19 julio 2012

El radar Phazotron Zhuk AE AESA




El primer radar de escaneo electrónico activo AESA es el radar Zhuk AE fabricado por el bureau de diseño NIIR Phazotron, es unode los productos derivados de la familia de radares N019 que equipan a las primeras versiones del avión de combate MiG-29. Los primeros radares Zhuk fueron desarrollados para el MiG-29M y para el Su-27 Flanker como paquete de upgrade. Donde el Zhuk AE es una evolución del radar PESA Zhuk MF incorporando la tecnología AESA, mayor confiabilidad, ágil direccionalidad de ondas, menor emisión de ruido y mayor ancho de banda con modos de baja probabilidad de interceptación.

De acuerdo a Phazotron, los aspectos clave del diseño fueron una antena con elementos radiadores, canales electrónicos TR conectados individualmente a un elemento radiador, sistema de enfriamiento líquido, generador de potencia, control lógico para los canales TR (Transmisor y Receptor), alimentación RF para el arreglo, generadores secundarios de potencia y control de procesamiento de ondas para generar comandosde dirección a las ondas.

El objetivo era construir un radar de banda X con una capacidad máxima de direccionalidad de ondas de 70 grados, sin la presencia de emisiones no deseadas, en direcciones no deseadas, un problema en los radares AESA debido a la transferencia de calor entre elementos y la aparición de emisiones más allá de los 60 grados de ángulo direccional. La generación de potencia en un avión del tamaño del MiG era otro inconveniente a superar, así como la ingeniería de los módulos TR, que fueron integrados en un módulo cuádruple.

El diseño del radar fue íntegramente simulado vía computador. Los módulos TR cuádruples, de mayor eficiencia termal, derivó en un arreglo diferente de los elementos radiadores al de los primeros radares PESA, capaz de llevar señales RF (Radio Frecuencia) por la ruta más corta entre la cara del arreglo y la fuente alimentadora, con el líquido enfriador fluyendotransversal a la emisión direccional del plato. Los elementos fueron colocados en vertical, con cada columna incorporando un múltiplo de cuatro elementos.

La distribución de potencia a cada módulo TR fue maximizado colocando un acumulador de carga cerca a cada módulo. Cada módulo fue colocado en un marco para optimizar su refrigeración, en dónde los circuitos integrados transfieren calor a los módulos y luego se traslada el calor al marco donde es enfriado por el líquido refrigerante. Los módulos incorporan sensores termales que de presentarse exceso de temperatura, los módulos afectados son apagados.

Fue necesario ensamblar estructuras de prueba automatizadas para evitar que la potencia emitida por el plato del radar, de aproximadamente 3 KW afecte al personal técnico.

De acuerdo al Dr. Carlo Kopp, el diseño del radar Zhuk AE necesita de mayor inversión en áreas clave como empaque de elementos y producción de circuitos integrados. Comparativamente hablando, el radar ruso se compara a los primeros radares AESA estadounidenses de finales de los 1980 y comienzos de los 1990. Por ejemplo,el radar Zhuk ME tiene entre el 50% y 70% del número de canales TR presentes en radares norteamericanos comparables, producto indudable de altos niveles de inversión. En ese sentido, el Zhuk AE es mucho más sensitivo a emisiones inesperadas que un arreglo más denso.

El tiempo promedio entre fallas para el radar es colocado por el fabricante en 900 horas, número bastante bueno, debido probablemente a la tendencia rusa a sobre diseñar componentes. El radar emite una buena potencia pico, pero el tamaño del sistema compromete la apertura del mismo, lo que limita capacidades de rangos de detección. Similar problema a los radares encontrado en aviones como el F-16.

La aparición de nuevos circuitos y otros componentes otorgan espacio de crecimiento al Zhuk AE, que en el estado actual, tendría mejor performance que buena parte de los radares que equipan a F-16 y FA-18, pero no lo suficiente para compensar el tamaño y capacidad de los radares de los F-15. Los radares AESA europeos en desarrollo, al contar con tecnología más avanzada serían también difíciles de superar.

El Zhuk AE puede detectar blancos a distancias de 130 kilómetros, puede rastrear hasta 30 objetivos en modo de rastreo mientras escaneo (track while scan) y puede enganchar hasta 6 de ellos simultáneamente. Provee data de designación de blancos para los misiles R-27R1, R-73E, RW-AE, KH-31A, KH-35E y R-27T.

