FlightGlobal: Próximo motor do F-35 proporcionará maior alcance

Uma das críticas – entre muitas outras – ao Lockheed Martin F-35 Lightning II é que o caça não tem o alcance necessário para realizar missões de ataque furtivas de longo alcance. Embora a Lockheed Martin tenha estudado a adição de tanques de combustível externos para estender o alcance da aeronave, o lemprego do hardware volumoso sob o F-35 arruinaria sua seção transversal de radar mínima, desperdiçando a principal vantagem do caça furtivo

No lugar do combustível extra a bordo, a Marinha dos EUA (USN) aumentou a autonomia de voo de sua variante F-35C usando seu Boeing F/A-18E/F Super Hornet como um substituto no reabastecimento de combustível em voo. O serviço também está financiando o desenvolvimento de quatro aviões-tanque de reabastecimento em voo não tripulados Boeing MQ-25A Stingray por US$ 805 milhões.

Ainda assim, a desvantagem do F-35 permanece particularmente perigosa para hipotéticas operações de combate contra a China continental – uma autonomia menor pode significar que as bases aéreas, os aviões de reabastecimento em voo e os porta-aviões devem ser desdobrados dentro do envelope de ameaça das defesas chinesas. Além disso, reduz o número de bases potenciais a partir das quais o F-35 pode operar efetivamente.

O F-35A usado pela Força Aérea dos EUA (USAF) tem uma capacidade interna de tanque de combustível de 8.280 kg (18.300 lb) e um alcance de 1.200 milhas (2.200 km). O F-35C da USN tem uma capacidade interna de tanque de combustível de 9.000 kg e um alcance de 1.200 milhas náuticas. O F-35B de decolagem curta e pouso verticaldo US Marine Corps tem capacidade de combustível de 6.130 kg e o menor alcance dos três tipos, com apenas 900 milhas náuticas.

A USAF está analisando como o F-35 pode fazer mais com sua capacidade de combustível. Um esforço importante é o Programa de Transição de Motor Adaptativo, que visa criar um novo motor que tenha não apenas mais potência, mas também mais economia de combustível.

Os motores adaptativos funcionam variando o volume de fluxo de ar que ultrapassa o núcleo da turbina ao abrir um terceiro fluxo ao voar no modo de cruzeiro. Este terceiro fluxo – além do fluxo principal e do fluxo de derivação – aumenta a eficiência do motor na produção de empuxo e também cria um novo dissipador de calor dentro do motor, permitindo ganhos adicionais de eficiência de combustível com o aumento da temperatura central. O resultado é um motor que pode executar o truque de eficiência do turbofan de criar uma grande taxa de desvio na velocidade de cruzeiro – enquanto retém a potência bruta de um turbojato em outras situações.

O conceito não é exclusivo do programa F-35. Como revelado no show aéreo de Paris deste verão, a Eurofighter Typhoon está pesquisando um motor Rolls-Royce EJ200 aprimorado para melhorar o empuxo, alcance e persistência usando “técnicas adaptativas de energia e resfriamento”.

Ganho de desempenho

A USAF acredita que os motores adaptativos podem fornecer 25% de melhoria na eficiência de combustível, 10% de aumento de empuxo e melhora significativa no gerenciamento térmico. A GE Aviation e a Pratt & Whitney (P&W) receberam contratos no valor de US$ 1 bilhão em 2016 para desenvolver demonstradores de motores adaptativos até setembro de 2021. A GE Aviation está desenvolvendo o demonstrador XA100 e o demonstrador P&W XA101. Se o programa for bem sucedido, o motor P&W F135 do F-35 poderá ser trocado por uma das novas unidades adaptáveis ​​em meados dos anos 2020.

Por seu turno, a GE Aviation anunciou a conclusão bem-sucedida do processo de projeto detalhado do XA100 em fevereiro de 2019. A empresa acredita que o mecanismo pode resultar em um aumento de 35% no alcance e uma melhoria de 50% no tempo de permanência. Essa melhoria de alcance aplicada ao F-35C acrescentaria um alcance de 420 milhas náuticas para a variante da USN chegando a 1.620nm.

“No teatro de operações do Pacífico, isso é significativo, permitindo operações de distâncias maiores ou mais tempo para operar na fronteira de combate”, disse o Major General Larry Stutzriem (da reserva) da USAF, agora diretor de pesquisa do Instituto Mitchell de Estudos Aeroespaciais. “Essa melhora também pode permitir que os F-35s abandonem seu suporte de aviões-tanque antes, mantendo as aeronaves extremamente vulneráveis ​​longe das defesas adversárias.”

No entanto, um aumento de 10% no empuxo não será um fator de mudança para o F-35, diz ele.

“Com relação ao empuxo melhorado, não há nada que o F-35 seja capaz de fazer que não possa fazer agora”, diz Stutzriem. “Dito isto, muitos recursos operacionais melhorarão com empuxo adicional. Por exemplo, a rolagem de decolagem pode diminuir marginalmente com empuxo adicional e isso traz benefícios positivos.”

Em última análise, a adição de um motor adaptativo poderia tornar o caça furtivo mais letal se aumentasse o seu alcance. No entanto, o alcance extra seria inutilizável se comparado ao custo da capacidade de missão da aeronave, uma área em que o F-35 já enfrenta dificuldades.

Notavelmente, apesar de várias garantias da Lockheed Martin no ano passado, o F-35 não conseguirá atingir uma taxa de capacidade de missão de 80% até setembro de 2019, conforme indicado pelo Departamento de Defesa dos EUA, disse o secretário de defesa Mark Esper durante sua audiência de confirmação no Senado em 17 de julho. Essa meta de taxa de capacidade de missão de 80% se aplica a aeronaves-chave de combate, incluindo o F-35, o Lockheed Martin F-22, o Lockheed Martin F-16 e o ​​Boeing F/A-18E/F.

“Um aspecto importante do design do motor adaptativo envolve confiabilidade e sustentabilidade”, diz Stutzriem. “O ambiente de ameaças envolvendo competidores pares exige um aumento, não uma diminuição na confiabilidade geral e disponibilidade de componentes do motor.”

FONTE: FlightGlobal