La interceptación cinética como base para la defensa antimisiles de EE. UU

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La interceptación cinética como base para la defensa antimisiles de EE. UU
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Puedes golpear un misil balístico volador de diferentes formas. Puede ser destruido por una onda expansiva y metralla en la sección activa de la trayectoria, y las ojivas deben ser golpeadas en el descenso. Un misil interceptor puede llevar una carga convencional o nuclear, incluida una de neutrones, que destruye una ojiva. De todos los métodos para interceptar y golpear objetivos balísticos, los especialistas estadounidenses de las últimas décadas prefieren el llamado. Intercepción cinética: este concepto prevé la destrucción de un objetivo con un ataque directo de un antimisil.

Historia del problema

Según datos conocidos, la posibilidad de llevar a cabo una interceptación cinética se estudió en los Estados Unidos casi desde el comienzo de la creación de la defensa antimisiles. Sin embargo, debido a la gran complejidad, este concepto no recibió un desarrollo real durante mucho tiempo, razón por la cual los antiguos misiles antimisiles llevaban fragmentación o ojivas especiales. El interés por la interceptación cinética reapareció solo a principios de los noventa después de los conocidos eventos.

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Lanzamiento del cohete GBI, 25 de marzo de 2019 Foto del Departamento de Defensa de EE. UU.

Durante la guerra en el Golfo Pérsico, el ejército iraquí utilizó masivamente sistemas de misiles tácticos operacionales. El ejército de los Estados Unidos usó sistemas antiaéreos Patriot para protegerse contra ellos, pero los resultados de su trabajo estaban lejos de ser los deseados. Resultó que los misiles MIM-104 apuntan con éxito a objetivos balísticos e incluso los golpean. Sin embargo, el impacto de la ojiva de fragmentación fue insuficiente. El misil enemigo resultó dañado, pero siguió volando a lo largo de una trayectoria balística; la ojiva permaneció operativa y podría dar en el blanco. Además, el control sobre los resultados del sistema de misiles de defensa aérea se vio seriamente obstaculizado. El misil balístico dañado en la pantalla del radar no difería mucho del conjunto.

Posteriormente, se informó que Irak llevó a cabo más de 90 lanzamientos de misiles tácticos. Más de 45 misiles lograron impactar con los misiles MIM-104, incluso destruyéndolos en el aire. Varios misiles más fueron atacados con éxito, pero pudieron continuar su vuelo y cayeron sobre o cerca de sus objetivos designados.

Como resultado de los eventos en el Medio Oriente, se sacaron conclusiones serias que predeterminaron el mayor desarrollo de los sistemas de defensa antimisiles estadounidenses de todas las clases y tipos. En la práctica, en un conflicto real, se encontró que no se puede garantizar que un objetivo balístico sea destruido con una ojiva de fragmentación altamente explosiva. El principio de interceptación cinética se consideró una forma conveniente de salir de esta situación.

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Lanzamiento del cohete THAAD. Ejército de Tierra Fotos

No es difícil calcular las características físicas de la intercepción cinética. Irak utilizó una versión de exportación del misil soviético 8K14. El peso seco de un producto de este tipo con una ojiva inseparable 8F14 fue de 2076 kg, sin contar los posibles restos de combustible. La velocidad máxima del cohete en la trayectoria descendente es de 1400 m / s. Esto significa que la energía cinética del producto puede llegar a casi 2035 MJ, lo que equivale a una explosión de unos 485 kg de TNT. Uno puede imaginar las consecuencias de la colisión de un cohete con tal energía con cualquier otro objeto. Se garantiza que la colisión destruirá el misil y también provocará la detonación de su ojiva. Debe tenerse en cuenta que los parámetros energéticos del proceso de colisión también dependen de las características del misil interceptor.

Un estudio detallado del concepto de interceptación cinética ya a principios de los noventa tuvo consecuencias bien conocidas. El Pentágono recomendó desarrollar todos los nuevos sistemas antimisiles basados en ideas similares.

