Sexta Geração, mais do que um caça, uma arquitetura Sistema de Sistemas

Com o primeiro caça de quinta geração completando mais de 20 anos desde o primeiro voo, está cada vez mais próximo o momento em que a sexta de geração levantara voo, dessa vez, porém, não trata-se de uma nova aeronave, mas de um conjunto de sistemas trabalhando harmonicamente dentro de uma nuvem de combate.

Por: Ricardo N. Barbosa

As classificações geracionais concedidas aos caças não são tão definitivos quanto as pessoas e a maioria dos artigos tendem a pensar. As corporações que projetam e constroem esses jatos, as forças militares pelas quais são operadas, e os analistas que passam seus dias debruçando-se sobre comparações e esquemas de tecnologia podem fornecer uma versão um pouco diferente do que realmente significa ser um caça de quinta geração – e por boas razões. Não existe um órgão governamental com autoridade para dizer à indústria americana, chinesa, russa e outras como classificar suas aeronaves.

Apesar da falta de requisitos geracionais formais, frequentemente descobriremos que o setor tem uma maneira de equilibrar-se através da tecnologia disponível. Os caças de quinta geração americanos, por exemplo, são amplamente aceitos como aeronaves projetadas com furtividade intrínseca, fusão de sensores e recursos de rede avançados. Tecnicamente, existem outras qualificações também.  Enquanto isso, o Su-57 russo possui uma furtividade conservadora e fusão de sensores menos profunda, mas ainda assim, seu governo e a mídia ainda chama-o de caça de “quinta geração”.

O ponto é, o que faz uma nova geração de caças nem sempre é tão fácil de definir – mas é precisamente nessa questão que a Força Aérea Americana (USAF), Marinha Americana (US Navy) e Europa (Inglaterra, França e Alemanha) estão trabalhando atualmente, o objetivo é colocar uma capacidade de sexta geração em campo entre 2030 e 2040.

1. Sistema de Sistemas (SoS)

Apesar dos estudos ainda em andamento, alguns atributos da sexta geração parecem consolidados ou pelo menos concorrem de forma bastante plausível, um deles, e talvez o mais importante, é que a sexta geração não restringe-se a projetar apenas um jato de combate, mas trata-se de uma arquitetura sistema de sistemas centrada em um caça tripulado de nova geração.

Sistema de Sistemas (System of systems – SoS) é um conjunto de sistemas capazes de operar isoladamente, mas que quando reúnem seus recursos podem criar um sistema novo e mais complexo que oferece mais funcionalidade e desempenho do que a simples soma dos sistemas individuais.

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A guerra moderna é uma corrida armamentista constante de medidas e contramedidas, mas com ciclos de desenvolvimento que levam décadas e custam bilhões de dólares, não é incomum que a tecnologia militar se torne obsoleta no momento em que é implantada. Para resolver esse dilema, além de outros, a arquitetura Sistema de Sistemas visa substituir os sistemas de armas monolíticas por uma abordagem de plataformas cruzadas mais flexível.

De forma macro e primitiva, a arquitetura SoS já encontra-se operacional há anos na aviação de combate. Quando um AWACS utiliza sua elevada consciencial situacional proporcionada pelo seu poderoso radar para comandar e controlar (C2) dezenas de aeronaves de caça dentro de um teatro de operações, isso é uma arquitetura SoS, mesmo que primitiva. A sexta geração, porém, irá trazer essa capacidade para o nível de esquadrilha e de uma forma muito mais sinérgica e profunda. Agora, o caça tripulado será o elemento C2 (comando e controle) local.

Em vez de projetar um único caça, os programas de sexta geração irão projetar uma arquitetura SoS com a estrutura de força composta principalmente por caças e drones, mas também por aviões-transportadores (aeronaves capazes de lançar enxame de drones), aviões-tanque, aeronaves avançadas de alerta antecipado e armas complexas, todos ligados a uma rede comum (nuvem de combate) capaz de compartilhar informações e reagir instantaneamente a ameaças inimigas atuais e emergentes.

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A guerra aérea futura não colocará frente a frente aeronave vs. aeronave, ou aeronave vs. defesa aérea, mas a rede de superioridade aérea ofensiva de um vs. a rede de defesa aérea de outro. Tudo dentro de uma arquitetura SoS. As aeronaves da próxima geração serão projetadas desde o início de forma a maximizar sua eficácia dentro dessa arquitetura.

O aspecto central dessa arquitetura SoS será a rede: atualmente, por exemplo, os caças 4.5G utilizam principalmente seus próprios sensores e algumas informações fornecidas pela rede. Nos 5G a proporção entre informações on-board e off-board tonou-se mais equilibrada, mas nos 6G ela será finalmente invertida, ou seja, a rede será a principal fonte de informações e não os sensores on-board da aeronave.

