Búsqueda y seguimiento por infrarrojos

Un sistema de búsqueda y seguimiento por infrarrojos ( IRST ) (a veces conocido como avistamiento y seguimiento por infrarrojos ) es un método para detectar y rastrear objetos que emiten radiación infrarroja , como las firmas infrarrojas de aviones a reacción y helicópteros . ^[1]

El IRST es un caso generalizado de Forward Looking Infrared (FLIR), es decir, de visión frontal a conocimiento de la situación en todas sus partes . Estos sistemas son pasivos ( cámara termográfica ), es decir, no emiten radiación propia, a diferencia del radar . Esto les da la ventaja de que son difíciles de detectar.

Sin embargo, debido a que la atmósfera atenúa los rayos infrarrojos en cierta medida (aunque no tanto como la luz visible ) y debido a que las condiciones meteorológicas adversas también pueden atenuarlos (de nuevo, no tan gravemente como los sistemas visibles), su alcance en comparación con un radar es limitado. Dentro del alcance, la resolución angular de un IRST es mejor que la del radar debido a la longitud de onda más corta .

Los primeros usos de un sistema IRST aparecieron en los interceptores F-101 Voodoo , F-102 Delta Dagger y F-106 Delta Dart . El F-106 tuvo un montaje IRST temprano reemplazado en 1963 por un montaje retráctil de producción. ^[2] El IRST también se incorporó al F-8 Crusader (variante F-8E) permitiendo el seguimiento pasivo de las emisiones de calor y era similar al posterior AN/AAA-4 de Texas Instruments instalado en los primeros F-4 Phantom . ^[3]

El F-4 Phantom tenía un buscador infrarrojo AAA-4 de Texas Instruments ^[4] debajo del morro de los primeros aviones de producción, los F-4B y F-4C. No se instaló en los F-4D posteriores debido a sus capacidades limitadas ^[5] , pero mantuvo el bulto y, de hecho, algunos F-4D tenían el receptor IRST instalado en una forma modificada. ^[3]

El F-4E eliminó el bulto del AAA-4 IRST y recibió un montaje de cañón interno que ocupaba el área debajo del morro. ^[6] El F-4J, que tenía un radar Doppler de pulso, también eliminó el receptor AAA-4 IRST y el bulto debajo del morro. ^[7]

El primer uso del IRST en un país euroasiático fue el Mikoyan-Gurevich MiG-23 , ^[8] que utilizó el IRST (TP-23ML); versiones posteriores utilizaron el IRST (26SH1). ^[9] El Mikoyan-Gurevich MiG-25 PD también estaba equipado con un pequeño IRST debajo del morro. ^[10]

El sueco Saab J-35F2 Draken (1965) también utilizó un IRST, un Hughes Aircraft Company N71.

Los sistemas IRST reaparecieron en diseños más modernos a partir de la década de 1980 con la introducción de sensores 2-D, que indicaban ^{[ aclaración necesaria ]} tanto el ángulo horizontal como el vertical. Las sensibilidades también mejoraron mucho, lo que llevó a una mejor resolución y alcance. En años más recientes, nuevos sistemas han ingresado al mercado. En 2015, Northrop Grumman presentó su pod OpenPod IRST, ^[11] que utiliza un sensor de Leonardo . ^[12] La Fuerza Aérea de los Estados Unidos está incorporando actualmente sistemas IRST para su flota de aviones de combate, incluidos el F-15, F-16 y F-22. ^{[13] [14]}

Si bien los sistemas IRST son los más comunes entre las aeronaves, también se encuentran disponibles sistemas terrestres, navales y submarinos. ^{[15] [16] [17]}

El F-35 está equipado con un sistema de búsqueda y seguimiento por infrarrojos AN/AAQ-37 Distributed Aperture System (DAS), que consta de seis sensores IR alrededor de la aeronave para una cobertura esférica completa, proporcionando imágenes día/noche y actuando como un IRST y un sistema de advertencia de aproximación de misiles. ^[18]

Se supone que el Chengdu J-20 y el Shenyang FC-31 comparten un concepto de diseño similar con su sistema. ^[19] Los sistemas IRST también se pueden utilizar para detectar aviones furtivos, en algunos casos, superando al radar tradicional. ^[20]

Se trataba de sistemas bastante sencillos que consistían en un sensor de infrarrojos con un obturador giratorio horizontalmente delante de él. El obturador estaba conectado a una pantalla situada debajo de la pantalla principal del radar de interceptación en la cabina. Cualquier luz infrarroja que incidiese sobre el sensor generaba un "pip" en la pantalla, de forma similar a los visores B utilizados en los primeros radares.

