Progetto Feather Duster

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4 aprile 1965: diverse formazioni di F-105, con un totale di 48 aerei, si stanno dirigendo verso il ponte di Than Hoa, obbiettivo dell’attacco. Un gruppo di quattro F-105 con serbatoi ausiliari e otto bombe M-117 da 372 kg, a causa di un ritardo dovuto ad un rifornimento in volo, è giunto in zona al momento sbagliato. I velivoli stanno orbitando in attesa del loro turno a 16 km di distanza e a 4500 metri di quota, a soli 600 km/h. Uno strato di foschia è tra 3600 e 4500 metri di quota. Sono stati segnalati MiG in zona e diversi F-4 ed F-100 sono in missione MiGCAP. All’improvviso uno degli F-105 individua due aerei in avvicinamento, di un gruppo di quattro, in lieve picchiata diretti contro i primi due F-105 ma li identifica come MiG-17 quando sono ormai a solo 1 km di distanza. Per radio ordina il “break” ma l’ordine non viene ricevuto forse perché tutti i piloti stanno sulla stessa frequenza, intasandola. Uno dei due F-105, attaccati da ore 6 da soli 450 metri di distanza, viene subito abbattuto. Il gregario, colpito gravemente, dopo un lungo volo precipiterà a 16 km da Da Nang. I MiG, dopo aver tentato inutilmente l’attacco agli altri F-105, proseguono in linea retta e scompaiono alla vista.

Appena 24 giorni dopo, il 28/4/65, Il TAC avvia il progetto Feather Duster con l’obbiettivo di valutare i velivoli americani contro i MiG-17 e le possibili tattiche difensive. Non era ancora disponibile alcun aereo di preda bellica, così si sono impiegati gli F-86H della Air National Guard, simili come prestazioni ai MiG-17. Ultima variante di un velivolo obsoleto la serie H, sulla carta, non poteva competere in alcun modo coi più recenti caccia dell’USAF.

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L’arrivo dei primi missili aria-aria, poco efficaci, non aveva ancora cambiato le regole base del combattimento aereo. E non erano cambiate neppure le tattiche, del tutto superate. Le missioni di addestramento vertevano sul lancio di bombe nucleari e la formazione tipo era la “fighting wing”, dove il gregario copriva le ore 6 del leader. Con l’ovvia conseguenza di divenire il bersaglio potenziale del nemico. Gli scontri simulati erano sempre 1v1 e mai contro velivoli differenti, per economia ma anche perchè la coppia tendeva a dividersi molto presto, visto che  il gregario cercava di sfuggire all’attacco.

Featherduster  avrebbe messo alla prova il meglio della produzione aeronautica americana e provato, per la prima volta, la teoria sull’energia di manovra sviluppata dal maggiore John Boyd e da  Tom Christie, Riccione e Rutowsky.  L’intercambiabilità tra energia potenziale e cinetica, con sfruttamento del piano verticale e lo studio dei grafici sull’inviluppo di volo per calcolare le forze e le debolezze di un aereo erano una assoluta novità.  

Feather Duster I, prima parte

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Svolta in Nevada  tra il 26 aprile ed il 7 maggio 1965, prevedeva 128 missioni di 45 minuti, ognuna con 2-4 ingaggi,  con i velivoli in configurazione pulita. La configurazione “clean” non rendeva del tutto realistica la simulazione ma avrebbe ridotto i rischi in caso di manovre estreme. L’USAF  ha fornito 3 F-100C/D/F, 3 F-104C, 5 F-105D, 3 F-4C e 5 F-86H. Gli equipaggi erano scelti tra i migliori. Si alternavano prima come difensori e poi come aggressori. Si doveva simulare l’identificazione visuale a due distanze: tra 1600 e 2400 metri e a 900 metri. L’armamento (simulato) prevedeva cannoni M-39 o M-61, anche nel caso degli F-4, e missili AIM-9B.

I profili di missione impiegati erano due. Nel primo i difensori volavano a 9100-10700 metri di quota simulando una missione CAP a velocità di pattugliamento di 0,85-0,95 Mach per consentire l’attacco agli F-86H. Nel secondo, i difensori volavano a 6000 metri alla velocità tipica con carichi esterni, 550-670 km/h, simulando un attacco a un bersaglio a terra. I limiti di quota per le manovre variavano tra 7300 e 12500 metri nel primo caso e da 3000 a 7000 metri nel secondo. Gli F-86 iniziavano l’attacco con vantaggio iniziale di velocità, quota e posizione. Poi le parti si invertivano. Le  missioni erano organizzate a “pacchetti”: 3 missioni 1v1 di  F-86 contro X (cannone), 3 missioni a parti invertite, 3 come sopra ma con attacco AIM-9B seguito da cannone ed altre 3 a parti invertite, 2 missioni 2v2 per ogni caccia per valutare le tattiche: una missione come difensori ed una come attaccanti. Altre 2 missioni aggiuntive per verificare le scoperte dei primi combattimenti.

Le manovre difensive erano preordinate, anche se si sapevano in partenza poco efficaci: break, scissor, high g barrell roll, defensive split, counter  split, ecc.

Un resoconto completo di parte delle prove si è reso disponibile grazie alla pubblicazione di documenti un tempo segreti. Ecco i risultati.

F-86 vs F-100

Formation of four F-100Cs (S/N 54-2105, 54-2102, 54-2107, 54-1796). (U.S. Air Force photo)

L’F-86 attacca con missile, da ore 5-7 in alto. L’F-100 effettua un “break” per uscire dall’inviluppo di lancio degli AIM-9, con una virata di 3 g. La manovra funziona ma per i piloti è difficile valutare distanze, angoli e velocità di avvicinamento dell’F-86.

L’F-86 prosegue l’attacco coi cannoni. Un errore frequente è l’esecuzione di un “break” al massimo dei g. Se eseguito al momento giusto porta ad “overshoot”. Ma l’F-100 perde più velocità dell’F-86. In virata istantanea passa da 550 a 260  km/h dopo una virata di soli 90°-120°. L’F-86 esegue uno “high speed yo yo”, contrastando facilmente la virata dell’F-100. Se rischia “overshoot”, passa in verticale. L’F-86 a ore 6 più in alto, alla stessa velocità, effettua un rollio in basso e passa in posizione di tiro: l’F-100 ha ormai perso energia: gun kill.

