Proyecto de Lockheed Martin, NASA y USAF que buscó un caza furtivo sin cola basado en el F-22, controlado por toberas vectoriales en tres ejes.
Concepto sin cola y control por empuje vectorial del X-44 MANTA furtivo
El X-44 MANTA fue un concepto de avión experimental que unió la experiencia de Lockheed Martin con las líneas maestras del F-22 Raptor para explorar una idea radical: un caza furtivo sin cola controlado en los tres ejes por la vectorización del empuje. La propuesta, estudiada por la NASA y la Fuerza Aérea de Estados Unidos, planteó eliminar planos horizontales y derivas verticales y sustituirlos por toberas orientables capaces de gobernar cabeceo, guiñada y alabeo.
El objetivo declarado fue demostrar la viabilidad de un aparato de baja observabilidad con autoridad plena de control sin superficies de cola, aprovechando la arquitectura de motor, fuselaje, equipo y aviónica del F-22, pero con un ala en delta de mayor envergadura y un diseño depurado para reducir la firma radar. La propuesta buscó confirmar que el mando en cabeceo, guiñada y alabeo podía ejecutarse íntegramente mediante toberas vectoriales coordinadas por control electrónico de vuelo.
El núcleo conceptual partió de un principio aerodinámico conocido: la cola aporta estabilidad y superficies de mando, pero introduce penalizaciones en resistencia y en sección eficaz radar, sobre todo por la presencia de derivas y timones. Suprimir esos elementos elimina retornos radar prominentes y reduce discontinuidades geométricas, siempre que el control de actitud y trayectoria pueda asumirse por otras vías, por toberas de empuje vectorial gestionadas por un sistema de control electrónico de vuelo.
Las toberas con capacidad para desviar el chorro en varios planos debían gestionarse por un sistema que integrara sensores, leyes de control y actuadores en una envolvente amplia, incluidos regímenes de alto ángulo de ataque. La experiencia en programas como el X-31 y en aparatos con vectorización del empuje demostró que el chorro puede generar momentos de control cuando las superficies aerodinámicas pierden eficacia, antecedente para escalar la solución a un caza furtivo de alta maniobrabilidad.
Datos programáticos y técnicos del X-44 MANTA
- Estudiado por la NASA y la Fuerza Aérea de Estados Unidos a finales de los noventa.
- Demostrador aprobado como avión X; no se construyó prototipo.
- Supresión total de superficies de cola y control tridimensional por empuje vectorial.
- Arquitectura derivada del F-22 en motor, fuselaje, aviónica e integración interna.
Arquitectura, propulsión y baja observabilidad heredadas del F-22
Para materializar la idea con costes y riesgos contenidos, los estudios definieron una célula derivada del F-22. El motor y la sección central de fuselaje del Raptor ofrecían un conjunto propulsivo y estructural probado, con margen eléctrico e hidráulico para alimentar actuadores de alta respuesta. El cambio visible residía en el ala, de planta delta extendida, que aportaba volumen interno adicional para combustible y contribución portante elevada a números de Mach transónicos y supersónicos.
La eliminación de cola permitía perfilar una silueta continua, favorable al control de la difracción y al apantallamiento de elementos críticos. Los planos móviles convencionales se reducían al mínimo o desaparecían en el planteamiento purista, ya que la autoridad de control recaía en los vectores de empuje. El resultado previsto combinaba menor complejidad mecánica de superficies, una envolvente de maniobra gobernada por el chorro y una reducción neta de firmas observables.
El empleo de un ala en delta respondía a un compromiso técnico: ofrece buena capacidad de combustible, rigidez estructural y estabilidad a altas velocidades, a costa de mayores exigencias en despegue y aterrizaje sin dispositivos hipersustentadores. En un diseño sin cola, el ala asume funciones de estabilidad y control; las leyes de control gestionan cabeceo y alabeo con deflexiones limitadas y, sobre todo, con empuje vectorial, mientras en guiñada la tobera compensa con deflexiones asimétricas.
