Rafael Python

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Il missile aria-aria Shafrir, primo prodotto della Rafael, si era dimostrato valido. Presentava, nondimeno, diverse carenze nell’impiego operativo. Al momento dell’ingresso in servizio del modello 2, era già iniziato lo sviluppo del successore, chiamato inizialmente Shafrir 3. Il nuovo missile è stato presentato ufficialmente nel 1981, ridenominato Python 3, ma era già in servizio dal 1978.

Lungo 2,95 metri, ha un diametro di 16 cm e una apertura alare di 86 cm. Pesa 120 kg. La configurazione è radicalmente diversa dal predecessore, con alette anteriori più grandi e alette di coda a maggior freccia con “rolleron” stabilizzatori.  Il motore è più potente ed assicura, a seconda della velocità di lancio, fino a 3-3,5 Mach a fine combustione. Produce molto fumo. La portata varia tra 5 km a bassa quota e 15 km ad alta quota. Quella minima è di 500 metri. Il missile può sostenere virate a 40g (altre fonti danno 56g), superando l’equivalente AIM-9L/M  in velocità, raggio di virata ed autonomia. La quota massima d’impiego arriva a 20000 metri. Ha sostituito in servizio gli AIM-9G.

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Missile “all aspect”, Il Python 3 ha un nuovo sensore infrarosso, probabilmente all’antimoniuro di indio (InSb), operante sui 4 micron e raffreddato ad azoto (la riserva permette 2-3 ore di funzionamento), con capacità “off-boresight” di  +/-30° prima del lancio e +/- 40° in volo. Ha ottime capacità di rifiuto di falsi bersagli ed ottima sensibilità anche contro obbiettivi a bassa quota, come elicotteri ed aerei leggeri. Nei test centra sempre i bersagli.  

Ha diverse modalità di lancio: boresight/ uncaged/ radar slave. Dal 1986 il Python 3 ha visto ampliate le proprie capacità grazie all’ingresso in servizio del sistema di puntamento sul casco Elbit DASH.  E’ dotato di testata di 11 kg migliorata preframmentata a cubi di tungsteno con spoletta di prossimità radar o laser e a contatto ritardata. Il raggio letale è di 13 metri.

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In combattimento 

Il Python 3 è stato impiegato nel 1982 nella Valle della Bekaa abbattendo 35 aerei siriani. Altre fonti parlano di 50 abbattimenti.

E’ operativo su F-4, F-5E, F-15, F-16, Kfir, Mirage III/V/50/F1 e 2000, MiG-21, Cheetah e Jaguar.  Gli F-4 israeliani possono montarlo anche nei recessi dei missili AIM-7, tramite un adattatore. 

Anche il Python 3 ha avuto un ottimo successo d’esportazione e, oltre ad Israele, è stato acquistato dal Sudafrica nel 1988 (50 con la denominazione “di facciata” V3S Snake, per i Mirage F-1AZ e Cheetah), Brasile (400 per gli F-5E ed i Mirage III), Burma, Cile (120), Colombia (75), Ecuador (60), Romania (per i MiG-21) e Tailandia (40).

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La Cina, dopo averne acquistati alcuni ridenominati PL-8 nei primi anni ‘80,  ne ha acquisito la licenza di produzione. I primi 1500 sono stati montati impiegando kit forniti da Israele (PL-8A); dal 1989 è iniziata la produzione col 100 % dei componenti prodotti localmente (PL-8B). Il PL-8 è in  servizio sugli  JH-7, J-7, J-8, J-8II e Q-5 ma è stato  integrato anche sui J-9, J-10 e J-11. Il costo dei Python 3 forniti alla Cina era di 330000 $ al pezzo.

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Python 4 

Lo sviluppo di questo missile è  iniziato all’inizio degli anni ‘80. Nato  per superare la combinazione Archer/HMS/MiG-29, disponibile per gli arabi dal 1986,  ha visto il primo test di lancio nel 1988. La produzione è partita nel 1993. Nel 1994 ha raggiunto l’IOC su F-15 ed F-16, affiancando il vecchio modello. Nel 1995 è stato presentato ufficialmente.  Il requisito richiedeva un missile “all aspect”in grado di superare i limiti del Python 3, con elevatissime capacità di tiro fuori asse (off-boresight), una vera “no escape zone”, un ingaggio semplificato a corto raggio, un raggio di rilevamento maggiore, superiori prestazioni cinematiche e migliori IRCCM. 