Se l’F-100 tenta una “scissor” verso il basso, il Sabre non riesce ad eseguire lo yo yo se è troppo vicino, va in “overshoot” e la forbice lo porta a ore 12: l’F-100 acquisisce presto un alto angolo di attacco e perde energia più velocemente. Se invece la distanza è maggiore, l’F-86 non ha bisogno di seguire la “vertical scissor”: a quota ormai ridotta e con la velocità scesa per entrambi a 330 km/h, l’F-86 livella e cabra in verticale, manovra che l’F-100 non riesce a seguire. L’F-86 va a ore 6 alto con l’F-100 senza energia: gun kill.

Se l’attacco è ancora fuori raggio, l’F-100 può picchiare con postbruciatore. Se non è così, occorre virare a 3 g per evadere il missile. Solo che l’86 taglierà la virata per attaccare col cannone. La virata difensiva deve essere allora appena sufficiente per porre l’F-86 fuori inviluppo di lancio. Con solo 0,3-0,4 Mach di vantaggio questo richiede tempo. E ogni altra virata pone l’F-86 in vantaggio.

Se l’attacco è solo col cannone, meglio brevi virate secche per non perdere velocità. Se avviene “overshoot”, l’F-100 rolla e accelera in picchiata a 0 g con postbruciatore. L’F-100 ha pochi secondi per livellare a 1g e iniziare la separazione. Con sporadici  rollii o “S” per impedire il tracking finchè fuori tiro.

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F-100 vs F-86

L’attacco con missile funziona solo se di sorpresa, altrimenti l’F-86 vira ed esce sempre dai parametri di lancio. Un “barrell roll” migliora l’attacco ma l’F-86 evade ugualmente.

Attacco  con cannone: se l’F-86 è fuori raggio e vira, l’F-100 va sempre in “overshoot”. La successiva “scissor”  pone l’F-100 in svantaggio. Se il Super Sabre tenta uno “high speed yo yo”, l’F-86 va in verticale, esegue un rollio e si pone in coda all’F-100.

Se l’F-100 arriva a portata di tiro con basso angolo, mantiene il “tracking” ma solo perdendo velocità. L’F-86, più veloce, sale in verticale e rolla in coda all’F-100, abbattendolo.

Conclusione

In difesa  virata stretta  discendente  ad almeno 0,9 Mach per evitare un lancio di AIM-9. Se l’attacco con cannoni è a tiro o appena fuori portata, è utile un “break” seguito da picchiata se non si è riusciti ad arrivare in posizione di contrattacco. “High g roll” o “Scissor” non funzionano contro un F-86 ben pilotato.

In attacco l’unica possibilità è l’attacco “hit and run” a Mach 1 per arrivare al raggio di tiro prima di una eccessiva perdita di velocità tentando di tracciare l’F-86 in virata. Mai rallentare a meno di 0,92 Mach (miglior salita con postbruciatore). Se l’F-86 risponde bene, meglio interrompere l’attacco per non perdere velocità, invertendo con un mezzo rollio in senso opposto e in basso per disimpegnarsi.

F-86 vs F-104

An air-to-air right side view of an F-104 Starfighter aircraft carrying two AIM-9J Sidewinder missiles. The aircraft, from the 69th Tactical Fighter Training Squadron, 58th Tactical Training Wing, 12th Air Force, is involved in Tactical Training Luke.

Diversi resoconti parlano della quasi invulnerabilità del 104 nei confronti dei Sabre, durante Feather Duster,  ma vanno ridimensionati. Solo l’applicazione di tattiche adeguate ha permesso i successi di cui si parla, e solo nella seconda parte dell’esercitazione.

13 attacchi in coda con cannoni eseguiti da F-86 tra 0,86 e 0,96 Mach. In 7 di questi l’F-104 era a 10700 metri e 0,85-0,9 Mach. Negli altri 6 era a 6000-6400 metri e 600-650 km/h.

Ottenuti 8  kill. I “break” dell’F-104 sono stati seguiti senza difficoltà dall’F-86. Una ripida (40°) picchiata a spirale a g positivo, fino a Mach 1,4 a 3000 metri di quota, è risultata efficace per annullare 5 attacchi. Ogni volta che l’F-104 è risalito, l’86 ha chiuso le distanze portandosi a distanza di tiro. Mai ottenuto “overshoot”. I “break” possono essere usati in difesa contro i cannoni entro o poco fuori il raggio di tiro. Se non si raggiunge una buona posizione, allora si prosegue con una picchiata separatrice.

16 attacchi con missili seguiti da cannoni a 0,9-0,95 Mach in coda: 10 kill. Virate, “break” e cabrate sempre inefficaci. La manovra migliore è risultata solo un veloce rollio seguito da una picchiata a spirale: solo 3 casi utili di lancio di AIM-9.  In difesa un “break” discendente ad almeno 0,9 Mach permette di uscire dai parametri di lancio.

F-104 vs F-86

12 attacchi con cannone: 6 kill. L’F-86 può provocare “overshoot” con un “break” ma è difficile vedere l’F-104, anche sapendo quando e da dove arriva. I piloti sovrastimano la distanza a causa delle piccole dimensioni dei 104 e ritardano così il “break”.

Nessuno degli 11 attacchi con missili eseguiti a 0,9-1,2 Mach ha portato ad un kill perché l’F-86 è riuscito a mandare regolarmente in “overshoot” (ma su 4 attacchi il malfunzionamento dello “stick kicker” ha limitato le manovre a 2 g). In un attacco l’F-104 ha raggiunto temporaneamente la posizione di lancio dopo un “barrell roll”.

Conclusione

Se l’attacco è rilevato a oltre 1200 metri,  la migliore manovra difensiva è una picchiata a spirale a 0-1g  alla massima potenza, con occasionali rollii. L’F-104 è poco visibile, quando rolla non si capisce verso dove. Se è tardi, rollio rapido e picchiata a spirale. A quel punto il 104 può riattaccare perché invisibile. In difesa, “split”, cabrate, virate, “high-g roll” e “scissor” sono inutili. L’F-104 può sempre sfuggire se esegue bene la manovra.

