jueves, 9 de marzo de 2017

AAM: Evolución de los AAM

BVR X WVR 

Los misiles aire-aire guiados por infrarrojos (IR) fueron el arma principal de los cazas de superioridad aérea para derribar aviones, y llevó a 
combates más ágiles para maniobrar y se ponerse en posición de disparar primero. Hasta hace unas décadas, los misiles fueron razonablemente eficientes, pero puede ser derrotado con maniobras muy agresivas o vagaban si no se dispararon en las condiciones óptimas.

Con los misiles aire-aire de corto alcance de cuarta generación ya no es así. Estos misiles están apuntando por la mira montada en el casco (look-and-shoot) y tiene una amplia zona sin escape (NEZ) y puede atacar objetivos que huyen y son difíciles de interferir con un grado aún mayor que los misiles de largo alcance de la primera generación.

Los misiles de combate aéreo en el futuro será aún más rápidos y ágiles, con mayor alcance, con más sensores y resistentes a las interferencias y con la ayuda de mejores sensores de precisión. Serán altamente letales e imposibles de evitar, tal vez con un arma de defensa como el láser activa o un misil anti-misiles.

Los misiles de largo alcance se han desarrollado bien, con el día de hoy que es muy difícil de derrotar con maniobras evasivas e interferencia. Algunos sensores están recibiendo radar pasivo y el motor ramjet tener un radio de acción 3.2 veces más alto que un motor de cohete del mismo tamaño. Paradójicamente, lo que más está haciendo al combate BVR aún más importante es el desarrollo de misiles de corto alcance como veremos a continuación.


La generación cero de los misiles fue el Ruhrstahl/Kramer X-4 alemán de la Segunda Guerra Mundial. El X-4 era guiado por cable y los objetivos serían bombarderos. El proyecto se inició en 1943 con la producción se detuvo en 1945 después de un ataque de bombarderos aliados había destruido todos los motores construidos.


Primeras Generaciones 
Los misiles con sensores infrarrojos (infrarrojo - IR) revolucionaron el combate aéreo dado que antes los pilotos sólo tenían ametralladoras y cañones y tenían que maniobrar agresivamente para golpear al oponente desde atrás. Los misiles han aumentado la precisión y la distancia del encuentro. Un piloto con mala puntería del cañón comenzó a tener más posibilidades de dar en el blanco y a distancias más largas.

La primera generación de misiles de corto alcance (dentro del alcance visual - WVR) como el AIM-9B y AA-2 Atoll se caracterizaron por un sensor pequeño con un pequeño campo de visión, sólo atacar objetivos desde detrás de un campo de visión estrecha, limitada y pequeña. El ratio de detección pequeño, cuando se mueve el sensor a velocidad, el sensor tendía a perder el objetivo si se movía rápidamente. El resultado era que bastaba un suficientemente fuerte "freno" para que el piloto escapara de los misiles, pero necesitan estar al tanto de cuando eran disparados los misiles. Una consecuencia es que prácticamente siempre terminaban teniendo éxito contra enemigos que no sabían que estaban siendo atacados (como ocurrió en Malvinas muchas veces).

La visión de la banda del sensor obligó a la aeronave de lanzamiento tuvo que ser colocado en un cono de + / -30 grados detrás de la aeronave para que vea el calor del escape del motor. El sensor puede ser fácilmente distraído por los reflejos en el suelo, las nubes y el sol y se enfriaron durante un corto tiempo. Prácticamente había ángulo de tiro (de disparo) de cero grado y sólo podía ser disparado por la espalda.

La primera generación de misiles por lo general no tenía espoleta de proximidad y se utiliza una cabeza pequeña. El rango era demasiado corto, pero fue aún mayor que el rango de los cañones.

Estos misiles aparecieron a mediados de los años 50 y principios de los 60. La lucha con estos misiles se parecía más a las batallas de la Segunda Guerra Mundial con los jinetes tratando de atrapar al enemigo por la retaguardia. El compromiso duraba unos siete minutos si los dos pilotos estaban al tanto de unos de los otros.

Ejemplos de 
misiles de Primera Generación son el AIM-9B Sidewinder y AIM-4 Falcon americanos, el Shafrir israelí, los británicos Firestreak y Red Top, el ruso R-3 (AA-2 llamado 'Atoll' por la OTAN) y el V-3A de Sudáfrica. El AA-1 Alcali fue un misil ruso primera generación, pero era guiado por radar.