L’analisi accurata delle curve di inseguimento aveva evidenziato come fosse impossibile seguire un caccia moderno superandolo in virata stretta  con una traiettoria convenzionale “tipo 1” (pure pursuit). L’approccio migliore, “tipo 2”, prevedeva una virata iniziale più larga, per passare poi all’attacco (lag pursuit). La durata dell’intercettazione era superiore ma aumentava decisamente la probabilità di colpire. Non venne preso in considerazione l’uso del vettoramento della spinta (TVC) ritenendolo uno spreco di energia, utile solo in fase iniziale. Per ottenere il risultato venne studiata una struttura avanzata ed un motore di lunga durata a spinta variabile.

Il Python 4 è Lungo 3 metri, con un diametro di 16,5 cm, una apertura alare di 64 cm ed un peso di 103,6 kg. Il missile presenta ben 18 superfici aerodinamiche. Le prime quattro sono canard fissi che regolano il flusso d’aria sui successivi canard di controllo, più grandi. Dietro di essi si trovano due superfici a lama disassate di 45° (aileron) che comandano il rollio, consentendo al missile di virare inclinandosi come un aereo e stabilizzando il sensore e l’immagine IR. Ricevono dati da un giroscopio. Quattro “strake” percorrono il corpo del missile, migliorando la sostentazione ed il flusso d’aria verso le alette di coda. Queste sono montate su una struttura mobile rotante (free rolling tail) evitando il ricorso ai “rolleron” classici e riducendo la resistenza aerodinamica e il rollio indotto nelle virate strette. Il tutto  allo scopo di generare la massima portanza. Il risultato è una eccellente virata sostenuta a tutte le velocità. Il missile ha un limite di 70g. Può essere lanciato in manovre a 9g contro velivoli contro manovranti sempre a 9g. Lo scotto da pagare è una forte resistenza aerodinamica, specie a bassa quota, con rapida perdita di energia. Il raggio d’azione effettivo è inferiore ai concorrenti. Il Python 4 mantiene il controllo al doppio dell’angolo di attacco dei vecchi missili, con velocità di virata doppia. L’autopilota digitale seleziona il miglior algoritmo d’inseguimento per mantenere l’energia, calcolando l’inviluppo d’ingaggio.  La guida terminale è proporzionale modificata.

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Il motore è il Manor  ND10  bistadio senza fumo. Il diametro è pari a quello dell’R-73 e dell’AIM-132 ed assicura quindi una spinta ben superiore a quella dell’AIM-9. I dati sulla durata di combustione sono controversi. Il booster ha una durata di  2,25 secondi. A questo segue il sostentatore con una durata di 6 secondi. Secondo il Jane’s la durata complessiva è di 7,5 secondi. Secondo altre fonti  il booster dura 3-4 secondi ed accelera il missile a Mach 2 per ottenere  le migliori prestazioni di manovra a breve raggio. Segue il sostentatore che aumenta progressivamente la potenza e la velocità in fase di convergenza terminale (boost-coast-sustain). E’chiaro che il Python è simile, in questo, all’IRIS-T. La velocità media è minore rispetto a quella dell’AIM-132, lasciando il lanciatore esposto ad un “countershot”.

Non è credibile, invece, quanto appare in alcuni siti nei quali è indicata una spinta iniziale di ben 80kN  (8158 kg) nei primi 4-7 secondi fino a Mach 2 ed una fase di sostentamento di appena 700N (71,4 kg), con aumento graduale della potenza per 80 secondi ! I servocomandi permettono il controllo per 40 secondi soltanto.

La velocità di punta a fine combustione può arrivare a 3,5 Mach. La portata  massima arriva a 15-18 km. Quella balistica è di 28-40 km. Il raggio minimo di lancio è di 400 metri.

