F-35A vs. Su-35S, combate aéreo!

O F-35A Lightning-II será o principal caça de ataque tático dos EUA nas próximas décadas, enquanto isso o Su-35S Flanker-E+ consolida-se como o caça de superioridade aérea da Rússia até 2030. Analisaremos o potencial, NÃO TAXATIVO, de ambas as aeronaves em um confronto direto.


Por: Ricardo N. Barbosa*


O F-35A faz parte da família F-35, está versão terá entre 1.500 e 2.000 unidades encomendadas ao longo das próximas décadas pela Força Aérea Americana (USAF – United States Air Force) e aliados, atualmente aproximadamente 200 aeronaves estão operacionais. A Rússia contratou 98 Su-35S e recebeu aproximadamente 78 unidades até o final de 2018, com o última célula prevista para 2020. No mercado internacional cada célula do F-35A sai hoje por aproximadamente 100 milhões de dólares (custo flyaway) e cada Su-35S por 80 milhões, para os desenvolvedores o custo atual é de aproximadamente 90 e 50 milhões respectivamente.

Cockpit e consciência situacional

Enquanto o Su-35S é uma aeronave de quarta geração avançada o F-35A pertence a quinta geração. Ambas possuem um cockpit moderno, mas enquanto o F-35A utiliza um um display panorâmico (WAD – wide area display) e um display montado no capacete (HMD – helmet mounted display) para a interface homem-máquina, o Su-35S possui um cockpit mais tradicional, com dois grandes display multifunção colorido (CMFD – color multifunction display), um display holográfico na altura da cabeça (HUD- head-up display) e um sistema de mira no capacete (HMS – helmet mounted sight).

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O cockpit do F-35 é centrado em um WAD, sem HUD.

Com um campo de visão mais largo, teoricamente o WAD do F-35A ajudaria a formar uma imagem mais nítida da situação tática do campo de batalha, porém as unidades produzidos até agora utilizam no máximo metade da tela para uma determinada janela de informações, algo que só deve mudar no meio da próxima década quando toda a tela poderá ser utilizada por apenas uma janela. Desta forma, o WAD do F-35 acaba entregando uma interação similar aos dois CMFD do Su-35S.

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Dois grandes displays (CMFD) dominam o cockpit do Su-35S.

A vantagem do F-35A está no HMD (HMDS Gen III) que projeta informações de navegação, combate e mira na viseira do capacete e abdica do óculos de visão noturna (NVG – night vision goggles), enquanto isso o HMS do Su-35S restringe-se praticamente a ser um sistema de mira e necessita dos nadas ergonômicos NVGs em missões noturnas. O Gen III também projeta sobre a viseira imagens de 6 câmeras IR (sistema DAS) ao redor da aeronave. Logo, de uma forma geral, o cockpit do F-35A oferece uma ligeira vantagem prática em consciência situacional, principalmente em missões noturnas, graças ao HMDS Gen III.

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O HMDS Gen III dispensa óculos de visão noturna e HUD.

Para alavancar de fato a sua consciência situacional o F-35A utiliza o mais poderoso motor de fusão de sensores já instalado em um caça. A fusão avançada diminui consideravelmente a carga de trabalho do piloto, que passa a focar na tática de combate em vez de gerenciar os sensores que são controlados autonomamente pelo motor de fusão. Isso significa que o piloto do F-35A irá decidir mais rapidamente e de forma mais confiável as ações a serem tomadas. Quanto mais complexo e dinâmico for o campo de batalha, mais vantagem o F-35A terá sobre o Su-35S.

Detecção e combate BVR

O combate BVR pode ser dividido em seis fases: detecção, identificação, aproximação, manobra, ataque e desengajamento. Todas são importantes e dependem de táticas adequadas. A mais importante é a detecção. Tudo depende do sucesso ou falha na detecção. O alcance do próprio radar, a assinatura radar e os meios de apoio passam a ser importante. A identificação deve ocorrer em algum momento antes do ataque, preferencialmente logo após a detecção. Em cada fase são usadas táticas próprias que dependem de vários fatores.

Com o objetivo de atrasar a detecção por parte do radar adversário e de melhorar a eficácia das contramedidas eletrônicas, ambas as aeronaves adotam, mesmo que em níveis bastante diferentes, soluções baixo observáveis (LO – low observable) para diminuir principalmente sua assinatura radar (RCS – radar cross section), mas o F-35A leva uma grande vantagem neste aspecto por ser um caça de quinta geração projetado desde o início para uma assinatura radar mínima. Para diminuir o seu RCS ao máximo o F-35A evita ângulos retos  e utiliza material absorvente de radar (RAM – radiation absorbent material) nas bordas e junções na fuselagem, a carga de armas, combustível e aviônica são transportados internamente ou de forma conformal.

