El rol de la velocidad supersónica de las municiones en los ataques aéreos modernos

¿Qué tan rápido es lo suficientemente rápido? El papel de las municiones supersónicas en un ataque fuera de la línea de visión

David N. Zikusoka || War on the Rocks




El evangelismo, la especulación y la ansiedad asisten a la campaña de Estados Unidos para agregar armas hipersónicas a su cartera de huelgas. Estas armas, algunas de las cuales pueden volar tan rápido como 20 veces la velocidad del sonido, han sido motivo de diversas reacciones en el sistema de seguridad nacional. El desarrollo de armas hipersónicas de Estados Unidos se considera simultáneamente una solución restauradora de la disuasión a una enorme brecha de capacidad, una amenaza para la estabilidad estratégica con Rusia y China y un pozo de dinero injustificado en un entorno presupuestario restringido. Mientras tanto, a medida que las armas hipersónicas acaparan los titulares, Estados Unidos también sigue profundamente comprometido con la adquisición de armas subsónicas mucho más lentas, como el Tomahawk, que vuelan a velocidades por debajo de Mach 1. El ataque supersónico (por encima de Mach 1, pero por debajo de Mach 5) recibe mucha menos inversión. en general, a la zaga de los regímenes de velocidad superior e inferior. El Departamento de Defensa está desarrollando una combinación “alta-baja” de armas hipersónicas exquisitas y costosas y municiones subsónicas más lentas a pesar de la probabilidad de que las futuras operaciones de combate contra adversarios de alta tecnología requieran un uso intensivo de municiones y, por lo tanto, costosas. Se ha descuidado una pregunta esencial, una que podría ofrecer más opciones para los tomadores de decisiones, mejorar la estabilidad estratégica e incluso reducir los costos generales: ¿Qué tan rápido es lo suficientemente rápido?

¿Cómo llegó el Departamento de Defensa a su combinación de altos y bajos? El estribillo común es que las armas hipersónicas permitirán a Estados Unidos amenazar objetivos "críticos en el tiempo" como los lanzadores de misiles móviles. De lo contrario, las armas subsónicas cubrirían cualquier objetivo que no amerite tal urgencia. Sin embargo, para algunas misiones, el gasto de un arma hipersónica puede no estar justificado y un arma subsónica carecerá de la rapidez necesaria.

El equilibrio entre los regímenes de vuelo hipersónico, supersónico y subsónico debe regirse por algunas pautas simples e informales que son fundamentales tanto para la aerodinámica como para el presupuesto. Primero, cuanto más rápido vaya, más cuesta. En segundo lugar, cuanto más lejos vuele, más cuesta. La brecha supersónica en la cartera de ataques de EE. UU. sugiere que el Pentágono aún tiene que decidir el equilibrio correcto entre velocidad, alcance y costo. Un portafolio “alto-medio-bajo” de municiones hipersónicas, supersónicas y subsónicas podría brindarle a Estados Unidos opciones para distribuir el riesgo fiscal, estratégico y técnico en su portafolio de ataques, mientras crea dilemas nuevos y más complejos para defender a los adversarios.

El futuro de la guerra no será barato

Es necesaria una mirada completa a la cartera de ataques porque, a pesar de los avances en los objetivos de precisión, los conflictos futuros requerirán gastar más municiones para destruir un objetivo determinado. Durante gran parte del siglo pasado, el número de municiones necesarias para destruir un objetivo determinado disminuyó a medida que mejoraron las tecnologías ofensivas. El poderío aéreo estadounidense, por ejemplo, había progresado desde los bombarderos masivos de la Segunda Guerra Mundial con cientos de bombarderos y miles de armas, hasta los "paquetes" de ataque más pequeños de Vietnam que involucraban a decenas de aviones con cientos de armas, hasta el solitario y sigiloso B -2s sobre Belgrado y Bagdad destruyendo múltiples objetivos con algunas armas de precisión.

