IRST, o “radar térmico” dos caças

O IRST (Infrared Search and Track), ou Sistemas de Busca e Rastreio Infravermelho , é um sensor que usa o calor emitida pelo alvo para gerar dados para o sistema de armas de uma aeronave. Eventualmente, pode ser preciso o suficiente para permitir um engajamento sem utilizar o radar. 


Por: Ricardo N. Barbosa*


SUMÁRIO

1-Introdução; 2-História; 3-Fundamentos do Infravermelho; 4-Sub-Bandas do Infravermelho; 5-Limitações do IRST; 6-Sistemas IRST; 7-Conclusão


1 – INTRODUÇÃO

Sensores térmicos ou infravermelhos (IR) são dispositivos “passivos”, isso significa que não enviam e recebem sinais como sensores “ativos”, tais como laser ou radar. Em vez disso, eles esperam até que a energia infravermelha de um objeto atinja o detector e seja medida. Os sensores térmicos podem ser utilizados em aeronaves de combate para diversos fins, podem estar presentes, por exemplo, em sistema IRST orgânicos (integrados na fuselagem) e pods (casulo que pode ser destacado) FLIR.

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IRST orgânico na esquerda e pod FLIR na direita.

A diferença entre um IRST (Infrared Search and Track – Sistemas de Busca e Rastreio Infravermelho) e um FLIR (Forward Looking Infrared Sensor de Visão Frontal Infravermelha) é que o primeiro atua como uma espécie de radar térmico, apresentando os dados das fontes de calor no mesmo formato de uma tela de radar, podendo informar com elevada precisão a posição angular do alvo (rolamento) e por estimativa a distância. Já o FLIR é um sistema IR que forma imagens do alvo para serem mostradas ao piloto, atuando basicamente uma câmera IR, ideal para identificação visual noturna além do alcance visual e para navegação noturna a baixa altitude.

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Imagem do IRST na esquerda, FLIR da direita.

Inicialmente as aeronaves de caça transportavam sistemas IRSTs e FLIRs em sistemas separados, um não podia fazer a função do outro, já que exigiam capacidade de hardware e processamento especializada. O FLIR normalmente utiliza uma óptica maior e baixa velocidade de busca e rastreamento, pois visa focalizar em um alvo específico o mais longe possível. Já o IRST utiliza uma óptica menor e elevada velocidade de busca e rastreamento para cobrir uma ampla região de interesse no espaço aéreo. Com o passar do tempo, porém, os sistemas IRSTs mais modernos passaram a incorporar também uma capacidade FLIR secundária graças aos novos softwares e sensores térmicos capazes de formar imagem IR. Mais recentemente ainda, o FLIR também começou a receber uma capacidade IRST graças a novos softwares e hardwares capazes de produzirem as velocidades de busca e rastreamento necessária para atuar como IRST.

2 – HISTORIA

Sensores IR (infravermelho): Os primeiros IRSTs foram implantados na década de 1950 nos interceptadores americanos F-101B Voodoo e F-102D Dagger a fim de detectar bombardeiros soviéticos com grande assinatura IR. No entanto, eles eram primitivos, tinham grande quantidade de alarmes falsos, baixa resolução angular e serviam no máximo para apontar o radar. Todas essas limitações acabou por resultar em um abandono temporário por parte do ocidente no uso desse sistema em suas aeronaves de caça.

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F-101B com IRST ainda nos anos 50.

Na década de 1960 e 1970, os soviéticos implantaram unidades IRSTs em seus MiG-23, Mig-25, MiG-31, Su-27 e MiG-29. O intuito era fornecer capacidade de vigilância passiva aos caças como um modo de combater a vantagem ocidental em radares e contramedidas eletrônicas. Esta geração introduziu uma capacidade 2D ao IRST, eles eram capazes de determina com elevada exatidão a posição angular do alvo (rolamento), eram preciso o suficiente para tomar a distância do alvo via triangulação caso o caça tivesse um sistema de datalink adequado, como o encontrado no MiG-31 e Su-27. Alguns receberam um telêmetro laser em apoio à suas operações, este poderia tomar com exatidão a distância de alvos a aproximadamente 5 a 10km. Na prática, porém, esses sistemas ainda eram relativamente limitados em um combate real, alguns tinham grande dificuldade é seguir um alvo de frente, trabalhavam apenas em uma banda do infravermelho e não podiam formar imagens IR (IIR) do alvo para sua identificação. 

Sensores IIR (imagem infravermelho): Na década de 90 e anos 2000, com o advento de novos caças ocidentais como o Typhoon e Rafale e o amadurecimento da tecnologia IRST proporcionado pela capacidade de processamento de dados da época, o ocidente voltou a investir em uma nova geração de sistemas IRSTs muito mais capazes. Com computadores poderosos os sistemas IRSTs puderam trabalhar com uma sensibilidade mais baixa, já que a capacidade de processamento de dados emergente seria capaz de isolar o alvo de um grande volume de ruído de fundo. Desde então, o IRST vem tornando-se padrão em qualquer novo projeto de aeronave de caça. Esta nova geração utiliza sensores térmicos capazes de formar imagens IR (IIR) do alvo para sua identificação, incorporando assim uma capacidade FLIR secundária para identificação visual e navegação.

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O processamento de dados deu um salto para o IRST.

Os primeiros sensores infravermelhos, como os utilizados nos MANPADS e nos mísseis IR de curto alcance, possuíam apenas um único elemento detector, enquanto poderiam detectar a radiação infravermelha e estimar a temperatura alvo, eram incapazes de formar uma imagem visual do cenário, ou em alguns casos, necessitavam ser movimentados em dois eixos para formar uma imagem 2D. O avanço nos sistemas de contramedidas por infravermelho e as regras de engajamento, no entanto, pediam melhores maneiras de discriminar alvos. O sistema de infravermelho para geração de imagens modernos geralmente podem ser dividido em matriz de varredura e matriz fixa.

As matrizes de varredura (scanning array) formaram a segunda geração de sensores IIR e foram adotadas em mísseis IR, FLIR e IRST a partir dos anos 90, elas são construídas a partir de uma matriz linear de detectores (pixels) organizados em uma a poucas linhas (sendo duas a quatro as mais comuns), como por exemplo uma matriz com 720 x 4 pixels. A matriz é virtualmente movimentada em um eixo no campo de visão desejado usando um espelho rotativo para construir uma imagem bidimensional ao longo do tempo. Matrizes de digitalização foram desenvolvidas e usadas devido a dificuldades históricas na fabricação de matrizes 2D de tamanho e qualidade suficientes para uma imagem direta em 2D. Esses dispositivos eram avançados o suficiente para fazer coisas como filtrar as assinaturas de calor das aeronaves da dos Flares, mas era muito difícil para eles fazerem isso (a menos que você pudesse filtrar especificamente o comprimento de onda de infravermelho do Flare) e, portanto, eles não eram ótimos nisso.

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Evolução das matrizes de imagem.

A matriz fixa (staring arraystaring-plane array ou focal-plane array  – FPA) é a terceira geração de sensores IIR, ela foi adotada em mísseis IR, FLIR e IRST a partir dos anos 2000, trata-se de um conjunto de sensores individuais (pixels) formando uma matriz de prato plano no qual as lentes ópticas devem focar toda a imagem. Os pixels estão dispostos em um plano 2D, como por exemplo um plano com 720 x 720 pixels. A lente foca toda a imagem sobre a matriz que não precisa ser movimentada para formar uma imagem 2D.  As FPAs permitem que os sensores vejam a forma real de seus alvos e monitorem várias fontes de calor simultaneamente.

