Sistema de alerta de aproximación de misiles

Proporcionar alertas oportunas contra misiles portátiles antiaéreos infrarrojos (IR MANPADS) es todo un reto. No avisan de su presencia antes del lanzamiento, no utilizan infrarrojos activos, guiado por radar ni designadores láser, que podrían emitir radiación detectable. Suelen ser misiles de tipo "dispara y olvida" y pueden fijar un objetivo, alcanzarlo rápidamente y destruirlo en segundos. Tienen una firma de radar pequeña pero visible y un propulsor que arde, generalmente durante un breve periodo, dependiendo de la plataforma.

Los MANPADS son armas de alcance relativamente corto, normalmente hasta unos cinco kilómetros, con un rango de impacto efectivo de entre uno y tres kilómetros. Por lo tanto, ofrecen muy poco margen de error para contrarrestarlas eficazmente, ya que el tiempo de impacto (TTI) sobre un objetivo a un kilómetro es de tan solo tres segundos. El TTI para objetivos a tres y cinco kilómetros también es relativamente corto: entre siete y poco más de once segundos, respectivamente.

El sistema de alerta temprana de misiles (MAW) debe proporcionar alertas fiables y oportunas para permitir respuestas de contramedidas adecuadas. Es fundamental una probabilidad de alerta cercana al 100 % y tiempos de reacción muy rápidos para contrarrestar lanzamientos de misiles cercanos (del orden de un segundo).

La tripulación aérea solo confiará en el sistema si tiene plena confianza en él. El sistema MAW también debe tener una tasa de falsas alarmas (FAR) suficientemente baja, incluso cuando esté iluminado por múltiples fuentes (que pueden incluir amenazas) provenientes de diferentes direcciones.

Los tiempos de respuesta rápidos y una baja tasa de falsas alarmas (FAR, por sus siglas en inglés) son requisitos inherentemente contradictorios. Una solución aceptable requiere un enfoque equilibrado para lograr el resultado final más exitoso sin comprometer la probabilidad de éxito. Dado que un tiempo de alerta más prolongado (TTI, por sus siglas en inglés) es casi siempre deseable, esto lleva a la conclusión de que existe algo así como una FAR demasiado baja: todos los sistemas de alerta recopilan datos y luego toman decisiones cuando se alcanza cierto nivel de confianza. Las falsas alarmas representan errores de decisión que (suponiendo un procesamiento óptimo) solo pueden reducirse recopilando más información, lo que implica tomar más tiempo, lo que inevitablemente resulta en una reducción del tiempo de alerta. La mayoría de los usuarios tolerarían una FAR mayor (hasta cierto punto en el que comienza a limitar las operaciones) en lugar de una TTI reducida, porque su probabilidad de supervivencia depende directamente de la TTI, que representa el tiempo en el que se pueden implementar las contramedidas.

La información precisa sobre el acimut y el ángulo de ataque (AOA) puede ser otro requisito muy importante. Los sistemas de contramedidas infrarrojas direccionales (DIRCM) dependen de los sistemas MAW para lograr una puntería inicial suficientemente precisa (aproximadamente dos grados) que garantice que el DIRCM detecte e intercepte los misiles entrantes de manera oportuna y eficaz.

Un ángulo de ataque (AOA) preciso también es importante para determinar la dirección de lanzamiento de los señuelos de contramedida (bengalas). Es fundamental evitar que tanto la plataforma como los señuelos lanzados permanezcan dentro del campo de visión instantáneo (IFoV) de los misiles entrantes. En tales casos, los misiles podrían, incluso después de sobrepasar los señuelos, impactar la plataforma. Esto cobra especial importancia cuando la separación entre los señuelos y la plataforma es demasiado larga, como ocurre con aeronaves de vuelo lento.