La pantalla estaba pensada principalmente para permitir al operador del radar girar manualmente el radar hasta el ángulo aproximado del objetivo, en una época en la que los sistemas de radar debían "fijarse" manualmente. El sistema se consideraba de utilidad limitada y, con la introducción de radares más automatizados, desapareció de los diseños de cazas durante algún tiempo.

El rango de detección varía según factores externos como:

• nubes
• altitud
• temperatura del aire
• Actitud del objetivo
• velocidad del objetivo

Cuanto mayor es la altitud, menos densa es la atmósfera y menos radiación infrarroja absorbe, especialmente en longitudes de onda más largas. El efecto de reducción de la fricción entre el aire y el avión no compensa la mejor transmisión de la radiación infrarroja. Por lo tanto, los rangos de detección de infrarrojos son mayores a grandes altitudes.

A grandes altitudes, las temperaturas oscilan entre -30 y -50 °C, lo que proporciona un mejor contraste entre la temperatura de la aeronave y la temperatura de fondo.

El PIRATE IRST del Eurofighter Typhoon puede detectar cazas subsónicos a 50 km del frente y a 90 km de la retaguardia ^[21] ; el valor mayor es consecuencia de observar directamente el escape del motor, y es posible un aumento aún mayor si el objetivo utiliza postcombustión .

El alcance en el que se puede identificar un objetivo con suficiente seguridad para decidir disparar el arma es significativamente inferior al alcance de detección: los fabricantes afirman que es aproximadamente el 65% del alcance de detección.

Con misiles guiados por infrarrojos o misiles que disparan y olvidan , el caza puede disparar al objetivo sin tener que encender el radar. De lo contrario, el caza puede encender el radar y fijar el objetivo inmediatamente antes de disparar si así lo desea. El caza también podría acercarse hasta quedar dentro del alcance del cañón y atacar de esa manera.

Independientemente de que utilicen o no su radar, el sistema IRST aún puede permitirles lanzar un ataque sorpresa.

Un sistema IRST también puede tener una mira óptica magnificada normal conectada a él, para ayudar a la aeronave equipada con IRST a identificar el objetivo a larga distancia. A diferencia de un sistema infrarrojo de visión frontal común , un sistema IRST realmente escaneará el espacio alrededor de la aeronave de manera similar a la forma en que funcionan los radares dirigidos mecánicamente (o incluso electrónicamente). La excepción a la técnica de escaneo es el DAS del F-35, que mira en todas las direcciones simultáneamente y detecta y declara automáticamente aeronaves y misiles en todas las direcciones, sin un límite en el número de objetivos rastreados simultáneamente.

Cuando encuentran uno o más objetivos potenciales, alertan al piloto o a los pilotos y muestran la ubicación de cada objetivo en relación con la aeronave en una pantalla, de forma muy similar a un radar. De manera similar a la forma en que funciona un radar, el operador puede indicarle al IRST que rastree un objetivo de interés en particular, una vez que lo haya identificado, o que escanee en una dirección particular si se cree que hay un objetivo allí (por ejemplo, debido a un aviso del AWACS o de otra aeronave).

Los sistemas IRST pueden incorporar telémetros láser para proporcionar soluciones completas de control de fuego para disparos de cañones o lanzamiento de misiles ( Optronique Secteur Frontal ). La combinación de un modelo de propagación atmosférica, la superficie aparente del objetivo y el análisis del movimiento del objetivo (TMA) permite calcular el alcance.

Los sistemas IRST modernos más conocidos son:

•  Francia
  • Fragata Classe Orizzonte ( Safran Vampir MB)
  • Buque de asalto anfibio ROKS Dokdo (Safran Vampir MB)
  • Destructor de la clase Sejong el Grande (Safran Vampir NG)
  • Fragata clase Anzac (Safran Vampir NG)
  • Muelle de aterrizaje para helicópteros de la clase Canberra (Safran Vampir NG)
  • Destructor de la clase Hobart (Safran Vampir NG)
  • Fragata clase Cassard (Safran EOMS-NG)
  • Fragata clase Floréal (Safran EOMS-NG)
  • Fragata clase Horizon (Safran EOMS-NG)
  • Corbeta clase Baynunah (Safran EOMS-NG)
  • OPV de clase Gowind para Argentina (Safran EOMS-NG)
  • Portaaviones Charles de Gaulle ( Thales ARTEMIS)
  • FREMM (Thales ARTEMIS)
  • Dassault Rafale (Safran/Thales Optronique sector frontal OSF) ^[22]
•  Italia
  • Portaaviones Cavour ( Leonardo SASS)
  • FREMM (Leonardo SASS)
  • Corbeta clase Doha (Leonardo SASS)
  • Buque patrullero de alta mar clase Musherib (Leonardo SASS)
  • Saab JAS 39 Gripen E/F (Leonardo Skyward-G) ^[23]
  • Volante a la izquierda Trieste (Leonardo DSS-IRST)
•  Italia / España / Reino Unido  
  • Eurofighter Typhoon ( EuroFIRST PIRATE ^[24] ) ^{[25] [22]}
•  Japón
  • Mitsubishi F-15J
•  Países Bajos
  • Fragata clase Halifax ( Thales Nederland Sirius)
  • Fragata clase De Zeven Provinciën (Thales Nederland Sirius)
  • Fragata de la clase Sachsen (Thales Nederland Sirius)
•  Rusia
  • Aviones de flanqueo Su-27/30/33/35/37 (OEPS-27/30; OLS-35) ^[26]
  • Mikoyan MiG-31 (8TK) ^[27]
  • MiG-29/35 (OEPS-29/OLS-13SM-1) ^[26]
  • Sukhoi Su-57 (101KS-V)
•  Corea del Sur
  • Buque de asalto anfibio ROKS Marado ( Hanwha SAQ-600K)
  • Fragata clase Daegu (Hanwha SAQ-600K)
  • KAI KF-21 Boramae
•  España
  • Fragata clase F110 ( Indra /Tecnobit IRST i110)
•  Suecia
  • JAS-39E/F Gripen NG (Skyward-G)
•  Pavo
  • Fragata clase Barbaros ( Aselsan PIRI)
  • TCG Anadolu (Aselsan PIRI)
  • Fragata clase Estambul (Aselsan PIRI)
  • TAI TF Kaan
•  Estados Unidos
  • Cruzado Vought F-8
  • Grumman F-14D Tomcat (AN/AAS-42 IRST) ^[22]
  • McDonnell Douglas F-15C Eagle ( Lockheed Martin AN/ASG-34 IRST21 en cápsula Legion) ^[28]
  • Boeing F-15K / SG / SA / QA / IA Strike/Advanced Eagle (AN/AAS-42 “Ojos de tigre”)
  • Boeing F-15EX Eagle II (AN/ASG-34 en cápsula Legion)
  • Lockheed Martin F-16C/D/V (AN/ASG-34 en cápsula Legion)
  • Lockheed Martin F-16E/F Bloque 60/62 (AN/AAQ-32 IFTS)
  • Boeing F/A-18E/F Super Hornet Bloque III (AN/ASG-34)
  • Lockheed Martin F-22 Raptor (AIRST)
  • Lockheed Martin F-35 Lightning II (sistema de orientación electroóptica AN/AAQ-40, sistema de apertura distribuida electroóptica AN/AAQ-37 )
  • Destructor de misiles guiados clase Arleigh Burke (Mark 46 Mod 1 en vuelo I/II/IIA, Mark 20 Mod 1 en vuelo III)
  • Bloque 1B de la CIWS de la falange

Los aviones de combate llevan sistemas IRST para utilizarlos en lugar del radar cuando la situación lo requiere, como cuando siguen a otros aviones, bajo el control de aeronaves de alerta temprana y control aerotransportadas (AWACS) o cuando ejecutan una intercepción controlada desde tierra (GCI), donde se utiliza un radar externo para ayudar a dirigir al caza hacia un objetivo y el IRST se utiliza para captar y rastrear el objetivo una vez que el caza está dentro del alcance.

• Sistema de orientación electroóptico
• Sistema de apertura distribuida electroóptica AN/AAQ-37

• Mahulikar, SP; Sonawane, HR; Rao, GA (2007), "Estudios de firmas infrarrojas de vehículos aeroespaciales", Progress in Aerospace Sciences , 43(7-8): 218–245
• Eden, Paul, ed. (2004), La enciclopedia de los aviones militares modernos , Londres: Amber Books Ltd, ISBN 1-904687-84-9
• Kinzey, Bert (1983), F-106 Delta Dart, en detalle y escala , Fallbrook, CA: Aero Publishers, ISBN 0-8168-5027-5.
• Sweetman, Bill; Bonds, Ray (1987), El gran libro de los aviones de guerra modernos , Nueva York, Nueva York: Crown Publishers, ISBN 0-517-63367-1

• Informe anual 2006 del Fraunhofer Institut IAF, en alemán e inglés.