Por que os jatos de combate não conseguem girar em alta velocidade?

Em 2025, a batalha pelo domínio dos céus concentra-se principalmente na velocidade bruta e no poder de fogo das aeronaves de combate, como tem acontecido desde a estreia dos aviões no campo de batalha. Hoje, a furtividade tornou-se um fator mais decisivo do que muitas medidas convencionais de desempenho, incluindo velocidade e manobrabilidade. No entanto, as pesadas perdas sofridas pelos aviadores americanos nos céus do Vietnã consolidaram para sempre o valor de projetar caças para combates aéreos ágeis.

Portanto, a questão é: por que um jato de alta potência, com impulso imenso e grande envergadura, não pode simplesmente girar em suas velocidades mais altas? A resposta é dupla: física e tática. Quando um F-22 Raptor está queimando em velocidade supersônica no pós-combustor e o piloto lança o jato em uma curva acentuada, ou as asas vão se arrancar ou, se isso não acontecer, o jato fará uma curva muito ampla, para dizer o mínimo.

As fuselagens são limitadas ao número de forças G que podem suportar, assim como a tripulação que as pilota. O ex-piloto de caça da Força Aérea, Hasard Lee, deu uma explicação clara e concisa no YouTube sobre como a maioria dos caças está limitada a um alcance entre7,5 e 9 G. A maneira como os caças modernos fazem curvas tão acentuadas quanto possível nas velocidades mais altas possíveis é por meio de uma combinação de tecnologia avançada e técnicas de treinamento.

Manobras de Combate Aéreo

Manobra de Combate Aéreo (ACM), ou dogfighting, é um equilíbrio entre velocidade, altitude e raio de giro para obter vantagem sobre um caça inimigo. Remontando aos primeiros aviões, sobrevoando a “Terra de Ninguém” na Primeira Guerra Mundial, a luta no ar era muitas vezes decidida pela agilidade dos aviões em lados opostos. Os avanços no armamento, na velocidade, na altitude e nos sensores de mira mudaram muitos aspectos do combate aéreo, mas este aspecto fundamental ainda é um elemento central das táticas.

Os aviadores americanos que lutaram no Vietname sofreram pesadas perdas contra os MiG-21 norte-vietnamitas e outros caças devido a uma escolha feita por políticos, engenheiros e altos funcionários de se afastarem das tácticas de combate aéreo. Os pilotos deFantasmas McDonnell Douglas F-4na USAF, na Marinha e nos Fuzileiros Navais foram ensinados a usar seu desempenho superior e mísseis para lutar sem armas e evitar enfrentar o inimigo em um encontro próximo. Após o fim da guerra, a “Fighter Mafia” da USAF recuou e exigiu que o próximo caça leve fosse projetado para vencer qualquer luta de virada, rendendo o F-16 Fighting Falcon.

Desde então, o F-16 passou a ser um dos caças mais produzidos em massa e bem-sucedidos da história, com mais de 4.500 unidades fabricadas e quase 30 forças aéreas operacionais em todo o mundo. Mesmo assim, o Viper, como também é chamado o F-16, faz suas manobras em velocidades subsônicas e muitas vezes perto da velocidade de estol quando os combates aéreos ficam particularmente difíceis. A razão simples remonta aos limites físicos do homem e da máquina. Quando um jato gira com força em alta velocidade, as forças são imensas. Forçar demais pode fazer com que o piloto desmaie, pode causar danos estruturais ao avião ou causar uma situação aerodinamicamente instável que leva a um acidente ou dá ao inimigo a chance de obter vantagem.

A manobra Hic

A “manobra hic” é uma manobra de esforço anti-G (AGSM) usada por pilotos de caça para evitar a perda de consciência (G-LOC) durante curvas de alto G. A manobra hic pode ser descrita como: uma inspiração rápida e vigorosa, seguida de uma breve retenção da respiração e, finalmente, uma expiração igualmente rápida e vigorosa. A técnica é usada para superar os efeitos da gravidade em manobras de alto G que drenam o sangue do cérebro. A ação é caracterizada pelo som distinto “hic” do qual deriva seu nome.

A manobra hic foi inventada no início da década de 1940, durante a Segunda Guerra Mundial, pela famosa Clínica Mayo. A pesquisa conduzida por esta equipe para melhorar o desempenho dos pilotos de caça também renderia a“Traje G”que é usado pelos pilotos para melhorar sua resiliência contra as forças G. Também lançado na década de 1940, o traje G apresenta bolsas de ar que pressurizam a parte inferior do corpo para forçar o sangue de volta ao cérebro do piloto.

A combinação da execução correta da manobra hic e do uso de um traje G pode melhorar significativamente a capacidade do piloto de atuar sob a pressão de altas forças G. Eles ainda colocam o limite superior em 9-G, enquanto a maioria dos jatos pode suportar 12 G e um míssil pode girar abaixo de 40-50 G. A pessoa média normalmente só consegue suportar alguns Gs sem o treinamento especializado recebido pelos pilotos de caça.

Equilibrando-se no fio da navalha

Para superar seu oponente em um duelo, os pilotos de caça gerenciam a energia potencial e cinética de suas aeronaves. Isso é conseguido por meio de um vôo agressivo para manter o oponente desequilibrado e forçar erros, bem como manobras inteligentes, como trocar altitude por velocidade durante um mergulho.

