HMD/S: ¿Cómo funcionan?

Cómo funcionan los cascos HMS 


Todos conocemos el dicho “donde pone el ojo, pone la bala” y éste fue el sueño de muchos combatientes que anhelaban que con su sola mirada sobre un objetivo, un sistema de armas pudiera realizar un impacto directo sobre el blanco. Hoy esto es posible gracias a los cascos con mira montada, conocidos también como HMD: helmet mounted display ó HMS: helmet mounted sight ó HMCS: helmet mounted cuening system. La primera generación ya se encuentra en servicio y en la actualidad está haciéndolo una segunda generación. De modo simple, ésta es parte de su historia y cómo funcionan. 

Cuando apareció la cuarta generación de misiles aire-aire de corto alcance, especialmente los R-73/AA-11 Archer y el Python IV los mismos podían adquirir un blanco en posiciones que excedían los 60 grados tradicionales, pero no era posible aprovechar tal capacidad ya que el ángulo de barrido de los radares también estaba limitado a dicho ángulo. Se estudiaron muchas alternativas pero la más práctica resultó ser la adopción de una mira que montada en el casco del piloto, le permitiera designar blancos que excedían el sector frontal de la aeronave, o sea el ángulo frontal que cubría el radar. Así el piloto puede designar un blanco literalmente hasta donde su cuello le permita girar su cabeza. 

 
Lejos de discutir si fueron primero los rusos con el casco Shchel-3UM montado en los Mig 29 o los israelitas con los cascos de la serie DASH, éste nueva tecnología se ha convertido en un elemento esencial y casi imprescindible para las actuales aeronaves de combate. El funcionamiento de los cascos es bastante simple y bastante complejo a la vez: 

En los cascos hay un sensor que detecta el movimiento de la cabeza del piloto. Dicho sensor puede ser óptico mediante un sensor infrarrojo o un sensor electromagnético, que es el sistema más utilizado en la actualidad y que básicamente detecta el movimiento de la cabeza del piloto mediante las alteraciones del campo elecromagnético. 

Sobre el visor del casco, se proyecta una serie de símbolos similares a los que se proyectan en los HUD, donde se le informan al piloto los principales parámetros del vuelo y los datos de adquisición de sus misiles. De este modo el piloto no tiene que “meter la cabeza dentro del cockpit” ni permanecer siempre mirando hacia delante para conocer la información que le suministra el HUD. 
 
 
El JHMCS incluye la posibilidad de utilizar módulos intercambiables según la misión sea de día o de noche, o incluso utilizar todos los módulos a la vez. 

En las versiones más avanzadas, aparte de proyectar simbología de vuelo y de las armas, se puede proyectar imágenes provenientes de los sensores FLIR ó IRST. Como éstos sistemas funcionan solamente de día, nuevas versiones incorporan en el visor del casco un intensificador de imágenes o gafas de visión nocturna, permitiendo así al piloto operar el sistema bajo cualquier condición de visibilidad. 

El extremo lo representa el futuro casco del F-35, donde además de todo lo mencionado, también se proyectará sobre el visor del piloto las imágenes provenientes de cualquiera de las 6 cámaras digitales insertas en el avión, que le permitirán ver al piloto de modo digital, qué sucede por debajo y detrás de su avión, o por encima del mismo, simplemente con pulsar un control situado en la palanca de mando. Foto inferior 
 

Cómo se usa el casco..? 
Muy simple. En un combate aire-aire, en el visor del casco aparecen las indicación del blanco que ha sido adquirido por el radar, de ése modo el piloto conoce la posición del blanco. Una vez iniciada la aproximación o generado un combate cerrado, el piloto deberá mantener al blanco dentro de un rectángulo conocido como “caja” del misil. A su vez un símbolo en forma de diamante, representa el estado del sistema de adquisición del misil o seeker, cuando éste adquiere el blanco, el símbolo cambia de color y surge una alerta sonora, que en algunos modelos simplemente indica “shoot” ó dispare. El piloto deberá pulsar el botón y el misil se dirigirá directamente hacia el blanco, no siendo necesario luego del disparo, mantener el blanco en la mira. 

