R-73 - AA-11 Archer

Após o fim da Guerra Fria, na década de 90, quando o Pentágono obteve exemplares do míssil russo R-73 (denominado AA-11 Archer na OTAN) para estudos, concluíram que era muito mais manobrável do que se pensava. O R-73 superava o AIM-9M Sidewinder em capacidade de aquisição, velocidade, alcance, resistência a contramedidas e capacidade de giro. Foi considerado o primeiro míssil ar-ar de curto alcance de quarta-geração a entrar em operação

Devido ao fato das aeronaves e mísseis russos serem geralmente menos capazes que os similares ocidentais, o desenvolvimento de mísseis de curto alcance foi colocado em segundo plano e o AMRAAM teve prioridade. Por 16 anos, entre a operação Linebacker II e a queda do muro de Berlim, os ocidentais acreditaram que superavam os russos em tecnologia de mísseis ar-ar de curto alcance. Os russos deveriam estar 10 anos atrasados também em tecnologia de caça. Junto com o R-73, o MiG-29 e Su-27 também mostraram que estavam totalmente enganados.

Em simulações, o AIM-9M só vencia 1 em 50 engajamentos contra o R-73. Combates simulados entre o F-15 e o MiG-29 equipado com mira no capacete (HMS) mostrou que o MiG podia adquirir alvos num volume de céu 30 vezes maior que o F-15.

No primeiro testes contra o F-16 da USAF, os caças iniciavam o combate voando frente a frente. O MiG-29 conseguiu "disparar" primeiro em 33 dos 34 testes. A reação americana foi melhorar a capacidade de combate a longa distância do F-16 com o AMRAAM por ser mais rápido e barato que desenvolver o AIM-9X.

Os dados consideravam os MiG-29 usando as táticas ocidentais pois as táticas russas não faziam bom uso do trio MiG-29 + HMS + R-73 devido a interceptação controlada por radar em terra que dava pouca chance de combate aproximado onde a combinação era excelente.

Em 1994, os MiG-29 alemães mostraram ser melhores em manobra que o F16 em 60% do envelope, e adquiriram os oponentes com a mira no capacete (HMS) e R-73 a distância muito maiores. Em outros engajamentos o MiG-29/R-73 venceu o F-16 numa vantagem de 2:1 e o F/A-18 numa vantagem de 1,5:1. Os caças ocidentais estavam armados com o AIM-9L.

A URSS iniciou seus trabalhos com mísseis de curto alcance de combate aéreo de grande agilidade no início da década de 70, com o objetivo de fazer a menor arma possível equipada com sensor IR all-aspect (que permita engajamento frontal).

O R-73 foi desenvolvido a partir de 1973 pelo escritório de projeto Molniya (Izdieliye-62). Nos estudos iniciais, a Molniya estudava um míssil parecido com o R-60, muito menor e mais leves que os mísseis da época. O míssil não teria cauda como o SRAAM britânico e pesaria apenas 45kg. O sensor IR teria um campo de visão limitado como o R-60M.

O míssil da rival Vympel K-14 tinha um novo sensor IR Mayak da Arsenal com um grande campo de visão e desempenho superior. O K-14 era uma continuação do K-13 (AA-2 Atoll) bem parecido com o AIM-9L. O K-14 também era mais simples e fácil de fabricar e operar. A Molniya reprojetou o R-73 em torno deste sensor, que era muito maior e que levou ao aumento doe tamanho do projeto. Controles convencionais foram instalados em 1976 devido a pouca manobrabilidade na fase terminal e curto alcance.

O R-73 foi selecionado para produção em 1977, embora mais pesado, devido ao desempenho superior e pouca capacidade de desenvolvimento do K-14. Os testes de vôo iniciaram em 1986 com entrada em operação em 1989.

O R-73 foi o último projeto da Molniya, que em 1976 passou a se concentrar no projeto do ônibus espacial Buran e mísseis nucleares. O pessoal foi completamente transferido para a Vympel em 1981 e a produção do R-73 passou a ser feita em Kommunar (agora Duks) em Moscow, e TASA (Tbilisi Aviation State Association) na Georgia. A Vympel se tornou a única produtora de mísseis na URSS.

Entre os concorrentes do R-73 estavam uma versão melhorada do R-13M chamado R-13M1, o K-14 da Vympel, um R-60 melhorado chamado de K-60M e o R-73 da Molniya.

