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FMA IA-60 ¿Antecesor del Pampa o sucesor del Skyhawk?

FMA IA-60


FMA IA-60 ¿Antecesor del Pampa o sucesor del Skyhawk?

El Reemplazo del París y la Formación de un Nuevo Equipo de Diseño


A mediados de la década del 70, dentro de la Fuerza Aérea Argentina (FAA) comenzó a plantearse la necesidad de reemplazar a los veteranos Morane Saulnier MS-760 París, primero montados y posteriormente fabricados bajo licencia en la FMA entre 1958 y 1963, por un nuevo entrenador a reacción con capacidades de vuelo transónico.

Consciente de esta necesidad y con el visto bueno por parte de la FAA, el entonces Vicecomodoro Ingeniero Aeronáutico Héctor Eduardo Ruiz, Jefe del Departamento de Ingeniería de la Fábrica Militar de Aviones (FMA), comenzó a esbozar junto a un equipo de ingenieros el anteproyecto de un avión a reacción de entrenamiento avanzado y ataque táctico al que se denomino IA-60.

FMA IA-60 ¿Antecesor del Pampa o sucesor del Skyhawk?


En ese momento existían en el Área Material Córdoba (AMC) dos grupos de diseño independientes: el de la FMA dirigido por el Vicecomodoro Ruiz y el del Instituto de Investigaciones Aeronáuticas y Espaciales (IIAE) integrado entre otros por el Dr.Reimar Horten y el Dr. José P. Tamagno. Para trabajar en el IA-60 se decidió unificar ambos grupos, lo que beneficio al proyecto ya que el equipo de diseño del IIAE tenía mayor experiencia en ítems tales como la aerodinámica teórica y experimental.

La mayor experiencia en aerodinámica del grupo de diseño del IIAE se debía a que el mismo estaba a cargo del túnel de viento de baja velocidad y circuito abierto Eiffel, el túnel de viento Mayor de baja velocidad y circuito cerrado y el túnel de viento supersónico. A esto se le sumaba que entre 1973 y 1974 había comenzado a formarse en el IIAE un grupo de Ingenieros cuyo objetivo era la actualización de los métodos de simulación numérica aplicables al diseño aerodinámico, análisis de prestaciones y determinación de cargas aerodinámicas. Algunos de ellos viajarían en 1976 al Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, ex DVFLR) de Alemania para adquirir conocimientos considerados imprescindibles para el desarrollo de cualquier proyecto de una aeronave moderna. Allí se familiarizarían con el novísimo método de los paneles, con el diseño y análisis de perfiles alares transónicos, con el uso de base de datos transónica aplicable al diseño de aviones, y también se actualizarían en técnicas experimentales y sistemas de adquisición de datos en túneles de viento. Toda esta experiencia adquirida en Alemania sería transmitida al resto del equipo del IIAE, y con posteridad los especialistas del DLR vendrían a la Argentina para dictar cursos de formación y perfeccionamiento.

El IA-60 ¿Un Reemplazo para el Skyhawk?

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Las tareas de diseño en el proyecto IA-60 comenzaron oficialmente en mayo de 1975, y esta nueva y ambiciosa aeronave quedo configurada como un monomotor biplaza en tandém, de ala alta cantiléver, empenajes en T y tren de aterrizaje triciclo, siendo el motor elegido para propulsarla el turbofan Rolls Royce Turbomeca Adour RT 172-26.

En la construcción del IA-60 estaba previsto utilizar las aleaciones de aluminio, magnesio y acero especificadas en la Norma Militar MIL-HDBK-5 y el diseño de la aeronave se llevaría a cabo conforme con las especificaciones técnicas Military Standard (MIL) cuyo origen eran los EE.UU..

Para julio de 1975 ya se había definido de manera preliminar la configuración geométrica básica, los pesos resultantes de dicha configuración básica y algunos pesos operativos, las características de la planta motriz, las prestaciones, el diagrama V-n (la envolvente de vuelo por limitaciones estructurales), el diagrama V-H (la envolvente de vuelo por limitaciones aerodinámicas y aeroelásticas), algunos de los perfiles de misión, el armamento fijo interno y las cargas subalares y ventrales externas.