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Il sensore è “all aspect” bicolore IR (4 micron) e UV, raffreddato ad azoto o argon, stabilizzato su tre assi. Ha una portata di rilevamento di 40 km ma in condizioni ideali (bersaglio di coda a quota elevata e con postbruciatore) rileva bersagli a oltre 100 km. La velocità di scansione è definita “più veloce di un occhio”. E’ uno “scanning array” (multielemento a scansione) con risoluzione di alcune centinaia di pixel, con capacità funzionali di “pseudo-imaging” ed elevate IRCCM. L’aggancio è possibile in una semisfera (+/- 90 º off-boresight).  Anche in questo il missile ricorda l’IRIS-T.  La processazione digitale dei segnali aumenta il raggio di acquisizione e migliora la discriminazione delle esche. Il sensore rileva anche bersagli a bassa traccia IR,  lenti e a bassa quota (elicotteri).

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Ha due modalità di lancio: intercept e dogfight.

Nella prima l’aquisizione iniziale è col radar di bordo e l’aggancio è su portate quasi BVR.  Viene lanciato quando il bersaglio è entro la portata del sensore e cinematica. 

Nel dogfight  l’efficacia è massima se utilizzato in connessione con l’Elbit DASH (Display And Sight Helmet).  Il pilota deve semplicemente guardare l’obbiettivo, anche molto fuori asse, e lanciare.

In caso di attacco frontale, entro 5,5 km  in un arco  di 135° nessuna manovra può portare fuori dall’inviluppo del missile, una “no escape zone” superiore a quella dei concorrenti. Se il missile manca il bersaglio, mantiene l’aggancio e prosegue con un attacco in coda. Se l’obbiettivo è in avvicinamento a quota superiore, il missile sale alla quota richiesta e attacca in coda in soli 3 secondi. A parità di condizioni un AIM-9L o un Python 3 perdono l’aggancio. In caso di incrocio frontale con identificazione visiva,  il missile, lanciato da 700 metri, vira di 180° in 3 secondi e attacca in coda, colpendo dopo  6-8 secondi.

La testata a scoppio/frammentazione è la stessa del Python 3 aggiornata, ad alta penetrazione. Pesa sempre 11 kg ed è attivata da spoletta laser e ad impatto ritardata.  In questo caso la spoletta di prossimità è considerata come “back up”:  il missile, in genere, colpisce direttamente.

Nelle esercitazioni che hanno visto coinvolti velivoli israeliani e caccia americani, i piloti d’Israele hanno vinto 220 “dogfight” su 240, impiegando i missili Python 4 ed il casco di puntamento. Anche gli F-5E Tiger III cileni avrebbero superato i Mirage 2000 francesi.

In combattimento

Nel  2001 un B-707 SIGINT  israeliano in volo al largo del Libano e Siria, è stato attaccato da due MiG-29 siriani. I due F-15 di scorta sono stati diretti contro i caccia nemici. Dopo aver intimato inutilmente  ai siriani di cambiare rotta,  i due caccia hanno aperto il fuoco. Il primo F-15 ha lanciato un Python 4 “off  boresight” di 40°, abbattendo il primo MiG-29 in avvicinamento. L’altro MiG è stato abbattuto con un AIM-9M  lanciato in coda da 500 metri.

Nel 1998 un accordo tra Rafael e Lockheed Martin unite nel gruppo Joint Precision Guided Systems US  che già produceva l’AGM-142 per entrambi i paesi, prevedeva la produzione di una variante avanzata, denominata Python 4M o Python 4 Plus, con sensore IIR o IR/luce visibile a partire dal 2003. Ma Israele era restio a dare accesso alle tecnologie relative e gli USA erano già intenzionati a produrre l’AIM-9X. Nel  2001 le due ditte si accordarono su un programma di modifica del Python 4 per consentire il tiro “high-off-boresight” senza l’impiego del casco di puntamento. Il sensore del missile viene connesso al sistema di controllo del fuoco dell’aereo e genera uno schema di scansione che supera quello del radar di bordo, soprattutto in verticale. Il missile calcola se il bersaglio è nel suo inviluppo ed avvisa il pilota con un suono modulato variabile. Il Python 4 può così essere integrato  su molti velivoli, potendo impiegare l’elettronica già esistente (anche analogica) con poche modifiche al software. E’pure compatibile coi connettori analogici delle rampe degli AIM-9. L’unica modifica è la sostituzione dell’elettronica del lanciatore.