As principais capacidades de um IRST moderno são:

  • Busca e rastreio automático da assinatura IR de aeronaves em vôo a longa distância em um grande campo de visão e em todos os aspectos (olhando para cima, para baixo, mesma altitude e contra ruído de fundo);
  • Capacidade e assistência no engajamento de alvos múltiplos simultâneos e no lançamento de armas em um ambiente de contramedidas eletrônicas pesado;
  • Saída de dados para fusão de sensores, para aumentar a segurança e confiança, melhorar a detecção, reduzir ambiguidade, e melhorar o desempenho de radar, armas e sistemas de guerra eletrônica;
  • Mostrar imagens de alta resolução para identificação visual (VID) de alvos ao piloto;
  • Ter um modo de auxílio a pouso noturno e condições de tempo adversas;
  • Ter um modo de navegação e evitamento de terreno;
  • Ter um modo ar-terra para localização e designação de alvos olhando para baixo;
  • Mostrar informações relevantes e vídeo para apresentação no HUD, HMD e HDD;
  • Sensor auxiliar em caso do radar estar sofrendo interferência.

3 – FUNDAMENTOS DO INFRAVERMELHO

A propriedade mais fundamental do infravermelho (IR) é também o mais importante para os militares: materiais quentes emitem uma quantidade significativa de radiação IR. O IR é uma radiação eletromagnética com comprimentos de onda mais longos do que a luz visível e mais curtos do que o radar. A radiação IR não pode ser vista pelo olho humano, mas pode ser sentida pela pele como calor.

Devido ao comprimento de onda relativamente menor do IR (0,77-350µm) em relação ao radar, o IRST é mais sensível a condições climáticas desfavoráveis do que o radar. Grande parte da radiação infravermelha é absorvida pelo vapor de água, dióxido de carbono, metano e ozônio. Para as aplicações militares da aviação de combate o que é de interesse é a radiação que pode penetrar na atmosfera e ser detectada a dezenas de quilômetros. O espectro IR utilizável está atualmente limitado entre 0,77 e 14µm, que pode ser dividido em três sub-bandas:

  • Infravermelho próximo (NIR): 0,77-1,5µm
  • Infravermelho de ondas médias (MWIR): 1,5-6µm
  • Infravermelho de ondas longas (LWIR): 6-14µm

Os limites exatos não são taxativos, eles variam e podem incluir uma região de infravermelho de ondas curtas (SWIR) na faixa de 0,77-3,0µm que pega o NIR e parte do MWIR:

  • Infravermelho de onda curta (SWIR): 0,77-3µm
  • Infravermelho de onda média (MWIR): 3-6µm
  • Infravermelho de onda longa (LWIR): 6-14µm

Ao nível do mar há um número de áreas onde a atenuação IR da atmosfera é significativa, particularmente em uma região entre 5,5-7,6µm e 14-15µm onde não há nenhuma transmissão da radiação IR, principalmente devido ao vapor de água e CO2. Assim, visando utilizar as frequências com baixa atenuação atmosférica, sistemas IR tendem a usar as janelas SWIR (0,77-2,5µm), MWIR (3-5µm) e regiões LWIR (8-14µm) em vez de toda a sub-banda IR.

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A atmosfera transmite de forma diferente os comprimento de onda IR.

Como a atenuação infravermelha é afetada pelos gases e aerossóis na atmosfera, a transmitância vai melhorar a altitude mais elevada. A partir de 14.000m de altitude a atenuação IR da atmosfera é mínima em quase toda a banda IR.

É importante observar também que as condições meteorológicas adversas ou nuvens podem reduzir a transmissão IR significativamente. As nuvens não só têm a capacidade de absorver radiação infravermelha, mas também são uma fonte de emissão IR.

4 – SUB-BANDAS DO INFRAVERMELHO

Os IRSTs modernos normalmente usam um sensor dual-band, MWIR e LWIR para funções ar-ar; MWIR e SWIR para funções ar-solo. O MWIR é a banda faz tudo, possui o melhor desempenho na maior parte do tempo, já as bandas LWIR e SWIR o melhor desempenho em condições específicas.

-SWIR (short wave infrared): ou infravermelho de ondas curtas. Embora a radiação SWIR seja frequentemente emitida apenas por objetos com temperatura igual ou superior a 700°C, os sensores SWIR podem ser usados para observar objetos muito mais frios, já que esta banda possui a tendência em ser refletida por corpos mais frios. Ao contrário dos sensores LWIR e MWIR que observam alvos pela própria radiação IR, sensores SWIR operam principalmente graças a radiação IR refletida do sol, das luzes artificiais, da luz das estrelas e do luar. Em termos leigos, um sensor SWIR é muito semelhante a uma câmera visível, mas com melhor clareza durante a noite. As principais vantagens do SWIR sobre MWIR e LWIR são: sua alta resolução; pequeno tamanho e peso; também pode ser usado para detectar iluminação laser, tornando-se útil na detecção de LRF (telêmetro laser). Sensores infravermelhos usam essa banda principalmente para funções ar-solo devido a sua maior resolução que permite detectar e identificar objetos pequenos como indivíduos ou veículos pequenos em solo, possui também uma maior capacidade em diferentes condições climáticas com boa penetração contra neblina. Como o SWIR é absorvido mais rapidamente pela atmosfera em geral, sensores IR operando nesta bancada possuem alcance operacional menor, mas conseguem penetrar melhor em condições atmosféricas adversas encontradas próximas à superfície da terra, como na presença de neblina, por isso trata-se de uma banda voltada principalmente para operações ar-solo em aeronaves.

-MWIR (medium wave infrared): ou infravermelho de ondas médias. Regiões MWIR e LWIR são por vezes referidas como “infravermelho termal” porque a radiação é emitida a partir do próprio objeto e nenhuma fonte IR externa é necessária. A banda MWIR corresponde a uma temperatura de emissão relativamente alta com pico de 450°C, é otimizada para a detecção da pluma de exaustão e bocal do motor das aeronaves. Os sensores MWIR são mais comumente usados para aplicações da marinha e da aviação porque operam na região do espectro onde o contraste térmico (diferença de temperatura entre o objeto e o fundo) é muito mais elevado. Sensores MWIR são os mais utilizados por sistemas FLIR/IRST por oferecem um melhor desempenho global: possui bom desempenho em clima quente e úmido; possui bom alcance operacional em média e baixa altitude contra alvos utilizando o solo como pano de fundo. O alcance de identificação – capacidade de formar imagem de qualidade do alvo – é o melhor de todas as bandas. Em condições normais, MWIR pode ver e identificar um alvo 2,5 vezes mais longe do que um sensor LWIR de tamanho e abertura similar. Sistemas MWIR tem geralmente de longe o melhor desempenho global (alcance, sensibilidade e resolução) para as necessidades de ambos: FLIR e IRST. A desvantagem dos sensores MWIR é que eles são mais caros, exigem melhor refrigeração e consomem mais energia.

-LWIR (long wave infrared): ou infravermelho de ondas longas tem uma temperatura de emissão mais baixa (∼17°C) e é mais adequado para a detecção do aquecimento aerodinâmico da fuselagem das aeronaves, sendo utilizada principalmente contra alvos relativamente frios contra um fundo frio, ideal para a detecção de misseis balísticos fora da atmosfera e de aeronaves de frente em velocidade subsônica acima de 30.000ft. O LWIR também penetra certas condições atmosféricas melhor do que MWIR (chuva, neblina, nuvens). Sensores LWIR são mais baratos, fáceis de manter e exigem menos resfriamento do que sensores MWIR.