En la actualidad, sin embargo, la curva de municiones por objetivo está configurada para inclinarse hacia arriba nuevamente porque los sistemas defensivos se han vuelto más efectivos y más generalizados. Las defensas aéreas avanzadas podrían requerir planes de ataque futuros para gastar más municiones para estimular, agotar y abrumar las defensas antes de que una cantidad suficiente de armas pueda "sobrevivir" hasta que alcancen sus objetivos. Esta "competencia de salva" ejercerá presión fiscal sobre el Pentágono, lo que potencialmente obligará a los futuros planificadores a reservar las armas de supervivencia más caras solo para los objetivos de mayor valor, mientras que aceptan el riesgo de tomar más tiempo para destruir otros objetivos con menos costosos y menos sobrevivientes. armas.

El caso de las armas hipersónicas

Las armas hipersónicas han captado la inversión y la atención porque su velocidad y maniobrabilidad podrían permitir a Estados Unidos amenazar objetivos muy defendidos, críticos en el tiempo o fugaces, como nodos de comando y control o misiles móviles. Derrotar a los misiles móviles, en particular, sigue siendo uno de los problemas más desafiantes que enfrentan las fuerzas estadounidenses.

En los primeros minutos de un posible conflicto sobre, por ejemplo, el Mar de China Meridional o Taiwán, los lanzadores de misiles móviles chinos podrían desencadenar salvas de misiles convencionales de precisión de alcance medio e intermedio contra bases aéreas, puertos y depósitos en EE. UU. y territorio aliado potencialmente. tan lejos como Guam. Los misiles antisatélite y los misiles balísticos antibuque de largo alcance de China también se despliegan desde lanzadores móviles.

Al defenderse de estas amenazas, sería mucho más efectivo para Estados Unidos atacar al arquero que a la flecha. Por lo tanto, el escenario anterior presenta a las fuerzas estadounidenses con un juego urgente y consecuente de golpear un topo: no todos los lanzadores de misiles móviles serán ubicados con éxito y mucho menos interceptados con éxito.El arsenal de ataque de Estados Unidos, que está compuesto mayoritariamente por armas subsónicas, tendría dificultades para atacar misiles móviles a tiempo para marcar la diferencia. Aunque las armas subsónicas podrían desplegarse en líneas de tiempo más cortas al penetrar aviones "sustitutos" como el B-2 o el próximo B-21, tal enfoque implicaría el riesgo de holgazanear dentro de las defensas adversarias y dependería de una cola costosa y vulnerable de apoyo. activos como camiones cisterna de reabastecimiento en vuelo y bases aéreas.

Estados Unidos está buscando armas hipersónicas con las preocupaciones anteriores en mente. A partir de 2020, el Ejército, la Armada, la Fuerza Aérea y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) están desarrollando seis prototipos hipersónicos diferentes. Los servicios han solicitado alrededor de $ 9 mil millones durante los próximos cinco años, mientras que se estima que DARPA gastará alrededor de $ 150 millones en el año fiscal 2020. Estos programas de investigación y prototipos avanzados no son “programas de registro” totalmente financiados con planes y plazos para adquirir capacidades de combate. Más bien, son parte del compromiso de la Estrategia de Defensa Nacional 2018 con la "creación de prototipos y la experimentación ... antes de definir los requisitos".

Por un lado, este enfoque de prototipo primero podría respaldar el rápido despliegue operativo de capacidades hipersónicas. Por otro lado, Estados Unidos se está arriesgando al desarrollar estos sistemas sin requisitos integrales (un conjunto definido de atributos, funciones y cantidades) que podrían iluminar cómo estas armas encajan de manera comparativa y complementaria en la cartera de ataques. Por ejemplo, los esfuerzos de desarrollo persiguen dos enfoques de vuelo diferentes: vehículos de planeo hipersónicos y misiles de crucero hipersónicos que respiran aire, que tendrán diferentes características de velocidad, alcance y costo. ¿Cómo afectarán estas diferencias en velocidad y distancia a los conjuntos de objetivos o limitarán las plataformas de lanzamiento? ¿Puede el Pentágono pagar estas armas en la cantidad necesaria para el combate? Aquellos sin autorizaciones de seguridad deben especular sobre cómo el departamento está contabilizando estas preocupaciones.

