Si bien representan una maravilla de la ingeniería moderna, los motores a reacción dependen en última instancia de un requisito relativamente simple: el aire. Para convertir el combustible en fuego y el fuego en propulsión, los motores de un caza deben ingerir, comprimir y quemar enormes cantidades de aire. A máxima potencia, esto podría equivaler a la ingesta de hasta 500 libras de oxígeno por segundo.
La importancia del flujo de aire se puede ver en los principios de diseño de cada caza moderno de quinta generación. El F-22 Raptor, el Su-57 Felon y el J-20 Mighty Dragon cuentan con grandes tomas de aire laterales dobles capaces de recoger e impulsar grandes cantidades de aire directamente al motor. Al mismo tiempo, estas tomas están diseñadas para garantizar que el flujo de aire permanezca limpio. El aire “limpio”, en el contexto del combate aéreo, generalmente se refiere a un flujo de aire suave, sin perturbaciones y de alta velocidad que ingresa al compresor. Para lograr esto, los jets modernos emplean diseños de entrada altamente sofisticados destinados a proporcionar un flujo de aire continuo, suave y altamente comprimido.
Pero más allá de ese complejo ámbito de la propulsión a chorro que respira aire y la Ciclo de Braytonel aire “limpio” también exige consideración en su sentido más literal. El polvo, las piedras, los fragmentos de hormigón, los trozos de metal y otros desechos representan posibles desechos de objetos extraños o FOD. Estos simples detritos existen en todos los aeródromos, pero si son absorbidos por un motor, pueden golpear las paletas del compresor a velocidades extraordinarias, causando daños críticos o catalizando fallas en cascada.
Los cazas actuales resuelven brillantemente los problemas de flujo de aire. Pero el Mikoyan MiG-29 Fulcrum también fue diseñado para resolver el problema FOD. ¿Cómo se puede mantener respirando un turborreactor con flujo de aire central cuando la propia pista puede estar intentando alimentarlo con grava? La respuesta es una de las características más extrañas e ingeniosas del Fulcrum: puertas anti-FOD que cubren las entradas, combinadas con entradas de aire auxiliares montadas en la parte superior.
El MiG-29: un caza construido para una pista rota
El MiG-29 fue concebido durante la Guerra Fría y fue diseñado para luchar en un campo de batalla muy diferente al de los cazas modernos en la era de la contrainsurgencia de las últimas décadas. Los planificadores soviéticos tenían todos los motivos para creer que los aeródromos estarían entre los primeros objetivos de una gran guerra europea. Las pistas quedarían llenas de cráteres, las plataformas de estacionamiento y las calles de rodaje serían golpeadas y, en lugar de superficies cuidadosamente barridas, los aviones serían arrastrados a pistas llenas de cemento destrozado y chatarra de metal.
Para un combatiente que se esperaba que operara cerca del frente, eso creaba una grave vulnerabilidad. El FOD no es simplemente un inconveniente, ya que un trozo de residuo que ingresa en un motor a reacción puede golpear las paletas guía o las palas del compresor, deformándolas o rompiéndolas. Incluso un daño aparentemente menor puede crear un desequilibrio aerodinámico, reducir la eficiencia y, en casos severos, catalizar la parada del compresor o fallas mecánicas en cascada en el núcleo del motor.
La respuesta del MiG-29 fue notablemente simple. Durante el despegue y el aterrizaje, mientras el sensor de peso sobre las ruedas estaba activado, las “puertas” FOD sellaban automáticamente las entradas del motor ventral principal del avión. En cambio, los motores aspirarían aire a través de tomas auxiliares en las superficies superiores de las extensiones de la raíz del ala. Esto mantuvo la principal fuente de aire para el despegue y el aterrizaje alejada de los escombros que se levantaban debajo del avión.
Una vez en el aire, las tomas principales se abrirían y tomarían el control. Como ventaja adicional, en algunas condiciones de flujo de aire perturbado, como durante una maniobra de alto ángulo de ataque, las rejillas de admisión auxiliares revoloteaban cuando la presión trabajaba contra los resortes que las mantenían cerradas, abriendo una segunda ruta para el aire hacia el motor mientras las tomas principales luchaban contra la separación del flujo de aire o un ángulo de flujo de entrada deficiente.
El peligro olvidado de la contienda simétrica
Dentro del mundo de la inteligencia técnica, se está haciendo evidente un cambio en el entorno de amenazas. Los aviones de combate actuales representan la evolución a lo largo de una era estratégica en la que a menudo se asumía la supremacía aérea y los adversarios asimétricos no poseían la capacidad de atacar bases aéreas de retaguardia. Décadas de guerra expedicionaria de contrainsurgencia reforzaron la creencia de que los combatientes sólo operarían desde instalaciones fuertemente defendidas y bien mantenidas, mucho más allá del alcance de un enemigo. Las pistas llenas de cráteres y llenas de escombros de combate no se consideraron una preocupación, por lo que las soluciones mecánicas dedicadas específicamente a la protección FOD podrían descartarse para ahorrar peso y permitir diseños aerodinámicamente más eficientes.
Sin embargo, esa suposición está empezando a parecer cada vez más frágil en una era inminente de conflicto simétrico entre adversarios pares. Los aeródromos vuelven a ser objetivos valiosos y alcanzables. Los drones, misiles y otras armas de largo alcance pueden convertir en minutos una pista que antes era segura en un campo de escombros. La metralla, los restos o los fragmentos de hormigón, todos ellos FOD, se están convirtiendo en un problema cada vez más probable para las operaciones aéreas del futuro cercano, y para el que ningún caza de quinta generación tiene una solución genuina.
Incluso una pequeña abolladura, grieta o defecto en una paleta del compresor, paleta guía u otro componente interno puede crear tensiones y problemas compuestos que se propagan aguas abajo. En el combate aéreo de alto rendimiento, donde los componentes de los aviones operan cerca de sus límites, ese pequeño defecto puede tener inmensas consecuencias. En muchos aspectos, un rayo o un trozo de asfalto descarriado puede ser casi tan peligroso como un misil adversario.
Aunque las puertas auxiliares FOD del MiG-29 pueden parecer un artefacto de la Guerra Fría, fueron diseñadas en torno a un problema que puede estar regresando. Entonces, si bien el Raptor puede ser el objeto más mortífero en el cielo, eso no significa nada si un guante de FOD sella su destino antes del despegue.