O intervalo no qual um alvo pode ser identificado de forma suficientemente confiante para decidir sobre a liberação de uma arma é significativamente inferior a escala de detecção, fabricantes têm alegado que esse valor é de aproximadamente 65% da escala da detecção.

5 – LIMITAÇÕES DO IRST

Devido ao comprimento de onda relativamente menor, o IRST é mais sensível que o radar em condições climáticas desfavoráveis. Grande parte da radiação infravermelha é absorvida pelo vapor de água, dióxido de carbono, metano e ozônio. O alcance de detecção em um dia chuvoso, por exemplo, é até 50% menor do que em um dia limpo. O IRST é mais útil para caças de superioridade aérea, o qual normalmente operam acima de 30.000ft em uma atmosfera mais fina e acima das nuvens. Em altas altitudes as temperaturas variam de 30 a −50°C, o que fornece melhor contraste entre a temperatura da aeronave e a temperatura de fundo.

O IRST é eficaz na determinação a posição angular (rolamento) do alvo com uma precisão superior ao radar, mas sendo um sensor passivo, o IRST sozinho tem problemas para determinar a distancia do alvo. Existem algumas alternativas que podem suprir ou minimizar esta deficiência do IRST:

  • A primeira e mais prático é utilizar o radar para determinar a distancia do alvo, mas sendo um sensor ativo, existe o risco de alertar o alvo. 
  • A segunda é utilizar um telêmetro a laser, mas sendo um sensor ativo, existe o risco de alertar o alvo. O laser também possui alcance muito menor do que o radar, normalmente está na ordem dos 20km. 
  • A terceira é a triangulação, que pode ser feita via datalink entre duas ou mais aeronaves. Esta solução exige mais de uma aeronave em uma rede de dados e leva mais tempo do que utilizar o radar ou laser, porém é passiva.
  • A quarta e menos eficiente é o alcance cinético, uma aeronave sozinha irá realizar um movimento de tecelagem (zig-zag) tomando a posição do alvo em intervalos diferentes para realizar uma triangulação virtual. É uma solução passiva, mas é a mais demorada.

Cada solução para tomar a distância do alvo possui características próprias, caberá ao piloto decidir qual deve der utilizada no caso concreto. Exemplo, se o alvo é uma aeronave furtiva, o radar e o laser podem não ser capazes de tomar a distância caso ele esteja a mais de 20km. Neste caso, o ideal será a triangulação com outra aeronave.

6 – EMPREGO TÁTICO DO IRST

O IRST foi criado prioritariamente para funcionar como um sistema redundante ao radar caso o mesmo esteja sendo jammeado (sofrendo interferência) pelo adversário, neste caso o IRST ainda será capaz de oferecer uma consciência situacional de qualidade do campo de batalha. Com o IRST não é garantido que o adversário estará impossibilidade de persistir no engajamento ou de encontrar uma solução de tiro caso esteja com seus radares bloqueados.

Ao contrário do radar, o IRST é principalmente um sistema passivo. Isso permite que caças, ou um grupo de caças possam detectar e rastrear o inimigo sem que este último esteja ciente da sua presença, ganhando assim uma significativa vantagem inicial. Mesmo quando o inimigo está ciente da presença do adversário, ele não tem como saber se foi detectado ou se está sendo alvejado até uma mudança significativa de postura do agressor.

Ao ligar o radar, o mesmo alerta as aeronaves de uma área sobre a presença de um caça (a não ser que o radar possua técnicas LPI – Low Probability of Intercept – que diminuem a probabilidade do mesmo ter seus sinais interceptados), a distancia em que um radar pode ter suas emissões detectadas é potencialmente superior ao seu próprio alcance de detecção. Um radar sem técnicas LPI avançadas não só alerta sobre a presença de um caça na região, mas se o inimigo tiver bons equipamentos de análise eletromagnética, é possível triangular a localização e até mesmo identificar o alvo através de seus sinais. Desta forma uma das principais se não a principal vantagem tática do IRST é sua passividade.

Com dados transmitidos via datalink por um AEW&C ou controle de solo o caça pode aproximar-se do alvo pela sua lateral ou traseira com o IRST ligado e o radar em stand-by, diminuindo significativamente o intervalo de alerta. Outra possibilidade tática seria uma aeronave posicionar à frente do pacote com o IRST ativado e radar em stand-by, com outra aeronave a alguns quilômetros na retaguarda fazendo a varredura com seu radar, dessa forma um alvo que não esteja usando o próprio radar, seja para evitar sua detecção pelo inimigo ou por está sofrendo forte interferência, não tomaria conhecimento do agressor mais adiantado.

Com o surgimento das aeronaves de caça de 5ª geração como F-22 e F-35 que podem degradar o alcance de detecção pelo radar em até 90%, o IRST passou a ter uma importância tática ainda maior tendo em vista a possibilidade de localizar esses meios antes do próprio radar. Se o IRST localizar um alvo antes do radar, o mesmo pode passar a localização prévia do mesmo e maximizar o alcance de detecção do radar que concentraria sua energia em uma região predetermina, a título de exemplo, o radar do Su-35S pode chegar a 400km de alcance contra um alvo previamente apontado com RCS de 3m² (caça não furtivo), e a “apenas” 200km de alcance contra este mesmo alvo sem a indicação prévia por outro sistema.

O IRST pode ser um meio mais eficiente para tentar localizar aeronaves furtivas a uma distancia superior ao radar, porém é importante observar que aeronaves furtivas também possuem tratamento furtivo IR, logo possuem uma assinatura IR menor do que caças não furtivos. Ainda não está claro até que ponto um IRST moderno pode realmente ajudar na detecção prévia de um alvo furtivo, mas se um radar localiza um caça furtivo a cerca de 20km e o IRST conseguir fazer o mesmo a 30km, o ganho de 50% já será taticamente relevante.

Apesar de potencialmente posicionar-se como um sistema contrafurtivo, o IRST é um excelente apoio aos caças furtivos, justamente pela sua excelente resolução angular e passividade, que permitem ao caça furtivo realizar o controle das emissões de seu radar e diminuir a probabilidade de ter esses sinais interceptados. O F-35 americano foi o primeiro caça furtivo a valer-se de um IRST, que está fortemente integrado aos demais sistemas da aeronave via fusão de sensores.

Via de regra, como o IRST possui problemas em determinar a distância e velocidade de um alvo, o mesmo irá chamar o radar ou laser para determinar esses parâmetros. O piloto pode escolher engajar o alvo apenas utilizando o IRST, mas neste caso a chance de sucesso de seus mísseis será de alguma forma reduzida. Outro inconveniente em engajar um alvo sem tomar sua distância é que o míssil BVR (Além do Alcance Visual) teria que realizar uma trajetória “retilínea” contra o alvo, diminuindo significativamente seu alcance.

7 – SISTEMAS IRST

Alguns sistemas IRSTs orgânicos não aparecem isoladamente nos caças, normalmente fazem parte de um conjunto eletro-óptico que pode incluir um canal de TV para identificação do alvo durante o dia, telêmetro laser (laser rangefinder – LRF) para aquisição da distância do alvo e/ou laser designador (LD) para apontar armas ar-solo guiadas a laser. Além disso, os IRSTs modernos também incorporam a capacidade de formar imagens IR (IIR) do alvo, funcionando secundariamente como um sistema FLIR.