El futuro despliegue operativo de armas hipersónicas también tendrá que tener en cuenta su impacto en la estabilidad estratégica entre Estados Unidos y competidores con armas nucleares como China y Rusia. Los lanzadores móviles de ambas naciones son capaces de desplegar armas convencionales o nucleares. Una amenaza hipersónica para un lanzador de misiles móvil convencional es una amenaza para un lanzador de misiles móvil nuclear, en este caso. Además, los vehículos de planeo hipersónico tienen trayectorias similares a las de propulsión de misiles balísticos en la etapa inicial del vuelo. Desde el punto de vista de una nación objetivo que intenta mirar a través de la niebla de la guerra, ¿un arma hipersónica entrante indica una amenaza puramente convencional o el movimiento inicial de un primer ataque nuclear? Esta incertidumbre de nivel estratégico debería hacer que los futuros planificadores operativos se detengan a medida que asignan armas a los objetivos.

El papel de las armas subsónicas

Durante décadas, Estados Unidos ha favorecido las capacidades de ataque de largo alcance que operan en el régimen subsónico de vuelo. Si bien ciertos sistemas (p. Ej., Misiles aire-aire y aviones de combate tácticos veloces) operan en el régimen supersónico, la mayoría de las armas de ataque (es decir, misiles de crucero y bombas planeadoras) y aviones de ataque (es decir, bombarderos de largo alcance y bombas cargados luchadores tácticos) vuelan bajo Mach 1. Este sesgo hacia el vuelo subsónico tiene sus méritos. Desde la perspectiva del consumo de combustible, los motores turbofan y turborreactor son medios eficientes para cubrir largas distancias. Esta es la razón principal por la que los aviones de pasajeros, con la excepción del Concorde, han volado a las mismas velocidades subsónicas desde los albores de la era de los reactores.

Desde bombarderos hasta señuelos de enfrentamiento, y desde cazas de ataque hasta armas de largo alcance, Estados Unidos está recapitalizando actualmente un conjunto de capacidades que necesitarán horas en lugar de minutos para cruzar cientos o miles de millas. Se están dedicando miles de millones de dólares a un nuevo bombardero penetrante, una familia de señuelos, la adquisición del F-35 y varios misiles de crucero furtivos. En futuros combates, donde la inteligencia superior se explota mejor con una velocidad superior, estos sistemas pueden llegar demasiado tarde.

Aún así, las municiones más furtivas y de mayor alcance de Estados Unidos son subsónicas. Estas municiones ofrecen la capacidad de colarse en entornos en disputa y, en muchos casos, permiten que las plataformas de lanzamiento permanezcan fuera del alcance de las defensas adversas. Cualquier futura cartera de ataques conjuntos debería incluir armas subsónicas por estos méritos, pero el tiempo de vuelo debería seguir siendo una consideración clave en la planificación.

Inversiones supersónicas actuales de EE. UU.

Las armas hipersónicas, aunque rápidas, maniobrables y difíciles de interceptar, serán caras de adquirir y queda por ver si su introducción en el arsenal de Estados Unidos o su uso en combate amenazaría la estabilidad estratégica con Rusia y China. Las armas subsónicas de largo alcance, algunas de las cuales están diseñadas para la penetración sigilosa de defensas adversas complejas, carecen de la velocidad para atrapar algunos objetivos de tiempo crítico. ¿Podrían las armas supersónicas ocupar un terreno intermedio valioso? Una munición supersónica podría penetrar las defensas a quizás tres veces o más la velocidad de un misil de crucero típico de los EE. UU. Al tiempo que proporciona utilidad contra algunos de los objetivos de los regímenes de velocidad superior e inferior de los misiles.