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Graças à fusão de sensores avançada, o gerenciamento da transferência de dados pela rede será feito independentemente do piloto, que verá os dados mesclados e apenas supervisionará o processo. A fusão irá gerenciar os sensores, liberando o piloto para concentrar-se na tática e no comando e controle da nuvem de combate.

A arquitetura SoS fornecerá uma resposta adaptativa de sistema através de diferentes componentes. Um componente de míssil de cruzeiro, por exemplo, lidará com alvos de alto valor, enquanto isso ameaças altamente defendidas serão engajadas por UCAVs. Dependendo da defesa encontrada, a nuvem de combate enviará seus componentes rápidos  (míssil hipersônico) ou seus componentes furtivos (UCAV) para contê-lo através da adaptação. A interceptação e a defesa aérea serão realizadas por um caça tripulado. O piloto trará sua inteligência para o sistema e será o comandante dessa nuvem de combate cujos alas serão os drones e aviões-transportadores.

2. Caça tripulado de Sexta Geração

Nas próximas décadas, a tecnologia contrafurtiva sem dúvida, avançará. A amplitude, precisão e resolução do radar de baixa frequência aumentarão graças a uma potência de saída maior, eletrônica de baixo ruído, antenas com matrizes melhoradas e computadores com processamento de sinal avançado.

Os sensores infravermelhos também progredirão com matrizes de plano focal de alta resolução e materiais de detecção que funcionam em longos comprimentos de onda, além de processamento avançado de dados. Os links de dados de banda larga permitirão a fusão de dados de múltiplos sensores em múltiplos espectros em vários locais diferentes.

Mas a tecnologia furtiva não está parada. As assinaturas radares (RCS) estão ficando menores do que os -30 a -40dBsm estimados para a atual geração de aeronaves furtivas. O menor RCS do F-22 foi equiparado ao de uma bole de gude (-40dBsm ou 0,0001m²) durante o desenvolvimento, mas rumores indicam que ele teria superado essa figura. O RCS da F-35 foi originalmente equiparado ao de uma bola de golfe (-30dBsm ou 0,001m²), mas, mais recentemente, os insiders sugeriram que o RCS do F-35 com sua modelagem superior, entradas de ar mais furtivas e materiais avançados poderia ter batido o F-22.

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A sexta geração será ainda mais furtiva do que os 5G.

A próxima geração de aeronaves de caça alcançará um RCS ainda menor do que os atuais 5G, ou seja, um RCS rondando os -50dBsm (0,00001m²). Terá também uma furtividade de banda larga e all-aspect. A banda larga irá garantir que as soluções baixo observáveis sejam mais efetivas em bandas mais baixas (VHF, UHF), enquanto a furtividade all-aspect irá baixar a assinatura radar de forma mais significativa em todos os quadrantes (360°).

Para atender a esses requisitos de furtividade, os conceitos e modelos apresentado até então utilizam uma modelagem avançada que abdica de algumas superfícies aerodinâmicas de comando, como profundores e/ou estabilizadores verticais, em prol de mais furtividade.

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A sexta geração, mais furtiva, tende a abandonar a cauda.

Removendo a cauda, porém,  a manobrabilidade será reduzida. O empuxo vetorado seria, então, uma solução capaz de entregar uma manobrabilidade de aeronave de caça, porém inferior a dos atuais high-end F-22 e Su-57.

Se possível, no lugar do empuxo vetorado mecânico deverá ser utilizado o empuxo vetorado fluido para combinar manobrabilidade com maior furtividade. Enquanto o TVC clássico utiliza um bocal de exaustão com partes móveis para direcionar os gases de exaustão do motor, o empuxo vetorado fluido utiliza uma injeção de ar sangrado do motor para interagir e direcionar os gases de exaustão. Quando ativados simetricamente, esses injetores restringem o gases de exaustão como um bico convergente / divergente. Quando ativados assimetricamente, eles direcionam os gases de exaustão na direção de interesse.

Os bocais fixos do empuxo vetorado fluido permitem que a geometria externa do bocal seja mais otimizada para discrição radar e infravermelho (IR). A falta de sistemas de atuação mecânica também significa menos peças e menor peso. E com o empuxo vetorado, as superfícies de controle aerodinâmico ainda existentes podem ser menores e usadas com menos frequência, melhorando assim a furtividade.

Caso não seja tecnicamente ou economicamente viável um empuxo vetorado totalmente fluido, uma solução intermediária seria o empuxo misto, com vetoramento mecânico 2D atuando no eixo vertical e o vetoramento fluido no eixo lateral, criando assim um vetoramento 3D capaz de suprimir a cauda completamente.

