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miércoles, 16 de enero de 2013

Radar naval: EMPAR, SAMPSON, ARABEL y Mars-Passat

Radares navales de barrido electrónico

EMPAR 

El sistema European Multifunction Phased Array Radar (EMPAR) de la Alenia Marconi System fue proyectado para ser el sensor de defensa aérea primario de la fragata Horizon, originalmente proyectada para Francia, Italia y Reino Unido.

El primer estudio del EMPAR fueron iniciados en Italia en 1986 con La Alenia. Así nació el MFR-1C. En 1989, cuando el programa Famille des systèmes Surface-Air Futurs - FSAF fue iniciado, fue decidido que la variante italiana del SAAM-IT (misil Aster) iría a usar el radar MFR-1C mejorada llamado EMPAR.

EMPAR es un sensor controlado por el sistema Principal Anti-Air Missile System (PAAMS) que es el sistema de combate principal del navío. El PAAMS también incluye los misiles Aster 15 y Aster 30, el lanzador vertical Sylver A-50 y suplementado por el radar de vigilancia de largo alcance S1850M.

El EMPAR usa una antena rotativa (60 rpm) operando en la banda C (4-8 GHz) con modo primera a 5,6 GHz. La potencia es controlada por software con salida de 120W y usa compresión de pulso digital. Realiza vigilancia, acompañamiento de blanco y control de misiles.

La antena es formada por 2.160 elementos transmisores y produce un haz de cerca de 2,6 grados, apuntado en un arco de 45 grados horizontal y 60 grados vertical. El sistema puede hacer acompañamiento monopulso en 69 blancos de alta prioridad de 231 de baja prioridad, con razón de datos ajustable para cada blanco. Los 50 blancos prioritarios pueden ser acompañados con precisión suficiente para enganche inmediato, pero no simultáneamente. Se sospecha que pueda controlar hasta 24 misiles en el aire al mismo tiempo enganchando 12 blancos.


La antena del EMPAR pesa 2,56 toneladas. 

El alcance de detección contra blancos de RCS de 10m2 es de 180km, o 120 para blancos con RCS de 2m2 y 50km para blancos de RCS de 0,1m2 como misiles antinavio. EMPAR tiene capacidad de borrar lóbulos laterales y mapear interferencia, usa agilidad de frecuencia y hace adaptación de forma del haz.

Una limitación significativa del sistema es la forma de la antena. Al contrario del SPY-1 y otros sistemas de cobertura de 360 grados, EMPAR usa una antena rotativa única de barrido electrónica pasiva, refrigerada al agua, inclinada la 30 grados. Fue una decisión basada en el coste, y significa que el sistema tiene capacidad reducida para cubrir ataque de saturación de varias direcciones, como el radar Top Dome de los navíos Kirov/Slava rusos. Por otro lado, el Aster necesita sólo de actualizaciones intermitentes de medio curso y usa guia terminal activa, no necesitando del EMPAR por toda la duración del enganche.


El concepto operacional requiere que el radar S1850M haga la detección de blancos la larga distancia, y lo pasa para EMPAR cuando se aproxima o constituye una gran amenaza. La S1850M o Smartello, antes T1850, mezcla tecnología del SMART-L y Martillo.


Fragata Horizon modelo italiano.

SAMPSON 

Cuando la Royal Navy se retiró del programa Horizon, para hacer un navío con características propias para su destructor Type 45 clase Daring, no fue abandonado el uso del sistema PAAMS. Sin embargo el radar EMPAR fue sustituido por el radar de barrido electrónica activo Sampson de la BAe Systems.

La Royal Navy estaba insatisfecha con el desempeño del EMPAR y tenía requerimientos más existentes como cobertura de 360 grados continúa. El Sampson usa dos antenas AESA, una de apoyo para la otra, en un montaje único rotativa. La rotación es de cerca de 30 rpm con mayor razón de datos que EMPAR, pues las dos antenas equivale a girar la 60rpm.

Un radar AESA también significa formar múltiples haces independientes, con mayor capacidad multiblancos y mayor alcance contra blancos de bajo RCS, menor razón de alarmas falsas y mayor precisión de acompañamiento.

