Evaluación de pruebas del gancho de apontaje del F-35C

Sobre la prueba del gancho de cola del F-35C

• El F-35C es una variante del caza de ataque conjunto F-35 diseñada para portaaviones de la Marina de EE. UU. que operan con CATOBAR (despegue asistido por catapulta y recuperación asistida por cables).
• Esta aeronave despega mediante catapultas de vapor o electromagnéticas y, al aterrizar, engancha el cable de apontaje usando el gancho de cola.
• El gancho de cola permanece cubierto en vuelo por una compuerta con forma de concha, y se controla electrónicamente y se acciona hidráulicamente.

Fallas en las pruebas iniciales

• En el verano de 2011, comenzaron en Lakehurst NAS las pruebas de compatibilidad del F-35C con portaaviones.
• Al inicio de las pruebas, el gancho de cola no funcionó correctamente, algo que un técnico ya había anticipado durante el ensayo.
• Había una limitación de diseño porque la posición del gancho de cola no estaba a más de 7 pies del centro del eje del tren de aterrizaje principal.

Problema de diseño y error del modelo

• Los ingenieros de Northrop Grumman diseñaron el sistema con base en un modelo computacional que simulaba el comportamiento del cable de apontaje, pero el modelo era incorrecto.
• El cable de apontaje debía golpear el neumático al aterrizar, generar una onda y luego quedar aplanado sobre la cubierta, pero en la práctica no se aplanaba y pasaba por encima del gancho de cola.

Dificultades durante el proceso de pruebas

• Se hicieron varios intentos para lograr que el gancho de cola funcionara correctamente, pero fracasaron.
• La alta aceleración angular del gancho de cola dañó el equipo de medición, y el huracán Irene interrumpió las pruebas.

Rediseño del gancho de cola

• El nuevo gancho de cola incorporó un hold-down damper más robusto, un nuevo upstroke damper, limitadores laterales mejorados y equipos de instrumentación con mayor durabilidad.
• El nuevo gancho de cola se diseñó con forma de pala para poder atrapar el cable de apontaje incluso en cubiertas más bajas.

Problemas persistentes y solución

• Continuaron apareciendo problemas en el rodamiento interno del pasador de pivote de pitch del gancho de cola, por lo que fue necesario reemplazar el pasador con frecuencia.
• Los ingenieros encontraron una forma de sustituir el pasador de pivote sin tener que realizar una nueva calibración.

Etapa final de pruebas

• En 2016, se realizaron pruebas de aterrizaje descentrado con armamento externo usando el CF-03.
• En una de las pruebas, un F-35C aterrizó con un ángulo anormal y rebotó con fuerza, pero el piloto recuperó el control.
• Ese incidente obligó a reemplazar el tren de aterrizaje, y se suspendieron oficialmente los intentos de aterrizaje descentrado y los aterrizajes usando solo el cable de apontaje.

Opinión de GN⁺

• Las pruebas del gancho de cola del F-35C muestran que en el diseño y ensayo de aeronaves pueden surgir problemas inesperados. Esto refleja los desafíos inherentes del trabajo de ingeniería con sistemas complejos.
• El artículo ofrece una perspectiva interesante sobre la complejidad de los proyectos de desarrollo aeronáutico y sobre cómo los equipos de ingeniería resuelven problemas reales a los que se enfrentan.
• Desde una mirada crítica, estos problemas pueden provocar aumentos de costos y retrasos en el calendario del proyecto, lo que puede influir en los debates relacionados con el presupuesto de defensa.
• En el desarrollo de aeronaves se subraya la importancia de la simulación y de las pruebas reales, algo que también puede aplicarse a otros proyectos tecnológicos avanzados.
• Antes de adoptar esta tecnología, es importante realizar verificación y validación (V&V) de los modelos de simulación, y contar con un proceso que permita detectar y corregir temprano defectos de diseño mediante pruebas exhaustivas en entornos reales.

[GN⁺]

Comentarios en Hacker News

• Comentario del autor: dice que no esperaba que este artículo llegara a Hacker News. Es una historia de guerra de ingeniería que compartió.
• Sobre que los medios señalen las iteraciones de diseño del F-35 como prueba de que fue sobrevalorado o de que es inferior a los jets existentes, un comentarista lo ve como innovación y nuevos intentos; aunque haya fracasos en el camino, al final es el proceso de crear un jet asombroso.
• Pregunta técnica sobre el aterrizaje del F-35C: si el F-35C necesita estar cerca del centro al aterrizar para que el gancho enganche correctamente, y qué significa "wire only".
• Dice que todo ingeniero ha sido engañado por equipo de pruebas defectuoso, y que todo ingeniero con experiencia ha sido engañado por confiar en equipo de pruebas que sí funcionaba correctamente. Dice que disfrutó leer este artículo.
• Un exmecánico de Harrier y ahora ingeniero quiere escuchar más sobre el desarrollo del F-35B. Dice que durante su servicio entre 2002 y 2007 le dijeron muchas veces que aprendería a trabajar en el F-35B, pero que en realidad nunca pasó.
• Dato interesante sobre el F-35C: cuando se ordenó/diseñó, no existía ninguna aeronave capaz de reemplazar el motor en un portaaviones. No cabía en el C2 Greyhound, y aunque sí cabe en las variantes CMV-22B Osprey y CH-53K King Stallion, esas aeronaves apenas comenzaron a existir recientemente.
• En tono de broma, dice que así es como ocurre el progreso en el mundo: un ingeniero no quiere crear un nuevo formato XML y así le ahorra tiempo y dinero al programa. Dice que, trabajando en salud, tecnología financiera, publicidad y otros campos, escribió o depuró parsers de XML en unas 20 lenguas para evitar tener que lograr consenso sobre un nuevo formato.
• Bromea con que los nuevos portaaviones tienen catapultas electromagnéticas, y que quizá, como los autos híbridos, podrían usar frenado regenerativo para recargar los capacitores de la catapulta y ahorrar mucha energía.
• Una persona que trabajó como ingeniero de software junior en el IFLOLS extraña este tipo de ingeniería real después de dejar el gobierno y trabajar en varios startups de software.
• Hay un comentario con curiosidad sobre si la información relacionada con lo militar no estaría clasificada, si se necesitó aprobación para publicarla, o si el ejército de EE. UU. no es tan estricto con este tipo de información (la mencionada en el artículo).