La integración de estas funciones con el piloto automático, el control de vuelo por cables y los sistemas de navegación exigía una arquitectura de computación redundante y sensores de alta fidelidad para asegurar márgenes frente a fallos y perturbaciones. La coordinación debía sostenerse en toda la envolvente, incluidos regímenes de alto ángulo de ataque, donde la aerodinámica lineal pierde validez y el chorro se convierte en el principal medio de control.
Programa demostrador, riesgos de control y cronología del proyecto
La propulsión del F-22, con dos turborreactores de alto empuje y toberas vectoriales, constituía un punto de partida lógico. El Raptor emplea toberas de geometría bidimensional capaces de orientar el chorro para generar momentos de cabeceo con gran autoridad en regímenes de alta incidencia. Extender ese principio a la guiñada y al alabeo implicaba dotar a las toberas de grados de libertad adicionales o coordinar deflexiones diferenciales entre motores con respuesta rápida y precisa.
En cualquier caso, el MANTA necesitaba que la planta motriz y sus toberas respondieran con rapidez y precisión, sin degradar la firma infrarroja ni comprometer la compatibilidad con los requisitos de furtividad. La coordinación entre empuje vectorial y aerodinámica debía estar resuelta con tablas y modelos robustos a lo largo de toda la envolvente, incluidos regímenes pospérdida, donde la aerodinámica lineal deja de ser válida y el chorro se convierte en el principal medio de control.
La baja observabilidad ocupó el centro del diseño. Suprimir derivas y estabilizadores elimina discontinuidades y bordes expuestos en aspectos laterales y traseros, lo que facilita un control más fino de la dispersión electromagnética. La planta delta prolongada ayuda a alinear aristas y paneles en sectores angulares discretos, fundamento de la reducción de la sección eficaz radar. La integración interna de armamento y sensores, heredada del F-22, mantenía la filosofía de no exponer cargas en pilones externos.
El programa se concibió como demostrador: no buscaba certificar un avión de serie, sino obtener datos de vuelo en un régimen con alta dependencia del empuje vectorial. La comparación con un F-22 de referencia permitiría aislar el efecto de la ausencia de cola y de la nueva geometría alar. Los planes contemplaban instrumentación, vuelos controlados y maniobras de alta energía para evaluar cambio de actitud, control a altos ángulos de ataque y recuperación tras maniobras pospérdida.
Diferenciación, estabilidad y estructura del diseño sin cola del X-44
El vínculo con el F-22 explica por qué el MANTA se conoce como un proyecto con ADN del Raptor. La célula reaprovechaba equipos, sensores y filosofía de integración del F-22, y proyectaba sobre ellos una geometría sin cola que cambiaba el reparto de funciones entre aerodinámica y propulsión. La alineación de aristas, la bodega interna de armas, tomas serpenteantes y materiales absorbentes formaban parte de ese legado, junto al volumen de combustible del ala en delta.
Conviene distinguir el MANTA del X-44A, un demostrador no tripulado de ala volante que voló a comienzos de la década de 2000 y se reveló oficialmente en 2018. A pesar de la coincidencia en el código, fueron programas distintos en configuración, objetivos y cronología. El X-44A maduró tecnologías de vuelo sin cola y control en una plataforma menor; el MANTA apuntó a un caza tripulado derivado del F-22 con supresión total de superficies de cola.
El interés técnico de un caza sin cola incluye la estabilidad direccional. La deriva vertical proporciona momento de restauración en guiñada, y su ausencia obliga a garantizar estabilidad por volumen lateral y por acción activa de toberas. Las leyes de control deben detectar y contrarrestar desviaciones laterales con rapidez, sin oscilaciones acopladas con el alabeo, mediante filtros, observadores y ganancias adaptativas coordinadas con la gestión de empuje y el control de motor.
En el plano estructural, suprimir la cola simplifica puntos de carga y reduce masas traseras, pero desplaza esfuerzos al ala y al cajón central. La solución en delta reparte cargas y ofrece espacio para tanques, aunque exige dimensionado cuidadoso para evitar flexión y pandeo. La interacción entre tobera vectorial y estructura requiere protección térmica. El MANTA quedó como pieza en la evolución de maniobrabilidad y baja observabilidad, documentado como avión multieje sin cola derivado del F-22.