A energia potencial é a energia da altura em combates aéreos, enquanto a energia cinética é a energia do movimento (velocidade no ar). Ao mergulhar para trocar altitude por velocidade (energia cinética) ou subir para trocar velocidade por altitude (energia potencial), os pilotos estão continuamente convertendo esses dois tipos de energia. O “estado de energia” combinado determina quão bem uma aeronave pode se mover, e um piloto que controla efetivamente sua energia pode obter uma vantagem significativa.

A energia cinética, obtida durante o mergulho ou com a potência do motor, é a energia da velocidade da aeronave necessária para os movimentos. Um piloto pode executar giros de alta energia para evitar que um oponente dê um tiro ou manter uma alta velocidade para acelerar fora de circunstâncias perigosas durante o combate.

A energia potencial é a força da gravidade multiplicada pela altitude de um avião. Ao mergulhar ou escalar, os pilotos podem transformar energia potencial em energia cinética, o que os retarda, mas aumenta a sua altitude. Os pilotos de baixa altitude devem usar sua velocidade para subir antes de reverter a situação, enquanto os pilotos de alta altitude têm maior energia potencial para converter em um mergulho em velocidade.

Ao usar sua energia com sabedoria, um piloto pode manter uma vantagem de desempenho, estabelecendo uma solução de tiro melhor e forçando o oponente a reagir aos seus movimentos. Os pilotos aproveitam o facto de que durante uma descida, a energia potencial pode transformar-se em energia cinética e vice-versa. Eles empregam tácticas como “Yo-Yos” para obter uma vantagem a curto prazo e “combate energético” para preservar e capitalizar uma vantagem energética.

Em um dogfight, é importante ficar acima do inimigo porque um piloto pode subir para recuperar energia e depois mergulhar de volta sobre o oponente, fazendo-o perder energia para segui-lo. Como aeronaves específicas têm melhor desempenho em altitudes específicas, os pilotos também precisam compreender as capacidades do campo de batalha em várias altitudes.

Vetorização de impulso

Alguns dos caças mais avançados do mundo apresentam uma forma única de tecnologia de aprimoramento de curvas, onde o bocal do motor a jato se move em conjunto com as superfícies de controle para redirecionar o impulso. Isso é conhecido como “vetorização de empuxo”, e o escapamento angular do motor é mais eficiente para girar do que um bico fixo, que sai diretamente em um vetor de empuxo reto.

Isso aumenta a velocidade com que o jato pode realizar curvas fechadas, mas o objetivo principal é aumentar a capacidade de manobra para fazer curvas em um raio menor e obter travamento de armas. O sistema de vetorização de empuxo do F-22 aumenta as superfícies de controle como elevadores, lemes e ailerons. Os bicos da aeronave podem subir e descer até 20 graus. O computador de controle de vôo controla os bicos de acordo com os movimentos do manche do piloto, automatizando completamente o sistema.

O grande, pesado e rápido F-22 pode executar manobras de alto alfa (quase estol) e pós-estol que as aeronaves tradicionais não conseguem por causa deste sistema. O aumento da agilidade torna mais fácil para a aeronave superar os oponentes e até mesmo evitar mísseis. Em última análise, o F-22 ainda é limitado pelas forças G, assim como qualquer outro caça, mas o que ele pode fazer antes de atingir esse limite excede em muito praticamente qualquer outro jato na Terra.

O campo de batalha com sensor fundido

A tecnologia furtiva e as armas avançadas tornaram os combates aéreos muito mais complexos. O alcance e a letalidade cada vez maiores das armas, combinados com contramedidas passivas e ativas igualmente avançadas, tornaram a tecnologia mais influente do que nunca na guerra aérea. Mesmo assim, os melhores sistemas e os mais elevados números de desempenho não significam que um combate aéreo seja totalmente evitável, como as dolorosas e sangrentas lições do Vietname mostraram aos líderes militares dos EUA nas décadas de 1960 e 1970.

Alguns novos mísseis em desenvolvimento, como o AIM-260 e armas hipersónicas, estão a ser concebidos para combates supersónicos a distâncias extremamente longas, para além do alcance visual (BVR); poucas armas nos arsenais atuais podem ser usadas nessas velocidades. O míssil americano mais comum para esses combates é oAIM-120míssil ar-ar avançado de médio alcance (AMRAAM), mas não é eficaz a curta distância.

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A maioria dos lançamentos de caças ocorrerá em velocidade subsônica, uma vez que eles carregam uma carga útil limitada cada vez que decolam e uma mistura de armamentos de longo e curto alcance. Tanto o F-22, como o F-16 e o ​​F-35 possuem canhões embutidos e podem transportar o AIM-120 e o AIM-9 Sidewinder, permitindo combate aéreo de curta distância e de longo alcance.

Superar os limites da física com tecnologia e habilidade é a natureza da luta pelo domínio aéreo. À medida que o futuro trouxer aeronaves não tripuladas cada vez mais capazes, as táticas mudarão e evoluirão. A ausência de limitações fisiológicas humanas revolucionará as manobras empregadas pelas forças aéreas em todo o mundo.