Western Electric MIM-3A Nike Ajax

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Prima della fine della Seconda guerra mondiale, è apparso evidente che i rapidi progressi nel settore aeronautico avrebbero portato alla realizzazione di bombardieri a reazione contro i quali la contraerea tradizionale era impotente. Era necessario sviluppare un missile antiaereo prima possibile. La richiesta dello U.S. Army è stata passata ai laboratori Bell (Western Electric) e il progetto Nike è ufficialmente partito l’8/2/1945.  L’obbiettivo del missile sarebbe stato un ipotetico futuro bombardiere a 800 km/h, volante tra 6100 e 18300 metri di quota, capace di virare a 3g a 12200 metri. L’USAF, che aveva iniziato il progetto simile GAPA (Ground-to-Air Pilotless Aircraft), ha invitato la ditta a partecipare, ma questa ha preferito proseguire col Nike. 

La Bell ha proposto l’allora nuovo sistema di guida “command” (COLOS). E’ stata scartata la scansione conica perché meno rapida. Al Ballistics Research Laboratory è stato assegnato il disegno della testata e al Picatinny Arsenal la sua produzione, al Frankford Arsenal la spoletta, alla Douglas il missile, alla Aerojet il booster, e alla Bell il motore a propellente liquido. Il progetto iniziale prevedeva 8 booster derivati dai JATO attorno alla coda del missile, con una spinta di 42184 kg per 1,8 secondi che avrebbero accelerato il missile a 533 m/s, velocità che sarebbe salita a 762 m/s (2,6 Mach) con il motore a propellente liquido, per poi calare a 350 m/s a 29260 metri di quota.

Alla fine del 1946 sono inziati i test a terra, presto seguiti dai primi lanci, con l’obbiettivo di arrivare nel 1949 al modello definitivo.  Fino al 1948 si sono svolte tre serie di test, tentando di rimediare ai problemi dei booster, dovuti alle asimmetrie di spinta. La bassa traccia radar del missile e la richiesta di una quota massima di 45700 metri hanno imposto l’uso di un transponder sul missile, per consentirne il tracciamento. Durante uno dei test, un prototipo ha raggiunto la quota di 42670 metri. Ma alla fine si è deciso il montaggio di un booster singolo, derivato dal progetto Bumblebee, l’Allegheny JATO T39 2.6DS-51,000, simile a quello del  RIM-2 Terrier. Una nuova serie di test è partita a settembre 1948. Problemi di fondi hanno ritardato il programma fino a gennaio 1950, quando in meno di tre mesi sono stati lanciati 16 missili con buoni risultati. La situazione internazionale si era aggravata, col primo test nucleare russo nel 1949, la Guerra di Corea e il blocco di Berlino, portando ad accelerare lo sviluppo, con la previsione di 60 basi di lancio con 1000 missili entro il 31/12/1952, e una produzione di 1000 missili al mese. A gennaio del 1951 il missile definitivo, designato  SAM-A-7, ha iniziato i test e il 27/11/1951 ha colpito un QB-17. Sono seguite altre 22 prove entro l’anno. Nel 1952 l’ultima serie di test. La produzione è iniziata ad agosto del 1952. Il missile è stato ridenominato Guided Missile, Anti-Aircraft M1. Nel frattempo sono apparsi problemi con bersagli in formazione, per la bassa risoluzione radar in rapporto al raggio letale della testata,  ma il missile non disponeva di opzione nucleare. La Bell aveva previsto il possibile montaggio della testata nucleare XW-9 sul missile, ora chaimato Nike-I, ma l’Esercito ha selezionato il più potente Nike-B (poi Nike Hercules) con la XW-7, di cui ha ordinato lo sviluppo a dicembre 1952. 

Le batterie erano organizzate in “Defense Area” attorno alle città, alle basi militari, agli impianti di produzione nucleare e ai siti ICBM. I siti Nike erano in numero variabile da 2 alla Barksdale AFB a 22 a Chicago. Avevano un codice alfanumerico identificativo, con numeri in successione da 01 a 99 a partire da nord in senso orario e lettere per identificare le aree di difesa. Così la sigla SF-88L indicava la batteria (L) dell’area difensiva di San Francisco (SF) nel nord-ovest (88). La posizione geografica ha spesso condizionato, come nel caso di Chicago, la dislocazione dei siti in città. Per sicurezza, in caso di scoppio, ogni sito aveva un’area di rispetto di ben 48 ettari. Nel 1952 l’architetto L.Chatelain  ha studiato una configurazione sotterranea, riducendo le aree a 16 ettari.

