L’US Air Force (USAF) ha segretamente progettato, costruito e portato in volo il prototipo del Next Generation Air Dominance (NGAD)
Secondo quanto dichiarato da Will Roper, Assistant Secretary dell’USAF, un prototipo del futuro caccia di sesta generazione NGAD (Next Generation Air Dominance) ha già iniziato una campagna di test in volo e prove dimostrative. Questo “scoop”, com’è comprensibile, ha generato una certa sorpresa nella stampa e tra gli appassionati del mondo della difesa, molti dei quali, pur essendo al corrente del fatto che gli USA stessero lavorando ad un caccia stealth di sesta generazione, non immaginavano che il programma avesse già raggiunto un tale avanzamento tecnologico. Come già accaduto in passato per lo sviluppo di piattaforme strategiche come l’SR-71, l’F117 Nighthawk e l’RQ-170 Sentinel, il Dipartimento della Difesa statunitense ha preferito lavorare mantenendo il nuovo progetto in un alone di segretezza al fine di ridurre al minimo il rischio che nazioni ostili possano entrare in possesso di dati sensibili, annullando rapidamente i vantaggi derivanti dal programma stesso.
Will Roper, pertanto, ha rifiutato di fornire ulteriori dettagli sulle caratteristiche dell’aereo.
E’ certo che tutte le analisi e le speculazioni fatte sul nuovo sistema di sistemi aeronautico si basano sulle rappresentazioni fatte circolare dal Pentagono e dalle maggiori aziende coinvolte nel progetto.
E’ certo altresì che il Dipartimento della Difesa statunitense stia puntando alla realizzazione di un velivolo:
- privo di timoni di coda;
- con scarichi dei propulsori stealth affogati all’interno della struttura;
- capace di utilizzare armi LASER ad energia diretta.
Sarà un velivolo pilotato e non, molto più avanti della concorrenza, diverso dal “Tempest” anglo-italo-svedese e dal “Future Combat Air System” franco-tedesco-spagnolo, che, pur essendo anch’essi pensati per l’utilizzo di armi ad energia diretta e l’ottenimento di una bassissima osservabilità, conservano un aspetto vicino a quello dei caccia di quinta generazione.
Per motivi di competizione e visibilità strategica con Russia e Cina, nel mese di settembre 2020, il dottor Will Roper, ha annunciato che l’US Air Force aveva già fatto volare un dimostratore del NGAD.
Si credeva che il programma NGAD fosse un programma di sviluppo tecnologico in fase iniziale che difficilmente avrebbe prodotto hardware nel breve termine, sia perché i finanziamenti sono iniziati solo due anni fa; ciò è insolitamente veloce per un aereo militare. Il DOD statunitense aveva mostrato un certo interesse per la costruzione di un nuovo velivolo stealth già nel 2014, ma non era chiaro se questo riguardasse il dimostratore del NGAD.
L’NGAD potrebbe essere più letale degli attuali aerei da caccia a reazione; sarà armato non solo con i soliti missili aria-aria a lungo raggio, ma anche con un’arma laser alimentata dall’energia prodotta dai propulsori.
I dettagli su ciò che l’NGAD ha effettivamente da offrire sono ancora scarsi, ma è stato ipotizzato che il futuro cacciabombardiere dell’USAF sarà certamente molto poco vivibile ai radar ostili. Un’altra qualità potrebbe essere la furtività ottica o qualche altra capacità di rendere il velivolo invisibile all’occhio umano utilizzando la oramai consolidata tecnologia dei “meta-materiali”.
Cos’è il programma NGAD?
L’US Air Force ha ribadito che l’NGAD utilizzerà tecnologie che probabilmente appariranno sui velivoli di prossima generazione, con l’obiettivo di migliorare la sopravvivenza, la letalità e la persistenza. L’Ente non ha specificato ai media quali siano queste 4 tecnologie.
L’unica tecnologia riconosciuta correlata all’NGAD è la propulsione. Negli ultimi anni, l’US Air Force ha investito in modo sostanziale in motori a “ciclo variabile”. Altri probabili candidati includono nuove forme di furtività, armi avanzate, l’utilizzo di armi ad energia diretta e la gestione termica.
