L’F-35 Lightning II in combattimento: parte seconda

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Flight 105 for BF-2. David Nelson piloting Formation flight with BF-2 and BF-3. Flight 95 for BF-3. Sqd Ldr Steve Long piloting 17 March 2011

Dopo aver analizzato nella prima parte i motivi che rendono l’F-35 superiore ai velivoli della quarta generazione, proviamo ad effettuare dei confronti con alcuni dei possibili avversari. Consideriamo la minaccia attuale e quella prevedibile.

Il Su-35 rappresenta l’evoluzione finale del Su-27 (Flanker). Dispone di un sistema di rilevamento basato su di un radar migliorato e sensori difensivi avanzati. L’avversario paragonabile è  la variante avanzata dell’F-15 con radar AESA. Il Su-35 non rappresenta una minaccia reale per l’F-35. Vediamo perché.

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Nel combattimento a medio raggio contano i sensori attivi e passivi, i sistemi di guerra elettronica e le eventuali capacità stealth.

Il radar N035 Irbis-E è particolarmente avanzato. Secondo alcune fonti avrebbe la potenza e la sensibilità necessarie a superare in prestazioni l’APG-77 del caccia F-22. Il raggio d’azione massimo è dichiarato di quasi 400 km contro bersagli di 3 m2 e di 90 km contro quelli di 0,01 m2. Può seguire in TWS 30 bersagli ed attaccarne fino a 8 con missili R-77. Allora come mai la ditta NIIP  non dichiara che il radar è superiore all’APG-77 ? Questo problema non sembra toccare i critici del programma F-35.

Il fatto è che l’Irbis-E è un PESA ibrido con minore capacità di processazione dei segnali (DSP) per limitazioni hardware e software. E’ necessario confrontare i dispositivi “mele con mele”. I dati sul raggio d’azione massimo dell’Irbis, dichiarati dal costruttore,  implicano una probabilità di rilevamento del 50 %,  in un ristretto cono per ottenere la massima portata, di fatto strumentale. A parità di condizioni, l’APG-77 potrebbe vantare 500 km !  La portata reale di aggancio con una probabilità del 90 % è della metà.

L’APG-77 ha dimostrato di poter individuare un F-18E senza carichi esterni (RCS di 0,1 m2) a 185 km di distanza.  Il raggio d’azione “tipico” di 193 km dell’APG-77 è in modalità TWS o RWS, quindi con probabilità massima di rilevamento (90 %). Un bersaglio come l’F-18E potrebbe essere visto da un radar Irbis a 160 km, ma l’eco sarebbe disturbato e coperto da falsi segnali, impedendo, di fatto, il lancio dei missili. Il raggio reale in combattimento scenderebbe a 80 km. Non è male. Ma a quale distanza potrebbe agganciare un F-35 (RCS 0,001 m2) ?  A soli 25 km.

Nel Su-35 la traccia radar è stata ridotta di un ordine di grandezza rispetto al Su-27, a circa 1 m2. Le tecniche impiegate ricordano le modifiche Have Glass sugli F-16, con rivestimento RAM delle prese d’aria e del primo stadio del compressore e il trattamento del tettuccio e del cono dielettrico del radar. Il radar APG-81 dell’F-35 è un derivato dell’APG-77, ma è più moderno. Si stima abbia una portata pari a 2/3 di quella del predecessore. Potrebbe tracciare un bersaglio di 1 metro quadrato a… 220 km.

Naturalmente le capacità stealth valgono anche nei confronti del piccolo radar  installato sui missili R-77 che avrà non poche difficoltà a trovare il Lightning, dato che la portata di 25 km contro bersagli di 5 m2 si riduce a soli…3 km.

