Em 2003, a USAF e US Navy iniciaram
a operação o AIM-9X como míssil padrão de combate
aéreo a curta distância. O míssil será o melhor
da sua categoria, segundo os americanos, mas 18 anos após o R-73 aparecer
(1985). Durante este período os americanos tiveram um míssil
de curto alcance inferior aos russos (R-73) e israelenses (Python 4).
Após testar alguns mísseis
R-73 alemães após o fim da Guerra Fria, o Pentágono
concluiu que ele era mais manobrável, tinha maior capacidade de aquisição
de alvos, era mais veloz, tinha maior resistência a contramedidas e
vira mais rápido.
O AIM-9M vencia 1 engajamento em 50
contra o MiG-29 equipado com o R-73 apontado pelo visor no capacete (HMS).
O conjunto russo era capaz de realizar aquisição de alvos num
volume 30 vezes maior que o disponível no F-15 com o AIM-9M.
Porém, as táticas russas
eram ruins e não permitiam o aproveitamento de toda a capacidade do
míssil. O jato decola, ejeta o tanque central, acelera até
uma velocidade supersônica, dispara seus mísseis e volta para
casa, sempre sobre controle de radares no solo e com comunicação
via datalink. O míssil seria claramente superior usando as táticas
ocidentais.
Vários outros mísseis
tinham desempenho melhor que o AIM-9M em algumas áreas como o
Magic II (agilidade) e Python 3 (alcance).
As deficiências do AIM-9M eram de campo de visão, resistência
a contramedidas IR, desempenho cinemático e agilidade. O MiG-29 armado
com o R-73 era a maior ameaça.
Desde os anos 80, o Pentágono
vinha buscando um novo míssil para substituir o AIM-9 como míssil
padrão de combate aéreo. Os planos originais eram de adquirir
o AIM-132 ASRAAM (Advanced Short-Range Air-to-Air Missile) Europeu que foi
cancelado.
Os EUA perderam entre 7 a 10 anos
esperando um acordo entre os europeus. O projeto do ASRAAM foi iniciado em
1980 e acabou em 1991. Pelo acordo, os Europeus iriam projetar um míssil
de curto alcance, o ASRAAM, e os EUA um míssil de longo alcance,
o AMRAAM. Estes mísseis seriam o padrão da OTAN para combate
a curta e média distância, respectivamente.
A partir de 1991, os esforços
para substituir o Sidewinder foram conhecidos genericamente como AIM-9X.
Depois do cancelamento do AIM-9R, o desenvolvimento de um novo míssil
para substituir os AIM-9M se tornou séria. O novo míssil
ainda usava a designação AIM-9X. Esta designação
sempre esteve fora de sequência (não existia o AIM-9T/U/V/W).
O objetivos de desempenho
do AIM-9X incluíam a aquisição em tempo claro de 13-16km
e 6,6km com ruído de solo. O projeto testou e estudou os mísseis
IRIS-T, Magic 2, Python 4 e ASRAAM, sendo todos rejeitados.
HISTÓRICO
BOA - Box Office
O projeto do Box Office/Improved Sidewinder
teve início em 1988 pela USAF em conjunto com Hughes para melhorar
o projeto do Sidewinder.
Havia uma proposta inicial de usar
duas versões. Uma teria arranjo convencional para aeronaves convencionais,
e uma de fuselagem plana para ser levado por aeronaves furtivas de forma
conformal. A fuselagem plana seria levada de cabeça para baixo e
giraria 180 graus após ser lançada, com o benefício
do uso da forma para sustentação.
O Box Office I da USAF, ou Stork, ou
AIM-9M+, foi projetada para ser levada no compartimento interno de armas do
F-22A. Tinha uma cauda menor para controle com quatro barbatanas móveis
independentes e envergadura de 28cm sem rollerons. O controle traseiro era
do mesmo formato do MIM-104 Patriot.
O míssil não usava canard
e tinha estabilização por piloto automático digital.
A sustentação era feita com o corpo. O resultado era uma assinatura
radar menor e aumento do alcance com estruturas externas menores.
O alcance útil praticamente
dobrou em relação aos 8km do Sidewinder AIM-9M8/9. A quantidade
de mísseis que podem ser levados no mesmo espaço também
aumenta. O míssil era pequeno e cabia no espaço de 1/4 do AIM-9.
Porém, o resultado é a diminuição do controle.
O Box Office tinha o dobro da agilidade
do míssil Sidewinder sendo capaz de puxar o dobro da força
G, 27-30g's, em puxadas curtas. A aceleração máxima
era de 50g's.
Com metade do arrasto conseguia uma
velocidade extra de mais Mach 1.2 ou 1.3 no envelope. Os Sidewinder originais
atingem Mach 2,5 em 2.2 segundos de aceleração.