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O RAM no F-35 destaca-se como faixas claras na fuselagem.

O RCS frontal em uma configuração de superioridade aérea é de aproximadamente 1-3m² (0dB) para o Su-35S e de 0,0001-0,0003m² (-40dB) para o F-35A, ou seja, o RCS do F-35A possui uma ordem de grandeza 4 vezes menor, que reflete-se em uma diminuição de 10 vezes no alcance de detecção do radar diretor de tiro adversário em relação ao Su-35S. Um RCS 10.000 vezes menor também exige 10.000 vezes menos potência jamming (potência do sinal de interferência) para produzir um mesmo efeito interferente sobre o adversário, isso significa que é muito mais fácil esconder o F-35A dentro de uma nuvem de interferência do que o Su-35S.

Para controle de tiro (pontaria dos mísseis) o Su-35S utiliza o radar da varredura eletrônica passiva (PESA – passive electronically scanned array) N135 Irbis (Leopardo da Neve). Apesar de eficiente e robusta, a arquitetura do Irbis é relativamente datada em relação ao radar de varredura eletrônica ativa (AESA – active electronically scanned array) APG-81 do F-35A. O APG-81 proporciona ao F-35A uma capacidade multifunção superior, além de uma maior resistência às contramedidas eletrônicas do adversário, ou seja, é mais resistente à interferência ou bloqueio eletrônico, além disso, pode atuar como um poderoso jammer (interferidor).

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O RCS do F-35A diminui por 10 o alcance do radar adversário.

Além do Irbis o Su-35S possui dois sistemas que podem auxiliar na detecção do F-35A, são eles o IRST acoplado ao sistema eletro-óptico OLS-35, que detecta o alvo pelas suas emissões IR, e o radar banda-L no bordo de ataque das asas, ambos com certas propriedades antifurtivas. Cada um deles, porém, possui limitações próprias. O IRST possui alcance limitado, 35km contra um caça não furtivo de frente, campo de visão estreito e não consegue determinar com eficácia a distância de alvos além dos 20km, que é o alcance do telêmetro laser do OLS-35.

Já o radar banda-L não consegue determinar a altitude do alvo (radar 2D) e dificilmente terá um alcance superior a 30km contra o F-35A de frente (assumindo um alcance otimista de 100km para um RCS de 1m² e um RCS de 0,01m² para o F-35A na banda-L). Na prática, tando o IRST quanto o radar banda-L são utilizados principalmente como sistema redundantes e de pontaria para o radar principal banda-X Irbis, este sim possui solução de tiro nativa.

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O radar banda-L está no bordo de ataque das asas do Su-35S.

A expectativa com base nas informações públicas é de que o F-35A possa detectar o Su-35S a uma distância grande o suficiente para evitar surpresas desagradáveis (+200km), enquanto mantem-se oculto durante a maior parte do tempo. Tomando como base a escala de detecção dos respectivos radares e valores de RCS públicos, o Su-35S só poderá detectar o F-35A (de frente) via radar diretor de tiro (Irbis) a no máximo 40km, desde que receba alerta antecipado com a localização aproximada do F-35A. Sem a localização aproximada fornecida por outro sensor on-board (IRST, radar banda-L, MAGE) ou off-board (datalink), é improvável que o radar diretor de tiro do Su-35S posso detectar o F-35A (de frente) a mais de 20km.

Como observado, no combate BVR, a princípio, o F-35A possui ampla vantagem, já que pode detectar o Su-35S enquanto mantem-se oculto. É importante destacar, porém, que o principal limitador da arena BVR após a fase de detecção é a capacidade de identificar o alvo a dezenas de quilômetros. Nenhum piloto irá engajar um alvo a dezenas de quilômetros sem ter a certeza de que trata-se de um inimigo. Logo, a vantagem proporcionada pela pequena assinatura radar do F-35A necessita ser acompanhada de uma capacidade de identificação precisa do Su-35S.

Foi visando garantir a identificação antecipada e precisa do alvo que o F-35A incorporou até 650 parâmetros de identificação de ameaças em potencial. O F-22 utiliza aproximadamente 200 parâmetros e o F-16C cerca de 6 parâmetros. O Su-35S provavelmente esteja em algum lugar entre o F-16C e o F-22, mais próximo desse último.

