Fusão de Sensores (Rafale vs. F-35)

Não é incomum encontrarmos citações sobre o quão avançado é o processo de fusão de sensores do Rafale e F-35. Neste aspecto, o Rafale é maior referência das aeronaves de quarta geração e o F-35 das aeronaves de quinta geração. Mas não se engane, existe uma diferença significativa na fusão de sensores entre ambas as aeronaves. 

Por: Ricardo N. Barbosa

Um equívoco relativamente comum é resumir a fusão de sensores à simples correlação de tela, essa última existe há décadas em algumas aeronaves de caça. Utilizar apenas uma tela (display) para apresentar um alvo rastreado por vários sensores não define o que é a fusão de sensores.

A fusão de sensores, também conhecida como fusão de dados, consiste na integração de dados de diversos sensores da aeronave para produzir informações com menos incertezas, ou seja, mais consistentes, precisas e úteis ao piloto.

A fusão é extremamente importante para diminuir a saturação de informações e a carga de trabalho do piloto, o que leva a um aumento da sua consciência situacional.

No que tange à aviação de caça, as principais fontes de dados são: radar, IRST, RWR/ESM, MAWS, IFF e datalink. Cada um desses sistemas produz um conjunto próprio de dados que podem ou não serem fundidos antes de serem apresentados ao piloto.

Fusão de Primeira Geração: A primeira geração da tecnologia de fusão de sensores na aviação de caça surgiu durante a década de 80. Essa técnica era chamada de correlação de tela ou fusão de tela, já que visava basicamente suprimir a duplicidade no tela do painel de instrumentos.

A fusão de tela nasceu  de uma forma mais simples com o MiG-31 e tornou-se padrão em aeronaves como F-15, F-16, Su-27 e MiG-29 conforme receberam um datalink intra-aeronaves, sendo utilizada principalmente na apresentação da situação tática com dados do datalink e radar on-board.

Se o radar e datalink estivessem rastreando o mesmo alvo, na tela seria apresentado um único alvo. O sistema basicamente escolhia entre o radar ou datalink como referência para o que seria apresentado ao piloto.

Um exemplo típico era quando um mesmo alvo era rastreado pelo radar do caça e pelo datalink conectado a uma aeronave de alerta aéreo antecipado e controle (AEW&C). Neste caso, o sistema apresentava somente um alvo com os dados do radar on-board, já que o radar do AEW&C é menos preciso e teria seus parâmetros suprimidos momentaneamente.

Fusão de Segunda Geração: A segunda geração da fusão de sensores surgiu nos anos 90 em aeronaves europeias Rafale e Typhoon, embora em diferentes níveis. Agora, o sistema de fusão não escolhe mais entre o radar ou datalink, mas pode combinar os melhores parâmetros de ambos, além de outros sensores, para formar um único alvo consolidado e mais preciso.

Se, por exemplo, o radar e IRST estiverem rastreando um mesmo alvo, a fusão de segunda geração pode coletar apenas os melhores parâmetros de cada um desses sensores, que neste caso seria a distância do alvo tomada pelo radar e a posição angular tomada pelo IRST.

Resumindo, enquanto que em um F-16 legado o sistema escolhe entre o radar ou datalink como fonte de dados para o alvo apresentado ao piloto, no Rafale o sistema pode pegar os melhores parâmetros de ambos os sensores, além de outros, e apresentar um alvo com informações ainda mais precisas.

É importante observar que em ambos os casos o piloto é o gerenciador dos sensores, ele deve comandar cada sensor da aeronave. Normalmente, por exemplo, o IRST será escravo do radar ou atuará de forma totalmente autônoma, cabendo ao piloto definir como o mesmo deve atuar a cada momento.

Fusão de Terceira Geração: Nos anos 2000 a fusão de terceira geração foi inaugurado pelo F-22 e consolidada pelo F-35, ambas aeronaves de quinta geração. Desta vez o sistema não vai mais escolher entre os melhores parâmetros de cada um dos sensores após esses apresentarem suas listas de alvos, na verdade os melhores parâmetros serão tomados antes dos sensores definirem individualmente o que é ou não um alvo.