Uma solução mais conservadora é suprimir apenas os profundores de cauda e utilizar uma superfície de comando única para o movimento de guinada e arfagem, substituindo profundores e lemes verticais por uma única superfície de comando. A aeronave não seria tão furtiva quanto um modelo totalmente sem cauda, mas seria potencialmente mais furtiva do que os atuais caças de quinta geração.

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Um design “conservador” 6G manteria parte da cauda.

Para uma melhor supressão da assinatura IR, melhorar a ciência dos materiais provavelmente produzirá materiais com emissividade menor e mais controlável em diferentes comprimentos de onda.

Os motores de cliclo variável em desenvolvimento fornecerão mais bypass de ar frio para mistura-lo rapidamente aos gases de exaustão e diminuir a assinatura IR da pluma de exaustão. O bypass do ar pode ser ativamente resfriado antes de ser injetado no escape. Se a tecnologia de detecção de IR avançar mais rapidamente do que a supressão de IR, contramedidas infravermelhas direcionadas podem ser instaladas.

Uma das principais tecnologias por trás do motor de ciclo variável é o fan adaptativo, que permite através de um terceiro fluxo de ar que o motor varie sua taxa de bypass dependendo da altitude e velocidade da aeronave. O ar flui através do terceiro fluxo, conforme necessário, para aumentar ou diminuir a taxa de bypass – ou, alternativamente, usar o fluxo de ar extra para o resfriamento dos gases de exaustão. Taxa de bypass, para quem não é familiarizado, é a quantidade de ar que passa por fora do núcleo do motor sem atuar na queima do combustível.

O desempenho do motor pode ser variado em todo o envelope de voo, alternando automaticamente entre um modo de alto empuxo para potência máxima e um modo de alta eficiência para uma economia de combustível ideal. Isso significa um novo leque de possibilidades operacionais:

Modo de alto empuxo: Direciona a maior parte do ar através do núcleo do motor, proporcionando maior empuxo durante o combate,  auxiliando por exemplo, no voo supercruise ou durante a decolagem.

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Modo de alta eficiência: Direciona o ar através do terceiro fluxo do motor para reduzir drasticamente o consumo de combustível, fornecer maior alcance e permitir que os pilotos persistam por mais tempo em áreas de interesse.

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As análises de desempenho de motores de ciclo variável sugerem que um caça de sexta geração terá alcance muito maior do que aeronaves anteriores de mesmo porte. Além disso, a aeronave será rápida – com aceleração muito alta – e terá excelente eficiência de cruzeiro subsônico.

Um motor de ciclo variável seria capaz de configurar-se para máxima eficiência em qualquer combinação de velocidades e altitudes. Por exemplo, ele poderia funcionar quase como um turbojato a velocidades supersônicas enquanto se comporta como um turbofan para um voo cruzeiro eficiente. As indicações até o momento apontam para projetos de aeronaves que teriam a taxa de finessidade necessária para supercruise – mesmo que os requisitos não exijam explicitamente tal capacidade.

No escopo da carga de combate da sexta geração, o destaque evolucionário, ou revolucionário, será o uso de energia dirigida (laser) de forma ofensiva. Atualmente sistemas DIRCM já são capazes de orientar um feixe laser defensivo para cegar mísseis IR entrantes, mas o objetivo final é a utilização defensiva do laser para desabilitar qualquer tipo de míssil e ofensivamente aeronaves relativamente próximas. Alvos em solo também podem ser engajados em missões de apoio aéreo aproximado.

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O laser ofensivo será realidade em uma ou duas décadas.

Diferente dos mísseis, o laser oferece uma carga praticamente inesgotável de disparos. A capacidade de direcionamento permitirá também que aeronaves menos manobráveis possam engajar alvos em um amplo quadrante, diminuindo a necessidade de sucessivas manobras com elevada sobrecarga. Em teoria, um alvo poderia ser engajado em qualquer quadrante, oferecendo assim uma capacidade defensiva próxima de 360°, a limitação estaria no sistema de direcionamento e não mais na capacidade de manobra da aeronave e mísseis associados.

3. Alas não tripulados

O caça tripulado de sexta geração não irá operar apenas com elementos legados, como outros caças tripulados, mas também com drones furtivos, que poderão atuar como alas imediatos ou um enxame desagregado dentro da arquitetura SoS.

O foco estará no piloto no cockpit definindo as tarefas e passando-as para seus alas não tripulados na esquadrilha ou para um enxame de drones operando de forma desagregada, que então distribuiriam a tarefa entre si, executando-a de forma autônoma.