A primeira tentativa de identificação em um teatro BVR normalmente é feita pelos sistemas de alerta antecipado e controle, como aeronaves AEW&C e controle de interceptação em solo (GCI), que podem monitorar alvos a centenas de quilômetros e apontar sua origem. O AEW&C é utilizado principalmente, mas não somente, pelas forças da OTAN e o GCI pela defesa aérea russa. Além dessa identificação inicial, normalmente é exigido pelo menos mais uma confirmação por parte de algum sistema on-board da aeronave de caça. Os principais sistemas de identificação on-board são as medidas de apoio à guerra eletrônico (MAGE), o interrogador IFF (identification friend-or-foe) e os sensores eletro-ópticos.

Dos sistemas on-board da aeronave o que possui maior alcance de identificação são as medidas de apoio à guerra eletrônica. A MAGE utiliza antenas espalhadas pela aeronave para detectar e identificar fontes de emissão radar ao redor, o alcance de detecção e identificação da MAGE é potencialmente superior ao do próprio radar emissor. É por isso que o radar APG-81 do F-35A utiliza modos com baixa probabilidade de interceptação (LPI – low probability of intercept), que são potencializados pela sua arquitetura AESA. Espera-se que o radar LPI do F-35A, em conjunto com táticas adequadas, como engajamento colaborativo, permitam a ele engajar o Su-35S sem ter suas emissões detectas antecipadamente. 

Com a vantagem proporcionada pela furtividade ao F-35A, o Su-35S deve pelo menos evitar que o caça americano consiga, através de sua MAGE, a confirmação de sua identidade. A solução tática, já que o Irbis não possui uma capacidade LPI avançada, é manter o radar em stand-by a maior parte do tempo, mas isso exige o apoio de uma fonte externa para orientar a interceptação. Este cenário pode ser facilitado caso o combate ocorra sobre território russo,  que conta com um controle de interceptação em solo equipado com radares de baixa frequência capazes de monitorar o F-35A a centenas de quilômetros. O problema neste caso é que os radares de baixa frequência possuem baixa mobilidade e são mais suscetíveis à interferência eletrônica, ou seja, são um alvo em potencial.

O IFF é um sistema que irá emitir um sinal criptografado em direção a um contato e esperar que ele responda positivamente como um amigo. O IFF depende de que o alvo tenha sido previamente detectado pelo radar (não será problema para o F-35A). Logo, o Su-35S dificilmente conseguirá evitar que o F-35A declare sua assinatura radar como um contato não amigo (desconhecido).

Os sistemas eletro-ópticos, como o OLS-35 no Su-35S e EOTS no F-35A, com canal IR e/ou TV podem ajudar na identificação do alvo a uma distância menor do que a MAGE e IFF, mas ainda na arena BVR. O canal IR pode formar imagens IR (IIR) para identificação visual do alvo, inclusive durante a noite, enquanto o canal de TV faz o mesma tarefa, mas somente durante o dia.

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Sistema eletro-óptico EOTS do F-35A.

O EOTS leva vantagem sobre o OLS-35 por utilizar um sensor térmico (IR) de terceira geração mais moderno do que sensor de segunda geração do caça russo. Em condições ideais o EOTS provavelmente poderá identificar um caça em voo noturno a aproximadamente 40km, enquanto o OLS-35 provavelmente não passará dos 20km. Durante o dia o canal de TV do OLS-35 terá um desempenho de identificação mais próximo do EOTS, já que este último não utiliza um canal de TV com desempenho mais otimizado para o dia.

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O OLS-35 está na frente/direita do para-brisa do Su-35S.

Como o desempenho de sensores ópticos  (IR/TV) é fortemente afetados pelas condições climáticas. Em um dia chuvoso ou muito nublado, o alcance de identificação é até duas vezes menor do que a escala máxima. Logo, sistemas eletro-ópticos são sistemas complementares na identificação e não uma solução definitiva.

Caso a identificação não possa ser evitada, restará ao Su-35S valer-se de seu sistema de guerra eletrônica Khibiny-M para tentar atrasar o lançamento do AIM-120 ou degradar sua eficácia. É neste momento que o radar AESA pode fazer a diferença a favor do F-35A, o mesmo possui robusta capacidade de contra-contramedidas eletrônicas (ECCM – electronic counter-countermeasures), “capacidade de resistir à interferência”. Em seus testes o APG-81 superou todas as expectativas em termos de ECCM, graças á sua baixa probabilidade de interceptação, agilidade de frequência e banda larga, ganhando o prêmio David Packard por esse feito. A ECCM robusta do APG-81 tende a evitar que as contramedidas eletrônicas do Su-35S sejam eficazes, restando ao caça russo tentar quebrar o bloqueio do radar orgânico dos mísseis AIM-120.

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O radar do F-35 pode atuar como um poderoso jammer.