Patriota mejorado

Ya a principios de los noventa, comenzó el desarrollo de una nueva modificación del sistema de defensa aérea Patriot, que recibió la designación PAC-3. El principal objetivo de este proyecto era crear un nuevo misil antimisiles capaz de atacar y destruir objetivos balísticos a velocidades de hasta 1500-1600 m / s. El trabajo de diseño tomó varios años, y en 1997 tuvo lugar el primer lanzamiento de prueba de un nuevo misil llamado ERINT (Interceptor de alcance extendido).

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El lanzamiento del cohete SM-3, cuyo objetivo es un satélite fallido. Foto de la Marina de los EE. UU.

ERINT es un producto con una longitud superior a 4,8 m, un diámetro de 254 mm y una masa de 316 kg. El cohete está equipado con un motor de propulsor sólido y un cabezal de radar activo. Con la ayuda de este último, se lleva a cabo una búsqueda independiente de un objetivo con una salida hasta el punto de colisión con él. El campo de tiro alcanza los 20 km. Altura de intercepción - 15 km.

Es curioso que el misil ERINT, que utiliza la intercepción cinética como método principal de operación, lleve una ojiva adicional: el potenciador de letalidad. Incluye una carga explosiva de baja potencia y 24 submuniciones de tungsteno relativamente pesadas. En caso de colisión con un objetivo y detonación de un misil, los elementos deberían dispersarse en el plano transversal, aumentando el área de destrucción del antimisil.

El sistema de defensa aérea Patriot PAC-3 con un nuevo misil se puso en servicio en 2001 y pronto reemplazó las modificaciones anteriores en el Ejército de los EE. UU. Esta técnica se utilizó repetidamente en el marco de ejercicios, y en 2003 en Irak tuvo que participar en batallas reales. Durante este período, el ejército iraquí llevó a cabo alrededor de una docena de lanzamientos de misiles tácticos operacionales. Todos estos elementos fueron interceptados con éxito en la trayectoria descendente. Los escombros que caían no representaban ningún peligro para las tropas.

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Esquema de misiles SM-3. Figura Agencia de Defensa de Misiles / mda.mil

En 2015, entró en servicio el sistema de defensa aérea Patriot PAC-3 MSE (Missile Segment Enhancement). Su elemento principal es el misil antimisiles ERINT modernizado, que ha mejorado el rendimiento de vuelo. Debido al nuevo motor y a los sistemas de control mejorados, se han mejorado el alcance y la altura de destrucción, así como la maniobrabilidad. Al mismo tiempo, los principios básicos del trabajo no han cambiado: la destrucción aún se lleva a cabo por colisión con el objetivo o con la ayuda de elementos de impacto voladores.

THAAD frente a MRBM

En 1992, se lanzó el desarrollo de un sistema antimisiles móvil basado en tierra fundamentalmente nuevo THAAD. Esta vez se trataba de crear un sistema de defensa antimisiles capaz de interceptar ojivas de misiles balísticos de mediano alcance fuera de la atmósfera terrestre. Se suponía que la velocidad máxima del objetivo interceptado alcanzaría los 2500-2800 m / s. El desarrollo llevó varios años, y en 1995 los prototipos de los futuros vehículos THAAD entraron en la gama de pruebas.

El cohete del complejo THAAD es un producto con una longitud de 6, 2 m con un diámetro de 340 mm con un peso de lanzamiento de 900 kg. Hay un motor de propulsor sólido que proporciona un alcance de vuelo de más de 200 km y una altura de destrucción del objetivo de hasta 150 km. A diferencia de ERINT, el misil THAAD está equipado con un cabezal de retorno por infrarrojos. Falta una ojiva separada, incluso una auxiliar. La derrota del objetivo se lleva a cabo apuntando y colisionando.

De 1995 a 1999, se llevaron a cabo 11 lanzamientos de prueba de interceptores THAAD, la gran mayoría de ellos involucraron la interceptación de un misil objetivo. 7 lanzamientos terminaron en un fracaso de un tipo u otro. Cuatro lanzamientos se consideraron exitosos. Los dos últimos disparos de prueba confirmaron la capacidad de interceptar objetivos balísticos.

