Sistema de alerta de aproximación de misiles

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Un sistema de advertencia de aproximación de misiles (MAW) forma parte del paquete de aviónica de algunos aviones militares. Un sensor detecta misiles atacantes. Su advertencia automática indica al piloto que debe realizar una maniobra defensiva y desplegar las contramedidas disponibles para interrumpir el seguimiento del misil.

Los sistemas de misiles tierra-aire guiados (SAM) se desarrollaron durante la Segunda Guerra Mundial y comenzaron a hacerse notar en la década de 1950. En respuesta, se desarrollaron contramedidas electrónicas (ECM) y tácticas de vuelo para superarlos. Demostraron ser bastante exitosas siempre que se diera una advertencia de amenaza confiable y oportuna.

El análisis de las pérdidas de aeronaves debido a la acción enemiga desde la década de 1960 muestra que al menos el 70% de todas las pérdidas se atribuyeron a misiles pasivos de búsqueda de calor , es decir, misiles guiados por infrarrojos (IR) ^{[ cita requerida ]} . Esto podría resultar sorprendente, dado que los sistemas SAM guiados por radar tienen mayores alcances de ataque, son más rápidos, tienen un mayor potencial de maniobra, llevan ojivas más grandes y están equipados con espoletas de proximidad .

La principal razón por la que los misiles guiados por infrarrojos resultaron tan eficaces fue que se tardó mucho más en desarrollar sistemas de alerta eficaces contra ellos. La mayoría de los aviones derribados nunca supieron que se acercaban los misiles. Por otra parte, los receptores de alerta por radar demostraron su eficacia ya a principios de los años 70, lo que mejoró considerablemente la tasa de supervivencia de los aviones frente a las amenazas por radar.

Los primeros misiles aire-aire IR aparecieron en la década de 1950. La tecnología permitió diseños de misiles más compactos e hizo posible desarrollar sistemas de defensa aérea portátiles IR (MANPADS), es decir, misiles lanzados desde el hombro, que comenzaron a funcionar en la década de 1960.

Los MANPADS IR son relativamente baratos, bastante robustos, fáciles de manejar y difíciles de detectar. Tampoco requieren la infraestructura que suele asociarse con los despliegues de misiles antiaéreos guiados por radar, que a menudo revelan su presencia.

Se han fabricado enormes cantidades de MANPADS (desde 1970 se han producido hasta 700.000 ^[1] ). Durante la Guerra Fría y la era inmediatamente posterior a la Guerra Fría, proliferaron grandes cantidades. Se encuentran disponibles y son asequibles en el mercado negro cantidades sustanciales que han acabado en manos de organizaciones "no estatales" o de la denominada amenaza "asimétrica" ​​(una estimación de Jane's Intelligence Review de febrero de 2003 eleva esta cifra a 150.000 ^[2] ). Un artículo titulado "Proliferation of MANPADS and the Threat to Civil Aviation" (Proliferación de MANPADS y la amenaza a la aviación civil) del 13 de agosto de 2003 del Jane's Terrorism and Insurgency Centre estima que el precio en el mercado negro de MANPADS como el SA-7 podría ser de tan solo 5.000 dólares. ^[3]

La información sobre el paradero de los MANPADS, especialmente en manos de organizaciones "no estatales", suele ser vaga y poco fiable, lo que, a su vez, dificulta prever dónde y cuándo se producirán ataques con MANPADS.

Los MANPADS de segunda y tercera generación aparecieron en la década de 1980 y aumentaron aún más el rendimiento y la eficacia de los MANPADS debido a la nueva tecnología avanzada de cabezales buscadores, motores de cohetes mejorados y mejoras aerodinámicas. Su rendimiento mejoró en términos de alcance letal, ángulo de lanzamiento mínimo, potencial de maniobra y ángulos de ataque en todos los aspectos (los MANPADS de primera generación estaban restringidos solo a ataques en el sector trasero). También se volvieron más resistentes a los ECM .

Por lo tanto, los MANPADS se volvieron aún más letales, específicamente contra plataformas más vulnerables, como helicópteros, aviones ligeros y aviones de transporte comercial y militar (durante las aproximaciones y despegues). La menor velocidad de estas plataformas las obliga a pasar más tiempo dentro de las zonas de ataque de los MANPADS en comparación con los aviones de combate y de ataque de alto rendimiento.

