terça-feira, 17 de março de 2020

Alcance de Mísseis – Teoria e Realidade


Com a Guerra na Síria a pleno vapor, e com a Turquia aumentando sua participação em um conflito que inicialmente era uma guerra civil, começaram a surgir combates aéreos entre aeronaves turcas e sírias, com a TuAF (Força Aérea Turca) inclusive chegando a abater, com caças F-16 e mísseis AIM-120, algumas aeronaves de da SyAAF (Força Aérea Síria) em missões CAS (apoio aéreo aproximado). A TuAF enviou caças para missões CAP (patrulha aérea de combate) depois que aeronaves da SyAAF causaram mais de 30 baixas entre os turcos.

Em resposta a este desenvolvimento, a SyAAF anunciou que enviaria caças Mig-29, armados com mísseis R-77, para fazer missões de CAP e escolta. Ao que parece, a TuAF reduziu as CAP dos seus F-16, indicando que estão levando a sério a possibilidade de combates com os MiG-29 e preferem não correr riscos.

Tanto a mídia especializada como as pessoas que acompanham a temática ficaram em polvorosa, com torcidas de um lado e do outro, surgindo muitas coisas que não tem bases com a realidade.

O GBN, preparou um artigo simplificado, com o intuito de contribuir com nossos leitores, ampliando seus conhecimentos.


F-35C Lightining II lançando um AIM-120 AMRAAM.

QUAL É O ALCANCE DE UM MÍSSIL?

Muitos debates iniciam com afirmações como o caça “X” com o míssil “Y” pode abater alvos a 200 km, gerando análises do tipo “super trunfo”, com os lados apresentando apenas as fichas técnicas dos AAM (mísseis ar-ar) e dos caças.

Mas para entender melhor o assunto, a primeira informação é que as especificações não são algo sagrado, até mesmo em literaturas dos próprios fabricantes é possível encontrar divergências. A razão é que a informação é apenas simplificada. Quando um fabricante por exemplo diz que o míssil “Y” tem um alcance de 100 km.

Como se é de esperar, o fabricante informa o alcance do míssil, ele vai apresentar o maior valor possível. Este é o alcance cinemático, que é o alcance físico máximo do míssil em condições ideais, geralmente algo do tipo, contra um alvo grande e não manobrável (ex: avião de transporte), com lançador e alvo na mesma e elevada altitude (por exemplo, 30-35 mil pés), ambos à mesma velocidade (geralmente em torno de Mach 0,9), em determinadas condições ambientais, e ambos em aspecto frontal (alvo à frente) e alinhamento perfeito (atitude, ou ângulo entre as aeronaves, é 0º). Este geralmente é o alcance que o fabricante se refere na ficha técnica, os tais 100 km.

Em combate real, o disparo de mísseis quase nunca é feito próximo do alcance cinemático por algumas razões – primeiro porque o alvo vai manobrar quando detectar o disparo, as condições de altitude, as posições não são o alinhamento frontal perfeito, as altitudes e velocidades, além das condições ambientais, também não são as mesmas utilizadas ao determinar o alcance, e por aí vai. Ou seja, o alcance cinemático pode variar bruscamente frente a mudanças relativamente pequenas de atitude, altitude e velocidade, por exemplo.



Por isso, além do alcance cinemático, a análise também considera o alcance efetivo, que é uma fração do alcance cinemático, geralmente entre 50 e 75%, em que o alvo tem muito menos condições de fugir. O alcance do míssil Y já caiu para 50-75 km, mas este valor varia muito menos que o alcance cinemático com diferenças relativamente pequenas de altitude, atitude e velocidade.

Considerando-se que o alvo não é um avião de transporte, mas sim um caça, entra um outro alcance, que é a NEZ (No Escape Zone), que é menor que o alcance efetivo, geralmente em torno de 75% dele, ou seja, algo em torno de 35 – 56 km para o míssil Y. E é dentro da NEZ que a maioria dos abates reais acontecem, e as manobras do inimigo já são levadas em consideração, ou seja, dentro da NEZ o inimigo tem pouca chance de escapar, ainda que faça manobras evasivas.

Outro ponto a se levar em consideração é a propulsão do míssil. A maioria dos mísseis utiliza motores foguete, o que significa que vão exaurir o combustível em pouco tempo e a partir daí só vão perder energia, especialmente com manobras ou mudanças de altitude.

Entretanto, mísseis como o MBDA Meteor, que usam propulsão ramjet, continuam com o motor em funcionamento por praticamente todo o engajamento, o que pode aumentar significativamente sua NEZ.

Outro fator a se levar em consideração é a trajetória do míssil. A maioria deles voa mais ou menos em linha reta para engajar seus alvos, dando o menor tempo de voo possível. Entretanto, em algumas situações de alcance extremo, pode ser preferível uma trajetória “loft”, em que o míssil vai subir bastante e depois virar para baixo para atacar o alvo. Poucos mísseis podem usar esta trajetória, e mesmo os que podem não vão fazê-lo em todas as situações.

