miércoles, 3 de noviembre de 2010

Un poco sobre misiles AA y SAM

Veía el otro día en una serie cómo un misil era disparado contra una nave y como ésta lo eludía haciendo una especie de juego del gato y el ratón. Habida cuenta que era una serie de ciencia ficción ... pues bueno. Si omitimos que la capacidad de maniobra de un misil es muy superior a la de una nave (la gente de dentro tiene unos límites) y suponemos que han inventado algo para compensar la aceleración ... vale, me lo creo. Pero claro, si nos vamos a películas presuntamente serias en las que vemos a un F-18 acelerando para adelantar un misil disparado en su cola ... pues apaga y vámonos. Pues de eso voy a hablar hoy: de cómo funciona un misil, concretamente, de misiles aire-aire y misiles tierra-aire.

Cohetes Le Prieur. Fuente: www.ctie.monash.edu.au

El uso de armas propulsadas contra objetivos aéreos no es una idea nueva. Ya en la Primera Guerra Mundial se utilizaron cohetes incendiarios lanzados desde aviones contra globos y dirigibles. Lo cierto es que no eran muy precisos, pero sus blancos no eran lo que se dice pequeños ni excesivamente maniobrables, con lo que podían tener un efecto adecuado. En el periodo de entreguerras los soviéticos desarrollaron unos cohetes más elaborados, los RS-82 que fueron utilizados con relativo éxito contra aviones japoneses en la batalla de Jalgin-Gol la cosa mejoraba, pero la precisión no era mucha y era complicado apuntar a un avión no excesivamente grande y maniobrable. Los alemanes continuaron en este concepto y desarrollaron los cohetes R4M que no eran si no una evolución de los cohetes no guiados y que se montaban en los cazas a reacción Me-262. El objetivo de este cohete eran los bombarderos grandes y poco maniobrable, como los B-17. El uso era sencillo. El caza se abalanzaba sobre la formación de bombarderos disparando en una o varias andanadas los 24 cohetes que llevaba bajo las alas. La probabilidad de impacto era alta dado el número de cohetes disparados, el tamaño de la presa y la distancia a la que se disparaba (se apuntaba con la misma mira que se usaba para los cañones MK-108) y dado la capacidad explosiva del cohete era bastante posible que el avión atacado fuera derribado o al menos, sufriera graves daños. Por aquella época se intentó desarrollas lo que se podría considerar el primer misil anti aéreo, el Wasserfall que no era más que un cohete guiado no operativo, aunque la era de los misiles antiaéreos daba comienzo. No así el de las armas guiadas, en las que se llevaba trabajando desde los años 30.

Espoleta de proximidad. Fuente: wikipedia
Antes de ponernos a hablar de misiles, tenemos que hablar un poco de cómo funciona un arma antiaérea. Salvo en las de pequeño calibre (ametralladoras y cañones hasta 20-30 mm) en que se intenta impactar sobre la aeronave en las armas de calibre superior (tanto me da un cañón que un misil) lo que se intenta es provocar una explosión que alcance al aparato dentro un radio determinado. Supongo que nadie será tan optimista como para pensar que se puede impactar en un avión a 5.000 metros de altura con un proyectil de artillería disparado desde tierra, pero si es posible acercar el impacto lo suficiente como para dañarlo con la explosión y/o la metralla. A tal fin los proyectiles de los cañones o las cabezas de los misiles disponen de diversos tipos de espoletas que hacen la detonación del explosivo (proximidad, tiempo, altura, ... incluso, las hay de impacto) Lo normal en la SGM eran las espoletas de tiempo y de impacto, también se podía prefijar a una cierta altura algunos tipos y en USA fueron capaces de desarrollar una espoleta de proximidad activada por un diminuto radar de proximidad dentro del proyectil.

Ya tenemos algo que revienta al pasar cerca de algo. Ahora, necesitamos algo que haga daño. Y para ello, nada mejor que un anillo prefragmentado que arroje metralla en un círculo de fuego alrededor del arma. Eso se llama cabeza anular y consiste en una carga explosiva rodeada por un anillo de metralla. cuando el arma detona genera a su alrededor un círculo de fuego y metal que provoca que cualquier aparato dentro de la distancia letal reciba varios impactos que puede por llevarlo al suelo. Es decir, un misil no necesita impactar en un avión para derribarlo dependiendo del tamaño de la cabeza, de la distancia de la detonación y (todo hay que decirlo) de la resistencia del avión. Es más, es posible que si el misil impacta en el avión no arme la cabeza y vuelva con él a la base. Se han dado casos de Su-25 que han vuelto con misiles Stinger no detonador clavados en su fuselaje y parecer ser que un Mig-17 volvió a casa una vez con un curioso regalo.