O IRST trabalha de forma semelhante ao radar, o sensor térmico possui um campo de visão instantâneo (Istantaneous Field of View – IFoV) muito estreito, logo para detectar o alvo em uma determinada região o sensor térmico deve ser movimentado até cobrir toda a região de interesse. O campo de observação (Field of Regard – FoR) determina os limites de capturada deste sensor móvel, até onde ele pode buscar ou acompanhar um alvo, que não deve ser confundido com o campo de visão (Field of View – FoV), que é o tamanho da área de busca escolhida em um determinado modo de operação. Diferentes FoV predeterminados pelo desenvolvedor podem ser escolhidos pelo piloto, mas sempre limitados pelo FoR.

Em uma analogia mais simples, o IFoV pode ser entendido como o campo de visão equivalente ao olhar através do buraco de um canudo. O FoV seria como olhar através do buraco do canudo e movimentar a cabeça para poder observar por completo uma paisagem ou objeto de interesse. O FoR seria o limite até onde a cabeça pode ser girada (para os lados e para cima ou para baixo) ao tentar observar ou acompanhar uma paisagem ou objeto. A paisagem ou objeto não precisam está diretamente na frente, o FoV pode ser deslocado para os lados ou na vertical até o limite do FoR.

Quando fala-se em alcance máximo de detecção ou de indenização em um sensor IIR (IRST/FLIR), trata-se no primeiro caso da capacidade de discriminar uma fonte de calor na região pesquisada e no segundo caso da capacidade de formar uma imagem nítida o suficiente do alvo para identifica-lo. O alcance de detecção pode variar muito nos sistemas IR em função das condições climáticas e do campo de visão escolhido, além disso, quanto maior o campo de visão escolhido, menor o alcance de detecção. Quando fala-se em alcance máximo de detecção de um IRST considera-se que a condição meteorológica é perfeita (céu limpo), que o alvo voa alto (baixa absorção atmosférica) e que ele foi previamente apontado por outro sistema (radar, RWR ou datalink) e assim pôde ser utilizado um campo de visão estreito (maximiza o alcance). A distância de identificação é sempre consideravelmente menor do que a de detecção.

KOLS (MiG-29)

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Destinado a equipar o MiG-29 no início da década de 80, o KOLS (Kvantovuyu Optiko Lokatsyonnaya Stantsya) ou izdeliye 13S (projeto 13S) é um sistema de eletro-óptico produzido pela UOMZ (Urals Optical Mechanical Plant), que combina um sensor térmico não refrigerado desenvolvido pela NPO Geophysica com um telêmetro laser (LRF), o conjunto pesa 78kg. O globo ocular do KOLS está montado em frente ao para-brisa.

O KOLS pode detectar um caça em potência militar, pelo seu aspecto traseiro, a uma distância de até 18km, um MiG-21 pode ser detectado a 15km com 50% probabilidade de detecção (PD) ou a 8-10km com 90% de PD (travado). Na prática, o intervalo de detecção do KOLS é bastante reduzido. Sua utilidade prática contra aeronaves de caça é muito limitada, restringi-se quase à detecção e engajamento de grandes bombardeiros pelo aspecto traseiro. Não possui capacidade de detectar e rastrear aeronaves de frente. O LRF utilizado para tomar a distância do alvo possui alcance máximo de 6,8km e precisão de 3m.

Os limites de rastreamento (FoR) do IRST (até onde consegue acompanhar um alvo travado) são de ±30° em azimute e +30°/-15° em elevação. Ele opera com vários campos de digitalização diferentes. No modo de busca em volume máximo, o campo de visão (FoV) é de ±30° em azimute e ±15° em elevação com 2,5s para completar uma varredura. Em modo de FoV mais estreito, os limites são de ±15° em azimute e ±15° em elevação com 1,25s para completar uma varredura. O modo de combate aproximado mantém um FoV com ±2° em azimute e digitaliza +16°/-14° em elevação. O lock-on (travamento) no alvo mantem um FoV de 4° em azimute por 6° em elevação no alvo. O IRST é capaz de rejeitar flares somente se a assinatura combinada dos flares for menor que o alvo.

Em 2005 a UOMZ passou a oferecer uma atualização para sensor original KOLS (projeto 13S) ou KOLS-13S, o novo padrão é chamado de KOLS-13SM. Essa atualização remove alguns problemas ligados à vida útil do sistema original. O principal elemento da modernização foi a substituição da janela do globo ocular por uma nova feita de safira, que torna a vida útil praticamente ilimitada. Um novo design do telêmetro laser mais do que duplicou o alcance do mesmo.

Ficha Técnica:

  • Sensores: IR, laser
  • Modos: IRST, LRF
  • Alcance: IRST (18km retaguarda)
  • FoR: ±30° azimute, +30°/-15° elevação
  • Alvos rastreados: 1

Em 2007 a UOMZ demonstrou o novo KOLS-13SM-1 como uma alternativa aos sistemas OLS-UE e OLS-UEM da NPK-SPP (Scientific and Prodution Corporation Precision Instruments Systems) destinados ao MiG-29/35.

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KOLS-13SM-1, alternativa para o MiG-29/35.

O novo sistema pesa 60kg, e o FoR é de ±60° em azimute e ±55°/-15° em elevação. O alcance de detecção contra um caça em potencia militar, de frente, é de 28km, enquanto os sistemas 13S e 13SM anteriores não conseguiam detectar alvos aéreos de frente. O alcance chega a 70km com o mesmo alvo visto pelo aspecto traseiro. Um canal de TV foi adicionado, permitindo a identificação visual do alvo durante o dia.

Ficha Técnica:

  • Sensores: IR, TV, laser
  • Modos: IRST, TV, LRF
  • Alcance: IRST (28km de frente, 70km retaguarda)
  • FoR: ±60° azimute, +55°/-15° elevação
  • Alvos rastreados: 1

8TK (MiG-31)

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O Mig-31, operacional no início dos anos 80, foi equipado com o IRST designado izdeliye 8TK (teplovoy kanahl); produto 8TK (canal termal) desenvolvido pela NPO Geophysica. O 8TK é um sistema IRST puro, utiliza apenas um sensor IR (não forma imagem) resfriado a nitrogênio líquido, não possui um canal de TV ou laser. O sistema encontrasse em uma torreta retrátil abaixo da cockpit e é utilizado preferencialmente em grandes altitudes, deveria atuar principalmente contra os grandes bombardeiros da OTAN e contra o SR-71 equipado com motores com elevadíssima assinatura IR.

A escala de detecção em condições ideias contra um caça em regime militar (sem pós combustão), visto pelo aspecto traseiro, é de 40km; um bombardeiro nas mesmas condições pode ser detectado entre 50-60km; o SR-71 em potência máxima poderia ser detectado a até 120km. Não existe valores divulgados contra alvos de frente, o que pode significar que o sensor não pode detectar alvos de frente ou que tenha baixo desempenho neste aspecto.

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O 8TK utiliza uma torreta retrátil sob a fuselagem.

O campo de observação (FoR), limite até onde um alvo pode ser acompanhado, é de ±60° em azimute e +6°/-13° em elevação. O campo de visão (FoV) dentro do FoR quando o alvo é previamente designado pelo radar é um cone de 6,6° de abertura (0,25s de tempo de varredura); quando o IRST atua como sensor primário, o campo de visão (FoV) é de 30° em azimute e 13° em elevação (0,9s de tempo de varredura). A resolução angular é de 15 minutos. Tempo médio entre falhas de 350h. O conjunto pesa 124kg.

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8TK recolhido sob a fuselagem do MiG-31.

O MiG-31 está sendo modernizado para o padrão BM, porém o IRST não será atualizado.

