As JDAM (Joint Direct Attack Munition) são kits para conversão de bombas não guiadas (bombas burras) em bombas guiadas por GPS/INS.
A JDAM existe por três motivos. Um deles foram os testes com guiamento inercial para bombas burras na década de 80 já testado e validade. Outro foi a introdução do GPS ainda na Guerra do Golfo com capacidade limitada e completo em 1995. O terceiro foi o mau tempo na Guerra do Golfo que atrapalhou o ataque com bombas convencionais e guiadas.
As JDAM iniciaram como um estudo científico da USAF do inicio da década de 80 sobre o uso de sistemas de navegação inercial (IMU) para guiar bombas burras. Os engenheiros da USAF estudavam novas tecnologias para kits de guiamento para bombas burras desde o início da década de 80. Um grupo iniciou a idéia de usar guiamento por INS no programa Inertial Guidance Technology Demonstration (IGTD). Os cientistas usaram kits na cauda em bombas comuns como as JDAM atuais e atingiram bons resultados nos testes. Mas a táticas na época ainda eram de penetração e ataque a baixa altitude em um cenário europeu e os comandantes da USAF não queriam uma arma para ser disparada a grande altitude, qualquer tempo e de quase precisão.
No inicio USAF não mostrou muito interesse no conceito mas em poucos anos a história iria mudar com a experiência no conflito na Guerra do Golfo e a entrada em serviço da rede de satélites GPS.
No programa IAM - Inertially Aided Munitions - o era objetivo melhorar a capacidade de disparar bombas burras disparadas no modo "toss" a baixa altitude. O programa IAM foi conduzido em conjunto entre a Northrop Grumman e a Boeing por dois anos entre 1987 e 1989.
A idéia era criar uma arma autônoma, barata e precisa equipando uma bomba comum com um sistema de navegação inercial, além de superfícies de controle e interface com a aeronave. A Northrop usou o IMU do míssil AMRAAM, processador de piloto automático digital, atuadores pneumáticos e bateria térmica.
O programa IAM demonstrou o disparo de 22 bombas Mk82 modificadas com guiamento por INS com sucesso mostrando a viabilidade do conceito. Durante os testes o sistema de guiamento da bomba recebia a posição do alvo e antes do disparo recebia dados de posição do INS da aeronave. Após o disparo o INS e o piloto automático direcionava a bomba para as coordenadas do alvo usando um microprocessador e filtro Kalman para apoiar o algoritmo do piloto automático. O sistema de guiamento corrigiria desvios da trajetória devido a fatores desconhecidos (como ventos no meio do caminho) que aumentariam o CEP (Circular Error Probable). Os testes atingiram precisão de até 10 metros. Antes do disparo, a bomba seria programada com a trajetória prevista pela aeronave até o alvo. A trajetória podia ser otimizada para alcance, velocidade de impacto ou ângulo de impacto.
Também foram observados várias outras vantagens nos testes. Os engenheiros e pilotos perceberam que o kit cabia na cauda e não seria necessário recertificar a aeronave para a arma. Os kits aumentavam o alcance e o envelope de disparo, trocando altitude por velocidade. O disparo era difícil de ser detectado por não emitir e dava capacidade 24 horas e com mau tempo. O IMU também não podia ser interferido. Era possível selecionar o ângulo de impacto de acordo com o tipo de alvo. Alvos de área podiam ser facilmente atacados dividindo o locam em "colméias" ao invés de realizar um ataque linear como feito com as bombas convencionais.
O problema era o custo de produção para um sistema inercial com a precisão necessária. A Northrop estimava que o custo de cada kit ficaria entre US$ 12 a 15 mil para um lote de 25 mil kits. O objetivo era atingir um custo inferior a US$ 20 mil e ainda assim seria menor que a GBU-10 e não precisaria do casulo de designação de alvos. Mas seria menos preciso que a GBU-10.
Após 1991 a tecnologia estava pronta. Com o GPS iniciando o funcionamento e combinado com INS o sistema ficou viável ao combinar um INS mais simples e menos preciso com a atualização da posição pelo GPS.
A US Navy selecionou um sistema de guiamento semelhante no programa Advanced Interdiction Weapon System (AIWS) para uma bomba planadora multifuncional com receptor de GPS adicional. O custo não aumentaria muito e daria boa precisa a longa distância. O programa virou a JSOW.