Nel  1992  Israele ha lanciato il progetto IBIS (Israeli Boost-phase Intercept System) che prevedeva  di installare missili  Python 3 modificati su velivoli UAV ad alta quota per intercettare missili balistici. Nel 1996 il programma è divenuto MOAB (Missile Optimised Anti-Ballistic) con un Python 4 modificato con un booster  da provare nel 1998.  Il raggio d’azione previsto era di 100 km se lanciato a oltre 16000 metri di quota. Nel 1999 il progetto è stato cancellato e sostituito con l’Arrow.

Il Python 4 è compatibile coi Mirage III, F-1 e 2000,  F-4E, F-5E, F-15, F-16, F-18 e Kfir. E’ proposto per gli JAS-39. E’ stato esportato in Cile (84 missili per gli F-5E Tiger III), Ecuador (48 Python 4 dal 1998 sugli Kfir), Singapore e Venezuela (176 per gli F-16). La Cina lo ha provato nel 1997 ma non lo ha adottato. Nel 2002 gli è stato preferito l’IRIS-T per armare gli F-18 spagnoli e  l’Australia lo ha scartato preferendogli l’AIM-132 per gli F-18. 

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Nel 1995 sono iniziati in Israele gli studi sul riconoscimento delle immagini nei sensori  termici e nel 1998-9 si è realizzato un sensore IIR pienamente operativo. Nel 1997 era intanto partito lo sviluppo del nuovo missile. Nel 1999 alcune voci parlavano di un modello migliorato, chiamato Python 4 plus o 4 Mk2 o 4M o Python 5, nome quest’ultimo già associato a diversi programmi, compreso il Derby, ma la notizia veniva sempre smentita. Nel 2002 si è svolto il primo test da un F-16 a 4500 metri contro un drone a bassa quota sul deserto.  Prima del lancio si è verificato un malfunzionamento. Trovato l’errore nel software  in poche ore, il missile è stato subito riprogrammato, consentendo di ripetere il test il giorno stesso con pieno successo. Nel 2003 il missile è stato finalmente presentato a Parigi. Le consegne ai reparti sono iniziate a fine 2004. Il missile non rimpiazza il precedente: visto il costo più alto, lo affianca in servizio.

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Il Python 5 è attualmente considerato come il più letale missile a corto raggio esistente. Esternamente è quasi identico al Python 4.  La novità risiede nel sistema di guida e nella gestione dell’energia. E’ lievemente più lungo, 3,1 metri. Il peso è di 105 kg.

Il motore è lo stesso del Python 4 ma l’impulso è  più alto. L’elettronica potrebbe essere più compatta e il combustibile maggiore. La fase di spinta è stata modificata per migliorare ulteriormente l’attacco terminale. Secondo un grafico ufficiale, la spinta massima dopo la fase boost cala al 35 % per risalire gradualmente al 75 % a fine combustione. La durata apparente  sembra di 20 secondi. Ma secondo il Jane’s è invariata rispetto al Python 4: 7,5 secondi. La velocità di punta è indicata in 4 Mach, un po’ troppo vista la resistenza aerodinamica. Il raggio d’azione è dichiarato superiore a 32 km ad alta quota. Il raggio minimo di lancio è sotto i 300 metri. La testata è più efficace, probabilmente direzionale, sempre di 11 kg.

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Il sensore è un Semiconductor Devices  (Rafael-Elbit) ad immagine termica (IIR) del tipo Focal Plane Array (FPA), raffreddato a doppia banda  infrarossa (presumibilmente 3-5 e 8-12 micron),  all’antimoniuro di indio (InSb) di quinta generazione, con filtro UV. La definizione è di ben 320×240 pixel con capacità di aggancio di 100° fuori asse, superiore a tutti i concorrenti. Rileva anche bersagli di segnatura IR debolissima come piccoli elicotteri, monomotori ad elica, cruise ed UAV anche in condizioni di clutter estremo o nelle nubi/nebbia, come dimostrato nel corso di un test da 9 km contro un UAV  Searcher con traccia troppo limitata per i sensori comuni. 