Ficha Técnica:

  • Sensores: IR
  • Modos: IRST
  • Alcance: IRST (40km retaguarda)
  • FoR: ±60° azimute, +6°/-13° elevação
  • Alvos rastreados: 1

OLS-27 (Su-27)

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O sistema eletro-óptico destinado a equipar o Su-27 no início dos anos 80 também era produzido pela UOMZ, porém maior, mais pesado (174kg vs 78kg) e mais sofisticado do que o KOLS do MiG-29, utilizava um sensor térmico de banda mais larga e com sistema de resfriamento. O OLS-27 (Optiko Lokatsyonnaya Stantsya) ou izdeliye 36Sh (produto 36Sh) era composto de um sensor térmico (IR) e telêmetro laser (LRF).

O sensor térmico atuando como IRST pode detectar um caça de frente, em potência militar, a 15km e a 50km pelo aspecto traseiro. O telêmetro a laser possui alcance efetivo de até 3km contra alvos aéreos e 5km contra alvos na superfície. Os limites de varredura máxima (FoR) são maiores do que os do KOLS do MiG-29, chegam a ±60° em azimute, +60°/-15° em elevação. São usados 3 FOVs diferentes: 60° em azimute por 10° em elevação, 20° em azimute por 5° em elevação e 3° por 3° para lock-on (travamento no alvo). Os limites FoV podem ser deslocados dentro dos limites FoR.

O intervalo de detecção do OLS-27 é consideravelmente maior do que o do KOLS utilizado pelo MiG-29, além de poder detectar alvos de frente, o KOLS era praticamente inútil contra um caça. Assim como o KOLS, o emprego do OLS-27 era preferencialmente contra os grandes bombardeiros da USAF, mas em condições ideais poderia ter alguma efetividade contra caças, principalmente para um engajamento furtivo pela retaguarda do alvo.

Ficha Técnica:

  • Sensores: IR, laser
  • Modos: IRST, LRF
  • Alcance: IRST (15km frontal, 50km retaguarda)
  • FoR: ±60° azimute, +60°/-15° elevação
  • Alvos rastreados: 1

O OLS-27K (izdeliye 46Sh) para o Su-33 apresentou novos algoritmos e processador melhorado, que devem implicar em um desempenho ligeiramente superior.


OLS-30 (Su-30)

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O OLS-30, também conhecido como OLS-27MK ou izdeliye 52Sh (projeto 52Sh), é um sistema eletro-óptico desenvolvimento a partir do OLS-27, mas destinado a equipar o Su-30 e com maior alcance do que o sistema anterior. O OLS-30 está instalado nos caças Su-30 produzidos pela planta de Komsomlsk-on-Amur, como o Su-30MKK e Su-30MK2 da China. Os limites de varredura (FoR) são o mesmo do OLS-27, ou seja, ±60° em azimute, +60°/-15° em elevação. São usados 3 FOVs diferentes: 60° em azimute por 10° em elevação, 20° em azimute por 5° em elevação e 3° por 3° para lock-on. Os limites FoV podem ser deslocados dentro dos limites FoR.

Uma nova variante, o OLS-30I ou izdeliye 36Sh-01 (projeto 36Sh-01), também conhecido como OLS-36Sh-1, é uma versão atualizada do OLS-30, equipada com isolador de vibrações, novo sistema de resfriamento e maior tempo médio entre falhas (MTBF) através da utilização de componentes mais confiáveis.O OLS-30I (projeto 36Sh-01) está instalado nos caças Su-30 produzidos pela planta de Irkut, como o Su-30MKI da India, Su-30MKM da Malásia e Su-30SM russo.

A escala divulgada para o OLS-30I contra um caça de frente, em pós-combustão, é de 50km, ou 90km por trás. O laser é efetivo a até 8km contra alvos aéreos e 10km contra alvos em solo. Contra um caça, de frente, em potência militar, o alcance pode ser estimado em 20km, ou 60km por trás, que seria ligeiramente superior ao OLS-27, mas inferior ao OLS-35 do Su-35S.

Ficha Técnica:

  • Sensores: IR, laser
  • Modos: IRST, LRF
  • Alcance: IRST (20km frontal, 60km retaguarda)*
  • FoR: ±60° azimute, +60°/-15° elevação
  • Alvos rastreados: 1

OLS-U/M (MiG-29/MiG-35)

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Sistema electro-óptico desenvolvido pela NPK-SPP (Scientific and Prodution Corporation Precision Instruments Systems) de Moscou para equipar a família de caças MiG-29. O OLS-U (OLS-UE para exportação) é a versão mais simples e com menor alcance, está presente no MiG-29K/KUB/UPG. O OLS-UM (OLS-UEM para exportação) é a versão mais avançada e está disponível para o MiG-29M/M2 e MiG-35.

Ambas as versões contam com um sensor térmico (IR) operando no infravermelho de ondas médias (MWIR), telêmetro laser (LRF) e câmera de TV. O campo de varredura máxima (FoR) é de ±90° em azimute e +60°/-15° em elevação. O LRF é efeito a até 15km contra alvos aéreos e 20km contra alvos em solo.

Atuando como IRST, o sensor térmico do OLS-U pode detectar um caça (Su-30) em potência militar, de frente, a 15km ou 60km pela retaguarda; um MiG-29 pode ser detectado a 15km e 45km respectivamente. A faixa de detecção do OLS-UM é de 35km contra um caça (Su-30) em potência militar, de frente, e 90km pela retaguarda, mesmo desempenho do OLS-35 da mesma fabricante e destinado ao Su-35S.

O OLS-UE/M possui importantes avanços em relação KOLS-13S originalmente presente no MiG-29. O intervalo de detecção de alvos aéreos e do telêmetro laser (LRF) é 2-3 vezes maior. Além de novos modos e capacidades, por exemplo: rastreamento de até dois alvos aéreos, capacidade de formar imagens térmicas (IIR) e de televisão (TV) para identificação visual do alvo, bem como imagens mistas (IIR+TV).

Ficha Técnica:

  • Sensores: IR, TV, laser;
  • Modos: IRST, IIR, TV, LRF
  • Alcance: IRST OLS-U (15km frontal, 60km retaguarda); OLS-UM (35km frontal, 90km retaguarda).
  • FoR: ±90° azimute, +60°/-15° elevação;
  • Alvos rastreados: 2

OLS-35 (Su-35S)

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Sistema eletro-óptico desenvolvido pela NPK SPP (Scientific and Prodution Corporation Precision Instruments Systems) de Moscou para equipar o caça russo Sukhoi Su-35S. O mesmo é formado por um sensor térmico (IR) operando no infravermelho de ondas médias (MWIR), telêmetro laser (LRF), laser designador (LD) e câmera de TV.

A escala de detecção do sensor térmico atuando como IRST é de 35km contra um caça subsônico de frente (Su-30) e 90km pela retaguarda. O campo de varredura máxima (FoR) é de ±90° em azimute e +60°/-15° em elevação. Pode rastrear até 4 alvos. O LRF tem alcance de 20km para alvos aéreos e 30km para alvos em solo.

O OLS-35 possui importantes avanços em relação aos sistemas eletro-ópticos russos produzidos até então para a família de aeronaves Su-27/Su-30. O intervalo de detecção de alvos aéreos e do telêmetro laser (LRF) é 2 a 3 vezes maior.

Além disso, o OLS-35 tem vários novos modos, por exemplo: rastreamento de até quatro alvos aéreos, capacidade de formar imagens térmicas (IIR) como um FLIR e de televisão (TV) para identificação visual do alvo, bem como imagens mistas (IIR+TV); os novos modos de operação para alvos no solo incluem um laser designador (LD) e um rastreador a laser (Laser Spot Tracker – LST), ambos utilizados para apontar armas guiadas a laser, no último caso, por uma fonte laser externa: outra aeronave ou tropas em solo.

