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Comprendiendo: El radar del Kfir
Comprendiendo:
El Radar del KFIR.
Familia de radares aerotransportados ELTA Systems
Por JC65/Enero 2021
Por JC65/Enero 2021
Elta Systems.
Antecedentes
A raíz del embargo de armas decretado por Francia sobre Israel, en el año 1967, el suministro de aviones Mirage III/5 a este último se vio interrumpido, dando pie a un programa de fabricación propia de una copia del mismo, naciendo el Nesher, que posteriormente dio origen al KFIR, que ya debe considerarse como un producto Israelí, independiente del suministro de piezas francesas. El cambio más notorio fue el relativo al motor (J79 en vez de Atar), aunque de más interés para el tema tratado aquí, consistió en la sustitución de la aviónica, en particular de los sistemas de gestión de combate, comunicaciones, navegación y control de tiro, en particular el radar.
La empresa ELTA System ltd. (Inicialmente Elta Electronics Industries Ltd), ha sido la encargada de desarrollar y suministrar dichos equipos, por lo cual creo una familia de radares aerotransportados, reto tecnológico de grandes dimensiones, que hoy sitúa a dicha empresa entre las punteras de este sector.
ELTA ELM/M-2001
Para el año 1975, nace el primero de estos radares, el EL/M-2001B, para equipar a los primeros KFIR, que aunque inicialmente destinados a misiones de superioridad aérea, pronto fueron pasados a misiones de ataque a tierra sin escolta, más adecuadas para las características de dicho radar.
Elta Systems.
Este es un dispositivo relativamente sencillo, cuya misión era detectar objetivos que estén situados en la frontal del avión, y determinar la distancia y rata de aproximación, de manera de generar una solución de tiro para el armamento, casi siempre un misil IR Shafrir o Phyton 3, indicándole al piloto, mediante señales auditivas y visuales en el HUD, el momento óptimo de disparo. Su alcance era superior a los 5 Kms, sin embargo si el objetivo estaba en el hemisferio posterior, la solución de tiro era dada aproximadamente a los 3 Kms de distancia.
No poseía capacidad de búsqueda, pues la antena es fija apuntando a la frontal, haciendo innecesario un display dedicado, más sin embargo su tecnología de pulso-doppler, y la construcción casi totalmente en estado sólido lo calificaban como de muy moderno para su época. Pudiendo ser usado aun cuando el objetivo se ubicara por debajo del horizonte del atacante, es decir con apantallamiento de terreno, lo que a su vez le posibilitaba su función aire-superficie, y si se disponía del hardware y software adecuado, sus datos podían alimentar un sistema de ataque semiautomático contra objetivos en tierra.
Su pequeño tamaño y ligereza le hacían ideal para instalarlo en la estilizada nariz del Kfir original. Las dimensiones de su antena es de aproximadamente 25 cms de diámetro, lo que indica un ancho del haz emisor, y por lo tanto de cobertura o ángulo de visión instantáneo, de entre 6 y 8 grados para una frecuencia de 10 Ghz,
ELTA EL/M-2021
Este fue, un radar que ya permitía modos de búsqueda, gracias a un reflector pivotante en la antena de tipo twist cassegrain, con una cobertura en azimuth de +-45°, y +-5° en elevación, estabilizada para compensar los movimientos del avión portador.
A pesar de que fue diseñado para su uso en la versión C7 del Kfir, no se tiene constancia ni evidencia que este haya sido vendido a usuario alguno, dado que Elta le dio prioridad al proyectado EL/M-2032. De forma que aunque alguna confusión en la nomenclatura lo ubique en este avión, las características que siempre acompañan a los relatos asociados al KFIR C7, se corresponden a los del radar EL/M-2001.
Fligth International Abril 1979
ELTA EL/M-2032
Este producto, ya cuenta con características que aun hoy día, pueden considerarse modernas. Es un radar multimodo de tipo Pulso-Doppler, es decir que basa su funcionamiento en la detección del corrimiento de la frecuencia de la señal que se produce cuando un objetivo se mueve. En otras palabras posee la denominada capacidad look-down shoot-down.
Elta Systems.
Dotado de una antena plana de barrido mecánico (MSA), permite un escaneo relativamente rápido de un amplio sector frontal (+- 60°) y con baja producción de lóbulos laterales, si se compara con diseños anteriores. El tamaño y forma de esta dependerá del avión que lo porte, puesto que puede ser instalado en aeronaves tan diversas como el F-5, MIG-21, Harrier, Mirage, F-4, F-16 y KFIR, en este ultimo la forma es circular con diámetro de 48 cms, con polarización vertical mediante más de 300 ranuras o elementos radiantes.