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L’F-86 non è in grado di rilevarlo visivamente in tempo e stimare distanza e velocità di chiusura. Di fronte è anche peggio: l’F-104 è invisibile oltre i 5 km. Lo Starfighter deve attaccare a 1,1-1,3 Mach, per arrivare al tiro prima della perdita di velocità tentando di seguire l’86 ed evitare quindi l’“overshoot”. Il miglior disingaggio è un mezzo rollio opposto verso il basso. Raggiunta la separazione supersonica, sia in attacco che in difesa,  ritardare la cabrata  fino a 1600-3200 metri di distanza, per evitare che l’F-86 anticipi la salita.

Se l’F-86 entra in virata stretta a 1500 metri di distanza, il 104 a velocità supersonica ottiene un gun kill prima che l’86 abbia raggiunto un angolo di virata sufficiente. In subsonico può tracciarlo per più tempo ma non si avvicina abbastanza velocemente per impedire all’F-86 di evadere l’attacco. Non c’è alcun vantaggio a ridurre la velocità. Il disimpegno dopo l’attacco è simile: se la velocità è alta,  la virata del difensore è insufficiente, se è bassa, il difensore vira di più ma non fa in tempo a rollare in senso opposto.

Se l’F-86 effettua un break oltre i 1200 metri, il 104 non riesce a colpirlo, ma il disimpegno è facile per la perdita di velocità dell’86.

A bassa quota il 104 può cabrare velocemente ma è soggetto al lancio di un missile. Meglio attaccare ad alta velocità e posizionarsi invisibile a ore 6.

2 vs 2

In difesa, i “defensive split” degli F-104 non sono efficaci come la “diving spiral”.

In attacco la coppia di F-104 ha ottenuto un gun kill contro un F-86 che ha perso il contatto con uno dei due F-104, poco visibili. La formazione “double attack” funziona.

2 F-104  a 10670 metri e 0,9 Mach in formazione estesa, e separati di 30°, iniziano l’attacco da 8 km a ore 4 contro 2 F-86 a 0,88 Mach alla stessa quota. Il leader esegue una larga curva accelerando a 0,98 Mach. Quando arriva a 1600 metri dal bersaglio, il gregario inizia l’attacco virando all’interno.

I due F-86 iniziano lo “split”. Il secondo F-86 inizia il “reverse” appena l’F-104 va in “overshoot”. Il gregario tira meno g e viene tracciato per pochi istanti. Il primo F-86 inverte e il secondo effettua un “roll under” ma l’F-104 a 0,95 Mach va in spirale a sinistra e li distanzia subito. In quel momento il secondo 104 attacca e abbatte un 86, poi picchia e si ricongiunge al leader. Gli 86 hanno visto il primo 104 a soli 1600 metri e mai il secondo. Poi il leader cabra a 1600 metri davanti agli F-86 a 1,3 Mach ma entro 30 secondi è agganciato col cannone dai Sabre.

Nel secondo attacco la separazione è minore, il gregario arriva troppo presto e non riesce a tracciare per tempo sufficiente. Ma distrae i difensori dal leader in spirale. Osservando gli 86 che invertono  contro il 104 del gregario, il leader rolla e cabra a ore 6. Invisibile.

L’attacco migliore è con il leader tra 1,05 e 1,1 Mach. Una differenza di 0,35 Mach tra i 104 è eccessiva. Si può attaccare in supersonico da ogni quadrante.

F-86 vs F-105

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10 attacchi in coda a 0,92-0,97 Mach, 7 con gli F-105 a 10000-10670 metri in crociera a 0,9 Mach simulando una CAP e 3 con con gli F-105 a 6100-7600 metri e 610 km/h simulando un volo di crociera verso l’obbiettivo per un bombardamento a media quota. Ottenuti 5 kill nonostante gli F-105 abbiano  provato “break” e vari “high-g roll” (under e over).

Tre metodi di evasione si sono rivelati efficaci, provocando “overshoot”: virata stretta discendente in accelerazione, “break” e poi “split-S” con postbruciatore, “roll under” e picchiata in accelerazione. Ma in nessun  caso le manovre hanno permesso di passare all’offensiva.

2 attacchi in coda a 0,9-0,95 Mach contro F-105  a 10670 metri e 0,85-0,9 Mach e altri 2 con gli F-105 a 6100-6700 metri e 610 km/h. Manovra difensiva iniziata alla distanza limite di lancio dell’AIM-9  (1,5-2,1 km, angolo 0-15°, meno di 2 g). Tentato un secondo lancio di AIM-9, seguito da  attacco coi cannoni. In un caso il secondo missile ha avuto successo contro un F-105 in picchiata con postbruciatore. 3 gun kill nonostante gli F-105 siano entrati in virata stretta seguita da picchiata a spirale.

Durante due passaggi “head-on”, con F-86 in vantaggio di velocità, gli F-105 hanno tentato “high” e “low speed yo yo” con postbruciatore. In un caso l’F-86 ha ottenuto un gun kill, nel secondo l’F-105 si è separato mentre l’F-86 era di lato e in alto.

Un F-105 è sfuggito da un F-86 in coda con una virata stretta discendente per evitare il missile, seguita da break quando l’F-86 è arrivato a portata dei cannoni, e poi spirale in picchiata verticale con postbruciatore con recupero a bassa quota a 0,98 Mach. In un altro caso dopo aver iniziato la picchiata a spirale, l’F-105 ha effettuato una violenta cabrata verso l’F-86 provocando “overshoot” ma nel tentativo di inversione in una “vertical rolling scissor”, ha rischiato la perdita di controllo a 450-550 km/h.

F-105 vs F-86

10 attacchi in coda da F-105 tra 0,98 e 1,25 Mach. 6 con gli F-86 a 10670 metri e 0,85 Mach e 4 a 6100 metri e 610 km/h o 0,85 Mach. 1 kill, 1 probabile abbattimento e 1 possibile. In 9 casi l’F-86 è sfuggito, e in tre di questi ha colpito l’F-105 in allontanamento. Tipico un “break” per provocare “overshoot”. Se l’F-105 inizia uno yoyo, l’F-86 inverte ed esegue un rollio più in alto, andando a ore 6.

