quarta-feira, 25 de agosto de 2021

Stealth - o que é? O que não é?

São muito comuns, tanto na mídia especializada como na geral, afirmativas errôneas sobre a tecnologia stealth (furtivo, em inglês). O corolário é que também há inúmeras afirmações errôneas sobre sistemas de defesa aérea, especialmente os SAM (mísseis superfície-ar).


Neste artigo, vamos comentar, brevemente, sobre a tecnologia stealth e sobre os SAM, um pouco também sobre radares e sobre as implicações práticas de tais tecnologias na guerra moderna.


O QUE É ‘STEALTH’?

Stealth, em inglês “furtivo”, é o nome popular de um conjunto de tecnologias que fazem parte do grupo LO (Low Observables, literalmente “Pouco Observáveis”). Embora as técnicas e tecnologias LO se apliquem a todos os domínios da guerra desde tempos antigos (camuflagem, por exemplo), o uso de aeronaves com desenhos exóticos tem chamado a atenção desde o final do Século 20.


Boa parte das tecnologias stealth são segredos muito bem guardados pelos EUA e outros países que trabalham nelas, portanto vamos limitar este artigo a informações disponíveis publicamente. Também evitaremos, tanto quanto possível, um aprofundamento em fundamentos científicos que são altamente complexos. Vamos também focar em aeronaves, já que são tanto mais vulneráveis a radares quanto adaptáveis a tecnologias stealth. E também vamos falar principalmente de tecnologias LO contra radares, já que são os sensores antiaéreos com maior alcance.


Recomendamos também a leitura do artigo “Detecção de Aviões Stealth: Desafios e Possibilidades”, do Desembargador Reis Friede. É bastante aprofundado, com um enfoque diferente do que adotaremos aqui.


Por fim, veremos também que nenhuma tecnologia é infalível, e que aeronaves stealth também podem ser derrotadas.


PRIMÓRDIOS DAS TECNOLOGIAS STEALTH


Lockheed F-117 Nighthawk, a primeira aeronave stealth operacional


Por muitos anos, os principais métodos de detecção de inimigos foram os cinco sentidos, por vezes com auxílio de ferramentas como o telescópio para aumentar sua eficiência. Mas o avanço da tecnologia acabaria por encontrar meios que independem dos sentidos.


O radar foi inventado no começo do Século 20, bem como a aviação de combate com aeronaves “mais pesadas que o ar”. Já no começo da Segunda Guerra Mundial o radar era peça importante de um IADS (Integrated Air Defense System, Sistema Integrado de Defesa Aérea), proporcionando uma capacidade A2AD (Anti-Access/Area Denial, Anti-Acesso/Negação de Área) muito grande para quem o utilizasse corretamente.


Incursões aéreas contra a Alemanha Nazista eram vistas quase como suicídio devido à grande competência da IADS alemã, que utilizava radares em terra e embarcados em aeronaves, interceptadores e “flak” (nome popular para AAA, Artilharia Antiaérea) com eficiência mortífera.


Experimentos para enganar os radares foram tentados e surgiram as ECM (Electronic Counter Measures, Contramedidas Eletrônicas) e ECCM (Electronic Counter-Counter Measures, ou “Contra-ECM”), mas os radares continuavam a detectá-las a distâncias consideráveis.


Técnicas como o voo a baixas altitudes, aproveitando-se assim da curvatura da Terra para ‘esconder’ as aeronaves do radar, apresentam várias limitações, mas funcionam muito bem, como os argentinos demonstraram com maestria na Guerra das Falklands (Malvinas) de 1982.


No final da Segunda Guerra, com o advento do jato, houve a impressão de que a vantagem voltava às aeronaves graças ao seu maior desempenho e altitude operacional, inclusive surgindo desenhos como o U-2, que operava a altitudes impensáveis para os canhões das flak.


Mas uma nova ameaça começava a aparecer: os SAM (Surface to Air Missiles, Mísseis Superfície-Ar). Eles surgiram como protótipos ainda na Segunda Guerra Mundial, mas foi a partir do final da década de 1950 que eles realmente se firmaram como uma séria ameaça ao poder aéreo, com o próprio U-2 sendo abatido por um SAM em 1960.


