las Tics en las Aplicaciones Militares

1. Trabajo Práctico de Informática:
Aplicación de la informática en las armas de guerra
Alumnos: Pablo Lippo, Carlos Mendez y Nicolás Ponce
Curso: 2º 1ª
Profesor: Roberto Santi
Colegio: Instituto Grilli Monte Grande
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2. Introducción
Mediante la evolución de la informática durante el paso del tiempo surgieron ciertos elementos que
permitieron que en la actualidad la vida pueda transcurrir mucho más fácilmente, sin tantos
inconvenientes como tenía, digamos, siglos atrás. Muchos de los objetos, maquinas, etc. Que han sido
creados en la actualidad son de uso civil, pero en un principio surgieron como ayuda para los ejércitos de
cada país.
El presente trabajo hablará de ciertas invenciones que tuvieron lugar en el siglo XX y en el actual, que
favorecieron muchísimo a los ejércitos a la hora de combatir.
Radares: creación y uso
El radar1 es un sistema que usa ondas electromagnéticas para medir distancias, altitudes, direcciones y
velocidades de objetos estáticos o móviles como aeronaves, barcos, vehículos motorizados, formaciones
meteorológicas y el propio terreno. Su funcionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que se
refleja en el objetivo y se recibe típicamente en la misma posición del emisor. A partir de este quot;ecoquot; se
puede extraer gran cantidad de información. El uso de ondas electromagnéticas permite detectar objetos
más allá del rango de otro tipo de emisiones (luz visible, sonido, etc.).
Durante la Segunda Guerra Mundial, a los científicos ingleses Robert watson-Watt y Arnold Wilkins se les
dio la tarea de crear un “rayo de la muerte” como defensa del país. La idea de Watson era elevar la
temperatura de los pilotos atacantes a 41º durante el vuelo, de manera que la fiebre los dejará inhabilitado.
Mientras realizaba sus investigaciones, watson pudo comprobar que era imposible fabricar este rayo,
debido a que su uso requeriría mucha energía. Pero también descubrió la existencia de perturbaciones en
la recepción de frecuencias muy altas cuando algún avión volaba en la vecindad de sus receptores y que
este fenómeno podría ser útil para detectar aviones enemigos. Con esta nueva información, prosiguieron a
la creación del radar.
Si bien en sus orígenes este sistema se inventó con fines bélicos, en la actualidad se usa tanto en lo
militar como en lo civil. En lo civil, se lo puede hallar en los aeropuertos, asistiendo a los operadores de las
torres de control a la hora de ubicar a los aviones que se acercan allí. Estos radares disponen de sistemas
computarizados que permiten leer claramente los datos que otorga el pulso electromagnético que envía el
radar. Además, en varios países lo utiliza la policía como medidor de velocidad para los autos que pasan.
En el aspecto militar cumple la misma función para la que fue diseñado.
Un radar consta de los siguientes bloques lógicos:
•Un transmisor que genera las señales de radio por medio de un oscilador controlado por un
modulador. El oscilador es el artefacto que emite las ondas, mientras que el modulador las regula.
•Un receptor en el que los ecos recibidos se llevan a una frecuencia intermedia con un mezclador. No
debe añadir ruido adicional. Suele ser una antena parabólica
•Un duplexor que permite usar la antena para transmitir o recibir.
•Hardware de control y de procesado de señal.
•Interfaz de usuario.
Se puede hacer una clasificación general de los radares en función de una serie de aspectos básicos:
Según el número de antenas
•Monoestático: una sola antena transmite y recibe.
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Termino derivado del acrónimo ingles Radio Detection And Ranging (detección y medición de distancias por radio)
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3. •Biestático: una antena transmite y otra recibe, en un mismo o diferentes emplazamientos.
•Multiestático: combina la información recibida por varias antenas.
Según el blanco
•Radar primario: funciona con independencia del blanco, dependiendo solamente de la RCS del mismo.