Bueno, pues ya tenemos algo que hace mucho daño, ahora vamos a ver dónde lo montamos ya que la artillería de cañón no parece lo suficiente precisa a grandes distancias y es muy pesada para montarla en un avión (aunque cosas más raras se han visto) Los cohetes  no parecen hacerlo mal, pero son poco precisos ... ¿qué hacemos? Pues les ponemos un sistema de guiado, autónomo o remoto: ha nacido el misil. La idea de armas guiadas no es nueva, los alemanes han hundido el acorazado Roma con una bomba dirigida, EEUU ha volado el puente sobre el río Kwai (el de verdad, no el de la peli) con una bomba guiada, los soviéticos llevan experimentando cosas desde los años 30 ... alguien tenía que conseguirlo más pronto o más tarde. Cómo antes dijimos los inicios (como arma contra aviones) fueron realizados por los alemanes.

Un motor cohete es una cosa que empuja mucho, una burrada, durante muy poco tiempo. En apenas unos segundos los misiles aceleran hasta su máxima velocidad y a partir de ahí, siguen por inercia. Lo que pasa es que esta velocidad es muy alta. Por ejemplo, el misil 9M336, lanzado por el 2K12 Kub (OTAN: SA-6 Gainful) es capaz de alcanzar 2.8 Mach con lo que la imagen de la peli en que vemos a un F/A-18 acelerando para dejar atrás uno de estos misiles es irreal. Otra cosa que hay que tener en cuenta es que el misil acelera en pocos segundos y luego vuela por inercia. El maniobrar hace que el misil pierda energía, con lo que es posible esquivarlos, si se tiene suerte y no lo han lanzado en sus parámetros óptimos. No obstante, el misil es capaz de maniobrar con mucha más energía que un avión, por lo que en determinadas circunstancias el avión es incapaz de maniobrar lo suficiente como para escapar de la envolvente de vuelo del misil. Pero no hay que desesperar, hay maniobras que pueden hacer que esquivemos un misil ... dos ya es más complicado y si tiran tres, podemos dar el derribo como asegurado. Hemos dicho que el misil pierde energía maniobrando, pero es que el avión también ... y el tercer misil llega fresquito y con ganas.

Ya hemos visto que dos de los mitos de las películas son eso, mitos, poco parecidos con la realidad. Ahora falta algo que en unas ocasiones he visto bien hecho y en otras no: el sistema de guiado. Eso, aunque no lo parezca, tiene mucha más miga que los otros dos aspectos anteriores.

El sistema de guiado es el encargado de llevar al misil a los alrededores del blanco y es distinto según sea el misil. Los misiles aire-aire usan unos tipos y los misiles tierra-aire usan otros, aunque pueden compartirlos (de hecho, lo hacen) De hecho, debemos distinguir dos etapas en el vuelo de un misil: la etapa guiado inicial y la aproximación al blanco. El funcionamiento de los misiles suele ser similar siempre:
- Detección del blanco a distancia: radar de búsqueda, visual, IR, ...
- Fijado del blanco en el sistema de puntería: lo mismo de antes, un radar en otra frecuencia, señal IR, láser, ...
- Guiado del misil hasta la cercanía del blanco.
- Fase final: ataque al blanco propiamente dicho. Lo normal es tener una guía final térmica o por radar, pero creo que ahora las hay incluso ópticas

Vamos a ver si los enumero sin dejarme ninguno:
Detección del blanco.
Puede hacerse por múltiple medios, desde observadores en tierra, radares de alerta temprana, radares de búsqueda (en tierra o en el propio avión) AWACS, etc. Por ejemplo, una de las primera misiones en la Guerra del Golfo fue la destrucción de los sistemas de alerta temprana de los iraquíes. A partir de ahí los ataque aéreos podían operar con relativa impunidad.

Fijado del blanco.
Una vez localizado la zona de la incursión aérea es preciso obtener más información para pasársela a los sistema de defensa antiaérea. Hay que tener en cuenta que un sistema antiaéreo cuenta al menos con dos elementos:
- Radar de Búsqueda/adquisición (pueden estar separados)
- Sistemas de lanzamiento.
F-4 Wildweasel. Fuente: wikipedia
Estos radares son una pieza golosa para los cazadores de radares o wildweasel, por este motivo deben operar brevemente y cambiando de posición a menudo. Las unidades antirradar están siempre dispuestas a soltar sus misiles antirradar contra cualquier radar que vean emitiendo. A pesar de lo que se piensa, estos misiles tienen un efecto relativamente menor de lo esperado. Al parecer en el último conflicto con los serbios se dispararon más de 500 de estos misiles para dejar fuera de combate nada más y nada menos que ... dos radares serbios. No obstante, los wild weasel cumplen con la misión de mantener a los radares en un discreto silencio, por si acaso.
Esto ocurre con sistema de largo alcance, pero hay otro sistemas de misiles de corto alcance, estilo Stinger, Strela, etc que son inmunes a estos peligrosos pájaros. Detectan el blanco visualmente y lo fijan por medio de IR. Su alcance no es excesivo, 3-5 kms con un poco de suerte, pero contra aviones a baja cota y especialmente helicópteros son mortales de necesidad. Aunque muy peligrosos, son infalibles ni están siempre dispuestos. Son operativos mientras dure el refrigerante (una botella de gas argón en el caso del Mistral) con lo que el operador del misil debe tener la sangre fría de esperar a que el enemigo se ponga a tiro.
En los aviones pasa algo similar. Se puede fijar el blanco a ojo (o con información de terceros) con lo que solo podremos usar misiles IR o cañones o con el radar. La ventaja del primer sistema es obvia, somos sigilosos electrónicamente, no se enciende ningún avisador en el blanco. En el segundo caso, nuestro alcance es superior y no dependemos de la meteorología.