O R-73 é um míssil ar-ar para combate aéreo aproximado, “dispare-e-esqueça”, qualquer tempo, de reação rápida, para conquistar a superioridade em combates aéreos aproximados. Foi projetado para superar qualquer ameaça. A ênfase foi dada para engajamentos próximos contra caças ágeis, manobrando agressivamente. O míssil teria grande agilidade no lançamento para disparos bem fora da linha de visada e também na fase final.

A experiência de combate aéreo entre caças mostrou que os grandes erro angular dos lançamentos de mísseis ar-ar, passagens frontais e de alvos cruzados e alta razão angular da linha de visada do lançamento, exigia como resposta mísseis altamente manobráveis para virar em direção ao alvo após lançamento de ângulos de ataque de mais de 40 graus.

Os mísseis ar-ar usados na década de 60/70 foram projetados contra a ameaça de bombardeiros que eram alvos pouco manobráveis, de grande contraste e voavam alto num ambiente frio. Os mísseis ar-ar não tiveram oportunidade de serem usados neste cenário e o uso real foi contra alvos que não foram planejados: caças ágeis voando baixo e realizando manobras agressivas. O resultado foi um baixo aproveitamento.

O R-73 foi o primeiro míssil russo que combina sistema de vetoramento de empuxo (TVC) e superfícies aerodinâmicas para controle. A influência veio de vários projetos ocidentais como o SRAMM britânico com TVC e o Magic com canard duplo. O resultado foi uma grande manobrabilidade, permitindo disparos contra alvos em qualquer direção, e mantendo vôo estabilizado em grandes ângulos de ataque.

- Pode ser disparado sem considerar atitude, velocidade, altitude e carga-g do alvo e da aeronave lançadora

- Aquisição e trancamento fácil e rápida em todos os ângulos de designação, incluindo aquisição de alvos de oportunidade passando a curta distância e grandes ângulos de aspecto

- Grande agilidade e capacidade de aquisição de alvos numa razão de seguimento de 60 graus/segundo e erro de lançamento de mais de 60 graus

- Capacidade “dispare-e-esqueça”, liberando a plataforma lançadora para manobrar livremente após o disparo

- Capacidade "all-aspect" e contra alvos altamente manobráveis e em qualquer altitude (20 a 20.000m)

Junto com a manobrabilidade excepcional, o míssil pode ser conectado a mira no capacete do piloto, para permitir engajamentos de alvos nas laterais e acima da aeronave, que não podem ser engajados apontando a aeronave ou radar.

O R-73 é considerado o melhor míssil russo de curto alcance. Foi projetado para engajar caças, bombardeiros, helicópteros, drones e mísseis cruise, mesmo que estejam executando manobras agressivas de mais de 12g's (o limite humano é de 9 g's por curtos períodos). As versões mais recentes são equipadas com um motor foguete transverso que funciona na fase final do engajamento e dá grande precisão.

A fuselagem de alumínio tem compartimentos modulares com sensor, controles das superfícies aerodinâmicas, piloto automático, espoleta de proximidade, ogiva, motor foguete, TVC e controle do aileron.

O R-73 tem uma configuração canard com superfície de controle a frente do centro de gravidade. A superfície de sustentação tem baixa razão de aspecto. A frente dos canards ficam grandes strakes retangulares e a frente dos strakes os sensores de ângulo de ataque. O míssil manobra no método "skid-to-turn" e pode atingir ângulos de ataque de 40 graus.

Durante o vôo, a guinada e cabeceio são controlados por quatro controles aerodinâmicos conectadas em pares e pelas barbatanas na traseira do motor. Após a queima do motor o controle é feito apenas com as superfícies de controle. A estabilização de rolagem é mantido com quatro ailerons na cauda.

Detalhes da parte interna do AA-11 Archer junto com o AA-10 Alamo na versão de instrução.

O sensor infravermelho (IR) Mayak-80 (MK-80) usa detectores de antimoniato de Índio refrigerado por Nitrogênio. O MK-80 só aceita modo de lançamento LOBL (trancamento antes do lançamento). O guiamento até o ponto de interceptação é feito por métodos de navegação proporcional. O piloto automático é produzido pela Avionika MNPK de Moscou.

