miniaturadeimagen|La YF-16 de General Dynamics y Northrop YF-17 compitiendo por imponer su modelo en el programa de Caza Ligero. Los cazas ligeros (del inglés "Light fighters") son aviones de combate cazas diseñados con un peso complejidad y coste menores que los aviones cazas habituales. El término en inglés "lightweight fighter" (literalmente caza de peso ligero) es más habitual en la literatura moderna, e incide más en su peso bajo y sus especificaciones bajas (rango, velocidad...) pero algunas veces con capacidades que se solapan o incluso superan a los cazas convencionales, y por tanto pueden usarse intercambiándose por éstos. De cualquier forma el término se aplica para rangos prácticos inferiores a la mitad de un caza convencional, pero con unas características competitivas muy seleccionadas y un proyecto altamente efectivo para ejercer la mayor fuerza con el menor coste.Stuart, 1978, p. 7.
Los cazas ligeros bien diseñados han demostrado ser capaces de enfrentarse e incluso abatir a cazas más pesados en combate uno contra otro en muchas misiones, además de demostrar una mayor eficiencia presupuestaria, lo que les ha convertido en un concepto estratégico muy valioso.Sprey, pp.143–145 and pp.47–49.Hammond, pp. 97–100.Sprey, pp. 63–65.Hammond, pp. 98–100 and pp. 107–109. Así, aprovechando la eficiencia de la escala algunos fabricantes han adoptado el término de caza ligero también para referirse a los aviones de ataque a tierra, algunos de los cuales son entrenadores modificados.
Introducción Un objetivo de diseño clave en cazas ligeros es satisfacer la efectividad de la lucha aire-aire estándar. Estos criterios, por orden de importancia serían:
la capacidad de beneficiar del elemento de sorpresa, para tener superioridad numérica en el aire tener maniobrabilidad superior, y para poseer efectividad de sistemas de arma adecuada.
Los cazas ligeros consigue la ventaja de la sorpresa sobre las aeronaves más grande debido a las firmas visuales y de radar más reducidas. La capacidad de sorpresa en el combate aire-aire puede ser determinante. Su coste más bajo y su fiabilidad más alta que cazas convencionales lo convierten en una solución económica y rentable. A pesar de que un caza ligero de un solo motor suele llevar la mitad de armamento que uno convencional, el ligero tiene una ventaja posicional y de maniobrabilidad contra los más pesados, por lo que desplegaría mejor las armas en el escenario de batalla.
La necesidad de aviones a bajo coste reduciendo su tamaño apareció en el período entre la Primera y la Segunda Guerra Mundial. La RAF diseñó y mandó a construir varios modelos y la fuerza aérea francesa creó el "Jockey" justo antes de la Segunda Guerra Mundial. Ninguno de estos aparatos disfrutaron de mucho éxito durante la Segunda Guerra Mundial, ya que su rendimiento con respecto a otros aviones fue mucho menor. Durante el conflicto se usó el término "caza pequeño" (del inglés small fighter) para describir un avión de motor único con un rendimiento, rango y armamento competitivos, pero sin asumir coste o peso innecesario.Lee, pp. 30–35
Después de la Segunda Guerra Mundial los diseños tuvieron que afrontar la era de los motores a reacción, y muchos cazas a reacción siguieron el modelo exitoso de la Segunda Guerra Mundial de construir un aparato con un único motor en vez de dos, lo que de entrada ya reducía el peso a la mitad del aparato. Ejemplos muy conocidos serían el Folland Gnat británico, el F-86 Sabre estadounidense, el Mikoyan Mig-15 y el MiG-21 soviéticos, el modelo CASA C-101 Aviojet español, el Mirage III francés o el Saab Draken sueco. La mayoría de los cazas ligeros modernos tienen una capacidad competitiva aire-aire (aviones supersónicos con post-quemadores y misiles modernos), incluyendo el F-16 Falcon, el JAS 39 Gripen sueco, el HAL Tejas indio, el FA-50 coreano y los modelos Chengdu J-10 y JF-17 chinos. La búsqueda de la eficiencia presupuestaria en los cazas modernos ha hecho que la fuerza aérea estadounidense adopte escuadrones híbridos con cazas ligeros y pesados como el F-15 (pesado y caro) y el F-16 (ligero pero con un rendimiento muy bueno y compatible). La inversión para mantener competitivos a los cazas ligeros modernos ronda entre los 90 a 130 millones de dólares (de 2013) durante los 20 años de vida útil del avión, lo cual es aproximadamente la mitad de coste que requeriría un caza pesado, por lo que el estudio del diseño de un avión caza ligero, su efectividad en el combate, el beneficio futuro tanto en la industria propia del país como las ganancias en las exportaciones son decisiones de gran importancia a nivel estratégico.Hammond, 2001, p. 100.
