Contramedida

El chaff , originalmente llamado Window ^{[ 1 ]} o Düppel , es una contramedida de radar que consiste en la dispersión de finas tiras de aluminio , fibra de vidrio metalizada o plástico . ^{[ 2 ]} El chaff disperso produce una gran sección transversal de radar destinada a cegar o interferir con los sistemas de radar. ^{[ 3 ]}

Las fuerzas militares modernas utilizan contramedidas electrónicas (chaff) para desviar la atención de los misiles guiados por radar activo de sus objetivos. Los aviones y buques de guerra pueden equiparse con sistemas de lanzamiento de contramedidas electrónicas para su autodefensa. Durante su fase intermedia , un misil balístico intercontinental puede liberar contramedidas electrónicas junto con otros dispositivos de penetración .

Los sistemas de radar contemporáneos pueden distinguir las contramedidas electrónicas (chaff) de los objetivos legítimos midiendo el efecto Doppler ; ^{[ 4 ]} las contramedidas electrónicas pierden velocidad rápidamente tras abandonar una aeronave, y el cambio resultante en la longitud de onda de la señal de radar reflejada puede medirse. Para contrarrestar esto, una nube de contramedidas electrónicas puede ser iluminada por el vehículo defensor con una frecuencia corregida por el efecto Doppler. Esto se conoce como JAFF (interferencia más contramedidas electrónicas) o CHILL (contramedidas electrónicas iluminadas). ^{[ 5 ]}

La idea de usar chaff se desarrolló de forma independiente en el Reino Unido , Alemania , Estados Unidos y Japón . En 1937, el investigador británico Gerald Touch, mientras trabajaba con Robert Watson-Watt en radar, sugirió que longitudes de alambre suspendidas de globos o paracaídas podrían saturar un sistema de radar con ecos falsos ^{[ 6 ]} y RV Jones había sugerido que trozos de papel de aluminio cayendo por el aire podrían hacer lo mismo. ^{[ 7 ]} A principios de 1942, la investigadora del Telecommunications Research Establishment (TRE), Joan Curran, investigó la idea y propuso un plan para arrojar paquetes de tiras de aluminio desde aeronaves para generar una nube de ecos falsos. ^{[ 8 ]} Una idea inicial fue usar hojas del tamaño de una página de cuaderno; estas se imprimirían para que también sirvieran como folletos de propaganda . ^{[ 9 ]} Se descubrió que la versión más eficaz eran tiras de papel negro con respaldo de papel de aluminio , exactamente de 27 cm × 2 cm (10,63 in × 0,79 in) y empaquetadas en fardos que pesaban 1 libra (0,45 kg) cada uno . El jefe del TRE, AP Rowe , le dio al dispositivo el nombre en clave "Window". En Alemania, una investigación similar había llevado al desarrollo de Düppel . El nombre en clave alemán provenía de la finca donde se realizaron las primeras pruebas alemanas con chaff, alrededor de 1942. ^{[ 9 ]} Una vez que los británicos pasaron la idea a los EE. UU. a través de la Misión Tizard , Fred Whipple desarrolló un sistema para dispensar tiras para la USAAF , pero no se sabe si alguna vez se utilizó.       

Los sistemas utilizaban el mismo concepto de pequeñas tiras (o cables) de aluminio cortadas a la mitad de la longitud de onda del radar objetivo. Al ser impactadas por el radar, dichas longitudes de metal resonaban y reirradian la señal. ^{[ 9 ]} A las defensas enemigas les resultaría casi imposible distinguir la aeronave de los ecos causados ​​por las contramedidas. Otras técnicas para confundir el radar incluían dispositivos de interferencia aerotransportados con los nombres en clave Mandrel, Piperack, Jostle y Carpet . Mandrel era un inhibidor aerotransportado dirigido a los radares alemanes Freya, ^{[ 10 ]} mientras que Carpet apuntaba al radar de puntería de Würzburg . La ignorancia sobre el alcance del conocimiento del principio en la fuerza aérea enemiga llevó a los planificadores a juzgar que era demasiado peligroso usarlo, ya que el oponente podría duplicarlo. El principal asesor científico del gobierno británico, el profesor Lindemann , señaló que si la Real Fuerza Aérea (RAF) lo usaba contra los alemanes, la Luftwaffe lo copiaría rápidamente y podría lanzar un nuevo Blitz . Esto causó preocupación en el Mando de Cazas de la RAF y en el Mando Antiaéreo , que lograron suprimir el uso de Window hasta julio de 1943. ^{[ 11 ]} Se creía que la nueva generación de radares centimétricos disponibles para el Mando de Cazas podría hacer frente a la represalia de la Luftwaffe .