Na Guerra do Vietnã, ficou mais que demonstrado que a combinação inteligente de flak e SAM era extremamente perigosa para a aviação – os SAM forçando ataques a baixa altitude e colocando as aeronaves dentro do envelope das flak. A experiência nessa guerra deixou uma pergunta na mente dos planejadores de guerra aérea: o que fazer quando for necessário enfrentar um inimigo melhor equipado e mais bem treinado que o Vietnã?


Parecia que a IADS estava novamente à frente na eterna “disputa entre espada e escudo” até que, em 1964, o físico e matemático soviético Pyotr Yakovlevich Ufimtsev publicou um artigo cujo título se traduz como “Método das ondas de bordas na teoria física da difração”. Seu trabalho foi pouco reconhecido na URSS por sua complexidade, e a utilidade da teoria foi inicialmente desprezada em seu país.


Pyotr Ufimtsev, o "pai" da tecnologia stealth

Entretanto, na Lockheed dos EUA, o engenheiro Denys Overholser, que trabalhava em técnicas contra radares, percebeu o potencial do artigo e mobilizou uma grande equipe de cientistas para traduzir o complexo trabalho de Ufimtsev e colocá-lo em prática. Em 1971 a USAF publicou o artigo traduzido, classificando-o como ultrassecreto, e foi a partir de então que se começou a trabalhar na tecnologia stealth como a conhecemos hoje.


Já em 1975, graças aos avanços computacionais e aos trabalhos da equipe liderada por Overholser, iniciou-se a construção de duas aeronaves em escala reduzida com o codinome “Have Blue”, cujo apelido jocoso “Hopeless Diamond” (um jogo de palavras com o nome do famoso “Hope Diamond”) era devido não apenas ao fato de o formato ser semelhante aos lados facetados de um diamante lapidado, mas também à “falta de esperança” de que um formato tão exótico pudesse funcionar em uma aeronave real.


Have Blue, aeronave experimental baseado no "Hopeless DIamond". Observe-se a semelhança com o F-117


O primeiro dos dois protótipos voou em 1977, e de fato não foi nada fácil fazer o “Hopeless Diamond” voar – os dois protótipos foram perdidos nos testes. Entretanto, o controle da RCS (Radar Cross Section, Seção Reta Radar, ou a “assinatura radar”) foi comprovado, e a Lockheed recebeu autorização para refinar o trabalho e construir uma aeronave de ataque empregando a técnica.


O resultado foi o F-117A Nighthawk, cuja foto ilustra a abertura deste artigo e que voou pela primeira vez em 1983. Devido ao fato que os anos 1970 e 1980 eram o auge da Guerra Fria, tanto os testes do Have Blue quanto as operações com o F-117 foram conduzidas no mais absoluto segredo, ao redor da famosa Área 51.


COMO FUNCIONA O “HOPELESS DIAMOND”?


É muito fácil se ver num espelho bem à sua frente (ângulo de 180º), mas conforme se inclina o espelho chega-se a um ângulo em que não se pode mais ver o reflexo. Ufimtsev transformou este conhecimento básico em fórmulas matemáticas, e a equipe de Overholser colocou tais fórmulas em programas de computador, que chegaram ao desenho em formato de diamante tão característico do F-117A; basicamente ele combina diversos destes ângulos no mesmo desenho, utilizando principalmente a técnica de PA (Planform Alignment, alinhamento de formas planas).


As superfícies planas do F-117 estão alinhadas de tal forma que não existem ângulos de 90° para que um radar tenha “visão direta” dele. O PA ainda é uma das principais técnicas para a redução da RCS e o formato de diamante “espalha” os reflexos do radar em diversas direções, de maneira que os radares inimigos não conseguem “travar” o F-117 no alvo.


Diagrama simplificado mostrando o efeito do alinhamento de planos no F-117


A relação entre RCS e alcance de detecção é logarítmica, ou seja, deve-se reduzir a RCS em 10 vezes para que o alcance de detecção caia para aproximadamente ½, 100 vezes para que caia para ¼, e por aí vai


Gráfico de RCS x alcance de detecção, retirado do excelente artigo do articulista Ricardo Barbosa sobre a furtividade do F-35.


