Anche l'F-15 “Sea Eagle” e l’F-15N-PHX erano candidati per essere imbarcati sulle portaerei dell’Us Navy
L’ F-15N Sea Eagle era una variante imbarcata proposta nei primi anni '70 alla Marina degli Stati Uniti come alternativa al programma tecnologico più pesante e, all'epoca, considerato "più rischioso", il Grumman F-14 Tomcat. Il caccia proposto non utilizzava un radar né i missili a lungo raggio della stessa categoria di quelli utilizzati dal superbo F-14. Si pensò quindi all'F-15N-PHX che avrebbe dovuto essere un'altra versione navale proposta in grado di lanciare il potente missile Phoenix AIM-54, ma con una versione potenziata del radar AN / APG-63 dell'F-15A. I progetti dei nuovi F15 imbarcati presentavano ali pieghevoli, un carrello di atterraggio rinforzato e un gancio posteriore più forte per resistere alle operazioni di appontaggio sulle portaerei statunitensi.
La maggior parte degli appassionati di aviazione concorderà sul fatto che all'interno del diverso regno dell'aviazione militare, uno degli argomenti di discussione più interessanti è l'aereo che non lo è mai stato. No, quando dico "mai esistito", certamente non mi riferisco ad un aereo “black” che "non esiste". Stiamo parlando di progetti di velivoli che a malapena sono riusciti a raggiungere il prototipo prima di essere inscatolati, o peggio ancora: non hanno mai lasciato il tavolo da disegno prima che il progetto / concetto fosse abbandonato a favore di qualche altro programma. Gli anni '70, in particolare, portavano numerosi esempi di velivoli che non sono mai stati realizzati.
Parliamo brevemente di uno di loro.
I primi anni '70 videro la Marina degli Stati Uniti testare il Grumman F-14A Tomcat come un caccia imbarcato per la difesa della flotta; era stato progettato per sostituire completamente i datati F-4 Phantom II. Tuttavia, il primo problema che emerse con il Tomcat (a parte i suoi motori che avevano una cattiva abitudine allo stallo durante alcune manovre), era che si trattava di un aereo molto, molto costoso. Certo, soddisfaceva quasi perfettamente le esigenze del programma VFX (Naval Fighter Experimental) e sembrava quasi la parte di un caccia da superiorità aerea che poteva effettivamente essere all'altezza di ciò che Grumman aveva promesso di poter fare. Tuttavia, il denaro ed il budget sono stati costantemente una preoccupazione di molti ammiragli. Ecco perché nei primi anni '70, la Marina prese in considerazione per un breve periodo un'interessante proposta di McDonnell Douglas. L'aereo che offrivano avrebbe funzionato come alternativa al costoso Tomcat F-14. Non era un Phantom potenziato, il caccia di maggior successo della McDonnell Douglas: i dirigenti della McDonnell Douglas offrirono alla Us Navy nientemeno che l'F-15 Eagle navalizzato, quando ancora non era stato testato e sviluppato per la integrazione negli inventari dell'USAF.
A prima vista, l'aereo non presentava grosse differenze con l’F-15A: sembrava molto simile, fino all'inclusione di un gancio di coda che era standard sull'EAGLE per gli atterraggi in specialmente in situazioni di emergenza. Tuttavia, l'Aquila doveva essere navalizzato e le ali dovevano essere pieghevoli alle estremità per non occupare troppo spazio negli hangar delle portaerei. Perciò, la versione navale era caratterizzata da sezioni pieghevoli delle ali (poco più di 15,4 piedi su entrambe) che si sarebbero sollevate ad angolo retto. Ciò risolveva il problema. Inoltre, gli atterraggi sul ponte delle portaerei di solito sono molto difficili: un atterraggio implica di centrare il ponte con le ruote e di afferrare uno dei tre o quattro cavi d’acciaio distesi sul ponte angolato. Al mix si aggiunge il rollio della nave nel mezzo dell'oceano e le condizioni mete-marine. Quindi, invece di lasciare l'F-15 navalizzato con il carrello di atterraggio originale dell'Aquila, la McDonnell Douglas progettò l’introduzione di un carrello d’atterraggio e di un gancio d’arresto molto rinforzato.
