BVR  X WVR

Os mísseis ar-ar guiados por infravermelho (IR) eram a arma primaria de superioridade aérea, para derrubar caças inimigos, e levou a caças mais ágeis para manobrar e se colocar em posição para disparar primeiro. Até algumas décadas atrás os mísseis eram razoavelmente eficientes, mas podiam ser derrotados com manobras agressivas ou erravam muito se não fossem disparados em condições ótimas.

Com os mísseis ar-ar de curto alcance de quarta geração isto deixou de ser verdade. Estes mísseis são apontados por mira no capacete (olhe-e-dispare) e tem uma grande zona sem escapatória (NEZ), podendo engajar alvos fugindo e são difíceis de interferir, tendo um alcance até maior que mísseis de longo alcance de primeira geração.

Os mísseis de combate aéreo do futuro deverão ser ainda mais rápidos e ágeis, com maior alcance, sensores bem resistente a interferência e auxiliados por melhores sensores para pontaria. Serão altamente letais e impossíveis de evitar, talvez com arma de defesa ativa como laser ou um míssil antimíssil.

Os mísseis de longo alcance também se desenvolveram muito, com os atuais sendo muito difíceis de derrotar com manobras evasivas e interferência. Alguns estão recebendo sensor radar passivo e motor ramjet para ter um raio de ação 2-3 vezes maior que um motor foguete do mesmo tamanho. Paradoxalmente, o que mais está tornando o combate BVR ainda mais importante é o desenvolvimento dos mísseis de curto alcance como veremos a seguir.

X-4
A geração zero dos mísseis foi o Ruhrstahl/Kramer X-4 alemão da Segunda Mundial. O X-4 era guiado por fio e os alvos seriam bombardeiros. O projeto foi iniciado em 1943 com a produção interrompida em 1945 após um ataque de bombardeiros aliados ter destruído todos os motores.


Primeiras Gerações

Os mísseis com sensores infravermelhos (infrared - IR) revolucionaram o combate aéreo pois antes os pilotos só tinham metralhadores e canhões e precisavam manobrar agressivamente para atingir o adversário por trás. Os mísseis permitiram aumentar a precisão e a distância de engajamento. Um piloto ruim de mira com o canhão passou a ter mais chances de acertar o alvo e a distancias maiores.

Os mísseis de Primeira Geração de curto alcance (Within Visual Range - WVR) como o AIM-9B e AA-2 Atoll eram caracterizados por terem um sensor de pequena banda, com pequeno campo de visão, engajando alvos apenas por trás, num campo de visão estreito, limitado e com pequena razão de rastreio. A pequena razão de rastreio, ou a velocidade do sensor se move, fazia o sensor perder o alvo se esse se movesse rapidamente. O resultado é que bastava um forte "brake" para o piloto escapar do míssil, mas precisava estar consciente do disparo. Uma conseqüência é que praticamente só tinham sucesso contra inimigos que não sabiam que estavam sendo atacados.

A banda de visão do sensor forçava a aeronave lançadora precisava estar posicionado num cone de +/-30 graus atrás da aeronave para ver o calor do escape do motor. O sensor podia ser facilmente distraído por reflexos no solo, nuvens e pelo sol e eram resfriados por pouco tempo. Praticamente tinham angulo de disparo (off boresight) de zero grau e só podiam ser disparados por trás.

Os mísseis de Primeira Geração geralmente não tinham espoleta de proximidade e usavam uma ogiva pequena. O alcance era muito curto mas ainda era maior que o alcance do canhão.

Estes mísseis apareceram no meio da década de 50 e inicio da década de 60. O combate com estes mísseis lembrava mais os combates da Segunda Guerra Mundial com os pilotos tentando pegar o inimigo pela traseira. Os engajamentos duravam cerca de sete minutos se os dois pilotos estivessem conscientes um do outro.

São exemplos de mísseis de Primeira Geração o AIM-9B Sidewinder e AIM-4 Falcon americano, o Shafrir I israelense, o Firestreak e Ret Top britânico, o R-3 russo (chamado de AA-2 Atoll pela OTAN) e o V-3A sul-africano. O AA-1 Alkali era um míssil russo de primeira geração mas não era guiado por radar.