E’ insensibile sia ai flare che ai laser. A 500 metri di distanza è in grado di separare e riconoscere l’immagine di un caccia dallo sfondo con la precisione di un singolo pixel. Sceglie poi il punto d’impatto, il rotore nel caso di un elicottero o la cabina nel caso di un caccia. Usa una schiera di 10 processori COTS (Hammerhead) che compara le immagini nelle due bande  ogni 5 millisecondi. In fase di sviluppo i processori sono stati più volte sostituiti, per evitarne l’obsolescenza, aumentando  enormemente la potenza di calcolo, 100 volte più elevata di quella del Python 4.  L’architettura modulare del sistema consente eventuali aggiornamenti.

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Il sistema di guida è, alle volte, definito “elettro-ottico” ed alcune fonti lo interpretano come operante ”nel visibile”, sostenendone la derivazione da quello dell’AIM-9R, a suo tempo abbandonato. E’ bene precisare che il termine “ottico” è spesso adoperato in senso lato, tale il caso delle spolette laser attive in banda infrarossa (quindi “non visibile”). Fonti ufficiali israeliane descrivono il sensore del Python come operante solo nell’infrarosso. Elettro-ottico è il tipo di formazione dell’immagine. La tecnologia attuale permette di ottenere una scansione ad altissima risoluzione con l’infrarosso, senza penalizzazioni. Un sensore operante nel “visibile” potrebbe funzionare solo di giorno e per “contrasto”. Tecnicamente è concepibile un sensore combinato ma non sembra questo il caso. E la descrizione del funzionamento è identica a quella dei sensori IIR dei vari AIM-9X, AIM-132, ecc.  

L’IMU (inertial measuring unit) strapdown  usa giroscopi a fibra ottica (FOG) per la navigazione intermedia. Permette l’attacco a 360°, quindi anche in coda,  in modalità LOAL (Lock-On After Launch).  I dati sulla posizione del  bersaglio, ricavati dal radar, dallo HMS o persino da fonti esterne,  sono inseriti prima del lancio.  Essenziale è un datalink compatibile, come il Link16. Il missile può così essere diretto verso un punto oltre i limiti del sensore, per poi iniziare la ricerca autonoma. Il sensore si attiverà al momento opportuno.

Nei tiri a lungo raggio si sospetta l’impiego del data-link del missile Derby. I servocomandi modificati hanno una durata di funzionamento di oltre 90 secondi e consentono lanci BVR. In questo caso il missile sale a quota superiore per conservare l’energia e poi picchia sul bersaglio. In un  test un Python 5  è stato lanciato a Mach 0,6 e 7600 metri, colpendo un bersaglio a 28 km di distanza in avvicinamento a Mach 0,8 e 3050 metri.

In combattimento

Il Python 5 è stato impiegato nel 2006 nel conflitto del Libano. Un F-16 ha intercettato un Ababil, un piccolo UAV di 83 kg con 3 metri di apertura alare, impiegato da Hezbollah. Il missile ha eseguito una virata di 180° per poi picchiare sul piccolo velivolo, centrandolo.

L’USAF ha contrattato l’acquisto di 20 Python 5 per gli F-16 “aggressor”, riconoscendone le capacità rispetto all’AIM-9X in scenari ad alta energia.

Già in servizio sugli F-15, F-16 e Kfir, viene proposto anche per il Gripen e per gli F-5 ed F-18.

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Previsto per il 2014, il nuovo missile è ancora nella fase di sviluppo. Per consentire il trasporto nelle stive interne dell’F-35 la forma dovrà cambiare radicalmente. Peso e dimensioni saranno minori. Il sensore potrebbe combinare guida radar attiva e IR. Di recente il ministero della difesa isreliano ha prospettato l’acquisizione di una variante aria-aria del sistema antimissile Stunner, già dotato di doppia guida radar/IIR,  in grado di sostituire sia il Python che il Derby.

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