Un ángulo de ataque (AOA) preciso es fundamental, ya que la plataforma debe maniobrar preferiblemente al desplegar señuelos para aumentar la distancia de error. Esto es especialmente importante en aviones de combate, cuya alta velocidad tiende a contrarrestar la separación causada por la velocidad de eyección del señuelo. Un giro hacia los misiles que se aproximan para establecer o aumentar el ángulo entre el señuelo y la plataforma es crucial cuando un misil se aproxima desde atrás, entre las posiciones de las cinco o las siete. Si el AOA no es lo suficientemente preciso, el piloto podría girar en la dirección incorrecta y exponerse a la situación descrita anteriormente.

El sistema también debe estar totalmente automatizado, ya que el tiempo de reacción humana en los casos pertinentes (lanzamientos de corto alcance) es demasiado largo.

Las aeronaves ligeras, los helicópteros y los cazas suelen tener espacio y capacidad de masa limitados para equipos adicionales. El sistema también puede generar una resistencia aerodinámica adversa, lo que exige un tamaño físico y un número de cajas mínimos. Además, el consumo de energía debe mantenerse dentro de la capacidad del sistema eléctrico de la plataforma.

Es conveniente integrar las funciones de visualización y control para evitar duplicaciones en los paneles de instrumentos, donde el espacio es limitado. Si una plataforma está equipada con sistemas de alerta de radar y misiles, la interfaz hombre-máquina (HMI) debe mostrar ambas amenazas de forma clara e inequívoca.

La interfaz hombre-máquina (HMI) integrada también debe indicar el estado operativo del sistema, su estado de mantenimiento, el modo de operación, la cantidad restante de señuelos, etc. Los paneles de control separados solo se justifican por motivos de seguridad de vuelo, como las funciones de activación/desactivación de contramedidas electrónicas (ECM) y de desecho de señuelos.

La adquisición de sistemas de autoprotección de guerra electrónica (EW) tiene implicaciones de costos directas e indirectas.

Los costes directos incluyen el precio inicial del sistema, las piezas de repuesto y los equipos de prueba necesarios para garantizar que el rendimiento y la disponibilidad de los sistemas se mantengan durante todo su ciclo de vida.

La instalación e integración de sistemas EW en aeronaves es otro coste directo.

Por otro lado, los costos indirectos implican una degradación del rendimiento de la aeronave como resultado de tener el sistema a bordo, lo que a su vez impacta negativamente en el costo operativo de la aeronave.

Por lo tanto, el precio inicial más bajo de un sistema no garantiza necesariamente la mejor solución, ya que deben considerarse todos los factores. La relación costo-beneficio general de los sistemas, es decir, la relación precio-rendimiento, es más importante a la hora de elegir el sistema adecuado.

Ventajas

• Puede medir la distancia y la velocidad de los misiles que se aproximan. Por lo tanto, puede determinar el tiempo hasta el impacto (TTI) y optimizar el momento de lanzamiento de las contramedidas ( bengalas ).
• No depende de que la unidad de propulsión de los misiles esté encendida.
• Menos sensible a las condiciones climáticas.

Desventajas

• En entornos de amenazas complejos, los sistemas activos podrían revelar la presencia de la aeronave mediante la radiación de radar emitida por el MAW y, por lo tanto, aumentar su vulnerabilidad.
• El alcance de detección de misiles pequeños con baja sección transversal de radar, como los MANPADS, es limitado y podría resultar en un tiempo de alerta mínimo y, en consecuencia, en un despliegue tardío de señuelos.
• No puede medir la dirección con la precisión suficiente para dirigir los sistemas DIRCM .
• Susceptible a falsas alarmas causadas por otras fuentes de radiofrecuencia.
• Puede provocar interferencias con los radares de control de tráfico aéreo en tierra si la frecuencia de funcionamiento no se selecciona cuidadosamente.
• Resulta más difícil de integrar que los sistemas pasivos debido a las limitaciones espaciales.