O trancamento pode ser feito a pelo menos 45 graus de ângulo de visada (off-boresight) e o sensor segue alvos até 60 graus/segundo. Durante o vôo o sensor atinge ângulos de 75 graus para acompanhamento do alvo. Para comparação o AIM-9M tem um ângulo de visada de 27,5 graus. Os pilotos de MiG-29 e Su-27 podem apontar nariz da aeronave em grandes ângulos de ataque para aumentar momentaneamente ainda mais o ângulo de engajamento do míssil. A "zona morta" com o sol é de 15 graus enquanto AIM-9L é de 5 graus.

Os dados de alvos podem ser supridos para o sensor IR a partir de várias fontes como radar, IRST, HUD, HMS Shchel, datalink e outros. Uma forma de disparo do R-73 é o piloto pode manter o botão de disparo apertado e o míssil dispara logo que adquire o alvo.

O R-73 usa um motor RDTT-295 produzido pela ISKRA de Moscou. O RDTT-295 tem estágio único de aceleração e sustentação de alto impulso com um novo combustível. A revista cientifica "New World Vista" da USAF publicou em 1996 um artigo dizendo que os EUA estavam atrás dos russos em química e físicas de propelentes e explosivos.

Os propelentes americanos perderam potência com o uso de propelentes de baixa emissão de fumaça. Os novos propelentes não usam combustível com alumínio, pois ele oxida e cria uma fumaça visível, mas também perderam energia. Por outro lado, eles são similares aos propelentes tradicionais, como os oxidantes de Perclorato de amônio.

Os russos investiram pesado em propelentes. Uma conquista foi o Dinitrato de amônia (ADN) como oxidante para substituir os propelentes de Alumínio. O projeto para desenvolver o ADN em meados da década de 70 teve grandes proporções e era equivalente ao projeto Manhatan americano de acordo com a revista. O resultado foi uma grande fábrica de ADN que é usado nos mísseis balísticos SS-24, SS-20 e SS-27 Topol-M.

O AND melhora o impulso em 7% com propelente sem fumaça e 10% com propelente com alumínio podendo chegar a 20-25% de aumento de potência em alguns casos. Um míssil usando o AND irá acelerar mais rápido e terá menor tempo de vôo. O ADN também pode ser usado em explosivos, resultando na mesma efetividade com menor peso (o R-73 tem uma ogiva de apenas 7,4kg), e aumentar velocidade e alcance ao reduzir peso do míssil.

Os EUA tem capacidade semelhante com o explosivo CL-20 que tem três vezes mais energia que o HMX e RDX e é mais denso. O ADN e CL-20 podem ser considerados explosivos de quarta geração.

O motor foguete do Archer permite atingir distâncias de até 30km. A velocidade final é a mesma do AIM-9M, cerca de Mach 2.5. Apesar de usar um motor mais potente, a aerodinâmica é pior com mais superfícies de controle e fuselagem mais larga. Em um disparo frontal a longa distância o R-73 ainda é difícil de conter.

O alcance é referente a distância de travessia e não de engajamento. Após o disparo, o míssil continua a perseguir o alvo numa distância que pode equivaler a estes valores, caso não perca o trancamento com alvo.

A família R-73 é uma sopa de letrinhas nem um pouco confiável. O R-73 foi produzido em várias versões incluindo para exportação. A Vympel continua estudando melhorias no sensor, ogiva e motor. Os primeiros modelos tinham pouco poder de processamento no sensor e capacidade de contramedidas limitada. O fato de ser produzido na Ucrânia foi um dos fatores para atrasar as modernizações.

A versão inicial R-73A tem 2,9 metros de comprimento, 170mm de diâmetro e 51 centímetros de envergadura. O míssil pesa 105kg e a ogiva 7,4kg (2,45kg de alto-explosivo). O alcance era de 20km e o ângulo de visada de 40 graus.

Duas versões básicas entraram em serviço: o R-73K (K = espoleta de radar ativo Krechet) e o R-73L com sensor laser Yantar. O R-73K foi vendido como R-73E (versão piorada) e ficou disponível para o ocidente após a queda do muro de Berlim. O R-73L é oferecido para exportação como R-73LE. O único operador do R-73LE é o Peru que recebeu em 77 mísseis em 1998 junto com os MiG-29SE. O alcance é de 30km ou 14km se disparado por trás do alvo.

A versão mais recente é o R-74M que foi testado a partir de 1994. O míssil é externamente idêntico ao R-73, mas com processador de sinais digitais reprogramável e novo sensor multiseguimento mais sensível com 60 graus de off-boresight, melhor capacidade de contramedidas e capaz de adquirir alvos voando baixo.