El IA-60 no solo era un reemplazo del MS-760 París para el entrenamiento avanzado sino que también estaba pensado para complementar en las misiones de ataque táctico a los Mc Donnell Douglas A-4B y A-4C Skyhawks adquiridos por la FAA en 1966 y 1975. Es decir, que de haber avanzado el proyecto, el IA-60 debería haber entrado en servicio en dos, una de entrenamiento avanzado y otra de ataque táctico, a diferencia del posterior FMA IA-63 Pampa que es un entrenador avanzado con capacidad secundaria de ataque al suelo.Estaba previsto que ambas versiones del IA-60 compartieran el armamento fijo, el blindaje y el equipamiento de control de tiro, y que la conversión de la versión de entrenamiento avanzado a la de ataque táctico, se realizara rápidamente con la colocación de los soportes subalares.

Las tomas de aire del motor eran simétricas y se situaban inmediatamente atrás de la cabina, por delante y ligeramente abajo del borde de ataque del ala. Esta ubicación aseguraba a la versión de ataque táctico la capacidad de operar desde pistas naturales o de suelos no preparados.

Los Planes Iniciales y los Avances del Proyecto

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El Calendario previsto contemplaba la construcción del Mockup en agosto de 1975 y el primer vuelo del planeador del IA-60 en febrero de 1976, cabe destacar que la utilización de planeadores previo al vuelo del prototipo es una herencia de la “escuela” alemana en la FMA en tiempos de posguerra. Hay que remarcar que ya para esos tiempos era poco usual construir un “planeador” para explorar las características aerodinámicas y la controlabilidad de una aeronave de altas prestaciones. En la actualidad, los planeadores han sido reemplazados por simulaciones numéricas y ensayos en túneles de viento y otras instalaciones con capacidades muy amplias en instrumental ad-hoc muy sofisticado

El primer prototipo debía estar listo para comenzar los ensayos en tierra y de rodaje en diciembre de1976, con el primer vuelo previsto entre febrero y marzo de 1977. Está claro que ese calendario era demasiado optimista, basta compararlo con los tiempos manejados en el programa Pucará o con el posterior programa del IA-63 Pampa desarrollado con la asistencia de Dornier.

Consciente de las limitaciones propias en ciertas aéreas esenciales para el diseño de aeronaves de altas prestaciones, se iniciaron conversaciones con una empresa aeronáutica norteamericana para que esta se hiciera cargo de las tareas relacionadas con la predicción analítica y la verificación experimental de la aparición de flutter en las alas y empenajes (un fenómeno aeroelástico no deseado que puede resultar catastrófico para la estructura de la aeronave).

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Cabe indicar que el IA-60 fue profusamente ensayado en los túneles de viento por el Departamento de Aerodinámica del IIAE, construyéndose un modelo con ala y empenajes metálicos para ensayarlo en el túnel de viento transónico y otro modelo de mayor tamaño en madera para el túnel de viento subsónico.

Bajo la dirección del Ing. Carlos Paoletti y con la supervisión del Dr. Tamagno, fue ensayada en el Túnel Mayor (subsónico) un modelo del IA-60 en escala 1:10 equipado con el ala básica que se muestra en los planos e ilustraciones que acompañan a esta nota. Durante esos ensayos se detecto que se producía una pérdida de sustentación en la zona de puntera, cerca de donde se encuentran los alerones, para ángulos de ataque de entre 13° y 20° y una inestablidad apreciable a los 28°, esta última atribuible a la pérdida de efectividad del empenaje horizontal, lo que podía conducir a características indeseables y hasta peligrosas del control longitudinal y lateral del avión, ya que siempre es deseable que la perdida de sustentación se inicie en la zona de raíz o en la zona central del ala y no hacia la puntera donde se encuentran las superficies de control. Comprobada esta inestabilidad se procedió a equipar al modelo con diferentes configuraciones del ala, como ser un ala limpia con ángulo de alabeo, un ala sin alabeo y con aletas Handley Page en borde de ataque (descartada por motivos constructivos), un ala con alabeo y barreras aerodinámicas (fences), un ala con alabeo y extensión del borde de ataque (comúnmente conocido como diente de perro) y diferentes combinaciones de estas variantes. Finalmente se comprobó que este fenómeno indeseable se erradicaba con un ala que combinaba barreras aerodinámicas y extensión del borde de ataque. La posición de la barrera aerodinámica y la extensión del borde de ataque que se observan en la figura de abajo no eran definitivas, e incluso se tenía pensado reemplazar a la primera en futuros ensayos comparativos con ranuras de borde de ataque, similares a las empleadas en el ala del Mirage III

