Qué características debería tener el próximo avión de Caza a efectos de poder maniobrar con éxito frente a otros aviones y ganar una ventaja posicional en caso de entablarse un combate aéreo. Seguramente, nos inclinemos también, porque tenga dentro de sus actuaciones, capacidad de ataque o bombardeo, ya que también es una alternativa dentro de las diferentes hipótesis de conflicto, tener que realizar ataque preventivos y disuasorios a puntos neurálgicos y estratégicos del eventual enemigo. Pero, las cualidades más pertinentes que debería tener el próximo avión de combate es la maniobrabilidad en los virajes, aceleraciones, regímenes de subida, etc.
No es menos importante otras actuaciones como las capacidades de despegue, aterrizaje, alcance, autonomía, aunque posiblemente críticas para el éxito de cualquier misión de caza, están más relacionadas con el modo en que deberán ir y volver del escenario de combate, que también es importante cuando se piensa llevar lo más lejos posible de nuestro territorio y seguramente, nuestro pequeño territorio sea también atacado y debamos extender nuestras chances de supervivencia para un segundo ataque.

El Tte.Gral. Adolph Galand de la Luftwaffe decía: "El Alto Mando de la Luftwaffe estaba apegado a la idea de que la maniobrabilidad en viraje era el principal factor determinante en el combate aéreo. . . No podían o simplemente no querían ver que para los cazas modernos, el viraje cerrado, como una forma de combate aéreo, representaba la excepción". Por lo que, manibrabilidad y características de viraje, pueden considerarse sinónimas.

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Los virajes de máximas características pueden ser clasificados en dos tipos, instantáneos y sostenidos, refiriéndos uno a la capacidad de viraje máximo del avión en un momento dado y en unas condiciones de vuelo determinadas, y que dicha capacidad puede solo durar un instante antes de que cambien las condiciones de vuelo. En cambio, los virajes sostenidos, son aquellos en los que el avión es capaz de mantener durante un tiempo prolongado unas condiciones de vuelo determinadas.

Por ejemplo, si lo midiéramos, podríamos hacerlo por el factor de carga; la aceleración centrífuga generada por el viraje (G´s), por el regimen de viraje (grados por segundo) o por el radio de giro como característica del viraje.

Al los efectos, el Vice-Mariscal del Aire J.E."Johnnie" Johnson de la RAF decía: "Los virajes eran más una técnica defensiva que ofensiva, y no ganaban combates aéreos."

Por lo que las características de viraje instantáneo de un caza dependen entonces de su diseño aerodinámico y de las condiciones de vuelo (el tamaño del ala, el peso del avión, la altitud y densidad del aire a la cual se efectúa el giro, etc.). Todo ello es crucial para producir la sustentación vital para efectuar las evoluciones requeridas sean éstas con cargas G´s positivas o negativas, y la presión dinámica del aparato, sin que se pierda el control del mismo o se desintegre por las sobrecargas inadvertidas.

Otra de las cosas importantísimas en nuestros aviones, es la energía de maniobra. El Cap. de Fragata Ron "Mugs" McKeown de la USN; Jefe de la Escuela de Caza de la US Navy con dos derribos en el conflicto de Vietnam decía: "Desconfía de las lecciones de un piloto de caza que prefiere volar una regla de cálculo antes que darte una patada en el trasero".

Por eso, el interés se centra principalmente en la energía mecánica, que se clasifica en cinética y potencial. En energía de velocidad (cinética) y altura (potencial) del avión.

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Es sabido que el efecto de altitud y altas temperaturas afecta las prestaciones, haciendo perder potencia a los motores, debiendo de cualquier manera observar los límites de diseño del motor y de las toberas de entrada de aire para lograr el mayor empuje y velocidad.

Otra característica importantísima, es la resistencia aerodinámica, sino recuérdese el drag de nuestros aviones que evitaban naturalmente obtener una velocidad final adecuada pese a la potencia de los motores.

Lógicamente, es solo una parte del conjunto de la energía de maniobra, y otro ejemplo que podíamos verlo in situ era cuando comparábamos los aviones que teníamos en la Unidad, uno con alto drag y elevada potencia y por el otro, un bello avión estilizado, pero con un motor menguado, antiguo que demoraba en salir de la pista y acelerar.

La resistencia parásita puede deberse a muchas causas, pero las más importantes son la fricción del revestimiento y la presión. Por eso se cuida la resistencia aerodinámica disminuyendo la superficie del avión. manteniendo las superficies lo más lisas posibles, los bordes de ataque y de salida para ereducir la turbulencia del aire y el tamaño de la zona de baja presión que se forma atrás del ación en movimiento.

La resistencia inducida que aumenta cuanto mayor es la sustentación del ala, es especialmente crítica para los cazas, ya que requiere usualmente altos factores de carga que requeieren también gran cantidad de sustentación.