O peso era de 83,9kg com uma cabeça
de guerra de 11,3kg. O comprimento era de 3.10m e a envergadura de 279mm.
O sensor tinha um arranjo de 13
elementos, 10 para acompanhar o alvo e 3 para rejeitar flares. O alcance
era 2-3 vezes maior que o sensor do AIM-9M.
O Box Office realizou oito testes em
1990/91 com cinco acertos diretos, um próximo, uma perda e um disparo
sem alvo. A cabeça de busca era a mesma do AIM-9M. Os testes foram
realizados em Eglin, Flórida.
Os engenheiros adicionaram uma cabeça
de busca em bolha com grande ângulo de visão de 90 graus para
cada lado. O ângulo de visão do radar, porém, era limitado
a 60 graus. Então usaram um visor de pontaria montado no capacete
(HMS) para apontar o míssil e funcionou.
O Box Office foi testado no F-16C com
um HMS da Honeywell, que era uma versão do AVG-8 VTAS da década
de 80 projetado para o radar do F-4J designar alvos para o disparo de mísseis
AIM-7E-2 Sparrow.
Em um teste,
o Box Office derrubou um drone MQM-107 manobrando a 390 nós, a duas
milhas de distância e num ângulo off-boresight de 72 graus
na hora do disparo.
Um F-16 disparando um
Box Office.
Foto de um BOA da US Navy.
O projeto do míssil Boa,
ou Boa-M, ou AIM-9R em algumas fontes, era o equivalente da US Navy, sob
responsabilidade do Naval Air Test Center (NAVAIR). Era um AIM-9M modificado
com canards e barbatanas traseiras de área reduzidas de 40,6 cm de
envergadura com piloto automático similar. O Boa tinha grande arrasto
com velocidade e alcance menor que o Box Office, mas perdia menos velocidade
nas curvas.
O Boa usava o HMS Agile Eye 3 da Kaiser e foi disparado a partir de F-15
Eagle e F-14. Inclui um teste contra o QF-86.
As duas propostas de Sidewinder
em configuração de baixo arrasto, o Box Office e o Boa , foram
proposta ao Pentágono em abril de 1993 como opção para
um míssil de alta agilidade. O governo pediu para os serviços
colaborarem juntos para um míssil único e as informações
dos programas foram repassados para as empresas.
DEM/VAL
Em 1994, o programa de validação/demonstração
(DEM/VAL) de 18 meses foi iniciada com dois contratos fornecidos a Hughes
Missile Systems Company (HMSC) e a Raytheon como competidores. Cada empresa
submeteu duas ofertas.
As duas empresas ofereceram um derivado
do Sidewinder com nova estrutura, controles e seção de guiamento
e mantendo o motor Mk36, a ogiva e a espoleta do AIM-9M. A melhor oferta
seria escolhida para entrar em operação. As duas empresas também
tinham que oferecer propostas de mísseis de países estrangeiros.
O DEM/VAL entre
a Hughes e a Raytheon resultou que as duas propostas tinham potencial de
preencher os requisitos do AIM-9X. Foram realizados testes em túnel
de vento e 14 disparos. Apenas a parte de contra-contramedidas era inferior
aos requisitos com a proposta da Hughes apresentando melhora deste critério
na fase ar-ar.
PROPOSTA DA RAYTHEON
O modelo da Raytheon usava os subsistemas
do AIM-9M numa estrutura nova com o TVC da Lucas Aerospace e um nariz do
tipo "rotate-to-view" - RTV que roda para enxergar o alvo.
O RTV usa uma janela plana, sem lentes,
que gira rapidamente, podendo virar 180 graus em 0.2 s, para se alinhar com
a direção desejada. A vantagem era o baixo custo, grande resistência
a abrasão de chuva, capacidade de olhar em grandes ângulos
off-boresight, menor limitação de velocidade ou temperatura
e melhor resistência a contramedidas infravermelhas (IR).
O sensor usa uma câmera de arranjo
focal ( FPA ) de 256x256 elementos e campo de visão de +/-120 graus.
O sensor era produzido pela Amber, subsidiaria da Raytheon. O sensor demonstrou
bom desempenho, mesmo olhando para baixo, em 23 vôos de testes montado
num casulo.
O míssil
atingia 30 g's por dois segundos e 25 g's por mais dois segundos com ângulo
de ataque (AOA) de 27 graus. Podia mudar de direção numa razão
de 100 graus/s com o TVC. O AOA máximo era maior que 60 graus a 300m/s,
raio de curva mínimo de 200 metros e girava 180 graus em 2,5 segundos.
Um Box Office da Raytheon foi disparado
de um F-16 contra drone MQM-107 em 11 de fevereiro de 1994 em Tindal, Flórida.
