Paja (contramedida)

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La paja , originalmente llamada Ventana ^[1] o Düppel , es una contramedida de radar que implica la dispersión de tiras delgadas de aluminio , fibra de vidrio metalizada o plástico . ^[2] La paja dispersa produce una gran sección transversal de radar destinada a cegar o interrumpir los sistemas de radar. ^[3]

Las fuerzas militares modernas utilizan el chaff para desviar la atención de los misiles guiados por radar activos de sus objetivos. Los aviones y buques de guerra militares pueden estar equipados con sistemas de distribución de chaff para su autodefensa. Durante su fase intermedia , un misil balístico intercontinental puede liberar chaff junto con otras ayudas para la penetración .

Los sistemas de radar contemporáneos pueden distinguir el chaff de los objetivos legítimos midiendo el efecto Doppler ; ^[4] el chaff pierde velocidad rápidamente después de abandonar una aeronave, y el cambio resultante en la longitud de onda del retorno del radar se puede medir. Para contrarrestar esto, una nube de chaff puede ser iluminada por el vehículo defensor con una frecuencia corregida por Doppler. Esto se conoce como JAFF (jammer plus chaff) o CHILL (chaff-illuminated). ^[5]

La idea de utilizar paja se desarrolló de forma independiente en el Reino Unido , Alemania , Estados Unidos y Japón . En 1937, el investigador británico Gerald Touch, mientras trabajaba con Robert Watson-Watt en el radar, sugirió que los tramos de cable suspendidos de globos o paracaídas podrían saturar un sistema de radar con ecos falsos ^[6] y RV Jones había sugerido que trozos de papel de aluminio que cayeran por el aire podrían hacer lo mismo. ^[7] A principios de 1942, la investigadora del Telecommunications Research Establishment (TRE) Joan Curran investigó la idea y se le ocurrió un plan para arrojar paquetes de tiras de aluminio desde aviones para generar una nube de ecos falsos. ^[8] Una de las primeras ideas fue utilizar hojas del tamaño de una página de cuaderno; estas se imprimirían de modo que también sirvieran como folletos de propaganda . ^[9] Se descubrió que la versión más eficaz eran tiras de papel negro con papel de aluminio en su parte posterior, exactamente de 27 cm × 2 cm (10,63 in × 0,79 in) y empaquetadas en paquetes de 1 libra (0,45 kg) de peso cada uno. El jefe del TRE, AP Rowe , bautizó el dispositivo con el nombre en código "Window". En Alemania, una investigación similar había llevado al desarrollo de Düppel . El nombre en código alemán procedía de la finca donde se llevaron a cabo las primeras pruebas alemanas con paja, alrededor de 1942. ^[9] Una vez que los británicos habían transmitido la idea a los EE. UU. a través de la Misión Tizard , Fred Whipple desarrolló un sistema para dispensar tiras para la USAAF , pero no se sabe si alguna vez se utilizó.

Los sistemas utilizaban el mismo concepto de pequeñas tiras de aluminio (o cables) cortadas a la mitad de la longitud de onda del radar objetivo. Cuando eran impactadas por el radar, esas longitudes de metal resuenan y re-irradian la señal. ^[9] A las defensas enemigas les resultaría casi imposible distinguir el avión de los ecos causados ​​por la paja. Otras técnicas para confundir el radar incluían dispositivos de interferencia aerotransportados con nombres en código Mandrel, Piperack, Jostle y Carpet . Mandrel era un inhibidor aerotransportado dirigido a los radares alemanes Freya, ^[10] mientras que Carpet apuntaba al radar de colocación de cañones Würzburg . La ignorancia sobre el grado de conocimiento del principio en la fuerza aérea enemiga llevó a los planificadores a juzgar que era demasiado peligroso para usarlo, ya que el oponente podría duplicarlo. El principal asesor científico del gobierno británico, el profesor Lindemann , señaló que si la Royal Air Force (RAF) lo usaba contra los alemanes, la Luftwaffe lo copiaría rápidamente y podría lanzar un nuevo Blitz . Esto causó preocupación en el Mando de Cazas y el Mando Antiaéreo de la RAF , que lograron suprimir el uso del Window hasta julio de 1943. ^[11] Se pensó que la nueva generación de radares centimétricos disponibles para el Mando de Cazas haría frente a las represalias de la Luftwaffe .

