(English version below – added 2nd of July)

I det siste har jeg jobba litt med et innlegg om F-35 og «dogfighting», og etter at det nå er kommet nye påstander om hvor effektivt F-35 er her (eller ikke) så ble jo dette enda mer relevant. I dette innlegget skriver jeg derfor mer om nærkamp i lufta og om hva som kan avgjøre utfallet. (Les Mortens forrige innlegg om F-35 og ytelse her.)

«Dogfight» betyr nærkamp i lufta mellom to fly. Avstanden er liten nok til at flygerne ser hverandre med egne øyne. Vi kaller det helst «Basic Fighter Maneuvers» (BFM). I tiden før missil-bevæpning og radar ble luftkamp avgjort gjennom «dogfight», og maskinkanon var det eneste våpenet. Dette endret seg raskt i løpet av 1960-tallet, men det viste seg at tidlige missiler var upålitelige. Maskinkanon og «dogfight» var fortsatt aktuelt i både Vietnam- og Yom Kippur-krigene.

F-16 var også umoden på mange måter da Forsvaret mottok nye kampfly i løpet av 1980-tallet. Radaren var nærsynt, og bevæpningen var kun varmesøkende missiler med kort rekkevidde. I denne tiden trente norske flygere på å møte sovjetiske fly med langtrekkende missiler. De norske flygerne kunne gjerne håpe at sovjetiske missiler ikke virket, men det ville vært dumt å belage seg på en slik antagelse. Derfor måtte norske F-16 gå defensivt inn i enhver luftkamp; først overleve de lange skuddene for siden å kanskje kunne ta igjen i den visuelle arenaen. Det eneste våre F-16 kunne gjøre var å forsøke å forvirre fienden med avledningsmanøvre; kanskje klarte én av våre å overleve helt inn til et møte og en mulighet til å ta igjen? Avledningsmanøvre virker dessverre forvirrende på begge parter. Derfor var utgangspunktet for «dogfighten» ofte dårlig.

Med F-35 er situasjonen ganske ulik. Missilene er mer pålitelige og sensorene i en annen liga. Jeg vet at F-35 kommer til å bite godt fra seg på langt hold, men har ikke tenkt å diskutere om «dogfight» er relevant eller ikke med F-35. Det finnes flere grunner til at også F-35 kan ende opp i nærkamp. Når alle missilene er skutt er det tross alt bare kanonen som står igjen. Hva hvis vi møter en motstander som har enda slankere radar-signatur? Eller en motstander som kan avlede alle våre missiler, på et eller annet vis? Poenget videre er hva som avgjør i en «dogfight».

Ytelsen til flymaskinen er viktig. Det mest relevante er kanskje hvor liten svingradius jeg kan få til, hvor raskt jeg kan svinge flymaskinen rundt og hvor raskt flyet kan akselerere og øke hastigheten. La oss si at jeg skal trene BFM i «min» F-16 mot en SAAB Safari fra flyskolen på Bardufoss. Easy match? Safarien er faktisk bedre enn F-16 på to relevante områder; den har mindre svingradius og kan fly saktere. Jeg vil tape dersom jeg går inn i kampen på Safariens premisser, og forsøker å vinne ved å «ta innersvingen» på motstanderen (se her bort fra at Safarien er ubevæpnet).

Det viktige her er at F-16 er en sprek flymaskin, men jeg kan ikke slå verken SAAB Safari eller andre kampfly uten en god plan. I en «dogfight» mellom F-16 og SAAB Safari har jeg andre styrker; jeg kan finne Safarien på radar og komme inn i kampen usett, jeg kan holde fem ganger så høy hastighet og jeg kan fly høyere.

Hva ville jeg gjort i praksis i en slik tenkt luftkamp? Jeg ville gjort alt jeg kunne for å snike meg inn uoppdaget; stupe inn nesten vertikalt og litt bakfra. Safari-piloten ville ikke hatt en realistisk sjanse til å oppdage meg før angrepet var over. Dersom jeg hadde bommet med første salve fra kanonen, ville planen vært å «rømme» vertikalt oppover igjen. Det kan ikke Safarien stille opp mot. Jeg fører kampen på mine premisser.