Finalmente, temos que levar em consideração questões de atitude, altitude, aspecto e velocidade; todos os alcances acima são para engajamentos iniciados no aspecto frontal, atitude tão próxima de 0º quanto possível, e à mesma altitude e velocidade no momento do disparo.

Engajar um alvo que não esteja à mesma altitude do lançador significa que o míssil perderá energia ao ganhar altitude e/ou enfrentar o ar mais denso das baixas altitudes. Da mesma forma, um engajamento no aspecto traseiro significa que o alvo está se afastando durante o engajamento, forçando o míssil a, literalmente, ‘correr atrás’ do alvo.

Quanto à combinação entre aspecto, velocidade e alcance, há um fato curioso – maior velocidade do alvo significa maior alcance num engajamento em aspecto frontal e menor alcance no engajamento em aspecto traseiro, enquanto que a menor velocidade tem o efeito inverso. Ou seja, a velocidade pode facilitar ou dificultar o engajamento, dependendo das circunstâncias.

O alcance num engajamento em aspecto traseiro pode reduzir o alcance para 10% do alcance em aspecto frontal, e um engajamento com as aeronaves em aspecto lateral pode reduzir o alcance a 50%; em ambos os casos a redução depende das velocidades do alvo e do atacante.

A velocidade e a altitude do lançador também são importantes. A grosso modo, quanto mais alto e mais rápido o lançador está, maior será o alcance cinemático do míssil, geralmente também aumentando a NEZ.

De forma geral o combate aéreo pode ser reduzido ao seguinte – você procura colocar o inimigo dentro da sua NEZ ao mesmo tempo em que faz de tudo para não cair na NEZ do inimigo.

SAM surface-to-air missile Buk-M2E (9K317E).
Quanto aos SAM (Surface Air Missiles)? Os mesmos conceitos se aplicam, com a diferença que o míssil sempre parte de baixas altitudes e com velocidade e altitude iniciais zero. É por isso que um SAM tem alcance bastante inferior a um AAM que use o mesmo projétil. O RIM-7 Sea Sparrow, por exemplo, tem apenas 25% do alcance do AIM-7 Sparrow, que usa o mesmo projétil. Para contornar tais limitações, os SAM geralmente recorrem a boosters (pequenos motores foguete, geralmente descartados após o lançamento) ou a projéteis maiores que os lançados do ar, já que geralmente o aumento de peso não é tão crítico como em aeronaves.

RIM-7 Sea Sparow
Finalmente, um último aviso em relação aos alcances – como os militares não costumão divulgar dados completos, apresentando apenas pontos positivos, é bem possível que os alcances reais dos mísseis sejam maiores ou menores do que o fabricante é autorizado a divulgar, o que influencia nas análises, mas não muda os princípios básicos mencionados até aqui.

SENSORES

A “Kill chain” (corrente da morte) de F2T2EA (Find, Fix, Track, Target, Engage, Assess) deve ser realizada a cada ação militar. Disparar mísseis é o elo “E” (engajar). Para quebrar a corrente, basta quebrar um dos elos, o quanto antes melhor.

De nada adianta o míssil ter centenas de quilômetros de alcance, se o vetor de lançamento não tiver antes concluído as demais etapas da corrente, e de nada adianta engajar se não fizer, depois do engajamento, uma avaliação dos resultados do engajamento: o alvo pode, por quaisquer motivos, não ter sido atingido, podendo até, em certos casos, contra-atacar.

Os valores reais dos alcances acima, especialmente a NEZ, dependem muito dos sensores e sistemas instalados no lançador e no alvo. Na guerra aérea, o sensor mais importante ainda é o radar, pois apresenta maior alcance e robustez frente a condições climáticas. A desvantagem é que sistemas como o RWR (Radar Warning Receiver) alertam o alvo para emissões de radar, e a mudança nos padrões de emissão (necessárias conforme os elos da corrente mudam) ajudam nas medidas defensivas.

Radares mais modernos, com capacidades como AESA (varredura eletrônica ativa) e CEC (capacidades de engajamento cooperativo, em que sistemas de outras unidades aliadas, como aeronaves, auxiliam no engajamento), podem aumentar a NEZ do mesmo míssil em comparação a situações sem AESA e/ou CEC.

Este é um dos grandes atrativos de sistemas como o E-99 AEW – seu enorme radar pode aumentar significativamente a eficiência de caças sob sua tutela. Dependendo da combinação de sistemas e sensores, é até mesmo possível que um caça consiga disparar um míssil com o radar desligado, confiando em informações de um AEW transmitidos por meios seguros como data link; com isso, sistemas RWR do alvo não são alertados, exceto quando o míssil ligar seu radar interno, o que geralmente só acontece a curtíssimas distâncias, em que pouco ou nada pode ser feito para evitar o abate.

