F-22 RaptorCaractersticas de diseo y construccinComo un avin de 5 generacin, al Raptor se le exigan muchos avances y mejoras sobre todo lo ya existente. Muchos requisitos exigidos por el programaATFparecen haber sido alcanzados, pero a cambio de grandes costos en tiempo, dinero y otros recursos (verEl Raptor en cifras). El F-22 deba ser capaz de lograr una velocidad de supercrucero y alta maniobrabilidad (responsabilidad de laplanta motriz), llevar una gran carga dearmamentoareo y una muy altafurtividad. Finalmente, deba ser capaz de realizar combate areo BVR (Beyond Visual Range, ms all del alcance visual) y era vital para su condicin de caza supremo un excelenteradar y avinica de ltima tecnologa.Aunque estos logros son altamente publicitados y alabados, principalmente por fuentes estadounidenses, hay muchos que creen que no son ms que promesas vacas que luego no podrn ser probadas en la realidad del combate areo (verAnlisis de una posible catstrofe).

Configuracin generalEl Raptor se presenta como un caza con ciertas caractersticas tpicas, como su cabina monoplaza elevada sobre la lnea del fuselaje para mejorar la visibilidad. Rpidamente se distinguen las lneas quebradas de todo el aparato, diseadas para que no haya ngulos rectos que aumentel el rea de cruce radar o RCS. Esto se aprecia particularmente en las alas y superficies de control de la cola.La nariz del avin tiene forma de daga, y recuerda un poco, desde abajo, a la delSR-71, justamente por cuestiones de aerodinamia yfurtividad. Las tomas de aire, inclinadas por esta misma razn, corren a los costados de la gran baha de armas interna, en donde est almacenado la gran parte delarmamentoofensivo del Raptor. En la parte externa de las mismas, a su vez, hay sendos compartimentos que contienen ms misiles, esta vez de corto alcance.Las alas son del tipo trapezoidal, que dan un buen rendimiento tanto en velocidades subsnicas como supersnicas. Los planos "verticales" estn, como en muchos aviones con caractersticasfurtivas, inclinados de manera que reflejan las ondas del radar lejos del receptor.Una de las caractersticas llamativas del Raptor a nivel de diseo, comparado con la mayora de los aviones contemporneos y anteriores, es que sus toberas estn empotradas dentro de la la lnea del fuselaje, por detrs de las superficies de control de la cola. Esto se hace en gran parte para esconder su firma infrarroja al cubrirla desde varios ngulos.AvinicaSin lugar a dudas, uno de los principales puntos fuertes y de los ms publicitados del Raptor ha sido su radar, elNorthrop Grumman AN/APG-77. Con un alcance estimado de entre 200 y 240 kilmetros, es sin duda uno de los que ms prometen, sobre todo teniendo en cuenta que algunas mejoras futuras pueden extender, segn se dice, su alcance a unos 400 kilmetros en ciertos modos de combate.Esta maravilla de la tecnologa ha requerido de grandes inversiones en tiempo y dinero, adems de un complejo software para poder ser operado con todas las ventajas que presenta. Se trata de un radar optimizado para las operaciones de superioridad area, que puede rastraer blancos mltiples en todo tipo de climatologa. Al cambiar de frecuencia al menos unas 1.000 veces por segundo, se reduce en gran medida la posibilidad de ser interceptado, de manera que es publicitado por muchos como un "radar furtivo" (una definicin sin duda algo contradictoria). Supuestamente, es tan poderoso y preciso que puede sobrecargar los radares enemigos, enfocndose en ellos de manera que los deja ciegos.

Los radares AESA como el que equipa al Raptor no poseen una sola antena, sino miles de ellas, mucho ms pequeas, pero coordinadas entre s. Al no tener partes mviles no poseen limitaciones mecnicas: la velocidad de un barrido completo es casi cero, y el campo de visin aumenta notablemente, llegando a los 120 hacia arriba y los costados.

