| Tecnologia Furtiva em Plataformas Navais |
Os mares são vastos e um navio é muito pequeno em
comparação. Encontrar a força
inimiga sempre foi um dos desafios da guerra naval. Apenas nos locais
próximos
a terra tem mostrado ser mais fácil localizar o inimigo. As
táticas de matilhas
dos submarinos alemães foram pensadas para localizar os comboio
no vasto
oceano. O aparecimento do radar tornou esta vantagem absoleta. Os
sensores
radar, térmicos e visuais tem tido vantagem sobre sistemas
defensivos de
camuflagem. Isto se deve ao destaque fácil dos navios no meio
que se movem.
Agora os defensores da furtividade pretendem negar estas vantagens dos
sensores
e armas. São os navios que também estão sendo
projetados com furtividade em
mente para terem as mesmas capacidades dos submarinos. As novas
tecnologias de
detecção aumentaram em muito a importância da
tecnologia furtiva.
Kill Chain
A capacidade de sobrevivência de uma plataforma está
relacionada com materiais,
táticas e treino. A capacidade de sobrevivência tem duas
fases. A primeira é
chamada de cadeia de destruição ("kill chain") que
enfatiza evitar
ser atingido. A outra fase é a tolerância a danos
após ser atingido
A detecção, identifica, acompanhamento e ataque
são as fases seguidas pelo
atacante, e por um míssil disparado também. Obviamente,
este processo deve ser
quebrado, e de preferência no início. Uma mina tem um
"kill chain"
bem curto com um tempo de reação é bem curto. Um
ataque terrorista também tem
"kill chain" bem pequeno. Um submarino precisa ser direcionado por
outra fonte para adquirir alvo por ter uma área de
vigilância pequena. Um
comandante de submarino pode ir tomar um café antes de tomar uma
decisão.
Um navio pode sobreviver ao combate evitando ser atingido ou
continuando a
funcionar após ser danificado. Danos podem ser evitados
prevenindo o ataque,
com "softkill" ou "hardkill", ou destruindo o atacante
antes de disparar. Se danificado, o navio deve continuar funcionando ao
minimizar a vulnerabilidade e mantendo a segurança,
eficiência e reconstituindo
rápido o navio e funções. Se tudo falhar, o navio
deve ter capacidade de ser
abandonado rapidamente pela tripulação.
Descrição dos itens
da "kill
chain" de forma mais detalhada:
-
Detecção. O observador faz
a detecção quando o sinal do alvo é
suficientemente grande para destoar do
ruído de fundo. Para evitar detecção não
é necessário ser invisível, mas ter
assinatura pequena para esconder. A história da
contra-detecção iniciou com os
navios escondendo em neblina, além do horizonte ou ilhas e
montanhas.
- Identificação. O observador deve determinar que o alvo
é um navio que ele
quer atacar. Deve ter certeza que não é neutro, amigo,
alvo falso, navio
comercial ou pesqueiro ou sem importância militar. A
identificação pode ser
atrasada com modificação da assinatura parecendo ser
pequeno ou menos
ameaçador. Pode ser usadas pinturas, estruturas falsas e
bandeiras falas.
- Localização. A mobilidade e controle de assinatura
dificultam a localização.
Os dados podem ser imprecisos e aparecerem intermitentemente.
- Seleção de alvo e pontaria. O atacante deve detectar,
identificar e localizar
o alvo. Ele pode ser confundido ou distraído com alvos falsos e
guerra
eletrônica. A baixa assinatura diminui o alcance do ataque
expondo o inimigo a
contra-ataque.
- Engajamento. É possível diminuir a probabilidade do
inimigo adquirir o alvo
com baixa assinatura. As contramedidas podem ser mais efetivas para
seduzir a
arma disparada.
Se o ataque teve sucesso, deve ter
seu
resultado limitado com compartimentação,
redundância, distribuição de sistemas,
seleção de materiais, blindagem. O treinamento da
tripulação ajuda com extinção
de fogo e reparos.
O nível
de proteção
balística dos cruzadores da Segunda Guerra Mundial, seriam,
hoje, inadequados a
não ser que eles possuíssem 250mm de blindagem de
aço para se defender de
uma cabeça de guerra perfurante de um míssil
supersônico a Mach 2. Seria
necessário uma blindagem de mais de 1000mm de para se defender
de uma cabeça de
guerra de carga moldada de um míssil Styx, enquanto a espessura
das camadas de
aço na maioria dos navios de guerra atuais é geralmente
menor que 30mm.
Mesmo os grande
porta-aviões e couraçados
são bastante vulneráveis a estas avançadas armas
anti-navios. A proteção
interna passiva dos navios atuais são leves e limitadas contra
fragmentos. São
colocadas ao redor dos espaços vitais em algumas fragatas,
contratorpedeiros e
cruzadores dando poucos benefícios contra um míssil
pequeno como o Hellfire, se
apontado com precisão.
