Defensa aérea: Defensa en zona

Defensa aérea en zona

 Por Hernán Longoni

La defensa aérea en zona es una rama de la artillería cuyo nacimiento es concomitante con la aviación militar. Desde los albores de la aeronáutica ofensiva y de exploración los ejércitos han intentado conseguir un método efectivo de derribar u alejar los blancos hostiles.
Este breve análisis intentará resumir los rudimentos del sistema combinado que rige en la actualidad, mediante el empleo de armas de tubo y misiles con diversos tipos de guiado.
Pese a lo que pueda suponer el lector el sistema mas complejo desde el punto de vista de la operatoria es el de armas de tubo, por lo cual abordaremos dicha modalidad en entregas posteriores.

La tecnología aplicada ha logrado llevar adelante un incesante sistema de mejoras en un campo que se inició en el año 1947 mediante la modificación de un cohete ZUNI al que se le adosó un sistema de guiado, se trató del después conocido como AIM-7 A "Sparrow" de los EEUU. Es que los sistemas de misiles Superficie-Aire tienen su génesis en los sistemas de misiles Aire-Aire, llegándose incluso a modificar ingenios de este tipo para cumplir roles defensivos desde tierra.
La principal diferencia entre un sistema embarcado y un sistema en batería en tierra, además de las obvias, están dadas en que los primeros (A-A) son ofensivos y los segundos (S-A) defensivos. Lo que no es un dato menor a la hora de establecer sus capacidades y sus éxitos.

Dividimos, a los efectos de su estudio, a este tipo de ingenios en "generaciones", las cuales están dadas no por su antigüedad sino por su rol de combate o, mas técnicamente, su capacidad operativa.

Los misiles de primera generación nacieron con la necesidad de batir blancos de generosas dimensiones, de lento desplazamiento a grandes altitudes, por lo que se optimizaron para su empleo desde la parte posterior del blanco en un radio de entre 15 y 19 grados respecto del eje del fuselaje.

Los de segunda generación aparecieron en respuesta a la aparición de objetivos supersónicos, por lo cual su sistema de impulso y capacidad de combustible y maniobra debió mejorarse dramáticamente, estableciéndose también la necesidad de mejora el sistema de guiado.

Los de tercera generación han evolucionado de tal modo que permiten el disparo contra cualquier objetivo a cualquier cota, cualquier velocidad e incluso casi desde el cuadrante anterior, o zona ciega, o sea de frente.

Clasificamos también a estos misiles por sus sistema de guiado, que puede ser directo o indirecto e incluso autónomo.

Esta clasificación merece un subtipo relacionado con la condición del mismo, estableciéndose en activo (guiado en el misil), pasivo (guiado por un operador o usando emisiones del blanco) y semiactivo (combinación de sistemas en el misil y en el portador).

El sistema de detección y localización del blanco
Todo objeto inanimado emite energía, dependiendo del tipo que sea se clasifica en Infrarroja (IR) o electromagnética (EM). La energía IR se conoce desde el siglo XIX y la unidad de medición es el "micrón", cuya longitud de onda es de 10 a la menos 4 cms.

Las ondas o emisiones IR se miden en una "tabla de espectros" y dependiendo de su longitud se miden en "cercano", comprendido entre 0,8 a 1,2 micrones; "medio", va desde 1,2 a 7,0 micrones y "lejano" que va desde 7,0 a 50 micrones. Todo lo que vaya mas debajo de 0,8 y por sobre los 50 micrones no tiene influencia en los sensores-buscadores IR, por cuanto no hay tecnología que los pueda medir en forma útil militarmente hablando. Estas se presentan siempre en objetivos con temperaturas superiores a -273 Grados centígrados (o sea el cero absoluto).

Como elemento ilustrativo diremos que una manga de tiro remolcada por un avión subsónico de tipo textil tramada emite una radiación del orden del micrón, una aeronave subsónica de hélice dibuja en el selector de tiro una burbuja de alrededor de 500 grados en tanto que un reactor sin post-combustión emite unos 1000 grados, dependiendo claro de su velocidad (puesto que el fuselaje se calienta por la fricción del aire).

Como puede verse, las emisiones IR de un avión de hélice (ya sea pistonero o turbohélice) y de un helicóptero son de una entidad tal que perfectamente puede ser blanco de misiles con guiado pasivo IR, lo que hecha por tierra la creencia generalizada de que los misiles de este tipo buscan exclusivamente la tobera de expulsión de gases de los reactores.

En términos de emisiones, una tobera de un M-III sin post-combustión emite en el rango de los 4 a 4,5 micrones, elevándose a 7,5 a 8,0 cuando se emplea la post-combustión. Dicho volumen de emisión se duplica, aunque no necesariamente con ello aumente la eficiencia directiva del misil, en el caso de bimotores.
Esta emisión es captada en el misil a través de una cubierta transparente, la cual en el ideal debe ser capaz de discriminar emisores parásitos, como el sol, un reflejo en el agua o un incendio forestal.

De este sistema el corazón es el receptor, que por ejemplo en el AIM-9 consta de una serie de espejos concéntricos giroestabilizados que reciben la luz y transmiten el calor convertidos a ondas eléctricas que a través de servos accionan los canard del tubo.

Sin embargo el elemento mas sensible es el filtro IR que es nada menos que la cubierta transparente del morro del misil, lo que evolucionó considerablemente hasta la actualidad, siendo uno de los elementos mas usados el telurio de plomo (como filtro), cuarzo, zafiro, fluoruros de calcio, litio y bario entre otros. Dicha recepción, a través del cristalino, por los espejos es modulada y los datos son pasados a la cabeza de guiado, una especie de computadora con un software incorporado para discriminar las coordenadas angulares. Como elemento accesorio, para mas seguridad se enfría este circuito con nitrógeno líquido a -100 grados centígrados.