La segunda generación, como el 
AIM-9D/G/H Sidewinder y Shafrir 2, surgieron a mediados de los años 60. Estos misiles tenían un ángulo de visión un poco más grande de 45 grados y el campo de visión y una relación de seguimiento de objetivo aumentada ligeramente. El enganche podría estar ya un ángulo de + / -10 grados y no solo directamente detrás de él, pero todavía tenía que estar detrás. La razón para aumentar el control del sensor, pero el destino todavía no podía maniobrar o se perdía el misil. La sensibilidad del sensor mejoró, así como su alcance. La espoleta de proximidad mejoró las posibilidades de alcanzar un objetivo con sólo pasar cerca del objetivo y no sólo al tener un impacto directo.


Las estadísticas muestran que un misil de segunda generación que el piloto tuvo que realizar 5 a 7 minutos de maniobras agresivas hasta que uno de los dos opositores podría beneficiarse lo suficiente para estar ubicados en una posición de disparo. Esta vez los dos rivales eran vulnerables a un tercero que podría alcanzar la posición de disparo sin que se note.

Ejemplos de los misiles de segunda generación AIM-9D/G/H, Magic R francés, V-3B de Sudáfrica, Shafrir II 
de Israel y el R-13M ruso. Las primeras versiones del R-60 eran de segunda generación. Estos misiles fueron un gran paso para la época, a pesar de ser ineficaces, y todavía están en uso en algunos países.


Tercera Generación 
Los misiles aire-aire de corto alcance de la primera y segunda generación obligaron a los cazas a maniobrar para llegar al oponente desde detrás, como sucedió en la Segunda Guerra Mundial y Corea. La principal amenaza eran las 
grandes formaciones de bombarderos enemigos, con una gran firma térmica, volando alto en el cielo como telón de fondo y no muy fáciles de maniobrar. Pero en el combate real los encuentros eran con cazas volando bajo y ágil. Los misiles pronto demostraron que no eran tan precisos como se esperaba. Diseñados para interceptar bombarderos, los cazas como el F-101, F-102 y F-4 no tenían la capacidad de maniobra para enfrentar a cazas ágiles como el MiG-17 y MiG-21 soviéticos. Pronto la agilidad se ha convertido en un requisito más importante en el diseño de aviones de combate.

Cuando los cazas ágiles como el F-15 y F-16 surgieron como la tercera generación, fueron entrando en operación parecía que los misiles de corto alcance en la tercera generación como el AIM-9L Sidewinder desde finales de los 70. Estos misiles se caracterizan por un sensor que funciona en la banda de 4 micras y puede bloquear el objetivo en cualquier aspecto de ser llamado "todos los aspectos". Esta banda permite que el sensor ve también el calor generado por la fricción del aire en el fuselaje, lo que significa que también pueden ser despedidos con el fin de no sólo delante y por detrás. El sensor había un sistema interno de refrigeración de botellas de nitrógeno, pero que limita las horas de trabajo. Los sensores han adquirido cierta capacidad para la lucha contra el brote de contramedidas y para rechazar los objetivos falsos como se refleja en el suelo.

La proporción de seguimiento se ha mejorado mucho y algunos misiles podrían ser objeto de la vista del casco a pesar de que no se puede aprovechar esta capacidad mismo con un ángulo de tiro (de disparo) de + / - 15 a 30 grados, pero todavía tiene el punto de la nariz la búsqueda de la meta. La instalación cuenta con el tiempo para participar en la caída de combate aéreo a menos de 3 minutos en la década de los 80. La instantánea tasa de rotación de los luchadores comenzaron a ser criticado por la facilidad de señalar la nariz podría ser lo suficientemente rápido como para disparar el misil y el aumento de oportunidades para el rodaje.

Para explotar la debilidad de los misiles de tercera generación, era necesario abandonar el cono de la participación de misiles y la fuerza el control ruptura con agresivas maniobras evasivas. Estos misiles tenían un motor más rápido para quemar cualquier maniobra y el misil fue perdiendo velocidad y agilidad rápidamente. El manejo en el compromiso final fue pequeño con motor de tiro rápido y el sensor era todavía relativamente lenta para seguir el destino.