El examen del equipo de radar de Würzburg traído de vuelta al Reino Unido durante la Operación Biting (febrero de 1942) y el reconocimiento posterior revelaron a los británicos que todos los radares alemanes operaban en no más de tres rangos de frecuencia, lo que los hacía propensos a interferencias . Arthur Travers "Bomber" Harris , comandante en jefe (C-in-C) del Mando de Bombardeo de la RAF , finalmente obtuvo la aprobación para usar Window como parte de la Operación Gomorrah , la campaña de bombardeo de una semana de duración contra Hamburgo . La primera tripulación aérea entrenada para usar Window estaba en el Escuadrón 76. Veinticuatro tripulaciones fueron informadas sobre cómo dejar caer los paquetes de tiras de papel aluminizado (se utilizó papel tratado para minimizar el peso y maximizar el tiempo que las tiras permanecerían en el aire, prolongando el efecto), uno cada minuto a través del conducto de bengalas, usando un cronómetro para cronometrarlos. Los resultados fueron espectaculares. Los reflectores maestros guiados por radar vagaron sin rumbo por el cielo. Los cañones antiaéreos disparaban al azar o no disparaban en absoluto y los cazas nocturnos, con sus radares inundados de ecos falsos, no consiguieron encontrar la corriente de bombarderos. Durante más de una semana, los ataques aliados devastaron una amplia zona de Hamburgo, lo que provocó la muerte de más de 40.000 civiles y la pérdida de solo 12 de los 791 bombarderos de la primera noche. Los escuadrones instalaron rápidamente paracaídas especiales en sus bombarderos para facilitar aún más el despliegue de los chaff. Al ver esto como un avance que hacía más seguro el desarrollo de las operaciones, muchas tripulaciones realizaron todos los viajes que pudieron antes de que los alemanes encontraran una contramedida.

Aunque las tiras de metal desconcertaron al principio a los civiles alemanes, los científicos alemanes sabían exactamente lo que eran –Düppel– pero se habían abstenido de utilizarlo por las mismas razones que Lindemann había señalado a los británicos. Durante más de un año surgió la curiosa situación en la que ambos bandos del conflicto sabían cómo utilizar chaff para interferir el radar del otro bando, pero se habían abstenido de hacerlo por miedo a que su oponente respondiera de la misma manera. Window hizo que los cazas Himmelbett (cama de dosel) controlados desde tierra de la Línea Kammhuber no pudieran rastrear sus objetivos en el cielo nocturno e inutilizó las primeras versiones B/C y C-1 de banda UHF del radar de intercepción aerotransportado Lichtenstein (tras la captura de un caza nocturno Junkers Ju 88R-1 por los británicos en mayo de 1943 equipado con él), cegando los cañones guiados por radar y los reflectores que dependían del radar terrestre. El Oberst Hajo Herrmann desarrolló el Wilde Sau (Jabalí) para hacer frente a la falta de una guía terrestre precisa y condujo a la formación de tres nuevas alas de cazas para utilizar la táctica, numeradas JG 300 , JG 301 y JG 302. Los operadores de tierra dirigirían por radio a los cazas monoplaza y a los cazas nocturnos a las áreas donde las concentraciones de chaff eran mayores (lo que indicaría la fuente de la chaff) para que los pilotos de cazas vieran los objetivos, a menudo contra la iluminación de los incendios y los reflectores de abajo. Algunos de los cazas monoplaza tenían el dispositivo FuG 350 Naxos para detectar las emisiones del radar H2S (el primer sistema de radar de escaneo terrestre aerotransportado) de los bombarderos.