A proteção passiva
dos navios de superfície
atuais tem uma capacidade muito limitada contra a maioria dos
mísseis
anti-navio. A atual geração de escoltas carregados de
armas e sensores é
inaceitável para permitir que uma arma inimiga penetre suas
defesas ativas e
passivas.
A
fragata francesa La
Fayette francesa não é totalmente furtiva. A furtividade
não é a proteção
final. Este navio tem casco duplo, compartimentalizacão e
blindagem leve.
Durante os testes, uma carga de 350kg de TNT explodiu a 40 metros do
casco sem
afetá-lo.
Conceitos Gerais
Furtividade, aqui relacionada ao radar, não significa
invisibilidade, mas
redução dos fatores refletivos, e minimizar a assinatura
eletrônica. A forma do
casco e superestrutura, material de construção e
engenharia do interior definem
as características furtivas.
A medida da furtividade ao radar é medida pelo RCS (radar
cross-section) ou
seção transversa ao radar. O RCS é
função da freqüência, tamanho do alvo,
forma, aspecto e composição do alvo. O RCS é
determinado por uma fórmula usando
dados de três componentes: a área geométrica da
seção cruzada, o total de
energia refletida e a direção da energia refletida. O
nível de diretividade é
função da taxa de energia real refletida, ao valor
isotrópico teórico da
dispersão.
O valor de
energia refletida da fonte de propagação - um valor
conhecido como
densidade de potência, é determinado ao multiplicar a
densidade de potência da
onda transmitida para a superfície refletora pelo RCS.
Diretividade é a chave
onde a soma de superfícies refletoras aumentam ou reduzem o RCS
comparado com a
seção cruzada geométrica.
São várias as
condutas usadas para tornar
uma plataforma furtiva: forma, material absorvente, cancelamento ativo,
cancelamento passivo e proteção eletrônica. Cada
técnica tem vantagem e desvantagem.
As mais usadas são o tratamento da forma e o uso de material
absorvente.
O princípio físico da difusão está relacionado com fenômenos principais de reflexão especular e a difração. A difusão
se caracteriza por apresentar picos de energia na direção do emissor das ondas. Uma plataforma furtiva deve desviar
os reflexos de radar da direção do radar inimigo. Também deve espalhar a energia difundida. Esta energia deve ser
insignificante e se confundir com ruído de fundo.
Furtividade seria operar sem alterar o ambiente. Não depende só do projeto do navio, mas também da doutrina de operação e o ambiente em que opera.
Furtividade também não é termo novo. Cobertura e ocultação sempre foram usadas contra oponentes. Na guerra submarina, a furtividade é algo natural para sobreviver e atacar.
Os níveis de
furtividade podem ser divididos de acordo com a
diminuição da assinatura e objetivo a ser atingido. O primeiro nível
é ter assinatura menor que as contramedidas que emprega e para melhorar
o desempenho dos próprios sensores. O
segundo é ter assinatura tão pequena, que mesmo se
detectado, a identificação é muito difícil.
O nível mais alto é evitar detecção total e
paraisso a plataforma deve ter assinatura no mesmo nível ou
abaixo do ambiente. Neste último caso o estado de mar e
atmosféricos passam a influenciar.
Uma aeronave precisa
ter um RCS minúsculo para ser furtivo e um navio pode ter um RCS
gigantesco, comparado com uma aeronave, e ainda assim ser furtivo, pois
o mar tem um RCS próprio devido às ondas. Um navio pode
se esconder se tiver RCS menor que as ondas. Mas como no sonar,
é possível detectar um sinal regular em sinais
randômicos das ondas. Um sonar com processador poderoso encontra
submarinos com ruído menor que ambiente devido a
repetição do ruído pequeno. Um radar poderá
fazer o mesmo para detectar um navio furtivo. Um navio com pequena
assinatura irá criar um buraco negro que pode ser facilmente
detectado contra o retorno do mar. Também não há
nenhum valor na diminuição da distância de
detecção pelo radar a valores em que pode ser adquirido
por outros sensores como o olho humano.
Diminuir a assinatura
radar (RCS) significa diminuir a distância de
detecção e melhorar a efetividade das contramedidas
eletrônicas. O controle de assinatura acaba diminuindo a demanda
dos sistemas defensivos, pois um navio furtivo será menos
atacado, então precisa de menos munição e menos
sistemas de proteção eletrônica. Ser
invisível é mais fácil que invencível com o
uso de sistema sofisticados de autodefesa.
Uma fragata
típica tem RCS de 2500 m2. Um chaff tem RCS de 2000 m2 e seduz
mais fácil um míssil. Com um RCS de 600 m2 fica bem mais
fácil enganar mísseis. Durante um ataque, o computador
mostra o curso para timoneiro para mostrar a face de menor RCS enquanto
lança despistadores (chaffs).
Como são
vários os tamanhos e tipos de navios, os requerimentos
são diferentes:
- As embarcações de
forças especiais devem
evitar a detecção total. Operam a noite por atuarem
próximas a praia.