Los aviones de combate de tercera generación como el F-15, F-16, F/A-18, MiG-29, Su-27 y Mirage 2000 tenían el diseño óptimo para este tipo de combate dado que se diseñaron para tener una mayor agilidad (tasa de rotación instantánea) y maniobrabilidad con velocidad de giro constante (ala grande y poderoso motor) para asegurar una oportunidad para evadir misiles con fuego y maniobra.

Los ejemplos de la tercera generación de misiles AIM-9L, la versión de Alaska de BGT en el fuselaje de la AIM-9H, Magic II, el israelí Python 3, V-3C de Sudáfrica y el AAM-3 de 
Japón. Algunos son dirigidos por la mira montada en el casco como el Python 3 y V-3C. Estos misiles no son todavía obsoletos y se utilizarán hasta alrededor de 2015-2020 debido a la caducidad.




Cuarta y quinta generación 
En los años ochenta se produjo un importante cambio de paradigma en el combate con misiles aire-aire, con la entrada en funcionamiento de los misiles aire-aire de super velocidad, o misiles de corto alcance de Cuarta Generación. Estos misiles, así como otras medidas adoptadas por los diseños anteriores de los misiles aire-aire, llevó a la creación de nuevas tácticas y 
proyectos de cazas atentos a esta doctrina.

El impulso para la nueva generación de misiles aire-aire provenía de la antigua URSS. En los últimos años de la Guerra Fría, la URSS puso en funcionamiento el Su-27 Flanker y 
con misiles revolucionarios como el Vympel R-73 (AA-11 'Archer' para la OTAN), que entraron en funcionamiento en 1986.

El AA-11 era diferente de la generación anterior en dos áreas. Era ágil aerodinámicamente, con doble estabilizador y vectorización de empuje para cambiar de dirección mucho más rápido que el AIM-9L/M y tenía un motor de gran alcance que ardía durante mucho más tiempo que le permitía mantener el poder durante la mayor parte del trabajo, pudiendo mantener las maniobras de los 50 G o más.

El sensor también señalaba que el ángulo de visión rápida de 45 grados a los lados (de alta fuera de disparo - fuegos). Esto significaba que Archer puede ser encerrado en una geometría de confrontación con el objetivo donde los misiles no podían ver al viejo adversario. Esto significa que tras recibir un disparo podría hacer un seguimiento de los objetivos que se estaban llevando a cabo violentas maniobras evasivas para salir de la vista del misil.

El Archer también hizo girar rápidamente para aprovechar la geometría de confrontación que no se podía hacer con la generación anterior como el AIM-9L / M. La agilidad de los misiles y la cabeza buscadora significó que el oponente tenía pocas posibilidades de derrotar a los misiles con maniobras evasivas.

El Su-27 y MiG-29 fueron equipados con una mira montada en el casco (Helment Mounted Sight - HMS) que permite al piloto bloquear el objetivo sin tener que apuntar con la nariz hacia el blanco. Los ejercicios contra el Mig-29 
alemán mostraron que era malo en el combate de largo alcance, pero fenomenal en el corto alcance.


Una imagen de un casco de visión montado (HMS) en un Mig-29 con un F/A-18 a la vista. Es mucho más fácil señalar con un misil a la cabeza de que las maniobras de un avión. 


Los misiles de tercera generación tenían 
 sensor con capacidad para todos los aspectos- (dispararon contra objetivos en frente o detrás) designados por el radar de las aeronaves o el HUD, y sólo podría ser bloqueado a través del radar que apareció en el HUD.

El Su-27 y MiG-29 podría utilizar estas capacidades ampliado la dotación del HMS y IRST, con mayores oportunidades para el disparo, dado que veían primero y disparaban primero.

El Su-27 y MiG-29 también tenía la capacidad de "super maniobrabilidad" con el fin de mantener el control a los altos ángulos de ataque. Esta capacidad les permitió sobrevivir a los ataques con cohetes desde la tercera generación, con maniobras agresivas, lo que obligaban a perder el sensor de seguimiento.

