MBDA Meteor, o míssil BVR a ser superado

Alardeado como o melhor míssil BVR da atualidade, o Meteor foi desenvolvido por um consórcio europeu com o objetivo de superar de forma consistente seus análogos americano (AIM-120) e russo (R-77). Sua característica mais marcante é o uso de um motor ramjet.

Por: Ricardo N. Barbosa

História

A chegada do míssil AMRAAM revolucionou o combate aéreo, mas o modelo original ainda detinha limitações, entre elas a pequena “zona sem escapatória” ou “no escape zone – NEZ”. Esta é a zona em que mesmo manobrando ou dando meia volta o alvo ainda será alcançado pelo míssil. Mísseis ar-ar, principalmente os BVR (além do alcance visual), perdem energia rapidamente e mal conseguem manobrar contra alvos no limite do seu alcance. No caso do AIM-120A AMRAAM com alcance de até 60km o NEZ era de apenas 18km.

AIM-120_2
AIM-120 AMRAAM.

Na prática, um míssil BVR possui um alcance útil de no máximo 50% do envelope máximo, com o alcance realmente efetivo representado pelo NEZ. Uma alternativa contra alvos distantes e fora do NEZ é forçar o mesmo a perder energia e colocar-se na defensiva com o primeiro míssil, a intensão é efetuar o abate com um segundo ou terceiro míssil BVR disparado em sequência, ou o alvo foge após o primeiro disparo, ou será abatido pelos mísseis subsequentes.

R-77-2
Desempenho cinético do R-77 contra um alvo não manobrável. O desempenho de um míssil BVR pode variar muito conforme a altitude e velocidade da aeronave e do alvo. Na prática, o alcance real é bem inferior ao alcance máximo em condições ideais.

O míssil MBDA Meteor surgiu como um projeto europeu na década de 90 para um míssil ar-ar de longo alcance avançado de próxima geração para equipar o Eurofighter Typhoon, Gripen e Rafale. Também é compatível com outros aviões de caça avançados e será integrado ao F-35 Lightning II. Este novo míssil tinha que ter um alcance e desempenho global cinemático superior ao americano AIM-120A/B AMRAAM. O consórcio Meteor inclui a França, Alemanha, Itália, Espanha, Suécia e Reino Unido.

O programa iniciou com o requerimento britânico SR(A)1239 conhecido inicialmente como FMRAAM (Future Medium-Range Air-to-Air Missile) e depois BVRAAM (Beyond Visual Range Air-to-Air Missile), para equipar os Eurofighter da RAF com um míssil ar-ar de longo alcance equipado com radar ativo e motor ramjet. O BVRAAM também complementaria o míssil ASRAAM de curto alcance. Ao longos dos anos outros países europeus com requisitos similares passaram a integrar o programa até o surgimento do ABVRAAM (Advanced BVRAAM) que culminaria com a escolha do Meteor.

As propostas iniciais de 1994 eram o S225RX da  BAe, Saab Dynamics, GEC-Marconi e Alenia; o FMRAAM da Hughes (agora Raytheon), apoiada pelo governo dos EUA, que era um AMRAAM com novo motor; e o A3M (Advanced Air-to-Air Missile) da DASAA Matra considerou um derivado do MICA (Missile d’Interception, de Combat et d’Autodefense) chamado FORMICA (Future Operational Requirement MICA). A Denel sul africana propôs o LRAAM, mas logo desistiu. Foi nessa época que o programa foi renomeada BVRAAM para evitar confusão com a proposta da Hugles que detinha o mesmo nome do programa.

meteora3m
Mock-up do A3M mostrado em Paris em 1997. O A3M é similar a proposta do S225XR, mas com quatro asas deltas no meio do corpo. O míssil se juntou ao programa Meteor e o motor foi aproveitado.

Em Fevereiro de 1996 o Ministério da Defesa do Reino Unido lançou o convite para a licitação, onde as propostas finais deveriam ser apresentadas até o dia 11 de julho daquele ano.

Em junho de 1997, foram entregues duas propostas finais. Uma equipe era liderada pela Raytheon com o FMRAAM/ERAAM. A outra equipe europeia era um consórcio liderado pela Matra-BAe Dynamics (MBD) com o Meteor. O míssil da equipe Meteor foi basicamente uma junção dos diferentes protótipos europeus, ou seja, a grosso modo temos: S225RX + A3M + FORMICA = Meteor.

