Consciência da Situação

A SA (Situation Awareness), ou consciência da situação, é a habilidade de um piloto de desenvolver e manter uma representação mental de todos os participantes na arena de combate, o que estão fazendo, e o que irão fazer no futuro imediato.

A consciência da situação é inerentemente local e pode ser bem exemplificada no combate aéreo. A SA é o pré-requisito mais importante para assegurar a vitória no combate aéreo moderno, e o fator mais importante para diminuir perdas. Até mesmo após ser atingido o piloto precisa ter uma boa SA para ejetar ou ver se a aeronave consegue continuar.

Na Primeira Guerra Mundial, o ás alemão Oswald Boelcke percebeu que era necessário outro par de olhos para cobrir a parte traseira de sua aeronave. Surge então o conceito de Ala para dar cobertura mútua.

Boelcke percebeu a importância de atacar com várias aeronaves coordenadamente, distribuindo os alvos entre as aeronaves, comunicando as opções de ataque para evitar engajar o mesmo alvo por várias aeronaves, coordenar lançamento de armas, voar continuamente sem perder contato e evitar fogo amigo. Antes isto era quase impossível e atualmente é rotineiro.

Os ases antigos eram habilidosos em manter a SA. Eles sabiam quando era o momento de atacar e quando voltar para base. Eles conheciam a capacidade do inimigo e detectavam o inimigo antes de serem detectados. Eles conheciam seu ala e sua posição o tempo todo e sempre tinham um plano de ataque.

A SA pode ser descrita em termos de quatro níveis progressivos:

Nível 1 - "Eu não sei onde ele está ou o que está fazendo mas ele sabe sobre mim";
Nível 2 - "Eu não sei onde ele está ou o que está fazendo mas ele também não sabe sobre mim";
Nível 3 - "Eu sei onde ele está ou o que está fazendo e ele também sabe sobre mim";
Nível 4 - "Eu sei onde ele está ou o que está fazendo e ele não sabe sobre mim".

O objetivo é atingir o nível 4 quando é conseguida surpresa e se tem a iniciativa e controle do combate. Isto foi conseguido em 1982 no Vale do Bekaa pela Força Aérea Israelense contra os sírios. Nos combates, foram coordenados 42 engajamentos com os F-15, F-16 e F-4 contra os MiG-21 e MiG-23. Um nível mais sofisticado foi conseguido em 1991 pela a USAF contra os iraquianos com 34 vitórias para os aliados.

No Vale de Bekaa, a Força Aérea Israelense usou interferência de comunicações e de radar, além de despistadores para debilitar a SA dos sistemas de alerta antecipado, vigilância e comunicações dos Sírios. Os pilotos sírios eram "cegados" logo após decolarem só tendo consciência do que viram nos seus sensores e através cockpit, não tendo a mínima chance contra os Eagles e Falcons. Os pilotos israelenses relataram apenas duas perdas de SA nos debriefings.

Resultados semelhantes foram conseguidos pela USAF no Iraque. Só ocorreu uma perda de SA que resultou na derrubada de um F/A-18 por um MiG-25 na primeira noite da guerra. O grau de coordenação foi evidenciado pelo alto número de vitórias pelos AIM-7 Sparrows que precisavam de coordenação pelos AWACS e identificação eletrônica.

Porém, é preciso lembrar que não é preciso conseguir o nível 3 de SA, também é necessário degradar a SA inimiga para conseguir o nível 4. O inimigo obviamente estará trabalhando para fazer o contrário.

A "bolha de SA" mudou desde a Primeira Guerra Mundial. Era de 5-8 km, no limite do alcance visual, e a região crítica de 600 metros atrás da aeronave (zona de engajamento crítica) foi mantida até a guerra da Coréia. Ela pode ser multiplicada por 100 na atualidade se for considerado os sensores externos da aeronave que fornecem dados ao piloto.

A bolha aumentou inicialmente para 35 km com o aparecimento dos radares e a zona de engajamento crítico foi multiplicada por um fator de até 5 com o aparecimento dos mísseis ar-ar. Os mísseis ar-ar guiados por calor com capacidade "all-aspect" e lançamento "off-boresight" mais os mísseis ar-ar de longo alcance, aumentaram a zona de engajamento crítico para um setor de 360 graus e aumentaram a bolha de SA para além de 100km.


Após a decolagem, a SA aumenta com a recepção de dados do GCI e sensores internos. Como encontro e contato visual é atingido o pico da SA. Após isso a SA desaparece. O rádio se torna saturado e o ala desaparece.

Por que a SA é mais importante que outros fatores como manobra básicas de vôo, apoio mútuo ou armas letais? A capacidade de combate aéreo pode ser determinada por quatro fatores:

1 - Conseguir surpresa e evitar ser surpreendido pelo inimigo;
2 - Trabalho de equipe;
3 - Habilidade de sobrepujar o adversário em manobras;
4 - Armas letais

O primeiro fator pode ser determinado pelo fato de 75% dos pilotos derrubados não saberem que estavam sendo atacados. Isto é verdade no passado. E no futuro? O que poderá ocorrer com o aumento da letalidade das armas como o AIM-9X, Python 4/5, ASRAAM, IRIS-T, A-DART, R-73, R-77 e AMRAAM?