Os elementos não tripulados poderão ser desde drones mais “simples” dedicados à inteligencia vigilância e reconhecimento (ISR), e/ou drones  capazes de atuar como plataforma ISTAR designado alvos para a rede de combate, ou até mesmo drones do tipo UCAV (unmanned combat aerial vehicle – veiculo aéreo de combate não tripulado) capazes de engajar alvos sob o comando de um caça tripulado ou de um centro de comando e controle remoto.

Existe uma certa expectativa de que uma esquadrilha padrão da sexta geração tenha como elemento central um caça tripulada e sua variante não tripulada, nesse caso o ala seria um UCAV tão complexo quanto o próprio caça tripulado. Trata-se de uma solução desafiadora, já que exige um UCAV complexo e de elevado valor agregado.

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O caça de 6ª geração poderá ter versões não tripuladas.

A vantagem de uma variante não tripulado seria o raio de ação mais elevado ao abdicar dos sistemas de sustentação de vida e da aviônica responsável pela interface homem-máquina, mas sem perder a capacidade de atingir elevadas sobrecargas em manobras de combate, permitindo assim uma sinergia ideal para missões de superioridade aérea.

Além do raio de ação potencialmente maior, quando devidamente reabastecido por uma aeronave-tanque, o drone poderia permanecer em voo quase indefinidamente, apoiando diversas esquadrilhas ao longo do tempo. A elevada persistência de combate pode maximizar o número de surtidas, permitindo que um número menor de drones alas cumpram os mesmos objetivos de um número maior de homólogos tripulados.

Outra solução para um UCAV de elevado desempenho seria uma versão low-end diferente do caça tripulado. Essa versão adotaria uma aviônica e desempenho cinemático mais otimizados, porém suficientes para permitirem uma sinergia adequada em missões de superioridade aérea. Em vez de, por exemplo, atingir uma velocidade máxima igual a do caça tripulado (Mach 2), ele poderia limitar-se a uma velocidade ligeiramente menor (Mach 1.6), ou em vez de atingir 9G de sobrecarga, poderia limitar-se a 7G.

Na verdade, tudo indica que o caminho mais natural será, de fato, o dos UCAVs subsônicos de ataque tático, que já possuem diversos conceitos e demonstradores de tecnologia ao redor do mundo. Tradicionalmente esses modelos adotam um design de asa voadora para máxima furtividade, possuem também elevado raio de ação, carga de combate moderada e especializada, cinemática tímida e sensores otimizados.

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UCAVs subsônicos visam principalmente o ataque tático.

Devido à cinemática tímida, os UCAVs subsônicos não são indicados para missões de superioridade aérea, mas podem atuar de forma extremamente eficiente no ataque tático, seja como alas não tripulados ou como um elemento desagregada dentro da arquitetura SoS.

Até agora, falamos apenas sobre drones relativamente complexos e de elevada vida útil, porém ainda existe um espaço doutrinário tático a ser preenchido por drones semi-descartaveis e descartáveis.  Ambos podem saturar o adversário com um enxame resiliente.

Com o objetivo de manter-se acessíveis, UCAVs semi-descartáveis podem ser desenvolvidos com sensores simples aliados a um carga leve e otimizada. O efeito de um enxame baixo observável seria suficiente para penetrar zonas fortemente contestadas.

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Drones semi-descatáveis podem apoiar caças tripulados.

A ideia é que esses UCAVs semi-descartáveis possam ser perdidos “voluntariamente” em combate contra ameaças de elevado valor tático, enviando-os, se necessário, em uma missão unidirecional. Alternativamente, os veículos sobreviventes poderiam ser repetidamente recuperados e lançados novamente.

Caso surja  a necessidade, drones de média complexidade e semi-descartáveis podem criar uma verdadeira arquitetura Sistema de Sistemas Distribuídos, Desagregados (SoSDD), onde cada drone atuaria com poucos sensores especializados (ESM, ou ECM, ou IRST, ou radar…), mas alimentando a nuvem de combate a partir de diferentes perspectivas. Alguns drones, inclusive, poderiam atuar apenas como UCAVs portador de armas, sem qualquer sensor

Por fim, no nível mais baixo da camada não tripulada estão os drones descartáveis. Um enxame de drones descartáveis lançados a partir de aeronaves transportadoras pode saturar qualquer rede de defesa aérea.

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Enxame de drones descartáveis buscará a saturação.

Com uma carga modular composta por sistemas de guerra eletrônica para jamming stand-in, esses veículos poderiam degradar a consciência situacional do inimigo antes de lançar-se contra o mesmo, já uma carga explosiva poderia ser usada em um ataque suicida com danos físicos mais significativos.