Todo el conjunto radar es muy compacto y liviano, con una masa de entre 72 y 100 Kgs, con bajo consumo de entre 2 y 3 KVA, dependiendo de las disponibilidades eléctricas y de refrigeración del avión portador. (Compárese con 135 Kg y 3,5 KVA del APG-66 original)
Su construcción modular permite su fácil mantenimiento, estando dividida en unidades que pueden ser reemplazadas rápidamente a nivel de escuadrón (LRUs), a saber:
Bharat Rakshak
1-Antena, 2-Transmisor de potencia, 3-LPRF o unidad de radiofrecuencia de baja potencia, 4-RPU o unidad de procesamiento-radar, 5-Chasis con buses de conexión, y 6-consola display con selectores.
Continua...
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Comentarios
Contiene una serie de términos y aspectos técnicos, que gustosamente podremos explicar a quien muestre interés en ello.
Muy pertinente tu pregunta para aprovechar de indicar que me anime a escribir este articulo, a raíz de leer un paper, que coloco entre las fuentes: G. K. Gaitanakis y otros. On the use of AESA and IRST System to detect L.O. Threats. 2019, estos Sc Drs Griegos, presentaron a la Fuerza Aérea helénica, una comparación entre el los radares APG-68(v)9 de sus F-16 y el APG-80 del block 60 y el APG-83 del block 70.
Y de verdad que le vi inmediatamente el paralelismo con el caso del Kfir al pasar del 2032 al 2052, pues en el f-16 B50/52 se puede montar el APG-83 como una especie de plug and play, se saca el MSA APG-68 y con las mismas conexiones de potencia y aire de refrigeración se monta el AESA APG-83.
Como resumen de ese trabajo te coloco esta imagen:
En esta grafica los parámetros usados son prácticamente los mismos que yo utilice, a excepción de la probabilidad de detección por barrido, que usan 90%, por lo que para hacer una comparación justa coloco la tabla teórica del 2052 del Kfir para una probabilidad de detección del 90%:
RCS mts2 : 1 3 5 10 15
Alcance Kms : 55 72 82 97 107
Adicional, ellos usaron unos parámetros, que a mi modo de ver eran muy estrictos, en particular consideraron que los TRMs tenían una eficiencia del 20%, yo estime 30%. Y al contrario para el transmisor TWT del MSA le asignaban una eficiencia del 60%, yo use 50%.
Luego para comparar 2052 con APG-83 debes colocar en la grafica el valor de alcance 55 Kms o 30MN en el boresigth o frontal del avión. Como se ve seria algo inferior incluso al APG-68(V)9. Sin embargo seria superior a este en la capacidad de conciencia situacional gracias al intercalado de modos de operación.
Las ventajas de un AESA no deben medirse solo por el alcance máximo, tanto o mas importante es la flexibilidad operacional, y en este caso no habría mucha diferencia entre el 2052 y el APG-83. Por supuesto parámetros como potencia disponible y tamaño de antena siempre tendrán mucha relevancia en el factor alcance.
Y tomando en cuenta varios detalles llego a la conclusion que dicha grafica, aunque precisa y apegada a la teoría, no representa la comparación mas justa que se pueda hacer. Los detalles...pues esperare por mas comentarios para proseguir.
A mi interesaría escuchar tu opinión acerca de la eficiencia que tendría usar el 2052 instalado en una plataforma más pequeña como el KAI Golden Eagle, que por su tamaño creo debe tener una RCS mas pequeña que el F-16 y similar a la del T-38. Tengo la idea que una aeronave más pequeña que el Kfir y que el F-16 que use radar AESA tiene más probabilidades de supervivencia y capacidad para derribar a un adversario mayor al combinar esas dos características junto a un buen AAM de guía activa o pasiva pero con orientación inicial inercial o por datalink, especialmente si explota las características LPI del radar para que su adversario entre en su zona de matanza WVR sin detectarlo.
Cosa que no pasa con el B70, ya que esta contemplado para sacarle el máximo provecho al mismo, los mismo paso con el APG-80 de los B60 emiratis, teniendo esto en cuenta, es de esperar que el APG-83 en un B70 rinda mas y/o iguale al APG-80, puesto que el mismo hereda mucho del APG-81 y APG-77.
Es cierto que la probabilidad de detección de su30 está estimada en 50% para el primer barrido?
Que porcentaje de contramedidas ya sea en probabilidad o en distancia puede tener el radar AESA del lkfir contra un su30 o el radar no posee ninguna mejora para bloquear o nublar radarex enemigos?
Y aunque no me gusta simplificarlo a veces uso referencias generales, por ejemplo lo del T-38, o el F-16 "limpio", etc. sobre este ultimo, la mayoría de referencias indican que bajo 3 mts2 a 1,2 mt2 gracias al programa have glass. Así que no necesariamente un caza "pequeño" es la mejor solución, sobre todo cuando le agrgas los depositos de combustible y armamento necesario para cumplir cualquier misión.