Il Seagle, tuttavia, fu afflitto da una serie di problemi che praticamente lo condannarono fin dall'inizio. La Marina (ovviamente con il senno di poi) lo trovò meno che soddisfacente, e giudicò che la progettazione dell'aeromobile non soddisfaceva determinati requisiti che non erano effettivamente previsti per l'ipotetica acquisizione di un simile aereo, soprattutto considerando che la Marina si stava già preparando per acquistare i Tomcat come soluzione per l'intera flotta. Tra i più evidenti di questi problemi c'era il peso sostanziale del jet; l'aereo non poteva trasportare l'AIM-54 Phoenix, un missile a cui la Marina faceva molto affidamento. Imperterrita, la McDonnell Douglas riportò i suoi ingegneri ai loro tavoli da disegno e riprogettò il nuovo aereo e lo chiamò l’F-15N-PHX; ora sarebbe stato in grado di trasportare e lanciare un carico di missili Phoenix. Ancora una volta, il peso era diventato un problema. Il peso aggiunto dei missili avrebbe probabilmente avuto un impatto negativo significativo sulle prestazioni di combattimento del velivolo. L'F-15N e l'F-15N-PHX non sono mai usciti dai tavoli di progettazione e sono defunti molto rapidamente dopo una revisione del Senato statunitense nel 1973.
L'alta manovrabilità, la velocità e l’autonomia, come anche la grande visuale garantita al pilota, erano dovute ad un eccellente ed equilibrato disegno efficace nell'armonizzare al meglio ogni desiderabile caratteristica per un caccia moderno, sia pure con il risultato di un velivolo estremamente grande e costoso.
Motori
I motori erano turbofan PW F 100 o GE F 110 nei loro vari modelli da 10-13 tonnellate di spinta statica, inizialmente ebbero molti problemi di affidabilità. Le prese d'aria erano a sezione rettangolare, ed utilizzavano un complesso meccanismo di variazione per adattarle alle condizioni di volo (lo stesso vale va per gli ugelli di scarico dei motori).
L'altissimo rapporto potenza-peso, caratteristica data dai motori di nuova generazione quali gli F-100 e la bassa resistenza aerodinamica, consentivano di mantenere maggiormente la velocità e la quota di quanto fosse possibile con i modelli precedenti. Le manovre caratterizzate da un elevato numero di "G" (accelerazione espressa in relazione a quella di gravità terrestre, 9,81 m/s²) avevano modo di erodere rapidamente l'energia di manovra della macchina, per via dell'attrito prodotto dal movimento non lineare attraverso l'atmosfera. Il McDonnell Douglas F-4 Phantom perdeva energia in pochi secondi e non poteva mantenere il massimo livello d'accelerazione teoricamente possibile, circa 8 G. L'Eagle può tenere la velocità compensando l'attrito con la potenza dei motori, rendendo migliori le prestazioni nel combattimento aereo.
Sistemi e impianti
L'avionica includeva un Head-up display (display a testa alta, dove le informazioni erano proiettate sullo schermo a riflessione dell'abitacolo), un radar molto avanzato, un sistema di navigazione inerziale, strumenti di volo e per la guerra elettronica, un sistema di difesa attivo (ALQ-135) e passivo (ALR-56) con antenne, processori e lanciatori di chaff e flare della serie ALE, sistema di comunicazioni ad alta frequenza, sistema di navigazione tattico e sistema di atterraggio strumentale. Inoltre erano installati un sistema di identificazione amico-nemico, un sistema di contromisure elettroniche e un computer principale che in origine aveva 26 kB di RAM, poi incrementati a 96 e dal 1988 a 1024. Da tenere presente che queste prestazioni apparentemente modeste dovevano essere garantite in condizioni di volo ed operative assolutamente non presenti negli ambienti d'impiego "da ufficio" (non esistono HD con una soglia di tollerabilità di 10 G, per esempio, gli stessi computer portatili superano di poco i 2).
L'head-up display (HUD) proietta tutte le informazioni essenziali di volo in maniera visibile in ogni condizione di luce permettendo al pilota di seguire ed abbattere gli aerei nemici senza mai dover abbassare lo sguardo sulla strumentazione interna dell'aereo.