- Os submarinos usam o
periscópios e mastros
que devem ter baixo RCS e baixa assinatura visual. Também
emergem a noite e
deve ter baixo RCS.
- As corvetas são usadas em
cenários de
baixa e media intensidade.
- As escoltas maiores devem ter
capacidade
de atacar o inimigo em terra ou no mar ou serem usadas como armadilha
de mísseis contra aeronaves. Navios de escoltas e submarinos
são
caçadores. A
furtividade estimula a coragem. Assim, é
possível rastreiar a presa e usar
a invisibilidade para atacar rápido.
- Os porta-aviões tem um
grande tamanho que
impede a baixa assinatura. O controle de assinatura passa a priorizar o
uso de
contra-medidas e dificultar a identificação, confundindo
com outros navios auxiliares.
Os navios maiores como navios de apoio, anfíbios, transporte e
NAes deveriam
ter formas externas parecidas para criar confusão no inimigo.
Os navios operam em grupos. Dependem um do outro para sobreviver. Não adianta um não ser furtivo. Se um for detectado, então deve ter outros nas imediações, a não ser no caso de submarinos. As táticas ditariam que os navios furtivos operariam separados ou em grupos separados, de forma avançada e mais agressiva, enquanto os maiores e não furtivos operariam mais a retaguarda e defensivamente.
A furtividade
também tem seus custos. Os navios costumam ter menor volume
interno, requerem mais manutenção
e às vezes atrapalha as operações.
A Visby usa painéis em
ângulos para
evitar superfície plana que resultou em uma forma
futurística. Os equipamentos
ficam dentro do navio. Os escapes das turbinas a gás ficam na
superfície com
sistema de resfriamento que mistura a água do mar e diminui a
temperatura dos
gases antes de liberados. O casco usa materiais leves não
magnéticos como PVC,
fibra de carbono, vinil etc. com alta rigidez e resistência a
impactos. O
canhão 57nm tem forma furtiva com o cano escondido quando
não usado. A Suécia opera como marinha de litoral desde a
década de 70 quando deixou de
operar cruzadores e contratorpedeiros e passou a usar lanchas
lança-mísseis
(FAC). As FACs foram consideradas mais custo-efetivos para
negação de mar, com
limitação na sobrevivência, flexibilidade e
autonomia. O próximo passou foi
passar para um navio maior na forma da corveta Visby (projeto YS 2000).
Com todas marinhas
usando tecnologia furtiva, o combate
volta a
entrar na era do alcance visual. Assinaturas devem ser todas baixas
para
multiplicar força, e a um alcance que torna o ataque do inimigo
muito
arriscado. Para comparação, uma corveta sem
características furtivas pode
ser detectada por um radar a cerca de 50km num ambiente normal e a 25
km num
ambiente com interferência. Uma corveta como a Visvy tem um
alcance de detecção
de 13 km em mar ruim e 22 km em mar calmo sem interferência. Num
ambiente com
interferência, ela pode ser detectada a 8km e 11 km
respectivamente. O
resultado final é poder atacar antes de ser
detectada.
O Littoral Combat
Ship será a nova classe de navio de guerra da US Navy. É
uma corveta rápida
projetada para operar próximo ao litoral. O LCS irá usar
tecnologia furtiva
para aumentar sua capacidade de sobrevivência. O navio foi
projetado pela Lockheed
Martin.
O Sea
Shadow tem estrutura em V invertida,
sem linhas paralelas. Usa motor elétrico para diminuir a
assinatura sonora. O
projeto foi iniciado no meio da década de 80 e tornado
público em 1993.
Os testes diurnos foram iniciados em 1994. Deixou de ser secreto
por usar
tecnologia da década de 70 que já era conhecida. O
programa custou US$195
milhões em 10 anos sendo US$50 milhões para
construção. O projeto foi reativado
em 1999 para auxiliar no desenvolvimento do programa DDX e LCS.
O projeto Sea Wraith da Vosper Thornycroft (VT) de 2500 toneladas tem novas característica de furtividade. A estrutura assimétrica foi projetada para induzir desvios nos radares. A separação assimétrica gera confusão de portão de angulo, portão de alcance e lógica de controle de ganho de radares de mísseis anti-navio. Os mastros são transparentes a freqüência de comunicação com as antenas instaladas internamente. As luzes de navegação e refletores de canto são instalados em mastro telescópio para missões em tempo de paz. O exaustor usa um sistema de spray com água do mar para resfriamento. Outro sistema de spray ao redor do navio diminui a assinatura térmica nas bandas de 3-5 a 8-14 µm, mas que pode diminuir o desempenho de sensores óticos e térmicos do navio. O Sea Wraith foi mostrado na Euronaval 96 e não conseguiu nenhum comprador.
As corvetas Israelenses Saar 5 (classe Eilat) tiveram a construção iniciada em 1992 pela Litton Ingalls americana. Desloca 1227 toneladas e são pesadamente armadas.
Próxima Parte: Técnicas da Forma e RAM
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