Chaff , originalmente llamado Window [1] o Düppel , es una contramedida de radar que implica la dispersión de finas tiras de aluminio , fibra de vidrio metalizada o plástico . [2] La paja dispersa produce una gran sección transversal de radar destinada a cegar o alterar los sistemas de radar. [3]
Las fuerzas militares modernas utilizan paja para distraer de sus objetivos los misiles guiados por radar activos . Los aviones militares y los buques de guerra pueden equiparse con sistemas dispensadores de paja para la autodefensa. Durante su fase intermedia , un misil balístico intercontinental puede liberar residuos junto con sus otras ayudas de penetración .
Los sistemas de radar contemporáneos pueden distinguir la paja de los objetivos legítimos midiendo el efecto Doppler ; [4] la paja pierde velocidad rápidamente después de abandonar un avión, y se puede medir el cambio resultante en la longitud de onda del retorno del radar. Para contrarrestar esto, el vehículo defensor puede iluminar una nube de paja con una frecuencia corregida por Doppler. Esto se conoce como JAFF (jammer plus chaff) o CHILL (chaff-illuminated). [5]
La idea de utilizar paja se desarrolló de forma independiente en el Reino Unido , Alemania , Estados Unidos y Japón . En 1937, el investigador británico Gerald Touch, mientras trabajaba con Robert Watson-Watt en el radar, sugirió que tramos de cable suspendidos de globos o paracaídas podrían abrumar un sistema de radar con ecos falsos [6] y RV Jones había sugerido que trozos de lámina metálica que caían a través del aire podría hacer lo mismo. [7] A principios de 1942, Joan Curran , investigadora del Telecommunications Research Establishment (TRE) , investigó la idea y ideó un plan para arrojar paquetes de tiras de aluminio desde aviones para generar una nube de ecos falsos. [8] Una idea inicial fue utilizar hojas del tamaño de una página de cuaderno; estos se imprimirían para que también sirvieran como folletos de propaganda . [9] Se descubrió que la versión más efectiva eran tiras de papel negro recubiertas con papel de aluminio , exactamente de 27 cm × 2 cm (10,63 pulgadas × 0,79 pulgadas) y empacadas en paquetes que pesaban 1 libra (0,45 kg cada uno). El director del TRE, AP Rowe , nombró en código al dispositivo "Ventana". En Alemania, una investigación similar condujo al desarrollo del Düppel . El nombre en clave alemán proviene de la finca donde se llevaron a cabo las primeras pruebas alemanas con paja, alrededor de 1942. [9] Una vez que los británicos pasaron la idea a los EE. UU. a través de la Misión Tizard , Fred Whipple desarrolló un sistema para dispensar tiras para la USAAF. , pero no se sabe si alguna vez se usó.
Los sistemas utilizaron el mismo concepto de pequeñas tiras (o cables) de aluminio cortadas a la mitad de la longitud de onda del radar objetivo. Cuando son impactados por el radar, tales longitudes de metal resuenan y reirradian la señal. [9] A las defensas opuestas les resultaría casi imposible distinguir el avión de los ecos causados por la paja. Otras técnicas que confunden al radar incluyen dispositivos de interferencia aéreos con nombres en código Mandrel, Piperack y Jostle . Mandrel era un bloqueador aerotransportado dirigido a los radares alemanes Freya. [10] La ignorancia sobre el alcance del conocimiento del principio en la fuerza aérea enemiga llevó a los planificadores a juzgar que era demasiado peligroso usarlo, ya que el oponente podría duplicarlo. El principal asesor científico del gobierno británico, el profesor Lindemann , señaló que si la Royal Air Force (RAF) lo usaba contra los alemanes, la Luftwaffe lo copiaría rápidamente y podría lanzar un nuevo Blitz . Esto causó preocupación en el Comando de Cazas y el Comando Antiaéreo de la RAF , que lograron suprimir el uso de Window hasta julio de 1943. [11] Se consideró que la nueva generación de radares centimétricos disponibles para el Comando de Cazas haría frente a las represalias de la Luftwaffe .
