event 18 de Febero, 2016

Armas de precisión

person Autor: Ing. Marcelo E. Martínez ,Miembro pleno, International Ballistic Society (IBS)
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LA GUERRA ES CARA, LAS HAY BARATAS….PERO SE PIERDEN

​NAPOLEON BONAPARTE

Introducción: Este trabajo tiene como objeto proveer los conceptos básicos sobre la tecnología de armas de precisión, en especial las de uso por las fuerzas terrestres, incluyendo: artillería, armas de infantería y cohetes tácticos. Se ha puesto énfasis en la definición de los términos usados en los conceptos operacionales como técnicos

Armas de Precisión

En el contexto de los conflictos actuales y desde la Guerra del Golfo, se han utilizado términos y denominaciones a las armas guiadas de todo tipo, calificándolas como inteligentes, de precisión, brillantes, etc. Sin embargo debe hacerse un análisis específico cuando nos referimos a las armas de precisión y parece adecuado realizar un ejercicio semántico sobre el particular.

Según el Diccionario de la Real Academia Española se define como precisión a:

Dicho de un aparato, de una máquina, de un instrumento, etc., construido con singular esmero para obtener resultados exactos

Y en especial al término Arma de precisión (locución adjetiva ) como:

La de fuego construida de modo que su tiro es más certero que el de las ordinarias

Podríamos bajo esta definición por ejemplo establecer que un fusil de francotirador, con municiones de alta calidad, ópticas avanzadas y sistema balístico de predicción del tiro como un “arma de precisión “.

Sin embargo en la terminología aceptada en la industria de la defensa, se asume que las armas de precisión están relacionadas a municiones con capacidad de ser guiadas o corregida su trayectoria hacia el blanco designado.

Estas ambigüedades necesitan ser resueltas a fin de poder definir el contexto tecnológico con exactitud y permitir un dialogo adecuado con el usuario, tanto al nivel de la planificación militar como el combatiente en el campo de batalla.

En unos de los libros referentes actuales sobre artillería (Ref. 1. ) , Bailey describe el término “ precisión” para definirlo como “ las capacidades de un sistema o los efectos creados por tal sistema “ en el sentido de la aumentar la probabilidad de lograr la exactitud ( o de disminuir la probabilidad de error en el impacto ) . Como ejemplo en la Fig. 1 se muestra en un grafico de probabilidades la diferencia entre exactitud (accuracy) y precisión (precision)

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Fig. 1 Exactitud vs. Precisión

Bailey (Ver Bibliografia) también propuso un nuevo lexicón para describir las municiones de la siguiente forma:

Arma o munición de precisión: una munición o proyectil que automáticamente determina su estado (posición, velocidad, etc.) y maniobra para atacar el blanco con suficiente exactitud y alta precisión. (Ej. Proyectil de Artillería con modulo de guiado de precisión PGK – Fig. 2)

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Fig. 2 Proyectil de Artillería ATK con Modulo PGK (Precision Guidance Kit)

Arma o munición inteligente: una munición /proyectil / misil que busca, detecta, adquiere y provee con su propio sistema de guiado terminal, las maniobras para alcanzar el blanco con altísima exactitud y precisión. (Fig. .3)

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Fig. 3 Proyectil Krasnopol (Rusia) de 152 mm guiado por laser

Arma o munición discriminatoria: es un sistema que hace todo lo de una munición inteligente, pero selecta solo un determinado tipo de blanco en forma autónoma. (Fig. 4. Munición Low Cost Autonomous Attack System –USA)

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Fig 4. Municion LOCAAS (Lockheed Martin)

El alcanzar la precisión en los fuegos es crítico para evitar el daño colateral.

Se define actualmente el daño colateral como: las bajas (muerte y heridas) a civiles no-combatientes o el daño a propiedad civil que no es usada para fines y propósitos militares.

Una percepción equivocada, muy común, es la de asumir que el uso de armas de precisión siempre previenen el daño colateral, ya que la munición de precisión siempre alcanza el blanco designado.

Sin embargo, aun las armas de precisión pueden alcanzar lugares de impacto mal designados y causar aun más daño colateral

Por otro lado pueden ocurrir fallas (computadora de vuelo, sensores, etc.) que en el caso de armas guiadas pueden causar variaciones del rumbo y/o alcance en forma radical e impactar en lugares críticos desde el punto de vista de la población y/o instalaciones civiles.