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Misiles de la familia SM-3. Dibujando Raytheon / raytheon.com

En 2005 se inició una nueva etapa de pruebas, durante la cual el complejo THAAD mostró mejores resultados. La gran mayoría de los lanzamientos terminaron con una interceptación exitosa. Según los resultados de las pruebas, el complejo se puso en servicio. La primera conexión con una técnica de este tipo se hizo cargo en 2008. Posteriormente, se desplegaron nuevos complejos en todas las zonas peligrosas. Varios sistemas de Estados Unidos fueron transferidos a países amigos.

Misiles navales

El componente más importante del sistema general de defensa antimisiles de EE. UU. Son los portadores del complejo Aegis BMD. Puede utilizar misiles antiaéreos de varios tipos con diferentes características. En el pasado, se tomó una decisión fundamental para cambiar al principio de interceptación cinética. Los antimisiles modernos basados en barcos carecen de una ojiva separada.

El desarrollo del prometedor cohete RIM-161 SM-3 comenzó a finales de los noventa. A principios de la década de 2000, se probaron los productos de la primera versión del SM-3 Block I. Las primeras pruebas no tuvieron éxito, pero luego lograron obtener las características requeridas. Luego hubo dos versiones mejoradas con características mejoradas. Los cohetes de las versiones "Block 1" con una longitud de 6, 55 my un diámetro de 324 mm podían volar a una distancia de hasta 800-900 km y una altitud de hasta 500 km. La derrota del objetivo se llevó a cabo utilizando una etapa de combate desmontable de la intercepción cinética transatmosférica.

Un desarrollo adicional del proyecto RIM-161 fue el proyecto SM-3 Block II, que en realidad propuso la construcción de un cohete completamente nuevo. Entonces, el diámetro del producto se llevó a 530 mm; los volúmenes adicionales obtenidos se utilizaron para mejorar el rendimiento del vuelo. En la modificación SM-3 Block IIA, se utilizó una etapa de interceptor de combate nueva y mejorada. En su forma actual, los misiles interceptores del Bloque 2 pueden volar a un alcance de aproximadamente 2500 km y una altitud de 1500 km.

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Inicio de producto SM-6. Foto de la Marina de los EE. UU.

Todas las versiones del cohete RIM-161 se sometieron a las pruebas necesarias, durante estos eventos se destruyó una cantidad significativa de objetivos. En febrero de 2008, se utilizó un cohete SM-3 Block I para destruir una nave espacial fallida. Regularmente se realizan nuevos ejercicios con el SM-3.

Los principales portadores de los misiles interceptores SM-3 son los cruceros de misiles clase Ticonderoga y los destructores clase Arleigh Burke equipados con lanzadores Aegis BIUS y Mk 41. El complejo terrestre Aegis Ashore también puede utilizar interceptores similares. Es un conjunto de activos embarcados ubicados en estructuras terrestres y está diseñado para resolver las mismas misiones de combate.

Misil GBI y producto EKV

El desarrollo de defensa antimisiles más grande, notable y ambicioso de EE. UU. Es el complejo GMD (Ground-Based Midcourse Defense). Su componente clave es el misil GBI (Ground-Based Interceptor), el interceptor cinético exoatmosférico EKV (Exoatmospheric Kill Vehicle). Además, el GMD incluye numerosos medios de detección, seguimiento, control y comunicación.

La interceptación cinética como base para la defensa antimisiles de EE. UU
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Un misil GBI en un lanzador de silos. Foto de la Agencia de Defensa de Misiles / mda.mil

El misil GBI tiene una longitud de 16,6 m con un diámetro de 1,6 my una masa de lanzamiento de 21,6 toneladas. La vigilancia y el lanzamiento se llevan a cabo mediante un lanzador de silos. Un cohete de tres etapas con motores de propulsión sólida asegura que el EKV se lleve a la trayectoria calculada del encuentro con el objeto interceptado. El lanzamiento del cohete GBI a la trayectoria requerida se lleva a cabo utilizando un sistema de comando por radio.