O drone estava a 67 graus off-boresight a uma distância de 3,2km e
605m acima do lançador. O míssil foi apontado pela mira no
capacete VTAS e passou perto do drone, dentro do raio letal da ogiva. O
drone se afastava a 390 nós e 72 graus off-boresight.
A Raytheon também
propôs o Box Office 3 como proposta alternativa. Era um Sidewinder
com diâmetro da fuselagem maior, além do RTV e TVC. O míssil
usava o motor ND-10 de 162mm de diâmetro e potência dupla
para aceleração e sustentação. O ND-10 foi
desenvolvido pela MANOR (da Rafael israelense) para a família de
mísseis Python. O motor produzia 8kN para os primeiros 3 segundos
de queima e 700N por 80 segundos para sustentação. O míssil
não foi escolhido.
PROPOSTA DA HUGHES
A Hughes desenvolveu duas alternativas,
o Evolved Sidewinder, ou Box Office 2 Plus, e uma variante melhorada do ASRAAM
P3I (pré-planned product improvement) da BAe Dynamics. Uma avaliação
do ASRAAM foi conduzida em paralelo junto com o programa Dem/Val, incluindo
18 meses de testes de comparação.
Os estudos da Hughes balancearam as
capacidades do Box Office e Boa com poucas mudanças no AIM-9M, além
de outros conceitos para aumentar agilidade. O Evolved Sidewinder era baseado
numa nova fuselagem, com barbatanas menores e um TVC da Alliant Tech Systems
do Evolved Sea Sparrow. No nariz estava o sensor IR do ASRAAM e um processador
digital de sinais. O sensor foi desenvolvido pela Hughes para a BAe. O
míssil usava tecnologia de baixo custo já testada nos kit
de bombas guiadas por GPS JDAM.
Dois disparos foram realizados contra
um drone QF-106 no Golfo do México. O primeiro em maio de 1994 com
uma cabeça de busca do AIM-9M. O drone estava a 300m acima do lançador
e 25 graus para a direita na mesma direção. Após o lançamento
o drone iniciou uma curva de 4 g's para longe da aeronave. O míssil,
sem cabeça de guerra, atingiu o drone dois segundos após.
O segundo, em julho, foi usado com
a mira no capacete VTAS para aquisição de alvos junto com a
cabeça de busca HALM de grande ângulo de visada da Raytheon.
O drone QF-106 e o F-16 estavam se aproximando quase de frente a Mach 0,9
cada. Estavam separados verticalmente por 700m e 2.500m horizontalmente.
O drone iniciou
uma curva de 5g's em direção ao F-16 quando o piloto disparou
o míssil Box Office 2 com um ângulo de disparo de 25 graus em
relação ao vetor velocidade. A 30 m da aeronave o míssil
iniciou uma curva de 30g's em direção ao alvo, voando num ângulo
de ataque de 63 graus. O míssil passou dentro das chamas do pós-combustor
do drone após 6,4 segundos numa distância de 3,8 metros, dentro
do raio letal.
Gráfico do segundo
disparo do Box Office 2. A linha mais escura mostra a trajetória
que o ASRAAM iria seguir e atingiria o alvo 2-3 segundos antes que o Box
Office.
O sensor da Raytheom tem um arranjo
13 elementos de Antimoniato de índio que dava um alcance 2-3 vezes
melhor que o sensor do AIM-9M. Dez elementos do sensor são dedicados
para rastrear partes quentes no alvo, e três para detectar e rejeitar
flares e outras contramedidas IR. O sensor move em duas dimensões,
giro e cabeceio, com campo de visão hemisférico maior que 180
graus.
Esta capacidade permite que a aeronave
evite apontar o nariz para o alvo na fase crítica do engajamento para
compensar desalinhamento entre o HUD e cabeça de busca.
O Box Office II compensou a pouca
manobrabilidade do Box Office com vetoramento de empuxo (TVC). O TVC fazia
o raio de curva diminuir para quase 300m, o que criava um problema, ou outra
oportunidade: o míssil podia girar mais rápido que o ângulo
do sensor. A capacidade de aceleração lateral era de 50 g's.
ASRAAM
Além destas ofertas a Hughes
ofereceu uma variante melhorada do British Aerospace (BAe) Advanced Short
Range Air-to-Air Missile (ASRAAM).
Os testes com o ASRAAM focaram nas
áreas de risco do míssil: efetividade do sensor FPA, processador
de sinais de imagem, efetividade da ogiva, testes do motor foguete e agilidade.
O míssil usaria um TVC para
engajar alvos em grande ângulos off-boresight, principalmente em curto
alcance. O sensor não mudaria e o campo de visão aumentou de
+/- 90 graus para +/-105 graus.
O ASRAAM P3I incorporaria uma ogiva
de 165mm, substituindo a ogiva de subcalibre original explosivo/fragmentação
da DASA, com espoleta de proximidade a laser da Thorn. As especificações
originais britânicas eram de um míssil com capacidade "system
kill", ou seja, incapacitar o alvo, o que era satisfeito com a ogiva de 8,2kg.