Y la reducción de peso del avión es otro factor crítico para disminuir la resistencia al avance. Donde a menor peso se requiere menos sustentación para unas características de viraje determinadas, produciéndose menos resistencia inducida.

Y hasta el centro de gravedad incide, porque puede prodicir su efecto al alterar el peso aparente del caza, haciendo en diferentes situaciones aumentar la resistencia inducida adicional, comúnmente conocida com de compensación. Y esto sucede muchas veces por la distribución del combustible, el armamento y las diferentes versiones de cazas con controles en la parte trasera o los de tipo "canard"

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Otro aspecto a tener en cuenta a medida que fueron aumentando las velocidades, es el fenómeno de la "comprensibilidad" cuando el avión se mueve a través del aire, y donde se generan perturbaciones de presión que se propagan hacia afuera en todas las direcciones a la velocidad del sonido.

Aquellas ondas de presión que se mueven por delante del avión tienden a dar un "aviso anticipado" al aire al que se aproxima el avión, dando así tiempo a las moléculas de aire para aprtarse de la trayectoria. El aire entonces comienza a irse antes incluso de que el avión llegue, lo que tiende a reducir la resistencia de presión. Pero, una vez que el avión alcanza la velocidad del sonido, empieza a sobrepasar sus ondas de presión y choca con las moléculas de aire que no están "avisadas". Entonces, el aire debe ser apartado casi instantáneamente en un proceso que genera una "onda de choque". Las ondas de choque son un método relativamente ineficiente de cambiar la dirección del flujo de aire, y genera una resistencia adicional, conocida como "resistencia de onda", "resistencia de comprensibilidad o resistencia de Mach".

Algo interesante que obviamente vamos a tener que aprender, es cuando el aire tiende a acelerarse cuando fluye sobre superficies curvas convexas, por consiguiente pueden haber flujos supersónicos y ondas de choque que se formen en varias partes del caza, incluso aunque el propio avión siga subsónico.

la velocidad a la cual la primera onda de choque aparece en el avión se llama "Mach crítico" (usualmente situado entre el 80 y 90 por ciento de la velocidad del sonido, ó mejor dicho a 0.8 o 0.9 Mach.

A velocidades comprendidas entre el subsónico alto y supersónico bajo es posible tener una mezcla de flujos subsónicos y supersónicos en la superficie del avión, en una condición que se denomina "transonico", que además de aumentar la resistencia de presión, las ondas de choque tienden a crear turbulencias y a aumentar también, la resistencia de fricción.

Debería ser obvio, considerando todas las variaciones de empuje y resistencia aerodinámica con la velocidad, altitud, etc., que la capacidad P (potencia) de un caza puede llegar a ser muy compleja. Al estar estas capacidades determinadas normalmente por los vuelos de prueba, los gráficos formados (diagramas de altitud-mach) muestran los regímenes de ascenso, según peso, configuración, potencia y factores de carga, y especificando donde son los dominios operativos o trabajar durante cortos períodos de tiempo perdiendo energía desacelerando y/o picando.

Otra de las características típicas de éste tipo de aviones son sus actuaciones de subida. Y en relación a ello, el Vice-Mariscal del Aire J.E."Johnnie" Johnson de la RAF decía: "Desde los comienzos de la historia del combate aéreo existe el recurso de la altura, porque el caza que está más arriba tiene el control de la batalla aérea".

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Por eso, la capacidad de subida o de trepada de un caza en una condiciones de vuelo dadas puede considerarse equivalente a su potencia. Por tanto, las gráficas serán medios excelentes para determinar los regímenes de subida y las técnicas de subida óptima.

Recuerdo que normalmente hay una velocidad que proporciona el máximo regimen de subida a cualquier altitud, para un caza determinado. Sin embargo, el avión puede cambiar altitud por velocidad y viceversa, caso a voluntad, por lo tanti un aumento en velocidad es esencialmente lo mismo que un aumento de altitud.

Referente a las características de aceleración, el Barón Manfred Von Richthofen decía: "Lo importante en los aciones es que deberán ser veloces". Y los aviones aceleran más rápidamente cuando se aumenta el empuje y se disminuye la resistencia aerodinámica.

Las técnicas para hacer una aceleración óptima incluye el uso del mayor empuje posible y la reducción del peso y de la resistencia aerodinámica tanto como sea práctico. Por eso resulta útil el lanzamiento de los tanque de combustible externos y de la carga no esencial, ya que esta acción reduce tanto el peso como la resistencia aerodinámica. Y por eso, otras de los métodos más eficaces para mejorar dichas características de aceleración, es "descargar" el caza (de G´s), empujando hacia adelante los controles de cabeceo para lograr un factor de carga negativo (0 G), sustentación y resistencia inducida, pese a que uno quede flotando en el asiento o toda la suciedad de la cabina nos introduzca suciedad en los ojos.