3 attacchi in coda con cannone da F-105 a 0,98-1,3 Mach hanno portato a 2 kill.

3 attacchi “head-on” da F-105 con vantaggio di quota e/o velocità non hanno permesso di raggiungere   la posizione di tiro.

2 vs 2

I due F-105 in difesa si separano con uno split. Il primo 105 (low) viene abbattuto prima che il secondo 105 (high) possa intervenire (sandwich). Quando gli 86 vedono che il secondo 105 si posiziona a ore 6, rompono verso l’alto, obbligando il 105 a separarsi con un “roll under”.

A parti invertite, con gli F-105 in attacco, anche qui viene abbattuto un 86 basso, impedendo il “sandwich”, ma il secondo 86 abbatte il secondo 105 prima che possa separarsi.

Conclusione

In difesa  la separazione è la tattica migliore contro aerei con buone capacità di virata sostenuta subsonica. Come per l’F-4, F-100 e l’F-104, se l’attacco è rilevato a oltre 2 km di distanza, la miglior manovra difensiva è una picchiata con postbruciatore a 0-1 g.  Ma l’accelerazione è minore rispetto a questi e quindi la “diving spiral” richiede più tempo. Se l’attacco è entro la portata dei missili, virata stretta in discesa per un angolo minimo di 30°- 40°, mantenendo o acquisendo 0,9-0,95 Mach con postbruciatore per conservare il potenziale di manovra, poi si livella per la separazione in supersonico. Se si è già a portata dei cannoni, un break seguito da rollio fino a rovesciamento, seguito da picchiata a spirale con postbruciatore. Bisogna rendere difficile il “tracking” combinando g moderato e rollio. Al raggiungimento di 0,95 Mach, ridurre i g e livellare per la separazione. Mai iniziare una salita subito dopo il disimpegno o l’F-86 taglia per primo.

Rollio ad elevato g “over” e “scissor” non consigliate. Un rollio a elevato g “under” manda in overshoot  l’F-86, 900-1500 metri più in alto, ma lascia l’F-105 quasi senza energia.

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In attacco l’F-105 deve posizionarsi in coda a 1,2-1,3 Mach, per chiudere le distanze entro la portata dell’M-61 prima di perdere velocità tentando di tracciare l’F-86. Se il bersaglio entra in virata stretta, tentare di seguirlo fino a 0,95 Mach ed eseguire uno yo yo molto dietro al difensore. Interrompere l’attacco  con mezzo rollio opposto alla direzione di virata del difensore e disimpegnarsi verso il basso. Se la velocità scende sotto 0,9 Mach, un rollio ad elevato g del difensore  può compromettere la separazione.

Dalle analisi, l’F-105 risulta in cattiva posizione nel combattimento manovrato per l’alta perdita di energia (velocità e quota)  a media e alta quota. Ed è  in gravissimi problemi a 370-460 km/h, evitare la situazione e separarsi.

Accelerazione F-105

L’analisi dei dati ha compreso alcune prove di accelerazione del Thunderchief, per verificare il tempo necessario a portarsi fuori dal raggio utile dei cannoni avversari, stimato in 900 metri.

L’F-86 in volo a 0,95 Mach a 4500 metri di quota attacca un F-105 alla stessa quota a 0,66 Mach. L’F-105 accende il post bruciatore, che raggiunge la massima potenza in 3 secondi, e accelera fino a raggiungere la stessa velocità del Sabre. Per farlo impiega altri 27 secondi. Eseguiti i calcoli si è scoperto che l’accelerazione deve iniziare quando l’aggressore è ad almeno 2500 metri. Ma picchiando a basso angolo con 0,5 g e velocità di discesa di 30 m/sec, il tempo necessario si riduce a 19 secondi e l’accelerazione può iniziare da 2100 metri di distanza.

Prove di virata sostenuta

Parallelamente all’esercitazione si sono svolti molti test di virata sostenuta (STR) per verificare i diagrammi EM.

Gli F-86H  a 10700 metri sono riusciti a “tirare” 2,5 g  a 0,72 Mach,  2,6 g a 0,82 Mach e 1,75 g a 0,92 Mach. A 4570 metri 5,5 g a 0,72 Mach (13°/s), 4,7 g a 0,82 Mach (10°/s) e 3 g a 0,92 Mach (5,5°/s).

Gli F-100D a 10700 metri hanno virato a 3 g a 0,92 Mach e 2,5 g a 1,12 Mach. A 4570 metri, hanno sostenuto 4,5 g a 0,82 Mach (9°/sec) e 3,5 g a 0,92 Mach (5,6°/s),  rispetto agli oltre 5 g previsti.

Gli F-105D a 10700 metri  hanno toccato 2,1 g a 1,3 Mach.  A 4570 metri, 2,3 g a 0,7 Mach (5°/s), 2,7 g a 0,8 Mach (5,5°/s) e 3,2 g a 0,9 Mach (6°/s).

E’ interessante osservare che, all’aumentare della velocità, la capacità di manovra dell’F-86H cala vistosamente e che velivoli come l’F-105 sono in grado, oltre 0,9 Mach, di competere in virata a tutte le quote. 

F-86 vs F-4

F-4 a 10670 metri a 0,85 Mach in CAP.  L’F-86 attacca coi cannoni da 1200-1500 metri entro 10°-15° dalla coda  a 0,94-0,97 Mach. Miglior difesa: picchiata a 0-0,25 g con postbruciatore e rollio di 60° verso l’attaccante. Il risultato è una rapida accelerazione: l’F-86 si avvicina ancora di 300-360 metri, poi l’F-4 lo supera in velocità e va fuori tiro.

F-4 in crociera con carichi esterni a 6100 metri e 0,78 Mach. La manovra difensiva è la stessa ma è necessario sganciare subito i carichi. Rollio e jinking (cambio continuo di quota e direzione a basso g) aiutano a rendere molto difficile il puntamento degli F-86 mentre gli F-4 si separano.

F-4 a 10670 metri a 0,85 Mach in CAP. L’F-86 attacca con missile e poi cannone. L’F-4 inizia l’evasione da 1800-2100 metri. Problema: una virata stretta livellata o in salita con postbruciatore, anche ad elevato g, verso l’attaccante preclude l’ingaggio con il missile ma espone all’attacco col cannone perché non garantisce la separazione, lasciando l’F-4 molto vulnerabile.