El AN/APG 77 es el primer radarAESAoperacional (Active Electronically Scanned Array, o Arreglo de Escaneo Electrnicamente Activo). Los radares de este tipo no estn compuestos por una sola antena emisora/receptora, sino por una serie de pequeos "mini-radares" enlazados en la nariz del aparato. En lugar de moverse para rastrear el cielo, cada una de ellas coopera para escanear diferentes partes, facilitando as la deteccin y seguimiento de gran cantidad de blancos. De hecho, el haz de seales de radio no se mueve, sino que, al ir apagndose y prendindose los radares, que se crea un haz de bsqueda "virtual". Diferentes secuencias de encendido y apagado crean diferentes patrones de bsqueda y seguimiento.El AN/APG 77 del Raptor posee nada ms ni nada menos que 1.500 transmisores/receptores del tamao de un chicle. Una gran ventaja de los radares AESA es que no estn limitados por partes mecnicas. Las antenas de radar solo tienen un estrecho campo de emisin (un cono en el cual puede enfocarse, como el haz de una linterna); para mover ese haz de ondas hace falta que la antena se mueva. La velocidad de movimiento de la antena puede hacer que se pierdan blancos; pero en el APG 77 se puede realizar un barrido completo casi instantneo, del orden de los nanosegundos. La enorme complejidad de esta tecnologa superminiaturizada ha elevado sin duda el costo del aparato y el tiempo requerido para su desarrollo.A pesar de que cada emisor es pequeo, puede enviar la suficiente energa como para realizar deteccin a gran distancia, estando coordinado con los emisores aledaos. Una ventaja asociada es que se desperdicia poca energa ya que los haces individuales estn ms enfocados; la otra es que al poder controlar la potencia de cada uno de los emisores, se logra un radar ms difcil de detectar.Para controlar todo esto hizo falta crear un complejo sistema de procesamiento, integrado por dos procesadores capaces, cada uno, de manejar 10.500 millones de instrucciones por segundo. Este sistema recoge informacin tanto del radar como de otros sensores, incluyendo sensores externos como los radares de otros aviones enlazados. El cdigo para controlar todo esto est integrado por una gran mayora de las 1,7 millones de lneas de cdigo que forman el software completo del Raptor.La potencia, precisin y supuesta furtividad del radar trae aparejada otra ventaja para el Raptor: se dice que puede funcionar como un avin de inteligencia electrnica, adems de servir como unmini-AWACS(sobre todo cuando el avin se ha quedado sin misiles, momento en el cual puede permanecer haciendo reconocimiento electrnico y ayudando a nuevos atacantes). Las capacidades de su radar le permitira escuchar a los radares enemigos, detectar e identificar diferentes tipos de blancos gracias a las seales de radio, y as coordinar con otros aviones aliados un mejor plan de ataque. De hecho, el radar puede transmitir en una frecuencia especial de manera de transmitir informacin a gran velocidad con otras aeronaves. En 2007 diversas pruebas realizadas por los fabricantes demostraron que el AN/APG 77 poda transmitir a una velocidad de 548 megabits por segundo y recibir datos a un gigabit por segundo, muchsimo ms rpido que el sistema utilizado por la USAF y otros pases que solo permite la transferencia de 1 megabit por segundo.Como en muchos otros aviones de combate, los alertadores radar o RWR juegan un importante papel a la hora de avisarle al piloto que el enemigo lo ha detectado y est por atacarlo (o ya lo ha hecho). El sistema de recepcin pasiva del Raptor, denominadoAN/ALR-94, es tambin un paso adelante en esta tecnologa, y comprende ms de 30 antenas suavemente integradas al fuselaje y las alas, dispuestos de manera de captar informacin en todas direcciones y presentarlas al sistema para su interpretacin. Segn han dejado saber sus diseadores, es tal vez la pieza ms compleja del aparato. Se supone que tiene un alcance an mayor que el radar propio (superando a las 250 millas nuticas), de manera que el piloto puede tericamente saber qu est sucediendo (electrnicamente hablando) sin tener que usar el sistema activo. Los dos sistemas estn integrados, de manera que, si el RWR detecta una amenaza antes de que sta est al alcance del radar, se la comunicar y una vez llegado all, el AN/APG-77 tomar el relevo.El Raptor tambin posee un sistema de alerta para misiles que se aproximan, elAN/AAR-56, que los detecta utilizando rayos infrarrojos y ultravioletas.Todo esto sera difcil de utilizar en combate de no ser porque la informacin se presenta de manera ordenada y eficiente. La cabina del F-22 es totalmente futurista, diseada sin ningn tipo de instrumento o sensor analgico. Se ha volcado en ella no solo la mejor tecnologa, sino aos de pruebas y ensayos sobre ergonoma y facilidad de uso, de manera que el piloto no se vea sobrecargado de informacin y tenga todo al alcance de la mano y los ojos. Una de las piezas caractersticas de la cabina es la enorme cpula de cristal de una sola pieza.Esta suma de sensores y sistemas de presentacin de datos aumentan notablemente las posibilidades de xito en combate. Se trata de asegurar que el piloto sea el primero en ver, disparar y destruir al enemigo.Las ltimas versiones del radar del Raptor incorporan opciones para el ataque a tierra, como el mapeado de alta resolucin con apertura sinttica del radar, seguimiento de blancos en movimiento, reconocimiento automtico e identificacin de combate. Esto aprovecha la enorme potencia del radar para ayudar al F-22 a realizar misiones de ataque a tierra.Planta motrizUno de las principales pedidos del ATF era una maniobrabilidad superior a la del F-15, avin al que el F-22 deba reemplazar. Adems de mejorar la aerodinamia, se deba pensar en un nuevo tipo de motor que diera capacidades extraordinarias a la aeronave. Sobre todo porque el diseo furtivo entraba a veces en conflicto con los requisitos de dicha maniobrabilidad.El motor elegido para el Raptor fueF119-PW-100dePratt & Whitney, una de las empresas lderes en motores a reaccin.Su caracterstica ms fcil de ver es que se trata de un motorTVC(Thrust Vector Control, Vector de Empuje Controlado) en 2D: es decir, que la tobera de dicho motor poda moverse hacia arriba y hacia abajo (hasta unos 20 en cada sentido). Esto hace que el Raptor se convierta en un avin altamente maniobrable, tanto en velocidades subsnicas como supersnicas, cumpliendo as con los requisitos del ATF. Utilizando el empuje vectorizado de los motores, el F-22 puede dar giros muy cerrados y ejecutar maniobras en grandes ngulos de ataque, pudiendo sostener uno de ms de 60 de manera constante sin que el piloto pierda el control.