4. PCA, a sexta geração da USAF

O programa PCA (Penetrating Counter-Air) é o plano da USAF para colocar em campo uma arquitetura Sistema de Sistemas centrada em um caça de superioridade aérea de sexta geração em algum momento da década de 2030. A USAF emprega atualmente os primeiros caças de quinta geração do mundo (F-22 Raptor) e uma frota considerável de F-15C mais antigos na missão de superioridade aérea, ambos deverão ser substituídos pelo PCA.

O PCA terá como núcleo um caça de sexta geração tripulado, apelidado de F-X, destinado a penetrar em redes de defesa aérea inimigas ao lado do bombardeiro furtivo B-21 e do caça furtivo multifunção F-35, fornecendo escolta sobre o território inimigo. Talvez o F-X seja qualificado como uma aeronave multifunção, mas a missão principal será, de fato, a superioridade aérea.

Em um vídeo promocional da Lockheed Skunk Works lançado em 2017 para coincidir com o 70º aniversário da Força Aérea dos Estados Unidos, uma aeronave, que parece apontar para um conceito de sexta geração tripulado, faz uma breve aparição.

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Conceito de um caça de 6ª geração da LM Skunk Works.

O conceito apresentado pela Lockheed Skunk Works lembra bastante o demonstrador de tecnologia YF-23 Black Widow, que concorreu no início da década de 90 com o YF-22 no programa ATF (Advanced Tactical Fighter). Ele possui enormes asas em delta, com os estabilizadores verticais funcionando também como profundores, que foram suprimidos em favor de uma fuselagem mais furtiva.

A aeronave porém, parece adotar tomadas de ar DSI semelhante as do F-35, esse tipo de tomada de ar é conhecida pela suas excelentes propriedade furtivas. Nesse caso, porém, as tomadas parecem mais bem integradas na fuselagem do que no F-35, o que poderia contribuir para uma assinatura radar ainda mais reduzida.

A Boeing também lançou em 2016 uma arte conceitual para o jato de combate de última geração para a USAF, um design elegante e sem cauda que apresenta um cockpit tripulado.

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Conceito de um caça de sexta geração da Boeing.

A imagem indica um caça teoricamente mais furtivo, porém menos manobrável do que o conceito apresentado pela Lockheed Skunk Works, já que abandona toda a cauda, enquanto o conceito da Lockheed Skunk Works abandonou “apenas” os profundores de cauda. Como os requisitos de furtividade e manobrabilidade ainda serão definidos, somente depois disso é que as fabricantes poderão congelar um design.

Independente do design definitivo, a USAF já entendeu que o caça da próxima geração deve integrar-se em uma estrutura de combate maior, possivelmente incluindo alas não tripulados. Há anos a USAF tem trabalhado em equipes tripulada  / não-tripulada, a que se referem como “Loyal Wingman” (Ala Leal).

A capacidade básica de um UCAV foi comprovada há mais de uma década sob o disfarce de um programa liderado pela DARPA e Boeing Phantom Works que se concentrou em um par de aeronaves demonstradoras de tecnologia, designadas X-45A.

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Os dois X-45A atestaram a validade do conceito UCAV.

O X-45A era uma aeronave furtiva com compartimentos de armas que lhes permitiam soltar pequenas munições guiadas por GPS durante os testes. Em geral, os X-45 eram menores do que um modelo de produção do UCAV seria, mas como demonstradores de tecnologia costumavam provar que o conceito de UCAV em rede poderia funcionar, eles estavam muito além do adequado.

A idéia por trás do programa não era apenas pilotar um drone furtivo remotamente através de uma interface de comando e controle semi-autônoma, mas provar que esses jatos poderiam trabalhar juntos com o mínimo de comandos, reagindo como uma equipe ao ambiente de combate e sobrevivendo para lutar outro dia depois de completar seus objetivos.

Em 2015, a Lockheed Martin, em cooperação com a CalSpan Corporation, carregou seu software autônomo de planejamento de missões na venerável aeronave experimental NF-16 VISTA da Escola Piloto de Testes da Força Aérea e demonstrou a capacidade de um F-16D Block 50 de dois lugares voar em segurança com um F-16 modificado não tripulado.

Dois anos depois, durante um experimento chamado Have Raider II, esse par de aeronaves realmente passou pelos procedimentos de uma missão de ataque simulada. O F-16 sem piloto atacou alvos simulados no solo de forma autônoma com base em um conjunto estabelecido de parâmetros, mas também modificou seu padrão de voo em resposta a ameaças simuladas e outras condições ambientais variáveis, como o corte de seu datalink.

Atualmente existe também estudos dentro da USAF em busca de drones semi-descartáveis, o programa surgiu através da iniciativa LCASD (Low-Cost Attritable Strike Demonstration). O XQ-58A Valkyrie, desenvolvido pela Kratos dentro dessa iniciativa, busca demonstrar a viabilidade do conceito.