O Meteor foi selecionado 16 maio 2000 para o projeto ABVRAAM (Advanced BVRAAM) liderado pela MBDA (companhia formada pela união da MBD, Aerospatiale Missiles e Alenia-Marconi). A Suécia entrou no programa logo depois.

Meteor on Gripen GMA5 in flight
O Gripen-C/D foi o primeiro caça a concluir a integração do Meteor.

O projeto é dirigido pela nova MBDA, formada pela Airbus (37,5%), BAE Systems (37,5%) e Leonardo (25%). A MBDA gerência e executa trabalhos junto com outras companhias e outros subcontratados. São mais 250 empresas no total gerando cerca de 2.500 empregos.

O Ministério da Defesa do Reino Unido adjudicou um contrato com a  MBDA para o projeto e desenvolvimento do Meteor em dezembro de 2002. O contrato foi assinado em nome de todos os países parceiros do programa e incluiu requisitos individuais para cada uma das seis nações.

O Meteor entrou em serviço em 2016 na Força Aérea Sueca (Gripen C/D). Neste ano (2018) estará operacional no Reino unido (Typhoon), na França (Rafale) e na República Tcheca (Gripen C/D)

Descrição

O Meteor foi projetado para lutar no cenário além do alcance visual (BVR) além de 100km. De acordo com os estudos iniciais, os combates BVR irão ocorrer tipicamente em alcances de 20-80km, com os engajamentos abaixo de 20km considerados dentro do alcance visual.

O Meteor é um míssil de guiamento autônomo por radar ativo, de envelope de voo expandido, qualquer tempo, com capacidade de disparo para cima e para baixo (shoot-up/shoot-down) e que pode operar em ambiente de interferência eletrônica intensa. O Meteor usa o datalink e uma variante do radar AD4A do míssil MICA francês e do míssil de defesa antiaérea ASTER.

RS44666__DSC5987-lpr
Eurofighter Typhoon com quatro Meteor na fuselagem ventral.

O radar trabalha na banda Ku (12-18GHz) e pode localizar um alvo com RCS de 1m² a 36km. Foi adicionado ao radar um modo de baixa probabilidade de interceptação (LPI) que dificulta a detecção de suas emissões pelo oponente e limita a capacidade do mesmo acionar suas contramedidas eletrônicas (ECM), possui também a capacidade ECCM de guiar-se pelo sinal de interferência (HOJ) do adversário.

Na fase de pré-lançamento, o alvo é designado pela aeronave transportadora. Alvos múltiplos podem ser priorizados, dependendo da ameaça, com disparo único ou em sequência rápida. A curta distância é usado o método de trancamento antes do disparo (LOBL).

Depois do disparo, o Meteor é guiado inercialmente na fase inicial. O guiamento de meio curso pode ser melhorada com um datalink de duas vias (o míssil envia e recebe pacote de dados) que atualiza a posição do alvo e o ponto futuro do alvo e de onde o míssil deve ligar o radar (datalink de duas vias não é compatível com o Rafale, apenas unidirecional). O datalink bidirecional é importante pois o míssil atinge distâncias muito grandes e pode ser necessário saber se o míssil adquiriu o alvo. O Meteor poderá receber atualização de fontes externas, outro caça ou uma aeronave AWACS, se de repente aparece um alvo mais perigoso, o míssil pode ser reorientado, se dois mísseis forem disparados contra um alvo e verifica-se ser na verdade dois, os mísseis dividem os alvos. Dentro do alcance do radar, o míssil liga o radar ativo para acompanhar o alvo. A espoleta de proximidade ou impacto irá ativar a ogiva avançada pré-fragmentada.

A configuração do Meteor é um corpo cilíndrico com duas entradas de ar assimétricas abaixo do corpo, possui 190kg, 3,7 metros de comprimento, diâmetro de 178mm e envergadura de 45cm. Para o F-35 a área total das aletas do míssil foi reduzida em aproximadamente 20% comparado ao projeto original. O novo formato permite que os mísseis Meteor possam ser encaixados no espaço projetado para quatro mísseis Raytheon AIM-120 AMRAAMs.

Meteor-1
MBDA Meteor.

As entradas de ar aumentam consideravelmente o arrasto e o tamanho do míssil, além de fornecer uma reflexão radar (RCS) elevada que dificulta um ataque furtivo. Os designs aceitaram os sacríficos das entradas de ar em troca das vantagens proporcionadas pela propulsão ramjet. É possível que o uso de RAM (Material Absorvente de Radar) reduza o RCS, o mesmo foi adotado no protótipo S225XR.