Os requerimentos americanos eram de
"structure kill", o que resultou em uma ogiva de 12kg, pouco maior que
a do Sidewinder. A DASA testou uma nova ogiva que continha um peso maior
de explosivo, produzindo o mesmo número de fragmentos, mas cada
um maior que o da ogiva anterior.
O programa de testes comparativos terminaria
em setembro de 1996. Ele envolvia oito testes com a ogiva, testes com o sensor
montado em aeronave, quatro disparos, simulação com seis graus
de liberdade (6DOF), e disparo de quatro mísseis telemetrados terra-ar.
Três ASRAAM foram lançados
da estação sob a asa de um F-16 em Eglin, e um em China Lake.
O primeiro disparo executou uma curva para a direita de 30g's e subindo levemente.
O segundo duplicou esta manobra puxando 50g's.
O terceiro voou para a direita, esquerda
e direita e depois subiu direto para cima. O quarto foi disparado de um trenó,
num ângulo de ataque de 30 graus, em baixa velocidade, seguido de
um mergulho para simular um engajamento curto em um grande angulo off-boresight.
O míssil se partiu após 4 segundos, apesar de completar a
manobra que iria demonstrar.
O ASRAAM movia as barbatanas para sentir
a pressão dinâmica local ao deixar o lançador. O quarto
disparo mediu estes valores incorretamente, resultando em um giro rápido
com arfagem, que causou falha estrutural. A BAe acreditava que era um pequeno
problema que poderia ser remediado facilmente.
A BAe acreditava que o míssil
preenchia, ou quase satisfazia, todos os 22 parâmetros operacionais
como agilidade, letalidade, campo de visão e resistência a contramedidas.
Uma alteração que seria necessária seria arranjar as
barbatanas para que pudessem ser levadas internamento no F/A-22.
Um motor de alto impulso com diâmetro
de 165mm, comparado com 127mm do Sidewinder, preencheria os requerimentos
de cinemática. O TVC seria necessário para aumentar a agilidade.
O motor mais potente resultaria numa
aceleração final maior para otimizar o F-Pole, posição
entre o lançador e o alvo quando é atingido. Os testes iniciais
incluíam um engajamento frontal a 10km de distância.
Os testes custaram US$31,5 milhões
para o governo britânico. Num lançamento real contra um QF-106
o míssil perdeu o rastreio na fase final, mas foi considerado um problema
simples de resolver.
O Pentágono se preocupava com
os custos e riscos do ASRAAM. O ASRAAM foi projetado para alta velocidade,
alta agilidade, alcance aumentado e aquisição melhorada. A
configuração tinha baixo arrasto e motor de baixa assinatura
visual.
Os testes com ASRAAM
mostrou que não preencheria os requerimentos do AIM-9X em altos ângulos
de lançamento, contramedidas IR, letalidade e interoperacionalidade.
DECISÃO FINAL
Em 31 de julho 1996 foi proposto formalmente
dois projetos de AIM-9X que excediam os requerimentos e entrada de operação
antes do prazo.
O Evolved Sidewinder da Hughes foi
selecionada pela US Naval Air Systems Command - NAVAIR em 31 de dezembro
de 1996 por ter menor custo, menor risco e desempenho adequado.
A decisão da vitória
do modelo com mudanças mínimas foi uma surpresa. Esperava-se
que um motor mais potente seria necessário para ter a energia do motor
de 170mm do R-73.
A proposta da Hughes tinha dois pontos
a favor. O primeiro era o baixo custo ao usar componentes já existentes
como motor e ogiva do AIM-9M. Isso economiza dinheiro e tempo para testes
de novos componentes. O outro fator foi a cabeça de busca da Raytheon
TI System com sistema de ciclo Stirling criogênico. O resultado foi
um míssil cujo custo poderia ser menor que US$200 mil por míssil.
Outro ponto a favor da Hughes era que,
embora a cinemática não fosse tão boa quanto o R-73
(que pesava 105kg ou 35% mais pesado que o AIM-9X), era suficiente e os sistemas
seriam melhores que o do R-73.
A Hughes Missile Systems foi adquirida
pela Raytheon que se tornou a contratante principal através de uma
equipe de integração que inclui a US Navy, USAF e membros
da secretaria de defesa.
O contrato inicial
era de US$169,2 milhões, dividido entre a USAF e a US Navy, para 72
meses de engenharia e desenvolvimento de produção (EMD) do
AIM-9X. O programa total pode chegar a US$5 bilhões em 15 anos. O
programa conjunto pretende produzir 5.000 mísseis para a US Navy e
5.097 mísseis para a USAF.
Atualizado
em 15 de Novembro de 2007