Il Nike Ajax è stato il primo missile antiaereo operativo, col primo sito a Fort Meade nel dicembre del 1953, dove ha sostituito i cannoni da 120 mm M1, raggiungendo l’IOC a marzo del 1954. Nel 1956 è stato ridenominato Nike Ajax. Entro il 1960 ben 265 batterie avevano rimpiazzato 896 cannoni antiaerei, lasciando solo alcuni Skysweeper da 75mm.

I siti erano divisi in tre aree: A, amministrativa, L, con le rampe e i magazzini, e IFC (Integrated Fire Control) coi radar e il centro operazioni.  Di solito le aree A e IFC erano situate nella stessa località. L’IFC si trovava tra 900 e 1600 metri dalle rampe, sempre entro la portata ottica in modo che il radar MTR potesse “vedere” i missili. L’area di lancio, oltre alle rampe, era formata da 2-3 (massimo 4-6) strutture sotterranee, con pareti in cemento armato di 30 cm, e conteneva un’area carburante separata protetta da terrapieni. Normalmente ognuna aveva 12 missili, 8 nell’area di servizio e 4 sulle rampe o già pronti nell’area sotterranea. La configurazione standard era il tipo A (iniziale) o il tipo B (B-Mod/Ajax Universal) con 4 lanciatori M28/M29 e lievi differenze dimensionali:

A : 12,8 metri x 19,2 metri, dotata di 8 missili con alette o 4 con alette e 7 senza.

B: 14,9 x 18,3 metri, fornita di 8 missili con alette o 4 con alette e 6 senza.

Una batteria standard prevedeva 2A e 1B, ma erano possibili variazioni con un solo magazzino con 10 lanciatori e 24 missili montati o 32 misti. Lo standard contava 30 missili misti.

Il sistema Ajax poteva attaccare un solo bersaglio alla volta. Inizialmente il fuoco non era coordinato e c’era il rischio che due siti lanciassero contro lo stesso bersaglio, così che un secondo velivolo avrebbe potuto penetrare lo schermo. L’ARAACOM (Army Anti-Aircraft Command) controllava il fuoco come la RAF nella Seconda guerra mondiale, da una stanza con tracciamento manuale e comandi inviati alle batterie via telefono. Alla fine degli anni ‘50, è stato introdotto l’IBDL (Interim Battery Data Link) per scambiare istantaneamente i dati sui bersagli tra le unità, lasciando le decisioni ai comandanti di batteria. La soluzione definitiva è arrivata col sistema di comando e controllo Martin AN/FSG-1 Missile Master,  con invio dati e processazione automatici e poi i più semplici Missile Mentor e  BIRDIE. Con questi sistemi era possibile controllare 24 batterie e ingaggiare 50 bersagli.

Ricevuto l’allarme, i missili venivano portati in superficie con ascensori e poi spinti a mano sui binari fino alle rampe, che poi venivano alzate a 85°. Di solito una rampa era pronta al fuoco in 15 minuti, altre due rampe in 30 minuti e l’ultima in 2 ore.

L’attacco

Uno dei posti comando della difesa aerea inviava l’allarme alle batterie. Le sirene allertavano il personale che posizionava i missili sulle rampe ed effettuava gli ultimi controlli pre-volo. I bersagli venivano rilevati dai radar di acquisizione (ACQ) LOPAR (Low-Power Acquisition Radar) a impulsi da 1 MW di picco, in banda F (3,1-3,5 GHz) con portata di 182-228 km, rotazione su 360° ed elevazione tra 2° e 22°. Oltre alla potenza, alle frequenze differenti, alla capacità MTI, disponevano di ottime ECCM, come Side lobe blanking, Side notch IF canceler, Dickie-fix, Echo pulse width limiter. I disturbatori potevano essere tracciati passivamente (AJD).

Identificati i bersagli, il LOPAR inviava i dati di direzione, distanza e quota del bersaglio agli operatori del radar monoimpulso TTR(target-tracking radar) da 140-200 kW, con portata di 183 km. L’antenna del radar si posizionava in automatico sui dati forniti, mentre un operatore eseguiva la ricerca in elevazione. Agganciato il bersaglio, il TTR lo inseguiva automaticamente fino al termine dell’ingaggio. I dati di direzione, elevazione e distanza, venivano passati al computer analogico. Vicino al TTR era situato l’MTR (missile-tracking radar), anch’esso monoimpulso, operante tra 8,5 e 9,6 GHz, con potenza di picco di 140-175 kW e portata di 183 km, che “agganciava” il missile prima del lancio. Il computer calcolava le coordinate del punto futuro (PIP) e il tempo all’impatto. Subito dopo partiva il count down.