Ventajas

• En condiciones climáticas favorables, la transmisión atmosférica de la radiación infrarroja tiende a ser mejor que la de la radiación ultravioleta, que no es absorbida por el sol .
• Potencialmente, puede lograr mayores alcances de detección en altitudes donde no hay interferencias del terreno.
• Potencialmente, puede detectar el calor cinético de los misiles tras el agotamiento del motor a gran altitud, pero probablemente no a baja altura debido a la alta interferencia del fondo infrarrojo.
• Proporciona información útil sobre el ángulo de ataque para apuntar un misil DIRCM y para tomar buenas decisiones con respecto a la dirección de lanzamiento y las maniobras de los señuelos.

Desventajas

• La transmisión de infrarrojos a través del agua líquida y el hielo es muy baja, lo que impide su funcionamiento en cualquier condición climática. Incluso unas pocas decenas de micrómetros de agua sobre la lente, o en la atmósfera entre la amenaza y el sensor, son suficientes para inutilizar eficazmente tanto los sensores MWIR como los LWIR.
• Debe competir con enormes cantidades de interferencia infrarroja natural (solar) y artificial.
• Por lo tanto, la tasa de falsas alarmas y/o la probabilidad de advertencia representan un gran problema para los misiles tierra-aire debido al alto nivel de interferencia infrarroja de fondo que se origina en la Tierra.
• Se necesita una enorme capacidad de procesamiento informático para mitigar el problema de las falsas alarmas, lo que a su vez eleva los costos.
• En algunos sistemas se utilizan detectores de dos colores para ayudar a suprimir el ruido de fondo y reducir la tasa de falsos positivos (FAR). Si bien esto resuelve algunos problemas, también crea otros, ya que complica aún más el sistema debido a los requisitos ópticos, de sensibilidad y de velocidad de píxeles extremadamente alta, lo que repercute negativamente en el costo y la confiabilidad.
• No se puede proporcionar información sobre el alcance real.
• Tradicionalmente, los detectores de infrarrojos tienen campos de visión instantáneos muy estrechos para lograr una relación señal/objetivo suficientemente buena. Por lo tanto, se requieren grandes conjuntos de detectores para proporcionar una cobertura azimutal de 360°, lo que supone otro factor que influye en el coste.
• Requiere detectores refrigerados, lo que complica el soporte logístico del ciclo de vida y resulta en un alto costo de propiedad.
• El alcance de detección podría verse limitado frente a futuros motores de cohetes con bajas emisiones infrarrojas/ultravioleta y de nueva tecnología.

Ventajas

• Opera en la región del espectro ultravioleta (UV), donde la radiación solar no produce falsas alarmas, por lo que no genera alarmas naturales (por el sol). Por consiguiente, los sistemas MAW basados ​​en UV presentan un problema de falsas alarmas mucho menor que los sistemas basados ​​en infrarrojos (IR).
• Muy buena probabilidad de alerta en entornos con mucho ruido de fondo.
• Funciona en cualquier condición climática, ya que es inmune a la radiación solar y apenas se ve afectado por el agua líquida.
• Amplio campo de visión instantáneo.
• Proporciona información muy precisa sobre el ángulo de ataque para una buena toma de decisiones en la colocación de señuelos, maniobras y para apuntar los DIRCM.
• Tiene un tiempo de respuesta rápido ante lanzamientos de misiles cercanos.
• Es un sistema más sencillo que las tecnologías Doppler pulsado e infrarroja.
• No requiere refrigeración y solo necesita una potencia de procesamiento moderada.
• Bajo coste del ciclo de vida.

Desventajas

• Para detectar misiles que se aproximan, el motor del cohete del misil debe estar en funcionamiento; esto requiere las altas temperaturas de combustión efectivas asociadas con los motores de cohete de combustible sólido.
• Los sistemas basados ​​en infrarrojos probablemente sean mejores a gran altitud, pero la radiación ultravioleta es mejor contra los misiles tierra-aire.
• No puede proporcionar información sobre el alcance real, pero puede derivar el TTI a partir del rápido aumento de la amplitud de la señal del misil que se aproxima.
• El alcance de detección podría verse limitado frente a futuros motores de cohetes con bajas emisiones infrarrojas/ultravioleta y de nueva tecnología.