Apesar de ter capacidade para modos ar-solo, o FoR com apenas -15° em elevação praticamente inviabiliza o laser designador (LD) e o rastreador laser (LST), de modo que para missões ar-solo com armas guiadas a laser a é utilizado um pod designador.

Ficha Técnica:

  • Sensores: IR, TV, laser
  • Modos: IRST, IIR, TV, LRF, LD, LST
  • Alcance: IRST (35km frontal, 90km retaguarda)
  • FoR: ±90° azimute, +60°/-15° elevação
  • Capacidade de rastreio: 4 alvos

FSO (Rafale)

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FSO (Front Sector Optronics) é uma suíte de sensores electro-ópticos usada pelo Dassault Rafale, que entrou em operação na década de 2000. Ele consiste em um sistema com duas cabeças ópticas: uma com formato arredondado que acomoda um sensor IIR produzido pela Safran Electronics & Defense com capacidade de atuar como IRST/FLIR, e a outra com forma quadriculada chamada de Unidade de Identificação de Combate (Combat Identification Unit – CIU) que acomoda um sistema de TV/telêmetro laser (LRF) produzidos pela Thales.

Originalmente o sensor térmico atuava no infravermelho de ondas longas (LWIR), com previsão de futuramente também atuar no infravermelho de ondas médias (MWIR). Em 2013, porém, a partir do Rafale F3-04T, o sensor térmico foi definitivamente retirado dos Rafales franceses devido ao baixo desempenho operacional (dificuldade de resfriamento), eles passaram a utilizar o novo FSO-IT sem canal IR, restando apenas a Unidade de Identificação de Combate com um canal de TV melhorado e telêmetro laser. O novo canal de TV utilizado para identificação visual é capaz de atuar no espectro visual e no infravermelho de ondas curtas (SWIR), conhecido como infravermelho não térmico. Um alcance de identificação em condições ideais de 60km contra um caça é possível.

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O Rafale perdeu o IRST no FSO-IT.

Nos Rafale F3-04T em diante a formação de imagens ficou a cargo no novo canal de TV do OSF-IT e do pod Damocles, enquanto o rastreamento de alvos ar-ar como IRST ficou a cargo do míssil MICA-IR. Futuramente existe a intenção de voltar a integrar um sensor IR como IRST no Rafale F4, enquanto isso os Rafales exportados para o Egito e Qatar estão equipados com o FSO-IT sem canal IRST, mas o Rafale indiano receberá um novo canal IRST financiado por eles.

Ficha Técnica FSO-IT (IRST retirado de serviço):

  • Sensores: TV, laser
  • Modos: TV, LRF
  • Alcance: TV (60km)

PIRATE (Typhoon)

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O PIRATE (Passive Infra-Red Airborne Track Equipment) é um sistema IRST desenvolvido pelo consórcio europeu EuroFIRST (Leonardo da Itália, Thales Optronics do Reino Unido e a Tecnobit da Espanha) com o objetivo de complementar o radar CAPTOR do Eurofighter Typhoon. A primeira aeronave de série equipada com o PIRATE foi entregue em agosto de 2007.

O sistema foi pensado explicitamente para contrapor-se aos futuros caças furtivos soviéticos que despontavam no horizonte no final da década de 80, deveria ser capaz de localizar um alvo a longas distâncias mesmo sob severas contramedidas eletrônicas. Possui capacidade de detecção de longo alcance, alta resolução e pode funcionar como IRST com capacidade Track-While-Scan (seguimento de um alvo enquanto prossegue a busca por outros) ou FLIR. Funcionando como FLIR o sistema é capaz de mostrar imagens de alta resolução para identificação visual de alvos ar-ar e ar-superfície.

Trata-se de um sensor térmico IIR (capaz de formar imagem) de segunda geração operando no infravermelho de ondas médias e longas (MWIR e LWIR) com detectores lineares (matriz de varredura ou scanning arrays) de mercúrio-cádmio-telureto (MCT) resfriados a 70K (-203C) por uma bomba mecânica e sistema de câmara criogênica. O sistema completo pesa  48kg e possui uma única unidade substituível em linha com trocador de calor líquido. O campo de observação é de ±80° em azimute e ±60° em elevação. Até 200 alvos podem ser rastreados, com dois recebendo máxima atenção. A escala de detecção pública em condições ideais varia de 50 a 80km (provavelmente  um caça no aspecto frontal em potência militar), podendo chegar a até 150km (provavelemente aspecto traseiro de um caça em potência militar).

Por padrão, o PIRATE também serve como um sensor de Alerta de Mísseis para o setor frontal do Eurofighter. Existem sete modos de operação disponíveis, que podem ser usados tanto no modo ar-ar e ar-superfície:

– Modo de espera do sensor:

  • Standby: modo para economizar energia e memória.

– Modos de IRST para operação como sistema infravermelho de aquisição de alvos. O IRST pode ser usado para melhorar a precisão e reduzir a taxa de alarmes falsos do radar ou varrer um volume diferente para melhorar a consciência situacional do piloto:

  • Multiple Target Track (MTT): ou rastreio de alvos múltiplos de alta velocidade (mais de 200, simultaneamente). O sensor varre um volume determinado do espaço olhando alvos em potencial com precisão de 0.25 µrad [0.0143 º]. Ao escolher um alvo, o sensor muda para o modo STT;
  • Slaved Acquisition (SACQ): O sensor é apontado por um ativo externo via datalink, como uma aeronave AWACS. Quando um alvo é selecionado, o sensor passa automaticamente para o modo STT;
  • Single Target Track (STT): ou rastreio e identificação de alvo único. O sensor faz rastreio de alta precisão para um alvo único designado. A precisão é maior que a do radar CAPTOR;

-Modos FLIR para melhorar o pouso e o ponto de vista do piloto, bem como para a localização ar-superfície de alvos em potenciais:

  • Landing Aid (LAAD): Ajuda de Pouso. A imagem do FLIR é projetada no HUD para ajudar na decolagem e pouso, principalmente no período noturno;
  • Flying Aid (FLAD): Ajuda de Voo. A imagem do FLIR é projetada no HUD para auxiliar o voo em baixa altitude. A função Indicação Térmica (TC- Thermal Cueing ) pode ser ligada, para localizar e rastrear alvos terrestres;
  • Steerable IR Picture on Helmet (SIRPH): O sensor IRST é acoplado ao movimento da cabeça do piloto. O sensor olha para onde o piloto está olhando, em seguida, a imagem FLIR é projetada no visor do capacete. Neste modo o piloto também pode usar a função de Indicação Térmica para a localização e rastreamento de alvos.

Uma desvantagem do PIRATE em relação a outros sensores eletro-ópticos modernos é a ausência dos canais de TV e laser, desta forma ele vale-se exclusivamente do canal IR para identificação e determinação, por estimativa, da distância e velocidade do alvo. De todo modo, como IRST, o PIRATE é considerado o sensor a ser batido nos caças 4.5G.

Ficha Técnica:

  • Sensores: IRST (MWIR e LWIR);
  • Alcance: IRST (50-90km frontal, 145km retaguarda);
  • Campo de busca: ±80° azimute, ±60° elevação;
  • Capacidade de rastreio: 200 alvos;

Skyward-G (Gripen E/F)

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O Gripen-E/F terá à sua disposição o IRST Skyward-G da Italiana Leonardo instalado à frente do cockpit. Em 2015, de acordo com pilotos de testes da Saab e após um ano de testes de voo no protótipo Saab Gripen Demo, o IRST mostrou desempenho “melhor do que o esperado” e superou o desempenho dos modelos de simulação da empresa.