Otra desventaja en el BVR, para ese tipo de cazas es su baja velocidad, necesaria para imprimirle energía cinética al misil que lance. Así pues que soluciones como la que tomo Brasil con sus F-5 como caza de superioridad aérea no me parece creíble. lo mismo aplicaría al Golden Eagle.
Sin embargo la solución del APG-83 o el ELM-2052, siguen ofreciendo mejoras sustanciales, no tanto en alcance máximo, pero si otros parámetros importantes.
Pero en general, y como ya indique, para obtener datos validos en una hoja de calculo, los datos que introduzcas deben ser validos también, y su elección debe ser hecha en forma cuidadosa.
https://www.aviacionline.com/2020/05/nuevo-radar-aesa-para-los-gripen/
Gracias.
Yo creo en cambio que en la realidad, la capacidad de superioridad aerea esta sobrevalorada si miramos la realidad. El ejemplo de la FAC lo tengo muy presente al respecto, ya que porcentualmente se hace muchísimo más de interdicción, policía aérea y ataque al suelo que de superioridad aerea; y de esto último aún ahora es más de caza defensiva que otra cosa. Recuerdo un artículo de una revista española de aviación de hace muchos años, que hablaba de la dificultad que tenían los pilotos de los Tornados ADV para derribar en prácticas a los BaeHawk, tanto así que muchas veces era preferible alejarse y hacerlo con radar y fuego con el Skyflash y aún así era difícil por su pequeña RCS. Ahora sí el avión pequeño que es un dolor de cólico en dogfight también cuenta con su propio radar y sus propias municiones WVR/BVR, y sus propias ayudas ESM/EW tampoco "se deja" a larga distancia; yo creería que el costo-beneficio resultante es ventajoso en comparación con una plataforma más grande cuya hora de vuelo ya superó los 10.000 USD a pesar de ser monomotor como en el caso de los últimos F-16 tanto nuevos como upgradeados. Volviendo a lo que es tema del radar en si ¿tu crees que sería posible "reciclar" el 2052 de los Kfir para instalarlo en plataformas de vigilancia como el SR-560 Tracker?... es que según entiendo (o mal entiendo) el 2032 en su momento se ofrecía como un upgrade del APG-66, y que a su vez el 2052 es la mejora AESA del 2032 ¿o sería mejor la solución del US-CBP de modernizar sus Citation con radares Vixen 500E?. Y también ¿qué ventajas tiene un radar AESA para operar en un entorno de EW, contra un array doppler "clásico" que emita a más potencia?
Sobre "trasplantar" radares, de un avión a otro, obviamente es posible, mas se deben tener en cuenta los factores mencionados de espacio, capacidad eléctrica y de refrigeración disponibles, posibles interferencias con otros equipos y pesos. Y para saber que opción es mejor, pues dependerá de la misión a cumplir y la disponibilidad económica. A partir del 2032, todos los radares Elta aerotransportados poseen capacidad SAR.
Las ventajas del AESA sobre el MSA, en el torno EW, pues varias:
1- Sin que se puedan clasificar de LPI, son mucho mas "discretos" y difíciles de clasificar y seguir
2- Generan menos lóbulos laterales, en los parámetros usados veras algo que dice Taylor 40 db, eso tiene que ver con esto.
3- Pueden concentrar mas energía en un punto de interés que su equivalente MSA. Necesario para aumentar su "umbral de quemado"
4- Potencialmente, el 2052 lo hace, usar algunos módulos TRM para un "canal de resguardo", es decir una antena receptora que evalúa las amenazas.
Deben haber otras que ahora no recuerdo.
1. Tu dices que el kfir puede trackear o seguir 32 objetos al tiempo pero en otras fuentes dice que son 64. Sería bueno que trajeras tus fuentes o citas. O sencillamente que para aeronaves grandes es 64 y para aeronaves oequeñas 32 objetos?
2. Ya que tocaste la celulas de GaN, en algunas fuentes dicen que estas son las celulas del 2052 para radares recientes. Con cual hiciste tus cálculos de distancia para el kfir? Las fuentes que yo encontré dice que con GaN el radar es 70% mas eficiente (en distancia).
1- Creo que debe releer el articulo, indique: "Otras ventajas incluyen gran cantidad (más de 32) de objetivos seguidos en modo TWS" y ya cuando hablaba de AESAs en general.
2- Las fuentes están indicadas al final del articulo, una de ellas:
https://www.radartutorial.eu/19.kartei/08.airborne/karte039.en.html
cito: "Its antenna can be fitted with either 300, or 500, or 1500 active Gallium- Arsenide TR-Modules.".
Seria bueno que trajera las fuentes que ud. encontró y así contrastarlas.
Howdy, Stranger!
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