Surpresa

Os melhores pilotos de caça citam que a surpresa determina 90% do sucesso de um combate aéreo. O piloto de P-38, TC Mark Hubbard, percebeu que cerca de 90% dos pilotos derrubados nunca viram quem o atingiu. O piloto de P-47 Hubert Zemke (mais de 17 vitórias) cita que poucos pilotos são derrubados por inimigos que viram. O piloto de Me-109 Erich Hartmann (com 352 vitórias) estima que 80% das aeronaves que ele derrubou não sabiam que estavam sendo atacados.

Dados antigo mostram que os 10 maiores ases da Luftwaffe obtiveram 2.568 vitórias e os 300 melhores pilotos destruíram mais de 30.000 aviões russos. Os pilotos aliados voaram por bem menos tempo, mas seus escores foram semelhantes. De 5.000 pilotos de caça que voaram pela 8a Força Aérea entre 1943-45 na Europa, apenas uma dezena se tornou ás. Um total de 2.156 pilotos (40% do total) obtiveram 5.284 vitórias e 13,7% obtiveram 5 ou mais vitórias e 2,6% conseguiram mais de 10.

Os resultados se repetiram na Coréia onde cerca de 1.000 vitórias foram conseguidas, sendo 900 pela USAF. Menos de 5% dos pilotos conseguiram abater outra aeronave e 42 ases obtiveram 329 vitórias ou 36% do total. Entre os ases, 11 (26%) conseguiram mais de 10 vitórias e no total apenas 5 foram derrubados e um capturado.

A guerra do Vietnã tem poucos dados (200 vitórias) e cinco ases não tem significância estatística. Um piloto conseguiu seis vitórias e 13% dos 205 pilotos que conseguiram vitórias conseguiram derrubar dois ou mais aviões e 5 tripulantes conseguiram 5 vitórias.

Na Guerra do Yom Kippur, 30% dos pilotos israelenses conseguiram a maioria das vitórias e 5% conseguiram mais de 10 kills

Na guerra de fronteira entre o Paquistão e o Afeganistão, durante a ocupação russa, cinco pilotos paquistaneses de F-16 (6% dos pilotos) conseguiram 12 vitórias entre os 80 pilotos destinados a voar missões na área. Os mesmos 5 pilotos estavam no ar na maioria das 30 oportunidade de engajamento.

Durante a guerra Irã-Iraque, a maioria dos F-4E iranianos derrubados enquanto voavam baixo (sempre voavam a baixa altitude) sobre o Iraque foram pegos por trás por mísseis SAM.

Um estudo foi realizado em 407 vitórias aéreas com mísseis desde 1958, menos os combates de 1967 em Israel e 1971 no Paquistão, focando em 2.014 disparos durante a guerra do Vietnã e nos conflitos árabes-israelenses de 1973 e 1982. De 260 caças árabes derrubados em 1973, apenas 5 foram pelos Sparrow em 12 disparos. De 632 disparos estudados, apenas 73 aeronaves foram destruídos com 11% de sucesso. O Sidewinder foi três vezes melhor que o Sparrow com 1000 disparos e 308 kill ou um Pk de 30%.

Como os mísseis tinham má reputação, os pilotos disparavam vários ao mesmo tempo ou pelo menos dois. Até poucos caças com canhão podiam ter um desempenho melhor. Os canhões conseguiram consegui 1/3 das vitórias no Vietnã. O estudo só contou quatro vitórias a longa distância sendo dois de Israel e dois de F-4 Phantom no Vietnã. Um MiG-21 foi derrubado a longa distancia com o uso do Combat Tree e na verdade era outro F-4. Israel só engajou alvos a longa distancia com pressão dos americanos.

No Vietnã os piloto americanos experimentaram cerca de 600 engajamento ar-ar de abril de 1965 a janeiro de 1973 que resultaram em 190 vitórias contra os MiGs vietnamitas com 75 perdas. O projeto Red Baron reconstruiu os engajamentos e revelou que 80% dos tripulantes derrubados, amigos ou inimigos, não sabiam que estavam sendo atacados, ou não tiveram tempo de reagir após tomarem consciência do ataque.

As conclusões do estudo foram:

- A maioria dos pilotos derrubados não sabia do ataque e não manobraram
- Poucos sabiam do ataque e manobraram para fugir
- Muitos disparos foram traseiros e do alto sendo mais difíceis para os sensores da época
- Poucos engajamentos foram a longa distancia e frontal devido grande velocidade de aproximação
- A identificação amigo-inimigo era o aspecto dominante no combate aéreo.
 