Una prueba esttica del motor F119. Sin duda alguna, un espectculo impresionante.

Adems de su capacidad de vectorizar el empuje, deba ser un motor capaz de soportar un buen castigo, principalmente a causa del uso constante. El sistema deba tener una vida til por encima de la de motores contemporneos, adems de ms potencia. Los requisitos de letra chica, implicaban, de hecho, alcanzar un difcil equilibrio entre grandes capacidades, seguridad, confiabilidad y un bajo costo de mantenimiento. Esto tena que lograrse reduciendo significativamente la cantidad de componentes: el F119 da 20% ms de potencia con 40% menos de partes que los motores convencionales de cazas de cuarta generacin.Se calcula que cada uno de los motores del Raptor posee un empuje de 160 kiloNewtons, o 35.000 libras de fuerza (la potencia exacta est clasificada).Y es que otro de los requisitos que deba pasar este motor era el de ser capaz de impulsar al Raptor a velocidades supersnicas sin tener que utilizar la poscombustin durante gran parte de su misin. Esta habilidad, conocida comosupercrucero, era uno de los requisitos principales del F-22, uno de los ms claramente publicitados, alabados y confundidos (ver ms abajo).Los motores convencionales de aviones de combate poseen sistemas de poscombustin, que aumentan enormemente la potencia. Al inyectar combustible directamente en la tobera de escape, estos posquemadores le dan un empuje adicional al aparato; sin embargo, como el proceso es crudo y poco controlado (ya que no se realiza dentro de una cmara de combustin), se desperdicia una gran cantidad de combustible. Usar los posquemadores puede ser muy necesario en combate areo ya que supone, a veces, pasar a modo supersnico; pero al hacerlo el avin reduce su alcance y genera una gran estela de calor que puede atraer sensores enemigos.Es por eso que los cazas actuales solo encendan la poscombustin para huir supersnicamente o para realizar alguna maniobra puntual que requiriera mucha energa. Sin embargo, para ahorrar combustible deban regresar pronto a su velocidad de crucero (es decir, la velocidad a la cual consume ms eficientemente el combustible, y por lo tanto la que se utiliza durante la mayor parte del vuelo). El vuelo sobre la barrera del sonido duraba pocos minutos, incluso segundos, y luego haba que regresar a la base volando de manera ms conservadora.La idea era que el F119 pudiera impulsar al Raptor a velocidad supersnica sin necesidad de posquemadores, logrando as que la velocidad de crucero estuviera por encima de Mach 1. Esto le implicara un gran ahorro de combustible (y por lo tanto de peso), y tambin una mejora en el alcance, el cual era otro de los requisitos bsicos del programa ATF. Segn se sabe, el F119 puede empujar al F-22 a velocidades por encima de Mach 1.4 sin los posquemadores, y a Mach 2 con ellos. As mismo se calcula que la velocidad mxima terica del F-22 es de Mach 2.5, pero el dato preciso es clasificado y no se sabe por lo tanto cual es el lmite de los motores.Sin embargo, algunos discuten la verdadera eficacia de este concepto de supercrucero, y plantean definiciones diferentes que critican seriamente la futura eficacia del F-22 (verAnlisis de una posible catstrofe).