Seis semanas después del ataque a Hamburgo, la Luftwaffe utilizó cañones Düppel de 80 cm × 1,9 cm (31,50 in × 0,75 in) de longitud durante un ataque en la noche del 7 al 8 de octubre de 1943. ^[12] En los ataques de 1943 y en el "mini-blitz" de la Operación Steinbock entre febrero y mayo de 1944, los cañones Düppel permitieron que los bombarderos alemanes volvieran a intentar operaciones sobre Londres . Aunque teóricamente eran eficaces, el pequeño número de bombarderos, especialmente en relación con la gran fuerza de cazas nocturnos de la RAF , condenó el esfuerzo desde el principio. Los cazas británicos pudieron volar en gran número y a menudo encontraron a los bombarderos alemanes a pesar de los cañones Düppel . Los alemanes obtuvieron mejores resultados durante el ataque aéreo a Bari en Italia, el 2 de diciembre de 1943, cuando los radares aliados fueron engañados por el uso de los cañones Düppel . ^[13]

Tras el descubrimiento británico de la paja en 1942 por Joan Curran, el astrónomo Fred Whipple y el ingeniero naval Merwyn Bly inventaron conjuntamente la paja en los Estados Unidos . Whipple propuso la idea a la Fuerza Aérea con la que trabajaba en ese momento. ^[14] Las primeras pruebas fallaron porque las tiras de aluminio se pegaban y caían en grumos con poco o ningún efecto. Bly resolvió esto diseñando un cartucho que obligaba a las tiras a frotarse contra él mientras eran expulsadas, adquiriendo una carga electrostática . Dado que todas las tiras tenían una carga similar, se repelían entre sí, lo que permitía el efecto de contramedida completo. Después de la guerra, Bly recibió el Premio al Servicio Civil Distinguido de la Marina por su trabajo.

En el teatro de operaciones del Pacífico , el teniente comandante de la Armada Sudo Hajime inventó una versión japonesa llamada Giman-shi , o "papel engañoso". Se utilizó por primera vez con cierto éxito a mediados de 1943, durante las batallas nocturnas sobre las Islas Salomón . ^[15] Las demandas competitivas por el escaso aluminio necesario para su fabricación limitaron su uso. ^[16] El 21 de febrero de 1945, durante la batalla de Iwo Jima , el Giman-shi se utilizó con éxito antes de un ataque kamikaze al USS  Saratoga . ^[17]

Los buques de guerra británicos en la Guerra de las Malvinas (1982) hicieron un uso intensivo de chaff.

Durante esta guerra, los aviones británicos Sea Harrier carecían de su mecanismo convencional de distribución de chaff. ^[18] Por lo tanto, los ingenieros de la Marina Real diseñaron un sistema de distribución improvisado de varillas de soldadura , pasadores partidos y cuerda, que permitía almacenar seis paquetes de chaff en el pozo del aerofreno y desplegarlos en vuelo. A menudo se lo denominaba la " modificación de chaff de Heath Robinson ", debido a su complejidad. ^[19]

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Aunque la paja produce grandes cantidades de reflejos dispersos que pueden obstruir la pantalla del radar, se filtra fácilmente gracias a que se mueve con relativa lentitud a través del cielo.

El radar puede utilizar el efecto Doppler para distinguir entre aeronaves objetivo y aeronaves de caza que se mueven rápidamente.

El efecto Doppler sólo se produce para el componente de velocidad paralelo al haz del radar.

Para superar este problema, se utilizan grandes cantidades de material descascarillado y luego el avión gira para moverse predominantemente en forma perpendicular a la fuente de radar. También puede girar para minimizar su sección transversal expuesta al haz del radar.

Esto hace que sea más difícil separar las aeronaves de la paja efectivamente estacionaria y se conoce como "muesca", ya que el radar generalmente incorpora una muesca de baja sensibilidad a las frecuencias asociadas con baja velocidad.

Es probable que el efecto sea momentáneo contra los sistemas de radar modernos, pero puede prolongarse mediante el uso de Chill y Jaff como se describe a continuación.