A evolução dos computadores e modelos matemáticos permite, hoje em dia, que se combinem infinitos planos em curvas; as linhas retas que tanto complicaram o controle do F-117 podem ser fundidas nas curvas graciosas que vemos em desenhos mais recentes, como o YF-23.


Northrop YF-23. Apesar de não parecer, à primeira vista, as curvas do YF-23 seguem os mesmos princípios de alinhamento de planos do "Hopeless DIamond"


Embora os dados reais sobre os valores de RCS de aeronaves VLO seja um segredo muito bem guardado, estima-se que aeronaves como o F-22 e o F-35 apresentem valores de 0,001 m² ou menores, o que potencialmente representa alcances de detecção praticamente iguais ao visual.

Vista superior do F-22. As superfícies de mesmas cores apresentam o mesmo ângulo. Note-se que até o 'ferrão' de cauda e os exaustores dos motores apresentam alinhamento de formas, mostrando o cuidado no design para que o caça tenha VLO em todos os ângulos

O QUE NÃO É STEALTH?


A principal função das tecnologias LO é reduzir a distância em que um radar consegue detectar uma aeronave e, de fato, o F-117 se mostrou capaz de atacar mesmo os alvos mais bem defendidos na Guerra do Golfo de 1991. Nenhum F-117 foi danificado naquela guerra, o que confirmou o potencial das tecnologias LO, e impulsionou os EUA a investir ainda mais na tecnologia, inclusive em mísseis, navios...


Entretanto, na “Operação Força Aliada”, apenas 8 anos mais tarde, os sérvios conseguiram abater um F-117, e fizeram isso com um obsoleto míssil S-125 Neva (denominação OTAN: SA-3 Goa).


O que aconteceu? Os críticos têm razão e a tecnologia stealth é, na verdade, inútil? 


Não tão depressa! Vamos estudar um pouco sobre este abate.

Restos do F-117 abatido sobre a Sérvia, em exposição num museu de Belgrado


A USAF estava tão certa da invulnerabilidade do F-117 que começou a “relaxar” na aplicação da doutrina. A prática de usar uma rota para ingresso (entrada) e outra para egresso (saída), mudando estas rotas a cada missão – tática básica para dificultar o trabalho dos IADS, tanto com aeronaves furtivas como (principalmente) as não furtivas – não estava sendo usada pelos F-117.


Os sérvios eram, e ainda são, exímios operadores de seus IADS. Perceberam rapidamente esta “bobeira” da USAF e se prepararam para aproveitar a oportunidade, sabendo que os Aliados eram rápidos em destruir os radares utilizados para detectar suas aeronaves. Some-se a isto a minúscula RCS do F-117, e os sérvios estavam bem cientes que precisavam ser muito cuidadosos se quisessem obter sucesso.


O Tenente-Coronel Zoltán Dani, comandante da 250ª Brigada de Mísseis de Defesa do Exército da Sérvia (a mesma unidade que um mês depois abateria um F-16), com extrema perícia, posicionou sua bateria de SA-3 ao longo da rota de egresso que os F-117 usavam todas as noites e aguardou.


Quando uma aeronave conseguiu passar pelas defesas sérvias sem ser detectada e atacar um alvo bem defendido em Belgrado, Dani soube que era um F-117. Já dizia o sábio que “a sorte favorece os preparados” e, naquela noite de 27 de março, as portas do paiol de bombas do F-117 apresentaram um defeito e não fecharam.


O interior do paiol de bombas não é stealth como o exterior, o que, somado ao fato dos sérvios terem uma boa noção de onde o F-117 estaria, permitiu que Dani atrasasse ao máximo o momento de ligar o radar. Quando ligado, o radar conseguiu confirmar a localização do F-117 a 23 km, disparando os mísseis a 13 km de distância. O primeiro míssil errou o F-117 mas o segundo o atingiu (não diretamente, mas através do uso da espoleta de proximidade), danificando-o tão gravemente que forçou o piloto a ejetar.


Recentemente, revelou-se que outro F-117 foi atingido pela IADS sérvia, e a situação foi quase idêntica – mesmas rotas de ingresso e egresso, bom planejamento dos defensores...