As contra-contramedidas combinam quatro técnicas diferentes e o algoritmo permite que o míssil mude o trancamento do motor para o meio da fuselagem do alvo no fim do engajamento. Um novo algoritmo irá aumentar a resistência a contramedidas e permitir seleção precisa do ponto de impacto, que pode ser o escape dos motores ou o centro da fuselagem. Um projeto de TVC de arrasto reduzido sairia caro e foi abandonado.

Foi anunciado que a Vympel lançou em 2005 um programa de modernização do R-73. É o primeiro programa de melhoria do projeto desde a entrada em operação. Antes a única mudança foi a troca a espoleta radar para laser.

O programa foi iniciado em 2004 e já foi testado em vôo. Não se sabe o nome do novo míssil que deve estar pronto no fim de 2006 mas talvez seja chamado R-74M (Izdeliye 750). A Vympel pretende incluir a capacidade de integrar em aeronaves não russas.

O pacote inclui a troca dos sistemas analógicos por digital, novo algoritmo do sensor e controle de vôo. O alcance, sensibilidade do sensor, capacidade de processamento e contra-contramedidas serão melhorados. O motor foguete foi mantido, mas o alcance foi aumento em 25% para cerca de 40km com um perfil de vôo mais eficiente.

O novo sensor permitirá usar toda a capacidade do motor. Provavelmente será o novo sensor de cor única Impulse. A capacidade de aquisição off-boresight aumentou de +/-45 graus para de +/-75graus.

A Vympel nega o uso do radar 9B-1103M-150, versão miniatura do novo radar do R-77 com 150mm diâmetro (contra 170mm do R-77). Se fosse instalado o míssil passaria ter capacidade similar ao MICA, R-Darter e Derby sem o datalink.

A Vympel russa está desenvolvendo novos mísseis de curto, médio e longo alcance para armar o novo caça de quinta geração russa PAK FA. Os novos mísseis deverão ser levados internamente pela nova aeronave. Também está previsto o projeto de dois novos lançadores internos, o UVKU-50L para mísseis de até 300kg e o lançador universal UVKU-50U para mísseis ar-ar e ar-superfície de até 700kg.

A versão de curto alcance será o Izdeliye 760, ou R-74M2, com capacidade comparável ao ASRAAM e AIM-9X. O novo míssil terá capacidade de trancamento após o disparo (LOAL), e sensor IR banda dupla (não é de imagem) com campo de busca de 80 graus (off-boresight), asas menores (área frontal de 32x32 cm), motor foguete de queima mais longa, INS e datalink. O novo míssil deve ficar pronto em 2010 para equipar o novo caça PAK-FA.

O próximo projeto será o Vympel K-MD (Izdeliye 300) com capacidade melhor que ASRAAM e AIM-9X e receberá um sensor de imagem FPA da NPO Impuls, capacidade de engajar alvo em todas as direções incluindo atrás da aeronave e também mísseis para auto-defesa. A configuração externa deve ter menor arrasto e com motor de impulso duplo para queimar por cerca de 100 segundos resultando em um alcance bem maior que o R-73. O TVC terá três pás ao invés de quatro do R-73. A ogiva será adaptável/apontável. O projeto deve terminar o desenvolvimento em 2013.

Detalhes da espoleta a laser Yantar dos modelos mais recentes. A espoleta de proximidade pode ser por adar ativo ou laser dependendo do modelo.

R-73
Mais detalhes da parte frontal do míssil mostrando as janelas da espoleta laser.

O escritório de projeto Arsenal da Ucrânia está produzindo uma versão mais nova do MK-80 (a esquerda). O Mk-80 tem um detetor IR resfrigerado de onda média altamente sensível, com óticos esféricos, alta resistência a contramedidas e clutter/retorno do solo, e seleção de ponto de impacto no alvo. O alcance mínimo é de 300m e o máximo de 10km (ou 15km em condições ideais), com ângulo de visada de +/-75º e razão de rastreio de 60º/s. O MK-80 mede 17cm de diâmetro por 30cm de comprimento e pesa 6kg. Um sensor mais recente proposto para modernizar os R-73 é o MM-2000 também da Arsenal.

O Archer pode equipar aeronaves pequenas como o MiG-AT. A Vympel produz lançadores inteligentes para aeronaves ocidentais capazes de traduzir os comandos e a troca de dados entre o míssil russo e o databus ocidental 1553. A integração pode durar 15-18 meses após a aprovação.