L’attuale motore dell’F-35 e le sue varianti che dovrebbero essere utilizzate sul bombardiere strategico B-21 RAIDER, producono un’enorme quantità di energia elettrica che può essere utile per le nuove armi. Ciò potrebbe richiedere tecniche avanzate per gestire il calore generato, in modo che non diventi parte delle firme IR e di CALORE dell’aereo e lo renda molto più facile da rilevare.
Le tecnologie coinvolte nell’NGAD sono in fase avanzatissima di sviluppo per fornire all’USAF ed ai suoi alleati il dominio aereo in un probabile conflitto futuro. Parte dell’obiettivo del programma è quello di determinare come raggiungere tale scopo, prescindendo dalle tradizionali idee strategiche. L’NGAD potrebbe assumere la forma di un singolo velivolo e / o di una serie di sistemi complementari – con equipaggio, senza equipaggio, con equipaggio facoltativo, cibernetico, elettronico – che non assomigliano al tradizionale “caccia” che conosciamo.
Ad esempio, un aereo più grande delle dimensioni di un B-21 potrebbe non manovrare come un caccia. Ma quel grande aereo che trasporta un’arma ad energia diretta, con più motori che producono una notevole energia elettrica per quell’arma, potrebbe garantire che nessun nemico voli nello spazio aereo conteso.
Questo è il dominio dell’aria!
Sembra che ci siano poche ragioni per presumere che l’NGAD produrrà un caccia delle dimensioni conosciamo, che esce e combatte cineticamente, cercando di far uscire allo scoperto un aereo ostile, o che i sensori e le armi debbano essere sullo stesso aereo.
Molti dei sistemi di missione previsti nel progetto del Next Generation Air Dominance sono già stati provati in volo. Roper si è rifiutato di aggiungere altro sul dimostratore del NGAD. Non è chiaro se l’aereo sia stato costruito dall’USAF o da un produttore aerospaziale a contratto (Northrop-Grumman?).
L’ingegneria digitale ha consentito all’USAF di passare rapidamente dalla progettazione, alla costruzione e al volo del dimostratore NGAD: l’ingegneria digitale sembra accelerare tutto. Molte attività di sviluppo che in precedenza dovevano essere gestite e risolte nel mondo fisico, come l’integrazione dei sistemi, ora possono essere quasi interamente simulate nel mondo virtuale, consentendo il rapido assemblaggio del prototipo dell’aereo. In questo momento si sta progettando, assemblando, testando nel mondo digitale, esplorando cose che avrebbero richiesto tempo e denaro per aspettare i risultati del mondo fisico.
L’NGAD, l’addestratore di jet avanzato T-7A della Boeing e il sistema missilistico balistico Deterrente strategico a terra di Northrop Grumman sono tutti esempi di programmi USAF che utilizzano ampiamente l’ingegneria digitale. Il segretario dell’USAF Barbara Barrett ha annunciato che qualsiasi programma che utilizza l’ingegneria digitale riceverà il prefisso “e” durante la fase di sviluppo, ad esempio eT-7A. Si è deciso di rivelare il primo volo del NGAD allo scopo di fugare ogni dubbio sulla capacità dell’ingegneria digitale di accelerare la produzione. “L’intera idea di ciò che è possibile progettare digitalmente è in discussione”, ha ribadito Roper. “Molte persone al Pentagono e altrove hanno detto: “Vedo come potresti applicare questo approccio a un addestratore, come il T-7, ma non potresti costruire un sistema di combattimento all’avanguardia in questo modo.” Il funzionario Roper ha ribadito che desidererebbe maggiori investimenti dall’industria privata nell’ingegneria digitale. “Lo approfondiremo fino a quando questo sarà il modo in cui lavoriamo e ogni nuovo programma inizierà con la creazione di un sistema elettronico”; ciò è davvero magico.”
La dichiarazione spontanea del generale Mark Kelly sul futuro del programma Next Generation Air Dominance (NGAD) dell’USAF presagisce probabilmente l’imminente battaglia per il bilancio della difesa nazionale e sui programmi a cui il Pentagono darà la priorità.