El interceptor EKV es un producto con una longitud de 1, 4 my una masa de 64 kg, equipado con una serie de equipos necesarios. En primer lugar, lleva un IKGSN multibanda. También hay equipos para procesar señales del buscador, que contiene algoritmos para determinar objetivos reales y falsos. El interceptor está equipado con motores para maniobrar al acercarse a un objetivo. Falta la ojiva. Al chocar con un objetivo, la velocidad del EKV puede alcanzar los 8000-10000 m / s, lo que es suficiente para garantizar su destrucción en caso de colisión. Tales características permiten combatir misiles balísticos intercontinentales y medios voladores. La derrota se lleva a cabo antes del lanzamiento de ojivas.

Las primeras pruebas de componentes individuales de GMD se llevaron a cabo a finales de los noventa. Después de que Estados Unidos se retirara del Tratado ABM, el trabajo se intensificó y pronto condujo al surgimiento de un complejo completo y al despliegue de varias instalaciones nuevas. Según datos abiertos, hasta la fecha, el complejo GMD ha completado 41 lanzamientos de prueba de antimisiles; en casi la mitad de los casos, la tarea consistía en interceptar al objetivo. 28 lanzamientos se consideraron exitosos. A medida que se realizaban las pruebas, se estaban ultimando los elementos del complejo GMD. Por ejemplo, en pruebas recientes, se utilizan interceptores EKV CE-II Bloque I.

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Interceptor EKV. Dibujando Raytheon / raytheon.com

Durante mucho tiempo, la interceptación de objetivos de entrenamiento se llevó a cabo con un solo misil GBI con un producto EKV. El 25 de marzo, se llevaron a cabo las primeras pruebas de este tipo, durante las cuales llevaron a cabo simultáneamente dos lanzamientos de misiles antimisiles en un objetivo. El primero de los interceptores alcanzó con éxito el misil objetivo volador, después de lo cual el segundo alcanzó los escombros más grandes. El uso simultáneo de dos misiles interceptores debería aumentar la probabilidad de una interceptación exitosa del objetivo.

Actualmente, los misiles GBI con interceptores EKV están de servicio en Vandenberg (California) y Fort Greeley (Alaska). En Alaska, se han desplegado 40 silos con misiles antimisiles, en California, sólo 4. Dos de estas instalaciones se utilizaron en pruebas recientes. Según datos conocidos, los misiles GBI desplegados están equipados con interceptores EKV del CE-I y CE-II Bloque I. La mayor parte de los productos más antiguos todavía lo están.

Proyecto no realizado

Para derrotar eficazmente a un objetivo, todos los sistemas de defensa antimisiles modernos de EE. UU. Deben utilizar uno o más misiles. En el caso del complejo terrestre GMD, esto conduce a una complejidad innecesaria y un alto costo de operación. Cada misil GBI lleva solo un interceptor EKV, lo que puede hacer que el misil sea inaceptablemente caro en todos los sentidos.

En la última década, se ha estado desarrollando un nuevo sistema de defensa antimisiles llamado Multiple Kill Vehicle (MKV). El proyecto se basó en el concepto de un escenario de combate con varios interceptores de pequeño tamaño. Se suponía que un misil de tipo GBI llevaría varios interceptores MKV a la vez. Se suponía que cada uno de estos productos pesaba alrededor de 10 libras y tenía su propia guía. Se asumió que MKV podrá mostrar la efectividad de combate requerida cuando el enemigo esté usando misiles balísticos intercontinentales con una ojiva múltiple, así como en las condiciones de uso de avances de defensa antimisiles. Se entendió que una gran cantidad de interceptores MKV podrían alcanzar tanto el objetivo real como sus imitadores, resolviendo así la misión de combate.