AIMVAL e ACEVAL

A doutrina de combate aéreo americana atual foi muito influenciada pelos exercícios AIMVAL (Air Intercept Missile Evaluation) e ACEVAL (Air Combat Tactics Evaluation) que duraram 10 meses entre 1976 a 1977 na base de Nellis. Foram exercícios conjuntos da US Navy e USAF para estudar táticas de combates de curta e longa distancia com mísseis em cenários futuros por volta de 1985. Foram usados caças F-15 e F-14 contra aeronaves F-5E e T-38 simulando MiG-21 armados com mísseis de curto alcance . Os combates foram gravados com sistemas de ACMI. Os resultados são sentidos até hoje nas táticas e no desenvolvimento do AMRAAM.

O AIMVAL avaliou a utilidade operacional de cinco mísseis guiados por infravermelho, existentes e propostos/conceituais, e futuras tecnologias de mísseis para substituir o AIM-9L. No AIMVAL foram realizados combates com o F-15 ou F-14 contra o F-5E, em engajamentos 1x1, 1x2, 2x2, e 2x4. No total foram 540 engajamentos validos em 1.800 saídas.

O ACEVAL, de táticas de combate aéreo, avaliou fatores que afetam o resultado dos engajamentos quando varias aeronaves estavam envolvidos, como tamanho da força, razão da força e condições de controle de caças. Foram testes de engajamento 2x1, 4x2, e 4x4 com 360 engajamentos validos e 1.488 saídas. No famoso engajamento "towering inferno" foram quatro F-15 contra quatro F-5E que durou 1 minuto e 52 segundos com todo "mortos". Os F-15 derrubaram os F-5 com o Sparrow, mas foram derrubados logo depois por mísseis de curto alcance lançados pelos F-5. O teste foi invalidado.

O AIMVAL concluiu que os novos sensores de mísseis não eram melhores que o do AIM-9L resultando no cancelamento do programa AIM-95 da US Navy , e dos programas de melhoria do sensor do AIM-9L da USAF (programa PIP).

O ACEVAL chegou a várias conclusões como a vantagem de apontar primeiro e disparar primeiro (principalmente contra inimigos em número superior), a importância de mísseis "dispare-e-esqueça", a importância da identificação de longo alcance, modos de radar TWS e designação de alvos múltiplos, necessidade de novas táticas e requerimentos para mísseis de maior alcance e velocidade. A conclusão mais importante foi sobre o AIM-7 que precisava de iluminação continua até atingir o alvo com a limitação operacional em termos de vulnerabilidade da aeronave lançadora. O resultado foram os requerimentos que levaram ao desenvolvimento do AMRAAM.

Entre as conclusões foi que o combate BVR poderia dominar o combate do futuro. A identificação visual era obrigatória nestes combates e os caças só usaram o AIM-7F nos engajamentos de longo alcance.

A importância da habilidade do piloto não foi esquecida. Os F-15 e F-14 do lado "azul" tiveram melhor razão de troca contra os F-5 do lado "vermelho", em batalhas em território neutro em céu claro com pilotos de igual habilidade dentro do alcance das armas de todas as aeronaves. Os combates sempre mostraram que a consciência situacional era o fator dominante. O ACEVAL mostrou que a interação humana era cinco vezes mais influente no resultado que a razão de força e condições dos controladores de caça.

Foi observado que nos cenários complexos tipo 4x4 ou mais, os pilotos ficam ineficientes em tomar decisão. Acabam morrendo do mesmo jeito mesmo com plataformas e armas superiores. O F-15 conseguiu uma razão de troca de 18:1 nos engajamentos 1x1, mas caia para 1:1 em engajamentos 10 x 10. As táticas foram desenvolvidas para combates 1x1 e, na época, os combates seriam contra os russos com o céu lotado de caças. Os soviéticos sempre tiverem a intenção de saturar o campo de batalha para conseguir derrotar os F-15 na Europa, sem considerar as próprias perdas.

Nas experiências do tipo de engajamento múltiplos, o datalink JTIDS mostrou ser a melhor resposta. As 28 vitórias dos F-15 no Golfo sempre tiveram a ajuda do AWACS e os F-15 estavam equipados com o JTIDS. Quinze engajamentos foram iniciados a longa distancia. Em exercícios posteriores a mesma combinação permitiu dominar os combates mantendo uma taxa de atrito de 4x1. Se o inimigo também tem esta capacidade permanece como vantagem a capacidade humana e o treinamento.

O JTIDS fornece canal de voz e dados seguro, ligando o F-15 com E-3. O sistema gera símbolos em um mapa colorido, mostrando limites da zona de batalha, aeronaves hostis e mísseis SAM, pontos de baliza e mensagens. O sistema mostra uma linha entre o F-15 e seu alvo. Com esta rede, o piloto de F-15 pode saber qual inimigo está atacando com suas armas, e usar para transmitir dados para outras aeronaves para evitar atacar o mesmo alvo. A
combinação AMRAAM e JTIDS ajudaria a gerar uma barreira de defesa aérea capaz de vencer o teatro de alta intensidade na Europa central.

F-14
O equadrão VF-2 com Tomcat logo iniciou o desenvolver táticas após receberem seus caças novos. Foram selecionados para participar do AIMVAL e ACEVAL. Seis F-14 Tomcats novos foram pintados com camuflagem especial por Keith Ferris (não adotada) e foram equipados com mira montada no capacete VTAS. Ironicamente, os resultados acabaram influenciando o desenvolvimento do R-73 pelos russos e a integração de uma mira no capacete no MiG-29 e Su-27.