La combinación Archer, el HMS y la agilidad del Flanker/Fulcrum permitían al piloto tener más probabilidades de obtener una oportunidad de disparo en la primera gran oportunidad de ataque y una mejor maniobrabilidad para defenderse. Después de probar el MiG-29 de Alemania tras el final de la Guerra Fría, la USAF llegó a la conclusión de que no eran más que capaces de luchar de larga distancia más allá del alcance visual (BVR), pero fue muy superior en combate cuerpo a cuerpo.

Los rusos basaron su investigación en la tecnología estadounidense, con las lecciones de las ejercicios AIMVAL / Aceval obtenidos por la KGB, y supusieron que estaban trabajando en secreto misiles de nueva generación. El R-73 debía hacer frente a estos misiles. La realidad era que los EE.UU. se centró en el AMRAAM para el combate de largo alcance, mientras que los europeos harían el misil de corto alcance en el próximo llamado ASRAAM. El programa ASRAAM se retrasó y el resultado fue que Rusia se adelantó en la tecnología de misiles de corto alcance. Los rusos fueron seguidos poco después por el Python 4 de 
Israel al comienzo de los años 90.

Sólo después de 2000 fue que el Occidente está alcanzando y superando a los rusos con la entrada en funcionamiento del AIM-9X de USA, el IRIS-T europeo y el ASRAAM británico. Otros proyectos en curso son la A-Darter desarrollado conjuntamente entre Sudáfrica y Brasil y el AAM-5 de 
Japón.

Para tener una idea de la capacidad de misiles de cuarta y quinta generación con el apoyo de la mira del casco, en una maniobras entre la F/A-18 del 
USMC armados con AIM-9 y cazas F-15 y F-16 de la Fuerza Aérea de Israel armados con Python III/IV dirigidos por cascos DASH, la IAF ganó 220 de los 240 encuentros simulados. Después de estos ejercicios los EE.UU. aceleraron la entrada en funcionamiento de AIM-9X/JHMCS.

Las conclusiones toman estos compromisos fueron:

  1. El combate a muy corta distancia llegó a ser demasiado peligroso. Se dispara y se es iluminado al mismo tiempo, donde un disparo significa automáticamente un derribo. Los  compromisos múltiples del pasado se han vuelto tan raros, aunque son buenos para el entrenamiento y mantener la competencia.
  2. Los misiles aire-aire de corto alcance de la cuarta y quinta generación marcos por la mira montada en el casco son esenciales.
  3. El combate a corta distancia se convirtió en un igualador, con aviones de combate sofisticados como un F-22 combatiendo en las mismas condiciones que un Mig-21 mejorado.
Un piloto de F-15 armado con AMRAAM y AIM-9M sabe que entrar en una pelea a corta distancia con el MiG-29 armado con R-72 se encuentra en una seria desventaja. El combate aéreo es la mejor manera de ser derribado. Un caza dura poco en esta condición, unos 30-40 segundos. El objetivo es tomar ventaja de una tecnología superior a largas distancias.

Las maniobras evasivas ya no son suficientes contra los nuevos misiles. Estos misiles sólo puede ser derrotado con contramedidas láser que queman el sensor de un misil ó disparando otros misiles anti-misiles. La reacción estadounidense primero era evitar el combate cuerpo y acelerar la entrada en servicio de los AMRAAM e invertir aquí en la zona de detección por adelantado, medios de identificación a larga distancia y tecnología de furtividad. Ahora los combates a larga distancia se convirtieron en muy importante y ello por la eficacia de los misiles de corto alcance.


La maniobrabilidad de las aeronaves está dando paso a la "manipulación" la cabeza del piloto. Con las miras montadas en el casco, así JHMCS en un F-15C de la USAF, los pilotos sólo necesitan apuntar a la cabeza con el objetivo y disparar. El proceso de adquisición y de disparar dura entre dos a cuatro segundos. Es evidente que necesitan un misil como "mirar y disparar", como el AIM-9X (fondo) para tener esta capacidad. 


La superagilidad de los misiles son la redefinición de las tácticas de combate aéreo. En el pasado existía la posibilidad de maniobrar al oponente para sobrevivir. Ahora eso ya no existe. Mientras que las generaciones anteriores de misiles se puede evitar con maniobras evasivas realizadas por un piloto inteligente, o también apelando a la suerte, no funciona con misiles modernos como el AIM-9X o el Python IV. La única defensa es evitar su disparo o el uso de contramedidas sofisticadas y láser para destruir o dañar el sensor o tratar de destruir el misil con otro misil.