Outro programa de armas convencionais da US Navy do fim da década de 80 era o Advanced Bomb Family (ABF) que tinha como objetivo projetar novas bombas de fins gerais para melhorar os efeitos de explosão, fragmentação e penetração contra um grande espectro de alvos e diminuir o número de tipos de armas. O objetivo era substituir as bombas convencionais da série Mk-80 com uma bomba de 240 kg otimizada para explosão e fragmentação para substituir a Mk82 e uma de 447 kg com melhor capacidade de penetração para substituir a Mk83. Um terceiro elemento seria uma bomba de 447 kg de fragmentação como melhoria futura. As bombas usariam o máximo de componentes em comuns e tecnologia moderna para melhorar a segurança, logística e flexibilidade tática e ao mesmo tempo diminuir o custo de ciclo de vida. As bombas teriam uma versão estabilizada e outra retardada (baixo e alto arrasto) e seriam usadas pelas aeronaves embarcadas. O projeto foi anunciado em 1991.
Após a Guerra do Golfo, a USAF e a US Navy uniram seus programas de armas convencionais e guiadas para armar aeronaves táticas. Os programas IGTD, AIWS e a Advanced Bomb Family (ABF) da US Navy se tornaram a AGM-154 Joint Stand-Off Weapon (JSOW) para uma arma guiada de longo alcance enquanto a IGTD e ABF se tornaram a Joint Direct Attack Munition (JDAM) para uma arma de curto alcance. Outro programa revelado no inicio da década de 90 foi o míssil cruise AGM/MGM-137 Tri-Service Standoff Attack Missile TSAAM. O TSAAM foi cancelado em 1994 e substituído pelo AGM-158 Joint Air-to-Surface Standoff Missile (JASSM).
Os requisitos da JDAM foram formulados no fim de 1991 pela US Navy e USAF para uma nova classe de arma guiada de precisão de uso geral. O programa foi chamado inicialmente de AWPGM (Adverse Weather Precision Guided Munition), mas depois foi renomeado JDAM (Joint Direct Attack Munition).
O conceito foi validado no programa Operational Concept Demonstration (OCD) em 1992 com bombas Mk83 com kit GPS/INS e em 1993 com bombas GBU-15 modificadas. No caso das GBU-15 o sensor IIR e o datalink foram removidos e substituídos por um GPS/INS. As coordenadas do alvo de uma estação de planejamento de missão foram passadas para a arma com um módulo DTM de um F-16. Os testes tiveram tanto sucesso que em 1994 foi proposto usar as GBU-15, designadas GAM-15 (GPS-Aided Munition), como arma provisória para os bombardeiros B-1 e B-2 até as JDAM entrarem em serviço (previsto para 1998).
O OCD concluiu que a JDAM tinha baixo risco técnico e aceleraram o desenvolvimento para introdução rápida em serviço. Com a incorporação do GPS no conceito a precisão melhorou até chegar a precisão próxima das bombas guiadas a laser.
O objetivo do JDAM era o desenvolvimento de um kit GPS/INS de baixo custo para ser adicionado em bombas Mk83 de 454kg e Mk84 de 900kg. Em abril de 1994, McDonnell Douglas (agora Boeing) e a Martin Marietta (agora Lockheed Martin) foram contratadas para desenvolver os kits. Após testes em túnel de vento a McDonnel Douglas foi selecionada em outubro de 1995 para continuar o desenvolvimento.
Guerra do Golfo
A motivação para o desenvolvimento da JDAM foi simples: na guerra do Golfo, as defesas antiaéreas de curto alcance iraquianas, chamado "trash fire" - fogo de artilharia antiaérea, armas leves e mísseis SAM portáteis, forçaram as aeronaves táticas americanas a voarem acima de 15 mil pés (4.600 metros), tornando as armas não guiadas praticamente inúteis.
As táticas e aeronaves da época eram otimizadas para ataques a baixa altitude com CEP de 11 metros. As perdas seriam aceitáveis em um conflito contra a URSS na Europa. Com o fim da Guerra Fria as possíveis ameaças eram bem mais fracas e os ataques a média altitude passou a ser uma opção viável.
A tática de ataque convencional na Operação Desert Storm era lançar seis bombas em cada DMPI (Designated Main Point of Impact). Era toda a carga de uma aeronave tática. Se o alvo tinha mais de um DMPI enviavam mais aeronaves para atacar. Uma parte das bombas não atingiria o alvo por problemas mecânicos ou reação do alvo que tiraria a concentração do piloto. Assim um alvo de valor era atacado por várias aeronaves. O CEP era de 200 pés em média. Já as poucas bombas guiadas a laser lançadas, 9% do total, destruíram 75% dos alvos. Com dúzias de alvos sendo atacados em um período de horas, centenas em dias e milhares em semanas, a logística ficava complicada. Uma alternativa de baixo custo logo passou a ser estudada.
A regra das seis bombas era devido ao erro esperado. Apenas as bombas guiadas de precisão são usadas na base de uma por alvo e as vezes duas. No caso de bombas burras a regra sempre foi na base do "drop six, kill one". O problema foi ter que sobrevoar várias vezes um alvo bem protegido por uma esquadrilha e se preocupar com onde foi parar as outras cinco bombas de cada aeronave.