Inicialmente o míssil teria quatro asas no meio do corpo que foram retiradas aproveitando a experiência no desenvolvimento do ASRAAM. Na traseira estão quatro estabilizadores móveis de controle. O míssil possui velocidade sustentada a elevadas altitudes de Mach 4 (Mach 2,5 a baixas altitudes), é capaz de chegar a uma velocidade máxima superior a Mach 4,5 e de manobrar com uma aceleração lateral de até 28g.

No nariz fica o radar, seguido da unidade de navegação inercial, espoleta, bateria e unidade de eletrônicos e a ogiva. Depois vem o motor que cobre cerca de 2/3 do corpo do míssil. O datalink de via dupla fica bem na traseira. Os jatos do motor mostraram que não interferem nos sinais do datalink.

Sistema de Propulsão

A propulsão é um aspecto importante dos mísseis. A maioria dos mísseis emprega motor foguete. O perfil típico é um grande impulso inicial seguido de um motor de sustentação, alguns mísseis não possuem nem o motor de sustentação. Após o propelente queimar por completo o arrasto passa a agir. A manobrabilidade de um míssil vai depender da velocidade e da quantidade de asa e sustentação gerada pelo corpo (body lift).

Como as aeronaves, o principal problema dos mísseis é a potência do motor. Os mísseis têm pouco espaço para combustível e queimam por curto período acelerando o míssil até a velocidade máxima. Depois da queima do motor o míssil perde velocidade até atingir o alvo. Logo após o disparo o míssil é pouco manobrável devido a baixa velocidade e melhora após acelerar. A manobrabilidade tem um pico quando o motor de sustentação está quase apagando e o míssil tem a massa menor e grande energia. Após o motor queimar o míssil perde energia continuamente e diminui a agilidade através das manobras subsequentes. As aeronaves de última geração, altamente manobráveis, possuem a capacidade de superar mísseis convencionais no extremo de seu alcance, onde seu estado de energia é o mais baixo possível.

A característica mais marcante do Meteor é seu conceito de propulsão. Como propulsão o mesmo faz uso de um booster para aceleração inicial e um motor ramjet em vez do motor foguete tradicional. O ramjet utiliza o ar atmosférico como comburente em vez de transportar todo o propolente internamente como no caso do motor foguete, o que entrega um alcance e desempenho global superior ao de um míssil BVR (além do alcance visual) tradicional com dimensões semelhantes. O motor ramjet fornece uma propulsão continua e modular, ou seja, ele pode modular a velocidade de queima conforme a necessidade objetiva de cada engajamento, já o motor foguete tradicional queima todo seu combustível logo após o lançamento. Um motor ramjet necessita de uma velocidade inicial elevada para ser acionado, no caso do Meteor um booster acelera o míssil em 2s até Mach 2 antes da ativação do ramjet, os dutos de admissão de ar permanecem fechados nessa fase.

meteordetalh2
Detalhes internos do Meteor.

No caso do motor foguete tradicional o mesmo fornece toda sua energia logo após o lançamento, se o alvo estiver próximo o míssil pode alcança-lo com um estado elevado de energia, mas se o alvo estiver muito distante o míssil chegará ao mesmo com estado de baixa energia, podendo assim ser superado por um alvo manobrável e veloz. Mísseis BVR com motor foguete tradicional normalmente adotam uma trajetória balística contra alvos muito distantes a fim de acumular energia ao ganhar altitude para converter a mesma em velocidade na etapa final do engajamento.

Em vez de queimar todo seu combustível logo após o lançamento, o Meteor pode desacelerar seu motor durante a fase de cruzeiro, economizando combustível. À medida que ele aproximar-se do alvo o motor pode voltar a ser acelerado, realizando assim um ataque terminal com elevado estado de energia, mesmo quando disparado a longas distancias. O tempo de queima do motor ramjet do Meteor pode variar entre 30s (curto alcance e máximo impulso) e 120s (longo alcance e baixo impulso) e pode chegar a uma distância de até 140km com o motor ainda em funcionamento. O Meteor terá  mais energia para manobrar durante a fase final do engajamento do que mísseis BVR com motor foguete, aumentando drasticamente a sua “zona sem escapatória” ou “no escape zone – NEZ”. O conceito de propulsão do Meteor é muito mais eficiente do que o utilizado tradicionalmente em outros mísseis BVR, sendo o mesmo o único míssil BVRAAM (míssil ar-ar além do alcance visual) em operação no mundo com um propulsor ramjet.

20170819_135546
Meteor vs míssil BVR com motor foguete.