Una de las cualidades importantes de la paja es que es ligera, lo que permite transportar grandes cantidades. Como resultado, después de soltarla pierde rápidamente la velocidad de avance que tenía desde la aeronave o el lanzacohetes y luego comienza a caer lentamente al suelo. Desde el punto de vista de un radar enemigo, la paja se desintegra rápidamente hasta una velocidad relativa cero. Los radares modernos utilizan el efecto Doppler para medir la velocidad de los objetos en la línea de visión y, por lo tanto, pueden distinguir la paja de una aeronave, que continúa moviéndose a alta velocidad. Esto permite que el radar filtre la paja de su pantalla. ^[20]

Para contrarrestar este filtrado, se ha desarrollado la técnica JAFF o CHILL, que utiliza un transmisor de interferencias adicional en la aeronave para reflejar una señal de la nube de señuelos que tenga la frecuencia adecuada para coincidir con la de la aeronave. Esto hace imposible utilizar únicamente el efecto Doppler para filtrar la señal de señuelos. En la práctica, la señal es deliberadamente ruidosa para presentar múltiples objetivos falsos. ^[20]

En esencia, la técnica JAFF es un señuelo externo de bajo costo que mueve los bloqueadores desde la plataforma de lanzamiento hasta el señuelo y utiliza la paja como reflector para proporcionar separación angular. ^[20]

Aunque algunos aviones, como el bombardero Boeing B-52 Stratofortress , todavía utilizan este tipo de material, ya no se fabrica. El material que utilizan aviones como el Fairchild-Republic A-10 Thunderbolt II , el McDonnell Douglas F-15 Eagle , el General Dynamics F-16 Fighting Falcon y el McDonnell Douglas F/A-18 Hornet está compuesto por fibras de vidrio recubiertas de aluminio. Estos " dipolos " de fibra están diseñados para permanecer en el aire el mayor tiempo posible, y tienen un diámetro típico de 1 milésima de pulgada (0,025 mm) y una longitud típica de entre 0,3 pulgadas (7,6 mm) y más de 2 pulgadas (51 mm). El material "superfino" más nuevo tiene un diámetro típico de 0,7 milésimas de pulgada (0,018 mm). El material se transporta en cartuchos tubulares, que permanecen adheridos al avión, y cada uno de ellos suele contener entre 3 y 5 millones de fibras de material. La paja es expulsada del cartucho por un pistón de plástico accionado por una pequeña carga pirotécnica. ^[21]

Las contramedidas de chaff son de dos tipos principales: chaff de onda continua (CW), utilizado contra misiles guiados por radar que operan en una frecuencia continua, y chaff pulsado, utilizado contra misiles que operan en una frecuencia pulsada. ^[22]

No existen muchas investigaciones sobre los efectos de la paja en la salud pública y el medio ambiente. Una revisión de investigación patrocinada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos en 1998 afirmó que "los impactos ambientales, humanos y agrícolas generalizados de la paja tal como se utiliza actualmente en los entrenamientos son insignificantes y mucho menores que los de otras emisiones de origen humano". ^[2]

• Misil antibalístico
• Contramedida
• Contramedida infrarroja
• Contramedida electrónica
• Bengala (contramedida)
• SRBOC (Super Rapid-Blooming Offboard Chaff), un sistema de chaff a bordo

• Goebel, Greg. The Wizard War: WW2 & The Origins Of Radar v.2.0.2, consultado el 26 de mayo de 2021
• Jones, RV (1978). La guerra más secreta: la inteligencia científica británica, 1939-1945 . Londres : Hamish Hamilton . ISBN. 0-241-89746-7.
• Neri, Filippo (2006). Introducción a los sistemas electrónicos de defensa . SciTech Publishing. ISBN 978-1-63-081534-9.

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Chaff .

• BBC: La historia del radar
• Obituario de Joan Curran en The Independent, 19 de febrero de 1999 por Tam Dalyell
• Ventana, Historia del grabado solar y de las impresoras solares
• Discusión sobre Chaff en Global Security.org
• Ventana de la RAF en el Archivo Digital del Centro Internacional de Mando de Bombarderos.