•Radar secundario. El radar interroga al blanco, que responde, normalmente con una serie de datos
(altura del avión, etc.). En el caso de vehículos militares, se incluye el identificador amigo-enemigo.
Según la forma de onda
•Radar de onda continua (CW): transmite ininterrumpidamente. El radar de la policía suele ser de onda
continua y detecta velocidades gracias al efecto Doppler.
•Radar de onda continúa con modulación (CW-FM, CW-PM): se le añade a la señal modulación de fase o
frecuencia con objeto de determinar cuando se transmitió la señal correspondiente a un eco (permite
estimar distancias).
•Radar de onda pulsada: es el funcionamiento habitual. Se transmite periódicamente un pulso, que
puede estar modulado o no. Si aparecen ecos de pulsos anteriores al último transmitido, se interpretarán
como pertenecientes a este último, de modo que aparecerán trazas de blancos inexistentes.
Según su finalidad
•Radar de seguimiento: es capaz de seguir el movimiento de un blanco. Por ejemplo el radar de guía de
misiles.
•Radar de búsqueda: explora todo el espacio, o un sector de él, mostrando todos los blancos que
aparecen. Existen radares con capacidad de funcionar en ambos modos.
Según su frecuencia de trabajo
Nombre de la banda Frecuencias Longitudes de Observaciones
onda
HF 3-30 MHz 10-100 m Radares de vigilancia costera,
vigilancia OTH (over-the-horizon)
P < 300 MHz 1 m+ 'P' de quot;previoquot;, aplicado de forma
retrospectiva a los sistemas radar
primitivos
VHF 50-330 MHz 0.9-6 m Vigilancia a distancias muy elevadas,
penetración en el terreno
UHF 300-1000 MHz 0.3-1 m Vigilancia a distancias muy elevadas
(ej: detección de misiles),
penetración en el terreno y a través
de la vegetación
L 1-2 GHz 15-30 cm Distancias elevadas, control de
tráfico en ruta
S 2-4 GHz 7.5-15 cm Vigilancia a distancias intermedias.
Control de tráfico en terminales.
Condiciones meteorológicas a
largas distancias
C 4-8 GHz 3.75-7.5 cm Seguimiento a distancias elevadas.
Meteorología
X 8-12 GHz 2.5-3.75 cm Guía de misiles, meteorología,
cartografía de resolución media.
Seguimiento a distancias cortas
Ku 12-18 GHz 1.67-2.5 cm Cartografía de alta resolución.
Altímetros para satélites
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4. K 18-27 GHz 1.11-1.67 cm Absorción del vapor de agua. Se usa
para meteorología, para detectar
nubes. También para control de
velocidad de motoristas.
Ka 27-40 GHz 0.75-1.11 cm Cartografía de muy alta resolución
vigilancia de aeropuertos. Usado
para accionar cámaras para
fotografiar matrículas de coches
infractores
mm . 40-300 GHz 7.5 mm - 1 mm Banda milimétrica, se subdivide
como sigue. Nota: la denominación
de las bandas no está unanimente
aceptada
Q 40-60 GHz 7.5 mm - 5 mm Comunicaciones militares
V 50-75 GHz 6.0-4 mm Absorbido por la atmósfera
E 60-90 GHz 6.0-3.33 mm
W 75-110 GHz 2.7 - 4.0 mm Se usa como sensor para vehículos
autónomos experimentales,
meteorología de alta resolución y
tratamiento de imágenes.
Aviones “stealth”: indetectables a los radares
La creación del radar, como hemos dicho anteriormente, se dio debido a la voluntad de los científicos
watson y Wilkins de ayudar a la fuerza aérea británica al no poder fabricar su “rayo de la muerte”, viendo
que sería muy útil poder detectar aviones enemigos antes de verlos claramente.
Sin embargo, la tecnología del radar, con el paso del tiempo, fue adquirida por el resto de los países.