Se han registrado al menos 35 ataques con MANPADS contra aeronaves civiles. Veinticuatro de ellos fueron derribados y murieron unas 500 personas en el proceso.

La protección de las aeronaves contra los misiles guiados por infrarrojos depende en la mayoría de los casos, en primer lugar, de la detección y alerta fiables de los misiles y, en segundo lugar, de la aplicación de un ECM eficaz.

Una excepción a esto son los bloqueadores de infrarrojos omnidireccionales que no utilizan en absoluto la advertencia de misiles, ya que simplemente irradian energía infrarroja modulada mientras están encendidos. Estos bloqueadores han existido desde la década de 1970 y, cuando se aplicaron las técnicas de modulación de interferencia correctas, fueron razonablemente eficaces contra los MANPADS de amplitud modulada de primera generación, que operaban en la banda del infrarrojo cercano (1 a 2 micrómetros (μm)). La llegada de los MANPADS de segunda y tercera generación cambió eso. Operan en la banda del infrarrojo medio (3 a 5 μm) y utilizan técnicas de modulación más avanzadas (por ejemplo, modulación de frecuencia). En lugar de bloquear estos misiles, el bloqueador de infrarrojos omnidireccional se convirtió en una fuente hacia la que los misiles podían dirigirse.

Proporcionar una advertencia oportuna contra los MANPADS infrarrojos es un desafío. No avisan de su presencia antes del lanzamiento, no dependen de infrarrojos activos, guía de radar o un designador láser, que posiblemente emitirían una radiación detectable. Por lo general, son del tipo "disparar y olvidar", y pueden fijar y atacar un objetivo, correr hacia él y destruirlo en segundos. Tienen una firma de radar pequeña pero visible y también un propulsor que arde, dependiendo de la plataforma, normalmente durante un período muy breve.

Los MANPADS son armas de alcance relativamente corto, normalmente de hasta cinco kilómetros, con un alcance de destrucción de entre uno y tres kilómetros. Por lo tanto, dejan muy poco margen de error para contrarrestarlos de manera efectiva, ya que el tiempo de impacto (TTI) en un objetivo a un kilómetro es de solo unos tres segundos. El TTI para objetivos a tres y cinco kilómetros también es relativamente corto: solo siete y un poco más de once segundos respectivamente.

La MAW debe proporcionar una alerta fiable y oportuna para permitir respuestas adecuadas para contrarrestar los lanzamientos de misiles. Es esencial contar con una probabilidad de alerta cercana al 100% y con tiempos de reacción muy rápidos (del orden de un segundo) para contrarrestar los lanzamientos de misiles cercanos.

La tripulación aérea confiará en el sistema solo si tiene plena confianza en él. El MAW también debe tener tasas de falsas alarmas (FAR) suficientemente bajas, incluso cuando esté iluminado por múltiples fuentes (que pueden incluir amenazas) desde diferentes direcciones.

Los tiempos de respuesta rápidos y el FAR bajo son requisitos inherentemente conflictivos. Una solución aceptable requiere un enfoque equilibrado para proporcionar el resultado final más exitoso sin comprometer el POW. Dado que una advertencia de tiempo hasta el impacto (TTI) más larga es casi invariablemente deseable, esto lleva a la conclusión de que existe algo así como un FAR demasiado bajo: todos los sistemas de advertencia recopilan datos y luego toman decisiones cuando se alcanza un cierto nivel de confianza. Las falsas alarmas representan errores de decisión, que (suponiendo un procesamiento óptimo) solo se pueden reducir reuniendo más información, lo que significa tomar más tiempo, lo que inevitablemente resulta en una reducción del tiempo hasta el impacto. La mayoría de los usuarios tolerarían un FAR mayor (hasta cierto punto en que comience a limitar las operaciones) en lugar de un TTI reducido, porque su probabilidad de supervivencia depende bastante directamente del TTI, que representa el tiempo en el que se pueden implementar contramedidas.

La información precisa sobre el acimut y el ángulo de ataque (AOA) puede ser otro requisito muy importante. Los sistemas de contramedidas IR direccionales (DIRCM) dependen de los sistemas MAW para un apuntamiento inicial lo suficientemente preciso (aproximadamente dos grados) para garantizar que el DIRCM adquiera y ataque los misiles entrantes de manera oportuna y exitosa.