A experiência na Guerra do Golfo também indicou a necessidade de uma arma de precisão com capacidade qualquer tempo. Antes da guerra os meteorologistas previam tempo coberto em 13% do tempo, mas foi de 39% ou o pior em 14 anos. Metade dos ataques foi redirecionado ou cancelado. Aeronaves qualquer tempo com bombas burras não atacava pois o piloto não via o alvo devido ao mau tempo. Parte das bombas tinha que ser alijadas o que adicionava custos. Logo iniciaram a procura de alternativas para armar as aeronaves táticas da USAF, US Navy e USMC. A JDAM surgiu da frustração causada pelo mau tempo mesmo que USAF pensasse no problema há anos.
Assim, o Pentágono iniciou estudos para desenvolver uma arma com precisão moderada de baixo custo para substituir todas as bombas não guiadas. No dia primeiro de maio de 1991, o General Merril McPeak escreveu manualmente o rascunho de um requerimento de uma arma de precisão para preencher este requerimento. O requerimento era de uma arma de precisão simples, com capacidade qualquer tempo, tinha que ser barata e precisa, compatível com armas, aeronaves e infra-estrutura já em uso. McPeak pensou inicialmente em uma arma guiada por radar, mas foi o ponto de partida para o projeto JDAM.
Os requerimentos da JDAM era um CEP de 13 metros com o GPS e 30 metros com o INS após 100 segundos de vôo, ser compatível com os sistemas de aquisição de alvos das aeronaves já existentes, garantia de 20 anos de armazenamento e preço máximo de US$ 40 mil cada ou o mais baixo possível. Para diminuir os custos evitaram especificações militares para os componentes e materiais. Foi mantido a configuração das bombas da série MK para não precisar requalificar as bombas nas aeronaves. Os requerimentos incluiam também a capacidade de operar embarcado e em qualquer plataforma. Eram cerca de 50 requerimentos, mas apenas alguns eram "devem ter" para diminuir os custos. A JDAM não foi feita para voar em velocidades supersônicas de modo sustentado para ficar mais barata, mas pode ser disparada a até Mach 1.3.
Uma GBU-31(V)4/B sendo instalada em um B-1B.
A BLU-109/B é ideal para atacar bunkers, pistas de pouso e HAS.
A idéia central nas armas guiadas por INS/GPS é usar um piloto
automático apoiado por um pacote de giroscópios tridimensionais
e acelerômetros como sistema de referencia inercial e corrigir os
erros de trajeto com sinais de GPS.
Testes e
Entrada em Serviço
Durante a concorrência foram recebidas propostas de 12 empresas,
depois diminuídos para sete e depois para dois em abril de 1994:
a Martin Marieta (agora Lockheed Martin) e a McDonnell Douglas (agora Boeing).
As duas iriam competir na fabricação da GBU-31, GBU-32 e
GBU-35. Em outubro de 1995, a Boeing foi contrata para a fase de engenharia
e demonstração, além da fabricação
de 4.635 kits, com opção para mais 2.450 kits. O custo médio
era de US$ 18 mil ou menos da metade do planejado originalmente de US$
40 mil. Os planos da época era para a fabricação de
87.496 mil kits JDAM até 2015 sendo 62 mil para a USAF e 25.500
para a US Navy. O custo total seria de US$ 2 bilhões.
Os fornecedores de componentes são a Honeywell (Inertial Measurement
Unit), Rockwell Collins (receptor de GPS), HR Textron (TAS - Tail Actuator
Subsystem), Lockheed Martin Tactical Defense Systems (computador de missão),
Lockley (cobertura da cauda), Enser e Eagle-Picher (bateria), e a Stremel
(strakes e cobertudas dos cabeamento).
A USAF aceitou o uso de componentes comerciais (COTS) para diminuir
os custos e os fornecedores não precisam preencher requisitos militares
complicados e caros. As mudanças são agrupadas em blocos
anuais para evitar obsolescência de componentes e o IMU já
foi trocado por outro melhor e mais barato.
O programa foi acelerado em 1995 com 22 armas testadas entre 1996 e
1997. Todos tiveram sucesso com CEP de 10,3 metros ou bem menor que os 13
metros do requerimento.
Os testes de vôo iniciaram em fevereiro de 1996. O primeiro disparo
foi no dia 22 de outubro de 1996 com um F-16 voando a 20 mil pés
a Mach 0.8 com uma GBU-31. A bomba navegou até o alvo com o IMU
e mergulhou a 70 graus na manobra terminal. No segundo testes o IMU foi
apoiado pelo GPS.
Os testes foram completados no fim de 1998. A maioria dos testes foi
realizado entre 6.000-7.500 metros a uma velocidade de Mach .8. Os disparos
no modo toss a baixa altitude foram realizados pelos F-16 subindo a 40
graus com disparo a 1.500 metros. O alcance foi de 9 km com CEP de 7,6 metros.