Una picchiata con postbruciatore a 3 g, virando verso l’attaccante, seguita da una spirale ad almeno 0,9 Mach,  permette di accelerare mantenendo una adeguata separazione laterale, evitando il missile e la chiusura dell’86 per l’attacco col cannone. Un ulteriore rovesciamento in direzione opposta consente  la massima separazione, ma non è necessario. Cabrare troppo presto, invece, espone ad un attacco di missile o cannone.

F-4 a 6100 metri e 0,78 Mach con carichi esterni in volo di crociera. L’86 attacca con missile e poi cannone. La manovra, sganciati i carichi, è simile ma la quota minore preclude una picchiata troppo pronunciata, a questa segue un rollio a moderato g “under”.

Se l’F-86 attacca coi cannoni con vantaggio di 0,1 Mach da soli 900-1200 metri, manovre come “hard turn”, “break”, “split S” ed altre, non hanno successo. E’ impossibile batterlo in virata. Ogni manovra non fa che avvicinare l’F-86. Manovre a elevato g riducono ancor più velocemente la distanza e aumentano le possibilità di kill del Sabre. L’unico modo è separarsi sfruttando l’eccesso di potenza (SEP): picchiata a 0-0,25 g e postbruciatore. Così la velocità raggiunge subito quella dell’aggressore, che intanto si è avvicinato di 300-360 metri. La rapida accelerazione dell’F-4 lo porta presto fuori tiro. Ma se il nemico è già a portata di cannoni, bisogna rendere difficile la soluzione di tiro: è necessario un “break”, che prosegue poi con una picchiata separatrice, o meglio ancora un  “jinking” fino a portarsi fuori raggio di tiro. I piloti di F-86  trovano difficoltoso seguire otticamente in coda  l’F-4 che,  invece, è molto visibile in pianta nelle virate strette.

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F-4 vs F-86

L’F-4 attacca in coda col cannone un F-86 a 10670 metri e 0,83 Mach. Se l’86 inizia la manovra di evasione da 1200-1500 metri al momento opportuno, evade. Se non stima bene la velocità di avvicinamento e ritarda la manovra o inverte troppo presto sull’F-4 in “overshoot”, allora può essere seguito e abbattuto. Lo stesso risultato con l’F-86 a 6100 metri e 0,8 Mach.

F-86 a 10670 metri e 0,82 Mach. L’F-4 compie un attacco con missile e poi cannone. Si è provato un “barrell roll” prima del lancio del missile ma la manovrabilità del Sabre e le limitate capacità dell’AIM-9 hanno impedito il successo.

Conclusione

In difesa, se l’attacco coi cannoni è rilevato a 1200 metri o più, si consiglia una picchiata a 0-1 g alla massima potenza con occasionali rollii. “High-g roll” o “scissor” sono sconsigliate contro l’F-86.

In attacco, una velocità di Mach 1-1,2 consente il giusto avvicinamento permettendo il disimpegno in salita con postbruciatore o un “break” seguito da rollio discendente se non si riesce a tracciare. Il miglior disingaggio dopo l’attacco è un mezzo rollio opposto e verso il basso. Non sacrificare la velocità tentando di manovrare. Se l’F-4 rallenta è molto vulnerabile.

Considerazioni generali

L’F-86 si difende molto bene da missili e cannoni. Può eseguire cambi di direzione quasi a velocità zero e poi accelerare velocemente in discesa. Ha un punto debole tra 0,91 e 0,96 Mach: rolla a destra ed è difficilissimo contro-rollare a sinistra. E’  limitato a 1 Mach e solo in picchiata. Inoltre accelera più lentamente, anche in picchiata. Il rapporto ha definito un netto vantaggio in manovra dell’F-86 fino a 740 km/h alle quote considerate. Perciò è necessario separarsi subito per poi affrontarlo alle proprie condizioni.

A meno di 1370 metri di distanza l’F-100 e l’F-105, a meno di 0,95 Mach, non scampano. L’F-104 e l’F-4, a meno di 900 metri, possono sfuggire  se a oltre 0,9 Mach. L’F-100 è l’unico caccia in grado di  affrontare un “classico” combattimento manovrato. Ma solo con un istruttore molto esperto ai comandi !

Come  regola generale, l’unica manovra difensiva efficace è un rollio in discesa a 0-0,25 g, seguito da un contro-rollio con minimo g positivo. L’F-86 si avvicinerà di 300-450 metri durante la prima parte della manovra, ma non potrà tracciare il bersaglio. L’F-100 ed il 105 possono provocare occasionalmente “overshoot” ma l’F-86 può contrastare le manovre con uno “yo yo”.

L’F-4  ha un rapporto spinta/peso superiore e l’eccesso di spinta ha il miglior rapporto alla miglior velocità di salita (0,9 Mach) per una data altitudine. Ma per la resistenza delle ali a basso allungamento e per l’alto carico alare, ogni manovra che aumenti la portanza aumenta molto la resistenza (drag) e decresce l’eccesso di spinta. Ecco perché se l’aereo è “unloaded” (0-0,25 g) si vince l’inerzia,  la resistenza è ridotta  (quella delle ali viene equilibrata dal peso stesso) aumenta lo “specific excess power” e quindi la separazione. Se bisogna virare per evitare un missile, è meglio “tirare” pochi g  e picchiare a media e alta quota per accelerare e separarsi.

Andare sotto 0,9 Mach comporta perdita di efficienza e avvicina il nemico. Più è alta la velocità iniziale, maggiore è il tempo disponibile per avvistare l’avversario e manovrare. E gli F-86 hanno meno possibilità di ridurre la distanza.

Evitare manovre alla stessa velocità, mantenere sempre un vantaggio. In difesa manovrare  non funziona:  meglio ridurre l’angolo d’attacco e accelerare per uscire dal raggio delle armi dell’avversario, manovrando per rendere difficile il puntamento fino ad uscire dall’inviluppo di lancio delle armi.

Se l’attacco è con separazione minima (900-1200 metri per  l’F-4, 1200-1500 metri per l’F-104 e 1500-2100 metri per gli F-100 e 105) la migliore evasione è una spirale in picchiata con postbruciatore. Se è già iniziato un attacco con cannoni, virata stretta seguita da picchiata a spirale con postbruciatore a velocità supersonica.