Il versatile radar Doppler APG-63 (o APG-70) può intercettare sia aerei che volano più in alto dell'F-15 che più in basso senza confondersi con i rilievi del terreno, sfruttando la differenza di ritorno degli echi tra oggetti fissi e in movimento. Una volta acquisito il bersaglio le informazioni vengono inoltrate al sistema di bordo per l'effettivo utilizzo dell'armamento. Nel caso di combattimenti ravvicinati il radar delle versioni recenti (APG-70, APG-63V) è persino in grado di identificare l'aereo grazie alla tecnologia NTCR (non-cooperative target recognition), e informarne il pilota tramite l'HUD.
È possibile una mappatura del terreno, almeno con le versioni migliorate, ma con l'APG-70 si può realmente scoprire bersagli al suolo da decine di chilometri in condizioni ognitempo. L'aereo nelle versioni d'attacco ha una strumentazione molto migliorata rispetto al modello originale, che tra l'altro latitava in termini di schermi multifunzione per sostituirsi alla tecnologia analogica vecchia di decenni. Qui invece la macchina è derivata dal modello "D" biposto e ha 3 schermi CRT nel posto anteriore e 4 in quello posteriore, con le migliori tecnologie dell'epoca per il corretto interfacciamento uomo-macchina. Disponibile anche il sistema di attacco-designazione esterno LANTIRN.
In caso di attacco nemico il computer di bordo è in grado di prendere autonomamente inoltre le necessarie contromisure elettroniche interagendo con la libreria di bordo per attivare le opportune contromisure ed informare i piloti al tempo stesso.
Per gli F-15 C e D sono stati progettati 2 serbatoi aerodinamici esterni da installare ai lati delle gondole dei motori per aumentarne l'autonomia. Questi serbatoi "conformal" detti "fast pack" sono progettati per sopportare le stesse sollecitazioni dell'aereo e non degradano in maniera rilevante le prestazioni generali. Con 3200 litri in più di carburante per ogni serbatoio ausiliario, l'F-15 è in grado di prolungare di molto la sua presenza nell'area di combattimento lasciando liberi tutti i normali attacchi per le armi (i fast pack hanno attacchi per le armi poste esternamente), permettendo così di non ridurre il carico bellico. Sono usate dagli F-15 C, D ed E.
Negli anni '80 e '90, un Dynamic Duo simboleggiava la potenza aerea militare degli Stati Uniti. L'Air Force aveva il suo potente caccia di superiorità aerea F-15 Eagle.
Come già evidenziato, per un certo periodo, la US NAVY considerò effettivamente una versione portante dell'F-15. L'F-15N, o "Sea Eagle" come fu ufficiosamente soprannominato, fu proposto da McDonnell Douglas nel 1971, secondo l'autore Dennis Jenkins nel suo "McDonnell Douglas F-15 Eagle: Supreme Heavy-Weight Fighter".
A causa del suo eccellente rapporto spinta-peso e buona visibilità, l'F-15 poteva essere facilmente adattato per le operazioni imbarcate.
I primi anni '70 furono un momento opportuno per la McDonnell Douglas (ora parte del Boeing) per fare il passo. L'F-14, schierato per la prima volta nel 1974, fu messo sotto accusa a causa dei fastidiosi e poco potenti motori TF30 Pratt & Whitney inizialmente montati sul caccia. Né il prezzo aiutava: un F-14 costava $ 38 milioni in 1998 dollari, contro $ 28 milioni per l'F-15A dell'Aeronautica.
L'F-15N sarebbe stato probabilmente più veloce e più manovrabile dell'F-14, oltre che più economico. Ma le modifiche al vettore avrebbero reso il Sea Eagle più pesante della versione terrestre. Il progetto iniziale dell'F-15N era armato solo con missili aria-aria Sidewinder e Sparrow e con un cannone Vulcan da 20mm. Ciò che non aveva era il missile AIM-54 Phoenix a lungo raggio su cui la Marina contava per fermare i bombardieri sovietici molto prima che potessero attaccare la flotta.