El AOA preciso también es importante para decidir la dirección de lanzamiento de los señuelos de contramedida (bengalas). Es vital evitar la situación en la que la plataforma y los señuelos lanzados permanezcan dentro del campo de visión instantáneo (IFoV) de los misiles entrantes. En situaciones como esa, los misiles podrían muy bien, una vez que pasen los señuelos, impactar la plataforma. Esto es de particular importancia cuando la separación entre los señuelos y la plataforma es demasiado larga, como es el caso de los aviones que vuelan a baja velocidad.

Un AOA preciso es aún más importante cuando la plataforma debe maniobrar preferentemente al lanzar señuelos para aumentar la distancia de falla. Esto es más aplicable a los aviones rápidos, donde su alta velocidad tiende a anular la separación causada por la velocidad de eyección del señuelo. Un giro hacia los misiles que se aproximan para establecer/aumentar el ángulo entre el señuelo y la plataforma es especialmente importante en los casos en que un misil se acerca por detrás entre los sectores de las cinco o las siete en punto. Si el AOA no es lo suficientemente preciso, el piloto podría muy bien virar en la dirección equivocada y prepararse para la situación descrita anteriormente.

El sistema también debe estar completamente automatizado, ya que el tiempo de reacción humana en casos relevantes (lanzamientos de corto alcance) es demasiado largo.

Los aviones ligeros, helicópteros y cazas suelen tener espacio y capacidad de masa limitados para equipamiento adicional. El sistema también puede provocar una resistencia aerodinámica adversa, lo que exige un tamaño físico y una cantidad de cajas mínimos. Además, el consumo de energía debe mantenerse dentro de la capacidad del sistema eléctrico de la plataforma.

Es conveniente contar con funciones integradas de visualización y control para evitar la duplicación en los paneles de instrumentos donde el espacio es limitado. Si una plataforma está equipada con sistemas de alerta de radar y de misiles, la interfaz hombre-máquina (HMI) debe mostrar ambas amenazas de forma clara e inequívoca.

La HMI integrada también debe indicar el estado operativo del sistema, el estado de servicio, el modo de operación, las cantidades restantes de señuelo, etc. Los paneles de control separados solo se justifican para fines de seguridad del vuelo, como el encendido y apagado del ECM y las funciones de expulsión del señuelo.

La adquisición de sistemas de autoprotección de guerra electrónica tiene implicaciones de costo directas e indirectas.

Los costos directos incluyen el precio inicial del sistema, las piezas de repuesto y el equipo de prueba para garantizar que el rendimiento y la disponibilidad de los sistemas se mantengan durante todo su ciclo de vida.

La instalación e integración de sistemas EW en aeronaves es otro costo directo

El costo indirecto, por otro lado, implica la degradación del rendimiento de la aeronave como resultado de tener el sistema a bordo, lo que a su vez impacta negativamente en el costo operativo de la aeronave.

Por lo tanto, el precio inicial más bajo de un sistema no necesariamente ofrece la mejor solución, ya que se deben tener en cuenta todos los factores. La relación costo-beneficio general de los sistemas, es decir, la relación precio-rendimiento, es más importante a la hora de decidir qué sistema seleccionar.

Este artículo contiene una lista de pros y contras . Por favor, ayúdenme a reescribirlo en secciones consolidadas según los temas. ( Julio de 2013 )

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Se han utilizado tres tecnologías diferentes para los sistemas MAW, es decir, sistemas basados ​​en: radar de pulso-Doppler , infrarrojo y ultravioleta . Cada tecnología tiene sus ventajas y desventajas que se pueden resumir de la siguiente manera:

Ventajas

• Puede medir la distancia y la velocidad de los misiles que se aproximan, por lo que puede determinar el tiempo hasta el impacto (TTI) y optimizar el momento de la emisión de contramedidas ( bengalas ).
• No depende de que la unidad de propulsión del misil esté en llamas.
• Menos sensible a las condiciones climáticas.