Incluso han ocurrido casos de municiones de precisión que han atacado fuerzas propias.

El entendimiento y comprensión de los factores que afectan la precisión de armas guiadas es crítico para minimizar el daño colateral y el impacto negativo tanto social como político.

En los ataques usando UAV armados con misiles Hellfire (Fig. 5) durante las campañas de Afganistán y Pakistán, la estadística muestra que al menos 10 civiles no-combatientes son muertos por cada militante islámico combatiente muerto.

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Fig. 5 Predator B + Misil Hellfire

Es claro que no provocar víctimas civiles o no-combatientes en un conflicto armado , es una utopía, pero la creencia que las armas de precisión por sí mismas resuelven el problema, es una percepción típica en ambientes políticos y de los medios y pueden condicionar el desarrollo técnico, imponiendo performances imposibles de alcanzar en la práctica. Es obvio que el uso de armas de precisión, va disminuir a lo largo del tiempo de una campaña el daño colateral, pero fundamentalmente las armas de precisión van a crear son condiciones de disuasión para evitar los conflictos, o en el caso que ocurran, estos podrían ser resueltos en menos tiempo y en etapas tempranas de este, evitando bajas y destrucción innecesarias.

Bailey sugiere que en la guerra convencional, los blancos físicos como centros de mando, lanzadores de misiles y armas estacionarias son blancos prioritarios, pero en operaciones de paz, los blancos más rentables son las mentes de los lideres enemigos y de la población así como la opinión pública internacional. Los blancos entonces que generan el mayor rendimiento en una campaña son los que afectan la percepción del enemigo.

Por lo tanto los efectos de las armas en especial las de precisión no pueden ser solo medidos en términos tales como la eficiencia de la fragmentación de la cabeza de guerra, la distancia letal, sino también por el efecto mediático a nivel global. Esto implica que estos efectos no pueden ser obviados en la definición conceptual del arma y por ende de las tecnologías involucradas en su desarrollo. Definir el nivel de precisión de una munición guiada tiene por supuesto implicaciones en la definición de la arquitectura de la misma , que determina la exactitud que se pretende , como evitar alcanzar blancos no designados y finalmente esto determina los costos , tiempos y complejidad del desarrollo .

Efectos de la Precisión y Definición de los Requerimientos Básicos

La habilidad de localizar y atacar los blancos en forma rápida y con exactitud, con la requerida respuesta operacional y con los efectos deseados (letales y no-letales) sobre dichos blancos con la mayor eficiencia posible

Los efectos de la precisión en el campo de batalla, se debe definir en un marco amplio que no se limita al del arma solamente.

Nota: definición tomada del “Precision Effects Study Senior Advisory Group (SAG) definition“.

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Un ejemplo de una munición de alta precisión pero un deficiente efecto de la precisión

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MBDA Storm Shadow

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Un excelente ejemplo de efecto de la precisión

Los efectos de la precisión deben ser alcanzados con eficiencia pero a costo razonables y deben observarse las restricciones impuestas por las reglas de empeñamiento (ROE) vigentes en las políticas de defensa establecidas. Los efectos de precisión requieren municiones de precisión con soluciones simples y eficientes con costos acordes.

En el mundo de la industria de la defensa, se reconoce que la exactitud y precisión de los fuegos no es un desafío sino una necesidad y que las tecnologías están disponibles.

Se debe además disponer de la capacidad de localizar y referenciar los blancos con la misma exactitud de las armas (no sirve tener un CEP de 1 metro si los blancos son ubicados y referenciados con un error de 20 metros).

Además los vínculos entre los sensores en el campo de batalla y las armas involucradas en la acción deben ser confiables y rápidos (sensor-to-shooter link) y se debe contar con un sistema de evaluación de daño de batalla (BDA) de la misma capacidad tecnológica de las armas).

Como sumario se puede sintetizar que en el campo de batalla del futuro, la estructura de medios de las fuerzas operativas en ellos, van a estar fuertemente definidas por:

ISTAR a Demanda: A través de medios múltiples, fusión de sensores y visualización del campo de batalla con identificación precisa de los elementos en el. (Ej. Blue force tracking, UAV, medios satelitales, radares terrestres y aéreos, sensores terrestres no-atendidos, etc. )

Precision Targeting: Una vez adquiridos los blancos y soportada la acción sobre ellos, el targeting debe ser de una alta precisión a fin de minimizar los daños colaterales y aumentar la probabilidad de destrucción en el primer disparo (One Shot).