O Skyward-G é semelhante em princípio e desempenho ao PIRATE do Typhoon, utilizando inclusive os mesmos algoritmos, mas é reembalado em duas unidades substituíveis em linha (Unidade da Cabeça do Sensor e Unidade do Processador) em vez de uma e utiliza resfriamento a ar em vez de líquido. Assim como o PIRATE, o Skyward-G usa detectores em uma matriz de varredura (scanning arrays) de mercúrio-cádmio-telureto (MCT) resfriados a 70K (-203C) por um sistema criogênico.

Uma possibilidade básica do projeto, dizem os engenheiros, é a seleção de uma frequência de operação em qualquer uma das “janelas” MWIR ou LWIR (3-5 ou 8-12 um) em que a energia IR passa pela atmosfera. O piloto poderá escolher o intervalo de frequência (banda) desejada dentro de uma das duas janelas. Quanto maior a banda escolhida, mais energia pode ser absorvida (maior alcance de detecção), porém menos detalhes, ou seja, pior a capacidade de formar uma imagem IR do alvo.

O Skyward-G pesa 40kg, consome 580W de energia e poderá rastrear até 200 alvos dentro de um campo de observação (FoR) de ±85° em azimute x ±60° em elevação. Assim como os radares modernos, o sistema pode utilizar vários modos de operação simultâneos. O campo de visão (FoV) pode ser de 8° x 6,4° (modo IRST com FoV estreito); 16° x 12.8° (modo IRST com FoV médio) e 30° x 24° (modo FLIR).

Ficha Técnica:

  • Sensores: IRST (MWIR ou LWIR);
  • Alcance: IRST (equivalente ao PIRATE do Typhoon);
  • Campo de busca (FoR): ±85° azimute, ±60° elevação;
  • Capacidade de rastreio:200 alvos;

EOTS (F-35)

O sistema de designação eletro-óptica (EOTS – electro-optical targeting system) AN/AAQ-40 desenvolvido pela Lokheed Martin para o F-35 aproveita a experiência adquirida com a produção do sistema de designação LANTIRN, o pod de designação avançado AN/AAQ-33 Sniper e o sistema de busca e rastreamento por infravermelho (IRST) AN/AAS-42 usado no F-14D Super Tomcat. O EOTS é o primeiro sensor da empresa a combinar um FLIR e IRST. A união dos dois recursos em um único sensor térmico foi o grande desafio técnico no desenvolvimento do sistema. O EOTS não é apenas um IRST apoiado por um laser e capacidade FLIR secundária, mas um sistema completo de designação de alvo equivalente aos pods de designação encontrados em caças legados, mas com capacidade IRST.

Visto principalmente como um sistema de designação ar-solo, o EOTS seria inicialmente destinado a equipar um de cada três F-35 produzido. Mas a Marinha dos EUA (US Navy) argumentou com sucesso que o EOTS fosse instalado em todos os F-35 construídos, citando a capacidade como parte absolutamente indispensável do conjunto de sensores usado em todo o espectro da missão. O EOTS fornece designação a laser (LD) para armas ar-solo e geração de coordenadas geográficas para apoiar armas guiadas por GPS; rastreador de laser (Laser Spot Tracker – LST) para compromissos cooperativos em que utiliza uma fonte de laser externa, outra aeronave ou tropas em solo, para apontar suas armas orientadas por laser; FLIR para navegação a baixa altitude (NavFLIR) ou para rastreamento ar-ar e ar-solo com zoom digital de 4 vezes para imagens IR (IIR) dos alvos e  IRST de área ampla para compromissos ar-ar. Todas as três variantes do F-35 estão equipadas com o EOTS.

O EOTS mede aproximadamente 493 x 698 x 815 mm, pesa 91kg e preenche uma caixa com um volume inferior a 113 litros. Em comparação, um pod Sniper compreende um tubo de 2,3m de comprimento e pesando cerca de 200 kg. Uma razão para a diferença de tamanho entre o pod Sniper e o EOTS é o método de resfriamento usado. A maioria dos pods de mira convencionais, como o Sniper, é resfriada a ar, exigindo que o sistema necessário seja carregado na parte traseira do pod. O EOTS utiliza um sistema de refrigeração líquida usando PAO (polialfaolefina) fornecida a partir da aeronave.

O EOTS está posicionado dentro da fuselagem dianteira inferior do F-35 entre as anteparas do radar e do cockpit. Quando você pensa no nível de complexidade em um sistema de mira, que é como telescópios com longos caminhos ópticos retos, e vê onde o EOTS está posicionado no F-35, o espaço é muito importante. O espaço é limitado a tal ponto que um sistema de mira padrão com um caminho óptico reto é fisicamente impossível de caber no espaço disponível no F-35. O caminho óptico do EOTS é, portanto, dobrado através de espelhos e prismas para refratar a luz em várias superfícies diferentes, direcionando-a para o detector térmico e ajustando-a dentro do espaço. A luz é efetivamente “dobrada” pelo menos quatro vezes a partir do ponto em que ela entra na janela e é finalmente direcionada para a o detector térmico, o que foi um desafio técnico significativo.

O sistema é integrado à fuselagem ventral do F-35 e fica atrás de um conjunto de 7 janelas facetadas de safira. Impulsionado pelo requisito de conformidade com a assinatura radar da aeronave, o conjunto de janelas do EOTS foi a primeira parte do EOTS a ser desenvolvida. Manter o desempenho óptico necessário e cumprir os requisitos de assinatura radar foi um grande desafio.

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O EOTS utiliza 7 janelas facetadas de safira.

O sistema utiliza duas lentes, que formam o Conjunto Azimutal e de Elevação.  A lente de entrada principal e o sistema cardan formam a Conjunto Azimutal ou Conjunto Focal-A, responsável pelo campo de observação horizontal do sistema. A lente secundária chamada de Conjunto de Elevação está posicionada a 45° da lente principal, ela movimenta-se verticalmente e é responsável por cobrir o campo de observação vertical do sistema.

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Observar o Conjunto Focal-A (E) e de Elevação (D).

No topo do sistema está o laser, o mesmo tipo de laser usado no pod Sniper ATP, mas com um caminho de saída diferente. O laser utiliza o mesmo caminho óptico do sensor térmico (mesma abertura), ambos são alinhados assim que o sistema é ligado. Um canal de fibra óptica de alta velocidade liga o EOTS ao motor de fusão de dados do F-35. 

O EOTS é um sistema com dois níveis de manutenção que permite aos mantenedores realizar manutenção na linha de voo usando a funcionalidade de teste integrada, capaz de isolar um componente substituível em linha. O EOTS pode ser derrubado de dentro de seu compartimento para permitir que os mantenedores acessem um dos 15 diferentes componentes substituíveis em linha.

A detecção passiva termal é feita por um sensor térmico IIR de InSb (Antimoneto de Índio) de terceira geração configurado em uma matriz de plano focal (FPA) operando na banda média do infravermelho (MWIR). A MWIR é uma escolha para aeronaves predominantemente de ataque, já que oferece maior resolução para identificação visual a longas distancias e é mais indicada para operações a média e baixa altitude por sofrer menos os efeitos da umidade. Apesar de não usar também a banda LWIR como o PIRATE do Typhoon, ideal para elevadas altitudes, o sensor IIR do EOTS é de uma geração superior, logo espera-se um alcance de detecção operacional pelo menos equivalente em elevadas altitudes e superior a médias e baixas altitudes. Alem disso, o alcance de identificação do alvo tende a ser consideravelmente melhor no EOTS.