O F-35A possui uma vantagem nativa na arena BVR, que pode ser ainda mais consistente graças ao sistema de guerra eletrônica ASQ-239 Barracuda – que pode geolocalizar uma fonte emissora de radar mais rápido do que 3 F-16CJ e utilizar o radar como um poderoso jammer (interferidor) com potência equivalente a 10 aeronaves especializada em guerra eletrônica EA-18G Growler. A USMC, por exemplo, decidiu não substituir o EA-6B Prowler pelo EA-18G Growler, já que o F-35B terá capacidade de guerra eletrônica suficientemente robusta para dispensar aeronaves especializadas em guerra eletrônica durante as missões mais comuns dos fuzileiros. A interferência pode ser utilizada quando o Su-35S aproximar-se demais, a menos de 40km. O radar PESA do Su-35S é naturalmente mais propenso a ser bloqueado do que o AESA do F-35A, já que trata-se de uma arquitetura, apesar de ainda eficiente, mais antiquada do que a de um radar AESA.

Atualmente ambas as aeronaves possuem mísseis além do alcance visual (BVR- beyond visual range) equivalentes, R-77-1 (110km) no Su-35S e AIM-120C-7 (110km) no F-35A. O F-35A aparentemente já pode empregar o AIM-120D com 160km, mas provavelmente como AIM-120C, ou seja, sem aproveitar alguns recursos aprimorados como o datalink de duas vias. Todo o potencial do AIM-120D só deverá ser aproveitado no meio da próxima década.

“É importante lembrar que o alcance operacional útil de um míssil BVR é aproximadamente metade do alcance máximo. A zona sem escapatória (NEZ – no escape zone) é  ainda menor, possui 1/3 a 1/4 do alcance máximo. Assim o R-77-1 e AIM-120C-7 possuem alcance operacional útil de aproximadamente 55km e NEZ de 35km”

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O F-35A leva 4 AIM-120 internamente, 6 futuramente.

O F-35A leva hoje 4 AIM-120, número que será elevado para 6 no meio da próxima década. Se cada AIM-120 tiver 40% de probabilidade de abater (PK- probability of kill) um Su-35S, 4 mísseis garantem um PK próximo de 90%, ou seja, de cada 10 Su-35S engajados apenas 1 vai sobreviver a uma salva de 4 AIM-120 por alvo. Em uma salva de 6 mísseis por alvo o PK sobe para próximo de 95% (pequeno incremento), de modo que os dois mísseis extras disponíveis na próxima década serão mais relevantes para permitir que cada F-35A possa engajar até dois Su-35S com PK próximo de 80% contra ambos.

Em teoria o Su-35S pode transportar até 12 mísseis BVR R-77-1, embora a carga real não deva passar de 8 mísseis, ou um mix de mísseis R-77-1 e R-27 (mais datado). A expectativa é que o Su-35S seja configurado cada vez mais apenas com o R-77-1 e futuramente com o R-77M (160-180km) e R-37M (300km), mas não existe uma previsão concreta quanto a esses dois últimos. O R-77M ainda não deu as caras ao público e o R-37M ainda não está operacional nem no MiG-31BM, que é o caça nativo do míssil. Seis a oito mísseis BVR é número suficiente para, caso tenha solução de tiro, conseguir um PK acima de 90% contra um caça de quinta geração, persistência de combate BVR nunca foi e nem será problema para o Su-35S.

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O R-77-1 é hoje o principal mísseis BVR do Su-35S.

A capacidade cinemática extrema das aeronaves de caça vem perdendo valor nas últimas décadas, na arena BVR o que ainda vale destaque é o quão rápido uma aeronave pode ir antes de lançar seus mísseis, conferindo aos mesmos um pequeno incremento energético (velocidade inicial maior que reflete-se em mais alcance), ou o quão rápido pode ir para possibilitar entrar e sair do engajamento quando for oportuno. Nem o F-35A e nem o Su-35S, porém, possuem capacidade de supercruise taticamente válida, ou seja, não podem ultrapassar Mach 1 sem o uso de pós-combustão.

O F-35A tende a manter-se subsônico a maior parte do tempo, já que a pós-combustão compromete sua assinatura IR. O F-35A só buscará velocidades supersônicas para evadir-se quando estiver taticamente em desvantagem e não tiver mais o manto da furtividade a seu favor. O Su-35S pode valer-se melhor de sua aceleração e velocidade supersônica, já que não existe uma preocupação com a assinatura IR. Enquanto a velocidade final do Su-35S supera Mach 2, o F-35A está limitado a Mach 1.6, mas na prática dificilmente ambos irão ultrapassar Mach 1.4, já que isso exige tempo, combustível e altitude. Na guerra do Vietnã, os pilotos norte-americanos voaram mais de 100.000 surtidas em aviões capazes de exceder Mach 2. Apenas um piloto voo alguns segundos acima de Mach 1.6 (caiu por pane seca), com outros poucos voando alguns minutos acima de Mach 1.4.