En los modos aire-suelo el procedimiento es similar, el piloto deberá mantener centrado el blanco hasta que todos los parámetros de las armas le aseguren un disparo eficaz. Nuevamente la mira cambiará de color verde a rojo y una señal sonora le indicará que es el momento de lanzar las armas. 

 

El uso de los cascos con mira montada es muy simple, sin embargo requieren un entrenamiento importante, para que el piloto se adapte al peso del casco y especialmente para que sus ojos se adapten a recibir la información proyectada casi sobre su vista misma,, ya que por ejemplo el DASH proyecta los datos a 15 milímetros por delante de los ojos del piloto y lo hace en una esfera –no en todo el visor- aunque modelos más avanzados proyectas imágenes de mayor tamaño. 

La mayoría de los modelos occidentales tiene pesos comprendidos entre los 1.4 y 2 kilogramos, los modelos rusos pesan casi el doble y es aquí donde hay otro factor limitante para el empleo de los cascos, ya que un modelo que pesa 1,5 kilogramos, durante una maniobra a 5 o 6 g representará para el piloto un peso de 7.5 a 9 Kg, lo que puede provocar serias lesiones en el cuello si no hay un adecuado entrenamiento y tolerancia física. 

Con el uso masivo de los HMD hay algo que sobra en las cabinas y es precisamente el HUD, un sistema considerado incluso hoy esencial para mantener al piloto con la mirada fuera del cocpkit. Con la llegada de los cascos el HUD se irá perdiendo de a poco, al menos el F-35 no contará con él y posiblemente las versiones avanzadas del Typhoon y Rafale prescindirán del HUD. 

Ya algunos cazas “obedecen instrucciones” a la voz del piloto, sus sistemas de armas se pueden operar e incluso disparar solamente con el uso de la vista, no dudo que alguien esté matándose por inventar un casco “telepático” que una el cerebro del piloto con la computadora del avión… aunque la RAF aparentemente ya tiene algo así (cliquée aquí).


 
¿Cómo funciona?: El 'Striker' Integrated Display Helmet de £250,000  le permite a los pilotos de la RAF derribar aviones simplemente al mirarlos. Siempre que el avión enemigo esté en la mira, un misil puede ser dirigido hacia él.

Pequeñísimos sensores ópticos en el casco se posicionan en el casco para observar donde el piloto "pone el ojo", y ello es luego recogido por otros sensores en la cabina. Este sistema ha sido probado extensivamente en los Typhoon ingleses. 

WVRAAM: PL-5 (China)

Misil aire-aire de corto alcance PiLi-5 (China)




Los misiles aire-aire de corto alcance (SRAAM) PiLi-5 (PL-5) fueron desarrollado por Luoyang basado en la Academia China de Misiles Aire-Aire y fabricado por la Fábrica de Maquinaria Hanzhong Nanfeng (Fábrica 202). El misil ha sido el SRAAM estándar para la Fuerza Aérea del EPL y la Aviación Naval del EPL, portado por una serie de aviones de combate y ataque a tierra. El PL-5 se cree que es comparable a los AIM-9G Sidewinder de los EE.UU. en el rendimiento general, pero carece de la capacidad de ataque de todos los aspectos se encuentran en la tercera generación SRAAMs como PL-8 y PL-9.

Programa 
El Instituto 607 (ahora la Academia China de Misiles Aire-Aire) inició el proyecto del SRAAM PL-5 en abril de 1966, con dos variantes que se desarrollan en paralelo: el PL-5A guiado por radar semi-activo y el PL-5B guiado por IR. El programa avanzó poco a lo largo de los años 1960 y 1970, debido tanto a las dificultades técnicas y la agitación de la "Revolución Cultural". Como resultado, el misil no se completó hasta la década de 1980.