Algumas estimativas apontam para um alcance superior a 200km e um NEZ pelo menos 3 vezes maior do que o AIM-120B, algo próximo de 60km. Em um teste de desempenho ao longo do programa o AIM-120C-8 ERAAM (míssil base para AIM-120D) foi considerado insatisfatório pelos ingleses, o AIM-120D possui um alcance máximo a elevadas altitudes de 180km, no caso do protótipo A3M o mesmo alcançou 250km na mesma situação.

Para efeito de comparação, os mísseis BVR análogos ao Meteor mais capazes em operação do lado americano e russo são respectivamente: AIM-120D com 180km de alcance máximo e NEZ de aproximadamente 45km e o R-77-1 com 110km de alcance e NEZ de aproximadamente 35km. Além de ter um NEZ maior do que seus análogos o Meteor terá na maior parte do envelope de engajamento um estado de energia superior, principalmente contra alvos no limite do envelope de engajamento.

Futuro

Japão e Reino Unido estão a avançar com o codesenvolvimento de um novo míssil ar-ar conjunto (JNAAM) com um protótipo que deverá ser construído ainda em 2018. O novo míssil ar-ar será desenvolvido para o F-35A da Força de Autodefesa Aérea do Japão. A arma planejada incorporará um poderoso sistema de radar desenvolvido pela Mitsubishi Electric no míssil Meteor, combinando longo alcance e alta precisão. Um protótipo será construído em uma fábrica da MBDA a partir do ano fiscal de 2018. O teste de disparo real no Reino Unido deverá começar já no ano fiscal de 2023, momento em que o Japão e o Reino Unido decidirão se colocam a arma em produção em massa.

Basicamente essa parceria dotará o Meteor de um sistema de radar ativo de varredura eletrônica AESA. Atualmente o Meteor faz uso de uma variante do seeker de varredura mecânica AD4A do míssil Matra MICA francês.

Meteor ou AIM-120 ?

Sem dúvidas o Meteor possui uma eletrônica no estado da arte e a melhor cinemática dos mísseis BVR em atividade, mas isso não significa que o mesmo seja a melhor escolha para qualquer aeronave ou missão.

Para aeronaves de quarta geração, como os delta europeus Rafale, Typhoon e Gripen, que transportam seus mísseis externamente, sem dúvidas o Meteor é a escolha mais adequada, o mesmo irá fornecer uma vantagem considerável contra os caças russos de quarta geração (Mig-35, Su-35S) armados com o R-77-1. No enfrentamento entre caças de quarta geração capazes de localizarem-se a mais de 100km, quem detiver o míssil BVR com maior alcance e capacidade energética estará sempre em vantagem tática considerável.  O Meteor com um envelope de engajamento 2 vezes maior que o R-77-1 e transportado em quantidade poderá conter satisfatoriamente qualquer caça russo legado – que não seja da quinta geração.

No caso do F-35 que via de regra transporta seu armamento em duas baias de armas internas, o Meteor com suas dimensões avantajadas frente ao AIM-120 pode representar uma perda considerável da persistência de combate BVR em missões ar-ar. Enquanto que o F-35 a partir do Block IV poderá transportar até 6 mísseis AIM-120D internamente, estará ao mesmo tempo limitado a no máximo 4 mísseis Meteor, ou seja, armado com o AIM-120D o F-35 terá 50% mais persistência de combate BVR.

Mesmo que o Meteor tenha um envelope de engajamento superior ao AIM-120D, para o F-35 e sua pequena assinatura radar característica de caças de quinta geração o envelope de engajamento do AIM-120D será mais do que satisfatório na maior parte dos compromissos. Além disso, o AIM-120D é capaz de suportar uma aceleração lateral de até 40Gs, contra os 28Gs do Meteor, isso torna o AIM-120D mais adequado em compromissos abaixo do seu NEZ (45km), que é justamente a região aonde os caças furtivos poderão atuar.

O momento em que o Meteor trará uma clara vantagem ao F-35 será em missões ar-solo, neste caso ele será transportado com um mesmo número de unidades do AIM-120D, um míssil por baia, totalizando dois mísseis, ou seja, não existe perda de persistência de combate.

Uma alternativa seria equipar os esquadrões europeus de F-35 com ambos os mísseis, armando os caças conforme as exigências específicas de cada missão.

Assinando: Ricardo N. Barbosa


Fontes e Referências


Rede Social

Facebook: https://www.facebook.com/tecnomilitar2/

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair /  Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair /  Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair /  Alterar )

Conectando a %s