Un detalle curioso, muchos radares al pasar del modo de búsqueda general a localizar el blanco se quedan "ciegos" de lo que hay alrededor. Solo ven el blanco. Los radares modernos ya pueden evitar esto, pero todavía hay muchos aviones que no lo hacen.

Guiado del misil
Tenemos el misil en el aire, ahora hay que hacerlo llegar al blanco. Y para ello ha varios sistemas:
- No hacer nada. Es lo que se hace con los misiles IR y lo que se podría hacer con los modernos fire-and-forget (no es recomendable) El misil vuela siguiendo la trayectoria inicial y la información que le haya enviado el lanzador y se busca la vida. Suele funcionar a distancias cortas ... si hay suerte.
- Guía de órdenes. Fue el usado por los primitivos Wasserfall. El problema no es tanto la guía de órdenes como el apuntar sino por la dificultad de atinarle a un avión. De hecho, muchos misiles anticarro filoguiados usan este tipo de guías, claro que un carro de combate no se mueve igual que un avión. No obstante, la cosa se ha sofisticado un poco y ahora tenemos que el propio radar ahora sigue al misil y al blanco y cual si de un avión teledirigido lleva el proyectil hacia su blanco. A pesar de lo que sale en las películas, el misil es incapaz de dar la vuelta si marra su objetivo. Si sofisticamos un poco el sistema, la propia cabeza del misil es capaz de aportar su granito de arena al sistema de guiado, aumentando la precisión. La gran ventaja de este sistema es que se puede meter un hardware muy potente para calcular la trayectoria optima del misil. Cuando los misiles AIM-120 se usan como deben el piloto mantiene el blanco en su radar hasta que el misil puede operar de manera autónoma.
- Guiado por haz portador. El atacante fija sobre el atacado un haz de microondas que utiliza el misil como guía para localizar el blanco. Los misiles de este tipo se conocen como de guia semiactiva y los mejores ejemplos son el AIM-7 Sparrow o el Vympel R-27 Debajo del morro del F-4 puede verse claramente el emisor de la guía de este avión. Los misiles Tierra-Aire operan de una manera muy similar, con la ventaja sobre los primeros Sparrow de no tener que preocuparse de ser disparados sobre el horizonte.

Fase final.
Llegó la hora de la verdad y nuestro pájaro está a punto de abalanzarse sobre su presa. Al igual que tenemos diversas fases de guiado, hay diversas formas de converger sobre el blanco.
- Guía infrarroja. Buscan el calor producido por los motores del avión contrario. Esta señal térmica es especialmente significativa en los aviones a reacción, sobre todo si utilizan la postcombustión. antiguamente tendían a ser engañados por señuelos o por el sol, pero últimamente tienen una mala idea de cuidado y no suelen fallar como entren por el lado bueno (o malo, según se mire) Tampoco necesitan ya el hemisferio trasero y hay algún cabroncete que puede atacar hasta con 60º de deflexión.
- Radar Semiactiva. El atacante está iluminando la fase final de vuelo del misil. Con el AIM-7 hacía falta iluminar el blanco todo el tiempo pero ahora, con sistema como el AEGIS o el S-400 es suficiente con iluminar el blanco los últimos segundos del vuelo del misil.
Vymple R-77. fuente: wikipedia
- Radar Activa. El misil posee su propio radar que le lleva hacia el blanco en los últimos kilómetros. Lo utilizan misiles como el AIM-120 o el R-77

A pesar de todo esto, los misiles no son infalibles y hay montones de trucos para evitarlos y que no nos derriben. El mejor de todos ellos es evitar que lleguen a ser disparados porque si te disparan un misil en los parámetros correcto lo más normal es que haga blanco, aunque esto ya depende mucho del factor humano, tanto del piloto como de los artilleros encargados de la defensa. Lo cierto es que lo que se ve en las películas de aviones volando mano a mano con misiles es completamente falso. Si te apetece comprobar algo de esto, hay un simulador de SAM (es el único que conozco) y que encima, es gratuito que pueden encontrar en http://sites.google.com/site/samsimulator1972/home.

Espero que te haya gustado. Si es así, puedes compartirlo a quien quiera, menéame incluido.


1 comentario:

Yuri dijo...

Leído. Está muy bien, es una introducción desde una perspectiva distinta a la que he usado yo (quise concentrarme en los sistemas de guía). :-)

Un saludo.