Cada antena tiene 640 TRM, cada uno conectado la cuatro antenas, formando un arreglo de 2.560 elementos emitiendo un pico de potencia de 25KW por haz, comparado con máximo de 10KW de un radar convencional. Por operar generalmente la baja potencia, el radar es refrigerado a aire para disminuir la firma IR y por ser más barato que sistemas refrigerado el agua, más leve y más confiable.

Los TRM son controlados por software con comandos por fibra óptica. El haz principal puede ser apuntado en un arco de 60 grados en azimut y sin límite de elevación.

El software también tiene capacidad de realizar modos de evaluación de incursión, estimar tamaño físico del blanco y reconocimiento de blancos no cooperativos (NCTR), protección contra misiles anti-radar, evaluación de daños de batalla y mayor potencia.

La banda S fue escogida para facilitar el trabajo de detectar blancos pequeños en la presencia de lluvia y ruido de fondo/tierra que es más difícil en frecuencia mayores. El Sampson tiene capacidad de agilidad de frecuencia de banda ancha.

El desempeño no fue publicado. Fuentes no oficiales citan la capacidad de acompañar blancos de más de 400km; acompañar 500 la 1000 blancos; enganchar 12 simultáneamente con el ASTER. El PAAMS no necesita de iluminación terminal como el SPG-62 del sistema Aegis usado para controlar los misiles Standard y el APAR hace la iluminación por sí mismo y tiene uplink integrado para el Aster 15/30.

El desempeño es tal que no es necesario la instalación del radar S1850M de las fragatas Horizon Italianas y francesas que usan EMPAR por tener capacidad de alerta anticipado con la banda S. La BAe Systems alega que la configuración del Sampson no es tan pesada cuanto la configuración de cuatro antenas fijas del SPY-1 y puede ser colocado en mástil alto.

La banda S es buena para mantener la antena en buen tamaño, lleva menos tiempo que banda I para ir en todos lugares y con menos límite de alcance, pudiendo usar técnicas de mayor resolución.

El Sampson podrá usar banda I de iluminación para RIM-7P, ESSM y SM-2 si es necesario, pero usa la misma banda del radar SPY-1 pero tiene que tener un radar dedicado para iluminación.

El Sampson puede realizar búsqueda largo alcance, medio alcance, búsqueda en el horizonte de alta velocidad, hace búsqueda de grande ángulo, blancos múltiples, acompañamiento de blancos y multicanales de tiro, guiado de medio curso y clasificación de blancos. Hace la defensa de aérea para la fragata Type 45 sin necesitar de radar banda D de largo alcance para compilar el cuadro aéreo y vectorar los cazas. El alcance y de 400km.

Aspecto inicial del Sampson. El radar tendrá dos faces para tener la razón de datos necesaria para lidiar con blancos altamente maniobrabais. Pesa menos de 5 toneladas y los sistema adicionales se quedan en seis gabinetes y consolas. 

El primer sistema de radar naval de nueva generación fue el demonstrador MESAR (Multifunction Electronically Scanned Adaptive Radar) del DERA británico (actual QinetQ). El concepto propuesto para sustituir sistemas de misiles Sea Dart fue iniciado en 1977. Pasó a llamarse proyecto Sampson para ser instalado en los programas NFR-90 y Common New Generation Frigate (CNGF) que ya fueron cancelados. Otros países participantes del programa iniciaron proyectos propios como el APAR y EMPAR.

La fase 1 del MESAR tendría 156 módulos con potencia de salida máxima de 2W por TRM y fue iniciado en 1986. La fase 2 fue iniciada en 1990 y el demonstrador completo de faz única fue probado en 1993.

El MESAR 2, más completo y con 1.264 TRM, o 25-un 30% de los elementos, con 10W potencia, se quedó pronto en 1995. Fue fabricado por la Siemeens Plessey. Fueron gastados US$ 160 millones en 17 años incluyendo fondos propios de la Siemens.



El Sampson es uno de los elementos del PAAMS, más un VLS Sylver o Mk41, un radar de búsqueda de volumen en la banda D SMART-L, un sistema de comando y control y el misil Aster.

