New Generation Jammer – NGJ

História

O Jammer da Próxima Geração (New Generation Jammer – NGJ) ou Raytheon AN/ALQ-249 é um projeto da marinha dos Estados Unidos (US Navy) para desenvolver um pod de guerra eletrônica (EW) que será usado para fornecer recursos de interferência que possam oferecer uma capacidade inédita de ataque aéreo eletrônico ao EA-18G Growler e possivelmente ao F-35.

A US Navy delineou os requisitos para o sistema em 2008 e a Raytheon foi selecionada em 2013 para construir 138 NGJ  que irão substituir os sistemas legados de guerra eletrônica ALQ-99 usados atualmente pelo EA-18G, a capacidade operacional inicial (IOC) do Incremento 1 está prevista para 2021 e visa substituir o pod ALQ-99 banda média (ALQ-99 Mid-Band), este normalmente é instalado nas asas do Growler.

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A Raytheon está testando o NGJ Mid-Band em uma aeronave Gulfstream G-III da Calspan Aerospace.

A implantação do NGJ será dividida em três etapas, Incremento 1 com IOC em 2021 e posteriormente o Incremento 2 e 3. As três etapas visam entregar uma cobertura total da banda de ameaça dos radares atuais e futuros, cobrindo desde os radares de baixa frequência utilizados para alerta precoce até os de alta frequência utilizados para controle de fogo.

O atual ALQ-99 possui problemas de baixa confiabilidade, interfere no radar AESA do Growler, reduz a velocidade da aeronave (velocidade subsônica) e impõe uma alta carga de trabalho na tripulação de dois homens, todos essas deficiências são pontos a serem sanados no programa NGJ.

Descrição

Fisicamente, o NGJ Incremento 1 ou NGJ Mid-Band é composto de dois pods, um em cada asa do EA-18G. Cada pod é composto por quatro matrizes AESA, um par de matrizes frontais e outro na retaguarda do pod irão cobrir a banda média. As matrizes oferecem uma cobertura de 120 graus na frente e na retaguarda. Uma matriz em cada par cobre as frequências na banda média superior (radares de controle de fogo) até a banda ku; a outra matriz abrange a extremidade inferior da banda média (radares de busca e aquisição) até a banca S.

  • Principais bandas dos sistema de EW:

A estrutura com duas matrizes de bandas diferentes elimina a necessidade de uma reconfiguração a cada missão. No caso do seu antecessor ALQ-99 era necessário reconfigurar o pod conforme a missão, atuava na banda média superior ou inferior, mas não em ambas simultaneamente, o ALQ-99 possui pods diferentes para a banda média superior e inferior. Com o NGJ Mid-Band um EA-18G poderá em uma mesma missão atuar contra qualquer faixa da frequência média, cobrindo desde a banda S até a banda Ku.

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A configuração típica do EA-18G é formada por 2 pods ALQ-99 Mid-Band (banda 9 e 10) ou 2  pods ALQ-99 Mid-Band (banda 7 e 8) nas asas e  1 pod ALQ-99 Low-Band (banda 1, 2 e 3) na estação ventral.

Devido à natureza de ser um sistema AESA, o NGJ pode formar vários feixes de onda ou apenas um super-feixe com muita energia, além de ser ágil (o feixe pode mudar de um sistema jammeado para outro quase instantaneamente).

Além da capacidade de realizar o ataque eletrônico tradicional o NGJ também terá truques novos como a capacidade de realizar ciber-ataques na defesa aérea e nos centros de comando e controle. Poderá usar as antenas AESA para comunicação avançada, bem como na função de radar independente e análise de sinais como um sistema SIGINT (acrônimo de signals intelligence). O novo pod não vai acrescentar apenas mais capacidade e poder de interferência, mas também novas funções ao Growler.

O NGJ utiliza uma turbina revolucionária no centro do pod para a geração de energia, diferentemente do ALQ-99 que faz uso de uma turbina na sua parte frontal. Enquanto a turbina atual do ALQ-99 Mid-Band gera 27 KW de potência o NGJ Mid-Band gera mais de 100 KW. Cada pod é um sistema totalmente autossustentável capaz de gerar sua própria potência, resfriamento e transmissão altamente eficiente. O pod também pode atuar de forma totalmente autônoma do EA-18G, atuando na análise e no bloqueio das emissões inimigas. A autossuficiência do NGJ Mid-Band abre a possibilidade da instalação do mesmo inclusive do F-35, mas essa solução só será eventualmente implementada após a implantação completa do pod no EA-18G.

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A configuração  inicial do EA-18G no Inc. 1 será formada por 2 pods NGJ Mid-Band nas asas e 1 pod ALQ-99 Low-Band no ventre.