"La aceleración tiene una importancia clave y a menudo es ignorada" - Tte.Gral. Adolph Galland, Luftwaffe"

Excluyendo la reducción de la resistencia inducida, el descargar puede tener otros beneficios. La resistencia parásita puede ser asimismo reducida debido a la disminución de la superficie frontal que se presenta a la corriente de aire y una menor turbulencia del flujo sobre las superficies del avión.

En el rango de velocidad el subsónico alto, el número Mach crítico aumenta sustancialmente descargando el avión, con lo que se retrasa el acusado crecimiento de la resistencia de onda hasta que el avión alcanza velocidades más altas.

Otro método para aumentar la aceleración del caza es el uso de la gravedad; a menudo un picado pronunciado multiplicará varias veces la aceleración. Tal picado puede seguir a una maniobra de descarga, lo que provoca que el avión vuele una trayectoria balística que da como resultado ángulos de picado gradualmente más acusados.

Sin embargo, si se dispone de suficiente altitud, una maniobra de inversión para obtener una posición de picado aucsada, seguida de una descarg, produce a la larga la aceleración más rápida. Descontando los efectos del empuje, la aceleración de un avión en un picado es fución de su "densidad", es decir, el cociente de su peso (realmente su masa) y su resistencia aerodinámica.

Otra de las características importante de un caza, es su capacidad de efectuar virajes sostenidos. A fin de que un caza lo pueda realizar, el factor de carga debe incrementarse por encima de 1 G. Cuando se aumenta el factor de carga a una velocidad dada, las características de viraje (régimen y radio), mejoran. Pero, la resistencia total del avión también aumenta, al punto que se necesita prácticamente todo el empuje de los motores solo para compensar la resistencia, no dejando exceso de potencia para hacer simultáneamente una aceleración o una subida.

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Pero, se puede recordar que el G sostenido es generalmente menos útil para el combate aéreo que el correspondiente régimen de viraje y radio de viraje. Y que el piloto de caza puede mejorar sus caracter´siticas de viraje sostenido controlando la velocidad, manteniendo al mínimo el peso y la resistencia aerodinámica y dándole una configuración a su avión que le proporcione la máxima relación sustentación/ resitencia aerodinámica (L/D) para la condición de altas G´s, aparte de otra técnica adicional que consiste en mantener el centro de gravedad del avión en la posición más atrasada que se pueda a fin de hacer mínima la resistencia de compesnación.

Otra característica que es menos conocida, pero sí experimentada inconcientemente, es el fenómeno conocido como "la precesión giroscópica", que puede provocar que las características de viraje de un caza varíen dependiendo de la dirección de su viraje (recuerda para dónde era más facil hacer el tonneau o la ruptura en el T-6 o el "Alfa"?).

Los componentes que giran a alta velocidad, tal como las hélices y los rotores de los compresores y de las turbinas de los reactores, se comportan como grandes giróscopos cuando el avión vira. La precesión giroscópica genera un momento alrededor del eje que es perpendicular tabto al eje de rotación del giróscopo como al eje alrededor del cual el avión está virando.

La aceleración de la gravedad tiene también un efecto muy significativo en las características de viraje. Por ejemplo, la aceleración de la graveda tiende a empujar al avión hacia abajo, y para mentener un vuelo nivelado, la gravedad debe ser compensada por la sustentación, que está representada por el vector de factor de carga. Sin embargo, el factor de carga está orientado perpendicular a las alas del caza, luego solo la componente verical de esta aceleración puede oponerse a la gravedad. Esto hace que solo la componente horizontal del factor de carga, denominada "G radial", sea la que haga virar al avión. Debido a que el factor de carga debe compensar a la gravedad, las G´s radiales serán menores que factor de carga total que experimenta el avión y las características de viraje se resienten.

Los comentarios anteriores sobre las actuaciones de un caza, se referían a la capacidad para cambiar la orientación de su vector velocidad y su estado de energíam fuese ya para virar, acelerar o para trepar.

Esta capacidad es la maniobrabilidad o "energía de maniobra". Pero, hay otras medidas importantes de las actuaciones de un caza que no se ajustan a esta definición, como es el alabeo, lo cual le da al avión capacidad de cambiar de dirección lateral de su vector de sustentación, para cambiar su plano de maniobra.

Por lo tanto, aunque las características de alabeo no representan, en el estricto sentido de la palabra, maniobrabilidad, tienen una relación directa con ella. El Barón Manfred Von Richthofen decía al respecto: "Una barcaza aérea grande es demasiado torpe para combatir. Se necesita agilidad"

El movimiento de alabeo de un avión se produce por la acción de su sistema de control lateral. Y los sistemas más comunes son los alerones, los spoilers y los empenajes diferenciales, aumentando la sustentación de un lado del avión con respecto al otro, produciendo así un momento de giro.

Cuando se produce esta condición, comenzará un giro alrededor del eje longitudinal acelerándose hasta un valor máximo y luego estabilizándose a ese régimen, aparte de generarse un momento de compensación que contrapesa el par producido por los controles de alabeo.

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