F-15
Os F-15 que participaram do AIMVAL/ACEVAL também receberam pintura especial de despistamento de Keith Ferris.

Na mesma época havia as discussões com os "reformadores", fãs de caças leves como o F-5, e que tiveram lições diferentes. Os reformadores previam comprar apenas o mais barato, como caças de combate visual e abandonar o combate BVR tido por eles como um conceito obsoleto. Em muitas batalhas, o numero dominava e armas complexas eram uma restrição. Porém, os israelenses sempre derrotaram inimigos em numero superior, com armas e mísseis desqualificados pelos reformadores (fãs do F-5) que acreditavam mais no combate a curta distancia como sendo decisivo.

A USAF e US Navy aprenderam mais lições no ACEVAL e AIMVAL que os "reformistas". Os mísseis de médio alcance Sparrow (ou guiados por radar semi-ativo) davam muita restrição para as aeronaves que o utilizavam como o F-14 e F-15. O Sparrow era lento e resultava em combate visual se não acertasse, podendo ficar em desvantagem se engajassem inimigos armados com mísseis de terceira e quarta geração. O resultado do ACEVAL foi requerimentos de alta velocidade do AMRAAM. O estudo JOUST britânico chegou a mesma conclusão em relação ao ASRAAM que teve o requisito de velocidade como sendo mais importante que a agilidade. Os dois mísseis priorizavam a "F-Pole", ou a distancia do aeronave e o alvo na hora do impacto.

Os testes AIMVAL e ACEVAL foram considerados caros e cheios de falhas. Os cenários em sempre eram realistas, com avaliações incorretas das capacidades dos mísseis, e regras arbitrarias do equipamento levado. A natureza agressiva dos pilotos de caça os fez mudar de uma mentalidade de avaliação de conceitos hipotéticos de mísseis para o mais próximo que se pode chegar ao combate sem armas.

Em 1981 foi realizado a avaliação operacional do míssil AMRAAM chamado AMRAAM-OUE pela McDonnel Douglas. Foram 1.200 engajamento com 10 mil saídas. As missões eram varreduras de caça com engajamentos tipo 2x2 ou 4x4, ou escolta de caça com engajamentos tipo 2x4 (+ 4), 2x3 (+6), 4x4 (+4). Metade dos cenários eram do tipo varredura de caça ou patrulhas de combate aéreo.

Enquanto no AIMVAL/ACEVAL a identificação visual era obrigatória, no o AMRAAM OUE o AMRAAM foi disparado com regras de engajamento que permitiam disparo BVR sem identificação visual. O resultado foi a superioridade da máquina contra consciência situacional.

Era previsto que os ataques BVR venceriam, mas também concluiu que a consciência situacional era mais importante no resultado dependendo do cenário. Os dois lados conheciam o envelope das armas do inimigo e ficavam fora para não serem atacados, tentando manobrar para deixar o inimigo dentro do próprio envelope.

Os exercícios mostraram que o disparo de mísseis é muito fácil nos engajamentos 1x1, pode ser manipulado facilmente com comunicações por voz nos engajamentos 2x2, mas era muito complexo nos engajamentos 4x4 ou mais. Um piloto pode ter um caça e armas superiores e perdia assim mesmo. Foi observado que a eficiência cai em 70% nos engajamentos 4x4 ou mais.

Durante os testes do míssil AMRAAM, um dos fatores encontrados que influenciava de forma determinante o resultado dos engajamentos era a SA, sem considerar a aeronave ou arma empregada e quem pilotava. O míssil se mostrou melhor do que outros como o AIM-7, mas alguns pilotos sempre obtinham melhores resultados que outros e a experiência (horas voadas, medalhas, etc) não influenciava. Outros fatores foram estudados como o instrutor e a última missão voada, mas nada se relacionava com a razão de vitórias. O problema só se tornou claro quando foi definido em termos de SA. Os pilotos que tinha a melhor SA durante os testes eram os que tinham o maior número de "vitórias" e sobrevieram por mais tempo. Os que tinham SA ruim morriam rápido e primeiro. A aeronave não influenciava (F-5, F-14, F-15 e F-16) e nem o lado em que jogavam (time azul e vermelho).

Estudo russo de 1983 sobre a batalha do Vale de Bekaa no Líbano em 1982 concluiu que o E-2C e os Boeing 707 de interferência eletrônica e Posto de Comando Aéreo tiveram o papel mais importante na batalha. Concluíram que se os dois fossem neutralizados, destruídos ou forçados a voar longe do espaço de batalha, o resultado poderia ter sido diferente. O resultado foi o inicio de projeto de mísseis anti-AWACS e anti-ECM (aeronaves de guerra eletrônica) a partir de 1985 como o KS-172. O projeto foi paralisado com o fim da Guerra Fria e reiniciado após os resultados das batalhas nas zonas de exclusão aérea americana no Iraque. Os russos observaram que os americanos não voavam sem o apoio de aeronaves AWACS. Se não voava ou não pudesse voar, ou estivesse sobre ameaça, a missão era cancelada. Atacar aeronaves como os AWACS, KC-135, RC-135 e EC-130 ameaça todo o conceito de operações da USAF.