El surgimiento del AIM-9L pronto mostró que las tácticas de combate iban quedando obsoletas. La posibilidad del giro instantáneo de un avión de combate se convirtió en más importante que el giro sostenido. La capacidad de apuntar a la nariz del oponente se volvió más importante que llevar a cabo diversas maniobras para adquirir el blanco en la parte delantera o trasera del oponente. El AIM-9L también disminuyó la capacidad de los objetivos de usar maniobras evasivas que realicen desde atrás.

A principios de 1990, la Luftwaffe llevó a cabo estudios sobre el riesgo del combate aéreo cercano y a larga distancia, teniendo en cuenta el control centralizado. La conclusión fue que un combate a larga distancia tendría resultados inciertos si hay escasa conciencia situacional y poca conexión con los aviones de diversas nacionalidades. La identificación de combate en la lucha más allá del alcance visual seguiría siendo necesario. Si el oponente es un enemigo, un misil de combate 
aire-aire a corta distancia se lanzaría y uno de medio alcance y el cañón sería inútil. Esto dio como resultado en la mayoría de las aplicaciones de IRIS-T. Los análisis mostraron que el 30% de los combates se traducirían en combate cercano, sin importar la distancia a la que se inicia. El resultado fue la aplicación de gran agilidad en el IRIS-T.


Si dos aviones equipados con misiles Cuarta/Quinta Generación están en un enfrentamiento frontal y disparan en una destrucción mutua, es mejor permanecer en el suelo. La velocidad del misil se convierte en la metodología de supervivencia. La doctrina detrás del ASRAAM es permitir que el combate es capaz de disparar primero y destruir primero.

Además de 
mortales, los misiles se están convirtiendo en confiables. Al contrario de los primeros misiles en los que había muchos defectos hoy en día son muy fáciles de mantener y almacenar. El IRIS-T será entregado a un contenedor de almacenamiento listos para usar y no requiere mantenimiento durante toda la vida. Un sistema BITE le permite conectar de forma rápida y saber si han fallado. Ya el ASRAAM se entrega en un recipiente hermético. El misil fue diseñado para permanecer en el contenedor para el almacenamiento durante la vida de estar listo para su uso sin una preparación previa o de mantenimiento. Si no pasan la prueba después de la retirada del contenedor, el misil puede volver al servicio si se envía a la fábrica completo para reparación. La actualización del software se puede hacer en la base.

El texto siguiente se muestra cómo la batalla aérea ha ido evolucionando, con misiles aire-aire de corto alcance poco a poco sustituyendo el uso de cañones y estos misiles ahora siendo sustituidos por misiles BVR. Este cambio está relacionado a la tecnología, la doctrina y las tácticas.

Los gráficos siguientes muestran esta tendencia. En rojo son el porcentaje de éxito de las armas. Hasta la Guerra de los Seis Días en 1967, los cañones fueron responsables por el 100% de victorias, sin tener en cuenta "
derribo por maniobrar" (es decir cuando el piloto logró el derribo debido a que no pudo ser seguido por su atacante en las maniobras). En 1967 los primeros misiles aire-aire de corto alcance empezaron a obtener sus primeras victorias. A principios de los 80 los misiles aire-aire de corto alcance alcanzaron el máximo rendimiento con la entrada en servicio de los misiles de tercera generación. Las armas son ahora responsables de una minoría de las victorias, así como misiles BVR. Ya en los 90 misiles BVR empiezan a dominar y reemplazar a los misiles aire-aire de corto alcance.

El segundo gráfico muestra los datos en una línea continua que muestra cómo los misiles han sustituido a los cañones y misiles que están dominando el combate aéreo BVR.




La investigación también refuerza los datos. Entre 2007 y 20015 se espera vender 52.000 misiles aire-aire de 15,4 mil millones dólares. El proveedor principal será Raytheon, gracias al mercado americano con el AIM-120 y AIM-9X y que acompaña a la venta de aviones de combate estadounidenses. Raytheon sólo debe aprovecharse de 4.5 mil millones dólares de ese mercado. El segundo mejor vendedor debe ser MBDA con el ASRAAM, MICA y Meteor con un valor de mercado de $ 3.3 mil millones.


Sistema de Armas

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