Video que muestra la tobera del F119 en una prueba de laboratorio. Al variar el ngulo de la salida de gases calientes, el Raptor puede realizar maniobras imposibles para aviones ms antiguos que no disponen de esta tecnologa.

ArmamentoComo caza puro, el Raptor fue diseado para llevar gran cantidad de misiles antiareos. Estos estn almacenados en una serie de bahas de armas internas, de manera de mantener su furtividad al radar y mejorar la aerodinamia al reducir la resistencia al aire, logrando as ms alcance y velocidad. Esto ha generado algunos obstculos de ingeniera ms o menos grandes. El avin tuvo que ser diseado como una envoltura de dicha baha de carga, lo cual fue un factor condicionante. Adems de la forma, hubo que pensar en muchos detalles, principalmente los lanzadores de misiles.Existieron varios aviones de combate tcticos con bahas de armas internas, como elF-111, elF-117, e incluso varios cazas de la poca de Vietnam. En todos ellos uno de los grandes problemas han sido el lanzamiento de las armas, que se hace ms complejo y limita la movilidad del aparato. No se puede lanzar un arma con el avin cabeza abajo, o mientras realizaba giros bruscos, como los de un combate de cazas. El gran peligro es que el arma, por la fuerza de gravedad, pueda regresar dentro de la baha o incluso golpear al aparato en otra parte, dandolo o estallando.

El Raptor, como caza de 5 generacin, debe ser capaz de disparar sus misiles en cualquier momento, sea cual sea su posicin y velocidad. Es por eso que el sistema de eyeccin de misiles es tan importante: aqu lo vemos con sus dos bahas de armas abiertas y listo para lanzar un Sidewinder de prctica.

