General Dynamics F-16 Fighting Falcon NF-16D VISTA

L'NF-16D VISTA (Variable-stability In-flight Simulator Test Aircraft) è l'F-16 più insolito mai volato: una singola cellula, l'F-16D Block 30 matricola 86-0048, trasformata in un laboratorio volante capace di imitare il comportamento in volo di altri velivoli. Il programma iniziò nel 1988, quando la General Dynamics di Fort Worth si aggiudicò un contratto per sviluppare il VISTA con finanziamenti dell'Aeronautica statunitense, della US Navy e della NASA. La Calspan, subappaltatrice della General Dynamics, integrò i computer necessari per il volo a stabilità variabile, e il Wright Laboratory dell'USAF acquistò il velivolo quello stesso anno. La designazione NF-16D testimonia che le modifiche furono così estese che riportare il velivolo al suo stato originale sarebbe stato impraticabile: il prefisso N indica uno status permanente di prova speciale.

La cellula seguì il progetto dell'F-16D dell'Aeronautica Militare israeliana, con una carenatura dorsale che corre lungo tutta la fusoliera dietro il tettuccio e che ospita la maggior parte dell'apparecchiatura a stabilità variabile e della strumentazione di prova, e un carrello d'atterraggio rinforzato derivato dal Block 40, che permette al velivolo di simulare tipi con velocità di discesa all'atterraggio più elevate rispetto a un F-16 standard. Due comandi a sensazione variabile condividevano l'abitacolo anteriore: il side-stick proprio dell'F-16 e una barra centrale montata su un piccolo piedistallo tra le ginocchia del pilota, la cui installazione richiese la rimozione dell'Up-Front Controller. Tre computer Rolm Hawk nella deriva dorsale gestivano il Variable Stability System (VSS), che monitora gli input del pilota e comanda le superfici di controllo — piano di coda orizzontale simmetrico e asimmetrico, flaperon simmetrici e asimmetrici, timone e manetta — per riprodurre la risposta del velivolo simulato; solo gli ipersostentatori al bordo d'attacco e gli aerofreni restano esclusi dal sistema. I comandi usati per riprogrammare le caratteristiche di volo e attivare i comandi dell'abitacolo anteriore si trovano nell'abitacolo posteriore, occupato dal pilota di sicurezza. Altre modifiche includevano una pompa idraulica e linee più grandi per far fronte ai maggiori movimenti delle superfici. Secondo un resoconto, la barra centrale e il suo sistema di sensazione artificiale a comando idraulico furono installati dalla General Dynamics anziché dalla Calspan, e la barra fu resa rimovibile per timori legati all'inviluppo di eiezione. Il primo volo nella configurazione VISTA ebbe luogo il 9 aprile 1992; il velivolo volò cinque volte quell'anno e fu poi messo in stoccaggio operativo per mancanza di fondi.