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Ma il Su-35 è dotato anche di un ottimo impianto IRST, denominato OLS-35. Diversi analisti hanno favoleggiato sulla possibilità di rilevare passivamente i velivoli stealth, senza impiegare il radar di bordo.  Può essere interessante allora verificare le prestazioni di questo dispositivo, buono ma non sofisticato come il Pirate. La banda di rilevamento è di 3-5 micron (temperature di picco tra 580 K e 967 K, cioè tra 300°C e 700°C). Può vedere un motore con o senza postbruciatore o un aereo in avvicinamento frontale, o meglio, ne vede il “plume”, la zona più calda sul retro dell’aereo, che si apre a ventaglio. L’emissione per riscaldamento aerodinamico è debolissima, a meno che il bersaglio non voli a Mach 3. La portata “dichiarata” di rilevamento dell’OLS-35 nei confronti di un bersaglio frontale senza postbruciatore come il Su-30 è indicata in 35 km (90 in coda) e di 25 km (50 in coda) contro un MiG-29. Nel 2007 i valori rispettivi pubblicati erano di 25 km (70) e 15 km (45 in coda). Valori molto variabili e che non hanno a che vedere con il raggio di tracking, che non supera i 20 km, anche per i limiti del laser associato.

L’F-35 impiega varie tecniche per ridurre la segnatura infrarossa. La verniciatura e il raffreddamento delle superfici tramite circolazione del carburante per ridurre il calore da attrito. L’ugello LOAN  con scarico allungato, coperto dalla struttura dell’aereo di fronte e di fianco, i cui gas di scarico sono mescolati con aria fredda,  e sagomato per favorire la miscelazione dell’aria calda con quella esterna.

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Possiamo essere certi che l’OLS-35 non potrebbe individuare un Lightning oltre i 20 km. Al contrario, i sensori infrarossi dell’F-35 non avrebbero problemi, visto il calore emesso dai potenti motori del  Flanker.

Un Su-35 non potrebbe rilevare un F-35 finchè non è troppo tardi. Potrebbe individuare passivamente il radar APG-81 ?  Per quanto ne sappiamo, la tecnologia RWR russa non consente la rilevazione di emissioni radar LPI.  Anche ammesso un avanzamento nel settore, non è detto che l’APG-81 sia in modalità attiva. O che non vi sia un secondo F-35 in silenzio radar appostato fuori dal cono di ricerca e guidato dal primo F-35, tipica modalità di attacco degli F-22.

Passiamo adesso al nuovo Su-50, il cosiddetto PAK-FA.

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Impiega il radar N036-1-01 Byelka, un AESA di  caratteristiche più moderne. In un test ha agganciato un Su-30 (RCS 11 m2) a 310 km di distanza. Non potrà rilevare un F-35 che a 30 km. I radar laterali N036B-1-01 hanno troppo pochi moduli, il 23% rispetto all’antenna primaria, e nei confronti di un velivolo stealth possono essere impiegati solo a corto raggio, magari per un lancio “off-boresight”, nulla più.

La traccia radar del Su-50, dichiarata da fonti russe, è tra 0,1 ed 1 m2. Consideriamo il più basso dei valori. L’APG-81 potrebbe localizzare un Su-50 a 120 km di distanza.

I radar sui bordi di attacco alare N036L-1-01 in banda L sono stati definiti  la risposta russa anti-stealth. Alcuni analisti ne hanno calcolato pure la portata di rilevamento, tra 70 e 100 km contro obbiettivi di 1 m2. Ma per individuare uno stealth nella banda L le antenne devono essere grandi, potenti e con elevata processazione dei segnali. La posizione, la forma, le piccole dimensioni delle antenne singole a schiera, condizionano l’apertura del fascio. Non potrebbero mai consentire la localizzazione precisa, tantomeno il puntamento. In realtà servono il sistema IFF  N036Sh  e quello di disturbo della guida a metà traiettoria (data-link) dei missili avversari che sarebbero obbligati ad attivare prima l’autoguida. Come pubblicizzato in un video del 2011, evidentemente sfuggito alle attente ricerche degli analisti.