La primera prueba en vivo de guiado por radar semi-activo del PL-5A se llevó a cabo en agosto de 1982, pero el desarrollo fue cancelado posteriormente en 1983 como resultado de los recortes presupuestarios en los programas de defensa. El PL-5B guiado por IR sobrevivió y fue certificado por último para la finalización del diseño en septiembre de 1986. El misil entró en servicio con el EPL en la década de 1980 para sustituir al veterano SRAAM PL-2. El Instituto 607 continuó mejorando el misil mejorado mediante la introducción de la PL-5C (lo cual es comparable con el AIM-9H y L) y PL-5E en la década de 1990.



Al igual que su predecesor PL-2, la PL-5 también se basó en el ruso K-13 (AA-2 Atoll) la tecnología de buscador por infrarrojos, con un motor de cohete autóctonamente desarrollada en China. El misil ofrece un muy limitada capacidad de disparo fuera de la eje de puntería, y sólo es capaz de atacar por la cola. Sin embargo, el PL-5E mejorado se afirma que poseen capacidad de ataque desde todos los aspectos, con mucho mayor capacidad de disparo fuera del eje de puntería. Aparte de estar en servicio con la Fuerza Aerea y PLANAF, la PL-5 ha sido exportado a varios países de Asia y África.

Diseño 
El PL-5 es casi idéntico a los AIM-9G Sidewinder de EE.UU. en apariencia, con cuatro superficies de control canard situado cerca de la nariz de los misiles, y cuatro grandes aletas estabilización en la cola. El misil cuenta con un buscador IR, una espoleta IR o RF, la sección de cabeza HE, motor cohete, y un mecanismo de control. La mejora característica del PL-5E es que posee un doble delta recortado las superficies de control frontal similar al AIM-9P.

Dirección 
El PL-5 utiliza un buscador de indígenas infrarrojos desarrollado a partir del ruso R-13 la tecnología. El buscador es enfriado con aire para proporcionar alta sensibilidad de detección y la resistencia a las radiaciones de fondo, como el sol. Sin embargo, el misil no puede ser lanzado cuando el Sol está dentro de los 16 grados de la focalización de puntería de los misiles las condiciones climáticas normales. Las primeras variantes, tales como PL-5B y PL-5C sólo tiene la capacidad de atacar a la cola, mientras que la mejora de la PL-5E puede atacar objetivos en cualquier aspecto.

Cabeza de combate
El PL-5 puede ser equipado con dos tipos de cabeza: la ojiva de fragmentación explosión con un puerto de infrarrojos (IR) la proximidad de fusibles, y la cabeza con una barra de ampliación de radio-frecuencia (RF) de proximidad fusible. Los dos tipos de cabeza se pueden intercambiar fácilmente. El radio máximo explosión efectiva de la cabeza es de 10m.

Especificaciones

El más reciente PL-5E es un intento de mejorar aún las performances la de serie AIM-9L/M, usando buscador all aspect, canards doble delta al estilo AIM-9L, una capacidad fuera de la línea de mira (off-boresight) de 40 grados, y capacidad de maniobra de 40G.



Actualmente podría estar en servicio en Latinoamérica en los K-8 proporcionados a Venezuela.

Sinodefence

Combate aéreo: Combate off-boresight

OFF BORESIGHT: Una nueva manera de combatir en los cielos 

 

Con gran alborozo las multitudes se encontraron sobre el muro. Abrazos y besos, gritos y sonrisas iluminaron la noche de la antigua capital dividida. Tras décadas de opresión, alemanes criados en regímenes diámetralmente opuestos se juntaban nuevamente en la alegre noche de Berlín. El comunismo se rindió. ¡Alemania estaba nuevamente unida! 

En las semanas que se siguieron, el júbilo llenó las calles del país entero, trayendo una sensación de seguridad que los alemanes no sentían desde el inicio de la Segunda Guerra Mundial. En cuestión de días, sin embargo, los jefes militares de Alemania y sus aliados norteamericanos y de la OTAN se vieron delante de una nueva y amarga realidad. Con la unión de las dos Alemanias, un escuadrón completo de cazas MiG-29, con su moderno armamento y su cuadro de personal, pasó a operar como parte de la Luftwaffe. Entre las armas disponibles estaba el nuevo mísil R-73, designado AA-11 Archer por el Occidente. Al conversar con los pilotos de la antigua Alemania Oriental, y tras diversas salidas de entrenamiento en combate 'disimilar' (combate entre aeronaves de tipos diferentes), los pilotos de la OTAN descubrieron que aquel mísil ¡era mucho más avanzado que cualquiera de los que poseían! 