Enquanto que no Rafale os sensores consolidam individualmente seus alvos e o sistema de fusão puxa os melhores parâmetros de cada um para formar um alvo consolidado, no F-35 os dados dos sensores vão diretamente para o motor de fusão e somente depois o alvo é consolidado com os melhores parâmetros. Ou seja, no Rafale a fusão ocorre após a declaração do que é ou não um alvo em cada sensor (fusão com dados secundários), já no F-35 a fusão ocorre antes da declaração do que é ou não um alvo pelos sensores individuais (fusão com dados primários).

A fusão com dados primários no F-35 permite ao seu motor de fusão declarar a existência de um alvo antes dos sensores individuais do Rafale poderem fazer o mesmo. Enquanto, por exemplo, o radar do Rafale pode ignorar um sinal demasiadamente fraco, o motor de fusão do F-35 pode declarar a existência de um alvo se neste caso o “mesmo sinal demasiadamente fraco” também for captado pelo IRST ou algum outro sensor. Sinais demasiadamente fracos para os sensores individuais do Rafale podem ser suficientemente fortes para o motor de fusão do F-35.

Além disso, o motor de fusão do F-35 tem autonomia para puxar parâmetros mais confiáveis de forma independe. Isso significa que o motor de fusão pode comandar o IRST para investigar um sinal inicialmente fraco para o radar, confirmando ou não a existência de um alvo válido.

No caso de um alvo já consolidado, o motor de fusão pode ignorar a necessidade de identificação se o mesmo não for uma ameaça, ou pode comandar os diversos sensores em busca de parâmetros de identificação caso o mesmo torne-se uma ameaça em potencial. Tudo isso de forma autônomo, sem qualquer intervenção do piloto.

Essa capacidade autônoma de gerenciamento de sensores é conhecida como fusão de ciclo fechado. Existe apenas no F-22 e F-35. No Rafale e demais caça de quarta geração a fusão é de ciclo aberto, o piloto ainda gerencia e comando os sensores na maior parte do tempo.

O enorme fluxo de dados primários da fusão de terceira geração exige um barramento extremamente robusto para fazer a ligação entre os sistemas.  A maioria dos sistemas do F-22 e F-35 possuem um barramento (IEEE 1394b) com velocidades 20 vezes maiores e com um potencial de crescimento pelo menos 8 vezes maior do que o STANAG 3910 utilizado pelo Rafale.

O link de comunicação MADL do F-35 foi projetado explicitamente para a capacidade de fusão avançada do mesmo. Ao contrário dos datalinks legados, como o Link 16 do Rafale,  a largura de banda e latência do MADL suporta a passagem de informações com qualidade de fusão.

O motor de fusão do F-35 é tão avançado e revolucionário que na sua concepção havia a preocupação de que os pilotos de teste teriam dificuldades em isolar e testar um sensor em especial. Engenheiros deliberadamente colocaram uma interface específica para permitir que os pilotos selecionem um único sensor. O F-35 é o caça que mais aproximou-se de uma aeronave definida por software.

Palavras de um experiente piloto de Typhoon que pilotou o simulador do F-35:

“Desde muito cedo neste trabalho com o F-35 tive a sorte de pilotar o seu simulador, e a maneira diferente pela qual o F-35 exibe informações em comparação ao Typhoon é uma visão atraente. Na verdade, pedi que o simulador fosse interrompido porque fiquei surpreso com as informações que estavam sendo exibidas para mim. Havia muitos dados disponíveis na “ponta dos meus dedos”, mas exibidos de uma forma muito diferente da do Typhoon.”  

“Então, muito, muito rapidamente, eu tinha uma grande quantidade de informações sobre o alvo – fusão de sensores trabalhando.Acho que é uma maneira de exibir informações muito diferente da que qualquer outro caça já fez até hoje.” 

Fonte: Shaping a New Combat Capability for 21st Century Operations: The Coming of the F-35B to the New British Carrier.

Comparações Estúpidas: Um exemplo elucidativo de como a fusão de sensores do Rafale e F-35 é mal compreendida pode ser encontrado em (F-35: alegada capacidade de fusão de dados é desmistificada).

O autor apenas resume-se a uma comparação da capacidade de fusão de tela, a camada mais superficial da fusão de sensores (Existe em um modo mais simples desde os anos 80 no MiG-31), e as vezes nem isso, realizando uma simples comparação da capacidade de guerra centrada em rede através de um link intra-aeronaves (Também existe no MiG-31) ou de priorização de ameaças (Mais uma vez também existe no MiG-31).

