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Un caccia stealth F-35B che effettua atterraggi verticali sul ponte di una nave da guerra di notte è uno spettacolo da vedere. Forse l'aspetto più impressionante di questo spettacolo audiovisivo è il "pilastro di spinta" verticale su cui si appollaia il velivolo mentre scende sul ponte. Ma anche se assomiglia molto a un pennacchio di post-combustione, e molti sui social media pensano che sia quello, l'F-35B in realtà non attiva questa funzione quando opera in modalità “atterraggio verticale”.
L'effetto, come si vede in una foto all'inizio di questa storia - che mostra un F-35B sulla portaerei della Royal Navy britannica HMS Prince of Wales - viene prodotto quando una telecamera altamente sensibile in condizioni di scarsa illuminazione riprende il gas molto caldo che viene pompato all'esterno dell'ugello posteriore dell'F-35B durante l'atterraggio notturno.
Una breve digressione sui postbruciatori per tenere tutti aggiornati. Molti aerei militari ad alte prestazioni, incluso l'F-35B, ne sono dotati. Iniettano il carburante in un combustore nel tubo del getto dietro la turbina, per un aumento significativo della spinta quando necessario, anche se al costo di un consumo di carburante e di una firma infrarossa drasticamente aumentati.
Sappiamo, ovviamente, che il motore dell'F-35B produce già molto calore. In passato, i rivestimenti dei ponti e alcuni elementi strutturali delle navi alleate (compresa la portaerei CAVOUR) hanno dovuto essere modificati per far fronte a questa situazione. Anche senza il postbruciatore, il motore Pratt & Whitney F135 genera un'incredibile quantità di spinta per le operazioni STOVL (decollo corto e atterraggio verticale) che sono esclusive della variante F-35B dell'aereo.
Un ex pilota esperto di F-35B, che preferisce rimanere anonimo, ci fa comprendere meglio le tecnologie - e le prestazioni - coinvolte nelle operazioni STOVL.
Innanzitutto, il pilota ci fornisce un'idea dell'enorme quantità di spinta con cui abbiamo a che fare in modalità STOVL.
La variante del motore F135 utilizzato nell'F-35B, in spinta secca (senza postcombustore ad alto consumo di gas attivato), sviluppa circa 18.500 libbre di spinta in modalità STOVL. È questo gas caldo che può essere visto nelle immagini sopra e in altre simili. Lo scarico vettoriale nella versione F-35B è noto come ugello girevole a 3 cuscinetti o 3BSN. Mentre il pilota può selezionare stadi separati (zone) del postcombustore per un maggiore guadagno di spinta in modalità di volo convenzionale, è molto più difficile modulare con precisione per le operazioni STOVL più delicate.
Allo stesso tempo, per le operazioni STOVL, l'F-35B è dotato di una Rolls-Royce Lift Fan, una ventola controrotante a due stadi da 50 pollici azionata tramite un albero dal motore principale. Il Lift Fan produce una quantità simile di spinta, quindi circa altre 18.500 libbre.
Oltre a ciò, aggiungi i due montanti rollio, che convogliano più gas di scarico caldi dal motore principale per una maggiore stabilità, generando tra 1.800 libbre e 2.000 libbre di spinta ciascuno.
Tutto ciò equivale a poco più di 40.000 libbre di spinta totale senza postcombustore.
"C'è una riserva che consente al caccia di regolarsi automaticamente durante la vita del motore per mantenerlo a quel livello", spiega il pilota. “Detto questo, ci sono già problemi con la vita/fatica prevista. Quindi è prevista in arrivo un nuovo aggiornamento del potente motore turbofan.
Durante il volo stazionario, il peso massimo dell'F-35B è limitato a 38.850 libbre per garantire una spinta extra per fornire flessibilità e ammortizzare l’atterraggio.
Meno ovvio, forse, è il lavoro del sistema di controllo di volo per gestire la transizione del jet in modalità verticale e quindi aiutarlo a metterlo in sicurezza sul ponte.
"Decelerando in volo stazionario, l'aereo si trova a circa 11 gradi con il muso in su", continua il pilota. “Quando l’aereo entra nel regime jet-borne (JB), l’assetto cambia progressivamente fino a 1,8 gradi con il muso in su. Quindi un bel cambiamento mentre rallenti: tutto è controllato dalla ripartizione della spinta tra l'ugello girevole a 3 cuscinetti (3BSN) nella parte posteriore e la ventola di sollevamento. Quindi, quando il pilota comanda una discesa dall'hovering al pad, la suddivisione della spinta aumenta l'assetto da 1,8 a 3,8 gradi con il muso in su per tenere conto dei pad inclinati o del ponte inclinato, assicurando che le ruote principali tocchino prima della ruota anteriore.”