Parallelamente, e inizialmente senza legami con il VISTA, la General Dynamics e la General Electric avevano iniziato alla fine degli anni '80 a esplorare la spinta vettoriale sull'F-16 nell'ambito del programma Multi-Axis Thrust-Vectoring (MATV). Si trattava di uno sforzo finanziato privatamente che l'USAF inizialmente rifiutò di sostenere, per cui le due aziende si accordarono con le Forze di Difesa Israeliane affinché Israele fornisse un F-16D. Nel 1991 il Wright Laboratory se ne interessò e l'USAF assunse il controllo del progetto; Israele si ritirò nel 1992, sebbene il pilota israeliano Ilan Ramon, poi astronauta sulla missione STS-107, pilotasse il velivolo MATV a Edwards. L'NF-16D stesso divenne il velivolo di prova: nel 1993 i suoi computer a stabilità variabile e la barra centrale furono temporaneamente rimossi e sul suo motore General Electric F110-GE-100 fu installato l'ugello a vettore assialsimmetrico AVEN (Axisymmetric Vectoring Exhaust Nozzle). L'AVEN vettorizza il getto all'interno della sezione divergente dell'ugello, impedendo che le fluttuazioni di pressione si ripercuotano sul compressore, e può deflettere la spinta fino a 17 gradi in qualsiasi direzione tramite tre attuatori idraulici distanziati di 120 gradi, comandati da un Vector Electronic Control derivato dal controllo digitale a piena autorità del motore F110-GE-129; il suo vantaggio principale era che poteva essere retroadattato su qualsiasi F-16 dotato di motore F110 e comandi di volo digitali. Per compensare il peso dell'ugello e del paracadute anti-vite montato in alto sulla deriva, furono aggiunte 700 libbre di zavorra agli attacchi della presa d'aria per mantenere il baricentro davanti al 38 percento della corda ed evitare il rischio di stallo profondo in caso di guasto del sistema vettoriale. La spinta vettoriale fu utilizzata per la prima volta in volo il 30 luglio 1993, e la campagna, incentrata sul volo ad alti angoli di attacco, si concluse nel marzo 1994 con oltre 130 ore di volo su 95 missioni. Il velivolo dimostrò angoli di attacco stabili fino a 86 gradi e transitori fino a 180 gradi — volando brevemente all'indietro — e i risultati presentati dalla Lockheed nel 1994 documentarono la revisione delle leggi di controllo durante l'espansione dell'inviluppo di volo. Nonostante il successo tecnico, l'USAF non adottò la spinta vettoriale per l'F-16. Nel 1996 iniziò un programma per installare un ugello vettoriale multidirezionale Pratt & Whitney su un F100-PW-229, con voli previsti per il 1997, ma fu cancellato per mancanza di fondi; secondo correzioni dei lettori su f-16.net il motore vettoriale non fu mai installato sul 048, che fu restituito alla Calspan nel giugno 1997 con un F100-PW-229 standard.

Con i computer del VSS reinstallati, il velivolo fu consegnato all'Air Force nel gennaio 1995 e divenne un pilastro della USAF Test Pilot School a Edwards, dove la scuola lo gestisce e la Calspan lo mantiene: addestra piloti collaudatori e ingegneri di volo di prova a valutare velivoli instabili o imprevedibili con relativa sicurezza, e ha contribuito a sviluppare sistemi automatici di prevenzione delle collisioni. Il programma produsse anche l'input vocale diretto e il «virtual HUD», entrambi successivamente incorporati nell'abitacolo dell'F-35 Lightning II. All'inizio del 2019 ricevette una nuova livrea disegnata da Mike Machat.

Il 14 giugno 2021 fu ridesignato X-62A nell'ambito di una radicale modernizzazione: il VISTA Simulation System fu sostituito da una nuova versione e furono integrati il System for Autonomous Control of Simulation (SACS) e il Model Following Algorithm, che permettono di controllare il velivolo da terra o tramite un'intelligenza artificiale riprogrammabile, sempre con un pilota di sicurezza a bordo, come banco di prova per il programma Skyborg. All'inizio di dicembre 2022 gli sviluppatori del programma Air Combat Evolution (ACE) della DARPA — EpiSci, PhysicsAI, Shield AI e il Johns Hopkins Applied Physics Laboratory — caricarono i loro agenti sull'X-62A e volarono più missioni nell'arco di diversi giorni: divenne il primo velivolo supersonico a volare sotto il controllo di un'intelligenza artificiale, completando una serie di 21 voli prima di passare a scenari di combattimento a corto raggio visivo che progredirono da difensivi a offensivi contro caccia convenzionali con equipaggio nel 2023. Il 18 aprile 2024 l'USAF e la DARPA annunciarono il primo duello aereo uomo contro intelligenza artificiale, con l'X-62A che affrontò un F-16 pilotato; il 2 maggio il segretario dell'Aeronautica Frank Kendall vi volò a bordo e dichiarò che si sarebbe fidato dell'IA per lanciare armi, poiché l'USAF pianifica oltre 1.000 velivoli da combattimento controllati dall'IA, i primi operativi entro il 2028. Gli algoritmi collaudati sull'X-62 permisero in seguito a un XQ-58A Valkyrie senza equipaggio di volare sotto controllo sintetico, e il velivolo è destinato a un aggiornamento del sistema di missione con l'aggiunta di un radar AESA e sensori avanzati.