Per tale motivo venne progettato un F-15 armato di missili Phoenix con il radar AN / AWG-9 a lungo raggio associato. Ma il "Phoenix Eagle” pesava 10.000 chili in più rispetto all'F-15A, il che significava che non avrebbe offerto alcun vantaggio in termini di prestazioni rispetto al Tomcat. La McDonnell Douglas e Phoenix Hughes contrattaccò con l'F-15 (N-PHX), che manteneva i missili Phoenix ma scartava il radar AN / AWG-9 per una versione potenziata del radar AN / APG-63 dell’F- 15A.
Un sottocomitato del Senato iniziò a esaminare l'F-15 navalizzato nel marzo 1973. A questo punto il programma F-14 stava incontrando difficoltà e il sottocomitato voleva esaminare possibili alternative, vale a dire F-14 a basso costo, F- 15N e F-4 migliorati.
Alla fine, la Marina scelse il Tomcat. Ma qualcosa è emerse dal progetto Sea Eagle: le audizioni del Senato, insieme ad alcune altre considerazioni, hanno portato alla formazione del Navy Fighter Study Group IV, da cui è nato il velivolo noto come F / A-18A.
Il Sea Eagle sarebbe stato un concetto praticabile?
Il problema era quello che stiamo vedendo con l'F-35 di oggi: un velivolo che deve servire più di un maestro sacrifica inevitabilmente le prestazioni in alcune aree (in effetti, l'F-14 è nato dopo il fallito tentativo del Pentagono di imbarcare sulle portaerei gli F111B. Trasformare l'F-15 in un intercettore basato sul sistema missilistico dell'F-14 avrebbe richiesto così tanti cambiamenti di progettazione che la bestia ibrida sarebbe stata probabilmente inferiore sia all'F-15 che all'F-14.
Il che indica il vero problema: l'Aeronautica e la Marina hanno sempre avuto requisiti diversi. Negli anni '70, l'Aeronautica voleva un dogfighter potente e altamente manovrabile per impedire una ripetizione di ciò che accadde quando i suoi F-4 Phantom combatterono contro i MiG più agili sul Vietnam. Sebbene ironicamente, ad un certo punto l'Aeronautica considerò l'F-14 come un sostituto dell'intercettore F-106.
Ma la Marina aveva bisogno di un intercettore che potesse fermare i bombardieri sovietici ed i missili anti-nave. Ciò significava un velivolo con un radar ad alta potenza e missili aria-aria a lungo raggio. E, naturalmente, c'era la politica. L'Aeronautica Militare e la Marina compreranno reciprocamente i rispettivi velivoli solo se i politici li costringono a farlo. Il Sea Eagle probabilmente non era una buona idea, ma certamente era già condannatao in partenza senza un potente sostenitore al Pentagono o alla Casa Bianca.
ENGLISH
F-15N Sea Eagle
The F-15N was a carrier-capable variant proposed in the early 1970s to the U.S. Navy as an alternative to the heavier and, at the time, considered to be "riskier" technology program, the Grumman F-14 Tomcat. It did not have a long range radar or the long range missiles used by the F-14. The F-15N-PHX was another proposed naval version capable of carrying the AIM-54 Phoenix missile, but with an enhanced version of the AN/APG-63 radar on the F-15A. These featured folding wingtips, reinforced landing gear and a stronger tailhook for shipboard operation.
The F-15 has an all-metal semi-monocoque fuselage with a large-cantilever, shoulder-mounted wing. The wing planform of the F-15 suggests a modified cropped delta shape with a leading-edge sweepback angle of 45°. Ailerons and a simple high-lift flap are located on the trailing edge. No leading-edge maneuvering flaps are used. This complication was avoided by the combination of low wing loading and fixed leading-edge camber that varies with spanwise position along the wing. Airfoil thickness ratios vary from 6% at the root to 3% at the tip.
The empennage is metal and composite construction, with twin aluminium/composite material honeycomb structure vertical stabilizers with boron-composite skin, resulting in an exceptionally thin tailplane and rudders. Composite horizontal all-moving tails outboard of the vertical stabilizers move independently to provide roll control in some flight maneuvers. The F-15 has a spine-mounted air brake and retractable tricycle landing gear. It is powered by two Pratt & Whitney F100 axial compressor turbofan engines with afterburners, mounted side-by-side in the fuselage and fed by rectangular inlets with variable intake ramps. The cockpit is mounted high in the forward fuselage with a one-piece windscreen and large canopy for increased visibility and a 360° field of view for the pilot. The airframe began to incorporate advanced superplastically formed titanium components in the 1980s.