Examination of the Würzburg radar equipment brought back to the UK during Operation Biting (February 1942) and subsequent reconnaissance revealed to the British that all German radars were operating in no more than three frequency ranges, making them prone to jamming. Arthur Travers "Bomber" Harris, Commander-in-Chief (C-in-C) of RAF Bomber Command, finally got approval to use Window as part of Operation Gomorrah, the week long bombing campaign against Hamburg. The first aircrew trained to use Window were in 76 Squadron. Twenty-four crews were briefed on how to drop the bundles of aluminised-paper strips (treated-paper was used to minimise the weight and to maximise the time that the strips would remain in the air, prolonging the effect), one every minute through the flare chute, using a stopwatch to time them. The results proved spectacular. The radar-guided master searchlights wandered aimlessly across the sky. The anti-aircraft guns fired randomly or not at all and the night fighters, their radar displays swamped with false echoes, utterly failed to find the bomber stream. For over a week, Allied attacks devastated a vast area of Hamburg, resulting in more than 40,000 civilian deaths, with the loss of only 12 out of the 791 bombers on the first night. Squadrons quickly had special chutes fitted to their bombers to make chaff deployment even easier. Seeing this as a development that made it safer to go on operations, many crews got in as many trips as they could before the Germans found a counter-countermeasure.
Aunque las tiras de metal desconcertaron al principio a los civiles alemanes, los científicos alemanes sabían exactamente qué eran ( Düppel ), pero se abstuvieron de utilizarlas por las mismas razones que Lindemann había señalado a los británicos. Durante más de un año surgió la curiosa situación en la que ambos lados del conflicto sabían cómo utilizar la paja para bloquear el radar del otro lado, pero se habían abstenido de hacerlo por temor a que su oponente respondiera de la misma manera. Window hizo que los cazas Himmelbett (cama con dosel) controlados desde tierra de la Línea Kammhuber fueran incapaces de rastrear sus objetivos en el cielo nocturno y dejó que las primeras versiones B/C y C-1 de banda UHF del radar Lichtenstein de intercepción aérea (después de la captura de un caza nocturno Junkers Ju 88R-1 por parte de los británicos en mayo de 1943 equipado con él) cañones guiados por radar inútiles y cegadores y focos dependientes del radar terrestre. El Oberst Hajo Herrmann desarrolló Wilde Sau (Jabalí) para hacer frente a la falta de guía terrestre precisa y condujo a la formación de tres nuevas alas de caza para usar la táctica, numeradas JG 300 , JG 301 y JG 302. Los operadores terrestres dirigirían por radio cazas monoplaza y cazas nocturnos a áreas donde las concentraciones de paja eran mayores (lo que indicaría el origen de la paja) para que los pilotos de combate vieran los objetivos, a menudo contra la iluminación de fuegos y reflectores debajo. Algunos de los cazas monoplaza tenían el dispositivo FuG 350 Naxos para detectar las emisiones de radar H2S (el primer sistema de radar de escaneo terrestre aerotransportado) de los bombarderos.
Seis semanas después del ataque a Hamburgo, la Luftwaffe utilizó Düppel en longitudes de 80 cm × 1,9 cm (31,50 x 0,75 pulgadas) durante un ataque en la noche del 7 al 8 de octubre de 1943. [12] En los ataques de 1943 y los "mini- "Blitz" de la Operación Steinbock entre febrero y mayo de 1944, Düppel permitió a los bombarderos alemanes intentar nuevamente operaciones sobre Londres . Aunque teóricamente eficaz, el pequeño número de bombarderos, especialmente en relación con la gran fuerza de cazas nocturnos de la RAF , condenó el esfuerzo desde el principio. Los cazas británicos lograron elevarse en gran número y a menudo encontraron a los bombarderos alemanes a pesar de Düppel . Los alemanes obtuvieron mejores resultados durante el ataque aéreo a Bari , en Italia, el 2 de diciembre de 1943, cuando los radares aliados fueron engañados mediante el uso de Düppel . [13]
Tras su descubrimiento británico en 1942 por Joan Curran, la paja en los Estados Unidos fue inventada conjuntamente por el astrónomo Fred Whipple y el ingeniero naval Merwyn Bly. Whipple propuso la idea a la Fuerza Aérea con la que estaba trabajando en ese momento. [14] Las primeras pruebas fallaron porque las tiras de papel de aluminio se pegaron y cayeron en grumos con poco o ningún efecto. Bly solucionó esto diseñando un cartucho que obligaba a las tiras a rozar contra él a medida que eran expulsadas, ganando una carga electrostática . Como todas las tiras tenían una carga similar, se repelían entre sí, permitiendo el efecto de contramedida total. Después de la guerra, Bly recibió el Premio al Servicio Civil Distinguido de la Marina por su trabajo.
En el Teatro del Pacífico , el teniente comandante de la Armada Sudo Hajime inventó una versión japonesa llamada Giman-shi , o "papel engañoso". Se utilizó por primera vez con cierto éxito a mediados de 1943, durante las batallas nocturnas en las Islas Salomón . [15] Las demandas competitivas por el escaso aluminio necesario para su fabricación limitaron su uso. [16] El 21 de febrero de 1945, durante la Batalla de Iwo Jima , Giman-shi fue utilizado con éxito antes de un ataque kamikaze contra el USS Saratoga . [17]
Los buques de guerra británicos en la Guerra de las Malvinas (1982) hicieron un uso intensivo de la paja.