Efectos de Precisión Fuegos: La demanda sobre la precisión de las armas no solo debe estar definidas por meritos como el CEP, ya que se deben considerar otras figuras de merito tales como:

Probabilidad de Kill (PK): Relaciona el CEP y la interacción del arma con el blanco

Trajectory shaping: Los requerimientos del campo de batalla futuro incluye que la trayectoria de las armas guiadas en el juego final (end- game) tenga características específicas, Ej. : Las municiones de mortero para atacar blancos precisos en áreas urbanas deben tener una trayectoria final casi vertical a fin de que la Pk aumente y los daños colaterales y las bajas por fuego amigo disminuyan ostensiblemente. Otras necesidades de cambios de la trayectoria balística están determinadas por el terreno, esta capacidad abre un nuevo capitulo de la artillería convencional, ya que seria posible alcanzar blancos que con trayectorias balísticas no controladas serian imposibles de alcanzar desde ciertas posiciones de disparo o lanzamiento.

Intelligent Fuzing y efectos dirigidos: La eficacia de las armas guiadas modernas está fuertemente influenciada por los sistemas de espoletas inteligentes, los cuales accionan la carga militar en situaciones más allá del impacto o la proximidad con el blanco. Un ejemplo típico son las municiones inteligentes con estallido en el aire y las cabezas de guerra con letalidad dirigida.

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Cabezas de Combate Customizadas: El valor de adecuar los efectos de la cabeza de guerra a los blancos junto con la inteligencia en las espoletas es fundamental para alcanzar los efectos de la precisión.

Trajectory –Shaping: Habilidad de las armas de cambiar la trayectoria final para manejar configuraciones de terreno y características especificas de los blancos

Esto y otros parámetros deben ser tenidos en cuenta en cualquier plan de desarrollo de armas guiadas, especialmente para evitar caer en los fútiles intentos de pretender establecer un paradigma académico o investigación tecnológica de un sistema de armas y luego tratar de encontrarle una aplicación militar relevante.

Los efectos de la precisión deseados o requeridos definen el arma y no al revés.

La capacidades a alcanzar y los elementos de merito sobre la eficacia militar es lo que define el sistema de armas a desarrollar y desplegar.

Un ejemplo claro de lo expuesto, es la necesidad de un efecto de precisión usando un arma relativamente simple, el mortero de 120 mm.

El Ejercito de Estados Unidos, definió un programa de desarrollo rápido, debido a la necesidad de contar con efecto de precisión en tropas de despliegue rápido en un teatro de operaciones complejo como es el caso de Afganistán, en donde la necesidad de apoyo de fuego con efectos de precisión no era posible de lograr con medios aéreos o artillería de gran calibre.

Para definir el programa de desarrollo se elaboraron los siguientes requerimientos:

• Incrementar la efectividad y eficiencia de un sistema de armas basados en morteros de 120 mm

– CEP < 10 /20 metros

– Reducir la carga logística

– Incrementar el OPTEMPO (ritmo operacional , la cadencia en alcanzar un objetivo operacional )

• Explotar los stocks existentes de proyectiles de mortero y los desarrollos en morteros, sus cargas propulsoras y sistemas de apuntado.

– Implementación del sistema de corrección de trayectoria a través del cambio de espoleta ( cuerpos y colas estabilizadoras existentes )

– Capacidad de revertir una munición modificada ( de precisión ) a una standard

• El sistema de corrección debe ser también la espoleta

– Fácil de instalar , de programar y suficientemente robusto para manejo en el campo de batalla por personal de baja calificación tecnica

– Volumen en el sistema de control para las funciones de espoleta(impacto ,programadas , electrónicas )

La respuesta de la industria fue variada pero básicamente todos los conceptos convergieron en soluciones similares.

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ATK (USA) fue la que gano el programa de producción con su kit PGK, para los morteros de 120 mm, los cuales a fines del 2011 entraron en combate en el teatro de operaciones de Afganistán:

Solución ATK - Sistema de corrección de trayectoria (Guía GPS/INS) montada en el mismo cuerpo del proyectil standard de 120 mm, con un cambio mínimo en la cola del mismo

Como puede observarse la definición de los requerimientos mínimos para el desarrollo de un arma de alta tecnología, pueden ser relativamente simples cuando el efecto de precisión requerido por el usuario militar es producto de una necesidad real y basada en doctrinas en evolución permanente.