Il generale Kelly ha confermato che l’NGAD potrebbe diventare un sistema dispiegabile che darebbe agli avversari “una giornata molto dura e una settimana difficile e una guerra dura”. Ma il generale Kelly ha insinuato che l’ingrediente chiave fosse l’impegno a mettere effettivamente in campo il sistema, ovvero il denaro: “Quello che non so, e stiamo lavorando con i nostri grandi partner, è se la nostra nazione avrà il coraggio e l’attenzione per mettere in campo questa capacità prima che qualcuno come i cinesi la schierasse o la usasse contro di noi”.
L’Air Force descrive l’NGAD come una “famiglia di sistemi”, che certamente includerà velivoli sia con equipaggio che senza equipaggio. Come già evidenziato in precedenza, nel settembre 2020, l’Usaf ha rivelato di aver progettato, costruito e fatto volare un jet da combattimento per il programma NGAD nell’incredibile arco di un solo anno.
L’Air Force non ha rivelato molto sul misterioso aereo, presumibilmente per evitare di dare una mano alla Cina ed alla Russia.
Tuttavia, se l’Air Force vorrà rendere operativo l’NGAD, dovrà fare forti pressioni su chi di dovere per ottenere i fondi indispensabili. Gli osservatori ritengono che il budget per la difesa del Pentagono rimarrà sostanzialmente invariato durante il primo mandato dell’amministrazione Biden, una tendenza che potrebbe persistere se l’economia non riuscisse a riprendersi o entrasse in un’altra recessione.
A seconda delle prospettive economiche degli Stati Uniti, la spesa per la difesa potrebbe addirittura ridursi nel prossimo decennio.
Ci si sta preparando ad una dura lotta finanziaria, proprio mentre le guerre in Afghanistan e in Medio Oriente stanno lentamente terminando; il Pentagono si sta riorientando verso un possibile conflitto nell’Asia-Pacifico o in Europa. La Marina farà certamente la parte del leone nel budget, aumentando il numero di navi e aerei per rimanere al passo con la P.L.A. (Marina cinese). Anche l’US Air Force, i cui aerei sono rapidamente dispiegabili in tutto il mondo, potrebbe avere una spinta. Il grande perdente sarà probabilmente l’US ARMY, che i pianificatori considerano in un ruolo minore in una eventuale prossima guerra nel Pacifico.
L’US Air Force è già impegnata in una serie di importanti programmi aeronautici, tra cui il nuovo jet da combattimento segreto, l’F-35A Joint Strike Fighter, il T-7A Red Hawk trainer, il KC-46 Pegasus tanker, il bombardiere strategico stealth B-21 RAIDER e il nuovo Missile balistico per ammodernare il deterrente strategico di terra. Questa è la più grande lista per acquisti di aerei (e missili) che l’Air Force si è impegnata a fare nei prossimi 25 anni. L’Usaf vorrebbe acquisire questi sistemi per aumentare la sua vitalità come la principale forza di combattimento aereo del mondo.
Mentre l’Air Force probabilmente otterrà la lista completa delle armi, vorrà anche tutte le armi. Nel 2009, il Segretario alla Difesa Robert Gates ha concluso in anticipo il programma dell’F-22 Raptor, acquistando solo 195 dei 750 aeromobili originali che il servizio voleva. I 195 Raptor non erano sufficienti per sostituire l’intera flotta di F-15 Eagles risalente agli anni ’80.
Il generale Kelly sostiene un forte impegno per il programma NGAD, compreso l’acquisto dell’intero lotto di aeromobili. La prima missione del NGAD, ancor prima di costruire il primo velivolo operativo, sarà quella di farsi apprezzare da Biden e dal Congresso statunitense.
L’aeronautica statunitense si prepara a modificare radicalmente la strategia di acquisizione per la sua prossima generazione di caccia: il piano che richiederà all’industria di progettare, sviluppare e produrre un nuovo caccia in cinque anni o meno.
Il programma NGAD sta adottando un approccio rapido allo sviluppo di piccoli lotti di caccia con più società aerospaziali, proprio come la serie di aerei Century costruiti negli anni ’50. Sulla base degli intendimenti dell’industria, si avrà bisogno di stabilire una cadenza della velocità con costruire il nuovo aereo da zero: la stima attuale è di cinque anni. Si spera di andare più velocemente per far fronte a eventuali minacce future.