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Una tarea importante dentro del proyecto IA-60 fueron las modificaciones realizados al Túnel Supersónico del IIAE, para poder realizar ensayos en régimen transónico (Mach 0.5 hasta 0.85 +). Estas importantes tareas de modificación y los ensayos posteriores estuvieron bajo la supervisión del Dr. Tamagno. Se utilizo un modelo del IA-60 construido especialmente para los ensayos en el túnel a regímenes desde Mach 0.5 hasta 0.85 +. Mediante el uso de las técnicas fotográficas Schlieren era observada la formación de ondas de choque sobre el modelo a medida que se aproximaba al Mach crítico de diseño. Estos ensayos fueron presenciados por lo menos en una ocasión por los ingenieros de la empresa consultora estadounidense y en numerosas ocasiones por oficiales de alto rango de la FAA

Otro hito importante para el Departamento de Aerodinámica, dentro del proyecto IA-60, fue que por primera vez comenzaron a utilizarse técnicas de cálculo modernas como las de la superficie sustentadora aplicada al ala (ya que el clásico y conocido método de Multhop no era aplicable por la flecha y el bajo alargamiento) y otras bastante avanzadas para la época como el método de los paneles, desarrollado por los ingenieros de la M.B.B. en 1971, para analizar la configuración aerodinámica del ala – fuselaje y también la configuración completa del IA-60. En cuanto a las predicciones transónicas, para las mismas se utilizarían correlaciones empíricas o semi empíricas. Cabe destacar la importante contribución del Ing. Victor Torregiani en la implementación computacional del método de los paneles.

El Fin del IA-60 y su Legado


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Si bien a fines del año 1976 comenzó la construcción de los utilajes para dar inicio a la fabricación del primer prototipo, la FAA comenzó a perder interés en el proyecto IA-60 y los especialistas que intervinieron en el mismo fueron destinados a otras aéreas o a nuevos proyectos. Los trabajos se ralentizaron aún más cuando el Vicemodoro Ing. Ruiz, principal impulsor del proyecto, fue ascendido a Comodoro a fines de 1976 y asignado a principios de 1977 como Jefe del Grupo Técnico de la IV Brigada Aérea, ubicada en Mendoza.

Se continuo trabajando en el proyecto con algunos estudios teóricos y ensayos en túnel hasta que la FAA emitió en 1979 una Directiva de Desarrollo solicitando a la FMA que junto con Dornier se diseñe y construya un entrenador avanzado con capacidad secundaria de ataque, que poco tiempo después se convertiría en el programa IA-63 Pampa.

De haber entrado en servicio el IA-60, la FAA hubiera contado con un entrenador avanzado en la categoría del BAe Hawk y del Alpha Jet, y una plataforma de ataque táctico con posibilidades de crecimiento en sus capacidades y, porque no, quizás una variante monoplaza de mayor potencia ya que algunas fuentes citan que para el IA-60 se evaluó el uso del más potente turbofan Rolls Royce Spey, utilizado en el avión de ataque binacional AMX. Entrando ya en el terreno de la especulación pura, con el IA-60 la FAA hubiera contado con una interesante plataforma de ataque para desplegar en las islas durante el conflicto de Malvinas, pero a su vez la operatividad del mismo se hubiera visto seriamente comprometida al finalizar el conflicto debido al origen inglés de su planta motriz.

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El posterior IA-63 Pampa era menos ambicioso en su concepción original respecto a las prestaciones, armamento y capacidades de ataque del IA-60, pero el objetivo de este proyecto con asistencia de Dornier era el obtener una importante transferencia de tecnología para actualizar y modernizar a la FMA en todas las aéreas (diseño, ensayos, adquisición y análisis de datos, control de calidad, procedimientos de fabricación, etc) para llevarla a la altura del “estado del arte” de la industria aeronáutica mundial y así posibilitar su avance hacia el siglo XXI con nuevos proyectos.

