría EM de Boyd era la relación potencia-resistencia. Boyd quería saber con qué rapidez un piloto podía ganar potencia cuando empujaba el acelerador de un avión a máxima potencia. Boyd quería normalizar la información para poder comparar cada avión, independientemente de su peso.

Esto se debe a que Boyd no quería comparar la energía total, sino la energía específica, que es la energía total dividida por el peso. El cambio en el nivel de energía podría estudiarse en función de la diferencia entre la potencia disponible de los motores y la resistencia del avión.


La ecuación simple de Boyd para el exceso de energía específica (Ps) es la potencia (T) menos la resistencia (D) sobre el peso (W), multiplicada por la velocidad (V). Este es el núcleo de la teoría EM que cambió para siempre el diseño y las tácticas de los cazas:

El Secretario de Defensa McNamara decidió comprar el caza F-111 tanto para la USAF como para la Marina de los EE.UU. Este avión era un mamut que pesaba 38,5 toneladas y utilizaba tecnología de geometría variable para aumentar y disminuir el barrido de las alas en vuelo.

En 1962, Boyd se reunió con el ingeniero de General Dynamics responsable del F-111, Harry Hillaker. Boyd se quejó con Hillaker de que el F-111 tenía poca potencia y que el mecanismo de geometría variable era demasiado complicado para volar y era propenso a agrietarse y fatigarse.

Boyd ya había hecho algunos cálculos EM en el F-111 y sabía que la USAF estaba a punto de cometer un error si adquiría el F-111.

Boyd y Hillaker acordaron que desarrollarían un caza más pequeño y maniobrable. Observe en el gráfico a continuación que el F-16 supera al F-4 y al MiG-21 en velocidad de giro (grados/seg) en todas las velocidades, a 11.000 m de altitud. Esto se logró gracias a la teoría de Boyd.




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