Per un mutuo supporto efficace è necessario volare in formazione aperta fianco a fianco che favorisce l’avvistamento, il riconoscimento e la valutazione della velocità di avvicinamento.

Feather Duster I, parte seconda.

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Avvenuta tra il 28 giugno e il 2 luglio del 1965, ha visto l’impiego di 3 F-5A contro gli F-86H. I profili di volo erano gli stessi già visti. Gli F-5 facevano la parte dei difensori in 35 scontri e di aggressori in altri 47. Le eccellenti capacità di combattimento manovrato degli F-5 hanno permesso un rapporto di scambio di 1:1, ben superiore a quello ottenuto in questa prima fase dai caccia serie 100. Solo un anticipo di quello che avrebbero poi permesso i più prestanti F-5E Tiger II.

Errori  metodologici

Le tecniche di  separazione, pur efficaci, non rendevano  le manovre  inutili. Perché funzionavano  solo contro i subsonici. Ma gli F-86 non potevano simulare le caratteristiche dei caccia russi più avanzati, come i MiG-19 e 21.

I test non avevano considerato le basse quote (600-4500 metri) causa la restrizione di 3000 metri  nella quota minima. Le capacità di manovra a bassa quota sono maggiori.

L’AIM-9B  limitava molto l’angolo d’attacco e i g possibili. I piloti degli F-4 in diverse occasioni avrebbero potuto lanciare gli AIM-7E, il cui impiego non era però previsto nell’esercitazione.

Restrizioni eccessive nelle manovre hanno impedito di sfruttare al massimo i velivoli. L’USAF era guidata da generali del SAC che non accettavano rischi in addestramento.  I dogfight dovevano terminare ogni volta che la velocità o la quota si fossero ridotte al punto di rendere il volo insicuro. Si dovevano evitare comportamenti troppo aggressivi. Un carico eccessivo di g poteva inoltre compromettere la durata delle cellule.

Le formazioni di volo erano antiquate, non facilitavano né l’avvistamento né la mutua copertura e rendevano arduo il disimpegno.

Feather Duster II

Svolta dal 16/8 al 22/9/1965, studiava le tattiche per le basse quote e l’impiego dei missili AIM-7E ed AIM-9B. Erano previste formazioni più numerose di aerei (2-4), molti combattimenti DACT e tattiche di combattimento differenti. 298 missioni in totale. I difensori volavano a 1500, 300 e 150 metri di quota a velocità tra 670 e 780 km/h.

Gli aerei valutati, F-4, F-100, F-104 ed  F-105 hanno condotto missioni 1vX, 2vX e 4vX contro gli aggressori. I pochi F-5A solo quelle 1vX. Sono stati inviati anche due A-1E Skyraider  per provare manovre difensive. Per le missioni DACT (dissimilar air combat training), oltre agli F-86H nella parte dei MiG-17 e agli F-5, sono stati impiegati gli F-8C/D per simulare i MiG-19 e gli intercettori F-102A ed F-106A  nella parte dei MiG-21.

F-100  vs F-86

L’F-100 a meno di 650 km/h è in serio svantaggio quando attacca l’F-86. Oltre i 740 km/h lo svantaggio è ridotto.  Gli F-86 devono effettuare un “break” per evitare il lancio del missile o l’attacco coi cannoni ma la perdita di velocità conseguente e il rapido avvicinamento degli F-100,  permettono a questi ultimi di disimpegnarsi in caso di “overshoot”. Una virata ascendente in senso opposto al “break” del difensore impedisce un lancio di missile dall’86. L’F-100 converte energia per altezza e ricomincia l’attacco. Finché mantiene alta la velocità può effettuare ripetuti attacchi. Se la velocità cala, non può accelerare disimpegnandosi e le capacità in rollio e virata dell’F-86 alla fine  porteranno quest’ultimo a ore 6 in posizione di tiro.

F-86 vs F-100

L’F-86 che attacchi ad almeno 740 km/h può mantenere un vantaggio, ma l’F-100 può negare il lancio del missile o l’attacco col cannone effettuando un  “jinking”, solo per il tempo necessario a uscire dalla linea di tiro. La velocità deve essere aumentata durante la manovra per aumentare la separazione.

4 vs 4

Nei combattimenti numerosi gli F-100, all’inizio, hanno ottenuto buoni risultati. Ma quando gli F-86 hanno sviluppato tattiche adeguate, sono riusciti a  surclassare in manovra i Super Sabre,  scompaginandone le formazioni  e annullando le differenze qualitative. Anche quando un attacco contro un F-86 aveva successo, il secondo Sabre riusciva sempre a reagire.

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F-105  vs F-86

L’F-105 in attacco ad almeno 0,9 Mach contro un F-86 a meno di 650 km/h, a causa del rapido avvicinamento, non riesce ad effettuare bene il puntamento e rischia “overshoot” se l’F-86 vira stretto. Più veloce, l’F-105 di solito riesce a disimpegnarsi. Ma tutte le volte che gli F-105 sono costretti ad attaccare a bassa velocità, vengono abbattuti dagli F-86.

F-86 vs F-105

Gli F-105 in difesa a bassa velocità, non possono separarsi e sono abbattuti. Ma ad alta velocità sfuggono spesso facilmente ad attacchi con missili e cannoni con violenti “jinking” a bassa quota,  rendendo il puntamento molto difficile, fino alla separazione. Tattica migliore rispetto ad una salita a spirale, perchè rende l’attacco coi cannoni impossibile e può ingannare anche un missile. Il jinking può essere convertito in una virata e l’86 è spinto a virare anch’esso non potendo sapere se il 105 è in jinking o inizia una virata. F-105 riesce a mantenere almeno Mach 0,95  durante la manovra e si allontana di alcuni km semplicemente mantenendosi a bassa quota.

4 vs 4

Negli attacchi 2v2 e 4v4, la tattica di coppia è essenziale. Gli F-105 combinano alta velocità e ampia separazione creando seri problemi agli F-86. Il “double attack”  permette a uno o all’altro F-105 di posizionarsi per un attacco ad alta velocità e gli F-86 non riescono a reagire  finchè non localizzano entrambi gli F-105.  Intanto questi hanno  già effettuato il passaggio e si sono disimpegnati.

