AEGIS
Desde
a Segunda Guerra Mundial a US Navy vem desenvolvendo táticas e
sistemas
para se proteger de ataques aéreos. Após a Segunda Guerra
Mundial
várias gerações de mísseis anti-navio
apareceram
para se juntar a ameaça aérea. O primeiro navio a afundar
por
um destes mísseis foi o contratorpedeiro israelense Eilat
afundado
por mísseis Styx russos disparados de lanchas
lança-mísseis
egípcias em outubro de 1967.
A ameaça foi confirmada em abril de 1988 quando dois navios
iranianos
disparam contra navios americanos no Golfo Pérsico. Na troca de
mísseis
uma fragata iraniana e uma corveta foram destruídas por
mísseis
Harpoon americanos.
A estratégia para se defender destas ameaças, que pode
atacar
de longa distância, a partir de mar, terra, ar e submarinos,
coordenados
com outros meios, e atingindo simultaneamente o alvo, foram as
táticas
de defesas em camada. Os canhões foram substituídos pela
primeira
geração de mísseis superficia-ar.
Operações
no litoral requer a capacidade de se defender de 5-10 mísseis
com
alerta de 30 segundos, junto com ameaça aérea e de
superfície,
interferência e ruído de fundo. Os alvos podem estar
voando
baixo, realizando manobras "pop-up", mísseis balísticos e
alvo
furtivos.
SPG-59/Typhon
A primeira tentativa de fazer uma radar de varredura eletrônica
foi
em 1958 com a US Navy desenvolvendo um sistema de guerra
antiaérea
(AAW) chamado Typhoon que daria capacidade multialvo para os sistemas de
mísseis
Terrier Tartar e Talos. Estes sistemas não foram projetados para
contrapor
a ameaça de bombardeiros e mísseis da
aviação
naval soviética em ataque de saturação.
A solução da época era um modo de guiagem dipo
"track-via-missile"
(TVM), usado posteriormente no Patriot terrestre, onde o sinal de radar
era
recebido pelo míssil, mas repassado e processado no navio que
tinha
muito mais capacidade de processamento. A estrutura do sistema
precisava
de um radar capaz de desempenhar varias tarefas como controle de tiro e
iluminação
terminal de vários contatos simultaneamente. O
coração
do sistema seria o radar de varredura eletrônica SPG-59 junto com
um
míssil capaz de interceptar alvos a 200km.
Logo no inicio das pesquisas as dificuldades começaram a
aparecer.
Não havia tecnologia disponível e os módulos TR
eram
muito caros. A procura de módulos TR era baixa para satisfazer a
produção
em massa e os módulos eram pouco confiáveis. O custo de
uma
única antena era muito caro e consumiria muita energia só
sendo
viável em navios nucleares. O programa foi cancelado em dezembro
de
1963.
Os radares SPG-32 e SPG-33 foram o próximas tentativas da USN de
fazer
um radar de varredura eletrônica com os requerimentos relaxados.
A
iluminação de alvos para mísseis com guiagem de
radar
semi-ativa passou a ter diretores dedicados e continuou a ser usado um
radar
de vigilância convencional enquanto o SPG-59/Typhon seria o
único
radar a bordo.
Os requerimentos de acompanhamento preciso de vários alvos
continuava
e eram complicados com a capacidade de contra-contramedidas das
escoltas
das aeronaves soviéticas. Os custos dos eletrônicos
diminuiu
em uma década mas ainda eram caros. Os transistores ainda
não
apareceram em produção em massa e continuariam a usar
válvulas.
Mesmo assim os radares foram instalados no Nae Enterprise e no crusador
Long
Beach.
Estes sistema foram instalados em navios nucleares e eram bem pesados.
Como
o SPG-59, o sistema SCANFAR consumia muitíssima energia e era
uma
das fraquezas dos sistema. A antena era muito pequena e em um navio
menor
criaria problemas de estabilidade, ou seria instalado próximo da
linha
d'água, diminuindo sua eficiência.