El examen del equipo de radar de Würzburg traído de vuelta al Reino Unido durante la Operación Biting (febrero de 1942) y el reconocimiento posterior revelaron a los británicos que todos los radares alemanes operaban en no más de tres rangos de frecuencia, lo que los hacía propensos a las interferencias . Arthur Travers "Bomber" Harris , Comandante en Jefe (C-in-C) del Mando de Bombarderos de la RAF , finalmente obtuvo la aprobación para usar Window como parte de la Operación Gomorra , la campaña de bombardeo de una semana de duración contra Hamburgo . La primera tripulación aérea entrenada para usar Window estaba en el Escuadrón 76. Veinticuatro tripulaciones fueron instruidas sobre cómo lanzar los paquetes de tiras de papel aluminizado (se usó papel tratado para minimizar el peso y maximizar el tiempo que las tiras permanecerían en el aire, prolongando el efecto), uno cada minuto a través del conducto de bengalas, usando un cronómetro para medir el tiempo. Los resultados fueron espectaculares. Los reflectores maestros guiados por radar vagaron sin rumbo por el cielo. Los cañones antiaéreos disparaban al azar o no disparaban en absoluto, y los cazas nocturnos, con sus radares saturados de falsos ecos, fracasaron por completo en su intento de localizar la formación de bombarderos. Durante más de una semana, los ataques aliados devastaron una vasta zona de Hamburgo, causando más de 40 000 muertes civiles, con la pérdida de tan solo 12 de los 791 bombarderos la primera noche. Los escuadrones rápidamente instalaron paracaídas especiales en sus bombarderos para facilitar aún más el despliegue de contramedidas. Al ver esto como un avance que hacía más seguras las operaciones, muchas tripulaciones realizaron tantos viajes como pudieron antes de que los alemanes encontraran una contramedida.

Aunque las tiras metálicas desconcertaron a los civiles alemanes al principio, los científicos alemanes sabían exactamente qué eran —Düppel— , pero se habían abstenido de usarlas por las mismas razones que Lindemann había señalado a los británicos. Durante más de un año se dio la curiosa situación de que ambos bandos del conflicto sabían cómo usar contramedidas electrónicas para interferir el radar del bando contrario, pero se habían abstenido de hacerlo por temor a que su oponente respondiera de la misma manera. El sistema Window inutilizó a los cazas Himmelbett (cama con dosel) controlados desde tierra de la Línea Kammhuber para rastrear sus objetivos en el cielo nocturno e inutilizó las primeras versiones B/C y C-1 de banda UHF del radar de interceptación aerotransportado Lichtenstein (tras la captura de un caza nocturno Junkers Ju 88R-1 por los británicos en mayo de 1943 equipado con él), cegando los cañones guiados por radar y los focos que dependían del radar terrestre. El coronel Hajo Herrmann desarrolló la táctica Wilde Sau (Jabalí Salvaje) para paliar la falta de guiado terrestre preciso, lo que llevó a la formación de tres nuevas alas de cazas que la emplearon: JG 300 , JG 301 y JG 302. Los operadores terrestres dirigían por radio a los cazas monoplaza y a los cazas nocturnos hacia las zonas con mayor concentración de contramedidas electrónicas (lo que indicaba su origen) para que los pilotos pudieran localizar los objetivos, a menudo contra la iluminación de los incendios y reflectores. Algunos de los cazas monoplaza contaban con el dispositivo FuG 350 Naxos para detectar las emisiones del radar H2S (el primer sistema de radar de exploración terrestre aerotransportado) de los bombarderos.