Israel

• EL/M-2160 (AN/ALQ-199) de Elta
• Suite Airborne de Elbit Systems

Italia / Reino Unido

• Amids de Selex y Elettronica (componente de Praetorian DASS , desarrollado a partir de PVS 2000) ^{[ 6 ]}

Japón

• J/APQ-1 de Mitsubishi Electric Corporation

Rusia

• LIP MAW (sistema obsoleto)
• Arbalet-D de Phazatron Niir Corporation

Corea del Sur

• K2 MWR de la Agencia para el Desarrollo de la Defensa (ADD) ^{[ 7 ]}

Reino Unido

• PVS 2000 originalmente de GEC-Marconi y Plessey Avionics (ahora Selex y Thales; sistema obsoleto) ^{[ 8 ]}

Estados Unidos

• AN/ALQ-127, originalmente de Westinghouse (ahora Northrop Grumman ; sistema obsoleto).
• El AN/ALQ-153 fue fabricado originalmente por Westinghouse (ahora Northrop Grumman; sistema obsoleto).
• AN/ALQ-154 de AIL (sistema obsoleto)
• AN/ALQ-156 de BAE Systems EI&S

Francia

• DDM-SAMIR/DDM-NG de Sagem y MBDA ^{[ 9 ]}
• MWS-20 Damien de Dassault Electronique (ahora Thales ) ^{[ 10 ]}

Francia / Alemania

• MIRAS de Hensoldt (Hensoldt Holding GmbH), Thales y Airbus DS GmbH

Alemania

• PIMAWS de BGT (estado de producción/desarrollo incierto)

India

• DCMAWS de DARE (laboratorio de DRDO ). ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

Israel

• PAWS/PAWS-2 de Elisra (filial de Elbit)

Italia

• Leonardo MAIR ^{[ 14 ]}

Rusia

• Presidente-S (BKO) del KRET y del Instituto de Investigación Científica Ekran ^{[ 15 ]}

Corea del Sur

• KUH/MUH MWR de Huneed Technologies ^{[ 16 ]}

Pavo

• IRIS 200 de Aselsan ^{[ 17 ]}

Reino Unido

• ELIX-IR de Thales UK (estado de producción/desarrollo incierto)

Estados Unidos

• Sistema de apertura distribuida (DAS) AN/AAQ-37 de Northrop Grumman y Raytheon para el F-35 Lightning II (en funcionamiento).
• AN/AAR-44B de L-3 Cincinnati Electronics para AC-130U Spooky II
• AN/AAR-47 de Loral Corporation , et al.
• AN/AAR-56 de Lockheed Martin para el F-22 Raptor (operativo)
• JATAS (Sistema Conjunto y Aliado de Conciencia de Amenazas) está siendo desarrollado por Alliant Techsystems (ATK) y BAE Systems bajo un contrato con la Armada de los Estados Unidos , con su despliegue operativo inicial programado para finales de 2015.
• MIMS de Northrop Grumman (estado de desarrollo/producción incierto)

Alemania

• AN/AAR-60 o MILDS (Sistema de detección de lanzamiento de misiles) de Hensoldt Holding GmbH. ^{[ 18 ]}

India

• UVMAWS de DRDO ^{[ 19 ]}

Israel

• Guitarra – 350 de Rafael (estado de producción/desarrollo desconocido)

Rusia

• El módulo 101KS-U forma parte del sistema electroóptico (EO) 101KS Atoll para el avión Su-57 de quinta generación de la Fuerza Aérea Rusa.

Sudáfrica / Suecia

• MAW 300 de Saab Avitronics ^{[ 20 ]}

Pavo

• IRIS 100 de Aselsan ^{[ 21 ]}

Estados Unidos

• AN/AAR-47 con sensores AN/AAR-47A(V)2 mejorados.
• AN/AAR-54, originalmente de Westinghouse (ahora Northrop Grumman).
• AN/AAR-57 originalmente de Sanders (ahora BAE Systems EI&S) ^{[ 22 ]}