(Innlegget fortsetter etter bildene)

Hva er tilfellet mellom F-16 og F-35? Det kommer an på, spesielt i forhold til hvordan F-16 er lastet. En strippet F-16 er en formidabel motstander for hva det skulle være. Dette endrer seg raskt når vi kler opp F-16 for kamp. Dersom vi skal sammenligne F-16 og F-35 på likt grunnlag, må vi forutsette at F-16 bærer utvendig drivstoff, «jammepod» for elektronisk krigføring, våpenoppheng for bomber, missiler og kamera for målfatning og målbelysning. En slik krigsutrustning påfører F-16 betydelig redusert ytelse; begrenset angrepsvinkel (evne til å flytte nesen vekk fra hastighetsvektoren), tregere «roll rate», begrenset minste hastighet og lavere g-begrensning.

Figuren under viser en «radius fight» sett ovenfra, hvor den med minst svingradius først kommer i posisjon for å avfyre våpen.

Hva er poenget med dette? Jo, jeg forsøker å vise at en gjennomtenkt plan er viktig. Jeg må kjenne styrker og svakheter til både egen og motstanderens flymaskin. Selv med et overlegent og moderne kampfly må jeg utnytte egne styrker, og ikke la motstanderen diktere kampen.

«Selv med et overlegent og moderne kampfly må jeg utnytte egne styrker, og ikke la motstanderen diktere kampen.»

Generelt kan jeg si at en strippet F-16 har noe høyere svingrate enn F-35 over tid, men F-35 er sterkest i en kamp om å komme på innsiden av svingen til motstanderen. I en «dogfight» mellom F-16 og F-35 har de hver sine styrker.

Når vi trener BFM i Norge – F-16 mot F-16 – er det ofte slik at én har rollen som motstander. Når en instruktør agerer motstander for en uerfaren flyger, er det vanlig å begrense instruktøren til å ikke bruke etterbrenner. Det betyr at eleven har 60% mer motorkraft tilgjengelig. Likevel vinner ikke alltid eleven, til tross for overlegen motorkraft og ytelse.

Et annet vanlig scenario er å trene fra et defensivt utgangspunkt. Da starter «overgriperen» som regel 1000 meter bak, i en doven sving. I denne situasjonen har den offensive motstanderen alle fordeler. Dersom flygeren er dyktig, skal ikke den defensive maskinen kunne overleve et angrep fra så kort hold. Likevel hender det at rollene byttes om, og den jagede blir jegeren.

Min påstand er neppe kontroversiell; flygeren som trener jevnt og bygger erfaring – det vil si flygeren med en stor «bag of tricks» – vinner!

«Flygeren som trener jevnt og bygger erfaring – det vil si flygeren med en stor «bag of tricks» – vinner!

Hvordan jeg ender opp i en «dogfight» er kritisk. Jeg var så heldig å få øve tre BFM-sett i dag. To defensive, og ett «high aspect» oppsett. Før flyturen gikk vi gjennom startparametre, roller, sikkerhetsregler og mål for øvelsen. Verden var enkel; to fly i treningsområdet og én øvelse å gjennomføre. Jeg var 100% klar for mitt beste forsvar da min kollega kalte «fight´s on» over radioen. Når vi trener større og realistiske scenarioer, er min erfaring at veien til BFM gjerne er uoversiktlig og kaotisk. Dersom vi har kontroll, og vet hva vi driver med, ender vi ikke opp i «dogfight». «Dogfighten» kommer gjerne både uventet og ubeleilig.