Nel suo studio “Air Superiority 2030” pubblicato nel 2016 , l’US Air Force ha descritto un sensore-sparatutto, furtivo, a lungo raggio, chiamato “Penetrating Counter Air”, che fungerebbe da nodo centrale del NGAD collegato in rete con sensori, droni e altre piattaforme. L’Usaf utilizzerà la prototipazione per accelerare le tecnologie chiave nella speranza di farle maturare abbastanza presto per l’inclusione in velivoli avanzati messi in campo all’inizio degli anni ’30.
La “Digital Century Series” capovolgerebbe quel paradigma: invece di maturare le tecnologie nel tempo per creare un ottimo caccia, l’obiettivo dell’Air Force sarebbe quello di costruire rapidamente il miglior caccia che l’industria può mettere a punto in un paio di anni, integrando qualsiasi cosa; la tecnologia emergente già esiste. Il servizio selezionerà, metterà sotto contratto un piccolo numero di aeromobili e quindi riavvierà un altro round di competizione tra i produttori di caccia, che rivedranno i loro progetti di caccia ed esploreranno nuovi progressi tecnologici.
Il risultato sarà una famiglia di caccia in rete – alcuni più interconnessi di altri – sviluppati per soddisfare requisiti specifici e includendo le migliori tecnologie a bordo di una singola cellula. Il nuovo velivolo potrà essere ottimizzato attorno a una capacità rivoluzionaria, come un laser aereoportato. Un altro caccia potrebbe dare la priorità ai sensori all’avanguardia e includere l’intelligenza artificiale. Uno potrebbe trasportare armi senza pilota.
Invece di cercare di affinare i requisiti per soddisfare una minaccia sconosciuta tra 25 anni, l’Us Air Force sfornerebbe rapidamente velivoli con nuove tecnologie: una tattica che potrebbe imporre incertezza a concorrenti di pari livello come Russia e Cina e costringerli a trattare con le forze armate statunitensi.
Inoltre, l’architettura aperta sarà la parola d’ordine nella comunità della difesa; l’industria spesso la usa per descrivere un sistema con hardware plug-and-play. L’NGAD, idealmente, sarà completamente aperto, con hardware intercambiabile e la possibilità per una terza parte di sviluppare il software per il sistema.
La tecnologia finale, l’ingegneria digitale, è la più rivoluzionaria: mentre gli ingegneri aerospaziali hanno utilizzato i computer per decenni per aiutare nella creazione di aeromobili, solo di recente le aziende della difesa hanno sviluppato strumenti di modellazione 3D in grado di modellare un intero ciclo di vita (progettazione, produzione e supporto) con un alto livello di precisione e fedeltà.
Il processo consente alle aziende non solo di mappare un aereo in modo estremamente dettagliato, ma anche di modellare come funzionerebbe una linea di produzione utilizzando diversi livelli di personale o come i manutentori eseguiranno le riparazioni in un deposito. Si potrà iniziare ad imparare tantissimo prima di assemblare il primo pezzo di metallo e girare la prima chiave inglese, in modo che quando l’hai fatto per la prima volta, hai già imparato. Modellando e mettendo a punto la manutenzione, allora potresti seguire la parte del ciclo di vita che costituisce il 70% del sistema.
Finora pochi programmi di difesa hanno utilizzato l’ingegneria digitale, ha affermato Roper. L’Air Force richiede a Northrop Grumman e Boeing di utilizzare la tecnica per sviluppare le rispettive versioni del Deterrente strategico terrestre.
La Boeing ha anche utilizzato per la prima volta la tecnologia con il suo trainer TX clean-sheet, portando il suo design dal concetto al primo volo in tre anni e battendo due concorrenti che offrivano versioni modificate di aerei già operativi.
Durante una visita di maggio allo stabilimento di produzione della Boeing, Paul Niewald, ingegnere capo della società per il programma TX, ha descritto come l’azienda abbia realizzato il suo progetto TX digitale con una precisione tale che le parti potevano essere unite senza spessori.
In totale, Boeing è stata in grado di ridurre dell’80% il lavoro manuale necessario per produrre e assemblare il nuovo trainer.
