Mísseis ar-ar de combate aproximado, evolução histórica

Os mísseis ar-ar de combate aproximado nasceram como um sistema de armas pouco confiável que obrigava a aeronave lançadora a realizar sucessivas manobras com até 7 minutos de duração para encontrar uma solução de tiro.  Hoje, porém, em sua quinta geração, eles podem engajar seus alvos apenas com o movimento da cabeça do piloto.


Por: Ricardo N. Barbosa*


SUMÁRIO

1. Introdução; 2. Primeira Geração; 3. Segunda Geração; 4. Terceira Geração; 5. Quarta Geração; 6. Quinta Geração; 7. Resumo Visual.


1. INTRODUÇÃO

Os mísseis ar-ar de combate aproximado (dogfight), também conhecidos como mísseis de atuação dentro da arena ou alcance visual (Within Visual Range – WVR), ou mísseis infravermelhos (IR), representaram um divisor de águas no combate aéreo. Eles passaram a permitir o engajamento de alvos mais distantes e com maior facilidade em relação ao canhão. Em que pese a baixa efetividade da primeira geração, ao longo de décadas de evolução e atualmente em sua quinta geração, o míssil WVR encontra-se em sua maturidade, de modo a vislumbrar-se um futuro sem canhão no combate aéreo aproximado (dogfight) e a exigir-se muito menos da capacidade de manobra das aeronaves.

2. PRIMEIRA GERAÇÃO

A primeira geração de mísseis ar-ar WVR com cabeça de busca e orientação (seeker) com sensor IR surgiu no meio da década de 50 e engloba os mísseis com sensores IR não refrigerados operando na região do infravermelho próximo – (Near Infrared – NIR) (0,77-1,5µm).

O sensor IR era muito sensível à interferência do calor vindo sol, nuvens e do solo. O engajamento deveria ser feito dentro de um cone ou uma linha de visão (Field of View – FoV) estreita de ±30° para os lados a partir da cauda da aeronave alvo, para que o sensor IR do míssil pudesse ver claramente o calor do escape do motor. A aeronave alvo também deveria estar diretamente à frente do nariz da aeronave lançadora (0° off-boresight). O míssil manobrava com uma sobrecarga inferior a 20g.

Além disso, manobras evasivas agressivas do alvo acarretariam a perda do trancamento (lock-on) do seeker IR do míssil. Os mísseis usavam uma ogiva pequena e geralmente não tinham espoleta de proximidade, deveriam conseguir um impacto direto contra o alvo. O alcance era muito curto (~5km), mas ainda era maior que o alcance do canhão.

O primeiro míssil WVR foi o AIM-9B Sidewinder (versão operacional do AIM-9A) adotado pela marinha americana (US Navy). A entrada em serviço ocorreu em 1956. A aeronave lançadora não poderia manobrar a mais de 2g e o míssil manobrava a no máximo 10g. A velocidade máxima era de Mach 1,7.

Os combates utilizando esta primeira geração eram semelhante a aqueles que se travava com canhões, duravam cerca de sete minutos se os dois pilotos estivessem conscientes um do outro. Na prática, essa geração só tinham sucesso contra inimigos que não sabiam que estavam sendo atacados ou contra bombardeiros.

São exemplos desta geração o AIM-9B Sidewinder e AIM-4B Falcon americano, o Shafrir I israelense, o Firestreak e Ret Top britânico, o R-3S russo (AA-2 Atoll-A) e o V-3A sul-africano.

3. SEGUNDA GERAÇÃO

A segunda geração surgiu no meio da década de 60 e permitiu um pequeno incremento nas características operacionais. Agora os mísseis utilizavam possuem sensores IR refrigerados mais sensível e operando na faixa do infravermelho médio – MWIR (3-6µm, mas tipicamente em comprimentos de onda próximos a 4μm).

O engajamento ainda deveria ocorrer no cone de cauda da aeronave alvo, porém com uma linha de visão (FoV) ampliada para aproximadamente ±45° para os lados a partir da cauda da aeronave alvo. O alvo já podia ser adquirido de um ângulo de ±10° off-boresight, ou seja, ±10° para os lados em relação ao nariz da aeronave lançadora. A espoleta de proximidade melhorou as chances de atingir um alvo, bastando apenas passar próximo dele.

As estatísticas mostram que um míssil de segunda geração precisava que o piloto realizasse de 5 a 7 minutos de manobras agressivas até que um dos oponentes conseguisse vantagem suficiente para um disparo. Não precisa mais de uma surpresa total para ter chances de sucesso.