Os IRST (Infra-Red Search and Track) vêm ganhando espaço já que, ao contrário do radar, conseguem detectar o inimigo sem fazer emissões. Entretanto, no estado atual da tecnologia, os IRST não só tem alcances bem menores que os radares, como também são muito mais suscetíveis a situações climáticas como nuvens.

Sensores de IRST do Rafale,
Entretanto, assim como há vários alcances para os mísseis, também há vários “alcances” para os sensores; os valores mencionados para os sensores geralmente são os de rastreio, ou seja, o atacante já sabe onde o alvo está e direciona todo o poder do sensor numa região relativamente pequena do céu. Alcances de busca são muito menores, pois o sensor tem que distribuir seu poder para faixas maiores do céu. E os alcances ainda podem ser reduzidos pelo inimigo, através de EW e LO, dos quais falaremos mais adiante.

NOE, EW, LO, VANT, ARM, SEAD, DEAD, A2AD, IADS

Ninguém quer facilitar a vida do inimigo, e há diversos meios e técnicas para quebrar a corrente, ou pelo menos para reduzir as distâncias em que o inimigo consegue encaixar os elos.

Uma técnica bastante utilizada, e que de certa forma já foi mencionada anteriormente, é o voo a baixa altitude. Da mesma forma como a altitude favorece o atacante ao aumentar o alcance do míssil e o alcance do radar, voar a baixa altitude reduz ambos. Em algumas situações, aeronaves voam NOE (Nape off Earth) para dificultar a detecção, técnica relativamente simples mas bastante eficiente, especialmente contra radares em solo.

Mas o voo NOE é complicado. Muitos casos de CFIT (colisão com o solo em voo controlado) em combate ocorrem justamente em NOE, já que a pouca distância do solo reduz muito as possibilidades do piloto. Além disso, os esforços estruturais são maiores, o que complica a manutenção e reduz a vida útil da aeronave, além de aumentar a fadiga dos pilotos. Finalmente, voos NOE aumentam consideravelmente o consumo de combustível, reduzindo sensivelmente o alcance de combate.

Além do aspecto puramente cinético (o míssil gasta muita energia pelo atrito com o ar mais denso das baixas altitudes), há de se levar também em consideração que o ruído do solo (as ondas de radar se espalham, e ao bater em obstáculos e no próprio solo) e a curvatura da Terra acabam por reduzir o alcance efetivo dos radares.

Outros meios amplamente utilizados para fugir ao alcance dos radares são a EW (Eletronic Warfare) e técnicas LO (pouco observáveis, ‘”Stealth”). Na prática, ambos tem o mesmo efeito, que é diminuir as distâncias de encaixe dos elos, dando ao inimigo menos oportunidades de engajamento. É possível combinar as técnicas para diminuir ainda mais o alcance de burn through (alcance em que o radar consegue detectar um alvo mesmo com EW, LO e NOE). Sistemas EW também podem ajudar a determinar quem é o inimigo e com que sistemas está tentando engajar sua aeronave.

Os valores de NEZ mencionados anteriormente não levam NOE, EW e LO em consideração, mesmo, porque as variações são muito grandes, especialmente quando as técnicas são combinadas. O uso de EW e/ou LO podem reduzir bruscamente os alcances em que é possível o engajamento, ao ponto em que a aeronave aplicando tais técnicas pode conseguir colocar o inimigo dentro da sua NEZ do antes mesmo de ser localizada, o que dá uma tremenda vantagem em combate.

Além de todas essas considerações, deve-se levar em conta os sistemas de despistamento, como “chaff”, “flare” e “jamming”, que em muitos casos conseguem quebrar o “travamento” do míssil, fazendo com que ele não consiga atingir seu alvo.

O uso de Drones (mais tecnicamente VANT, veículo aéreo não tripulado, sigla em inglês UAV) também é importante no combate aéreo. Alguns drones, como o Harop israelense, podem ser usados como suicidas contra baterias de SAM.

Outra opção importante contra radares, especialmente os utilizados em SAM, são os ARM (mísseis anti radar), como o AGM-88 HARM americano. Tais mísseis geralmente forçam o inimigo a não usar os radares, ou usá-los o mínimo possível, o que diminui consideravelmente a eficiência das defesas inimigas.
F-16C  com AIM-9 Sidewinder, AIM-120 AMRAAM e AGM-88 HARM.


Via de regra, os países fazem uma rede IADS (sistemas integrados de defesas aéreas), em que sistemas em terra e aerotransportados trocam informações para garantir a integridade do espaço aéreo, garantindo assim uma grande capacidade A2AD (anti-acesso / negação de área).