Además de ser excepcional por si sólo, el AA-11 utilizaba un visor de casco que no solamente detectaba el blanco para el tiro fuera del campo de visión normal de una aeronave de caza, sino que aumentaba el ángulo de eficiencia del mísil gracias a un avanzado sensor, capaz de ver 90o para cada lado. La idea de los soviéticos era aumentar la agilidad del mísil en la hora del lanzamiento, permitiendo que saliese para los lados, detectando blancos que estuviesen fuera del radio de curva del MiG lanzador. Querían también que esta agilidad se manifestase en la fase terminal cuando, hasta entonces, aeronaves maniobrando bruscamente podían engañar los mísiles más avanzados del mercado. 


 

Repentinamente, se verificó que los soviéticos eran capaces no solamente de disparar con suceso contra aviones más ágiles, sino que también de acertar blancos que pasasen para el cuadrante trasero, en un combate frente a frente. En ese caso, el mísil disparado detectaría el blanco en el cruzamiento entre los cazas y describiría una curva, persiguiendo el enemigo atrás del MiG! 

La combinación mísil-casco del MiG-29 alemán pasó a ser una de las mayores preocupaciones de los analistas de guerra aérea de la OTAN. Esto no quiere decir que los norteamericanos no hubiesen experimentado con visores de cascos. Entre 1973 y 1979, cazas de la USAF utilizaron visores de ese tipo, pero como sus mísiles no poseían sensores capaces de distinguir blancos en una situación que permitiese el tiro off-boresight (fuera del ángulo del campo de visión en el eje de la aeronave), el equipamiento no trajo grandes beneficios. Los visores de casco americanos aún existen, pero son utilizados primordialmente en helicópteros de ataque como el AH-1 Cobra y el AH-64 Apache. Los americanos preferían apostar en los mísiles de largo alcance, puesto que su doctrina de combate siempre optó por la cualidad más que por la cantidad. Todas sus tácticas prevían la destrucción del enemigo a distancia con mísiles AIM-7 Sparrow y AIM-120 AMRAAM. Poseían el Sidewinder, un excelente mísil de corto alcance y pensaban que estaban cubiertos en el combate a corta distancia. Sin embargo, los primeros ' disimilares' entre los MiG de la Luftwaffe y las aeronaves de la OTAN probaron que, si se dislocasen para los cuadrantes frontales de los aviones alemanes, los cazas occidentales estarían destruídos. Fue lo que me informó recientemente un piloto canadiense, operador de CF-18 Hornet en Cold Lake: "Si nos viéramos volando contra aviones rusos, los derribamos con nuestros mísiles BVR (Beyond Visual Range - Más allá del Alcance Visual). Ahora, si los mísiles se equivocasen y entrásemos en el combate a corto alcance, comenzaría a rezar!". El tono irreverente de la afirmación no esconde una verdad clara y definitiva al mismo tiempo: mientras el AIM-9X Sidewinder de última generación y el AIM-132 ASRAAM británico no estén listos, la OTAN no posee armamento capaz de derrotar a los soviéticos ni tampoco a aquellos países equipados por ellos en la arena de corto alcance. 
 
Lo que no significa que el Occidente esté desprotegido. Concientes de la importancia del poder aéreo para su propia supervivencia, los israelenses son hoy la sociedad más activa en garantizar la manutención del liderazgo tecnológico y operacional en este campo. Como los mísiles aire-aire están entre los vectores de autodefensa más eficaces de este escenario, los israelenses evitan confiar su producción a terceros desde la década del 60, cuando desarrollaron el Shafrir I, un mísil con las características del AIM-9B Sidewinder de primera generación. Este fue seguido del Shafrir II, producido entre el final de los años 60 y el inicio de los 80. Con él, derribaron más de una centena de aeronaves enemigas. 
 