Recursos de fusão de dados no Rafale segundo o autor:

Rafale: “se você receber um alvo de um AWACS, de seu conjunto de autoproteção SPECTRA ou de seu ‘atacante’ ao mesmo tempo, o sistema analisará todas as entradas e mostrará apenas um alvo… os Rafales trabalham em um ambiente verdadeiramente em rede, e são alimentados com alvos e outros dados táticos de uma ampla gama de fontes de coalizão por meio do datalink do Link 16.” (fusão de tela e guerra centrada em rede)

Rafale: “os dados de todos os sensores internos e externos são combinados em uma única imagem tática apresentada ao piloto no visor colorido central da cabine ou, se desejado, em uma das telas laterais. (fusão de tela)

Rafale: “pode selecionar os dados que deseja, combiná-los com outros dados e transmiti-los ao seu ala ou a outras aeronaves aliadas, navios ou tropas terrestres através do Link 16, sem falar uma única palavra no rádio e, se não usando o radar, sem qualquer tipo de transmissão.” (guerra centrada em rede)

Rafale: “para evitar sobrecarregar o piloto, o computador central do caça prioriza os alvos de acordo com a ameaça que eles representam, e também há modos de organizar o escopo do radar. O piloto também pode decidir se concentrar em um determinado aspecto da missão e voltar a outros aspectos.” (priorização de ameaças)

Rafale: “o Link 16 do Rafale também pode ser usado para reconfigurar o papel em uma missão com outras aeronaves sem usar rádios… a ideia de que uma única aeronave pode ser remanejada durante o voo de reconhecimento para ataque à interceptação durante a mesma surtida é verdadeiramente revolucionária.” (guerra centrada em rede)

Na verdade o autor dessa revista francesa patrocinada pela Dassault estava mais preocupado em tentar de alguma forma nivelar o Dassault Rafale ao F-35. O que é uma coisa estúpida, o F-35 é um caça 15 anos mais novo e de uma geração superior.

O que define a capacidade de fusão de sensores do Rafale não é a simples fusão de tela, guerra centrada em rede ou priorização de ameaças, mas a sua capacidade de puxar os melhores parâmetros de diferentes sensores e fundi-los em um único rastro consolidado, algo que se quer foi mencionado pelo autor.

O Dassault Rafale já é uma grande referência da quarta geração, talvez o caça mais avançado da mesma, algo que deve ser valorizado dentro dessa realidade e não em comparações estúpidas bancadas pela fabricante.

Resumo

Mediante ao que foi apresentado fica claro que, apesar das aparências e senso comum, existe uma enorme diferença entre a fusão de sensores no Rafale e F-35. Enquanto o Rafale utiliza uma fusão de segunda geração, o F-35 utiliza uma fusão de terceira geração. A fusão de terceira geração funde dados primários e comando de forma autônoma os diversos sensores do F-35, e só é possível graças ao barramento e datalink especialmente projetos para essa função.

 

4 comentários sobre “Fusão de Sensores (Rafale vs. F-35)

  1. O Artigo postado no Poder Aéreo é uma descarada propaganda… o PA caiu muito nos últimos 2 anos e virou um grande clipping de matérias/artigos de terceiros, o pior é que nota-se um enviesamento ao invés de mostrar diferentes lados da discussão… Já fui bastante ativo lá por alguns anos, mas não vale mais à pena. Parabéns pelo trabalho.

    Ps.: Eu acredito em todo o potencial do F-35, mas ante a realidade operacional ele demorou de mais e tenho minhas dúvidas do ponto de vista econômico/operacional se atingirá todos números antes desejados. Sua tecnologia já madura será melhor aproveitada em outras plataformas a partir da década de 30. Apenas chute de um curioso.

    Pps.: da minha minha cadeira, a Fusão de Dados do F-35 tem potencial de emprego até em blindados. Só com algo assim seria possível a execução de operações em MEGA CITYs como eles vem falando durante todo o último ano.

    Grande Abraço.

    Curtido por 1 pessoa

    1. Não só tem como o programa de modernização SEP 3 do Abrams abrange a troca dos sistemas embarcados com ênfase na fusão de sensores.
      Até os Apaches na versão E estão recebendo fusão de sensoresais elevadas e novos displays.

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    2. Tenho uma certa admiração por vc, seus comentários por lá eram sempre ótimos, no tempo que o ParTido era absoluto, o comentadores daquela época era melhores o site era melhor, horrenda a situação, incrível como decaiu muito

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