La Siemens (actual BAe System) llegó a estudiar un derivado del MESAR conocido como Spectar con 2.560 TRM y peso de 2,5 toneladas para navíos de 1000t. Consumiría 100KW contra 175KW del Sampson y con desempeño degradado. Competiría con el AWS-9/Type 996 y no necesita de radar de acompañamiento lo que lo hace barato. Girando la 60rpm puede mantener cobertura 360 grados y realizando acompañamiento y guiado de medio curso de misiles superficie-aire. La razón de actualización sería de 2 segundos contra blancos la menos de 30 grados en el horizonte a 40km y 4 segundos contra blancos altos de más de 30km. El modo de búsqueda tiene razón de datos de 4 segundos contra blancos a 200km y 2 segundos a 25km. En 1993 el MESAR mostró que puede resistir la 10-12 interferencias en los lóbulos laterales y uno en el lobo principal al mismo tiempo sin afectar funciones. Esto resultó en nuevas formas de onda que darán mayor capacidad de contra-contramedidas al Sampson.

Antena actual del Sampson. La BAe Systems recibió un contrato US$ 100 millones para suministrar 12 radares Sampson para los destructores Type 45. El Sampson es el resultado de 20 años de investigación. El Sampson podrá ser instalado en los navíos del programa. Future Escort que sustituirán las Type 23.

Antena del demostrador de tecnología MESAR. 

ARABEL 

Los estudios del radar ARABEL fueron iniciados en 1982 en cooperación entre el Ministerio de la Defensa Francés y la Thomson-CSF AIRSYS. Estos estudios tuvieron éxito y fueron concluidos con pruebas en Landes. Cuando el programa Famille des systèmes Surface-Air Futurs - FSAF (misiles Aster) fue iniciado en 1989, el ARABEL fue escogido para ser el radar de control de tiro del SAAM-FR y SAMP-T.

El Arabel es un radar banda X de la Thales. Es un radar rotatorio que gira la 60 rpm capaz de detectar y atacar blancos múltiples con los misiles ASTER. Puede acompañar 100 blancos y atacar hasta 10 simultáneamente. El alcance es de 70 km contra blancos con RCS de 2m². Forma parte del sistema PAAMS terrestre y naval.

El Arabel equipará a las fragatas Al Riyadh (F3000S) de Arabia Saudí equipada con dos lanzadores óctuplos Sylver con misiles Aster 15. El mástil piramidal se queda el frente del hangar y es auxiliado por un radar de búsqueda de volumen DRBV 26D Jupiter que opera en la banda D.

También equipa el NAe francés Charles De Gaulle equipado con dos lanzadores óctuplos Sylver con misiles Aster 15.


Antena del radar Arabel.

La variante naval fue instalada en el navío "Ile d'Oléron" para pruebas. El segundo fue instalado en el "Charles de Gaulle" (foto). La versión terrestre del ARABEL hace control de tiro del SAMP-T. El radar tiene un up-link para pasar mensajes para el misil cambiar de dirección al calcular la trayectoria necesaria para que su radar interno pueda detectar y cerrar en el blanco.


Mars-Passat (Sky Watch) 

El radar ruso Mars-Passat fue visto en los NAe Baku en el inicio de la década de 80 por satélites de reconocimiento. El radar fue llamado de Sky Watch por la OTAN.

El radar fue introducido en servicio junto con otros radares de barrido electrónico rusos como el Zaslon del Mig-31 y el Flap Lid de los sistemas SA-10. Los soviéticos ya habian introducido radares 3D con barrido vertical electrónico equivalentes al SPS-48 americano y demostraron la capacidad de producir elementos pequeños con el Zaslon. Los cruceros Kirov y Slava entraron en servicio con la capacidad de enganchar blancos múltiples gracias al guiado TVM del radar Top Dome.

El Sky Watch fue instalado en el Baku que intercambió de nombre varias veces hasta entrar en servicio con Admiral Kusnetsov. Fue planeado la instalación de un sofisticado sistema integrado de gerencia de batalla aérea semejante al SCANFAR y el AEGIS.

El sistema tuvo problemas técnicos y el navío entró en servicio cinco años después de ser lanzado (1987). Inmediatamente fue notado que ni todos los componentes del sistema fueron instalado como las antenas. Los problemas tenían más a ver con el software que con el hardware. Por otro lado, el A-50 era el equivalente aéreo y entró en operación sin problemas. El sistema fue abandonado y el NAe Varyag tuvo la superestructura alterada y recibiría antenas convencionales para ser completado.



Antenas del Mars-Passat en el Admiral Kusnetsov.

Fuente inicial: Sistemas de Armas


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