Anche in difesa, se gli F-105 si mantengono veloci e separati, gli F-86 si avvicinano più lentamente, esponendosi all’attacco degli altri F-105, più veloci. L’unica possibilità per i Sabre è dividersi e attaccare 1v1. Ma l’alta velocità dei 105 consente un appoggio reciproco più veloce. Finché gli F-105 si mantengono veloci, con rapide accelerazioni, tutto quello che possono fare gli F-86 è disimpegnarsi.

F-86 vs F-104

L’F-104 in difesa a 780 km/h a bassa quota entra in g negativo coperto dal “ground clutter” fino a raggiungere Mach 1,1, e rolla in senso opposto per prevenire l’attacco. Gli F-86 trovano comunque quasi impossibile invertire in tempo ed entrare nell’inviluppo di tiro a causa della bassa velocità dopo il “break” difensivo e quindi nessun vantaggio sullo Starfighter in accelerazione. Una volta fuori dal raggio degli AIM-9, iniziano una virata ascendente a Mach 1 e 2 g. Dopo 180° gli  F-86 hanno perso il contatto e gli F-104 contrattaccano. Iniziano il passaggio a 900-1100 km/h, cosa che permette di “tirare” fino a 5 g sostenuti e attaccano col cannone, senza scendere mai sotto i 740 km/h, virando con gli F-86 solo se questi sono oltre 0,7 Mach. Poi si separano con un rollio opposto accelerando. La stessa cosa nei duelli 2v2 e 4v4. L’attacco inizia di solito a 1,1 Mach e mai a meno di 900 km/h. A tutte le quote, quando gli F-104 hanno ripreso energia dopo la manovra difensiva,  non tornano mai più in difesa. Gli F-86 hanno ottenuto un solo kill quando un 104, invece di effettuare un “break”, ha iniziato una cabrata a spirale troppo presto e l’86 ha “agganciato” un AIM-9 a 600 metri di distanza, al limite di inviluppo, sul 104 in allontanamento.

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Secondo i piloti degli F-86, l’F-104 è stato il più difficile avversario tra i tanti affrontati (F-100, F-102, F-105 ed F-4), per la capacità di sostenere virate ad alto g in velocità. Nonostante il raggio di virata inferiore, l’F-86 non è in grado di tagliare l’angolo, perchè il 104 è troppo veloce mentre vira. Gli F-104C sono risultati i vincitori in quasi tutti gli scontri contro tutti i velivoli. Le capacità dell’F-104 nell’ACM sono state definite come “superiori a quelle di tutti gli aerei valutati, sotto i 6000 metri di quota.”

I risultati dei combattimenti DACT con velivoli diversi dall’F-86 sono reperibili solo con difficoltà e in forma episodica. Eccone alcuni.

F-8 vs F-100 vs F-4 vs F-104

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L’F-8 è stato sempre in grado di battere l’F-100. Non sfigurava contro gli F-4, specie nella variante J, ed era  in grado di mettere in difficoltà  un F-104, grazie al minor carico alare, purché ad alta quota e in virata a velocità subsonica. Tra l’altro gli F-8 impiegavano la stessa formazione di combattimento, il Loose Deuce, simile al Double Attack dei 104 che consentiva maggior flessibilità perché il gregario non doveva proteggere le ore 6 del leader  ma manovrava offensivamente contromanovrando e se necessario prendendo il comando.

F-4 vs F-105

Gli F-4 hanno battuto quasi sempre gli F-105, in ogni condizione di volo.

F-106  vs F-4 vs F-8

Reperire i dati sull’impiego degli F-106 è difficile. Ma le esercitazioni College Prom, condotta l’anno dopo, e College Dart del 1968 permettono di ricavare molti elementi utili.

Sembra che secondo alcuni documenti, confermati da innumerevoli dichiarazioni dei piloti, gli F-106 avrebbero battuto gli F-4 e gli F-8 per 3:1. Diversi elementi sembrerebbero contraddire, però, le affermazioni. Pur essendo l’F-106 forse il migliore dei caccia serie 100 nel combattimento manovrato, il pilota non poteva lanciare ad oltre 3 g per non sollecitare troppo i portelli della stiva ed erano necessari ben 3 secondi per aprire le stive ed estendere i binari. Il cannone veniva simulato, in previsione di una possibile applicazione, cosa poi avvenuta.

Rispetto agli F-4, i Delta Dart si sono rivelati superiori nelle manovre verticali, in grado di riprendere energia più velocemente, con STR pari o superiore nella maggior parte delle quote,  e pari in ITR. Superiori in salita a qualsiasi velocità iniziale. L’F-106 poteva attaccare in coda con gli AIM-4G all’infrarosso e, con un colpo del timone,  puntare poi il muso in “lead position” per usare gli AIM-4F a guida radar o il cannone. Più manovrabili ad alta velocità, i 106 si mantenevano poco sotto Mach 1, superando istantaneamente il muro del suono col postbruciatore, in caso di necessità. Il sensore infrarosso era utilissimo nei dog-fight e negli avvicinamenti silenziosi in coda.

Altre testimonianze di piloti di F-4, però, riportano che nei combattimenti simulati a bassa quota  dopo solo una-due virate strette gli F-106 erano spacciati.

F-106 vs F-102

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Gli F-102 non costituivano un degno avversario per i 106, ma erano in grado di batterli in virata. Potevano, in effetti, riprodurre il comportamento dei MiG-17 più che dei MiG-21. Gli F-106 allora mantenevano alta la velocità, usavano la verticale ed evitavano il combattimento in virata. Per entrambi la visibilità dalla cabina era limitata.

F-106 vs F-104

L’F-106 si comportava per molti aspetti in senso opposto al 104. Estremamente sensibile al timone  era fenomenale nelle “scissor.” Molto stabile ad alti angoli d’attacco, anche a soli 176 km/h,  non andava fuori controllo in caso di stallo. In alcuni casi i velivoli si sono trovati in “post-stallo ” dopo violente manovre, ma il recupero non era difficile.