Første hint fra en uoppdaget fiende kan være kanonkuler som slår inn i skroget. Det går neppe bra. Heldigvis er F-35 vrien å oppdage og den har gode sensorer. Det er vanskelig å snike seg innpå F-35 uten å bli oppdaget. Jeg tror det er lite sannsynlig at jeg blir totalt overrumplet i F-35. Jeg tror mest på at F-35 havner i «dogfight» fordi missilene har blitt avledet eller fordi det ikke er flere igjen. Derfor tror jeg at F-35-flygeren ofte er den som entrer arenaen med best situasjonsforståelse. Med oversikt over situasjonen kan jeg planlegge angrepet mitt; jeg kan forberede meg mentalt på hva som skal skje, jeg kan minimalisere signaturen, jeg kan forsøke å snike meg inn fra en dødvinkel, jeg kan tilpasse hastighet, høyde og geometri, jeg kan dumpe tunge våpen for å gjøre flyet mer manøvrerbart, jeg kan gjøre klart ønsket våpen og optimalisere sensorene på vei inn til møtet. Jeg vil påstå at situasjonsforståelse hos en godt trent flyger gir best grunnlag for å vinne «dogfighten».

English translation:

Dogfighting and the F-35

Recently I have been working on a post on the F-35 and «dogfighting» and after new allegations have surfaced concering the effectiveness of the F-35 in this area (or lack of such) it becomes even more relevant. In this post I will therefore try to elaborate a bit more on air-to-air combat and which factors help determine its outcome.

A dogfight is combat in the air between two aircraft where the distance is short enough that the pilots are able to see each other with their own eyes. When training for this kind of combat, we call it «Basic Fighter Maneuvers» (BFM). Before the days of missiles and radars, dogfighting was the only form of air combat, and machine guns (or cannons) were the only weapons. This changed rapidly during the 1960s, but it turned out that early missiles were unreliable. Machine guns and «dogfights» were therefore still relevant in both the Vietnam and Yom Kippur wars.

The F-16 was also immature in many ways when the Norwegian Air Force received them during the 1980s. The radar was «shortsighted», and the only armament were guns and short ranged heat-seeking missiles. During the 1980s, Norwegian pilots trained to meet Soviet aircraft with long-range missiles. The Norwegian pilots could certainly hope that the Soviet missiles would not work, but it would be foolish to rely on such an assumption. As a result, Norwegian F-16s would go defensively into any dogfight, with the aim of surviving the initial long range fire of their opponent, before being able to hopefully retaliate once the battle moved within visual range. To do so, the only thing our F-16s could do was to try to confuse the enemy with deceptive maneuvers; perhaps this would allow at least one of our aircraft to survive all the way to a merge and hence have an opportunity to catch up? The problem was that such diversionary maneuvers tended to confuse both parties. Therefore, the starting point for the ensuing dogfight was poor.

With the F-35 however the situation is quite different. Today’s missiles are far more reliable and the sensors are in a completely different league. I know that the F-35 will perform formidably at long range, but it is not my intention in this post to discuss whether dogfighting is relevant or not for the F-35. There are several reasons why the F-35 could end up in a dogfight. After all, when all the missiles are gone the gun is the only option that we are left with. Or what if we meet an opponent with an even smaller radar signature? Or an opponent that is able to evade all our missiles, in one way or another? My focus in this post is therefore the factors that help determine the outcome of a dogfight.

The performance of the airplane is important. The most relevant factors are how small I can make my turn radius, how quickly I can turn the aircraft around and how quickly the airplane can accelerate and gain speed. But let’s say that I am training BFM in «my» F-16 against a SAAB Safari (basic trainer) from the pilot training school at Bardufoss. Would this be an easy match? As it happens, the Safari is actually better than the F-16 in two relevant areas; it has a smaller turning radius and can fly slower. As a consequence, I will lose if I enter the fight on the Safari’s terms, and try to win by «out-turning» my opponent (just ignore for the moment that the Safari is completely unarmed).

The relevance is that although the F-16 is an agile airplane, I cannot beat neither the SAAB Safari nor any other combat aircraft without having a good plan for doing so. In a dogfight between an F-16 and a SAAB Safari I will have other strenghts; I can find the Safari on my radar and enter the fight unseen, I can sustain five times the speed of the Safari and I can fly higher.

So what would I actually have done in a theoretical dogfight like this one?

I would have done anything I could to sneak in undiscovered; plunge down on the Safari from an almost vertical position, slightly behind. The Safari-pilot wouldn´t have had any realistic chance to see me before the attack was over. If I had missed with the first volley from my cannon, the plan would have been to «escape» vertically upward again, and repeat the attack. This is not something the Safari would be able to match. I would be fighting the Safari on my own terms.