A diferencia del régimen de vuelo hipersónico, que actualmente es objeto de una intensa campaña de investigación y desarrollo, el vuelo supersónico se ha explotado a fondo desde la mesa del laboratorio hasta el campo de batalla. El vuelo supersónico ha sido parte de las operaciones estadounidenses durante décadas, con una variedad de misiles y aviones que explotan al régimen. Estados Unidos ha desarrollado armas de enfrentamiento supersónicas desde el vuelo de 1956 del SSM-N-9 Regulus II pero, hoy, el SM-6 lanzado desde un barco, una adaptación de un misil tierra-aire y el MIM lanzado desde tierra. 168 El sistema de misiles tácticos del ejército son las únicas armas de ataque de este tipo en el arsenal de EE.UU.

Críticamente, no hay armas de ataque supersónicas desplegables desde plataformas de penetración como el F-35, B-2 y B-21, o plataformas de “arsenal” como el B-52 y B-1. Estos aviones, en cambio, se basan en municiones subsónicas propulsadas a chorro como el misil antibuque de largo alcance o bombas deslizantes como el arma de separación conjunta. Si bien es cierto que las armas hipersónicas eventualmente se podrán desplegar desde cazas tácticos, bombarderos y quizás incluso aviones de carga, no hay planes para que estas plataformas utilicen armas supersónicas de ataque.

Como arma de ataque, el SM-6 tiene deficiencias en el alcance, la capacidad de despliegue y el poder explosivo que se pueden atribuir a su misión original como arma de defensa aérea. El lanzamiento de un SM-6 de aproximadamente $ 5 millones requiere que un destructor o crucero estadounidense multimillonario se acerque a 230 millas de su objetivo terrestre o marítimo. Su ojiva pesa 140 libras, muy lejos de las ojivas de 1,000 libras del misil antibuque de largo alcance y Tomahawk (la masa de la ojiva es un factor vital cuando se penetra en los cascos de los barcos o en objetivos endurecidos y profundamente enterrados). La versión Bloque 3 del Sistema de Misiles Tácticos del Ejército, mientras tanto, ofrece una ojiva penetrante unitaria de 500 libras y velocidades de vuelo superiores a Mach 3, pero está limitada a un alcance de 155 millas.

Los SM-6 y el Sistema de Misiles Tácticos del Ejército no son lo último en tecnología. De hecho, las mejores armas de esta naturaleza se encuentran en el extranjero.

El estado del arte supersónico

Rusia y China han incluido durante mucho tiempo armas supersónicas en sus respectivas carteras de ataques. Durante décadas, ambas naciones observaron la trayectoria de las municiones y plataformas de ataque estadounidenses y desarrollaron sus propias medidas y contramedidas en consecuencia. Si bien sus inversiones en ataques hipersónicos han dejado a Estados Unidos tratando de ponerse al día, sus arsenales han incluido durante mucho tiempo opciones supersónicas.

El BrahMos, un desarrollo conjunto de las industrias de defensa rusa e india, es posiblemente el misil de crucero supersónico más avanzado del mundo. Capaz de transportar una ojiva de 660 libras a más de 300 millas a velocidades de hasta Mach 3, el BrahMos se puede lanzar desde plataformas terrestres, aéreas, marinas y submarinas. El BrahMos representa una amenaza compleja, sigilosa y de maniobra para las defensas aéreas mientras vuela tan alto como 49,000 pies hasta tan bajo como diez pies. Cada arma cuesta $ 2.5 millones. Rusia e India están desarrollando una nueva versión, el BrahMos-ER, que puede atacar a Mach 4 desde 500 millas de distancia.

Un misil estadounidense teórico inspirado en BrahMos y que se puede lanzar desde múltiples dominios está al alcance de la mano. Estados Unidos ya posee tecnologías habilitadoras clave como propulsión ramjet, radar activo y navegación por satélite. Un programa de adquisiciones podría aprovechar el progreso de los recientes esfuerzos de la Fuerza Aérea y la Armada para desarrollar misiles aire-aire de muy largo alcance. Además, algunas de las tecnologías ya desarrolladas para programas avanzados hipersónicos y subsónicos podrían explotarse, como cohetes impulsores compactos, reconocimiento automático de objetivos y bloqueadores.