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XQ-58A desenvolvido dentro da iniciativa LCASD.

O Valkyrie terá um design furtivo; raio de ação de 2.800km com carga útil de 500lb (suficiente, por exemplo, para duas bombas SDB GBU-39); velocidade máxima de Mach 0.9; capacidade de decolagem e aterragem independente de pista; e custo de aquisição de 3 milhões de dólares ou menos por unidade em lotes de até 99 unidades por ano, e 2 milhões ou menos por lotes de 100 ou mais unidades por ano.

Enquanto o Valkyrie tenta validar o conceito de um drone semi-descartável, a USAF já utiliza uma versão primitiva do que seriam os drones descartáveis da próxima geração. O programa MALD (Miniature Air-Launched Decoy) remonta à década de 90. A ideia original era usar um enxame de mísseis para imitar um ataque ao espaço aéreo inimigo, falsificando a assinatura radar e os perfis de voo das aeronaves de combate americanas.

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Carga de MALDs em um bombardeiro pesado B-52.

O Conceito cresceu em tamanho e capacidade ao longo dos anos. Hoje, o MALD é lançado por caças táticos e bombardeiros pesados, tem um alcance de aproximadamente 800km e um tempo de voo de uma hora. A versão MALD-X pode acomodar diferentes cargas úteis de guerra eletrônica, fornecendo jamming do tipo stand-in, ou seja, operando dentro da zona de engajamento de armas da ameaça SAM, posicionando-se entre a mesma e a aeronave a ser protegida.

O MALD-X também pode ser redirecionado em voo através de um datalink onboard e será capaz de penetrar em baixa altitude através do território inimigo antes de encontrar a área alvo e começar a usar a guerra eletrônica. Será interessante ver como o conceito MALD evoluirá nos próximos anos.

Apesar do silêncio da USAF, está claro que o dinheiro está sendo gasto para levar o esforço PCA adiante. No ano fiscal fiscal de 2019, o serviço solicitou 504 milhões de dólares para a “dominação aérea da próxima geração”, seu portfólio de futuras tecnologias de combate. A Força Aérea espera elevar o financiamento para 1,4 bilhão no ano fiscal de 2020, atingindo uma alta de 3,1 bilhões no ano fiscal de 2022.

5. F/A-XX, a sexta geração da US Navy

Em 2018 o chefe de operações navais da US Navy, o almirante John Richardson, estabeleceu metas agressivas de aquisição e revisão de como a US Navy desenvolve novas tecnologias e implementa conceitos operacionais em uma revisão abrangente de seu projeto de manutenção da superioridade marítima. Uma dessas metas visa identificar até o final de 2019 os requisitos de toda uma família de sistemas para substituir o F/A-18E/F e o EA-18G até 2030.

Os requisitos da US Navy diferem dos requisitos da USAF, enquanto a USAF mira uma  capacidade sistema de sistemas nucleada em uma aeronave de superioridade aérea, a US Navy necessita de um caça multifunção (F/A-XX) como núcleo do sistema de sistema, com foco no aumento de alcance e velocidade sobre as plataformas Super Hornet existentes. O objetivo é operar dentro de uma zona A2AD, especialmente no Pacífico ocidental, enquanto melhora a capacidade de sobrevivência do grupo de ataque nucleado em um porta-aviões ao operar mais distantes do teatro de operações.

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O F/A-XX terá os requisitos definidos até o final de 2019.

A Marinha dos EUA e a Força Aérea dos EUA ainda estão criando os requisitos para sua próxima geração de caças, mas o desenvolvimento dos motores que irão alimentar essas aeronaves já está bem encaminhado. Os motores dos caças F/A-XX e F-X serão a parte tecnologicamente mais desafiadora de seu desenvolvimento. Como tal, o Pentágono, através das fabricantes de motores Pratt & Whitney e General Electric, já começou a trabalhar no desenvolvimento desses sistemas de propulsão da próxima geração.

A Força Aérea tem sua tecnologia de motor versátil adaptável (ADVENT), desenvolvimento de tecnologia de motor adaptativo e os programas NextGen amadurecem a tecnologia de motores de próxima geração para um futuro caça FX enquanto a Marinha tem seu programa VCAT (Variable Cycle Advanced Technology) olhando como essas mesmas tecnologias poderiam ser adaptado para a aviação naval.

No campo dos UCAVs, durante a década de 2010, a US Navy bancou o demonstrador de tecnologia conhecido como N-UCAS, que deu originem ao Northrop Grumman X-47B Pegasus, um UCAV capaz de operar a partir de seus porta-aviões. Essa aeronave mostrou-se capazes de feitos incríveis, incluindo pouso, lançamento e operação a partir do convés de um porta-aviões em 2013, bem como reabastecimento autônomo em pleno ar em 2015.