No Enterprise o radar daria uma visão aérea clara
atualizada
instantaneamente. Durante o desenvolvimento foi percebido que cada
sistema
de vigilância de área e acompanhamento de alvo precisaria
de
características de feixe diferente. Isto resultou no uso de duas
antenas
de forma diferente: O SPG-32 era retangular para vigilância
aérea
e o SPG-33 tinha um conjunto de quadrados posicionado verticalmente
para
acompanhamento de alvos. Eram quatro antenas em par cobrindo 90 graus
cada.
O sistema mostrou ser insatisfatório durante sua carreira. Mesmo
quando
funcionava, o sistema era incapaz de dar os benefícios
práticos
esperados. Isto se devia mais aos sub-sistemas analógicos ou
analógicos/digitais
usados. As dificuldades de manutenção também era
consideradas
superiores aos benefícios operacionais. As antenas do Enterprise
e
Long Beach foram retiradas no fim dos anos70 e inicio dos anos 80 e
substituídas
por sistemas convencionais.
O cruzador
nuclear CGN-9 Long Beach foi equipado com o radar
de varredura eletrônica SPS-32 Scanfar, dois lançadores
duplos
Terrier com 120 mísseis e um lançador duplo Talos com 52
mísseis.
Foi proposto para converter em AEGIS entre 1978 e 1981. O projeto foi
cancelado
devido a idade do navio. Em 1979 o Talos e SPG-59 foram retirados. Em
1983
o sistema Terrier foi substituído pelo Standard SM-1 e dois
Phalanx.
Em 1958 foi
iniciado o projeto de um novo míssil para
substituir o Talos, Terrier e Tartar que mostraram ser facilmente
saturado
por ataque em massa. A razão de tiro era limitada ao
numero
de radares iluminação. Em 1958 escolhido a guiagem TVM
com
o sinal de radar recebido pelo míssil, repassado para o
navio
onde era processado que teriam muito mais capacidade de
computação
e usaria o radar SPG-59 de varredura eletrônica. O míssil
foi
chamado originalmente de Super Talos/Super Tartar, e para evitar
confusão
foi chamado de Typhon. O RIM-50A Typhoon LR peando 9.070kg e
alcance
de 320km substituiria o Talos e RIM-55A Typhon MR com alcance de 46km
substituiria
o Terrier e Tartar. Os mísseis teriam radar ativo e
propulsão
ramjet. Foram considerados caros e complexos e cancelados em 1963 sem
passar
da fase de projeto. A US Navy iniciou o projeto da família
Standard.
A foto é do Typhoon LR.
Sistemas de Armas AEGIS MK-7 - SPY-1
No fim dos anos 60, foi percebido que o tempo de reação,
potência
e disponibilidade dos mísseis da família Terrier
já
não era suficiente. Assim surgiu o requerimento do Advanced
Surface
Missile System (ASMS), e renomeado AEGIS em dezembro de 1969.
O AEGIS foi projetado como um sistema de armas completo, da
detecção
até a destruição do alvo para defender a esquadra
de
mísseis anti-navios, principalmente como uma resposta à
tática
soviética "carrier killer" de saturação com
mísseis
anti-navio.
O sistema de armas AEGIS é um sistema de armas superfície-ar
integrado.
Foi projetado para defender a frota contra qualquer ameaça
aérea.
O AEGIS é responsável pela defesa de aérea para
grupo
batalha e compila o quadro aéreo para caças que se
concentram
na batalha aérea externa. Com modernizações
posteriores
o AEGIS passou a ser o sistema de defesa anti-mísseis
balísticos
primário da US Navy.
Os componentes principais do sistema: míssil e sistema de
lançamento
(Versões do Standard e o lançador MK26), Command and
Decision
System, Weapons Control System, antena de varredura (a famosa
antena
plana AN/SPY-1A) e sistema computacional associado e o sistema de
comando
e controle.
O AEGIS foi desenvolvido a partir do sistema Typhon para ser instalado
em
grandes fragatas, aproveitando tecnologias, como os radares de
varredura
eletrônica SPG-59 junto com o programa Talos e Tartar.
Em 1968 foi assinado um contrato com a Boeing/General Dynamics e
RCA para desenvolvimento e testes do sistema.