En el F-22 esto era un problema mayor, debido a la alta velocidad de crucero y su gran maniobrabilidad. De manera que el problema se atac con todo tipo de soluciones. En la baha de armas principal, bajo la cabina, seis lanzadores con sus correspondientes misiles estn listos para ser lanzados en todo momento. El arma principal del Raptor, el misilAMRAAM, va montado en un lanzador hidro-neumtico, denominadoLAU-142/AoAVEL(AMRAAM Vertical Eject Launcher, Lanzador Eyector vertical de AMRAAM).Un fuerte brazo, alimentado por los sistemas hidrulicos de la nave, puede lanzar el misil a una velocidad de 7,5 metros por segundo, logrando una aceleracin de 40G.Esto permite que, en cualquier momento de una maniobra, por intrincada y brusca que sea, el misil salga totalmente del avin y se separe mucho del mismo, de manera que no pueda golpearlo o quedarse atascado por las fuerzas gravitacionales. El proceso completo de abrir las puertas de la baha de armas, eyectar el misil, encender el mismo y cerrar las puertas solo toma segundos.Se han mantenido las lecciones aprendidas sobre la necesidad de armas de emergencia: uncan rotativo Vulcan M61A2 de 20 mm con 480 proyectilespermite al menos 5 segundos de fuego sostenido. Se trata de un arma que puede parecer poco relevante pero que se convierte en indispensable en caso de terminarse los misiles. El can est situado en la raz del ala derecha, cubierto por una pequea tapa de material absorvente al radar.En sus misiones como caza, el F-22 lleva seis misilesAIM-120C(de largo alcance, BVR, en la baha de armas principal) y dosAIM-9 Sidewinder(de corto alcance, en bahas de carga secundarias junto a los motores).Uno de los inconvenientes con las bahas de carga es que no permiten el uso de una gran cantidad de armas, principalmente bombas guiadas y misiles aire-tierra que no tengan la forma o el tamao apropiado. Esto no es gran problema para el Raptor, que fue diseado como caza puro, pero ha limitado su supuesta capacidad polivalente de ataque a tierra. Cuando el F-22 fue redesignadoF/A-22, en un intento por ganar adeptos y apoyo poltico, se lo adapt para que pudiera realizar misiones de ataque a tierra, aunque con armas pequeas. Aunque la denominacin se dej de lado ms tarde, el Raptor sigue teniendo una capacidad limitada aire-tierra, pudiendo cargar dos bombasJDAMde 450 kg, sacrificando 4 AMRAAM de la baha de armas principal. De esta manera el Raptor puede apoyar a otros aviones de ataque a tierra mientras mantiene la supremaca area sobre la zona.En este sentido, la gran velocidad de crucero que puede mantener el F-22 y su altura operacional le permiten incrementar en buena medida el alcance de sus armas. Siendo que la plataforma de lanzamiento vuela muy rpido y muy alto, las bombas guiadas y los misiles parten con una energa cintica mayor y tienen ms tiempo para aumentarla gracias a la gravedad. De esta manera se calcula que el nuevo AMRAAM, la versin 120D, tendr un alcance mucho mayor que la C actual al ser usada en el Raptor. Aunque muchos de estos clculos son clasificados, se piensa que una bomba JDAM tendr al menos el doble de alcance que al ser lanzada desde plataformas anteriores. En una prueba, un F-22 lanz una bomba de 450 kg. a 15.000 metros de altura, volando a Mach 1.5 y logrando impactar un blanco a 39 kilmetros.

Una rara fotografa del F-22 lanzando sus tanques de combustible externos.

Aunque las bahas internas de carga son un elemento importante y muy publicitado del Raptor, un detalle no tan conocido es el hecho de que mantiene cuatro puntos fuertes en sus alas, de manera que puede llevar armamento externo en casos de gran necesidad, a costa de perder gran parte de su furtividad al radar.En realidad, el motivo principal de estos pilones (al menos, de dos) es la necesidad de llevar tanques de combustible externos. Si bien los cuatro soportan hasta 2.300 kg de peso, suficientes como para llegar un lanzador con dos misiles aire-aire, los dos internos son hmedos, es decir, estn preparados para el transpaso de combustible al cargrseles tanques de hasta 600 galones. Una particularidad de estos puntos fuertes es que, al lanzarse el armamento o desengancharse los tanques, los pilones que los sostienen tambin son eyectados. De esta manera el Raptor recupera su limpia silueta, sin piezas protuberantes que puedan comprometer su furtividad.Se trabaja, adems, en contenedores de armas que cubran a las mismas, de manera que el Raptor pueda llevar armamento externo de manera furtiva, perdiendo solamente parte de su maniobrabilidad y alcance a causa del aumento de peso y resistencia.FurtividadUno de los aspectos por los cuales el F-22 se ha hecho ms famoso es su supuesta invisibilidad al radar, la cual en realidad no es tal, sino una muy cuidadafurtividad, que era un requisito fundamental del programa ATF. Esta se logra no solo evitando ser detectado en el radar enemigo, sino siendo menos detectable en todos el espectro de amenazas (visin, infrarrojos, sonido, etc.). Si el Raptor es el nico caza de 5 generacin, como muchos aseguran, es considerado tambin un caza furtivo de 4 generacin.Esta es la causa fundamental de la extraa forma del Raptor, en la cual no existen ngulos rectos ni agudos. La combinacin de ngulos abiertos y superficies redondeadas es importante para que la seccin de cruce radar no sea muy grande. El hecho de contar con avanzadas tcnicas de diseo tridimensional por computadora hizo mucho para que el Raptor fuera una realidad. Otros aviones furtivos mucho ms especializados, como elF-117y elB-2, solo tenan superficies lisas o redondeadas, de acuerdo a la experiencia propia de las empresas constructuras y, principalmente, de la situacin de la teora cientfica y la capacidad computacional de la poca. El diseo utilizada en el F-22 logra unir ambas experiencias y agrega las que se desarrollaron durante el programa ATF.