R-73
Os Sérvios criaram uma versão superfície-ar do R-73 instalando o míssil em um blindado M-53/M-59 no lugar do canhão de 30mm. A conversão foi feita em 1999 e inclui um foguete acelerador adicional.

R-73M - Archer disparado para trás

A Vympel também desenvolveu um R-73 modificado para ser disparado para trás. O novo míssil é chamado R-73M. Ele é 30cm mais longo e pesa 10kg a mais que os R-73 normais.

O míssil é levado num cabide apontado para trás e com um impulsor adicional. Uma cobertura aerodinâmica cobre o impulsor e é descartado quando o impulsor é disparado. O impulsor lança o míssil para fora do cabide e diminui a maior parte da velocidade negativa do míssil. O motor principal é então ligado, ejetando o impulsor, e adiciona potência para diminuir a velocidade negativa quando o míssil está 30 metros atrás da aeronave lançadora.

A cabeça de busca, trancada antes do lançamento, continua a rastrear o alvo, enquanto o corpo do míssil pode girar +/-180º para virar até o alvo com a ajuda do TVC.

O míssil foi testado nos modelos atuais do Flanker como o Su-35 e Su-43 que usam um radar no ferrão da cauda. O radar dá alerta de aproximação dos alvos no setor traseiro e passa dos dados para a cabeça de busca do míssil.

O piloto não pode confirmar visualmente se o míssil está trancado no alvo selecionado. Contudo, comparado com um míssil que voa para frente e depois vira para o hemisfério traseiro, a proposta da Vympel permite o trancamento antes do lançamento e reduz o tempo de engajamento.

Também parece que o míssil disparado para trás é mais para autodefesa de aeronaves de ataque do que um míssil de combate aéreo. A aplicação mais provável será o SU-43 ou outros bombardeiros, aeronaves de transporte e de patrulha marítima.

De acordo com o Vympel, o R-73M tem um alcance aproximado de 10-12km e alcance mínimo de 1km. O sistema é efetivo contra alvos entre 50m e 13.000m de altura.

O R-73M pode adquirir alvos até 60º em relação a cauda e pode ser lançado a velocidades subsônicas e supersônicas.

O uso de mísseis disparados para trás pode revolucionar o combate aéreo, pois o atacante na posição "seis" do inimigo estará se tornando a vítima, com pouco tempo de resposta a um disparo defensivo para trás.

Peso:                   115 kg
Comprimento:     3,2 m
Diâmetro:             170 mm
Envergadura:       404 mm
Altitude:                0,05-13 km
Alcance máx.: 10-12 km
Alcance min.:   0,3-1 km
Ogiva:               7,4 kg

O R-73 entrou em serviço em 1983 como arma padrão para o MiG-29 Fulcrum e Su-27 Flanker. Já foi integrado ou faz parte de pacotes de modernização do MiG-21-93 Fishbed, MiG-23MLD Flogger K (também equipado com mira no capacete), Su-24MK Fencer, MiG-31 Foxbat, Yak-141 Freestyle, Su-25T(Su-39) Frogfoot e variantes do Flanker (Su-33, Su-35 e Su-43). O R-73 também faz parte do arsenal dos helicópteros de ataque Mi-24 HInd, Mi-28 Havok e Ka-50 Hokum.

Aeronaves ocidentais também já usam ou foram integrados com o R-73 como os Mirage F-1 da África do Sul (armazenados para exportação) e nos SA-330 Puma romenos.

A Índia integrou o R-73 no Mirage 2000 e diz ser capaz de disparar o Archer contra alvos a 20km de distância com o auxílio do radar. O Mirage é capaz de apontar o Archer com a mira montada no capacete.

O R-73 pode ser empregado em aeronaves que não tenham sistema de pontaria sofisticado. Pode ser usado por aeronaves antigas que podem se tornar tão efetiva como o F-15 e F16 em um combate aproximado.

O Archer é usado por cerca de 20 países incluindo a Alemanha, Bulgária, China, Coréia do Norte, Cuba, Eslováquia, Hungria, Iemem, Índia, Irã, Iraque, Malásia, Moldávia, Polônia, República Checa, România, Síria, Turcomenistão, Ucrânia, Uzbequistão, Vietnã e antiga Iugoslávia. Segundo os registros do SIPRI, a Venezuela comprou 150 R-73 e 100 R-77 para armar seus Su-30MKV.