A RCA Electronics, que passou para a General Electric e agora parte da Lockheed Martin,
recebeu um contrato inicial
para desenvolver o AEGIS e o seu componente mais importante, o radar de
varredura
eletrônica SPY-1, em 1969. O radar iria cooperar com o novo
míssil
superfície-ar RIM-66 Standard que estava entrando em
serviço
em massa.
As lições do Typhon e SPS-32 SCANFAR serviria para os
pesquisadores
pensarem no mundo real com um sistema útil. Desde o inicio foi
pensado
em integrar todos os sistema digitais de controle e
manipulação
do feixe principal e do processamento do sinal recebido. Isto
asseguraria
que o sistema funcionaria como anunciado. A antena também seria
bem
mais leve e consumia menos energia. Foi feita uma
separação
clara entre hardware e software para facilitar as
modernizações
de longo prazo. Foi dada ênfase a manutenção e
confiabilidade,
mesmo sacrificando o desempenho.
O sistema inicial foi instalado pela primeira vez no navio teste AVM-1
Norton
Sound em 1974. O navio também recebeu módulos de todo o
sistema
como o CIC e radares de iluminação de mísseis. Em
1975
o correu o primeiro teste do sistema com um míssil Talos
modificado
sendo abatido por um míssil Standard .
O engajamento de alvos múltiplos foi demonstrado em 1977. O
navio
disparou dois mísseis Standard RIM-66C contra dois drones
BQM-34.
Os mísseis não foram iluminados o tempo todo como nos SAM
navais
anteriores. Foram disparados inicialmente em direção a um
ponto
no seu e guiados até lá com o seu INS. Depois receberam
atualização
de meio curso da posição do alvo do radar SPY-1. Os alvos
foram
iluminados pelo SPG-62 dividindo o tempo entre os dos alvos. Os dois
alvos
foram derrubados.
Entre 1974 e 1980 foram realizados testes e melhorias nos sistema. A
adoção
de novos computadores aumentou em muito o desempenho e confiabilidade.
A
prontidão nunca era menor que 96%.
Desde o inicio dos testes havia duvidas sobre como o sistema seria
usado.
Uma proposta era de um contratorpedeiro para uso em massa e com baixo
custo
e capacidade limitada. Isto causaria divergência entre a
capacidade
prometida e o poder aparentemente limitado do novo navio.
Foi estudada a
instalação do AEGIS nos cruzadores nucleares da Classe
Virginia
(CGN-38), mas os prazos de entrega e outras considerações
tornaram
impraticável. Depois foi estudado um cruzador de ataque nuclear
(CSGN)
para o início da década de 70. Os dezesseis CSGN seriam
usados
aos pares para escoltar cada um dos oito NAe nucleares americanos. Isto
significa
que os AEGIS seriam navios pouco numerosos e a tecnologia não
seria
usada como queriam.
Com o cancelamento do CSGN, finalmente foi adotado uma versão
maior
do contratorpedeiro Spruance com o AEGIS e dois lançadores
MK-26,
depois substituídos pelo VLS Mk-41 de lançamento
vertical.
Estes navios foram classificados como cruzadores, chamados de classe
Ticonderoga,
e entraram em operação em 1983.
O AEGIS é um
sistema
de sistemas. O coração do AEGIS é o radar AN/SPY-1
de
varredura eletrônica que faz busca, detecção,
acompanhamento
e controle e guiagem de mísseis simultaneamente.
Os outros elementos
são
o Mk 99 fire control directors (radar SPG-62), Command and Decision
System,
Fire Control System, Weapons Control System, Operational Readiness and
Test
System, Aegis Combat Trainer System, e Aegis Display System.
O SPY-1 é capaz
de detectar e acompanhar centenas de alvos a mais
de 350km, classificá-los, podendo engajar vários ao mesmo tempo,
mais
de 20, separadamente, com os mísseis SM-2 Standard. O tempo de
reação
médio em segundos supera em muito os radares giratórios.
O
radar também é capaz de detectar alvos de
superfície
e balísticos.
O radar SPY-1 não deve ser descrito sem considerar o contexto de
todo
o sistema que apóia. O radar opera na banda S (3,1-3,5 GHz) e usa
quatro
antenas de varredura eletrônica passiva tem forma octogonal plana
medindo
3,65x3,65m cada. O feixe tem cerca de 1,7x1,7 graus. A
versão
inicial SPY-1A tinha 4.480 elementos agrupados em 32 grupos de
transmissores.