Si bien el IA-60 no avanzo mas allá de los ensayos en túnel, su legado para el programa IA-63, además de la experiencia acumulada, fue el haber marcado el inicio de un único y solido grupo de diseño en la FMA, que luego se consolido con el programa IA-63.

Cuando comencé la investigación que dio lugar a este articulo, como muchos otros, pensaba que el IA-60 era un antecesor del IA-63 Pampa y por esa razón nombre originalmente a la primera versión de este articulo como “Un paso previo al Pampa” pero al momento del análisis y luego de entrevistar a los ingenieros involucrados en el proyecto resulto que el equipo de diseño había concebido al IA-60 como una aeronave de entrenamiento avanzado y combate con el potencial de desarrollo para convertirse en el futuro reemplazo de los Mc Donell Douglas A-4B/C Skyhawk de la Fuerza Aerea Argentina. Espero que mis conclusiones, en base al aporte de quienes participaron en la concepción del IA-60, den un marco histórico mas acorde a las expectativas con las cuales tuvo lugar esta iniciativa de la Fabrica Militar de Aviones.

Características Técnicas del IA-60

Descripción General de la Aeronave


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El fuselaje semi-monocasco se dividía en tres partes: el fuselaje anterior, el central y la zona de cola. En el fuselaje anterior se alojaba el tren de aterrizaje de nariz, seguido de los equipos de radio y navegación y luego la cabina presurizada de los pilotos. En el fuselaje central se alojaba el tren de aterrizaje principal (escamoteable hacia adelante como el de nariz), las tomas del ala y el tanque de combustible auto-obturable. En la zona de cola se alojaba el motor y las tomas de los empenajes horizontales y vertical.

El ala alta cantiléver era bilarguera, y como en el posterior IA-63, el recubrimiento seria mecanizado y de una sola pieza con perfiles longitudinales extruidos. Los perfiles seleccionados para el ala eran los NACA 652211(en la raíz alar) y el NACA 652209 (en la puntera alar). El ángulo de flecha era de 25° en el borde de ataque alar, el alabeo geométrico era de 1°30’y el diedro – 1°. Las superficies de control previstas eran alerones del tipo convencional y flaps del tipo slotted.

El empenaje vertical tenía forma trapezoidal, con un ángulo de flecha de 42 ° al 25% de la cuerda y un ahusamiento de 0,4. Iba a estar unido al fuselaje por remaches en su parte inferior, por lo tanto no era desmontable.

El empenaje horizontal montado en la deriva era bitrapezoidal (visto en planta), con un ángulo de flecha de 27° al 25% de la cuerda y un ahusamiento de 0,76. Era de incidencia variable y desmontable.

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Cabina de Pilotaje

Los dos pilotos se acomodaban en una cabina presurizada de 3 m de largo y 0,90 m de ancho. La configuración era biplaza en tándem y estaba previsto equiparla con asientos eyectables del tipo cero – cero, el Martin Baker MKPA06 o el MK10, equipados con espolones para quebrar las cúpulas transparentes individuales, construidas de plexiglás. El asiento trasero estaba elevado 35 cm respecto al delantero para darle una mayor visibilidad al instructor.

El blindaje para la versión de ataque consistía en el piso de la cabina y el parabrisas, ambos capaces de soportar impactos de proyectiles de 7,62 mm disparados desde una distancia de 150 m.

La cabina del IA-60 estaba influenciada por de la del Pucará la cual había sido diseñada por el equipo del Ing. Ruiz y se consideraba satisfactoria desde el punto de vista de la visibilidad global, de la ergonomía y del espacio para pilotos y equipo. Las dimensiones generales eran similares y ambas cabinas compartían el parabrisas, el tipo y ubicación del blindaje y el asiento eyectable Martin Baker MKPA06, en el caso de que este hubiera sido preferido ante el MK10. Las únicas diferencias eran las cúpulas individuales del IA-60 contra la de una sola pieza del IA-58 y que en el IA-60 el asiento trasero,correspondiente al instructor, estaba elevado 10 cm más que el asiento trasero del Pucará, correspondiente al copiloto/observador, algo lógico ya que el IA-60 tenía como una de sus funciones primarias el entrenamiento de pilotos.

Ambos pilotos contarían con la mira giroscópica Ferranti ISIS F 195 para tiro aire-aire y aire-tierra. El sistema ISIS F 195 estaba compuesto por el visor TF 95, la unidad de control TF 95 y la unidad selectora T 15. Esta mira estaba pensada para aeronaves de caza y ataque sin radar y le permitía al piloto seleccionar en vuelo entre tres rangos de alcance en tiro aire – aire con el cañón, estos rangos solo podían ajustarse en tierra, además de proveer indicación para disparo de misiles aire-aire guiados por infrarrojos. En tiro aire – superficie permitía el uso del cañón contra blancos en tierra en tres rangos de alcance, y el lanzamiento con precisión de cohetes no guiados aire – superficie y bombas.

El programador de tiro del IA-60 era el Bendix ANWE-1 con capacidad de lanzamiento desde los lanzadores múltiples ubicados en cada soporte subalar, con intervalos mayores o menores que los permitidos por estos.

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Planta Motriz

El motor seleccionado para propulsar al IA-60 era el turbofan Rolls Royce Turbomeca Adour RT 172-26 de 3.640 kg de empuje con postcombustión (15 minutos) y 2.400 kg sin postcombustión y al nivel del mar (30 minutos).

Este motor fue desarrollado en la década de los 60 para propulsar al avión de ataque anglo francés Sepecat Jaguar, siendo este motor y el Jaguar desarrollados en paralelo dentro de una serie de acuerdos binacionales. El primer vuelo del Jaguar, en 1968, también fue el primer vuelo del motor, entrando en servicio con el Armée de l’Air en 1973 y con la RAF en 1974. En la actualidad el turbofan Adour, que se ha seguido desarrollando y mejorando a lo largo de estas décadas, propulsa en versiones con o sin postcombustión a diferentes aeronaves militares.

La variante Adour RT 172-26 elegida para el IA-60 fue la cuarta variante en producción y la primera actualización mayor de este motor, entrando en servicio como Adour Mk.804 en los Jaguar International encargados por las Fuerzas Aéreas de Ecuador, la India y Omán. El RT 172-26/Mk.802 aumentaba la potencia con respecto al Mk.102 desde 5.115 lbs a 5.320 lb (2.320 kg a 2.413 kg) en seco y desde 7.305 lb a 8.040 lb (3.313 kg a 3.646 kg)) con postcombustión.

El motor iba tomado a la estructura del IA-60 por tres puntos y para su montaje y demontaje se podía remover la parte inferior del fuselaje.

Para asegurar la autonomía del IA-60 respecto a los equipos de tierra, estaba previsto que la aeronave estuviera equipada con una unidad de potencia auxiliar Microturbo Tipo 047, la cual serviría para arrancar en tierra al motor Adour, el suministro de aire acondicionado a la cabina y como fuente auxiliar de energía eléctrica.

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Tanques de Combustible

El avión disponía de un tanque integral de ala y de un tanque interior de fuselaje.

Este último seria del tipo auto-obturable y contendría los tanques colectores del sistema normal y auxiliar, este ultimo capaz de asegurar el vuelo a potencia de crucero por 30 minutos. Ambos sistemas permitían el vuelo invertido durante 30 segundos.

El sistema de carga de los tanques internos era por gravedad desde las bocas de carga instaladas en la parte superior de las semialas o bien a presión desde el panel de control de carga de combustible.

Al combustible interno se le sumaba el de los tanques lanzables externos, uno en el soporte ventral y dos en cada uno de los soportes subalares internos.

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Armamento

El armamento fijo consistía en dos cañones DEFA de 30 mm dotado de 300 cartuchos y con una cadencia de tiro de 1200 a 1500 disparos por minuto, ubicados en la sección interna ventral del fuselaje. A los mismos se accedía lateralmente para su preparación, inspección o recambio y las cajas de munición contaban con un acceso independiente.

Para las cargas externas el IA-60 contaba con cinco soportes externos. El soporte ventral era el ALKAN PM3 con una capacidad portante máxima de 1.000 kg. Los cuatro soportes subalares eran los ALKAN T-620 con una carga máxima individual de 500 kg.

La carga combinada de bombas y cohetes era de 1.890 kg. Las bombas portables eran las PG desde 115 kg hasta 500 kg y cohetes de varios tipos y calibres tales como los T-10 de 2.75” o 5”

Para una misión de ataque típica el IA-60 llevaba munición completa de cañones, 2 bombas de 400 kg y 8 bombas de 115 kg u 8 cohetes LAU-60 con un total de 152 cohetes FFAR 2.75”.

Además de las cargas ofensivas o en combinación con ellas, los soportes subalares y ventral podían llevar tanques de combustible suplementarios, lanzacartuchos, contenedores fotográficos, contenedores con ametralladoras para entrenamiento, lanza bombas de entrenamiento, lanzadores múltiples TER o ALKAN y un contenedor subalar con un cañón DEFA de 30 mm (uno por ala).

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ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL FMA IA-60


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DIMENSIONES GENERALES

Altura desde tierra hasta puntera del Empenaje Vertical: 5,085 m

Longitud: 12,923 m

ALAS

Envergadura: 10,52 m

Superficie Alar: 22,73 m2

Perfil Alar Raiz: NACA 652211

Perfil Alar Puntera: NACA 652209

Calaje: 1°30’

Flecha Alar: 25° en Borde de Ataque

Alargamiento: 4,87 m

Diedro del Ala: – 1°

Perfil del Alerón: Convencional

Tipo del Flap: Slotted

EMPENAJE HORIZONTAL

Envergadura: 3, 50 m

Perfil Aerodinámico: NACA 651009

Diedro: -1° 16’

Tabs: Incidencia Variable

EMPENAJE VERTICAL

Envergadura: 1,80 m

Perfil Aerodinámico: NACA 651011

PESOS

Peso Vacio con piloto, copiloto, blindaje y dos cañones de 30 mm sin munición: 3.860 kg

Carga útil versión entrenamiento: 2.490 kg (tripulación 150 kg y combustible 2.490 kg)

Carga útil versión de ataque: 4.340 kg (Armamento lanzable 2.340 kg)

Peso Total Versión de Entrenamiento: 6.350 kg. sin pilones, dos cañones con 300 proyectiles y 3.000 lts de combustible

Peso Total Versión de Ataque: 8.350 kg con 2.000 kg. de cargas ofensivas lanzables sobre cinco pilones, combustible 3.000 lts

PRESTACIONES

Velocidad Minima Indicada: 196 km/h (w= 6.350 Kg), 225 Km/h (w= 8.350 kg)

Velocidad Máxima Indicada (w= 6.350 Kg): 1.056 km/h a nivel del mar y 915 km/h a 13.700 m

Velocidad Ascensional Máxima: 80,3 m/s (w= 6.350 Kg), 40 m/s (w= 8.350 kg)

Tiempo de Trepada a 10.000 m: 2.6 minutos (w= 6.350 Kg), 6 minutos (w= 8.350 kg)

Velocidad Óptima de Trepada Indicada para Regimen Ascensional Máxima para w= 6.350 Kg: 774 km/h al nivel del mar, 854, 32 km/h a 13.700 m.



Techo Práctico Estimado para W= 6.350 kg con máxima Post-combustión: 16.500 m

Techo de Servicio Máxima Carga Portante: 11.000 m

Techo Operativo Máxima Carga Portante: 9.000 m



Alcance Ferry: 5.556 km (3.000 m.n.)

Radio de Acción Alto – Bajo – Alto: 1.111 km (600 m.n.)

Radio de Acción Bajo – Bajo – Bajo: 556 km (300 m.n.)

Radio de Acción Bajo – Bajo – Alto: 370 km (200 m.n.)



Radio Minimo de Viraje: 338 m (para W= 4.439 kg; y post-combustión)



Carrera de Despegue sobre Obstaculo de 15 m:

Con Postcombustión: 484 m (w= 6.350 Kg: ), 997 m (w= 8.350 kg)

Sin Postcombustión: 1190 m (w= 6.350 Kg: ).


FMA IA-60 ¿Antecesor del Pampa o sucesor del Skyhawk?


FUENTE: https://www.zona-militar.com/2015/08/11/fma-ia-60/

2 comentarios - FMA IA-60 ¿Antecesor del Pampa o sucesor del Skyhawk?

juanma360
Muy buen aporte.

Aunque su aspecto no me gusta ni un poco Habría sido un buen reemplazo de los A4 con plataforma LO de ataque.
KovasiKa
Pero tiene un aire al A7 Corsair
Cervero2012
Muy buen tema, vos sabes que conocia poco de este proyecto
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