A pesar de eficiente, el mísil aún requería que el piloto que lo lanzase se posicionase de modo a garantizar que los sensores de la cabeza del mísil pudiesen ser "excitados" por la emisión de calor proveniente del blanco, de preferencia de los tubos portadores de mísiles. 
A comienzos de los años 80, surgió la tercera generación de mísiles israelenses, con el denominado Python 3. Se trataba de un mísil parecido con el AIM-9L/M y caracterizado por la capacidad de "cualquier aspecto"( hacer blanco independiente de su plano de vuelo), que permitía que fuese lanzado de cualquier posición, desde que el blanco estuviese al frente del avión lanzador, para que la cabeza del mísil pudiese recibir las señales de calor del blanco. El pre-posicionamiento de la aeronave lanzadora ya no era tan importante, lo que facilitaba las cosas para el piloto. La nueva tecnología ayudaba también en los combates frente a frente, capacitando el piloto que la poseía a disparar durante la aproximación. 

Los soviéticos lanzaron el AA-11 en 1984, pero sus cientistas ya venían disputando con los colegas británicos la primacía de colocar en operación sensores infrarojos capaces de ver en ángulos de hasta 60º. Al contrario de los americanos, los israelenses no esperaron para ver lo que sucedería. Sabían que sus enemigos en potencial en el Medio Oriente, brevemente estarían recibiendo lucientes cazas MiG-29. La probabilidad, por lo tanto, de que viniesen equipados con los Archer era demasiado grande para que ignorasen el problema. Además si se considera el reducido espacio aéreo de Israel, los cazas tan luego despegan ya se encuentran en situación de combate. El uso de mísiles de corta distancia hace parte de la propia naturaleza del piloto de aquel país. 

La solución surgió en 1993, con a llegada de una otra combinación mísil-casco: 
el Python 4 y el DASH - Display and Sight Helmet. Cuando el nuevo equipamiento comenzó a ser distribuído a los escuadrones, llegaron al Medio Oriente los primeros ejemplares del AA-11 vendidos para diversas Fuerzas Aéreas árabes. ¡El requisito número uno del Python 4 era superar al AA-11 en todos los aspectos! 


UN SISTEMA DEFINITIVO 
 
El visor de casco DASH fabricado por la Elbit Systems posee transductores electromagnéticos que detectan los movimientos de la cabeza, permitiendo que los sensores del armamento puedan ser apuntados en la misma dirección que los ojos del piloto. Embutido en la tapa del casco, un tubo de radios catódicos en miniatura genera una imágen que es proyectada en el visor del casco, a través de rebatimiento en superficies ópticas. Lo que el piloto ve es una imágen apuntada en la cual aparece la simbología usada para direccionar el mísil, así como el ángulo del campo de visión de su sensor. 
 
Además de acoplar el blanco, el casco puede ser utilizado para la navegación, para la adquisición de blancos en tierra y para el combate aire-aire. El casco está conectado al computador por medio de un cable extendido hasta un contacto preso al uniforme del piloto. En el caso de ser eyectado, el mismo se desprende automáticamente 

Sin el casco DASH, el Python 4 no funciona. Su sensor, localizado en la punta del mísil, es montado sobre una articulación Cardan con grandes ángulos de giro, lo que le permite mantener el blanco acoplado, incluso cuando está sufriendo un gran número de G's o en una pasada frente a frente. Además del casco, que le proporciona la conexión al ojo del piloto, y la capacidad de acompañar el tracking del blanco a gran velocidad, el Python 4 posee un motor con largo período de combustión y características aerodinámicas maximizadas para garantizarle el máximo de agilidad en curvas sustentadas con cualquier velocidad, lo que le permite cerrar el radio de curva en prácticamente cualquier situación. 
 