Para conseguir efetuar missões em locais cobertos por A2AD, deve-se “quebrar” a IADS do inimigo. Esta missão é conhecida como SEAD / DEAD (supressão / eliminação das defesas aéreas do inimigo), em que ARM são essenciais. Em muitas guerras, as primeiras missões executadas por aeronaves é exatamente a “quebra” da IADS.

ROE, ORBAT, CONOPS E TREINAMENTO

Um dos fatores determinantes em combate são as ROE (regras de engajamento), ou seja, as regras em que o militar pode acionar o elo do engajamento. As ROE dependem da situação específica, e podem complicar bastante o combate.

Um exemplo clássico foram as ROE da Guerra do Vietnã. Após vários eventos de fogo amigo (aqueles em que uma aeronave aliada é atacado por outra aeronave aliada, geralmente por falhas de identificação / comunicação), os EUA decidiram adotar ROE muito restritivas, que obrigavam à VID (Visual Identification) da aeronave inimiga.

Com isso, o maior alcance dos sensores EW e radares americanos não ajudavam muito em relação às aeronaves norte vietnamitas, que tinham vantagens em relação ao menor tamanho e maior agilidade.

O míssil AIM-7 Sparrow, que tinha sido criado para combate BVR (Beyund Visual Range – além do alcance visual) contra bombardeiros acabou sendo usado como WVR (dentro do alcance visual) contra caças, e sua performance naquele conflito foi sofrível.

Atualmente, o que se pede é a confirmação por pelo menos dois sensores independentes, como RWR + radar ou IRST + radar, para confirmar a identificação do alvo sem precisar de VID. Com isso, o alcance dos engajamentos pode aumentar consideravelmente, tornando o alcance BVR a nova realidade, a menos que as ROE obriguem a VID.

Outros fatores que sempre devem ser analisados junto com especificações quando em situações reais são os CONOPS (conceitos de operações, que entre outras coisas englobam doutrinas e táticas) e ORBAT (ordem de batalha, ou seja, os meios à disposição) de todos os lados, além de fatores menos tangíveis como treinamento, manutenção e logística.

O F-22, por exemplo, é um caça incrível, mas não vai servir para nada se não estiver com a manutenção em dia e/ou sem combustível para voar; um MiG-21 no ar é melhor que um F-22 no hangar.

Finalmente, o treinamento é essencial, pois apenas pilotos e demais operadores bem treinados conseguem extrair todo o potencial da ORBAT em mãos, aplicando os CONOPS da melhor forma possível. O bom treinamento, inclusive, vai ditar as condições em que a melhor coisa a se fazer é simplesmente evitar o combate; mais vale a pena ficar sem lutar do que se arriscar e morrer.

Buscamos evitar ao máximo a menção de sistemas e situações específicas, já que os princípios acima se aplicam a praticamente todos.

Falando mais especificamente das ações turcas sobre a Síria, pode-se observar muitos dos princípios aqui mencionados:

      A TuAF destruiu baterias de SAM dos tipos Buk e Pantsir, mostrando que a SEAD / DEAD é importante para quebrar a IADS e os meios A2AD numa região de interesse.

      Ao que tudo indica, a TuAF utilizou o máximo da sua ORBAT, especialmente F-16 e AIM-120, conforme CONOPS bem estabelecida e por tripulações bem treinadas e supridas.

  As ROE turcas são flexíveis o bastante para permitir abates BVR, pois nos vídeos que alegadamente apresentam os abates não é possível visualizar as aeronaves turcas.

  Pelo menos uma fonte¹ suspeita do uso de aeronaves AEW pela TuAF com modos CEC através do Link 16 (padrão da OTAN), asserção compatível com abates BVR e identificação de alvos mesmo sem VID.

      Com o anúncio, pela SyAAF, de que caças Mig-29 começarão a fazer CAP, a TuAF diminuiu o envio de F-16 para atacar as aeronaves fazendo CAS, evitando assim engajamentos com maior risco para seus caças; isso indica um alto nível de treinamento, que identificou situações potencialmente perigosas para suas forças.


Por: Renato Marçal

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2 comentários:

  1. Excelente matéria. Suscita é uma linguagem para leigos. Meus PARABÉNS. Lendo a matéria fiquei analisando as dificuldade para Desefas SAA. Abater um caça como o Black Bird voando a Mach 3. Mesmo com o missel velocidade de mach 5.

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  2. É justamente algo assim técnico que tanto faz falta nos debates pela internet a fora. Combate aéreo é bem como você falou: não é uma simples disputa ao estilo Super Trunfo. Todo cenário de combate tem suas condições que pesam demais na forma como os combatentes irão agir. Sistemas de armas e vetores representam fatores adicionais nessa longa equação.

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