Accade poi il contrario quando il pilota comanda all'F-35B di accelerare dal volo stazionario e passare alla modalità di volo convenzionale. "Il velivolo parte a 1,8 gradi con il muso in su e mentre entri in volo con il semi-jet a circa 60 KCAS (velocità calibrata in nodi), l'assetto sale a 11 gradi con il muso in su per far sì che l'ala assorba parte del carico di sollevamento e ridurre la quantità di spinta del motore richiesta dalla combinazione Lift Fan e 3BSN sull'asse verticale. Alla fine, la spinta del Lift Fan viene ridotta e si raggiunge una velocità che consente all’aereo di essere convertito dalla modalità STOVL alla modalità CTOL (decollo e atterraggio convenzionali) come un caccia convenzionale ad ala fissa.
"È sorprendentemente intelligente", afferma entusiasta il pilota.
Ancora più intelligente è una variazione del recupero verticale che si vede nella foto all'inizio di questa storia: lo Shipborne Rolling Vertical Landing (SRVL).
Un recupero standard dell'F-35B prevede che l'aereo venga portato accanto alla nave in volo stazionario, traslando lateralmente sul ponte, prima di abbassarsi dolcemente per atterrare. Il vantaggio di questa manovra è una maggiore sicurezza, grazie alle basse velocità coinvolte, senza la necessità di decelerare fino all'arresto utilizzando i freni.
Al contrario, l'SRVL utilizza una combinazione di portanza motorizzata e portata dalle ali per effettuare un atterraggio rotolante, con l'F-35B poi fermato utilizzando i freni. Secondo la Royal Navy, "Un SRVL utilizza un approccio diverso, con il jet che utilizza uno schema di atterraggio più convenzionale, avvicinandosi alla nave da poppa, a velocità, utilizzando la spinta dell'ugello e la portanza creata dall'aria sopra le ali per tocca terra e fermati il prima possibile.
Il vantaggio principale di un SRVL è che l’F-35B può tornare alla nave con un carico maggiore di carburante e/o armi. Altrimenti, le scorte costose potrebbero essere gettate in mare se non vengono esaurite. Si spera che la manovra SRVL permetta all'F-35B di atterrare sulla nave con un guadagno di carico utile di 2.000 libbre, equivalente a quattro bombe a guida di precisione Paveway IV.
Il concetto SRVL è stato dimostrato da piloti collaudatori a bordo della portaerei HMS Queen Elizabeth nel 2018. La foto all'inizio di questa storia è stata scattata durante le prove a bordo della portaerei gemella HMS Prince of Wales nell'ottobre 2023, che avevano lo scopo di introdurre la capacità SRVL a piloti in prima linea.
Il raggiungimento di un SRVL richiede una stretta collaborazione tra il pilota e l'ufficiale di segnale di atterraggio della nave (LSO) nell'ufficio di controllo di volo. Il pilota riceve anche indicazioni sul percorso di volo dal display montato sul casco.
Nel frattempo, il Prince of Wales è dotato di un ausilio visivo all’atterraggio, noto come Bedford Array, appositamente adattato agli SRVL. Questo comprende una serie di luci della cabina di pilotaggio, che indicano la pendenza di discesa al pilota.
Attualmente, il Regno Unito è l'unico operatore dell'F-35B impegnato ad introdurre l'SRVL nel suo concetto di operazioni, sebbene il Corpo dei Marines degli Stati Uniti abbia mostrato un certo interesse in passato. Tuttavia, ciò è probabilmente collegato alle operazioni delle portaerei britanniche piuttosto che delle navi d’assalto anfibio della Marina americana. Indipendentemente da ciò, il Corpo dei Marines degli Stati Uniti continua a essere coinvolto nelle prove con la Royal Navy, come parte della Integrated Test Force. Gli SRVL potrebbero essere rilevanti anche per l'Italia e il Giappone, che utilizzano entrambi i loro F-35B imbarcati.
Sia di giorno che di notte, riportare un F-35B sul ponte di una nave mette in mostra una tecnologia estremamente sofisticata, alcune delle quali più visibili di altre. Anche se un recupero notturno può suggerire l'uso del postcombustore, la verità è, se non altro, più impressionante, con il jet riportato sulla nave grazie a circa 40.000 libbre di spinta senza postcombustione.
I PROPULSORI DELL’F-35
Inizialmente erano stati sviluppati due diversi propulsori per l'F-35: il Pratt & Whitney F135 ed il General Electric/Rolls-Royce F136, il secondo, nonostante le proteste di Rolls-Royce (che comunque rimane responsabile per la costruzione/integrazione del gruppo trasmissione/ventola per la versione STOVL ad atterraggio verticale) è stato annullato.
Il sistema di decollo verticale, della versione STOVL (Short Take Off Vertical Landing) è composto dal motore, una turboventola a basso rapporto di diluizione con postbruciatore come su un normale aereo da combattimento, fornito di un ugello di coda dotato di un particolare meccanismo di rotazione che permette di orientare il flusso dei gas di scarico verso il basso, e da una ventola anteriore verticale (a due stadi controrotanti), posta subito dietro l'abitacolo, la quale, quando innestata attraverso un albero e un giunto di collegamento all'albero della turbina di bassa pressione del motore, trasforma il propulsore in una sorta di turboventola ad alto rapporto di diluizione a flussi separati ottenendo, grazie al miglior rendimento di questo tipo di propulsore, un surplus di spinta che viene utilizzato per il sostentamento verticale della parte anteriore e centrale del velivolo. Il controllo del rollio viene effettuato deviando aria pressurizzata, spillata dal compressore a bassa pressione, verso ugelli posti sotto le ali. Il motore produce una spinta di 128,1 kN a secco e 191,3 kN (213,5 kN al decollo) con post-combustione inserita; quando la ventola anteriore è innestata, la spinta (ottenuta a secco) diventa di 80 kN dall'ugello di coda, 89 kN dalla ventola anteriore verticale e 8,7 kN da ciascuno dei due ugelli per il controllo laterale, per un totale di 186,4 kN.
Rispetto alla normale turboventola ad alto rapporto di diluizione a flussi separati utilizzata sull'Harrier, questo sistema di propulsione presenta il vantaggio che, una volta disinnestata la ventola anteriore, può essere utilizzato anche a velocità supersonica. Inoltre, il raffreddamento aggiuntivo dei gas di scarico operato dal maggior lavoro sottratto loro dalla turbina a bassa pressione per il funzionamento della ventola anteriore, diminuisce la quantità di aria ad alta velocità e ad elevata temperatura che viene proiettata verso il basso durante il decollo e che può danneggiare i ponti delle portaerei e le piste di decollo.
Il Pratt & Whitney F135 è un motore a turboventola con postbruciatore sviluppato per il caccia multiruolo F-35 Lightning II. La famiglia dei propulsori F135 ha diverse varianti, tra cui una versione convenzionale e una versione STOVL (Short Take Off Vertical Landing) che comprende una ventola per la spinta verticale chiamata Rolls-Royce LiftSystem. Il primo esemplare di produzione in versione STOVL è stato consegnato a dicembre 2010.
Le origini del propulsore risalgono ad un programma DARPA del 1986 che mirava a sviluppare un aereo da caccia con capacità stealth e STOVL per il Corpo dei Marines statunitense da parte del team Skunk Works della Lockheed Martin. Paul Bevilaqua, un progettista della Lockheed concepì e brevettò un prototipo di aereo, e la Pratt & Whitney (P&W) sviluppò il propulsore. Questo dimostratore impiegava la ventola del primo stadio di un propulsore F119 come ventola di sollevamento, e le ventole del modello F100-220 per il propulsore. Inoltre venne impiegata la grande turbina a bassa pressione della versione F100-229, in modo da poter raggiungere la potenza necessaria per la ventola di sollevamento e un ugello a spinta variabile. Questo dimostratore fornì le basi per lo sviluppo del propulsore F135.
Al termine del 2010 il propulsore ha completato 20 000 ore di test, terminando la fase di sviluppo e di dimostrazione ed è stato consegnato il primo esemplare di produzione. Gli aerei F-35 utilizzeranno questo propulsore o il propulsore alternativo F136, sviluppato da un team GE/Rolls-Royce.
Il team di sviluppo del F135 è composto da Pratt & Whitney, Rolls-Royce e Hamilton Sundstrand. La P&W è il prime contractor ed è responsabile del propulsore principale e dell'integrazione dei sistemi, mentre la Rolls-Royce si occupa del sistema di sollevamento verticale per la versione STOVL e la Hamilton Sundstrand sviluppa principalmente il sistema di controllo elettronico, il sistema relativo al carburante e il sistema di attuatori. Il programma di sviluppo ha subìto un ritardo di 13 mesi.
Lo sviluppo del propulsore non è terminato, poiché è iniziato nel 2009 un progetto riguardante una versione del propulsore più durevole, in grado di aumentare la vita dei componenti chiave. Questi sono principalmente contenuti nelle parti calde del motore (la camera di combustione e le palette della turbina ad alta pressione), poiché le elevate temperature riducono la durata dei componenti. Il propulsore di test è chiamato XTE68/LF1.