El Raptor depende ms de su forma que de su piel para pasar desapercibido al radar. Ntese la ausencia de ngulos rectos o muy cerrados, y comprese las tomas de aire con las de su antecesor, el F-15.

Otra diferencia con los dos aviones furtivos mencionados anteriormente es que el Raptor depende mucho menos delRAM, o Material Absorvente del Radar. Aqu tambin se ha aprendido mucho, principalmente de la fragilidad de los primeros componentes utilizados. Es sabida la dependencia que elF-117tiene de hangares especiales, sobre todo cuando tiene que desplegarse en combate en lugares inhspitos, con elementos naturales muy abrasivos, como la arena en laSegunda Guerra del Golfo. Por otra parte, elB-2requera de enormes hangares especialmente construidos, lo cual haca que solo pudiera despegar y aterrizar en muy pocos lugares alrededor del mundo.Para reducir, entonces, este problema, no solo se confi ms en el diseo del fuselaje, sino que se utilizaron compuestos absorventes ms elaborados y en menor cantidad. Se supone que el F-22 puede estar operando desde la lnea del frente y ser reparado en situaciones de combate. Por otra parte, se cre un sistema de alarma que le avisa al personal de mantenimiento cuando el desgaste habitual del material absorvente ha degradado en demasa al mismo, dejando al Raptor "desnudo" y por lo tanto susceptible a la deteccin por radar.La seccin de cruce radar o RCS del Raptor es clasificada, aunque supuestamente es la ms baja de cualquier aeronave conocida en el mundo.La supuesta indetectabilidad del F-22 est reforzada, como ya dijimos, por otros sistemas. Escapar del radar es solo una de las cinco facetas que los diseadores han cuidado a la hora de lograr su objetivo. El Raptor tambin posee sistemas que le permiten ser menos visibles en el espectro infrarrojo, usado por muchos misiles antiareos. Los motores han sido testeados para ser especialmente silenciosos. Por primera vez en mucho tiempo, este caza de la USAF ha reintroducido los esquemas de camuflaje, siendo que los F-16 y F-15 han volado siempre con colores puros. Estudios realizados sobre la combinacin de dos tonos de grises revelaron que hace que sean ms difciles de detectar visualmente una vez que estn volando.Especificaciones tcnicas del F-22A Raptor

Tripulacinuno

Longitud18,9 metros

Envergadura13,56 metros

Altura5,08 metros

Superficie alar78,04 metros

Peso vaco19.700 kilogramos

Peso cargado29.300 kilogramos

Peso mximo de despegue38.000 kilogramos

Planta motriz2 turbofans con empuje vectorial Pratt & Whitney F119-PW-100, con una potencia de ms de 35,000 lb cada uno

Capacidad de combustible8.200 kilogramos internamente, o un total de 11.900 kilogramos al usar dos tanques externos

Velocidad mximaterica a gran altura de Mach 2,25 (2.410 km/h)Supercrucero de Mach 1,82 (1.913 km/h)

Techo de servicio19.812 metros

Alcance2.960 km con dos tanques de combustible externosRadio de combate de 759 kmAlcance de transporte (sin armas, solo para desplazarse de base en base) de 3.219 km

Carga G mxima-3.0 a +9.0 g

Coeficiente Empuje/peso1.08 (1.26 con el 50% de combustible)

ArmamentoUna ametralladora M61A2 Vulcan del tipo Gatling, calibre 20 mm, con 480 proyectiles alojada en la razn del ala derecha.Cuatro puntos fuertes en las alas, pudiendo cargar cada uno hasta 2.268 kg. de armas. Los dos internos permiten llevar cada uno un tanque de combustible lanzable de 600 galones.Configuracin de superioridad erea (aire-aire): 6 AIM-120 AMRAAM y 2 AIM-9 Sidewinder.Configuracin de ataque a tierra: 2 AIM-120 AMRAAM y 2 AIM-9 Sidewinder, ms 2 bombas JDAM de 450 kg. o 2 bombas GBU-39 de 110 kg (SDB, Bombas de Pequeo dimetro)

Avinica principalRWR(Receptor de alerta radar) con un alcance de 463 km o ms.

Radar AN/APG-77 AESAcon un alcance estimado de entre 200 y 240 km para blancos de 1 m2.