Observa-se aqui algo que o Comandante Farinazzo, do Canal Arte da Guerra, repete com frequência – não existe sistema perfeito. A tecnologia stealth não é um substituto para os princípios elementares da guerra, como a surpresa, a dissimulação, o bom planejamento e, no caso da guerra aérea, utilizar rotas de ingresso e egresso diferentes entre si e variando-as a cada missão, entre outros princípios.


Outro ponto importante é que, assim como as aeronaves stealth não são invencíveis, os SAM também não são infalíveis. As instalações da petrolífera ARAMCO, da Arábia Saudita, foram atacadas com sucesso, repetidas vezes, por ‘drones’ (SARP, Sistema de Aeronave Remotamente Pilotada) ‘kamikaze’ relativamente simples dos Houthis, provando que mesmo uma defesa excelente (a Arábia Saudita opera os modernos Patriot) pode ser derrotada por um planejamento bem feito e executado, mesmo que se utilize de meios simples.

No topo do gráfico acima temos o gráfico RCS x alcance do avançado radar Nebo-M. As aeronaves convencionais, como o F-15, tem uma RCS (“assinatura radar”) de 10 m² ou mais e podem, teoricamente, ser detectadas pelo 9M82 a mais de 600 km de distância (na verdade outros fatores limitam este alcance, como a curvatura da Terra). Caso o mesmo radar seja utilizado contra o F-35, cuja RCS é de 0,001 m² ou menos, o alcance cai para menos de 70 km (sem contar outros fatores como, por exemplo, interferência eletrônica).


Com isso, uma defesa que seja praticamente hermética contra um F-15 vai parecer um “queijo suíço” para um F-35. O planejamento cuidadoso de missão, auxiliado por um bom equipamento, complementa a furtividade, orientando os caças stealth a evitar os radares principais.


Esquema de uma cobertura radar hermética contra aeronaves 'convencionais'. Observe-se que não há rota direta para atacar o alvo

A mesma cobertura radar, que era hermética contra aeronaves 'convencionais', agora apresenta 'gaps' causados pelo menor alcance contra aeronaves stealth, o que permite ataques diretos ao alvo, caso haja planejamento adequado


Outras formas de reduzir o alcance da detecção de radares são o voo a baixa altitude (típico de mísseis de cruzeiro e ‘drones kamikaze’) e a interferência eletrônica (jamming, ECM). A combinação destas técnicas, especialmente com a furtividade, permite passar até pelas melhores defesas, como Israel tem demonstrado repetidamente sobre a Síria.


CONCLUSÃO


A Arábia Saudita descobriu, da pior forma possível, que mesmo uma defesa bastante cara não garante imunidade contra inimigos que saibam utilizar os recursos que têm em suas mãos, ainda que sejam poucos. O Irã também tem percebido, assim como a Síria e outros, que Israel sabe usar seus recursos com uma eficiência praticamente inigualável.


Isto não significa, entretanto, que tais defesas são inúteis. Prova cabal disto é que a Síria abateu um F-16I, dotado dos sistemas de ECM mais modernos, utilizando um obsoleto míssil S-200 (OTAN: SA-5 Gammon), em fevereiro de de 2018. O motivo do abate, segundo Israel, foi erro humano: o piloto do F-16I insistiu no ataque mesmo quando o procedimento padrão preconizava medidas evasivas, e o resultado foi a perda de uma aeronave caríssima, além do impacto negativo na mídia.


Em contrapartida, uma defesa composta por sistemas altamente capazes, como os Patriot sauditas, não foi capaz de interromper um ataque bem planejado e executado, provando que nenhum sistema é invencível.


Resumindo: stealth não é “manto de invisibilidade” e SAM não é “campo de força”. O uso adequado de suas armas é, muitas vezes, mais importante que as armas em si.


*Renato Henrique Marçal de Oliveira é químico e trabalha na Embrapa com pesquisas sobre gases de efeito estufa. Entusiasta e estudioso de assuntos militares desde os 10 anos de idade, escreve principalmente sobre armas leves, aviação militar e as IDF (Forças de Defesa de Israel)

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