¿Por qué los aviones de combate no despegan verticalmente?

Pueden ascender verticalmente, pero esto funciona mejor si están varias toneladas por debajo de su masa máxima de despegue. Los motores de los aviones de combate necesitan mucho combustible y, al comienzo del vuelo, el avión será demasiado pesado para el ascenso vertical. Además, sería necesario reorganizar el tren de aterrizaje si el avión va a despegar de cualquier aeropuerto.

Incluso una relación empuje/peso ligeramente superior a 1 en la masa máxima de despegue no será suficiente, porque la aeronave necesita cierta velocidad aerodinámica para que sus superficies de control sean efectivas. Si no se instala vectorización de empuje, la aeronave será incontrolable en su ascenso inicial. El jet Harrier VTOL utiliza aire sangrado que se canaliza a las boquillas en los extremos del fuselaje y el ala para controlar la actitud a baja velocidad.

Es concebible que el caza cuelgue verticalmente de una pared, con las ruedas trabadas en embragues que lo liberarán cuando se alcance el empuje necesario. Con el control del vector de empuje, la aeronave podría controlarse en toda la trayectoria hasta que pase a un vuelo horizontal, e incluso podría aterrizar verticalmente. Pero esto necesitaría aeródromos especialmente preparados y usaría mucho más combustible que un despegue convencional, dejando menos combustible para la misión.

Sí, pueden acelerar en línea recta (incluso con el peso máximo en algunos casos), pero acelerar en línea recta desde 0 requiere algún tipo de control para mantener la aeronave estable. Todas las superficies de control normales de la aeronave solo funcionan con aire que fluye a través de ellas, por lo que si la levanta y empuja los aceleradores hacia adelante, simplemente se volcará.

Esta es la razón por la cual los aviones VTOL siempre tienen más de un punto creando empuje, utilizan el empuje para estabilizar el avión a medida que se eleva.

La otra consideración (como mencionó Peter) es que es menos eficiente ascender de esta manera, lo que significa menos combustible para la misión, menor peso de despegue o alguna otra compensación.

Lo más cerca que estuvo EE. UU. es el programa ZEL para el F-100 Super Sabre.
Básicamente, coloque el F-100 en un riel de lanzamiento de misiles de crucero, ate un gran cohete propulsor a su trasero y corra para cubrirse.
Solían tener una cinta VHS de 90 minutos sobre el proyecto, llegaron tan lejos como para diseñar rampas de lanzamiento subterráneas con puertas a prueba de explosiones nucleares para lanzar los cazas tras los bombarderos soviéticos. Sin embargo, nunca entró en funcionamiento, en el momento en que había progresado hasta donde podía funcionar en la práctica, el sistema Nike SAM estaba lo suficientemente maduro como para que el programa ZEL ya no fuera necesario.

Bueno, a veces lo hacen. Un piloto o líder de vuelo puede solicitar un ascenso sin restricciones a la altitud de crucero con el fin de practicar intercepciones u otras maniobras de entrenamiento como lo demuestra este F-22 Raptor. Pero esto emplea un despegue convencional y acelera el avión a una velocidad predeterminada antes de ir vertical.

En lo que respecta a un empuje del motor superior a 1:1, esto se aplica a condiciones estáticas a nivel del mar, generalmente utilizando postcombustión completa. A medida que aumenta la altitud, el empuje nominal que los motores pueden producir se degrada con la disminución de la densidad del aire.

La idea de un luchador VTOL puro se ha explorado con los diseños de "cuidador de cola" como el Convair XFY-1 Pogo o la entrada de Lockheed . Estos diseños eran factibles para un interceptor de combate basado en un crucero propuesto, pero la configuración dificultó el aterrizaje y el proyecto se abandonó poco después de una serie de vuelos de prueba.

Tanto la serie de aviones de ataque Harrier como el nuevo F-35B pueden despegar y aterrizar verticalmente, pero con un combustible y una carga útil muy reducidos necesarios para el vuelo estacionario; Estos aviones prefieren operaciones de despegue corto desde el barco con un señor de la guerra, luego aterrizan verticalmente una vez que se agota al completar una misión.

Otro factor a considerar: si un caza con una relación de empuje a peso mayor que uno puede lanzarse verticalmente desde un barco, ¿cómo aterriza ese caza de nuevo en el barco? Al estar en el océano, no hay otro lugar para aterrizar, y si el barco tiene una cubierta de vuelo para aterrizar, también puede usarla para un despegue convencional mucho más seguro con una carga de combate mucho mayor.

Este fue el problema al que se enfrentaron los tres cuidadores de cola que EE. UU. financió en la década de 1950, de Convair, Lockheed y Ryan. El resultado final: aterrizar en la cola, con el piloto mirando por encima del hombro en el intento, resultó ser demasiado difícil, en tierra estacionaria, con una plataforma de aterrizaje enorme y sin daños de batalla. Intentar aterrizar un niñero de cola en un barco en movimiento después de llevar a cabo una misión de combate habría sido aún más difícil.

Los tres esfuerzos fueron abandonados por ser poco prácticos en condiciones militares.