Uma nova versão do EOTS (Advanced EOTS) com o mesmo volume e peso está em desenvolvida para o block 4 do F-35 a partir da década de 2020 (o Block 4 também é chamado de atualização C2D2). Aeronaves com o EOTS poderão ser facilmente atualizadas com recurso “plug-and-play”, ou seja, basta trocar um sistema pelo outro.

Esta nova versão visa levar o EOTS para a quarta geração IIR, ele irá sanar algumas “deficiências” do modelo atual, expandir a resolução e alcance de detecção e incluir capacidades ausentes e que já existem nos modernos pods de designação de quarta geração. O upgrad beneficiará todos os domínios, mas principalmente recursos ar-solo, especialmente de CAS (Apoio Aéreo Aproximado). Além disso, devido ao aumento da confiabilidade e à redução de custos por hora de operação, espera-se que o Advanced EOTS forneça mais de US $ 1 bilhão em economia de custo de ciclo de vida para os usuários

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EOTS vs Advanced EOTS.

As capacidades a serem incluídas ou melhoradas no Advanced EOTS são:

  • Novo sensor térmico MWIR com maior abertura, resolução e alcance;
  • Adição de um sensor térmico atuando no infravermelho de ondas curtas (SWIR) e infravermelho próximo (NIR) para maior resolução e maior utilidade em diferentes condições climáticas. Nessa banda o sensor não depende de objetos que emitem calor, o mesmo detecta as ondas refletidas através da iluminação artificial, das estrelas ou do luar. Ele também pode produzir imagens com maior resolução e mais detalhes do que câmeras MWIR ou LWIR, além de ter melhor capacidade de detectar e identificar objetos pequenos como indivíduos ou veículos pequenos no chão.
  • Adição de um marcador laser de infravermelho, com ele a aeronave verá todo o feixe de laser apontado por tropas em solo e não apenas o ponto alvo. É ideal saber onde está a tropa e o alvo ao mesmo tempo, evitando fogo amigo. Este tipo de laser é mais simples, usado apenas para marcar o alvo para a aeronave, não permite orientar armas inteligentes. É muito utilizado em Apoio Aéreo Aproximado (CAS);
  • Capacidade de realizar link de Vídeo em HD em tempo real para tropas em solo, atualmente restringe-se ao link de imagens;
  • Capacidade de atacar alvos, com armas guiadas a laser, em alta velocidade. Atualmente o EOTS não possui a capacidade “laser-lead” que faria a matemática para “dizer” quão à frente uma bomba ou míssil precisa voar para tingir um alvo em velocidade. Como solução temporária foi solicitada a integração da bomba guiada a laser de 500lb GBU-49, a mesma faz os ajustes automaticamente e deve entrar em operação rapidamente e sem qualquer ajuste no software do F-35, a nova arma deve ser capaz de atacar alvos a até 112 km/h em linha reta ou a 62 km/h manobrando a no máximo 0,2g;

O EOTS tem vital importância na manutenção da discrição do F-35. Com os dados do EOTS sendo lançados no motor de fusão, o F-35 poderá, por exemplo, usar o radar apenas para puxar os parâmetros de velocidade e distância do alvo, enquanto o EOTS fornece os parâmetros finos de posição angular (rolamento), maximizando assim a capacidade do radar em manter suas emissões ocultas. A elevado alcance de identificação será vital para reconhecer o alvo ainda na arena BVR, onde o F-35 possui ampla vantagem sobre qualquer caça legado.


IRST-21 (F-15C, F-16C/D e F/A-18E/F)

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O IRST-21, uma versão fortemente atualizada do IRST AN/AAS-42 do F-14D Super Tomcat, visa equipar aeronaves F-15C e F-16C/D da USAF e F/A-18E/F da US Navy com um IRST de última geraçãoUma outra versão do AN/AAS-42 desenvolvida antes do IRST-21, apelidada de “Tiger Eyes”, está atualmente instalada nos modelos de exportação mais recentes do F-15E Strike Eagles (F-15SG, F-15K), sendo alojada dentro do pilone esquerdo da entrada de ar que carrega o pod de designação da aeronave.

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IRST AN/AAS-42 (direita) do F-14D Super Tomcat.

No Super Tomcat, o AN/AAS-42 foi montado ao lado do sistema de câmeras de televisão (TCS), abaixo do nariz da aeronave. Para o F/A-18E/F, o IRST-21 será instalado no nariz do tanque de combustível alijável central, enquanto que no F-15C e F-16 virá na forma de um pod (Legion Pod). Um IRST como pod possui a vantagem da flexibilidade, pode ser utilizado por mais de uma aeronave e é mais facilmente atualizado e mantido. A desvantagem é que o pod pode eventualmente ocupar o espaço de uma carga, como no F-15C onde ele ocupa a posição do tanque central de combustível, já no F-16 ele possui um ponto de fixação próprio que não compromete a carga.

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Legion Pod no pilone dedicado de um F-16D.
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Legion Pod no pilone central de um F-15C.

A escolha controversa para um IRST no tanque central do F/A-18E/F pode estar relacionada ao fato da US Navy não estar disposta a perder seu tanque central para a instalação de um pod como no F-15C. Dos 480 galões de combustível do tanque original, 330 estarão disponíveis após a instalação do IRST. Ou seja, para a US Navy é melhor perder um pouco de desempenho não alijando o tanque em caso de combate aproximado do que perder autonomia com a retirada do tanque central. Com a instalação de tanques conformais nos F/A-18E/F Block III, o tanque central será uma carga quase padrão enquanto os tanques conformais dispensariam na maior parte das missões os tanques subalares das asas. Logo, o IRST no tanque central acaba sendo uma solução inusitada, mas que tem seu propósito. No F/A-18E/F Block III o IRST-21 terá seus dados fundidos em algum nível com os demais sensores da aeronave, o que ajudará a elevar ainda mais a consciência situacional da aeronave.

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F/A-18F portando o IRST-21 no tanque central.
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Configuração do IRST-21 no tanque central.

O IRST-21, assim como o AN/ASS-42, utiliza um sensor IIR operando no infravermelho de ondas longas (LWIR), trata-se na verdade de um sistema eletro-óptico com IRST puro, ou seja, sem laser ou TV. Apesar de não existir informações públicas a respeito, ele provavelmente utiliza um sensor IIR de terceira geração. O Legion Pod possui 2,5m de comprimento, 40cm de diâmetro e pesa 250kg, o campo de observação é de ±70° em azimute e ±70° em elevação, mas dependendo da posição onde for instalado poderá ser sombreado por parte da fuselagem da aeronave.

8 – Conclusão

Enquanto que historicamente o IRST teve problemas de desempenho, sistemas modernos de IRST resolveram a maior parte dessas limitações. Apesar de não substituir de fato o radar, o IRST pode atuar como um sistema redundante em ambiente de guerra eletrônica pesada, proporcionar um acompanhamento furtivo de um alvo e auxiliar na detecção de aeronaves furtivas. Como resultado, o IRST é hoje um sistema primário em qualquer programa de modernização ou de uma nova aeronave de caça.


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

7 comentários sobre “IRST, o “radar térmico” dos caças

  1. Parabéns Ricardo, excelente material sobre o tema, quem é amante de informações do mundo militar se sente feliz em saber que temos um blog bastante técnico sobre o assunto.

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  2. O IRST Pirate, tanto pelo que li aqui, comparando com os outros modelos descritos, quanto pelo que li em outras fontes, sem dúvida alguma possui um desempenho excepcional. Sendo o Skyward-G do Gripen baseado no Pirate, porém mais atualizado, seria exagero afirmar que o Gripen possui um dos melhores sistemas IRST do mundo atualmente?

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