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

O NF-16D VISTA (Variable-stability In-flight Simulator Test Aircraft) é o F-16 mais peculiar alguma vez voado: uma única célula, o F-16D Block 30 de número de série 86-0048, transformada num laboratório voador capaz de imitar o comportamento de outras aeronaves. O programa começou em 1988, quando a General Dynamics em Fort Worth recebeu um contrato para desenvolver o VISTA com financiamento da Força Aérea dos EUA, da Marinha dos EUA e da NASA. A Calspan, subcontratada da General Dynamics, integrou os computadores necessários para o voo de estabilidade variável, e o Wright Laboratory da USAF comprou a aeronave nesse mesmo ano. A designação NF-16D regista que as modificações foram tão extensas que restaurar a aeronave ao seu estado original seria impraticável: o prefixo N assinala um estatuto permanente de ensaio especial.

A célula seguiu o desenho do F-16D da Força Aérea Israelita, com um carenado dorsal que percorre o comprimento da fuselagem atrás da capota e que aloja a maior parte do equipamento de estabilidade variável e a instrumentação de ensaio, e um trem de aterragem reforçado derivado do Block 40, que permite à aeronave simular tipos com taxas de descida na aterragem superiores às de um F-16 normal. Dois comandos de sensação variável partilhavam o cockpit dianteiro: o side-stick próprio do F-16 e um manche central montado num pequeno pedestal entre os joelhos do piloto, cuja instalação exigiu a remoção do painel de controlo frontal. Três computadores Rolm Hawk na deriva dorsal faziam funcionar o Variable Stability System (VSS), que monitoriza os comandos do piloto e aciona as superfícies de controlo — estabilizador horizontal simétrico e assimétrico, flaperons simétricos e assimétricos, leme e aceleração — para reproduzir a resposta da aeronave simulada; só os flaps de bordo de ataque e os aerofreios ficam fora do sistema. Os comandos usados para reprogramar as características de voo e ativar os controlos do lugar dianteiro encontram-se no cockpit traseiro, ocupado pelo piloto de segurança. Outras alterações incluíram uma bomba hidráulica e tubagens maiores para suportar os movimentos mais amplos das superfícies. Segundo um relato, o manche central e o seu sistema de sensação artificial de acionamento hidráulico foram instalados pela General Dynamics e não pela Calspan, e o manche foi tornado removível devido a preocupações com o envelope de ejeção. O primeiro voo na configuração VISTA teve lugar em 9 de abril de 1992; a aeronave voou cinco vezes nesse ano e foi depois colocada em armazenamento operacional por falta de financiamento.

Em paralelo, e inicialmente sem ligação ao VISTA, a General Dynamics e a General Electric tinham começado no final dos anos 1980 a explorar a vetorização de empuxo no F-16 no âmbito do programa Multi-Axis Thrust-Vectoring (MATV). Era um esforço financiado por privados que a USAF inicialmente recusou apoiar, pelo que as duas empresas acordaram com as Forças de Defesa de Israel que Israel forneceria um F-16D. Em 1991 o Wright Laboratory interessou-se e a USAF assumiu o projeto; Israel retirou-se em 1992, embora o piloto israelita Ilan Ramon, mais tarde astronauta na STS-107, tenha pilotado a aeronave MATV em Edwards. O próprio NF-16D tornou-se o veículo de ensaio: em 1993 os seus computadores de estabilidade variável e o manche central foram temporariamente removidos e foi instalado o bocal vetorial axissimétrico AVEN (Axisymmetric Vectoring Exhaust Nozzle) no seu motor General Electric F110-GE-100. O AVEN vetoriza o jato dentro da secção divergente do bocal, impedindo que as flutuações de pressão se propaguem até ao compressor, e pode desviar o empuxo até 17 graus em qualquer direção através de três atuadores hidráulicos espaçados a 120 graus, comandados por um Vector Electronic Control derivado do controlo digital de motor de autoridade total do F110-GE-129; a sua principal vantagem era poder ser instalado em qualquer F-16 com motor F110 e comandos de voo digitais. Para compensar o peso do bocal e do paraquedas de recuperação de parafuso montado no topo da deriva, foram acrescentadas 700 libras de lastro nos pontos de fixação da admissão para manter o centro de gravidade adiante dos 38% da corda e evitar o perigo de stall profundo caso o sistema de vetorização falhasse. A vetorização de empuxo foi usada pela primeira vez em voo em 30 de julho de 1993, e a campanha, centrada no voo a altos ângulos de ataque, terminou em março de 1994 com mais de 130 horas de voo em 95 missões. A aeronave demonstrou ângulos de ataque estáveis de até 86 graus e transitórios de até 180 graus — voando brevemente para trás — e os resultados apresentados pela Lockheed em 1994 documentaram a revisão das leis de controlo durante a expansão do envelope. Apesar do sucesso técnico, a USAF não adotou a vetorização de empuxo para o F-16. Em 1996 começou um programa para instalar um bocal vetorial multidirecional da Pratt & Whitney num F100-PW-229, com voos previstos para 1997, mas foi cancelado por falta de financiamento; segundo correções de leitores no f-16.net, o motor vetorial nunca chegou a ser instalado no 048, que foi devolvido à Calspan em junho de 1997 com um F100-PW-229 padrão.

Com os computadores do VSS reinstalados, a aeronave foi entregue à Força Aérea em janeiro de 1995 e tornou-se um pilar da Escola de Pilotos de Ensaio da USAF em Edwards, onde a escola a opera e a Calspan a mantém: treina pilotos de ensaio e engenheiros de ensaios em voo para avaliar aeronaves instáveis ou imprevisíveis com relativa segurança, e ajudou a desenvolver sistemas automáticos de prevenção de colisão. O programa também produziu a entrada de voz direta e o "HUD virtual", ambos mais tarde incorporados no cockpit do F-35 Lightning II. No início de 2019 recebeu uma nova pintura desenhada por Mike Machat.

Em 14 de junho de 2021 foi redesignado X-62A no âmbito de uma modernização radical: o VISTA Simulation System foi substituído por uma nova versão e foram integrados o System for Autonomous Control of Simulation (SACS) e o Model Following Algorithm, permitindo controlar a aeronave a partir do solo ou por inteligência artificial reprogramável, sempre com um piloto de segurança a bordo, como banco de ensaios para o programa Skyborg. No início de dezembro de 2022, programadores do programa Air Combat Evolution (ACE) da DARPA — EpiSci, PhysicsAI, Shield AI e o Johns Hopkins Applied Physics Laboratory — carregaram os seus agentes no X-62A e realizaram várias missões ao longo de vários dias: tornou-se a primeira aeronave supersónica a voar sob controlo de IA, completando uma série de 21 voos antes de avançar para cenários de combate a curto alcance visual que evoluíram de defensivos para ofensivos contra caças convencionais pilotados em 2023. Em 18 de abril de 2024 a USAF e a DARPA anunciaram o primeiro combate aéreo entre humano e IA, com o X-62A a enfrentar um F-16 pilotado; em 2 de maio o secretário da Força Aérea Frank Kendall voou a bordo e disse que confiaria à IA o lançamento de armas, uma vez que a USAF planeia mais de 1.000 aeronaves de combate controladas por IA, as primeiras a operar até 2028. Os algoritmos testados no X-62 permitiram mais tarde a um XQ-58A Valkyrie não tripulado voar sob controlo sintético, e a aeronave está prevista para uma atualização do sistema de missão que acrescentará radar AESA e sensores avançados.