Antes das entrega do lote inicial foram realizados 53 testes guiados.
A JDAM era tão barata que não usou simulação
e sim 372 testes guiados (Guided Test Vehicle - GTV) e 248 armas operacionais
de contingência. No total foram 330 disparadas e 50 como margem
de teste, ou de uso além do padrão de armazenamento ou ambiente
de uso.
A JDAM mostrou ser muito precisa e confiável. O requerimento
era de um CEP de 30 metros com INS e 13 metros com GPS, após 100
segundos de vôo. No total foram 450 disparos atingindo 95% de confiabilidade
com CEP de 9,2 a 9,9 metros com GPS. Em 22 testes de avaliação
operacional em 4 semanas o CEP foi de 10,3 metros. O CEP melhorou para
8 metros usando com 12 canais de satélites. No desenvolvimento foram
realizados mais de 250 vôos em cinco aeronaves da USAF e US Navy.
A entrada em serviço foi planejada para o B-52H em dezembro
de 1998 seguido de outras aeronaves. Depois acelerado para 1997 com o B-2.
O primeiro contrato de produção foi assinado em abril de 1997.
A produção inicial (LRIP) foi entre 1997 até janeiro
de 1999 com 800 JDAM fabricadas. A produção foi seguida de
15.998 kits divididos em quatro lotes.
A JDAM foi integrada nos B-1B, B-2A, B-52H, F-15E, F-14A/B/D, F/A-18C/D,
F/A-18E/F, F-16C/D, F-22A A-10, F-117, AV-8B, S-3, F-35 e UAVs.
Após a guerra em Kosovo os F/A-18 da US Navy logo receberam a arma.
Em 2001 a Boeing
recebeu um contrato de US$ 235 milhões para fabricar 11.054 kits
sendo 10.382 para a USAF e 672 kits para a USAF.
Em 2002 foram comprados 18.840 kits por US$ 378 milhões. Até
o fim de 2002 foram mais de 30 mil kits JDAM fabricadas de 70 mil contratadas
até 2004. O preço subiu para mais de US$ 20 mil por kit.
O custo aumentou menos que a inflação. Nesta época
a Boeing trabalhava 24 horas por dia em três turnos. De 750 kits por
mês em 2001 a produção triplicou para 200 em outubro
de 2002 e 2.800 em agosto de 2003 e planejavam a compra de 236 mil kits
na época. Em janeiro de 2003 havia 17 mil kits JDAM no estoque da
USAF. A produção chegou a 5 mil por mês para repor
os estoques dos conflitos no Afeganistão e Iraque.
Em 2005 foram adquiridos 29.756 mil kits (60% GBU-38) por US$ 665,5
milhões. Em 2006 foram adquiridos 11.605 por US$ 306,1 milhões.
Em 2007 foram adquiridos 10.661 kits por em US$ 274,4 milhões. Em
2008 está previsto a compra de 4.962 kits por US$ 146,4 milhões.
O custo em 2004 era de US$ 21.400 por kit com a produção
chegando a 5 mil por mês com a produção chegando ao
total de 100 mil até o fim do ano. Na época já se
falou em retirar todas bombas burras de serviço. Tiveram até
que comprar bombas Mk84 para repor o estoque.
O custo unitário subiu para US$ 26 mil em 2006, mas ainda era
barata comparada com a JSOW (US$ 460 mil) e SDB (US$ 60 mil).
A Boeing espera vender 60 mil kits JDAM para outros países.
O Pentágono autorizou a venda para 24 países. O primeiro comprador
foi Israel que encomendou 700 kits em novembro de 1999 para equipar os
F-15I e F-16I. Outros 484 kits foram entregues a Israel em maio de 2007.
A encomenda total de Israel chega a 2.700 kits.
A compra israelense foi seguida da Itália e Dinamarca que compraram
400 kits cada. A Itália comprou a GBU-32 para equipar seus AMX.
Outra encomenda de 300 JDAM vai equipar os Tornados. A Dinamarca comprou
400 kits GBU-31 e 120 bombas BLU-109 por US$ 40 milhões.
O EAU comprou 500 JDAM para armar seus F-16 Block 60. O UAE comprou
mais 200 GBU-32 em 2008. Em agosto de 2005 Singapura noticiou que queria
comprar 150 JDAM para equipar seus F-15SG Strike Eagle. O contrato foi finalizado
no fim de 2006. Em junho de 2006 o Paquistão pediu autorização
para comprar 500 kits como parte da compra de caças F-16.
O AMX ACOL modernizado
está capacitado para disparar as GBU-32.
Detalhes da seção
traseira de uma GBU-38 mostrando os atuadores e os conectores.