Un arma de energía cinética (también conocida como arma cinética , ojiva de energía cinética , ojiva cinética , proyectil cinético , vehículo de destrucción cinética ) es un arma de proyectiles basada únicamente en la energía cinética de un proyectil para infligir daño a un objetivo, en lugar de utilizar cualquier explosivo . , carga útil incendiaria / térmica , química o radiológica . Todas las armas cinéticas funcionan alcanzando una alta velocidad de vuelo (generalmente supersónica o incluso hipervelocidad ) y chocan con sus objetivos, convirtiendo su energía cinética y su impulso relativo en ondas de choque destructivas , calor y cavitación . En las armas cinéticas con vuelo sin propulsión , la velocidad de salida o la velocidad de lanzamiento a menudo determina el alcance efectivo y el daño potencial del proyectil cinético.
Las armas cinéticas son las armas a distancia más antiguas y comunes utilizadas en la historia de la humanidad , y los proyectiles varían desde proyectiles contundentes como piedras y perdigones , misiles puntiagudos como flechas , virotes , dardos y jabalinas , hasta modernos impactadores cónicos de alta velocidad como como balas , flechas y penetradores . Las armas cinéticas típicas aceleran sus proyectiles mecánicamente (mediante fuerza muscular , dispositivos de ventaja mecánica , energía elástica o neumática ) o químicamente (mediante la combustión del propulsor , como ocurre con las armas de fuego ), pero las tecnologías más nuevas están permitiendo el desarrollo de armas potenciales que utilizan proyectiles lanzados electromagnéticamente , como cañones de riel , cañones de bobina y conductores de masas . También existen armas conceptuales que son aceleradas por la gravedad , como en el caso de las armas de bombardeo cinético diseñadas para la guerra espacial .
El término hit-to-kill , o cinetic kill , también se utiliza en el campo aeroespacial militar para describir armas de energía cinética aceleradas por un motor de cohete . Se ha utilizado principalmente en los campos de misiles antibalísticos (ABM) y armas antisatélites (ASAT), pero algunos misiles antiaéreos modernos también son vehículos de destrucción cinética. Los sistemas de golpe para matar son parte de una clase más amplia de proyectiles cinéticos, una clase que tiene un uso generalizado en el campo antitanque .
La energía cinética es función de la masa y la velocidad de un objeto. [1] Para un arma de energía cinética en el campo aeroespacial, ambos objetos se están moviendo y lo importante es la velocidad relativa . [a] En el caso de la interceptación de un vehículo de reentrada (RV) de un misil balístico intercontinental (ICBM) durante la fase terminal de la aproximación, el RV viajará a aproximadamente 15.000 millas por hora (24.000 km/h) mientras el interceptor será del orden de 7.000 millas por hora (11.000 km/h). Debido a que es posible que el interceptor no se esté acercando de frente, se puede asumir un límite inferior en la velocidad relativa del orden de 16.000 millas por hora (26.000 km/h), [2] o convirtiendo a unidades SI, aproximadamente 7150 metros por segundo. .