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X-47B durante um reabastecimento em pleno voo.

Enquanto um UCAV não integra a ala embarcada de um porta-aviões, a US Navy prepara-se para colocar em operação no início da próxima década o MQ-25 Stingray, um UAV destinado a atuar como aeronave-tanque para seus caças tripulados. O bom desempenho operacional do MQ-25 poderá ser o trampolim que falta para uma iniciativa UCAV definitiva.

6. FCAS, a sexta geração europeia

A França e a Alemanha assinaram em 31 de janeiro de 2019 um contrato – um Estudo de Conceito Conjunto (Joint Concept Study – JCS) – de dois anos e avaliado em 65 milhões de euros com as empresas Airbus Defence and Space (Alemanha) e Dassault Aviation (França). O dinheiro será dividido 50/50 entre dos dois parceiros.

O objetivo do JCS é conceituar as diferentes capacidades para o Sistema de Combate Aéreo do Futuro (FCAS – Future Combat Air System) e preparar o caminho para o seu projeto, industrialização e capacidade operacional total estimada até 2040.

O FCAS é mais que um avião de combate, é um sistema de sistemas que consolida uma grande variedade de elementos interconectados e interoperáveis: um caça de nova geração, drones MALE (medium-altitude, long endurance), a frota atual de aeronaves Rafale e Typhoon (que ainda estará em serviço após 2040), mísseis e enxames de drones.

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O FCAS será um SoS com elementos interconectados.

Todo o sistema será conectado e operável com uma vasta gama de aeronaves, satélites, sistemas da OTAN, bem como sistemas de combate terrestres e navais. A nova geração de aviões de combate completará e eventualmente substituirá a partir de 2040 os caças Rafale e Typhoon.

O Caça de Nova Geração (Next Generation Fighter – NGF) será um caça de sexta geração tripulado e elemento central do FCAS, que ainda terá o piloto embarcado como principal tomador de decisões. Franceses e alemães pretendem voar um demonstrador do NGF até 2025, visando substituir suas atuais frotas de aviões de combate por um novo caça capaz de superar os mais modernos sistemas de defesa aérea, com a capacidade operacional sendo declarada por volta de 2040. A Dassault (França) liderará o desenvolvimento e a Airbus D&S  (Alemanha) atuará como parceira júnior.

A França também liderará o desenvolvimento dos motores do NGF, provavelmente seguindo o conceito de ciclo variável, que serão desenvolvidos pela francesa Safran Military Engines com a alemã MTU Aero Engines como parceira júnior.

Um modelo do NGF foi apresentado na Euronaval 2018, curiosamente ele difere significativamente do New Fighter (NF), divulgada pela Airbus Defence and Security em 8 de novembro de 2017 na IQPC International Fighter Conference. Isso significa que os designers franceses assumiram de fato o desenvolvimento da aeronave.

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Modelo do NGF apresentado na na Euronaval 2018.

O NF tinha o layout mais clássico das aeronaves de quinta gerações atualmente existentes, enquanto o NGF é caracterizado por um sistema de asas em delta trapezoidal e ausência  de cauda vertical. O sistema delta também é visível no modelo britânico BAE Tempest em grande escala divulgado em 2018, mas a cauda clássica foi preservada. O NGF também deverá operar embarcado em porta-aviões.

O Sistema de Arma de Próxima Geração (Next Generation Weapon System – NGWS) é formado pelo NGF e seus alas não tripulados. Assim como no NGF, a francesa Dassault liderará o  desenvolvimento do NGWS, com a Airbus D&S atuando como parceira júnior. 

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O NGWS será formado pelo NGF e drones alas.

O NGWS, por sua vez, faz parte do FCAS mais amplo, que incluirá também satélites, aeronaves legado (Rafale, Typhoon), radares terrestres, AWACS, petroleiros, drones e outros componentes de apoio. A Airbus DS assumirá a liderança dessa rede de sensores e sistemas nos quais o NGWS será integrado.

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Rafale e Typhoon inicialmente farão parte do FCAS.

Ainda há muito a ser decidido em termos de quais ativos serão combinados no FCAS; a definição de suas missões e, portanto, seus requisitos técnicos, bem como quem os projetará e produzirá. Esses sistemas variam de mísseis a satélites, a radares baseados em terra a outros sensores, a elaboração de ordens táticas e estratégicas de batalha e a sua fusão em um quadro operacional comum. Este aspecto do trabalho de desenvolvimento também será liderado pela Airbus.

A Espanha também decidiu integrar o programa FCAS. Em 28 de novembro de 2018, o Ministro da Defesa espanhol Margarita Robles pediu a integração completa da Espanha no programa. Estima-se que o custo inicial para a Espanha seja de aproximadamente 25 milhões de euros em dois anos.