Pero primero, requisitos

Agregar un misil inspirado en BrahMos (un arma de alcance de 500 millas desarrollada conjuntamente) a la cartera de ataques de EE. UU. Es una propuesta atractiva. Un misil de ataque supersónico que se puede desplegar desde el aire, tierra, mar y submarino, con un alcance de aproximadamente 500 millas, una velocidad de vuelo de Mach 4 y una ojiva penetrante de más de 500 libras podría proporcionar opciones hasta ahora no disponibles para el ejército de EE. UU. . Además, esta arma volaría trayectorias supersónicas más planas completamente diferentes de los sistemas balísticos, aliviando así los riesgos estratégicos potenciales de que las armas hipersónicas se confundan con armas nucleares. En aras de la restricción fiscal, la estabilidad estratégica y la eficacia operativa, el primer paso de Estados Unidos hacia tal arma debería ser el establecimiento de requisitos completos y bien definidos para su cartera de ataques conjuntos.

Los requisitos son el elemento vital del proceso de adquisición del Departamento de Defensa. Cuando se definen correctamente, pueden reducir los riesgos tanto en el desarrollo como en el uso de nuevos sistemas. Definir los requisitos de la cartera de ataques con cuestiones difíciles de eficacia y estabilidad estratégica permitiría al Pentágono evaluar si podría haber objetivos para los que el costo de un arma hipersónica determinada supere la urgencia de su destrucción. Por el contrario, puede haber planes que podrían beneficiarse de la destrucción de ciertos objetivos en líneas de tiempo más cortas, aunque no necesariamente hipersónicas.

Considere un ataque teórico utilizando un misil inspirado en BrahMos contra un objetivo de tiempo crítico ubicado a 500 millas de distancia. Los planificadores podían elegir entre municiones hipersónicas, supersónicas o subsónicas capaces de volar a Mach 15, Mach 4 y poco menos de Mach 1. Estas municiones requerirían alrededor de tres, nueve o 40 minutos para alcanzar el objetivo. ¿Qué misiones se pueden cumplir con cuál de estas armas? Dado un conjunto definido de misiones, ¿cuáles son los costos y beneficios políticos y militares de atacar cuatro veces más rápido que un arma subsónica pero cuatro veces más lento que un arma hipersónica? Si las inversiones supersónicas tienen sentido, ¿qué elementos de los programas hipersónicos y subsónicos se pueden intercambiar o recortar?

Idealmente, una cartera mixta de armas subsónicas, supersónicas e hipersónicas (una combinación de “alto-medio-bajo”) impondría costos al adversario, obligándolo a reevaluar el valor estratégico de sus objetivos. Desde el punto de vista operativo, este adversario tendría que prepararse para interceptar ataques que se produzcan a diferentes velocidades y perfiles que presenten múltiples dilemas que agotan los recursos.

Una cartera mixta también permitiría al Pentágono equilibrar su deseo de velocidad con las limitaciones de su presupuesto. Si bien el presupuesto del Departamento de Defensa ha aumentado a niveles históricos en los últimos años, esta tasa de crecimiento ya había comenzado a estabilizarse antes de que comenzara la pandemia de COVID-19. A pesar de su ventaja sustancial en el gasto de defensa sobre sus competidores, Estados Unidos tendrá que realizar intercambios a medida que los efectos del COVID-19 caen en cascada a través de la economía, la base impositiva y el presupuesto federal.

El Pentágono debe reconocer que un futuro en el que las armas hipersónicas constituyan una pequeña parte del arsenal que se utiliza con moderación está dentro del ámbito de las posibilidades. Puede prepararse para este futuro invirtiendo en armas supersónicas que podrían llenar parte del vacío agregando una ventaja de velocidad sobre las municiones subsónicas a un costo menor. En última instancia, el Pentágono no podrá abordar estas preocupaciones y cosechar los beneficios potenciales de las armas supersónicas sin requisitos completos y bien definidos. De lo contrario, seguirá siendo imposible determinar con seguridad qué tan rápido es lo suficientemente rápido.