La antena de producción se espera que sea de 688-mm, en comparación con los 600-mm del prototipo, que fue mostrado en posición vertical y se espera que la versión de producción este angulada. Al incrementar el tamaño del plato el rango de detección se incrementa hasta los 160kilómetros para objetivos de señal cruzada de radar (RCS) de 5 metros. Un destructor puede ser detectado a 200 kilómetros y una columna blindada a 30 kilómetros. Fuentes no oficiales dan cuenta de mayores rangos de detección con un plato de mayor número de módulos, pero no son datos confirmados. Un radar de pruebas, denominado Zhuk MAE, con 1.088 módulos individuales fue modificado por su excesivo peso.

La corporación rusa ha dejado en claro que el nuevo radar se ofrece también como upgrade para los MiG-29 y Su-27/Su-30 en servicio con fuerzas armadas alrededor del mundo. En el caso de Latinoamérica, los dos únicos clientes potenciales son las fuerzas aéreas de Venezuela y Perú.

En el caso de la primera, alinea aviones Su-30MK2 y de acuerdo a reportes no oficiales, el ministerio de Defensa venezolano ha deslizado su interés por la última variante del Flanker, el Su-35. Los aviones bi-plaza Su-30MK2 son un potencial candidato para recibir radares AESA, y Phazotron ha indicado su intención de producir una variante de mayor tamaño para los aviones de la familia Flanker. Un plato de 988-mm sería el objetivo, con 800-mm de área de distribución de módulos Tren configuración cuádruple, que resultaría en uno de los radares de mayor potencia de emisión en el mercado. Qué tanto podría superar a radares occidentales depende en gran parte a las mejoras que pueda introducir el bureau de diseño en el proceso productivo.

En el caso de la Fuerza Aérea del Perú, la institución está inmersa en el proceso de modernización de sus aviones Fulcrum a una variante denominada extra-oficialmente como MiG-29SMP, con énfasis en la persistencia y mejora de las capacidades aire-aire de la aeronave. Las informaciones que circulan relacionadas a este upgrade, incluyendo a Jane´s, indican que el radar N019 sería modernizado a la variante N019M1, con lo que no solamente sus prestaciones mejoran, sino que la aeronave se va a desprender de una porción interesante de peso, al ser el radar modernizado de procesamiento digital, bastante más ligero que el original.

El radar N019M1 es un upgrade de bajo costo, en línea con la postura del ministerio de Defensa peruano por la búsqueda no del mejor producto por precio sino de ofertas para no atraer la atención de políticos desconocedores del sector Defensa pero muy precio-conscientes. Se mantiene la antena, y los ensamblajes del bloque de transmisión, cambiando todo lo demás, con lo que se aumenta el rango de detección hasta en un 50% y se pueden enganchar 4 objetivos a la vez y el escuadrón completo tendría capacidad de disparo de misiles BVR. Los radares de la familia Zhuk, de mayor ángulo de barrido (unos 30 grados más), harían que el presupuesto asignado para el upgrade peruano, de aproximadamente 106 millones de dólares para un lote inicial de 8 aeronaves, sea insuficiente y a pesar de haber manifestado recientemente la FAP su interés por la tecnología AESA, en radares portátiles de vigilancia, esta tecnología no será integrada en estos capaces aviones de combate.

La integración de esta novedosa tecnología en aviones de combate de la FAP, aún inexistente en aviones de combate de la región y dicho sea de paso, el desarrollo más importante en tecnología de radares de las últimas décadas, será factible cuando el establecimiento político peruanocoincida en la necesidadde modernizar sus fuerzas armadas.

La nueva generación de aviones de combate no estará disponible; salvo los costosos Rafale (la compra de 126 unidades en la India reducirá marginalmente su costo de adquisición) y Eurofighter; sino hasta después de 2020 con precios seguramente hiper-inflados, incluso los productos rusos, por lo que en el papel, en la ruta de re-equipamiento y modernizaciónno le queda otra a la FAP que seguir la línea actual para mantener costos controlados, sin agregar líneas logísticas y capacidades innecesarias. Faltan en la institución dos escuadrones de superioridad aérea. Es decir, más Mirage 2000, usados, y/o más MiG-29, que de ser de nueva producción, deberán de ser MiG-35, con su capaz radar Zhuk AE AESA.




FUENTES:
Phazotron Zhuk AE/ ASE, por Carlo Kopp
Air Power Australia
Flight Global
Indiandefence.com
Revista Air & Cosmos

0 comentarios: