Mitsubishi FX

El programa FX comenzó cuando Estados Unidos prohibió las exportaciones del Lockheed Martin F-22 Raptor como parte de la enmienda Obey de 1997 para salvaguardar su tecnología. ^{[ 6 ]} Dado que Japón ya no podía comprar el F-22, se eligió un caza de desarrollo nacional para reemplazar la antigua flota de cazas de Japón. Entre diciembre de 2009 y agosto de 2010, el Ministerio de Defensa (MoD) llevó a cabo un estudio para desarrollar un futuro caza que reemplazara al F-2. ^{[ 7 ]} La investigación realizada requería un nuevo caza que estuviera una generación por delante de los cazas contemporáneos de quinta generación. ^{[ 8 ]} El concepto de caza se denominó i ³ Fighter ( Informado , Inteligente , Instantáneo ). Algunas de las tecnologías y capacidades que debía poseer el prototipo de caza incluían sistemas de radar avanzados para contrarrestar la tecnología furtiva de otros cazas, la recepción de información de objetivos de otras plataformas (drones, cazas y/o aeronaves de alerta temprana y control aerotransportadas ), el uso de sistemas fly-by-optics (muy similares a los del Kawasaki P-1 ) para procesar la información más rápidamente, tecnología furtiva, semiconductores de nitruro de galio para mejorar el rendimiento del radar y un motor nuevo, más potente y compacto. ^{[ 8 ]}

Gran parte del desarrollo del programa FX estuvo correlacionado con el desarrollo del Mitsubishi X-2 Shinshin. El desarrollo del demostrador X-2 permitió a Japón obtener nueva información y desarrollar nueva tecnología relacionada con su avión de combate de próxima generación. El X-2 realizó su primer vuelo el 22 de abril de 2016. Las pruebas del X-2 concluyeron en marzo de 2018. ^{[ 9 ]}

El FX era un caza furtivo bimotor enfocado en lograr la superioridad aérea . Según la propia terminología del Ministerio de Defensa japonés, la tecnología y las capacidades del FX lo clasificarían como un caza de sexta generación. ^{[ 7 ]}

Se dice que el FX era más grande que el F-22, lo que le valió el apodo de "Godzilla" por parte de Bradley Perrett en Aviation Week . Su gran tamaño indicaba el deseo del Ministerio de Defensa de que la aeronave tuviera un alcance muy largo y una gran capacidad de carga útil sin necesidad de armamento externo. Es probable que las tecnologías probadas en el demostrador tecnológico X-2 se incorporen ahora al GCAP. ^{[ 50 ]} El ministro de Defensa, Taro Kono, declaró que el FX tendría sólidas capacidades de red y transportaría más misiles que el F-35. ^{[ 51 ]}

El proceso de diseño del FX fue pionero en el uso de un sistema de maquetas digitales en 3D . Los diseños se basaron en la función y el rendimiento previstos del FX, y luego se instalaron en un simulador de vuelo/combate desarrollado por la División de Investigación Técnica. Se podían introducir datos sobre aviónica, sigilo y características del motor en el simulador, y luego pilotos de la JASDF los probaron rápidamente. Esto permitió evaluar rápidamente la eficacia de los cambios en el diseño de la maqueta y correlacionarlos sintéticamente, reduciendo costos y acelerando el desarrollo. ^{[ 52 ]}

En comparación con su predecesor, el FX reemplazó los sistemas hidráulicos convencionales con actuadores eléctricos. Según la evaluación del Ministerio de Defensa, esto se hizo para simplificar la complejidad de la gestión del diseño interior del caza. Al diseñar una aeronave furtiva, se debe tener en cuenta la bahía de armas interna y los conductos de admisión de aire. Sin embargo, esto puede dificultar el enrutamiento de las tuberías hidráulicas a través del fuselaje debido a consideraciones de diseño como la rigidez y la longitud. La adopción de actuadores eléctricos elimina estas limitaciones porque solo se conectan mediante cableado eléctrico, que es mucho más delgado y flexible. Esto resulta en una instalación simplificada y restricciones reducidas, lo que permite mayor libertad en el diseño del cuerpo de la aeronave. ^{[ 22 ]} Otras ventajas incluyen la reducción de peso y la mejora de la movilidad de la aeronave. ^{[ 53 ]} Los actuadores eléctricos se utilizaron en los sistemas de control de vuelo y los sistemas de frenado del tren de aterrizaje del caza. ^{[ 54 ]}

Para lograr una estructura de carrocería ligera, el FX implementó varias tecnologías y técnicas de fabricación y diseño. Un método consistió en reducir o eliminar el uso de fijaciones mediante la unión de materiales compuestos a través de moldeo adhesivo. Este método se denominó tecnología de "estructura integrada sin fijaciones". Se colocó tecnología de escudo térmico alrededor de los motores para permitir la aplicación de aleaciones de aluminio y polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) para reducir el peso sin que se dañaran por los gases de escape calientes de los motores. Las técnicas de análisis estructural de alta eficiencia y precisión utilizadas para el FX implicaron la creación de modelos de método de elementos finitos (FEM) utilizando diseño asistido por computadora (CAD) para crear y estudiar estándares de análisis de esfuerzos para el FX. El predecesor del FX, el F-2, introdujo el moldeo integrado y el material CFRP para reducir su peso total, pero la técnica de moldeo se aplicó solo en las placas inferiores de las alas; requiriendo la colocación de fijaciones a través de las placas superiores en el ala principal y otras áreas que requerían fijaciones en ambas placas. En comparación, el FX amplía la aplicación de CFRP y moldeo adhesivo a todo el fuselaje . Según la investigación del Ministerio de Defensa, se demostró que la adopción de los nuevos métodos de diseño reduce la masa estructural teórica del fuselaje del FX en un 11,6%, y para una parte del fuselaje central reduce las horas de trabajo de los trabajadores en un 66% en comparación con los enfoques convencionales. ^{[ 55 ] [ 56 ]}

Para hacer frente al calor producido por los sistemas de aviónica, se diseñó un pequeño sistema de transferencia de calor específico en el FX para ayudar a su ciclo de aire y sistema de refrigeración líquida. El sistema de transferencia de calor se modeló a partir del ciclo de refrigeración por compresión de vapor . ^{[ 57 ]}

Para mejorar la detección contra aeronaves furtivas, el FX planeaba utilizar sensores integrados. Estos sensores incluían un radar de barrido electrónico activo (AESA) , un sensor de radiofrecuencia (RF) pasivo y una cámara infrarroja. Tanto el radar AESA como el sensor RF utilizaban nitruro de galio (GaN) para mejorar su rendimiento. ^{[ 27 ]} El radar AESA se basaba en el radar J/APG-2 utilizado en el caza F-2, similar al radar AN/APG-81 utilizado en el F-35.

El FX habría poseído un sistema de autodefensa por radiofrecuencia (RF ) para contrarrestar amenazas de aeronaves, misiles aire-aire y misiles tierra-aire. El sistema realiza contramedidas electrónicas (ESM) y contramedidas electrónicas (ECM) al detectar la amenaza e interrumpir sus ondas de radio de forma instantánea y global. Las antenas ESM integradas se habrían colocado a lo largo del ala y el alerón de cola del avión de combate. ^{[ 16 ] [ 58 ] [ 59 ]}

La pantalla montada en el casco presentaba un amplio campo de visión, visión binocular, pantalla multicolor, reconocimiento de voz y sonido 3D . ^{[ 24 ] [ 60 ]}

Para minimizar su sección transversal de radar, el diseño físico del FX presentaba conductos de aire serpenteantes y una bahía de armas interna. ^{[ 61 ]} Se aplicaron absorbedores de ondas electromagnéticas a los conductos de aire y los motores para reducir la cantidad de reflexión de radar. Se dijo que el absorbedor era de material a base de carbono. Según los resultados de las pruebas realizadas, la reducción de RCS lograda por los absorbedores tuvo el efecto equivalente de reducir el alcance de detección de una amenaza de radar determinada a aproximadamente la mitad. ^{[ 62 ]} También se utilizaron metamateriales para reflejar las ondas de radio. Los metamateriales consistían en varios materiales, incluyendo pequeños trozos de metales y dieléctricos. ^{[ 63 ]} Los metamateriales se aplicarían al sistema Doppler de pulso como parte de una tecnología de control de reflexión de ondas de radio a bordo del FX. ^{[ 64 ]}

Para evitar que se detectaran sus emisiones de radar, el FX maximizó el uso de la detección pasiva. Sus programas de sensores también operaban sus emisiones de radar de manera que se redujera la probabilidad de detección durante las emisiones de radar. ^{[ 27 ]}

FX planeaba utilizar tecnología de antenas de plasma sigilosas para desviar las ondas de radio. Este tipo de antena funciona creando plasma temporal mediante características del plasma que permiten modificar sus propiedades físicas a través del control eléctrico. Mientras está activada, la antena también sería capaz de transmitir y recibir comunicaciones. ^{[ 65 ]}

Al principio del desarrollo, el FX iba a ser propulsado por dos motores XF9. En 2018, el nivel de empuje publicado oficialmente del prototipo del motor era de "11 toneladas (107 kN / 24 000 lbf) o más" en empuje militar y de "15 toneladas (147 kN / 33 000 lbf) o más" con postcombustión. ^{[ 66 ]} El XF9 está diseñado para ser adaptable a un amplio rango de niveles de empuje, más altos o más bajos, según el requisito; ^{[ 67 ]} y el futuro programa del motor del caza se lleva a cabo con un empuje máximo objetivo de 20 toneladas (196  kN / 44 000  lbf) en mente, que se dio a conocer en el Simposio de Tecnología ATLA 2018. El XF9 posee una alta temperatura de combustión de 1800  °C. Cabe destacar del XF9 su pequeño tamaño en relación con su potencia. Por ejemplo, la entrada del motor del XF9 es un 30 % más pequeña que la del General Electric F110 utilizado en el F-2. ^{[ 61 ]} El diseño compacto es necesario para alojar armas internamente y preservar la tecnología furtiva de la aeronave. El XF9 tiene una gran potencia eléctrica de 180  kW, por lo que podría haber proporcionado 360  kW combinados de ambos motores. La gran generación de energía es necesaria para alimentar la potente aviónica y el equipo del caza. ^{[ 68 ]} Los motores incorporan toberas de vector de empuje tridimensionales para permitir que la aeronave logre una alta maniobrabilidad y mejore sus capacidades furtivas. La tobera de vector de empuje del motor puede desviar el empuje hasta 20 grados en todas las direcciones circunferenciales. ^{[ 69 ]}

En diciembre de 2021, Japón y el Reino Unido firmaron un memorando para cooperar en la producción de un diseño demostrador conjunto para un motor de avión de sexta generación a través de los fabricantes de motores IHI y Rolls-Royce. Un estudio de viabilidad conjunto ya estaba en marcha. El Ministerio de Defensa de Japón anunció que los esfuerzos comenzarían en su siguiente ejercicio fiscal, que inició el 1 de abril de 2022. ^{[ 70 ]} Posteriormente, el fabricante italiano Avio Aero se unió como socio en el desarrollo del motor. ^{[ 71 ]}

El ASM-3 se ha desarrollado para que el FX lo utilice a medida que el F-2 sea retirado del servicio. ^{[ 72 ]} El FX estará armado con un arma de microondas para interrumpir los misiles entrantes. ^{[ 17 ]} El arma de microondas se activa desde el radar AESA del caza furtivo mediante el uso de amplificadores de tubo electrónico capaces de alta eficiencia y miniaturización. ^{[ 73 ]}

Japón planea introducir vehículos aéreos de combate no tripulados que puedan operar junto con el FX, denominados Aeronaves No Tripuladas de Apoyo al Combate. El programa de drones es similar al Kratos XQ-58 Valkyrie o al proyecto Boeing Airpower Teaming System, en el que el dron actúa como un " compañero de ala leal " para la aeronave que lo controla. Existen dos versiones del dron: una que transporta sensores y busca objetivos, y otra que dispara municiones y desvía los misiles entrantes lejos de la aeronave nodriza. Ambas versiones comparten el mismo diseño. Se espera que los drones estén completamente desarrollados para la década de 2030. ^{[ 74 ] [ 75 ]}

Dentro de Japón, el desarrollo del X-2 y el FX se ve como una oportunidad para que Japón revitalice su industria de defensa/aeroespacial y establezca una posición en el mercado internacional de armas. ^{[ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]} Tras la Segunda Guerra Mundial , el sector de defensa y aeroespacial de Japón quedó devastado, lo que obligó a la nación a entrar en un largo período de reconstrucción. Como resultado, Japón construyó principalmente aeronaves de fabricación estadounidense bajo licencia para sostener su industria, mientras que históricamente tuvo dificultades para producir sus propias aeronaves de diseño nacional, tanto civiles como militares. ^{[ 76 ] [ 77 ] [ 79 ]} El caza F-2 en particular fue muy controvertido en Japón. Concebido inicialmente como un caza «puramente» japonés, el F-2 debía incorporar la última tecnología que Japón tenía para ofrecer y convertirse en una especie de sucesor espiritual del famoso Mitsubishi A6M Zero . Sin embargo, la decisión de desarrollar conjuntamente la aeronave con Estados Unidos se tomó posteriormente debido a una combinación de presión política estadounidense y la gran empresa que suponía producir un caza a nivel nacional. Sumado a los retrasos y la falta de ganancias y crecimiento para las industrias nacionales de Japón, el F-2 se convirtió en un caza costoso y controvertido. ^{[ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]} Por lo tanto, con la introducción del FX, los legisladores y funcionarios de defensa japoneses están decididos a evitar que se repita el controvertido desarrollo del F-2.

El desarrollo nacional es generalmente el más favorecido por los grupos de la industria de defensa y los legisladores, pero el alto costo esperado y la inexperiencia en el desarrollo de un caza nacional se encuentran entre los mayores desafíos que enfrenta el desarrollo nacional. La colaboración internacional se considera otra opción con el beneficio de aliviar la carga financiera, pero puede generar dificultades en la coordinación con el/los socio/s del proyecto. Además, los legisladores japoneses insisten en que las empresas nacionales deben liderar el proyecto para asegurar las ganancias y preservar la industria de defensa. ^{[ 31 ] [ 80 ]} El Mariscal del Aire BK Pandey, ex Comandante en Jefe del Comando de Entrenamiento de la Fuerza Aérea India , señaló que el FX probablemente enfrentará desafíos tecnológicos, ya que las tecnologías utilizadas en los aviones de combate se han vuelto más complejas con los años. ^{[ 79 ]}

Según Gregg Rubinstein, de la Fundación Carnegie para la Paz Internacional , Estados Unidos y Japón tienen enfoques y prioridades diferentes respecto al desarrollo conjunto del caza furtivo. Los funcionarios de defensa estadounidenses enfatizaron que los conceptos operativos y los requisitos de capacidad deberían ser la base para la adquisición del caza. Por el contrario, los funcionarios japoneses han priorizado el desarrollo tecnológico y los intereses de la base industrial. Además, el amargo legado del F-2 ensombrece las conversaciones entre ambos países. ^{[ 81 ]} A raíz del F-2, existe la preocupación de que Japón no pueda controlar su asociación con Estados Unidos. ^{[ 82 ]}

Al mismo tiempo, la cooperación militar entre el Reino Unido y Japón se ha expandido a lo largo de los años. Las discusiones sobre el desarrollo conjunto entre ambos países se han descrito como "abiertas y flexibles". Gregg Rubinstein también ha señalado que ambos países han desarrollado un interés mutuo; señalando que en un entorno posterior al Brexit , Gran Bretaña buscará socios fuera de la UE y Japón deseará obtener cierta independencia de los EE. UU. para su industria nacional. Sin embargo, esta mayor cooperación provocó algunas reacciones de los EE. UU. ^{[ 81 ]} A mediados de abril de 2019, varios informes indicaron que los EE. UU. estaban dispuestos a revelar partes del software del F-35 a Japón a cambio del desarrollo conjunto del caza FX. Estos informes afirmaron que la oferta se hizo en respuesta a superar a su "rival" Gran Bretaña en la obtención de un acuerdo con Japón. ^{[ 83 ] [ 84 ] [ 85 ]} Según el Financial Times , existía preocupación entre los funcionarios estadounidenses de que Japón seleccionara a BAE Systems como su socio internacional en lugar de los contratistas de defensa estadounidenses. Como resultado, la administración Trump supuestamente ejerció presión política sobre Japón para desarrollar conjuntamente el FX con Estados Unidos. Existía la preocupación de que la selección de un avión de combate británico aumentaría las dificultades de interoperabilidad entre este y el ejército estadounidense y las aeronaves de fabricación estadounidense en Japón, lo que complicaría las operaciones conjuntas. Otra preocupación era que la selección del Reino Unido enojaría al entonces presidente Trump en medio de una disputa sobre el reparto de costos con respecto al estacionamiento de fuerzas estadounidenses en Japón. ^{[ 86 ]} Nikkei Asian Review señaló en 2020 que, entre elegir al Reino Unido o a Estados Unidos como socio, el Reino Unido ofrecería mayor flexibilidad a Japón en el desarrollo del FX, mientras que Japón aún otorga gran importancia a su alianza con Estados Unidos. ^{[ 87 ]} A principios de marzo de 2020, un informe de Nikkei Asian Review indicó que Japón planeaba seleccionar a Estados Unidos para la colaboración ^{[ 88 ]} a pesar de las conversaciones en curso entre Japón, Estados Unidos y el Reino Unido en el momento de la publicación del informe. ^{[ 89 ]} Si bien ATLA respondió afirmando que las conversaciones entre Estados Unidos y el Reino Unido aún continuaban, el informe sugirió que Estados Unidos aún tiene una fuerte influencia sobre Japón debido a su alianza. ^{[ 90 ]} El 25 de agosto de 2020, el ministro de defensa de Japón declaró que "[Japón] está actualmente intercambiando información con Estados Unidos y Reino Unido para profundizar nuestra consideración de la cooperación internacional en este proyecto de desarrollo". ^{[ 91 ]}

El desarrollo del FX permite a Japón ponerse al día y contrarrestar a los cazas furtivos rusos y chinos. ^{[ 78 ] [ 79 ]}

El FX también fue diseñado principalmente en respuesta a las preocupaciones sobre las amenazas militares de China, Corea del Norte y Rusia. El Ministerio de Defensa de Japón considera el rápido aumento del poderío militar de China y las disputas en el Mar de China Oriental y Meridional como una preocupación de seguridad primordial; junto con el programa de armas nucleares de Corea del Norte y el aumento de las actividades militares de Rusia. ^{[ 92 ]} Con respecto a China, el FX probablemente se usaría para contrarrestar los avanzados cazas chinos: Shenyang J-11 , Chengdu J-20 y Shenyang FC-31 . ^{[ 79 ]} Los expertos creen que el avión furtivo probablemente inquietaría a China ante la creciente militarización de Japón. ^{[ 93 ] [ 94 ]}

El desarrollo del FX por parte de Japón, junto con los programas de cazas furtivos de China, India y Corea del Sur, se observa como una tendencia creciente de las industrias aeroespaciales asiáticas que desafían el dominio occidental y ruso en la industria mundial de aviones de combate. En 2018, el 90 % de los aviones de combate utilizados por las fuerzas aéreas del mundo provenían de Estados Unidos, la URSS/Rusia, Gran Bretaña, Francia y Suecia. Si el FX (junto con otros aviones de combate) se diseña con éxito, el enfoque de la industria de aviones de combate podría desplazarse del Atlántico Norte hacia la región de Asia-Pacífico. Si se exporta, podría convertirse en un serio desafío para la predominancia occidental en la industria de los cazas. ^{[ 76 ] [ 77 ]}