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Il sistema di guerra elettronica Knirti L-402 Himalayas dispone di 2 antenne a schiera più l’antenna del radar Byelka. Non può fornire il puntamento passivo di precisione delle sorgenti come l’AN/ALR-94 (9 phased array) o l’AN/ASQ-239 (11). Non è sofisticato come quelli occidentali e non sono disponibili esche rimorchiate.

Il sensore IRST è il nuovo 101KS-V, parte del sistema Atoll, denominato informalmente OLS-50M. Si stima che sfrutti  la tecnologia QWIP  del Pirate, ma di questo non c’è alcuna prova. Potrebbe essere un semplice miglioramento dell’OLS-35 con operatività su due bande a piano focale. Anche supponendo un sensore paragonabile a quello europeo, i sistemi infrarossi continuano ad essere una “seconda scelta”. Ritenere che possano sostituire il radar come strumento primario di rilevamento vuol dire sopravvalutarne troppo le capacità. In ogni caso la segnatura infrarossa del Su-50 è maggiore. E l’andatura in supercrociera ad alta quota non aiuta.

(AW) Widely separated engines give the T-50 effective thrust-vectoring in three axes —pitch, roll and yaw—and small all-moving tails provide directional stability and control. T-50 design rationale unveiled A highlight of the MAKS air show, which opens at Zhukovsky Airport near Moscow next week, is likely to be the demonstration of the Sukhoi T-50 PAK FA (Perspektivny Aviatsionny Kompleks Frontovoy Aviatsii—Future Tactical Air System) fighter.

Il sistema di avviso di lancio missili (MAWS) 101KS-U è in banda UV con raggio di rilevamento inferiore rispetto all’AN/AAQ-37, per la maggiore attenuazione atmosferica, e senza le capacità IRST.  Il 101KS-O a laser (DIRCM) potrebbe deviare i missili AIM-9X, non gli AIM-120.

I risultati ottenuti dagli F-22 nelle esercitazioni dovrebbero aver fatto comprendere che un caccia stealth di quinta generazione surclassa i velivoli precedenti.  Circolano voci che nelle prove contro gli F-15, 16 e 18 il Lightning stia ripetendo i record del Raptor. L’F-35 potrà localizzare il nemico per primo, con notevole anticipo, e scegliere la rotta di attacco migliore. I missili AIM-120D, con data-link a due vie,  possono essere lanciati su rilevamento passivo con estrema precisione. E attivano il radar di autoguida a soli 3,7 km dal bersaglio.

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Il combattimento entro il raggio visivo implica che il pilota dell’F-35 abbia commesso qualche grave errore di valutazione. Ma non si può escludere a priori.

Le prestazioni nel combattimento ravvicinato dei Su-35 e 50 sono insuperabili. Un F-35 non potrebbe sicuramente eguagliare le capacità di virata istantanea e sostenuta, rollio, salita ecc. dei caccia russi. Ma non è un avversario da sottovalutare. Il dogfight attuale è una situazione pericolosa per qualunque oppositore e molto dipende dalle condizioni iniziali. Anche una differenza di diversi gradi al secondo in virata oggi è irrilevante. L’impiego dei caschi di puntamento, dei missili con aggancio dopo il lancio (LOAL), dei sensori passivi di rilevamento e la prossima adozione di contromisure attive (DIRCM) laser, porta ad una estrema imprevedibilità dello scontro che non avvantaggia necessariamente l’aereo con l’aerodinamica migliore. Lo scontro durerà pochi secondi, non ci sarà il tempo per manovre prolungate, “cobra”, scampanate e capriole varie. Non siamo a Le Bourget. 

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E contro un Typhoon o un Rafale ? Sono alleati ma l’F-35 potrà incontrarli presto in esercitazione.

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Il Typhoon è un avversario formidabile. In configurazione aria-aria supera l’F-35 in velocità, in supercrociera, in accelerazione. Ha sicuramente migliori capacità di virata supersonica, soprattutto ad alta quota. Il radar è il moderno Captor o il successore AESA  Captor-E. Quest’ultimo ha un settore di scansione di 200° e può rilevare un bersaglio di 1 m2 tra 185-216 km. Nei confronti dell’F-35, secondo le stime, potrebbe arrivare a 33-38 km.