Tal como el AA-11, el objetivo de tamaña agilidad es garantizar que el mísil continúe acoplado al blanco en el caso de que este logre escapar del primer contacto, en la pasada inicial. Con el avión enemigo pasando para los cuadrantes traseros de la aeronave lanzadora, el recién lanzado Python 4 continua a buscarlo, ajustando su geometría de persecución para un ataque por las seis horas (visando la parte trasera del blanco). Una vez próximo al avión enemigo, la cabeza explosiva del Python 4 actúa por fragmentación y soplo, utilizando una espoleta de aproximación accionada por una faja a láser. Si falla, la opción es una espoleta de impacto reserva. Se trata de un sistema más eficiente que el del Archer, que emplea una espoleta de aproximación accionada por ondas de radio. 
 
El Python 4 posee también un sistema de antenas con capacidad IRCCM (Infra-red-counter-countermeasures - contra-contramedidas-infrarrojas) y la capacidad de distinguir emisiones de calor de las emanadas de una fuente en el segundo plano. El mísil está proyectado y fabricado para no errar. En situaciones normales, ¡ese acoplamiento no deberá durar más que 20 segundos! 
 
La llegada de mísiles como el AA-11 y el Python 4 alertan para el hecho de que, a cada día que pasa, se hace menos importante la habilidad del piloto o la manejabilidad del avión. 
Un oponente armado con un mísil de tamaña agilidad debe ser destruído antes que pueda dispararlo, lo que exige mísiles de mediano alcance BVR, sensores avanzados capaces de indicar la presencia del enemigo antes de que éste consiga un contacto radar o infrarojo y un excelente panel de contramedidas electrónicas e infrarrojas capaces de confundir el enemigo, reduciéndole la ventaja del mísil. En pocas palabras: quien dispara primero generalmente gana. 


EN EL CONTINENTE SUDAMERICANO 
 
El DASH ya fue testado y homologado para empleo en las principales aeronaves de combate de la Fuerza Aérea Israelense como el F-15C/D, F-15I Eagle y el F-16C/D Fighting Falcon. También está liberado para el F-5E/F Tiger II. 

En Sudamérica, la Fuerza Aérea de Chile ya emplea la combinación DASH/Python 4 en los F-5E/F Tiger III modernizados que operan desde Antofagasta. En diversas ocasiones, cuando enfrentaron cazas norteamericanos y franceses en ejercicios de combate aéreo 'disimilar', los cazas chilenos obtuvieron expresivos resultados en la arena de corta distancia. Utilizando técnicas que tienen por objetivo negar las ventajas de los mísiles de mediano alcance, los pilotos de la FACh procuran atraer el enemigo para áreas donde maximizan el potencial de su equipamiento. 
 
En Venezuela, el sistema ya está encomendado y pronto deberá equipar los F-16A/B de la FAV, pudiendo también ser adaptado a los AMX que aquel país acaba de comprar. Ecuador y Colombia son operadores del Python 3 y candidatos al sistema, bastando para esto que pueda ser adaptado al Kfir C2. Perú a su vez, puede ya estar utilizando el AA-11 en sus MiG-29, a pesar de que no existe confirmación hasta la fecha. Pero lo que conviene destacar cuando se habla respecto del escenario sudamericano, es el hecho de que los mísiles de mediano alcance aún no fueron introducidos en el continente, lo que aumenta la importancia de este tipo de armamento. 

Tal como sucedió en el Conflicto del Atlántico Sur, en el cual mísiles de cualquier aspecto AIM-9L, disparados contra aeronaves que necesitaban posicionarse antes de disparar su armamento definieron la guerra aérea, el Python 4 y el combate off-boresight seguramente ya se destacan en Sudamérica. 

Es de dominio público que Perú, cuenta con los R-73E (AA-11)y los R-77(AA-12) en sus Mig 29. En la foto podemos ver los R-73E en un Mig 29SMT peruano. Los R-77 peruanos serían los primeros misiles avanzados de mediano alcance de ultima generación en Sudamérica con un alcance de 150 Km. 

Nota original de Carlos Lorch de FL300