Desventajas

• En entornos de amenazas sofisticadas, los sistemas activos podrían revelar la presencia de la aeronave con la radiación del radar de la MAW y, por lo tanto, aumentar su vulnerabilidad.
• El alcance de detección de misiles pequeños con una sección transversal de radar baja, como los MANPADS, es limitado y podría resultar en un tiempo de advertencia marginal y, en consecuencia, en una distribución tardía del señuelo.
• No se puede medir la dirección con la suficiente precisión para dirigir los sistemas DIRCM .
• Susceptible a falsas alarmas causadas por otras fuentes de RF.
• Puede causar interferencias con los radares de control del tráfico aéreo terrestre si la frecuencia de operación no se selecciona con cuidado.
• Más difícil de integrar que los sistemas pasivos debido a las limitaciones espaciales.

Ventajas

• En buenas condiciones climáticas, la transmisión atmosférica de la radiación IR tiende a ser mejor que la de la radiación UV , ciega al sol .
• Potencialmente, se pueden lograr rangos de detección más largos en altitudes donde no hay interferencias del suelo.
• Potencialmente se puede detectar el calor cinético de los misiles después de que se quema el motor en altitud, pero probablemente no a bajo nivel debido al alto ruido de fondo IR.
• Proporciona buena información de AOA para apuntar un DIRCM y tomar buenas decisiones con respecto a la dirección y maniobra de dispensación del señuelo.

Desventajas

• Transmisión de infrarrojos muy baja a través del agua líquida y el hielo, lo que impide su funcionamiento en cualquier condición climática. Incluso unas pocas decenas de micrómetros de agua en la lente o en la atmósfera entre la amenaza y el sensor son suficientes para cegar de manera efectiva tanto a los sensores MWIR como a los LWIR.
• Debe competir con enormes cantidades de interferencias infrarrojas naturales (solar) y provocadas por el hombre.
• Por lo tanto, la tasa de falsas alarmas y/o la probabilidad de advertencia constituyen un gran problema contra los misiles tierra-aire debido al alto ruido de fondo IR que se origina en la Tierra.
• Se necesita una gran potencia informática para aliviar el problema de las falsas alarmas, lo que a su vez aumenta los costes.
• En algunos sistemas se utilizan dos detectores de color para ayudar a suprimir el ruido de fondo y reducir el FAR. Si bien esto resuelve algunos problemas, crea otros, ya que complica aún más el sistema debido a los requisitos ópticos, de sensibilidad y de una tasa de píxeles extremadamente alta que afectan negativamente al costo y la confiabilidad.
• No se puede proporcionar información sobre el alcance real.
• Tradicionalmente, los detectores IR tienen campos de visión instantáneos muy estrechos para lograr una relación señal-objetivo suficientemente buena. Por lo tanto, se requieren grandes conjuntos de detectores para proporcionar una cobertura azimutal de 360°, lo que constituye otro factor de costo.
• Requiere detectores refrigerados, lo que complica el soporte logístico del ciclo de vida y genera un alto costo de propiedad.
• El rango de detección podría ser limitado frente a los futuros motores de cohetes con nueva tecnología de baja emisión de IR/UV.

Ventajas

• Opera en una región de longitud de onda espectral UV ciega a la luz solar y, por lo tanto, no tiene falsas alarmas naturales (solar). Por lo tanto, los sistemas MAW basados ​​en UV tienen un problema de falsas alarmas mucho menor que resolver en comparación con los sistemas basados ​​en IR.
• Muy buena probabilidad de advertencia en entornos con mucho desorden de fondo.
• Funciona en todo tipo de clima, ya que es inmune a la interferencia solar y apenas se ve afectado por el agua líquida.
• Amplio campo de visión instantáneo.
• Proporciona muy buena información de AOA para una buena toma de decisiones en la distribución de señuelos, maniobras y para apuntar los DIRCM.
• Tiene un tiempo de respuesta rápido contra lanzamientos de misiles cercanos.
• Es un sistema más simple que las tecnologías Doppler de pulso e IR.
• No requiere refrigeración y sólo necesita una potencia informática moderada.
• Bajo costo del ciclo de vida.

Desventajas

• Para detectar misiles que se aproximan, el motor del misil debe estar encendido: se requieren las altas temperaturas de combustión efectiva asociadas con los motores de cohetes de combustible sólido.
• Los sistemas basados ​​en infrarrojos probablemente sean mejores en altitud, pero los ultravioleta son mejores contra misiles tierra-aire.
• No se puede proporcionar información sobre el alcance real, pero se puede derivar el TTI del rápido aumento en la amplitud de la señal del misil que se aproxima.
• El rango de detección podría ser limitado frente a los futuros motores de cohetes con nueva tecnología de baja emisión de IR/UV.