Seis semanas después del ataque a Hamburgo, la Luftwaffe utilizó Düppel en longitudes de 80 cm × 1,9 cm (31,50 pulg × 0,75 pulg) durante un ataque la noche del 7 al 8 de octubre de 1943. ^{[ 12 ]} En los ataques de 1943 y el "mini-blitz" de la Operación Steinbock entre febrero y mayo de 1944, Düppel permitió a los bombarderos alemanes intentar nuevamente operaciones sobre Londres . Aunque teóricamente efectivo, el pequeño número de bombarderos, especialmente en relación con la gran fuerza de cazas nocturnos de la RAF , condenó el esfuerzo desde el principio. Los cazas británicos pudieron elevarse en grandes cantidades y a menudo encontraron a los bombarderos alemanes a pesar de Düppel . Los alemanes obtuvieron mejores resultados durante el ataque aéreo a Bari en Italia, el 2 de diciembre de 1943, cuando los radares aliados fueron engañados por el uso de Düppel . ^{[ 13 ]}      

Tras el descubrimiento británico de este material en 1942 por Joan Curran, el chaff en Estados Unidos fue coinventado por el astrónomo Fred Whipple y el ingeniero naval Merwyn Bly. Whipple propuso la idea a la Fuerza Aérea con la que trabajaba en ese momento. ^{[ 14 ]} Las primeras pruebas fracasaron, ya que las tiras de aluminio se pegaban entre sí y caían en grumos con poco o ningún efecto. Bly resolvió esto diseñando un cartucho que obligaba a las tiras a rozarse contra él al ser expulsadas, adquiriendo una carga electrostática . Dado que todas las tiras tenían una carga similar, se repelían entre sí, lo que permitía el efecto completo de la contramedida. Después de la guerra, Bly recibió el Premio al Servicio Civil Distinguido de la Armada por su trabajo.

En el Teatro del Pacífico , el teniente comandante de la Armada Sudo Hajime inventó una versión japonesa llamada Giman-shi , o "papel engañoso". Se utilizó por primera vez con cierto éxito a mediados de 1943, durante las batallas nocturnas sobre las Islas Salomón . ^{[ 15 ]} La competencia por el escaso aluminio necesario para su fabricación limitó su uso. ^{[ 16 ]} El 21 de febrero de 1945, durante la Batalla de Iwo Jima , el Giman-shi se utilizó con éxito antes de un ataque kamikaze contra el USS Saratoga  . ^{[ 17 ]}

Los buques de guerra británicos que participaron en la Guerra de las Malvinas (1982) hicieron un uso intensivo de contramedidas electrónicas (chaff).

Durante esta guerra, los aviones británicos Sea Harrier carecían de su mecanismo convencional de lanzamiento de contramedidas electrónicas. ^{[ 18 ]} Por lo tanto, los ingenieros de la Marina Real diseñaron un sistema de lanzamiento improvisado con varillas de soldadura , pasadores y cuerda, que permitía almacenar seis paquetes de contramedidas electrónicas en el compartimento del freno aerodinámico y desplegarlos en vuelo. A menudo se le conocía como la « modificación de contramedidas electrónicas de Heath Robinson », debido a su complejidad. ^{[ 19 ]}

Aunque el chaff produce grandes cantidades de reflejos dispersos que pueden obstruir la pantalla del radar, se puede filtrar mediante varios métodos, como el seguimiento de su altitud y el efecto Doppler. El radar puede utilizar el efecto Doppler para distinguir entre el chaff y las aeronaves objetivo que se mueven rápidamente. El efecto Doppler solo se produce para la componente de velocidad paralela al haz del radar. Para superar esto, se despliegan grandes cantidades de chaff y luego la aeronave gira de manera que se mueva predominantemente perpendicular a la fuente del radar. También puede rotar para minimizar su sección transversal expuesta al haz del radar. Esto hace que la aeronave sea más difícil de separar del chaff, que es prácticamente estacionario, y se conoce como "mutching" (reducción de sensibilidad), ya que el radar normalmente incorpora una muesca de baja sensibilidad a las frecuencias asociadas con baja velocidad. ^{[ 20 ]} Es probable que el efecto sea momentáneo contra los sistemas de radar modernos, pero se puede prolongar mediante el uso de Chill y Jaff, como se describe a continuación. ^{[ 21 ]} Otro método descrito por una revista meteorológica describe el uso de la altitud y el descenso del chaff como otro método para eliminar grandes grupos de chaff que obstruyen las lecturas del radar. Sin embargo, este método no es fiable debido a las posibles condiciones meteorológicas, por lo que su uso óptimo se da en días despejados. ^{[ 22 ]}