Sotto pressione del Pentagono, la P&W mira a produrre l'F135 ad un prezzo inferiore rispetto all'F119, anche se questo è più potente.
L'F-135 è un propulsore a turboventola con un compressore a tre stadi a bassa pressione e a sei stadi ad alta pressione. La sezione calda comprende un combustore anulare con una turbina a singolo stadio ad alta pressione e una turbina a doppio stadio a bassa pressione. Il postbruciatore contiene un ugello convergente-divergente variabile.
Le versioni convenzionale (F135-PW-100) e per portaerei (F135-PW-400) hanno una spinta con postbruciatore di circa 191 kN e una spinta a secco di circa 125 kN. La differenza principale tra i modelli 100 e 400 consiste nell'impiego di materiali resistenti alla corrosione del sale per la versione da portaerei.
La versione STOVL (F135-PW-600) ha le stesse prestazioni, con la produzione di 80,1 kN di spinta verticale. Combinata con la spinta della ventola di sollevamento (89,0 kN) e dei due ugelli posizionati nell'attaccatura delle ali per il controllo del rollio (8,67 kN ciascuno), il sistema Rolls-Royce LiftSystem raggiunge una spinta totale di 186 kN, quasi la stessa prodotta dal propulsore stesso in modalità postbruciatore, senza tuttavia l'ingente consumo di carburante e il calore dei gas di scarico.
Uno degli obiettivi primari del progetto F135 consisteva nel migliorare l'affidabilità e la facilità di manutenzione. Il propulsore è stato quindi progettato con un minor numero di componenti. Molti di essi, chiamati line-replaceable components, possono essere rimossi e sostituiti con l'ausilio di sei strumenti a mano. Inoltre, il sistema health management system permette di trasmettere ai tecnici a terra dati in tempo reale, permettendo la preparazione delle riparazioni prima che l'aereo ritorni alla base. Secondo il costruttore, questi dati possono ridurre drasticamente (fino al 94%) i tempi di riparazione e di diagnosi dei guasti rispetto ad un propulsore tradizionale.
I propulsori F135/F136 non sono stati progettati per volare in modalità supercrociera.
Varianti del motore:
- F135-PW-100: Impiegato nella variante F-35A a decollo e atterraggio convenzionale
- F135-PW-400: Impiegato nella variante F-35C per portaerei
- F135-PW-600: Impiegato nella variante F-35B STOVL, a decollo corto e atterraggio verticale.
Ripensare la guerra, e il suo posto
nella cultura politica europea contemporanea,
è il solo modo per non trovarsi di nuovo davanti
a un disegno spezzato
senza nessuna strategia
per poterlo ricostruire su basi più solide e più universali.
Se c’è una cosa che gli ultimi eventi ci stanno insegnando
è che non bisogna arrendersi mai,
che la difesa della propria libertà
ha un costo
ma è il presupposto per perseguire ogni sogno,
ogni speranza, ogni scopo,
che le cose per cui vale la pena di vivere
sono le stesse per cui vale la pena di morire.
Si può scegliere di vivere da servi su questa terra, ma un popolo esiste in quanto libero,
in quanto capace di autodeterminarsi,
vive finché è capace di lottare per la propria libertà:
altrimenti cessa di esistere come popolo.
Qualcuno è convinto che coloro che seguono questo blog sono dei semplici guerrafondai!
Nulla di più errato.
Quelli che, come noi, conoscono le immense potenzialità distruttive dei moderni armamenti
sono i primi assertori della "PACE".
Quelli come noi mettono in campo le più avanzate competenze e conoscenze
per assicurare il massimo della protezione dei cittadini e dei territori:
SEMPRE!
….Gli attuali eventi storici ci devono insegnare che, se vuoi vivere in pace,
devi essere sempre pronto a difendere la tua Libertà….
La difesa è per noi rilevante
poiché essa è la precondizione per la libertà e il benessere sociale.
Dopo alcuni decenni di “pace”,
alcuni si sono abituati a darla per scontata:
una sorta di dono divino e non,
un bene pagato a carissimo prezzo dopo innumerevoli devastanti conflitti.…
…Vorrei preservare la mia identità,
difendere la mia cultura,
conservare le mie tradizioni.
L’importante non è che accanto a me
ci sia un tripudio di fari,
ma che io faccia la mia parte,
donando quello che ho ricevuto dai miei AVI,
fiamma modesta ma utile a trasmettere speranza
ai popoli che difendono la propria Patria!
Signore, apri i nostri cuori
affinché siano spezzate le catene
della violenza e dell’odio,
e finalmente il male sia vinto dal bene…
(Fonti: https://svppbellum.blogspot.com/, Web, Google, Thedrive, Wikipedia, You Tube)