Durante esta guerra, los aviones británicos Sea Harrier carecían de su mecanismo convencional de dispensación de paja. [18] Por lo tanto, los ingenieros de la Royal Navy diseñaron un sistema de entrega improvisado de varillas de soldadura , pasadores y cuerdas, que permitió almacenar seis paquetes de paja en el pozo del aerofreno y desplegarlos en vuelo. A menudo se la conocía como la " modificación de paja de Heath Robinson ", debido a su complejidad. [19]
Aunque la paja produce grandes cantidades de reflejos dispersos que pueden obstruir la pantalla del radar, se filtra fácilmente porque se mueve relativamente lentamente por el cielo.
El radar puede utilizar el efecto Doppler para distinguir entre la paja y los aviones objetivo que se mueven rápidamente.
El efecto Doppler sólo se produce para la componente de velocidad paralela al haz del radar.
Para superar esto, durante el uso se despliegan grandes cantidades de paja y luego el avión girará de modo que se mueva predominantemente perpendicular a la fuente del radar. También puede girar para minimizar su sección transversal expuesta al haz del radar.
Esto hace que sea más difícil separar los aviones de la paja efectivamente estacionaria y se conoce como "muesca", ya que el radar normalmente incorpora una muesca de baja sensibilidad a las frecuencias asociadas con la baja velocidad.
Es probable que el efecto sea momentáneo contra los sistemas de radar modernos, pero puede prolongarse mediante el uso de Chill y Jaff como se describe a continuación.
Una de las cualidades importantes de la paja es que es liviana, lo que permite transportar grandes cantidades. Como resultado, después del lanzamiento, pierde rápidamente cualquier velocidad de avance que tenía desde el avión o el lanzacohetes, y luego comienza a caer lentamente al suelo. Desde el punto de vista de un radar enemigo, la paja decae rápidamente hasta una velocidad relativa cero. Los radares modernos utilizan el efecto Doppler para medir la velocidad en la línea de visión de los objetos y, por lo tanto, pueden distinguir la paja de un avión, que continúa moviéndose a gran velocidad. Esto permite que el radar filtre la paja de su pantalla. [20]
Para contrarrestar este filtrado se ha desarrollado la técnica JAFF o CHILL. Esto utiliza una emisora de interferencias adicional en la aeronave para reflejar una señal de la nube de paja que tiene la frecuencia adecuada para coincidir con la de la aeronave. Esto hace imposible utilizar únicamente el desplazamiento Doppler para filtrar la señal de paja. En la práctica, la señal es deliberadamente ruidosa para presentar múltiples objetivos falsos. [20]
En esencia, la técnica JAFF es un señuelo externo de bajo costo, que mueve los bloqueadores desde la plataforma de lanzamiento al señuelo y utiliza la paja como reflector para proporcionar una separación angular. [20]
Si bien ciertos aviones todavía utilizan papel de aluminio, como el bombardero Boeing B-52 Stratofortress , este tipo ya no se fabrica. La paja utilizada por aviones como el Fairchild-Republic A-10 Thunderbolt II , el McDonnell Douglas F-15 Eagle , el General Dynamics F-16 Fighting Falcon y el McDonnell Douglas F/A-18 Hornet está formada por fibras de vidrio recubiertas de aluminio. Estos " dipolos " de fibra están diseñados para permanecer en el aire el mayor tiempo posible, y tienen un diámetro típico de 1 mil , o 0,025 mm, y una longitud típica de 0,3 pulgadas (7,6 mm) a más de 2 pulgadas (51 mm). La paja "superfina" más nueva tiene un diámetro típico de 0,7 mils (0,018 mm). La paja se transporta en cartuchos tubulares, que permanecen adheridos al avión, y cada uno de ellos suele contener entre 3 y 5 millones de fibras de paja. La paja es expulsada del cartucho mediante un pistón de plástico impulsado por una pequeña carga pirotécnica. [21]
Las contramedidas contra la paja son de dos tipos principales: la paja de onda continua (CW), utilizada contra misiles guiados por radar que operan en una frecuencia continua, y la paja pulsada, utilizada contra misiles que operan en una frecuencia pulsada. [22]
No hay mucha investigación sobre los efectos de la paja en la salud pública y el medio ambiente. Una revisión de investigación de 1998 patrocinada por el Departamento de Defensa de Estados Unidos afirmó que los “impactos ambientales, humanos y agrícolas generalizados de la paja tal como se utiliza actualmente en el entrenamiento son insignificantes y mucho menores que los de otras emisiones provocadas por el hombre”. [2]
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