Os elementos transmissores tinham 132W de pico de potência. A
potência
média é de 58kW e a potência máxima chega a
4-6MW.
Um radar de busca rotatório gera cerca de 1MW na mesma banda.
Na foto, de
um
cruzador Ticonderoga, é possível ver a antena da proa.
Existe
outra três nas laterais e uma outra acima do hangar do
helicóptero,
na superestrutura de ré. Com essa disposição, o
navio
possui uma cobertura de 360º contínua. Cada antena cobre 90
graus.
O alcance é de 300 km para busca aérea e cerca de 80km
para
busca no horizonte. O custo total do programa AEGIS foi de US$ 42,7
bilhões.
O centro do sistema Mk7 Mod3 era composto de 16 supercomputadores
UYK-7,
um servidor UYK-19 e 11 minicomputadores UYK-20, todos da Unisys. Os
módulos
de computação eram agrupados fisicamente juntos para
formar
uma unidade processadora única com interface com o mostrador
colorido
Hughes AN/UYA-4 e quatro outros menores PT-525. O sistema foi limitado
a
mostrar 128 alvos para evitar saturação e pode ser
aumentado
em combate. Os últimos modelo usam computadores comerciais com
mais
de mil vezes a capacidade de processamento original.
No modo automático, os computadores tem total autoridade dos
sensores
do navio e armas e também de vários navios
próximos
subordinados ao controle do navio via NTDS ou outros sistemas de
datalink
compatível. A estrutura do sistema é compatível
com
os protocolos NTDS e troca dados via Link 11 e Link 16.
A principal diferença com a próxima versão SPY-1B
era
a adição de um modo de alta elevação para
acompanhar
mísseis a grande altitude como o AS-4 e AS-6. Novos modelos mais
compactos
diminuiriam o peso total (cada um passou de 5,44kg para 3,56kg por
módulo
TR). Isto também resultou na diminuição do
número
de elementos no subgrupos e a formação de feixes mais
estreitos.
Novos computadores UYK-43/44 foram instalados com maior capacidade de
processamento.
Mesmo com a redução do consumo de energia os Ticonderoga
perdiam
cerca de 2.000 milhas de alcance quando o SPY-1 transmitia
continuamente.
Em 1980 foi percebido que navios menores com capacidade AEGIS já
era
possível com a tecnologia disponível e mantendo a mesma
capacidade.
Um navio menor teria casco com avanços para manter as qualidades
marinheiras
e diminuir a assinatura IR e RCS. Assim surgiu a classe DDG-51 com o
primeiro
navio comissionado em 1991.
A nova classe de contratorpedeiros DDG-51 Arleigh Burke tem um
deslocamento
inferior comparado com os DDG-47 Ticonderoga e receberam o modelo
SPY-1D.
Cada transmissor tinha 1,91kg. O SPY-1D também foi instalado nos
contratorpedeiros
Kongo japoneses e nas fragatas F-100 espanhola.
O SPY-1D(V) foi
modernizado
para operar no litoral com melhor capacidade contra mísseis
cruise
furtivos voando baixo e ruído de fundo pesado na presença
de
interferência eletrônica pesada. O SPY-1D(V) foi instalado
nos
DDG-51 Flight IIA iniciando em 1998.
As versões mais recente SPY-1F e SPY-1K são mais leves e
com
área menor e projetadas para exportação. O SPY-1F
fo
selecionado para as cinco fragatas F-310 norueguesa. O SPY-1K é
ainda mais
compacto e deve ser usado em fragatas e corvetas. As versões
menores
não tem capacidade anti-míssil balístico
Fragata espanhola F-100 Alvaro de Bazan equipada com o AEGIS.
Apesar das
inúmeras
vantagens o SPY-1 tinha alguns pontos fracos. O AEGIS foi projetado
para
operar no mar aberto e no litoral, porém, foi configurado para
olhar
acima do terreno para evitar alvos falsos em excesso. Esta
configuração
pode aumentar a susceptibilidade contra alvos voando baixo. Outro
problema
é que após disparar uma salva, o alvo não
será
reengajado até ser confirmado sua destruição. Como
o
radar é instalado relativamente baixo e não em um mastro,
o
horizonte radar é menor. Os DDG-51 também não tem
um
radar de busca secundário AN/SPS-49 como os Ticonderoga.