Tecnologia

Num ambiente de combate aéreo onde a bolha de SA pode ser de mais de 100km, a tecnologia dos aviônicos, comando e controle, informações (datalink seguro e IFF) e eletrônicos de combate (radar, IRST, EW) está se tornando cada vez mais importante.

Para se obter melhora na SA é importante investir em quatro áreas: seleção dos pilotos, tecnologia, treinamento e táticas. A tecnologia é fácil de se conseguir através de aviônicos avançados para ajudar o piloto a gerenciar informações e reduzir a carga de trabalho.

F-22
Os caças atuais são equipados com sistemas de apoio a decisão, geralmente a tela do centro, que sintetiza dados dos sistemas internos e informações recebidas por datalinks de maneira a facilitar a tomada de decisão pelo piloto. A foto mostra o cockpit do F-22A Raptor.

A tecnologia dos mostradores multifuncionais nas cabines está disponível desde 1985 mas ainda está em fase inicial de implantação. O Gripen é o caça em operação mais avançado em termos de aviônicos. Os aviônicos e sistemas do Gripen, internos e externos, aumentam em muito a SA do piloto.

Os caça atuais de Quarta Geração se caracterizam por terem  todos os sistemas de bordo se comunicam um com o outro por via de infra-estrutura digital, de modo que a efetividade do piloto e sua SA seja maximizada assim como o manuseio e performance da aeronave. A base do poder do Gripen seria o seu sistema de datalink. Os dados obtidos dos sensores da aeronave e de sensores externos (Erieye, radares no solo e outros caças por exemplo) são mostrados numa tela com um mapa móvel no fundo. É possível saber as condições de outras aeronaves da formação como combustível. As “kill zones” dos armamentos amigos e inimigos são mostradas para auxiliar em táticas e engajamentos e disparar armas apontadas por outras aeronaves fora do alcance do inimigo. Uma imagem de radar do solo pode ser transmitida para uma segunda onda de aeronaves atacantes que pode ter uma melhor visão do alvo e saber quais alvos já foram atacadas. Esta mesma imagem pode ser transmitida para o centro de comando para formar um quadro mais geral da situação e decidir quais seriam os próximos passos.

F-22A
A SA é tudo no jogo de "ver primeiro e disparar primeiro". A furtividade acaba com a SA inimiga e por isso o F-22 é revolucionário.

Para se ter uma boa SA o piloto precisa ficar pouco tempo olhando para cabine e monitorando os sistemas e sim o que ocorre ao redor. O objetivo é evitar ser surpreendido e conseguir surpresa. No F-15 os mostradores secundário ficam atrás do joelho. Controles com tecnologia HOTAS e facilidade de pilotagem ajudam na concentração. Os instrumentos são fáceis de interpretar (os radares antigos eram analógicos). O HUD mostra as informações essenciais durante o combate e agora está recebendo o JHMCS para ter estes informações onde que esteja olhando. O datalink pode mostrar o que ocorre ao redor com dados automático e seguro sem usar voz ou precisar montar um quadro mental. Mesmo que o F-15 seja mais fácil de pilotar o piloto tem que pensar mais em como usar a aeronave. No F-4 os pilotos primeiro voavam a aeronave e depois pensavam em como usar.

Alerta Aéreo Antecipado

Durante a Primeira Guerra Mundial a detecção visual não passava de 30km de dia. Até o fim a década de 30 as forças defensivas ainda ouviam o inimigo antes de ver. A primeira tentativa de "ver além da colina" foi com uso de balões e aeronaves de observação e a reação foi o uso de dispositivos de escuta o que ajudou a repelir ataques noturnos de Zeppelins e bombardeiros.

O aparecimento do radar logo mudou o balanço do poder no ar. Em 1940 o radar já permitia detectar uma aeronave a cerca de 200km. Isto dava muito mais tempo para preparar e organizar as defesas e interceptar as aeronaves atacantes. Mas ainda havia fraquezas que ainda podiam ser exploradas. Como o feixe de radar só segue uma trajetória reta, não seguindo a curvatura da terra, são criadas zonas cegas. O acompanhamento do terreno permite fugir da detecção dos radares e o tempo de reação diminui quando são detectados.


O alerta aéreo antecipado se tornou uma necessidade logo que os radares se tornaram operacionais. O motivo é simples pois as ondas de radares não conseguem ver atrás de obstáculos ou da curvatura da terra. Quanto mais baixo uma aeronave voar, mais próximo pode se aproximar de um radar sem ser detectado. Durante a Segunda Guerra Mundial os bombardeiros voando alto ficavam visíveis ao radar uma hora antes de atingir as linhas de defesa. Diminuindo a altitude pela metade conseguiam diminuir o alcance de detecção em 25%. O resultado é que para se tornarem invisíveis deveriam voar baixo.