A Segunda Geração, como o AIM-9D/G/H Sidewinder e Shafrir 2, surgiu no meio da década de 60. Esses mísseis tinham uma capacidade um pouco melhor, angulo de visada de 45 graus e campo de visão e razão de acompanhamento de alvo um pouco aumentado. O engajamento já podia ser de um angulo de +/-10 graus e não apenas diretamente por trás, mas ainda tinha que ser por trás. A razão de acompanhamento do sensor aumentou mas o alvo ainda não podia manobrar ou o míssil erraria. A sensibilidade do sensor melhorou assim como o alcance. A espoleta de proximidade melhorou as chances de atingir um alvo bastando apenas passar próximo do alvo e não apenas conseguir um acerto direto.

As estatísticas mostram que um míssil de Segunda Geração precisava que o piloto realizasse de 5 a 7 minutos de manobras agressivas até que um dos oponentes conseguisse vantagem suficiente para um disparo. Neste período os dois oponentes ficavam vulneráveis a um terceiro oponente que poderia conseguir posição de disparo sem ser percebido.

São exemplos de mísseis de Segunda geração o AIM-9D/G/H, o Magic I francês, o V-3B da África do Sul, o Shafrir II Israelense, e o R-13M russo. As primeiras versões do R-60 eram de Segunda geração. Esses mísseis eram um grande passo para a época, apesar de serem pouco efetivos, e ainda estão em uso em alguns países.


Terceira Geração

Os mísseis ar-ar de curto alcance de primeira e segunda geração ainda forçavam os caças a manobrar para atingir o oponente por trás como acontecia na Segunda Guerra Mundial e Coréia. A principal ameaça prevista eram os bombardeiros inimigos que eram alvos grandes, com grande assinatura térmica, voando alto com o céu como fundo e eram pouco manobráveis. Mas nos combates reais eram os caças ágeis e voando baixo que foram engajados. Os mísseis logo mostraram que não eram tão precisos como se esperava. Caças projetados para interceptar bombardeiros como o F-101, F-102 e F-4 não tinham a manobrabilidade para engajar caças ágeis como o MiG-17 e MiG-21 soviéticos. Logo a agilidade passou a ser novamente um requisito importante no projeto de caças.

Quando caças ágeis como o F-15 e F-16, chamados caças de Terceira Geração, estavam entrando em operação apareceram os mísseis de curto alcance de Terceira Geração como o AIM-9L Sidewinder do fim da década de 70. Estes mísseis são caracterizados por um sensor que opera na banda de 4 microns podendo trancar no alvo em qualquer aspecto sendo chamados de "all-aspect". Essa banda permite que o sensor enxergue também o calor gerado pela fricção do ar na fuselagem o que significa que também podem ser disparados com o alvo de frente e não só por trás. O sensor tinha um sistema de resfriamento interno com garrafas de nitrogênio, mas que limitava o período de funcionamento. Os sensores passaram a ter alguma capacidade de contra-contramedidas para rejeitar flare e alvos falsos como o reflexos no solo.

A razão de acompanhamento foi muito melhorada e alguns mísseis podiam ser apontados por mira no capacete apesar de não poderem aproveitar muito esta capacidade mesmo com um angulo de disparo (off boresight) de +/- 15-30 graus mas ainda tendo que apontar o nariz do caça para o alvo. A facilidade de engajar fez o tempo do combate aéreo cair para menos de 3 minutos na década de 80. A taxa de giro instantâneo dos caças passou a ser critica pois a facilidade de apontar o nariz rápido podia ser o suficiente para disparar o míssil e aumentava as oportunidades de disparo.

Para explorar a fraqueza dos mísseis de Terceira Geração, era necessário sair do cone de engajamento do míssil e forçar a quebra do acompanhamento com manobras evasivas agressivas. Estes mísseis tinham um motor de queima rápida e qualquer manobra fazia o míssil perder velocidade e agilidade rapidamente. A manobrabilidade na fase final do engajamento era pequena com motor de queima rápida e o sensor ainda era relativamente lento para acompanhar o alvo.