O NGJ Incremento 2 (NGJ Low-Band)  usará uma versão um pouco maior e modificada do pod NGJ Mid-Band. O incremento 2 será instalado no ventre do EA-18G e irá atuar na banda VHF, UHF e L , este visa substituir o pod AN/ALQ-99 Low-Band que atua na banda VHF, UHF (Banda 1, 2 e 3) e que atualmente é instalado no ventre do EA-18G.

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O programa NGJ está dividido em 3 etapas. Não está definido ainda se o Incremento 3 será um novo pod ou se será integrado no NGJ Mid-Band.

A terceira etapa ou incremento 3 é formada pelo NGJ High-Band, este vai entregar uma capacidade inédita ao EA-18G de atuar acima da banda Ku (acima da banda 10). O atual ALQ-99 Mid-Band atua apenas até a banda Ku (banda 10). Ainda não está claro se o NGJ-High-Band será um terceiro pod ou será incorporado no NGJ Mid-Band que ainda possui potencial de crescimento.

Trabalhando com GaN

Radares e sistemas de guerra eletrônica AESA baseados em semicondutores de nitreto de gálio (GaN) irão revolucionar a aviônica de combate nas próximas duas décadas com um aumento substancial no desempenho em relação as matrizes baseadas em arsenieto de gálio (GaA), a grande maioria dos radares e sistemas AESA atuais ainda são baseados em GaA.

Uma radar baseada em GaN poderá pesquisar um volume 5 vezes maior do que um radar com GaA de tamanho semelhante, ou terá um alcance 50% maior. Você poderá reduzir a metade do tamanho da antena e ainda oferecer um desempenho equivalente. No caso de um sistema de EW uma matriz AESA baseada em GaN irá fornecer uma potência de jamming 5 vezes maior do que o GaA. Neste momento os EUA preparam-se para por em operação os primeiros sistemas baseados em GaN, como os radares TPY-2 do sistema de defesa balística THAAD, MPQ-65 do Patriot PAC-3 e SPY-6 dos destroyers Arleigh Burke.

Todos os pontos fortes da tecnologia de GaN chegam como uma solução muito atraente para aplicações na área da defesa, o que pode ter sido um fator-chave para Raytheon vencer o contrato do NGJ. Claro, os benefícios da tecnologia de GaN não vem sem considerações. Trabalhar com componentes com uma frequência extremamente elevada e de alta potência em um espaço muito denso requer a dissipação do calor que é produzido pelo seu funcionamento.

Se você não pode espalhar o calor, o dispositivo irá queimar. Ou você pelo menos terá que diminuir a potência e não usar o dispositivo em seu pleno potencial.

O sistema de refrigeração usado no NGJ baseia-se em um sistema monofásico semelhante a um sistema de fluido de radiador de carro, mas possui muito maior sofisticação e design mais moderno. Este tipo de sistema de gerenciamento térmico foi escolhido por sua natureza robusta. Ele pode operar confiavelmente em uma ampla gama de condições ambientais.

A quantidade de fluxo de calor gerado pelos mais recentes dispositivos de GaN em uma área tão pequena pode aproximar e exceder o fluxo de calor de uma explosão nuclear, fazendo com que a tecnologia de dissipação de calor seja criticamente importante. Este é um problema mais complexo nos dispositivos de GaN em comparação aos dispositivos de arsenieto de gálio (GaAs), devido à tecnologia do GaN que fornece uma densidade de potência e capacidade de largura de banda que é muitas vezes maior do que a fornecida pelo GaAs. O objetivo do sistema de gerenciamento térmico é fornecer um dispositivo elétrico seguro sob extrema gravidade e excelente aterramento ao espalhar o calor das zonas de geração pontual dos dispositivos de GaN.

O papel do NGJ

O Growler é uma variante dedicada a EW do F/A-18F Super Hornet bloco II feita pela Boeing, a US Navy encomendou-o para substituir os aviões EA-6B Prowler. Atualmente a US Navy possui aproximadamente 100 aeronaves  EA-18G em seu inventário. O objetivo da dupla EA-18G e NGJ é apresentar uma plataforma para ataque aéreo eletrônico que possa adaptar-se aos mais recente requisitos da EW, que incluem: supressão das defesas aéreas inimigas (SEAD), escolta jammer/stand-off (escolta capaz de interferir a partir de longas distâncias e fora do envelope de engajamento da ameaça), ataque eletrônico não tradicional, autoproteção  e aprimoramento contínuo da capacidade. Esses recursos dependem da capacidade de localizar, gravar, reproduzir e bloquear emissões hostis enquanto rastreia em uma faixa de frequência extremamente ampla. Manter a capacidade de se comunicar com as forças aliadas enquanto opera um ataque eletrônico, inclusive contra as comunicações inimigas, é outro requisito crítico.

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Enquanto o radar APG-81 do F-35 terá um bloqueio stand-off apenas no aspecto frontal e na banda X, o EA-18G com o NGJ poderá jammear  um arco de 120 graus frontal e traseiro (all aspect) e em todo o espectro de ameaças (full spectrum).