Las necesidades reales en este caso provinieron del deseo de revitalizar el mortero como arma de apoyo inmediato y darle una nueva misión para misiones de efecto de precisión, por razones logísticas, operativas y de costo.

La siguiente tabla de armas de precision de las F.F.A.A. norteamericanas muestra las definiciones con respecto al CEP como una de las figuras de merito importantes.

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En este caso se se muestran dos casos tipicos : precision suficiente para destruccion en un solo disparo y armas de efecto de area de precision

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Otra figura de merito importante se determina con el efecto de la cabeza de guerra sobre un blanco tipico a batir en funcion del peso de la cabeza de guerra y el CEP

Medidas de Merito – Numero de impacto de fragmentos vs error al impacto en funcion del peso de la cabeza de guerra

( Libro : Tactical MissileDesgn ->Eugene Fleeman –AIAA Books – Pag 149 )

Este tipo de graficos permite definir las relaciones entre la exactitud , el tamaño de la cabeza de guerra y el efecto sobre el blanco , en este caso el numero de fragmentos que impactan y su velocidad , determinando la transferencia de energia cinetica al blanco y por ende determinar el efecto letal de la misma .

Un interesante resultado de un grafico de este tipo , es que se puede realizar un compromiso entre el tamaño de la cabeza de guerra y la exactitud de impacto a fin de evaluar cual es la solucion optima en tiempos y costos de desarrollos asumiendo las distintas tecnologias para lograr la precision de que se dispone o que se puede obtener .

Actualmente la industria de las armas de precision se guia bajo el concepto de las 7 P

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En este concepto integrador se definen los papeles de los usuarios y de los desarrolladores en forma clara y da una idea de los diferentes esfuerzos de I+D e industriales para lograr el despliegue de las armas de precision para las fuerzas operativas en tiempos y costos compatibles con la base industrial de la que se dispone y de la que se necesita crear .

ESTADO DEL ARTE EN ARMAS DE PRECISION DE LAS FUERZAS TERRESTRES

OBUSES –CAÑONES-COHETES DE ARTILLERIA

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ARMAS: MORTEROS

( 81 mm 120 mm LISO, 120 mm RAYADO – OTROS )

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ARMAS: COHETES DE ARTILLERIA

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Bibliografia Consultada :

Field Artillery and Firepower

Bailey, M. G. (2004). Annapolis - Naval Institute Press.

PRECISION GUIDANCE KIT (PGK) – Moorhead J.

Field Artillery – Jan-Feb. 2007

Gun-Fired Precision Munitions for the Transformed Army

David A. Sparrow, Cynthia Dion-Schwarz

IDA Paper P-3750

December 2002

PRECISION AND THE BLUE COLLAR ARTILLERY

By Colonel Mark L. Waters

USAWC STRATEGY RESEARCH PROJECT - United States Army

15 MAR 2006

The Pursuit of Precision in the Field Artillery

Major Manuel R. Garcia (U.S. Army) -School of Advanced Military Studies (SAMS)

Fort Leavenworth, May 2010

TACTICAL MISSILE FOR THE NEXT WAR

Armada International 3-2008

Tactical Missile Design

Eugene L. Fleeman

(AIAA education series) -ISBN 1-56347-494-8

Concept Development of Artillery Precision Guided Munitions

DRDC Valcartier

April 2006 - Defence Research and Development Canada

Abreviaturas:

CEP: Error circular probable

CBU: Cluster Bomb Unit – Unidad de Bomba Cluster o submuniciones

DOF: Degree of Freedom –Grado de Libertad

INS: Inertial Navigation System –Sistema de navegación inercial

ISTAR: Intelligence, Surveillance, Target Acquisition, and Reconnaissance (Inteligencia, Vigilancia Adquisición de Blancos y Reconocimiento)

IR: Infrared – Infrarrojo

GPS: Global Positioning System –Sistema de posicionamiento global

MW: Microwave –Microondas

PGK: Precision Guidance Kit (Kit de guiado de precisión)

Trabajo Preparado para: Dark Star Consultancy

http://www.darkstargroup.org/

Autor: Ing. Marcelo E. Martínez ,Miembro pleno, International Ballistic Society (IBS)
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