Il MIM-3 Nike Ajax era lungo 10,62 metri e pesava 1114 kg. Il booster Hercules M5, lungo 4,22 metri, con un diametro di 41 cm, aveva tre superfici di circa 90 cm angolate a 120° (apertura 1,93 metri).  Pesava a pieno carico 528 kg, 591 kg con l’adattatore e gli accessori, con 360 kg di propellente solido. Forniva una spinta di 22226-26762 kg/sp per 2,5-3 sec.(impulso totale 66906 kg), con impulso specifico di 198 e una accelerazione di 25g. A fine combustione, dopo aver spinto il missile a Mach 2, si sganciava precipitando. Il sostentatore Bell si attivava accelerando il missile, lungo 6,4 metri, con un diametro di 34 cm, e un peso di 523 kg (altra fonte: 549 kg). L’apertura delle superfici principali era di 1,3 metri, con alette di controllo di 30cm anteriori. Il combustibile liquido era formato da un serbatoio con l’83 % di kerosene JP-4 (135 kg) e il 17 % di UDMH (dimetil-idrazina), e uno di ossidante con l’85 % di RFNA (acido nitrico a fumo rosso), 14 % di biossido di azoto e 1% di acido fluoridrico, che richiedevano per l’accensione l’iniezione di un fluido ipergolico, anilina/alcol furfurilico e poi UDMH. Il motore dava 1179 kg/sp a 3050 metri di quota per 30-35 secondi (alcune fonti: 21 secondi) con impulso specifico 212. La velocità a fine combustione era compresa tra 2,25 e 2,5 Mach. Il  raggio d’azione massimo era di 46 km, con un tempo di volo di 80-110 secondi, e quota di intercettazione di 21300 metri, superabile facilmente per inerzia (zoom). La capacità di manovra era limitata, 5g a 12200 metri di quota e 2,5g a 18300 metri. Per aumentare il raggio d’azione il missile saliva in candela fino ad alta quota in aria rarefatta, per poi attaccare il bersaglio dall’alto.

Il computer, ricevendo i dati dai radar TTR e MTR, calcolava continuamente il punto previsto di impatto, inviando le correzioni di guida al missile per far convergere le traiettorie. Nel punto previsto di intercettazione inviava il segnale di scoppio. La precisione alla distanza di 28 km era di 14 metri. A 46 km, di 23 metri. Il missile era dotato di tre testate ad alto esplosivo-frammentazione con Composition B (TNT-RDX), una anteriore (M2) di 5,44 kg con 2 kg di esplosivo, una centrale (M3) di 80,2 kg con  41,7 kg  di esplosivo, e una posteriore (M4) di 55 kg con 26,8 kg di esplosivo. Ognuna era circondata da due strati di cubi d’acciaio di 6,35mm. Il comandante di batteria poteva inviare manualmente un segnale di scoppio anticipato in caso di problemi o velivoli amici. Lo scoppio avveniva automaticamente anche 10 secondi dopo la perdita del segnale MTR. Proprio qui risiedeva il problema. Se il flusso di dati da uno dei radar di inseguimento, subiva anche una breve interruzione, il computer analogico impiegava 7 secondi per ripristinarlo. Un disturbatore, o un ingannatore RGPO, con solo due cicli di disturbo di 7 secondi, non avrebbe permesso al computer di calcolare la rotta del missile. Anche il chaff poteva risultare efficace. 

Il costo medio del missile,  nel 1958, era di 19300 $, che salivano a 61000 $ con il sistema di supporto. Nel 1963 ha acquisito la sigla MIM-3A. Ne sono stati fabbricati  oltre 16000 (alcune fonti: 13714).  Sono state realizzate in tutto 350 batterie, anche per l’esportazione. Negli Stati Uniti l’ultimo sito Ajax è stato disattivato a novembre del 1963. Ma all’estero i missili sono rimasti in servizio fino agli anni ‘70. Pur con i vari miglioramenti al sistema di controllo, era un missile di capacità modeste. Era in difficoltà ad affrontare  bombardieri supersonici e bersagli multipli. Il raggio d’azione era scarso, il propellente liquido era tossico e la testata non aveva opzione nucleare. Era già pronto, però, il successore: il potente Nike Hercules.

Fonti

Rings of supersonic steel: air defences of the United States Army 1950-1979 (M.L.Morgan-M.A. Berhow)

The history of US electronic warfare (A. Price)

The Illustrated Encyclopedia of Rockets and Missiles (B. Gunston)

http://nikemissile.org/Ajax.shtml

http://ed-thelen.org/missiles.html

http://www.quellidel72.it/sistema/radar/acq_1.htm

https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Nike#Nike_Ajax

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