Uma aeronave voando muito baixo só era detectada a 30km. Esta tática já era usado na travessia do canal da Mancha pelos dois lados. Colocando um radar no mastro a 15 metros de altura era possível aumentar o alcance em mais 15km. Estes dados são máximos pois o ruído de fundo faz o alvo aparecer intermitentemente. Com um jato moderno voando 7km entre cada varredura ele será detectado bem depois. Em terra o problema é maior devido ao mascaramento do terreno. Proteger território sempre foi difícil e caro com este método contra aeronaves voando baixo.

Na década de 40 as marinhas também passaram a se preocupar com alerta contra ataques aéreos com seus radares navais tendo alcance de apenas 35km contra alvo voando baixo. A idéia de colocar um radar de busca em uma aeronave era tentadora. As plataformas de alerta antecipado aerotransportado (AEW - Airborne Early Warning) logo passaram a ser a plataforma mais importante nas operações navais e logo adicionaram outras funções como detecção de emissores.

Os radares convencionais da época, mostrando dados brutos na tela com técnicas Plan Position Indicator (PPI) mostravam as formas do terreno e retornos fracos da água. O método é até usado para navegação noturna e permite ataque cego noturno estando disponíveis para os radares de navegação de todas as aeronaves comerciais. O problema é que o PPI não permitia ver detalhes como aeronaves voando baixo devido a baixa resolução. O resultado foi a necessidade de grandes redes de radares na Europa (NADGE), Reino Unido (UKDGE) e EUA (NORAD) durante a Guerra Fria.

No fim da década de 50 já surgiu tecnologia para tornar as aeronaves especializadas em AEW operacionais. Na mesma época os paises investiam pesado em bombardeiros de grande altitude mesmo sabendo que seriam invisíveis voando baixo. Foram as marinhas que deram prioridade as aeronaves AEW. O Buccaner britânico e o Intruder da US Navy foram a base para mostrar a capacidade das aeronaves de ataque a baixa altitude.

O que permitiu o surgimento das aeronaves AEW foram as técnicas de detecção de alvos móveis (MTI - Moving Target Indicator) que consideravam que o retorno de solo teria sempre a mesma amplitude enquanto um alvo móvel mudaria a amplitude da região onde passa. O problema era armazenar as informações para comparar duas varreduras de radar o que era um grande problema na época. A solução foi criar a "linha de atraso" para não precisar armazenar energia simplesmente pulando um PRF e comparando os dois. Um dos defeitos é ficar cego para certas velocidades como 80, 160, 240 nós e assim por diante, mas na prática é bem difícil para o inimigo aproveitar. Mais fácil é ficar tangencial ao radar e não será visto como alvo se aproximando ou distanciando (é uma tática muito usada em combate aéreo até hoje).

Radares MTI coerentes não conseguem distinguir entre alvos voando lento, ou alvos grandes como nuvens. O método de MTI não coerente passa a comparar vários reflexões de radar. Esta técnica precisa memorizar os retornos de radar e iniciou as tecnologias de armazenamento de informação. Quando um radar é instalado em uma aeronave, tudo que está abaixo passa a ser visto como alvo móvel e as técnicas de MTI não coerente passou a ser muito necessária. A primeira aeronave a usar esta técnica foi o E-2 Hawkeye da US Navy. Os britânicos seguiram com o Gannet naval e o Shackleton da RAF.

Mesmo na década de 60 estas aeronaves ainda tinham limitações para detectar aeronaves voando baixo a grande distância. Estudos operacionais da época mostravam que se uma aeronave voando baixo não for detectada a 250km de distancia, e as medidas defensivas permitirem que se aproxime a até 100km do alvo, é bem provável que os atacantes consigam penetrar e até atingir o AEW. O aparecimento de armas de longo alcance pioraram ainda mais o problema.

Foram os pequenos computadores da década de 60, viáveis devido a tecnologia dos transistores, que permitiram que os AEW se tornassem realmente efetivos. Um dos resultados foram os radares Pulso-Doppler (PD) que eram muito superiores aos modelos anteriores.

Radares em Terra x AEW

As aeronaves AEW são caras de comprar, manter e operar. Comparar sua eficiência com as redes de radares em terra passou a ser uma grande necessidade. Apenas as nações ricas decidiram investir em aeronaves AEW enquanto as mais pobres não tem condições de manter ou operar.

Um exemplo simples para comparar uma rede de radares em terra e uma frota de aeronaves AEW é imaginar uma fronteira de 800km para ser defendida. Estações em terra com radares a 15 metros de altura cobrem toda a fronteira e aeronaves voando a 70 metros de altura serão detectados a 50km de distância. Isto significa um intervalo de 100km entre as estações de radar ou pelo menos 8-9 estações para cobrir toda a fronteira. Serão instalados a cerca de 50km dentro da fronteira por motivos de segurança. Estatisticamente os alvos serão todos detectados a 50km da fronteira ou metade quando estiveram a 10km da fronteira mas estes dados são bastante otimistas na realidade.