São exemplos da segunda geração o AIM-9D/G/H Sidewinder americano, o Matra Magic I francês, o V-3B Kukri sul-africano, o Shafrir II israelense, o R-13M (AA-2 Atoll-D) e R-60 (AA-8 Aphid-A) russos.

4. TERCEIRA GERAÇÃO

Esta geração de mísseis surgiu no fim da década de 70 em paralelo a uma nova geração de aeronaves de combate, como o F-15 e o F-16, onde as condições de manobrabilidade e desempenho, durante o voo, foram significativamente aprimorados.

Esta geração foi caracterizada pelo uso de sensores IR de Antimoneto de Índio (InSb) mais sensíveis que os usados na segunda geração, permitindo um engajamento do alvo em qualquer situação de ângulo de aspecto que este se encontrasse, mesmo frente a frente. Neste caso, o sensor IR era capaz de ver a assinatura IR do escape do motor mesmo com o alvo de frente, só que a uma distância bem menor. Esta característica foi responsável pela denominação de míssil “all-aspect”, ou seja, o alvo poderia ser engajado a partir de qualquer um de seus quadrantes (frontal, laterais ou traseiro). O alvo já poderia ser adquirido de um ângulo de ±30° off-boresight, ou seja, ±30° para os lados em relação ao nariz da aeronave lançadora.

Além disso, foi observado o uso, ainda embrionário, de contra-contramedidas IR (capacidade de resistir à interferência IR) e de mira montada no capacete (HMS – Helmet Mounted Sight) em alguns exemplares, como no Python 3 israelense e o V-3C Darter sul-africano. De modo que o seeker do míssil poderia ser apontado para o alvo com base na linha de visão do piloto, bastaria o piloto virar a cabeça em direção ao alvo. Mas a capacidade de manobra e dos sensores IR dos mísseis ainda eram bastantes limitados para aproveitar o verdadeiro potencial do HMS.

(Mais informações sobre sistemas de mira montada no capacete aqui).

Essa geração trouxe outra quebra de paradigma nas táticas usadas em combates ar-ar de curta distância. Como esses mísseis podiam ser lançados sob ‘qualquer’ ângulo de aspecto do alvo, o problema para os pilotos tornou-se apontar sua aeronave para o alvo o mais rápido possível, colocando-o dentro de um cone de +/-30° do seu nariz, para permitir o lançamento do míssil. Dessa forma, a razão de curva de uma aeronave de combate representou um requisito de desempenho crítico para aviões com a missão de defesa aérea ou projetadas para combate aproximado.

O primeiro míssil WVR 3G foi o AIM-9L Sidewinder americano. O AIM-9L era basicamente um AIM-9H com novo sensor, nova espoleta e novo sistema de refrigeração, tinha capacidade off-boresight de ±27° antes do lançamento e poderia puxar até 35g.

A facilidade de engajar fez o tempo do combate aéreo cair para menos de 3 minutos na década de 80.

São exemplos dessa geração o AIM-9L/M Sidewinder americano, o Matra Magic II francês , R-60M (AA-8 Aphid-B) russo, o Python 3 israelense, o V-3C Darter sul-africano, o MAA-1 Piranha brasileiro e o AAM-3 japonês.

5. QUARTA GERAÇÃO

A quarta geração surgiu nos anos 80 e caracterizou-se pela adoção de aerodinâmica complexa com possibilidade do uso de empuxo vetorado, elevada capacidade off-boresight e a adoção definitiva da mira montada no capacete (HMS) para expandir a zona de engajamento.

Esses mísseis possuem capacidade all-aspect, podem adquirir um alvo a pelo menos ±45° off-boresight com auxílio de um sistema de mira no capacete e chegam a realizar manobras com até 60g de carga. Existe também um certo incremento em dimensão e massa, resultando em maior quantidade de propelente para aumentar o empuxo e compensar eventuais deficiências do sensor IR.

A utilização de mísseis de quarta geração foi iniciada com o AA-11 (R-73) Archer em aeronaves soviéticas Mig-29 e SU-27 nos anos 80, ambas com um sistema de mira no capacete Shchel-3UM. Porém, sua real capacidade só foi conhecida com a incorporação desses conjuntos provenientes da Força Aérea da Alemanha Oriental pela Luftwaffe (Força Aérea da Alemanha unificada) no início da década de 90. O R-73 podia travar em alvos a até ±45° do nariz da aeronave lançadora (±45° off-boresight) e puxar até 45g com auxílio do empuxo vetorado. Em simulações, o AIM-9L/M de terceira geração só vencia 1 em 50 engajamentos contra o R-73.