The F-15's maneuverability is derived from low wing loading (weight to wing area ratio) with a high thrust-to-weight ratio, enabling the aircraft to turn tightly without losing airspeed. The F-15 can climb to 30,000 feet (9,100 m) in around 60 seconds. At certain speeds, the dynamic thrust output of the dual engines is greater than the aircraft's combat weight and drag, so it has the ability to accelerate vertically. The weapons and flight-control systems are designed so that one person can safely and effectively perform air-to-air combat.[45] The A and C models are single-seat variants; these were the main air-superiority versions produced. B and D models add a second seat behind the pilot for training. E models use the second seat for a weapon systems officer. Visibly, the F-15 has a unique feature vis-à-vis other modern fighter aircraft; it does not have the distinctive "turkey feather" aerodynamic exhaust petals covering its engine nozzles, because the petal design on the F-15 was problematic and could fall off in flight; therefore, they were removed, resulting in a 3% aerodynamic drag increase.
Avionics
A multimission avionics system includes a head-up display (HUD), advanced radar, AN/ASN-109 inertial guidance system, flight instruments, ultra high frequency communications, and tactical air navigation system and instrument landing system receivers. It also has an internally mounted, tactical electronic warfare system, Identification friend or foe system, an electronic countermeasures suite, and a central digital computer.
The HUD projects all essential flight information gathered by the integrated avionics system. This display, visible in any light condition, provides the pilot information necessary to track and destroy an enemy aircraft without having to look down at cockpit instruments.
The F-15's versatile APG-63 and 70 pulse-Doppler radar systems can look up at high-flying targets and look-down/shoot-down at low-flying targets without being confused by ground clutter. These radars can detect and track aircraft and small high-speed targets at distances beyond visual range down to close range, and at altitudes down to treetop level. The APG-63 has a basic range of 100 miles (87 nmi; 160 km). The radar feeds target information into the central computer for effective weapons delivery. For close-in dogfights, the radar automatically acquires enemy aircraft, and this information is projected on the head-up display. The F-15's electronic warfare system provides both threat warning (radar warning receiver) and automatic countermeasures against selected threats.
Weaponry and external stores
A variety of air-to-air weaponry can be carried by the F-15. An automated weapon system enables the pilot to release weapons effectively and safely, using the head-up display and the avionics and weapons controls located on the engine throttles or control stick. When the pilot changes from one weapon system to another, visual guidance for the selected weapon automatically appears on the head-up display.
The Eagle can be armed with combinations of four different air-to-air weapons: AIM-7F/M Sparrow missiles or AIM-120 AMRAAM advanced medium-range air-to-air missiles on its lower fuselage corners, AIM-9L/M Sidewinder or AIM-120 AMRAAM missiles on two pylons under the wings, and an internal 20 mm (0.79 in) M61 Vulcan Gatling gun in the right wing root.
Low-drag conformal fuel tanks (CFTs) were developed for the F-15C and D models. They can be attached to the sides of the engine air intakes under each wing and are designed to the same load factors and airspeed limits as the basic aircraft. These tanks slightly degrade performance by increasing aerodynamic drag and cannot be jettisoned in-flight. However, they cause less drag than conventional external tanks. Each conformal tank can hold 750 U.S. gallons (2,840 l) of fuel. These CFTs increase range and reduce the need for in-flight refueling. All external stations for munitions remain available with the tanks in use. Moreover, Sparrow or AMRAAM missiles can be attached to the corners of the CFTs. The 57 FIS based at Keflavik NAS, Iceland, was the only C-model squadron to use CFTs on a regular basis due to its extended operations over the North Atlantic. With the closure of the 57 FIS, the F-15E is the only variant to carry them on a routine basis. CFTs have also been sold to Israel and Saudi Arabia.
Back in the 1980s and 1990s, a Dynamic Duo symbolized U.S. military airpower. The Air Force had its powerful F-15 Eagle air superiority fighter. But the Navy had the sophisticated swing-wing F-14 Tomcat, glamorized by the movie Top Gun.