Os caças de  Terceira Geração como o F-15, F-16, F/A-18, MiG-29, Su-27 e Mirage 2000 tiveram o projeto otimizado para este tipo de combate sendo projetados para ter maior agilidade (taxa de giro instantâneo) e manobrabilidade com razão de curva sustentada (asa grande e motor potente) para garantir uma oportunidade de disparo e despistar mísseis com manobras.

São exemplos de mísseis de Terceira Geração o AIM-9L, a versão ALASCA da BGT na fuselagem do AIM-9H, o Magic II, o Python 3 Israelense, o V-3C da África do Sul e o AAM-3 Japonês. Alguns são apontados por mira montada no capacete como o Python 3 e V-3C. Estes mísseis ainda não estão obsoletos e devem operar até por volta de 2015-2020 quando perderem a validade.


Quarta e Quinta Geração

Nos anos oitenta apareceu uma grande mudança de paradigma nos combates com mísseis ar-ar, com a entrada em operação de mísseis ar-ar de super agilidade, ou mísseis de curto alcance de Quarta Geração. Estes mísseis, assim como os outros passos dados pelos projetos anteriores de mísseis ar-ar, levaram a criação a novas táticas e doutrina de projetos de caças.

O impulso para a nova geração de mísseis ar-ar veio da antiga URSS. Nos últimos anos da Guerra Fria, a URSS colocou em operação o Su-27 Flanker e o revolucionário míssil Vympel R-73 (AA-1 Archer na OTAN) que entrou em operação em 1986.

O AA-11 era diferente da geração anterior em duas áreas. Era aerodinamicamente ágil, usando canard duplo e vetoramento de empuxo para mudar de direção bem mais rápido que o AIM-9L/M e tinha um motor potente que queimava por muito mais tempo permitindo manter a energia durante a maior parte do engajamento, sendo capazes de sustentar manobras de 50 g´s ou mais.

O sensor também apontava rápido com ângulo de visão de até 45 graus para os lados (High Off-Boresight - HOBS). Isto significava que o Archer podia ser trancado em alvos numa geometria de engajamento onde os mísseis antigos não podiam ver o adversário. Isto significa que após disparado podia manter o acompanhamento do alvo que estivesse realizando manobras evasivas violentas para sair do campo de visão do míssil.

O Archer também girava rápido para explorar a geometria de engajamento o que não podia ser feito com a geração anterior como o AIM-9L/M. Esta agilidade do míssil e da cabeça de busca significava que o oponente tinha poucas chances de derrotar o míssil com manobras evasivas.

O Su-27 e MiG-29 eram equipados com uma mira montada no capacete (Helmet Mounted Sights - HMS) que permitia que o piloto trancasse no alvo sem ter que apontar o nariz da aeronave para o alvo. Os exercícios contra os MiG-29 alemães mostraram que era péssimo no combate a longa distância, mas fenomenal no curto alcance.

HMD
Imagem de uma mira montada no capacete (HMS) de um MiG-29 com um F/A-18 na mira. É muito mais fácil apontar um míssil com a cabeça do que manobrando uma aeronave.

Os mísseis de Terceira Geração tinham sensor com capacidade all-aspect (disparados contra alvos de frente ou por trás) apontados pelo radar da aeronave ou HUD, e só podiam ser trancados no que o radar via ou no que aparecia no HUD.

O Su-27 e MiG-29 podia usar estas capacidades mais o envelope expandido do HMS e IRST, com maiores oportunidades de disparo, podendo ver primeiro e disparar primeiro.

O Su-27 e MiG-29 também tinham capacidade de "super manobrabilidade" para poderem manter o controle em grandes ângulos de ataque. Esta capacidade permitia que eles sobrevivessem aos ataques de mísseis de Terceira Geração, com manobras agressivas, forçando o sensor a perder o acompanhamento.