7. Tempest, a sexta geração do Reino Unido

Em julho de 2018, na feira bienal Farnborough Airshow, o Ministério da Defesa do Reino Unido revelou seus planos para um novo caça furtivo chamado Tempest (Tempestade), que eventualmente deverá substituir seus Eurofighter Typhoon.

Os slides sobre o Tempest apresentados no evento descreveram uma série de requisitos básicos cada vez mais comuns para um projeto avançado de jato de combate. Embora descrito como um projeto de sexta geração, o que a BAE Systems e seus parceiros mostraram até agora parece muito com o que muitos países estão procurando para novos caças de quinta geração avançados (5.5G).

Team-Tempest

A maquete e a arte conceitual do Tempest mostram um design de pipa invertida semelhante ao usado pela maioria dos veículos UCAV, como o X-47B ou o nEUROn , mas a presença dos estabilizadores verticais inclinados indicam a preferência por  uma “agilidade do tipo caça”. No entanto, esses estabilizadores também limitam a extensão em que a assinatura radar pode ser reduzida, especialmente contra radares “contrafurtivos” de baixa frequência.

O Reino Unido parece estar procurando uma quantidade significativa de modularidade e componentes reconfiguráveis ​​na aeronave. Os jatos terão um compartimento de carga modular, que pode acomodar armas – incluindo armas ofensivas e defensivas de energia direcionadas – sensores adicionais, conjuntos de guerra eletrônica ou outros sistemas para permitir o desempenho de múltiplos papéis.

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Os slides descreveram também a necessidade de uma “autonomia escalável”, o que implicaria em um caça opcionalmente tripulado. Além disso, o objetivo é que um único Tempestade tripulado possa emitir ordens para várias versões autônomas sem piloto, ou controlar enxames de outros drones menores.

8. China e Rússia na corrida da sexta geração

Os EUA planejam substituir seus caças de quinta geração pela sexta em meados da década de 2030, enquanto isso a Europa tenta pular da quarta geração diretamente para a sexta em um esforço pós-2040. A China e a Rússia, porém, estão alocando seus esforços em uma iniciativa de quinta geração para a próxima década.

A China deve tornar seu J-20A de quinta geração plenamente operacional dentro de dois anos, mas a aeronave ainda enfrente alguns desafios centrais, como a ausência de um motor específico, as aeronaves iniciais são alimentadas por motores russos “antiquados”. Logo, é improvável que qualquer esforço de sexta geração chinês avance de forma significativa antes da maturação do J-20 na próxima década.

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A China ainda enfrenta desafios com seu J-20.

A China, porém, possui o segundo maior orçamento militar do mundo e vem produzindo novos sistemas de armas de forma agressiva, qualquer  gap inicial de sexta geração poderá ser rapidamente encurtado. Atualmente a China possui a segunda maior iniciativa de aeronaves não tripuladas do mundo, neste campo deverá andar lado a lado com players mundiais, rivalizando diretamente com os EUA.

Para a Rússia o desafio é maior, seu Su-57 de quinta geração carece de um motor específico e possui deficiências crônicas em furtividade, além disso não verá sua produção em larga escala pelo menos até 2025. Apesar de algumas iniciativas promissoras, como o UCAV Hunter, um caça tripulado de sexta geração não deve ser priorizado enquanto o Su-57 não alcançar sua produção seriada em larga escala pós-2025.

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O UCAV Hunter atuará ao lado do Sukhoi Su-57.

Em um primeiro momento, tanto russos como chineses devem montar uma arquitetura SoS centralizada em seus atuais caças de quinta geração, alocando esforços no desenvolvimento de alas não tripulados, drones desagregados e nos sistemas de apoio.

Uma arquitetura SoS centralizada em um caça de quinta geração apoiado por alas furtivos não tripulados dentro de uma zona AA/AD ainda será um desafio significativo para qualquer agressor. Além disso, a iniciativa de quinta geração deve garantir até meados de 2040 a superioridade aérea de ambos, China e Rússia, sobre qualquer país que não seja os EUA.

 

Um comentário sobre “Sexta Geração, mais do que um caça, uma arquitetura Sistema de Sistemas

  1. As FFAA americanas “já tem” a tecnologia para implantar boa parte do SoS, o grande gap/dificuldade – e que todos enfrentarão – é a disponibilidade de largura de banda em suas respectivas redes de satélites. Se os US tem limitação em manter um número de DL simultâneos imagina os outros.

    O Tecnomilitar poderia fazer um artigo sobre esse tópico – Os desafios que envolvem manter uma cobertura de DL em larga escala em diferentes partes do Globo ao mesmo tempo.

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