Los sistemas MAW disponibles actualmente, así como los que se encuentran en desarrollo, representan los tres tipos de tecnologías. Cada tecnología tiene puntos fuertes y débiles y ninguna ofrece una solución perfecta.

Francia

• MWS-20 (Damien) originalmente de Dassault Electronique (ahora Thales )

Israel

• EL/M-2160 (ALQ-199) de ELTA

Japón

• J/APQ – 1* de Mitsubishi Electronic Corporation

Rusia

• LIP MAW (sistema obsoleto)
• Arbalet-D de Phazatron NIIR Corporation

Reino Unido

• PVS 2000 originalmente de GEC Marconi y Plessey Avionics (ahora SELEX y Thales) (sistema obsoleto) ^[4]

Reino Unido e Italia

• AMIDS de SELEX y Elettronica (componente de Praetorian DASS , desarrollado a partir de PVS 2000) ^[5]

A NOSOTROS

• AN/ALQ – 127 originalmente de Westinghouse (ahora Northrop Grumman ) (sistema obsoleto)
• AN/ALQ – 153 originalmente de Westinghouse (ahora Northrop Grumman) (sistema obsoleto)
• AN/ALQ – 154 de AIL (sistema obsoleto)
• AN/ALQ – 156 de BAE Systems EI&S

Francia

• DDM-SAMIR/DDM-NG de Sagem y MBDA ^[6]

Alemania

• PIMAWS de BGT (no se sabe con certeza el estado de producción o desarrollo)

Alemania y Francia

• MIRAS de Hensoldt (Hensoldt Holding GmbH), Thales y Airbus DS GmbH

India

• DCMAWS de DARE (laboratorio de DRDO ). ^{[7] [8] [9]}

Israel

• PATAS de Elisra

Italia

• Leonardo MAIR ^[10]

Rusia

• Presidente-S (BKO) de KRET y del Instituto de Investigación Científica Ekran ^[11]

Turquía

• IRIS 200 de Aselsan ^[12]

Reino Unido

• ELIX-IR de Thales UK (no se sabe con certeza el estado de producción o desarrollo)

A NOSOTROS

• AN/AAR 44B de L-3 Cincinnati Electronics
• MIMS de Northop Grumman (no se sabe con certeza el estado de producción/desarrollo)
• JATAS, en desarrollo por Alliant Techsystems (ATK) y BAE Systems bajo un contrato de la Armada de los Estados Unidos, con un despliegue operativo inicial programado para fines de 2015
• AN/AAR-56 de Lockheed Martin para F-22 (operativo)
• Sistema de apertura distribuida (DAS) AN/AAQ-37 de Northrop Grumman o Raytheon para el F-35 (operativo)

Estados Unidos e Israel

• PATAS - 2 de Raytheon y Elisra

Alemania

• AN/AAR-60 o MILDS (sistema de detección de lanzamiento de misiles) de Hensoldt Holding GmbH. ^[13]

India

• UVMAWS de DRDO ^[14]

Israel

• Guitarra – 350 de Rafael (Incierto estado de producción/desarrollo)

Rusia

• 101KS-U parte del sistema electroóptico (EO) 101KS Atoll para el avión de quinta generación Su-57 de la Fuerza Aérea Rusa.

Suecia/Sudáfrica

• MAW 300 de Saab Avitronics ^[15]

Turquía

• IRIS 100 de Aselsan ^[16]

A NOSOTROS

• AN/AAR-47 con sensores AN/AAR-47A(V)2 mejorados.
• AN/AAR-54 originalmente de Westinghouse (ahora Northrop Grumman)
• AN/AAR-57 originalmente de Sanders (ahora BAE Systems EI&S) ^[17]

• Sukhoi Su-30MKM MAW-300
• Receptor de alerta de radar
• Sistema de guía de misiles pasivo (sistema de guía por infrarrojos)
• Contramedidas direccionales por infrarrojos
• Contramedidas electrónicas
• Localización por radar activa

• Autoprotección de aeronaves (PDF)
• Guía de misiles guiados por calor