El material mas usado para las células receptoras es el telurio de plomo y el antimoniuro de indio, que son ideales para rangos de 4,35 micrones, correspondiente a emisiones del orden de los 600 grados.
Por su parte las ondas EM se miden según los Hertzios que emitan o, con mayor propiedad, generen los objetivos.
Los misiles que utilizan este guiado, cuando lo portan, se ven limitados en su funcionamiento por niveles comprendidos entre los 0 y los 3000 metros, influenciados por contaminación atmosférica no exógena, o sea elementos que naturalmente están en el aire.
Las reflexiones de un avión de caza en el lector del misil representa un objeto de alrededor de un metro a metro y medio cuadrado, mientras que en el caso de un transporte se multiplica generalmente por diez.

Decíamos que elementos no exógenos del ambiente influyen en este misil provocando fluctuaciones en la lectura EM interna, lo que se soluciona con un haz de barrido mas amplio y una mayor frecuencia, lo que aumenta el costo del ingenio de guiado, ya que cuanto mas reducido sea el plato mayor tiene que ser la frecuencia de barrido y emisión, lo que está relacionado directamente con el tamaño del misil. Aun así estos aparatos tienen una efectividad 10% inferior el promedio a uno de cabeza IR.
Aunque no está directamente relacionado al tema no es casual que el sistema Roland posea una antena de búsqueda de alrededor de 80 revoluciones por minuto y uno de seguimiento, que entran en acción cuando se ha discriminado un blanco e interviene en el colimado del mismo.
Este sistema se clasifica a su vez dependiendo del tipo de emisor de pulsos que emplee en: de impulsión, continuos, y de monoimpulsos.

 

Lo importante de estos sistemas, que se definen por si mismos, es que el primero emite una señal en un pulso fijo, siendo la duración del impulso de "rebote" el que define la distancia y la amplitud define el azimut. De ahí que un buen sistema ECM debe ser capaz de determinar el tipo de pulso para elegir la mejor contramedida, puesto que no cualquier chaff es igual de eficiente contra cualquiera de estos sistemas.

La forma de impacto
La curva de eficiencia del "enganche" es conocida como la "curva del perro" y esta relacionada a la capacidad o no que tenga el misil de predecir los movimientos del objetivo. Esto que es imposible en la práctica se ve solucionado, o al menos se lo intenta, con una mejor calidad del sistema de puntería, ya sea IR o EM. Por lo tanto el sistema de persecución puede ser por cálculo de aproximación por alineación, en el cual el misil intenta alinearse con el rumbo del objetivo, estableciéndose una línea directa imaginaria entre lanzador y objetivo; y por colisión, cuando el vector de intercepción esta ligado a la cantidad de G en que evolucione el objetivo y el misil "acorte camino" en la búsqueda del blanco, intentado llegar antes a un punto determinado del espacio que coincidirá con el del incursor. Este tipo de guiado es el mas usado en baterías de tipo fijo o susceptibles de ser emplazadas sobre afuste en batería, mientras que el primero es usado en misiles tipo SAM portátiles (Strela, Blow-pipe, etc.).

En el primer sistema, el aparato guiador introduce parámetros evolutivos concordantes con los movimientos del agresor que inciden sobre la velocidad angular y de rotación de misil. Por ello cuanto mayor sea la evolución G de éste mas posibilidades tiene de romper el enganche, ya que el misil debe establecer virajes de alrededor del cuadrado de la violencia de los virajes de su presa (un viraje de 4 G del avión blanco obligará al misil a efectuar uno de 16G).

Los parámetros requeridos para estas maniobras son múltiples. Las de medio ambiente (humedad, altura, temperatura) son dados por circunstancias de hecho y están incluidos en la envolvente de vuelo de fábrica del misil y tomados en cuenta en las tablas de tiro. Los restantes son, distancia al blanco, velocidad, velocidad angular y tiempo de vuelo hasta la colisión, lo cual se establece mediante tablas de tiro y microprocesadores.

Las espoletas
Mucho se dijo de ellas, por lo que iremos a hablar directamente de las mas complejas que son las de proximidad.

Todo lo dicho en relación a emisiones IR es válido ahora, puesto que la emisión en micrones del blanco determinará la distancia y por ende el tiempo de explosión. En general están medidas para reaccionar ante objetivos que lleguen a los 1 a 4,5 micrones, dependiendo de la magnitud de la emisión original del enganche y de la generación de misil del que se trate, aunque también de la calidad del mismo.

Los misiles de primera generación y algunos de baja calidad de segunda, sólo reaccionan ante emisiones de espoleteado de 1 a 3 micrones, por lo cual pese a poder engancharse con menos en su etapa inicial no se podrá efectuar el lanzamiento por imposibilidad del sistema.
Los misiles de nueva generación cubren espectros de 3 a 4,5 micrones y son aptos para lanzamientos de casi cualquier ángulo, pero no es recomendado su lanzamiento de frente, por cuanto el coeficiente de disipación de calor del objetivo es mucho mas elevado en ese caso y su capacidad G excede con creces las capacidades de un misil con este tipo de guiado.

Los misiles ECM (como el Roland) emplean el efecto llamado Doppler, el cual se basa en la diferencia entre la onda emitida y la recibida en el eco por la antena del misil, lo cual genera un pulso cuya frecuencia es directamente proporcional a la distancia de la cabeza de guerra (explosivos) al blanco.
La utilidad de estos sistemas es evidente, un radio de dispersión de esquirlas apropiado podrá ser aprovechado al explotar el misil no por impacto sino por proximidad, intentando alcanzar sistemas vitales del aeroplanos que lo derriben o inutilicen.