Ma creare un semplice jet da addestramento come il TX è molto diverso dalla produzione di un cacciabombardiere come l’NGAD, e non ci sono prove che queste nuove tecniche di produzione funzioneranno per un velivolo così avanzato.
L’USAF potrebbe “reagire in modo eccessivo” alle lotte dell’F-35, dove un approccio “one-size-fits-all” e un focus sul software e sui sensori hanno prodotto un aereo molto costoso che ha richiesto quasi due decenni per essere sviluppato. Il nuovo approccio progettuale potrebbe dare la priorità allo sviluppo di nuovi aerei a discapito degli investimenti in nuove armi, radar, sensori, dispositivi di comunicazione o altre tecnologie abilitanti.
Rebecca Grant, analista aerospaziale di IRIS Independent Research, ha espresso entusiasmo per il nuovo sforzo di progettazione del caccia, affermando che gli ingegneri potrebbero estendere le opzioni per uno sforzo in stile Century Series “estremamente rapidamente”. Tuttavia, ha aggiunto che la scelta del motore, l’integrazione della sua suite di comunicazioni e la decisione se rendere la piattaforma con o senza equipaggio sono variabili chiave che influenzeranno il design del caccia.
Il nuovo ufficio del programma NGAD determinerà la strategia di acquisizione finale per la Digital Century Series, compresa la durata del ciclo di sviluppo, le quantità di approvvigionamento e i meccanismi di contrattazione.
Ecco come procederà il programma:
- Si assegna un contratto ad almeno due produttori per progettare un jet da combattimento. Questi potrebbero includere le società esistenti in grado di costruire aerei da combattimento – Boeing, Lockheed Martin e Northrop Grumman – così come nuovi concorrenti che potrebbero portare una tecnologia unica al tavolo;
- Si chiede a ciascuna azienda di creare un “gemello digitale” iper realistico del suo design di caccia utilizzando la modellazione 3D avanzata. Si utilizzano questi modelli per eseguire una miriade di simulazioni di come potrebbe svolgersi la produzione e la manutenzione operativa, ottimizzandoli ipoteticamente e riducendo i costi e le ore di lavoro.
- Si assegna un contratto ad un singolo produttore di caccia per un lotto iniziale di aeromobili. L’industria potrebbe costruire circa uno squadrone di caccia all’anno, o circa 24 aerei. Includere opzioni nel contratto per lotti aggiuntivi di aeromobili. La leadership dell’Air Combat Command comprende 72 aeromobili – cioè il numero di aeromobili in un tipico Gruppo di volo dell’USAF; sarebbero una quantità praticabile per le normali operazioni.
Mentre quel venditore inizia la produzione, si riavvia la concorrenza, affidando ad altre società un contratto per iniziare a progettare il previsto successivo velivolo da sviluppare.
Poiché costituisce la strategia di acquisizione dell’NGAD, il nuovo ufficio del programma esplorerà anche come i numeri primi della difesa verrebbero compensati per il loro lavoro. La maggior parte dei programmi attuali dell’Air Force viene assegnata alla società che può fornire la massima capacità al prezzo più basso, portando ad uno status quo in cui i fornitori hanno fatto un’offerta inferiore per assicurarsi un contratto e raccogliere profitti solo quando le piattaforme sono prodotte in serie.
Ma se viene adottato un costrutto della Digital Century Series, l’Air Force potrebbe pagare alle aziende più soldi in anticipo durante la fase di progettazione e richiedere loro di produrre aerei con una vita di progetto più breve; per esempio, un jet con una durata di vita di 6.000 ore di volo, invece di produrre aerei progettati per essere tenuti nei cieli per 20.000 ore. Questo apre all’opportunità di fare le cose in modo molto diverso, con diversi progetti strutturali, non fare test di fatica su vasta scala e tutte le costose manutenzioni operative per mantenere gli aerei idonei al volo.
Un ostacolo all’approccio della Digital Century Series potrebbe essere convincere il Congresso ad approvare i finanziamenti necessari. Il Comitato per i servizi armati della Camera ha già raccomandato di tagliare i finanziamenti per il programma NGAD nella richiesta di budget fiscale 2020, da $ 1 miliardo a $ 500 milioni.
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