No caso de uma aeronave AEW os alvos seriam detectados a 250km de distância. Então temos que assumir que as aeronaves serão acompanhadas por esta distância. Isto significa que uma rede de radares em terra vai precisar de três linhas de radares pra cobrir a distância ou 24-28 radares comparado com a capacidade das aeronaves AEW.

Cada radar da linha de frente precisa ser defendido por mísseis e tropas enquanto os outros mais a retaguarda precisam de pelo menos defesas terrestres contra incursões. Se não for possível criar esta linha de alerta então o tempo de reação será muito curto.

A outra alternativa é uma patrulha de AEW. Uma aeronave não pode cobrir toda a fronteira de 800km então é necessário descobrir quantos serão necessários. A aeronave irá cruzar a 10 mil metros com cobertura radar de 350km. Irá operar a 250 km da fronteira para detectar alvos a pelo menos 80km dentro do território inimigo. A qualquer momento ele cobre pouco mais da metade da fronteira. Para evitar falhas seriam necessários pelo menos três aeronaves no cenário descrito. Para operar três aeronaves continuamente seriam necessário uma frota de 8 a 10 aeronaves com capacidade comparável a 24-28 radares em terra. São relativamente mais fáceis de proteger e muito mais eficientes. Mas os custos de comparação não são tão claros.

Os suecos fizeram sua aeronave AEW S-100 Argus ficar mais barato com os dados de radar sendo direcionados para estações de Comando em Controle em terra. A OTAN usa as aeronaves AEW com sistemas de comando e Controle próprios, sendo chamados de aeronaves AWACS (Airborne Warning And Control System - sistema de comando aéreo e alerta antecipado).

Para fronteiras muito vastas os dados são diferentes. Aeronaves de ataque terão que voar alto para cruzar grandes distancias e radares em terra podem ser adequados. Paises pequenos podem ter dificuldade de defender seus AEW até contra mísseis SAM e podem ser descartados. Já na frente de combate os AWACS são sempre necessários. Ilhas são ideais para defender como o Japão com a ameaça sempre longe e sempre tendo que voar alto. O nível de ameaça também contra como na Europa Central na Guerra Fria e Israel. Países sem muita ameaça não tem prioridade em operar uma plataforma cara como uma aeronave AEW. O problema piora se considerar redundância e ter os dois sistemas ao mesmo tempo o que é a regra. Estações de radar geralmente são móveis para aumentar sua capacidade de sobrevivência.

AWACS
Principio da cobertura das AEW contra incursões a baixa altitude.

AWACS
Variação do alcance de detecção de alvos a baixa altitude em relação a altitude de vôo da aeronave AEW.

AWACS
Comparação da cobertura a baixa altitude entre uma única aeronave AEW e 28 estações de radar em terra.

AWACS
Padrão de busca de várias aeronaves AWACS para cobrir a mesma área de uma rede de radares em terra.

Táticas das Aeronaves AWACS

A primeira tentativa de se criar uma aeronave AEW foi já no fim da Segunda Guerra Mundial no Teatro de Operações do Pacífico. Até a década de 60 a miniaturização permitiu instalar um radar potente em aeronaves junto com sistemas de comunicações.

Os estudos de uma aeronave AEW iniciou na US Navy no inicio de 1944 e levou 13 meses para entrar em operação com o radar APS-20 testado no TBM-3W Avenger. Para aumentar a autonomia foi instalado também no PB-1W (B-17G convertido) com 25 aeronaves entregues. Uma outra conseqüência foi a introdução dos CIC (Centro de Informação de Combate) nos navios para analisar as informações recebidas das aeronaves AEW.

A capacidade de busca do APS-20 era 2-6 vezes maior que os radares de navios, dependendo do alvo, mas ainda havia problemas. Dois tripulantes usavam três telas de radar para comparar informações. Os operadores tinham que filtrar alvos dos retornos e usavam pinceis para acompanhar alvos e estabelecer o curso e velocidade o que durava três minutos. As telas da época não eram limpas como atuais com dados já processados.

Uma outra metade do sistema ficava no navio, com mais espaço para trabalhos mais elaborados. Os navios recebiam retransmissão de radar por rádio. Com o aparecimento do bombardeiro soviético Tu-4 a USAF também passou a ter necessidade de detectar alvos voando baixo. A primeira reação foi com o uso de radares em terra, mas podiam ser contornados ou voar baixo. Logo apareceu a necessidade de navios piquete e aeronaves AEW.

No inicio da década de 50, a US Navy aceitou o desafio de criar uma barreira AEW com a aquisição de 142 aeronaves WV-2 Warning Stars baseado na aeronave Constalation. O radar APS-20 foi instalado em um domo de plástico debaixo da fuselagem, com o radar de medição de altitude instalada no dorso. A USAF seguiu a US Navy renomeando a aeronave como RC-121C e adquirindo 10 em 1953. Em dois anos a frota chegou a seis esquadros com 50 aeronaves em duas alas.