Características de un caza ligero
La efectividad frente a un caza convencional La visión moderna de un caza ligero es que su diseño intenta satisfacer como principal criterio la efectividad del combate aire-aire, lo cual radica en orden de importancia en las siguientes características:
1. Consiguiendo la superioridad en el factor sorpresa, para conocer la posición del enemigo antes de que él sea consciente de la tuya. En los combates en el pasado, la ventaja de la sorpresa ha estado basada principalmente en trazas de radar o visuales reducidas, y teniendo una buena visibilidad desde el cockpit. La sorpresa es una ventaja significante, ya que históricamente aproximadamente el 80% de los objetivos alcanzados aire-aire no fueron conscientes del atacante hasta que fue demasiado tarde. .Gunston and Spick, 1983, p.187.Cazas pequeños como el F-5 con un área de planeo de 28 m² o el F-16 con 37 metros cuadrados, comparados con los aproximadamente 98 metros cuadrados para el F-15, tiene un perfil visual mucho más reducido. Un caza ligero es invisible a la vista para pilotos enemigos a partir de los 6 kilómetros mientras que un F-15 sería visible hasta los 11 km. Esta ventaja es no lineal, por lo que a diferentes altitudes puede verse aumentada. Además los objetivos más pequeños requieren mayor aproximación para fijarlos, incluso si ya son visibles. Estos dos factores juntos hacen que el piloto de un caza ligero tenga más posibilidades de localizar a un caza pesado antes de que éste sea consciente y además de lanzar el primer disparo decisivo. En el momento que un caza más pequeño pone rumbo a su objetivo su área frontal se reduce al máximo, hasta quedar visible a los 3 o 4 km.Sprey, 1982, pp 88–89.Snyder, Harry, et al., “Air-To-Air Target Acquisition: Factors and Means of Improvement”, Virginia Polytechnic University, July 1979, prepared for USAF School of Aerospace Medicine, p.15 (p.18 as read on Adobe), http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=ADA087848 Stevenson, pp.22–36.Schallhorn et al., "Visual Search in Air Combat", Naval Aerospace Medical Research Laboratory and Naval Fighter Weapons School (TopGun), Oct. 1991, p.6, http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=ADA241347
Con una tecnología similar dada, los cazas más pequeños tienen un alcance de radar de dos tercios respecto a un caza pesado. Sin embargo, eso no puede contarse como una ventaja para el caza convencional, puesto que su sección transversal puede llegar a los 10 metros cuadrados y son detectables por el mismo radar a aproximadamente un 50% más de distancia que un caza ligero con una sección transversal entre los 2 a 3 metros cuadrados. Esto compensa y muchas veces puede jugar a favor de los cazas ligeros. Por ejemplo el frente del F-15 supone 20 metros cuadrados de sección de radar, y ha sido generalmente derrotado en combates de entrenamiento por F-16 no solo en el combate cercano (dogfight) sino también las pruebas de combate en rangos más allá de la visual. También la efectividad del radar aéreo es muy limitada. Solo cubren el frente, y siguen estando lejos de detectar perfectamente aviones enemigos. Aunque el radar estaba plenamente incorporado en los cazas estadounidenses durante la guerra de Vietnam, solo el 18% de los cazas norvietnamitas fueron detectados primero por radar, y sólo el 3% por el radar propio del avión. El otro 82% fue detectado visualmente.Sprey, 1982, p.60.Sprey, p. 93.Sprey p. 149.Stevenson, p.130.Stevenson, 1993, p.35.
La tendencia moderna de diseñar y construir cazas furtivos es un intento de maximizar la sorpresa en una era en la que los misiles dirigidos más allá del rango visual son más efectivos de lo que lo fueron en el pasado.
2. Para tener superioridad numérica en el aire, lo cual implica la necesidad de bajar los costes unitarios, de mantenimiento asegurando la confianza en las unidades. Sin tener en cuenta que en algunos casos los cazas ligeros pueden tener habilidades superiores a los cazas pesados (por su sorpresa y maniobrabilidad), los números tienden a favorecer a los cazas ligeros. Es un principio básico de las leyes de Lanchester o del modelo de combate salvo, donde un mayor número de unidades menos sotisficadas tiene a ser más exitoso que un reducido número más sotisficado. El daño realizado está basado en el cuadrado del número de unidades en ataque, mientras que la calidad de esas unidades tiene un efecto lineal en el resultado. Esta relación no lineal favorece los cazas ligeros frente a los pesados.Huenecke, p.31.
Además la capacidad de un piloto es en realidad la consideración más importante para maximizar el sistema piloto-avión. La compra más barata y la reducción del coste operativa permite más entrenamiento, que en consecuencia consigue pilotos más efectivos. Por ejemplo en 2013 el coste operativo de un F-15C fue de 41.900 dólares por hora, mientras que el de un F-16C fue de 22.500 dólares por hora.Sprey, p.17.See http://nation.time.com/2013/04/02/costly-flight-hours/ for hourly operating cost of USAF aircraft as reported by the USAF.
3. Para tener maniobrabilidad superior, lo cual supone tener mejor posición para disparar y alcanzar a los blancos.Stevenson, pp. 43–47.Sprey, p.49,52, pp.67-75.Hammond, p.36.Spick, 1995, p.46.Gunston and Spick, 1983, pp. 190-191. Esto viene en función de conseguir una carga del ala más baja, mayor relación empuje/peso y una aerodinámica superior.Stevenson, p.28.Burton, Kindle locations 333-370.Spick, 1995, p.47-48. Esto es a veces es descrito coloquialmente como “envolviendo con la cubierta más pequeña posible el motor disponible más potente.” Los análisis profesionales realizados en cazas de cuarta generación muestran que entre los cazas pesados solo el F-15 puede ser competitivo con cazas más ligeros, y esta capacidad puede ser ampliamente excedida por varios cazas más ligeros como el F-16.Burton, Kindle locations 468-481.Sprey, pp.98-107, p.109, 131, pp.147-149. Los cazas ligeros no tienen esa ventaja aerodinámica inherente por velocidad o rango, pero cuando son diseñados los más simples posible tienden a desarrollar baja carga en el ala y un mayor empuje por peso.Sprey, pp.150-151. Además, los cazas más pequeños tienen una inercia menor, permitiendo una respuesta transitoria más rápida en maniobrabilidad.Sprey, p.156.