Il Pirate è uno dei più avanzati IRST sul mercato. Funziona su due bande, tra 3 e 5 micron e tra 7,5 e 10 micron (290K-387K, cioè tra 17°C e 114°C). Le prestazioni citate, tra 90 e 145 km di portata contro un bersaglio subsonico, riguardano un caso ideale e vanno ridimensionate a circa 50 km. L’identificazione del bersaglio è possibile da 40 km. E’ probabile che il Pirate non possa superare  la portata del radar contro un velivolo stealth come il Lightning in condizioni medie. Ma anche potesse farlo, non sarà questo a fare la differenza.

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I sensori attivi e passivi del Typhoon sono prodotti dalle stesse ditte fornitrici dell’F-35. L’EF-2000 ha le stesse capacità di ricezione e geolocalizzazione passiva di precisione a lunga distanza. E la capacità di rilevare emissioni radar LPI. Ma, a differenza delle emissioni radar standard, rilevabili a distanza almeno doppia, i segnali LPI non consentono alcun vantaggio.

La traccia radar del Typhoon lo classifica tra i vari semi-stealth, assieme al Rafale, al Gripen, all’F-18E ed anche al bombardiere B-1B. Si aggira attorno a 0,1 m2. L’APG-81 potrà rilevare un Typhoon a 120 km di distanza. E l’F-35 aprirà il fuoco per primo.

Il Typhoon dovrà iniziare le manovre evasive, in questo facilitato dalle eccellenti capacità acrobatiche, passando però sulla difensiva. Le tecniche di attacco e difesa elettronica (EA) potrebbero  rivelarsi decisive, e sarà essenziale il gioco di squadra. In sostanza: il Typhoon è superiore in termini di prestazioni generali, ma l’F-35 è stealth.  A parità di condizioni, la “sensor fusion” e l’elevata “situational awareness” che ne deriva, avvantaggiano il velivolo con la minor “visibilità”. Occorre comprendere che il combattimento aereo è cambiato.

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E nell’attacco aria-superficie ?

La recente esercitazione Green Flag, che ha visto la partecipazione di una coppia di F-35,  ha confermato che solo i velivoli stealth possono operare con ragionevoli possibilità di successo in un teatro dominato da sistemi contraerei sofisticati come gli S-300. E’ la storia stessa a dircelo: un solo F-117 è andato perduto nel corso di innumerevoli missioni, per l’abilità dimostrata dal nemico unita ad una serie di errori sistematici e banali. Aerei come il Typhoon, il Rafale e  il Su-50 non potrebbero penetrare alcuna difesa aerea. Dovrebbero lanciare i missili ben al di fuori delle zone “protette” e potrebbero appoggiare le forze di terra solo a rischio di perdite elevate.

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La possibilità di operare come “nodo” di un network, consentirà al Lightning di controllare l’ingaggio a piacimento, avendo sempre sotto controllo la situazione complessiva. Fungerà da sensore avanzato, potrà guidare missili lanciati da altri velivoli o controllare UAV da combattimento. Dicevano i russi: se un bersaglio può essere visto, può essere attaccato. Se viene attaccato sarà distrutto, quasi sempre al primo colpo…

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Fonti

http://www.npk-spp.ru/deyatelnost/avionika/166-ols-35.html

http://www.reddit.com/r/CredibleDefense/comments/2fmtby/indian_air_force_unhappy_at_progress_of_pakfa/

http://www.f-16.net/forum/viewtopic.php?f=33&t=13167&start=30

http://www.deagel.com/Aircraft-Warners-and-Sensors/Byelka_a002797001.aspx

http://www.gizmag.com/bae-systems-radar-eurofighter-typhoon-captor-e-scan/34930/

https://defenseissues.wordpress.com/2012/10/30/pirate-irst/

Rivista Difesa (marzo 1993)

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