O AEGIS já foi testado em combate, mas apenas para disparar
mísseis
Tomahawk. Em 1980 o cruzador USS Vincennes (CG-49) disparou um míssil
Standard
contra um Airbus pensando ser um F-14 iraniano. Em outra ocasião
um
outro Tico abriu fogo contra nuvens pesadas pensando ser um ataque
aéreo.
As versões bases do sistema AEGIS são:
- Baseline 1 (CG-47 ao
CG-58) com o SPY-1A.
- Baseline 2 (CG-52 a CG-58) com o VLS Mk-41, Tomahawk e melhorias nas
capacidades ASW.
- Basline 3 (CG-59 ao CG-64) usa o AN/SPY-1B com console AN/UYQ-21.
- Baseline 4 (CG-65 ao CG-73) usa usa computadores AN/UYK-43/44 com
programas do DDG-51. Forma a base do DDG-51-67
- Baseline 5, introduzido em 1992 ,inclui JTIDS, Link 16, Combat
Direction
Finding, Tactical Data Information Exchange System, AN/SLQ-32(V)3
Active
Electronic Counter Countermeasures, e o AEGIS Extended Range (ER)
Missile.
- Baseline 6 tem capacidade antimíssil balistico (TBMD) e
engamento
cooperativo (CEC). Será equipado com o ESSM e sistema de
indentificação
modernizado, entre outros.
- Baseline 7 está equipado com o AN/SPY-1D(V), Standard-2 Block
IIIB
e Advanced Integrated Electronic Warfare System (AIEWS).
SPY-3
A US Navy planeja instalar
um radar multifuncional (MFR) nos seus futuros navios baseado em
tecnologia AESA.
O programa de desenvolvimento de tecnologia Multi-Mission Receive
Shared
Aperture (MMRSA) para o contratorpedeiro DD(X) fo iniciado em 2001 para
desenvolver
um radar da banda banda H/I/J (6-18GHz).
Eram duas configurações possíveis na forma do
AN/SPY-2
operando na banda E/F da Lockheed Martin. Custaria US$ 125
milhões
cada ou US$ 100 milhões sem capacidade contra mísseis
balísticos.
O outro programa seria um radar AESA da banda I/J de médio
alcance
da Raytheon apoiado por um radar de busca de volume tridimensional (3D)
Volume
Search Radar (VSR). O VSR teria custo de desenvolvimento de US$100-150
milhões
com antena de 3,6m de diâmetro com tecnologia de arranjo em fase
equipada
com 240 módulos de 140W cada e 730 receptores. O alcance de
busca
seria de 400km. Custaria US$ 10 milhões cada.
O MFR custaria US$ 200-300 milhões para desenvolver e seria
otimizado
para defesa contra mísseis cruise antinavio voando muito baixo.
Teria
24 mil TRM e variantes menores para NAes e navios
anfíbios.
O custo unitário seria de US$ 30 milhões cada ou menos
para
variante de 4 mil elementos. Seria capaz de detectar periscópio,
mísseis,
iluminar alvos, e realizar busca e acompanhamento de alvos.
A US Navy estudou a proposta do APAR Mk 2 que equiparia o DD(X) e a
fragata alemã F-125.
A Raytheon foi escolhida e irá equipar o CVN-77 e DD(X). A
entrada
em operação está prevista para 2008 com DD(X). O
radar
irá apontar os mísseis ESSM e SM-2/3 Standard,
além
de projetos futuros. Se chamará AN/SPY-3 Multi-Function Radar
(MFR)
operando na banda X.
O MFR será suplementado por um radar de busca de volume que
substituirá
os SPS-48E, SPS-49, SPN-43, SPS-67, Mk23 TAS e Mk-95 podendo ser
instalado
em navios antigos
Em junho de 2003 a Raytheon Integrated Defense Systems entregrou a
primeira antena SPY-3 para testes na US Navy.
DD(X)
CVN-78.
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