Se l’F-104 arrivava in posizione di tiro, l’F-106 non era in grado di evadere in tempo. In alcune prove gli F-104 hanno vinto 4 a 0. Ma, in tutti gli altri casi, il 104 era pericoloso solo se si perdeva il contatto visuale o radar, data la bassa RCS dell’F-104. 12 attacchi col cannone hanno tutti avuto successo perché il 106 poteva virare più stretto e più lentamente.

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I Six impiegavano una formazione superata, la “quattro dita”che  poi si divideva in due elementi in fila, separati di 16-24 km, col leader che identificava il bersaglio e il wingman che copriva le ore 6 e lanciava i missili (eyeball-shooter). Così i due F-106 potevano ingaggiare un solo obbiettivo. Gli F-106 venivano avvistati già da 8-10 km, prima di aver completato la virata per posizionarsi in coda e gli avversari iniziavano a manovrare. Il gregario doveva riunirsi dopo il lancio ma, negli attacchi in coda,  la separazione eccessiva permetteva al target di attaccare il primo F-106, senza che il wingman potesse aprire il fuoco, con il rischio di colpire il leader. Era meglio per quest’ultimo proseguire diritto ad alta velocità o salire di quota, liberando il settore di tiro per il gregario. Alla fine la formazione è stata modificata posizionando il wingman a 30° rispetto al leader e più vicino.

Conclusioni

Pur con alcune differenze, tutti i caccia americani sono in vantaggio nella velocità massima, nel g sostenuto ad alto Mach, nel volo a bassa quota e alta velocità. Sono in svantaggio nel g sostenuto a bassa velocità e alta quota. Perciò è necessario volare veloci. Non rallentare e virare. Usare tattiche “hit and run”. Impiegare l’eccesso specifico di potenza (SEP) per  superare l’avversario in salita, accelerazione e virata ad alta velocità.

 I “MiG” sono superiori a bassa velocità e alta quota. A meno di 0,9 Mach i MiG-17 e 21 superano tutti in virata, oltre il vantaggio si riduce ma non scompare.

L’esercitazione ha messo in evidenza diversi punti critici passibili di miglioramento per gli F-106 e gli F-4. Per i Delta Dart l’introduzione del cannone M-61 Vulcan e di un tettuccio senza costola superiore. Per i Phantom l’introduzione dei flap di manovra che avrebbe permesso di competere con l’F-86, pur non potendo batterlo in virata. Il miglioramento del trim, lento in risposta, che limitava la massima manovra possibile. L’introduzione dell’M-61 Vulcan e del relativo sistema di  puntamento computerizzato. Una migliore regolazione dei  “roll dumper”, che rendevano difficoltoso il puntamento. Critiche venivano mosse al sistema di ritenzione delle spalle nei sedili eiettabili (shoulder harness lock), che limitava troppo i movimenti, e alla visibilità posteriore dalla cabina, problema in comune con l’F-105.

Il progetto Featherduster ha confermato il valore dei combattimenti DACT, ma questo non ha comportato alcun cambiamento nei metodi di addestramento fino ai primi anni ’70 ! Le tattiche di combattimento basate sul vecchio “finger four” e sul “fluid four”, superate dal nuovo “double attack”, sono rimaste in vigore fin quasi alla fine del conflitto in Vietnam, comportando inutili perdite.

DAYTON, Ohio -- Mikoyan-Gurevich MiG-17 Fresco at the National Museum of the United States Air Force. (U.S. Air Force photo)

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Lo studio successivo SEACAAL (SouthEast Asia CounterAir Alternatives), basato sui dati analizzati e pubblicato nel 1966, calcolava un rapporto kill/loss di 3:1 a favore del MiG-21 contro l’F-4 e di ben 4:1 contro l’F-105.  Ma lo stesso F-4 avrebbe potuto ottenere 18:1 contro i MiG-17, aereo che non poteva battere un F-4 a meno di compiere un attacco di sorpresa. Contro l’F-105, il MiG-17 avrebbe ottenuto la parità. Stime che si sarebbero rivelate, per gran parte, veritiere.

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2 thoughts on “Progetto Feather Duster

  1. Stupisce che i caccia supersonici siano stati più a loro agio a basse quote che ad alte quote, viste le evidenti differenze di velocità tra le due categorie. Ad esempio, in un duello simulato tra Hunter e J-6, la vittoria dei primi sui secondi fu spiegata largamente nel fatto che i MiG non erano rimasti ad alte quote. E questo è solo uno dei tanti esempi, in VN le azioni dei MiG-17 parlavano chiaro in questo senso, così come alle Falklands.

    I caccia supersonici hanno tra le altre cose un problema, che l’uso dell’A/B specie a bassa quota può essere tenuto solo per qualche minuto. Questo ovviamente, non era un problema nelle esercitazioni, ma lo è eccome in quelle reali

    Trovo assai ironico che l’F-104 sia stato così elogiato a bassa quota, quando era nato per le missioni alle quote superiori. Eppure non ha avuto successo in servizio operativo contro i MiG.

    Infine, l’F-86H era il più muscolare dei Sabre americani, paragonabile all’Avon Sabre australiano. Un F-86E sarebbe stato molto inferiore in manovra sostenuta. Da notare come l’F-4E con 4 AIM-7E può a 35kf volare a circa 2,5G continui, più o meno come l’F-86H.

    1. La ragione risiede nel carico alare elevato di tutti i caccia americani del periodo che li rendeva meno manovrabili ad alta quota (ecco perché l’F-106 risultava migliore nel dogfight). Nell’esercitazione la velocità iniziale veniva mantenuta subsonica, proprio per avvantaggiare gli F-86, ma era anche realistica delle condizioni effettive di ingaggio. I MiG-17 hanno attaccato sempre in posizione di vantaggio ma, quando hanno avuto il tempo di controbattere, sia gli F-4 che gli F-105 hanno potuto dimostrare le loro capacità.

      L’F-104 non è stato impiegato al meglio, ma nelle esercitazioni ha vinto quasi tutte le competizioni. Non era un dogfighter, ma nel piano verticale non aveva rivali.

      E’ vero. La capacità di virata sostenuta ad alta quota dell’F-86H era buona e così pure la virata istantanea e la velocità di rollio. Non avrebbe sfigurato col MiG-17.

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