Una de las cualidades importantes de las contramedidas electrónicas (chaff) es su ligereza, lo que permite transportar grandes cantidades. Como resultado, tras su lanzamiento, pierden rápidamente la velocidad que tenían desde la aeronave o el lanzacohetes, y comienzan a caer lentamente al suelo. Desde la perspectiva de un radar enemigo, las contramedidas electrónicas se reducen rápidamente a velocidad cero. Los radares modernos utilizan el efecto Doppler para medir la velocidad de los objetos en la línea de visión, y así pueden distinguir las contramedidas electrónicas de una aeronave, que continúa moviéndose a alta velocidad. Esto permite al radar filtrar las contramedidas electrónicas de su pantalla. ^{[ 21 ]}

Para contrarrestar este filtrado, se ha desarrollado la técnica JAFF o CHILL. Esta utiliza un emisor de interferencia adicional en la aeronave para reflejar una señal de la nube de chaff con la frecuencia adecuada para coincidir con la de la aeronave. Esto imposibilita el uso exclusivo del efecto Doppler para filtrar la señal de chaff. En la práctica, la señal es deliberadamente ruidosa para presentar múltiples objetivos falsos. ^{[ 21 ]}

En esencia, la técnica JAFF es un señuelo externo de bajo costo, que traslada los inhibidores de la plataforma de lanzamiento al señuelo y utiliza el chaff como reflector para proporcionar separación angular. ^{[ 21 ]}

Aunque ciertas aeronaves, como el bombardero Boeing B-52 Stratofortress , todavía utilizan chaff de aluminio , este tipo ya no se fabrica. El chaff utilizado por aeronaves como el Fairchild-Republic A-10 Thunderbolt II , el McDonnell Douglas F-15 Eagle , el General Dynamics F-16 Fighting Falcon y el McDonnell Douglas F/A-18 Hornet consiste en fibras de vidrio recubiertas de aluminio. Estos " dipolos " de fibra están diseñados para permanecer en el aire el mayor tiempo posible, con un diámetro típico de 1 milésima de pulgada (0,025 mm )  y una longitud típica de entre 7,6 mm y más de 51 mm . El chaff "superfino" más reciente tiene un diámetro típico de 0,18 mm (0,7 milésimas de pulgada) . El chaff se transporta en cartuchos tubulares, que permanecen unidos a la aeronave, cada uno conteniendo normalmente entre 3 y 5 millones de fibras de chaff. La paja es expulsada del cartucho por un pistón de plástico accionado por una pequeña carga pirotécnica. ^{[ 23 ]}   

Las contramedidas de chaff se presentan en dos tipos principales: chaff de onda continua (CW), utilizado contra misiles guiados por radar que operan en una frecuencia continua, y chaff pulsado, utilizado contra misiles que operan en una frecuencia pulsada. ^{[ 24 ]}

Se han realizado pocas investigaciones sobre los efectos de la paja en la salud pública y el medio ambiente. Una revisión de investigación patrocinada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos en 1998 afirmó que "los impactos ambientales, humanos y agrícolas generalizados de la paja, tal como se usa actualmente en el entrenamiento, son insignificantes y mucho menores que los de otras emisiones artificiales". ^{[ 2 ] [ 25 ]}

• misil antibalístico
• Contramedida
• Contramedida infrarroja
• contramedida electrónica
• Bengala (contramedida)
• SRBOC (Super Rapid-Blooming Offboard Chaff), un sistema de contramedidas electrónicas a bordo de buques

• Goebel, Greg. La guerra mágica: la Segunda Guerra Mundial y los orígenes del radar v.2.0.2, consultado el 26 de mayo de 2021.
• Jones, RV (1978). La guerra más secreta: la inteligencia científica británica 1939-1945 . Londres : Hamish Hamilton . ISBN 0-241-89746-7.
• Neri, Filippo (2006). Introducción a los sistemas de defensa electrónica . SciTech Publishing. ISBN 978-1-63-081534-9.

• BBC: La historia del radar
• Obituario de Joan Curran en The Independent, 19 de febrero de 1999 por Tam Dalyell
• Ventana, La historia del grabado solar y las impresoras solares
• Global Security.org Discusión sobre Chaff
• Ventana de la RAF en el archivo digital del Centro Internacional del Mando de Bombarderos.