A esa velocidad, cada kilogramo del interceptor tendrá una energía de:
El TNT tiene una energía explosiva de aproximadamente 4853 julios por gramo, [3] o aproximadamente 5 MJ por kilogramo. Esto significa que la energía de impacto de la masa del interceptor es cinco veces mayor que la de una ojiva detonante de la misma masa. [2]
Puede parecer que esto hace que una ojiva sea superflua, pero un sistema de "golpear para matar" tiene que impactar en el objetivo, que puede tener aproximadamente medio metro de ancho, mientras que una ojiva convencional libera numerosos fragmentos pequeños que aumentan la posibilidad de disparar. impacto sobre un área mucho mayor, aunque con una masa de impacto mucho menor. Esto ha llevado a conceptos alternativos que intentan extender la zona de impacto potencial sin explosivos. [2] El concepto SPAD de la década de 1960 utilizaba una red metálica con pequeñas bolas de acero que serían liberadas desde el misil interceptor, [4] mientras que el Experimento Homing Overlay de la década de 1980 utilizaba un disco metálico en forma de abanico. [5]
A medida que mejoraron la precisión y la velocidad de los misiles tierra-aire (SAM) modernos y sus objetivos comenzaron a incluir misiles balísticos de teatro (TBM), muchos sistemas existentes también pasaron a realizar ataques de impacto mortal. Esto incluye el MIM-104 Patriot , cuya versión PAC-3 eliminó la ojiva y mejoró el motor del cohete de combustible sólido para producir un misil interceptor que es mucho más pequeño en general, [6] así como el RIM-161 Standard Missile 3 , que es dedicado a la función antimisiles. [7]
Algunas armas cinéticas para apuntar a objetos en vuelos espaciales son las armas antisatélite y los misiles antibalísticos . Dado que para alcanzar un objeto en órbita es necesario alcanzar una velocidad extremadamente alta, su energía cinética liberada por sí sola es suficiente para destruir su objetivo; Los explosivos no son necesarios. Por ejemplo: la energía del TNT es 4,6 MJ/kg, y la energía de un vehículo de destrucción cinética con una velocidad de cierre de 10 km/s (22.000 mph) es 50 MJ/kg. En comparación, 50 MJ equivalen a la energía cinética de un autobús escolar que pesa 5 toneladas métricas y viaja a 509 km/h (316 mph; 141 m/s). Esto ahorra un peso costoso y no hay que sincronizar la detonación con precisión. Este método, sin embargo, requiere un contacto directo con el objetivo, lo que requiere una trayectoria más precisa . Algunas ojivas de impacto mortal están equipadas adicionalmente con una ojiva explosiva direccional para mejorar la probabilidad de destrucción (por ejemplo, el misil Arrow israelí o el Patriot PAC-3 estadounidense ).
En cuanto a las armas antimisiles, el misil Arrow y el MIM-104 Patriot PAC-2 tienen explosivos, mientras que el Kinetic Energy Interceptor (KEI), el Lightweight Exo-Atmospheric Projectile (LEAP, usado en Aegis BMDS ) y el THAAD no ( ver Agencia de Defensa de Misiles ).
También se puede lanzar un proyectil cinético desde un avión. Esto se aplica reemplazando los explosivos de una bomba normal por un material no explosivo (por ejemplo, hormigón), para lograr un impacto de precisión con menos daños colaterales ; éstas se llaman bombas de hormigón . Una bomba típica tiene una masa de 900 kg (2000 lb) y una velocidad de impacto de 800 km/h (500 mph). También se aplica para entrenar el acto de lanzar una bomba con explosivos. Este método se ha utilizado en la Operación Libertad Iraquí y las posteriores operaciones militares en Irak acoplando bombas de entrenamiento rellenas de hormigón con equipos de guía GPS JDAM , para atacar vehículos y otros objetivos relativamente "blandos" ubicados demasiado cerca de estructuras civiles para el uso de armas convencionales. bombas de alto explosivo .
La principal ventaja de las armas de energía cinética es que minimizan la masa de lanzamiento del arma, ya que no es necesario reservar peso para una ojiva separada. Cada parte del arma, incluida la estructura del avión, la electrónica e incluso el combustible de maniobra no quemado, contribuye a la destrucción del objetivo. Reducir la masa total del vehículo ofrece ventajas en términos del vehículo de lanzamiento necesario para alcanzar el rendimiento requerido y también reduce la masa que debe acelerarse durante las maniobras. [2]
Otra ventaja de las armas de energía cinética es que cualquier impacto garantizará casi con certeza la destrucción del objetivo. Por el contrario, un arma que utilice una ojiva de fragmentación explosiva producirá una gran nube de pequeños fragmentos que no causarán tanta destrucción al impactar. Ambos producirán efectos que pueden verse fácilmente a larga distancia utilizando radares o detectores de infrarrojos , pero dicha señal generalmente indicará una destrucción completa en el caso de armas de energía cinética, mientras que el caso de fragmentación no garantiza una "muerte". [2]
La ausencia de municiones químicas en las armas también significa que hay mucha menos contaminación de un área por un arma cinética.
La principal desventaja de las armas de energía cinética es que requieren una precisión extremadamente alta en el sistema de guía, del orden de 0,5 metros (2 pies). [2]
Medios relacionados con el arma de energía cinética en Wikimedia Commons