So how does this apply in the case of an engagement between the F-16 and the F-35? It depends, and it particularly depends on how the F-16 is loaded. A stripped-down F-16 is a formidable opponent to anyone in BFM. However, this changes quickly when we dress the F-16 up for combat. If we are to compare the F-16 and F-35 on an equal basis, we must assume that the F-16 will be carrying both external fuel, a «jamming pod» for electronic warfare, weapon mounts for bombs, missiles and a camera pod for target acquisition and illumination. With this loadout, the F-16´s performance is significantly reduced: The maximum angle of attack is reduced by 40% (the ability to move the nose away from the direction of travel), the roll rate is lowered, the maximum allowable airspeed is reduced and the g-limitations are stricter.

So what, you might ask? My point is that a that a well thought-out plan is essential. I need to know the strengths and weaknesses of both my own airplane and that of my opponent. Even with a superior and modern fighter I must utilize my own strengths and not let my opponent dictate the terms of the fight.

Overall I can say that a stripped-down F-16 has slightly better sustained turn rate than the F-35. However, an F-35 has the advantage with regards to getting inside the turn of its opponent. In a dogfight between the F-16 and the F-35 they will therefore both have strengths to play on.

When we train BFM in Norway – F-16 against F-16 – it is often the case that one of the two plays the role of the opponent. When an instructor acts as the opponent to an inexperienced pilot, the instructor commonly refrains from using the afterburner. Compared to the instructor, the student pilot has 60% more engine power available – a «twin engined» F-16! Still, the student pilot does not always win, despite superior power and performance.

Another common scenario is to train from a defensive starting point. At exercise start, the ‘aggressor’ will usually be 3,000 ft behind, in a lazy turn. In this situation, the aggressor has every advantage. With a skilled pilot, the defending aircraft should not be able to survive an attack from such a short distance. Nevertheless, it still happens that the roles are switched, and the hunted becomes the hunter. My main thesis is therefore hardly controversial; the pilot who trains consistently and builds experience – the pilot with a large «bag of tricks» – will win!

How I end up in a dogfight is also a critical factor. Just earlier today I was lucky enough to be able to practice three BFM sets in the F-16. Two defensive sets, and one «high aspect» set. Before we took off, we went through the initial parameters, our roles, safety rules and objectives for the exercise. The world was simple; two fighters in the training area and one mission to complete. I was 100% ready to defend myself in the best way possible when my colleague called «fight’s on» over the radio. When we run larger and more realistic scenarios, however, my experience is that the path leading up to a BFM-engagement tends to be both confusing and chaotic. If we are in control, know what we are doing and interpret the tactical situation correctly, we will not end up in a dogfight. When we do end up in a dogfight anyway, it tends to be both unexpected and inconvenient.

The first hint of an unseen foe could be cannon rounds slamming into the hull. That rarely ends well. Fortunately, the F-35 is tricky to spot and has very good sensors. It’s hard to sneak up on an F-35 without being detected. I think it is unlikely that I will be caught completely off guard in the F-35. I my opinion, the most likely scenarios for an F-35 to end up in a dogfight is that an opponent somehow has evaded its missiles, or that all missiles are spent. Therefore, I believe that the F-35 will be the one to enter the arena with the best situational awareness. Having an overview of the situation will allow me to plan my attack; I can prepare myself mentally for what will happen, I can minimize my signature, maybe try to sneak up on my opponent from a dead angle. I can adjust my speed, height and geometry, I can dump heavy weapons to make the aircraft more maneuverable, and I can prepare my desired weapon and optimize the sensors as I approach the merge. I would therefore argue that the situational awareness of a well-trained pilot is the strongest factor when it comes to winning a dogfight.

Kampflybloggen (The Combat Aircraft Blog) is the official blog of the Norwegian F-35 Program Office within the Norwegian Ministry of Defence. The author of this piece, Captain Morten Hanche, is a F-16-pilot with the Royal Norwegian Air Force, and has been picked to lead Norwegian Operational Testing & Evaluation of the F-35.