Yet had events worked out differently, the aircraft that Tom Cruise flew could have been an… F-15 Eagle?
For a time, the Navy actually considered a carrier version of the F-15. The F-15N, or "Sea Eagle" as it was unofficially dubbed, was proposed by McDonnell Douglas in 1971, according to author Dennis Jenkins in his "McDonnell Douglas F-15 Eagle: Supreme Heavy-Weight Fighter."
The Sea Eagle would require some modifications, such as folding wings and stronger landing gear. But McDonnell Douglas's position was that "due to its excellent thrust-to-weight ratio and good visibility, the F-15 could easily be adapted for carrier operations," Jenkins writes.
For a sketch of what the Sea Eagle might have looked like, go here.
The early 1970s were an opportune time for McDonnell Douglas (now part of Boeing) to make its pitch. The F-14, first deployed in 1974, was under fire because of the troublesome and underpowered Pratt & Whitney TF30 engines initially fitted to the fighter. Nor did the price tag help: An F-14 cost $38 million in 1998 dollars, versus $28 million for the Air Force's F-15A.
The F-15N would probably have been faster and more maneuverable than the F-14, as well as cheaper. But the carrier modifications would have rendered the Sea Eagle 3,000 pounds heavier than the land-based version. Perhaps more important, the initial F-15N design was only armed with Sidewinder and Sparrow air-to-air missiles as well as a cannon. What it didn't have was the long-range AIM-54 Phoenix missile that the Navy counted on to stop Soviet bombers well before they could attack the fleet.
A Navy fighter study came up with another tack: an F-15 armed with Phoenix missiles and their associated long-range AN/AWG-9 radar. But the Phoenix Eagle would have weighed 10,000 pounds more than the F-15A, which meant that it wouldn't have offered any performance advantage over the Tomcat. McDonnell Douglas and Phoenix manufacturer Hughes countered with the F-15(N-PHX), which kept the Phoenix missiles but ditched the AN/AWG-9 radar for an enhanced version of the AN/APG-63 radar on the Air Force F-15A.
A Senate subcommittee began examining the naval F-15 in March 1973. "At this point the F-14 program was having difficulties, and the subcommittee wanted to look at possible alternatives, namely lower-cost (stripped) F-14s, F-15Ns, and improved F-4s," Jenkins writes. "There were even proposals by Senator Eagleton for a ‘fly-off’ between the F-14 and F-15, but this never transpired."
In the end, the Navy stuck with the Tomcat. But something did come out of the Sea Eagle project. The Senate hearings, "along with some other considerations, led to the forming of Navy Fighter Study Group IV, out of which the aircraft ultimately known as the F/A-18A was born," Jenkins writes.
Was the Sea Eagle a viable concept? The problem is the one that we are seeing with today's F-35: an aircraft that must serve more than one master inevitably sacrifices performance in some area (in fact, the F-14 was born after the Pentagon's abortive attempt to make the ill-fated F-111 a joint Air Force and navy fighter). To turn the F-15 into a carrier-based interceptor like the F-14 would have required so many design changes that the hybrid beast would probably have been inferior to either the F-15 or F-14.
Which points to the real problem: The Air Force and Navy have always had different requirements. In the 1970s, the Air Force wanted a powerful, highly maneuverable dogfighter to prevent a repeat of what happened when its F-4 Phantoms battled more nimble MiGs over Vietnam. Though ironically, the Air Force did at one point consider the F-14 as a replacement for the F-106 interceptor.
But the Navy needed an interceptor that could stop Soviet bombers and anti-ship missiles. This meant an aircraft with a high-powered radar as well as big, long-range air-to-air missiles. Like the F-35, attempting to use the same platform for dissimilar missions means a circle so squared that it becomes unrecognizable.
And of course, there was politics. The Air Force and Navy will only buy each other's aircraft if the politicians force them to do so. The Sea Eagle was probably not a good idea to begin with, but it certainly was doomed without a powerful backer in the Pentagon or White House.
Fortunately, in the end, the Air Force and the Navy got the fighters they wanted. Just not the same fighters.
(Web, Google, nationainterest, Wikipedia, You Tube)
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