O “bloqueio stand-off” implica em uma camada de defesa separada em relação a um sistema de autoproteção, este só é capaz de promover uma proteção individual ou defender aeronaves dentro de um intervalo de escolta limitado. Um sistema stand-off é capaz de mascarar toda uma frota de aeronaves em um alcance extremamente longo.

O NGJ Mid-Band está sendo projetado para quebrar o ciclo aquisição dos radares, principalmente na fase de busca e aquisição (nessa fase o radar faz a detecção e passa o engajamento para um radar de controle de fogo). Os radares na banda-S são a ameaça mais frequente, pois são usados na maioria dos sistemas de mísseis superfície-ar (SAM) e outros sistemas anti-acesso / negação de área (A2/AD).

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O NGJ Mid-Band vai cobrir desde a banda S até a banda Ku, ambas representam a banda de atuação da maioria dos sistemas de radares.

Para cobrir desde a banda S até a banda Ku, o sistema ALQ-99 Mid-Band  requer uma reconfiguração que leva muito tempo. A estrutura de missão atual do ALQ-99 Mid-Band só permite que o Growler ofereça uma capacidade de EW para uma única faixa estreita de frequência, ou ele opera na banda média superior (banda 9/10) ou na inferior (banda 7/8), ou seja, ou o Growler atua contra os radares de busca e aquisição, ou contra os radares de controle de fogo (radares responsáveis por guiar o míssil até o alvo). O NGJ Mid-Band foi projetado para eliminar essa desvantagem e a partir de um mesmo pod cobrir desde a banda S até a banda Ku.

O NGJ possui o que eles chamam de “arquitetura aberta”, significa que é construído com padrões abertos de software e hardware computacionais, tais que rapidamente pode integrar novas tecnologias ou instruções conforme surjam novas ameaças. Por exemplo, a biblioteca de ameaças ou a base de dados incorporada em um receptor de alerta radar (RWR) pode informar aos pilotos sobre ameaças específicas, tais como aviões de caça inimigo ou defesas aéreas, se novas ameaças tornarem-se operacionais, o sistema pode ser atualizado rapidamente para incorporar essa informação.

Enquanto os receptores de alerta radar são tecnologias puramente defensivas, o NGJ está configurado com capacidade de interferência ofensiva para apoiar aeronaves de ataque como o F/A-18E e F-35. O jammer destina-se a bloquear preventivamente os radares inimigos e proteger a aeronave, impedindo que as defesas aéreas a envolvam.

O NGJ Low-Band do Incremento 2 será particularmente útil em se tratando de proteger aviões de combate furtivos como os bombardeiros B-2 e B-21 e principalmente os caças F-22 e F-35 que possuem uma baixa observabilidade otimizada para banda C, X e Ku. A tecnologia foi criada para bloquear e “cegar” os sistemas de radares inimigos que formam um sistema defesa aérea integrado (IADS), a fim de permitir que aeronaves de ataque entrem em uma área alvo, conduzam os ataques e em seguida saiam em segurança. Isso é útil no ambiente moderno atual porque a baixa observabilidade, por si só, não é mais tão dominante ou eficaz contra as tecnologias atuais e emergentes da defesa aérea.

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O NGJ Low-Band irá cobrir principalmente a banda inferior que degrada a baixa observabilidade dos caças de quinta geração.

As defesas aéreas modernas de hoje, como os SAMs russos S-300 e S-400,  serão cada vez mais capazes de detectar aviões furtivos em distâncias mais longas e em uma ampla gama de frequências. A maioria dos sistemas radares de vanguarda de hoje e aqueles sendo projetado para o futuro usarão processadores muito mais rápidos e estarão ligados em rede.

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Em um IADS diversos sistemas trabalham em conjunto através da troca constante de dados.

Os SAMs russos S-300/400 estão sendo integrados em uma complexa rede composta por radares de baixa frequência AESA e SAMs altamente móveis, juntos esses sistemas estão formando uma zona A2/AD em que até mesmo aeronaves de quinta geração não poderão atuar incólumes ou de forma isolada.

Conclusão

Ao mesmo tempo em que sistemas SAMs modernos como o S-400 e radares de baixa frequência AESA são incorporados e integrados em uma complexa rede de defesa, sistemas legados como o pod de guerra eletrônica ALQ-99 e aeronaves com elevada assinatura radar não serão capazes de sobreviver no campo de batalha moderno.  O NGJ surge como um escudo que aliado à baixa observabilidade das aeronaves de quinta geração vão permitir que as forças americanas continuem tendo a capacidade de quebrar o ciclo de aquisição do IADS adversário e de atuar dentro de zonas A2/AD extremamente complexas e avançadas.


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2 comentários sobre “New Generation Jammer – NGJ

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