Combate WVR e dogfight

A princípio o combate aéreo entre F-35A e Su-35S só irá evoluir para a arena visual (WVR – within visual range) (menos de 20km) se os mísseis BVR falharem de ambos os lados, principalmente no caso do F-35A que possui a vantagem BVR, já uma fusão seguida de um dogfight clássico (combate extremamente próximo com canhão) (menos de 2km) só ocorrerá se os mísseis WVR, principalmente os do do Su-35S, falharem, já que, como veremos adiante, o F-35A raramente transportará mísseis WVR.

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O Su-35S normalmente leva 2 ou 4 mísseis R-73/74.

Enquanto o combate entre 10-20km ainda pode ser tranquilamente resolvido por mísseis BVR, a arena abaixo dos 10km é cada vez mais evitada pelos pilotos, já que os mísseis HOBS (míssil WVR de quarta e quinta geração extremamente ágeis) aumentaram  consideravelmente a probabilidade de um caça menos capaz subjulgar uma aeronave muito mais complexa e cara dentro deste envelope, não seria surpresa um piloto bem treinado em um F-5 com míssil HOBS vencer, por exemplo, um cara no comando de um Su-35S ou F-22. Quando os envolvidos são aeronaves igualmente avançadas, o resultado é praticamente imprevisível, os pilotos costumam dizer que neste caso possuem 50% de chances de vencer. A vitória resume-se a um melhor posicionamento inicial. O combate dura poucos segundos.

Tanto o F-35A quanto o Su-35S estão equipadas com um sistema de mira montada no capacete e mísseis HOBS (high off-boresight) capazes em engajar alvos em um ângulo amplo a partir do radome da aeronave interceptadora. Os mísseis HOBS mais modernos chegam a engajar alvos a até 90° off-boresight, ou seja, em um ângulo de 90° para qualquer lado do radome. O F-35A pode utilizar o AIM-9X, enquanto o Su-35S está armado com a família R-73/74.

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O F-35A levará dois AIM-9X apenas externamente.

Embora o HMDS Gen III e AIM-9X possam nivelar o combate na arena visual contra o Su-35S, o F-35A dificilmente estará armado com AIM-9X, já que ele é transportados externamente e degrada a assinatura radar da aeronave, sendo utilizado principalmente em missões de apoio aéreo aproximado ou defesa aérea. Na prática, então, o F-35A irá tentar envolver-se somente em combates aéreos além dos 10km, quando ainda pode empregar o AIM-120 com relativa eficácia. A menos de 10km o Su-35S terá cada vez mais vantagem conforme aproxime-se de uma fusão no ar. Foi pensando nisso que o AIM-120D melhorou a capacidade de engajar alvos próximos em relação ao AIM-120C-7.

É durante o dogfight clássico que a célula da aeronave é realmente exigida ao extremo, e é neste envelope que o Su-35S encontra seu ponto forte. Graças ao empuxo vetorado, sobrecarga de +9G e sua boa relação de potencia/peso que o Su-35S consegue um desempenho ótimo durante todo o envelope de manobras básicas de combate dogfight, “tem o ângulo de ataque de um F/A-18E com a potência de um F-15C”. O F-35A até possui uma manobrabilidade competitiva, já que possui elevado ângulo de ataque e atinge 9G de sobrecarga, mas a tendência é o Su-35S ser consistentemente superior durante um dogfight clássico (apenas com canhões).

Conclusão

O F-35A não é um caça de superioridade aérea puro sangue como o Su-35S, mas o gap geracional é suficiente para alavanca-lo no combate aéreo, ele aposta tudo em sua capacidade de vencer o Su-35S antes que este último possa tornar-se uma ameaça crível na arena visual. Em um envolvimento acima dos 40km o F-35A terá domínio absoluto, entre 20-40km, porém, o piloto do F-35A deverá ter mais cautela e utilizar táticas adequadas, mas ainda assim será confortavelmente superior. As chances de sucesso do Su-35S irão aumentar caso o combate regrida para um envelope inferior a 20km. A menos de 10km o Su-35S será bastante superior conforme os caças aproximem-se de uma fusão no ar (dogfight).


*Ricardo N. Barbosa é Técnico do Seguro Social e 3º Sargento da Reserva não Remunerada da FAB. E-mail: rnbeear@hotmail.com

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