Na década de 60 a ameaça principal passou a ser os mísseis balísticos intercontinentais. Junto com problemas de manutenção e obsolescência do APS-20 foi iniciado um programa para substituir o RC-121. A US Navy iniciou o projeto E-1B Tracer equipada com o radar APS-82 como aeronave provisória depois substituído pelo E-2 com radar rotativo. A USAF continuou com o EC-121. Em 1962 o EC-121 ajudou um U-2 a evitar ataques de MiGs durante a crise de Cuba

O conflito do Vietnã forçou a USAF a mudar a abordagem de com o EC-121 College Eye (antes Big Eye) deve ser usado para apoiar radares em terra. Os EC-121 voavam órbitas no Golfo de Tonquim monitorando as atividades inimigas e controlando caças na área. Os EC-121 preveniam ataques de surpresa dos MiGs vietnamitas contra os F-105 e F-4 americanos. A maior parte das vitórias dos F-4 foi resultado direto das informações dos College Eye. Passou a fazer avaliação de danos de batalha das patrulhas de combate aéreo, controlar pacotes de ataque e apoiar operações de salvamento de resgate. Também controlavam as operações de reabastecimento em vôo e faziam retransmissão de comunicações. Em 1967 operavam sobre o Laos ajudando na navegação e prevenindo incursões a partir da China. Aproximando da fronteira do Vietnã do Norte, com codinome Disco, direcionavam a interceptação contra caças do Vietnã do Norte.

Neste conflito os EC-121 controlaram 210 mil aeronaves, com 3.297 alertas e auxiliou o resgate de 80 pilotos, mesmo tendo dificuldade em distinguir alvos do ruído de solo. Em 10 de julho de 1965, um EC-121 vetorou dois F-4 para interceptar e derrubar dois MiG-17. Foi a primeira vitória assistida da guerra.

Os problemas de manutenção do EC-121 forçou a USAF a reavaliar a necessidade de uma nova aeronave AWACS. O E-2 Hawkeye naval era bom mas tinha curto alcance para os cenários da USAF. Logo foi iniciado um novo programa com o radar APY-1 sendo instalado em um Boeing 707. Em 1973 foi iniciado a produção do E-3 Sentry. O EC-121 continuou voando até 1973.

O primeiro E-3 foi produzido em 1976. O E-3 é capaz de ver o espaço aéreo ao redor e notifica caças amigos da presença de caças inimigos e direciona a interceptação. A potencia do processador do radar é suficiente para detectar alvos voando muito baixo, além de ter boa resistência a interferência. O radar também funciona no modo passivo só recebendo, e pode ser usado em terra ou no mar. Os operadores gostaram das simbologias novas e telas limpas.

O E-3 AWACS foi projetado inicialmente para defesa estratégica. Em 1976 um exercício aéreo mudou tudo. O AWACS interceptou 199 dos 200 alvos e o Comando Aéreo Tático da USAF passou a se interessar pelo conceito AWACS. Hoje todos caças americanos operam sob controle dos AWACS.

O AEW é um sub-sistema de um sistema de Comando e Controle (C2) maior que inclui unidades em terra. Os primeiros AEW da USAF foram desenvolvidos para defesa estratégica contra bombardeiros e acabou tendo papel tático. Atuavam junto com o NORAD, o centro de comando em terra.

O AWACS iniciou uma nova era do conceito de gerenciamento de batalha aérea sendo considerado essencial em operações de combate aéreo. Durante a Operação Tempestade do Deserto em 1991 os E-2 voaram mais de 7 mil horas e controlaram 31.924 saídas e 20.401 vôos de aeronaves de reabastecimento. Quase todas as vitórias aéreas americanas na Guerra do Golfo em 1991 foram controladas ou acompanhadas pelo E-3C Sentry AWACS (38 de 40 vitórias). Muitas vitórias não seriam possíveis sem a ajuda do AWACS.

Os E-3 realizaram 400 missões com 5.000 horas voadas e controlou de 120 mil saídas de combate ou 3.000 por dia em média. Eram quatro no ar simultaneamente cobrindo o leste, oeste e região central, mais um de reserva. Voaram 16-18 horas por dias com duas tripulações gravando toda a campanha aérea. A única perda da consciência da situação resultou na derrubada de um F/A-18 por um MiG-25 iraquiano.

As aeronaves AEW também coordenam o tráfego da formação de ataque para evitar colisões, coordenavam as escoltas, guerra eletrônica, supressão de defesas, operações de resgate e reabastecimento em vôo, funcionando como centro de comando de teatro. Também fazem retransmissão de comunicações podendo ser o centro da rede de datalink.

Em 1995 os E-3 monitoraram 3.515 missões da OTAN sobre a Bósnia. Em 1999 voaram 500 missões com 10 horas de duração em média, contribuindo pela destruição de 85% das perdas iugoslavas.

Os AWACS são alvos de alto valor e devem ser considerados como o principal alvo dos caças inimigos. Durante as manobras Red Flag as forças "vermelhas" conseguiam derrubar os AWACS com facilidade (sneak snipers). A USAF desenvolveu táticas e agora isso é raro acontecer.

E-3 Sentry
O E-3 Sentry é o centro das operações de combate aéreo da USAF e da OTAN. Sem ele estas forças perdem grande parte de seu poder.

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