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La búsqueda propuesta para el interceptor MKV. Figura Globalsecurity.org

En el desarrollo de MKV participaron organizaciones líderes de la industria de defensa. En 2008, se llevaron a cabo varias pruebas y experimentos utilizando los primeros prototipos. Sin embargo, ya en 2009, el programa MKV se cerró por poco prometedor. En 2015, el Pentágono lanzó el proyecto MOKV (Multi-Object Kill Vehicle) con metas y objetivos similares. Hay información sobre el trabajo necesario, pero los detalles aún no se han revelado.

Pros y contras

Como puede ver, el concepto de interceptación cinética ha ocupado durante mucho tiempo y con firmeza su lugar en los sistemas de defensa antimisiles de EE. UU. Las razones de esto son bien conocidas y comprendidas. Después de una larga búsqueda y desarrollo de toda una línea de misiles interceptores, se determinó que las mejores características de destrucción las proporciona un interceptor cinético de alta velocidad. Una colisión con tal objeto convierte al objetivo balístico en una pila de escombros que no representa ningún peligro.

Sin embargo, la interceptación cinética no está exenta de inconvenientes importantes que deben tratarse en la etapa de diseño. En primer lugar, este método de dar en el blanco es extremadamente difícil desde el punto de vista de la tecnología. Una etapa de interceptor de combate o antimisiles necesita mejores sistemas de guía. El GOS debe garantizar la detección oportuna de un objetivo balístico, incluso en un entorno de interferencia difícil. Luego, su tarea es llevar al interceptor al punto de encuentro con el objetivo.

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Prototipo MKV a prueba, 2008 Foto de la Agencia de Defensa contra Misiles / mda.mil

La trayectoria del objetivo balístico es predecible, lo que hasta cierto punto facilita el trabajo del buscador. Sin embargo, en este caso, se le imponen requisitos especiales en el campo de la precisión de la guía. El más mínimo error sin tocar el objetivo es un fracaso. Como muestra la práctica, la creación de un antimisil con sistemas de detección y guía tan avanzados es una tarea extremadamente difícil. Además, incluso las muestras creadas no ofrecen una probabilidad del cien por cien de alcanzar objetivos relativamente simples y objetos de complejidad media.

Si bien la cuestión de la lucha contra los misiles balísticos intercontinentales que llevan MIRV con unidades de guía individuales sigue siendo relevante. Actualmente, se pueden combatir por interceptación en el área activa, antes del despliegue de ojivas. Una vez que se dejan caer las ojivas, la complejidad del sistema de defensa antimisiles aumenta muchas veces y la probabilidad de repeler con éxito un ataque se reduce proporcionalmente. En el pasado, se intentó crear un misil antimisiles con varios interceptores a bordo, pero no tuvo éxito. Ahora se está elaborando un proyecto similar, pero sus perspectivas no están claras.

A pesar de todas sus ventajas, la intercepción cinética no podía suplantar a otros métodos de destruir misiles enemigos. Entonces, en el pasado reciente, la Marina de los EE. UU. Adoptó el misil interceptor de largo alcance RIM-174 ERAM / SM-6. En cuanto a su rendimiento de vuelo, supera al SM-3. La guía se lleva a cabo utilizando un buscador de radar activo, y una ojiva de fragmentación altamente explosiva que pesa 64 kg se utiliza para dar en el blanco. Esto permite que el misil SM-6 se utilice no solo en defensa antimisiles, sino también para destruir objetivos aerodinámicos aéreos y de superficie.

La interceptación cinética de objetivos balísticos tiene sus propios pros y contras de varios tipos, que afectan directamente los aspectos específicos del desarrollo, producción y uso de sistemas antimisiles. Hace unas décadas, el Pentágono apreció este concepto y lo convirtió en clave en el campo de la defensa antimisiles. El desarrollo de tecnología basada en estas ideas continúa y da sus frutos. Hasta la fecha, Estados Unidos ha podido construir un sistema de defensa antimisiles en capas suficientemente desarrollado capaz de hacer frente a ciertas amenazas. Es de esperar que su desarrollo continúe en el futuro y que los nuevos proyectos se basen en ideas probadas.

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