Nessa época, a principal alternativa ocidental contra o pacote WVR 4G russo foi o israelense Python 4 nos anos 90, que poderia travar alvos a ±90° do nariz da aeronave lançadora e puxar até 60g. Em uma manobra entre os F/A-18 do USMC armados com o AIM-9L/M e caças F-15 e F-16 da Força Aérea Israelense (IAF) armados com o Python 4 apontado pela mira no capacete, a IAF venceu 220 em 240 engajamentos simulados. Depois destes exercícios os EUA aceleraram a entrada em operação do pacote WVR de quinta geração formado pelo míssil AIM-9X e o sistema de mira no capacete JHMCS.

Em termos operacionais, durante um combate em que oponentes utilizem mísseis 4G, o tempo de engajamento é estimado em menos do que 30s. 

São exemplos da quarta geração o R-73/74/74M (AA-11 Archer) russo, o Python 4 israelense e o U-Darter sul-africano.

6. QUINTA GERAÇÃO

Embora os mísseis de quarta geração tenham aumentado significativamente seu desempenho com a consequente diminuição do tempo de engajamento (dogfight), algumas empresas preferiram “pular” essa geração. Esta decisão foi tomada graças ao estágio de desenvolvimento de novos seekers que passariam a ser definidos com sensores de imageamento por infravermelho (sensor IIR).

Esta geração surgiu no início dos anos 2000 e é caracterizada por sensores IR com centenas de detectores IR formando uma matriz de detecção capaz de formar uma imagem IR do alvo (IIR),  além de incorporar novas técnicas de contra-contramedidas IR e guiamento mais preciso na fase final de navegação. O alvo pode ser adquirido a até ±90° da aeronave lançadora (±90° off-boresight) ou até mesmo após o lançamento (Lock On After Launch – LOAL), que com a ajuda de um datalink permite atacar alvos a 360º em volta da aeronave lançadora ou além do alcance de detecção do sensor IIR. Também é possível  uma capacidade de manobras com emprego de fatores de carga chegando a mais de 60g graças ao uso de empuxo vetorado.

O primeiro exemplar de quinta geração a entrar em operação foi o míssil francês Matra MICA IR no início dos anos 2000. Mas o pacote WVR 5G não estava completo, já que os caças Mirage 2000 e Rafale franceses não tinham uma mira no capacete (HMS) capaz de aproveitar o potencial da nova arma. Na verdade, sem o apoio de um HMS, o MICA IR estava mais para um míssil BVR com sensor IIR ou um míssil WVR 3G com sensor IIR moderno, não poderia rivalizar em dogfight com um pacote WVR 4G. De modo que o Rafale e Mirage 2000, por exemplo, estariam em desvantagem em um dogfight contra um MiG-29 ou Su-27 com o pacote WVR 4G russo (Shchel-3UM/R-73).

Em 2003, o AIM-9X Sidewinder em conjunto com o sistema de mira e visor montado no capacete JHMCS formaram de fato o primeiro pacote WVR 5G operacional. O AIM-9X pode travar alvos a ±100° do nariz da aeronave lançadora (±100° off-boresight) e puxar até 80g com auxílio do empuxo vetorado. O AIM-9X Block II ou AIM-9X-2 adquiriu datalink e capacidade LOAL.

Um míssil WVR 5G que merece atenção é o ASRAAM britânico, já que ele não possui empuxo vetorado e nem uma aerodinâmica focada em manobrabilidade, mas em velocidade elevada e alcance estendido. Ele provavelmente possui uma capacidade de manobra equivalente ao primeiro míssil 4G (o R-73), mas com datalink, capacidade LOAL e um seeker com sensor IIR.

Combates empregando mísseis 5G serão caracterizados por vitórias obtidas a partir da velocidade de detecção e identificação do alvo: quem identifica o alvo e atira primeiro, vence. O combate irá durar menos de 10s. A melhor forma de derrotar esta geração é torcer por uma falha no míssil ou usar contramedidas IR modernas.

São exemplos de mísseis desta geração o AIM-9X americano, Python 5 israelense, A-Darter do consorcio Brasil/África do Sul, IRIS-T europeu, R-74M2 russo, Matra MICA IR francês, AAM-5 japonês, PL-10 chinês e o ASRAAM britânico.

7. RESUMO VISUAL


*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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