A combinação Archer, HMS e agilidade do Flanker/Fulcrum permitia a um piloto ter maior possibilidade de conseguir uma oportunidade de disparo primeiro, grande chance de acerto e melhor manobrabilidade para se defender. Após testar os MiG-29 alemães após o fim da Guerra Fria, a USAF concluiu que eles era poucos capazes no combate a longa distância Beyond Visual Range (BVR), mas era muito superior no combate aproximado.

Os russos basearam suas pesquisas na tecnologia americana, como as lições dos exercícios AIMVAL/ACEVAL obtidos pela KGB, e assumiam que estavam trabalhando em mísseis de próxima geração secretos. O R-73 deveria confrontar estes mísseis. A realidade era que os EUA focou no AMRAAM para combate de longo alcance enquanto os Europeus fariam o próximo míssil de curto alcance chamado ASRAAM. O programa ASRAAM atrasou e o resultado foi que a Rússia passou a frente na tecnologia de mísseis de curta distância. Os russos foram seguidos logo depois pelos Israelenses com o Python 4 do inicio da década de 90.

Só após o ano 2000 que o Ocidente está alcançando, e superando, os russos com a entrada em operação do AIM-9X americano, o IRIS-T europeu e o ASRAAM britânico. Outros projetos em andamento são o A-Darter desenvolvido em conjunto entre a África do Sul e Brasil e o AAM-5 japonês.

Para se ter uma idéia da capacidade dos mísseis de Quarta e Quinta Geração apoiados por mira no capacete, em uma manobra entre os F/A-18 do USMC armados com o AIM-9 e caças F-15 e F-16 da Força Aérea Israelense armados com o Python 3 e 4 apontados pelo DASH, a IAF venceu 220 em 240 engajamentos simulados. Depois destes exercícios os EUA aceleraram a entrada em operação do AIM-9X/JHMCS.

As conclusões que se tiram desses engajamentos foram:

1 - O combate a curta distância se tornou muito perigoso. Você dispara e é engajado ao mesmo tempo, com um disparo automaticamente significando um kill. Os engajamentos múltiplos do passado devem se tornar raros por isso, apesar de ser bom para treinamento e manter proficiência.

2 - Os mísseis ar-ar de curto alcance de quarta e quinta geração apontados por miras no capacete são essenciais.

3 - O combate a curta distância se tornou um equalizador, com caças sofisticados como um F-22 combatendo nas mesmas condições que um MiG-21 modernizado.

Um piloto de F-15 armado com AMRAAM e AIM-9M sabe que se entrar em um combate a curta distancia com o MiG-29 armado com o R-72 está em séria desvantagem. O combate aéreo aproximado é a melhor maneira de ser derrubado. Um caça dura poucos segundos nesta condição, cerca de 30-40 segundos. O objetivo é tomar vantagem da tecnologia superior a longa distância.

As manobras evasivas já não são mais suficientes contra os novos mísseis. Estes mísseis só podem ser derrotados com contramedidas a laser que queimam o sensor do míssil ou outro míssil antimíssil. A primeira reação americana foi evitar combate aproximado e acelerar a entrada em serviço do AMRAAM e investir na área como aqui aquisição antecipada, meios de identificação a longa distancia e tecnologia furtiva. Agora o combate a longa distância passou a ser realmente importante e graças a efetividade dos mísseis de curto alcance.

JHMCS
A manobrabilidade das aeronaves agora está dando lugar para a “manobrabilidade” da cabeça do piloto. Com as miras montadas no capacete, como este JHMCS em um F-15C da USAF, os pilotos precisam apenas apontar a cabeça para o alvo e disparar. O processo e aquisição até o disparo dura entre dois a quatro segundos. Obviamente que precisam de um míssil tipo “olhe e dispare” como o AIM-9X (ao fundo) para terem esta capacidade.

Os mísseis de super-agilidade estão redefinindo as táticas de combate aéreo. No passado havia a possibilidade do oponente manobrar para sobreviver. Agora isto não existe mais. Enquanto os mísseis de gerações anteriores podem ser evitados por manobras evasivas realizadas por um piloto esperto, ou sortudo, isso não funciona com mísseis modernos como o AIM-9X. O único meio de defesa é evitar o lançamento ou usar contramedidas sofisticadas como laser para destruir ou danificar o sensor de busca ou destruir o míssil com outro míssil.

O surgimento do AIM-9L logo mostrou que as táticas de combate estavam se tornando obsoletas. A capacidade de giro instantâneo das aeronaves de caça se tornou mais importante que giro sustentado. A capacidade de apontar o nariz para o oponente se tornou mais importante que realizar várias manobras para adquirir o alvo no aspecto traseiro ou frontal. O AIM-9L também diminuiu a capacidades dos alvos usarem manobras evasivas quando engajados por trás.

No início da década de 90 a Luftwaffe realizou estudos sobre o risco do combate aéreo aproximado e a longa distância, considerando o controle centralizado. A conclusão foi que um combate a longa distância teria resultados incertos em situações de pouca consciência de situação e pouca conexão com aeronaves de várias nacionalidades. A identificação de combate no alcance visual ainda seria necessária. Se o oponente for inimigo, um combate aproximado seria iniciado e um míssil ar-ar de médio alcance e o canhão seriam de pouca utilidade. Daí resultou a maioria dos requerimentos do IRIS-T. As análises mostraram que 30% dos combates resultariam em combate aproximado, não importando a distância em que se inicia. O resultado também foi o requerimento de grade agilidade do IRIS-T.

Se dois caças equipados com mísseis de Quarta/Quinta Geração estão em um engajamento frontal e disparam para uma destruição mútua, é melhor ficar no solo. A velocidade do míssil passa a ser a metodologia de sobrevivência. A doutrina por trás do ASRAAM é permitir que o caça tenha capacidade de disparar primeiro e destruir primeiro.

Além de mortais os mísseis também estão se tornando confiáveis. Enquanto os primeiros mísseis tinham muitos defeitos os mísseis atuais são extremamente simples de manter e armazenar. O IRIS-T será entregue num container de armazenamento pronto para uso e sem necessidade de manutenção durante a vida útil. Um sistema BITE permite ligar rápido e saber se tem falha. Já o ASRAAM é entregue em um container hermeticamente selado. O míssil foi projetado para permanecer no container para armazenamento durante toda a vida útil estando pronto para uso sem preparação ou manutenção prévia. Se falhar no teste após retirado do container, o míssil pode retornar completo para reparo na fábrica. A atualização do software pode ser feito na base.

Os próximos textos irão mostrar como o combate aéreo vem evoluindo, com os mísseis ar-ar de curto alcance substituindo progressivamente o uso do canhão e agora sendo substituídos pelos mísseis BVR. Está mudança está relacionada com a tecnologia, doutrina e táticas.

Os gráficos abaixo mostram esta evolução. Em vermelho estão a porcentagem de acerto dos canhões. Até a guerra dos Seis Dias em 1967 os canhões eram responsáveis por 100% das vitórias, sem considerar "manouvre kill". Ainda em 1967 os primeiros mísseis ar-ar de curto alcance começaram a conseguir suas primeiras vitórias. No inicio da década de 80 os mísseis ar-ar de curto alcance atingem seu pico de desempenho com a entrada em serviço dos mísseis de Terceira Geração. Os canhões passam a ser responsáveis por uma minoria das vitórias assim como os mísseis BVR. Já na década de 90 os mísseis BVR começam a dominar tomando o lugar dos mísseis ar-ar de curto alcance.

O segundo gráfico mostra os dados em uma linha contínua mostrando como os mísseis tomaram o lugar do canhão e que os mísseis BVR estão dominando o combate aéreo.


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As pesquisas de mercado também reforçam os dados. Entre 2007 a 20015 é esperado a venda de 52.000 mísseis ar-ar por US$15,4 bilhões. O principal vendedor será a Raytheon graças ao mercado americano com o AIM-120 e AIM-9X e que acompanham a venda dos caças americanos. Sozinha a Raytheon deve abocanhar US$4,5 bilhões desse mercado. O segundo melhor vendedor deve ser a MBDA com o MICA, ASRAAM e Meteor com um mercado de US$ 3,3 bilhões.

Próxima Parte: Guerra Aérea no Vietnã do Norte


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