Esto termino siendo una seria amenaza para los estados Unidos, quienes para 1990 decidieron buscar una
forma de lograr fabricar aviones que no sean detectados por los radares enemigos.
Estos aviones, denominados “furtivos”2 son aviones que mediante su diseño innovador han logrado
absorber y desviar las radiaciones de los radares por medio de tecnologías furtivas. También es habitual
que se denominen «invisibles», lo que no es muy correcto, ya que en parte estos aviones son
perfectamente visibles y la «invisibilidad» es sólo ante los radares, y por otra, existen otros aviones
invisibles que sí buscan minimizar en lo posible su detección mediante medios visuales.
En general, el rol de un avión furtivo es ejecutar su acción sin ser detectado por los sistemas del
enemigo. Los aviones furtivos tuvieron una importante participación en la guerra del Golfo de 1990.
La primera generación de estos aviones incluye el F-117 Nighthawk y tendían a usar fuselajes con
superficies angulosas para desviar las emisiones radar así como a usar materiales absorbentes de las ondas
del radar (RAM). La segunda generación está representada por el B-2 Spirit. El diseño de estos aviones se
ve muy beneficiado por los avances en los ordenadores capaces de modelar la respuesta de un avión a las
radiaciones del radar así como mejorar la aerodinámica, siempre a costa de enormes concesiones de
diseño que reducen sus prestaciones y potencialidad.
Entre los cambios importantes que se debieron realizar se encuentran:
2
en inglés stealth
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5. • Forma del avión
La forma más eficiente de reflejar las radiaciones del radar es con dos piezas de metal que formen un
ángulo recto y que estén en posición perpendicular a las ondas del radar. Esta configuración es común en
los empenajes y en las góndolas subalares, tanto en aviones militares como en aviones civiles. Un avión
furtivo debe usar configuraciones diferentes, como el F-117 Nighthawk, F-22 Raptor o YF-23 Black Widow II
cuyas las superficies de cola tienen una configuración en quot;Vquot;, o el bombardero B-2 Spirit, que no tiene
empenajes de cola.
Otros factores importantes son las alas, o las tomas de aire de los motores y las salidas de las mismas. El
fuselaje del avión a su vez no debe tener protuberancias, debe ser lo más limpio posible para disminuir su
eco radar. Esto significa que las armas, el combustible y pod han de ir en bodegas internas.
Cuando un avión furtivo reposta en vuelo se convierte en visible al radar modificar drásticamente su
forma.
Los aviones furtivos llevan a veces los bordes de algunas partes del fuselaje en forma de sierra, como
por ejemplo las tomas de aire, lo que disminuye el eco radar de estas secciones, como por ejemplo el YF-23
o el B-2.
Estas configuraciones aerodinámicas se realizan a costa de las prestaciones de vuelo del aparato, y esto
trae como consecuencia la incapacidad de realizar muchas maniobras propias de los aviones militares no
furtivos.
• Uso de materiales no metálicos o compuestos para el casco del avión.
Los materiales compuestos son transparentes al radar, mientras que los metales reflejan hacia el radar
toda la radiación que reciben si forman ángulos rectos o si no tienen una forma adecuada. La utilización de
materiales compuestos, como la fibra de carbono, que se emplea como revestimiento, permite reducir el
peso de la aeronave enriqueciendo sus prestaciones.
Pintura radar-absorbente, especialmente en las terminaciones de materiales metálicos. Estas pinturas -en
realidad películas adhesivas- han demostrado ser muy problemáticas en situaciones de alta humedad,
hasta el punto de desprenderse en vuelo.
• Tecnologías para reducir otras firmas como la infrarroja, ruido, etc.
Los aviones furtivos han de volar a velocidades subsónicas para evitar el estampido sónico que se
produce al superar la barrera del sonido, y también deben reducir su firma térmica. Esto se resuelve
generalmente usando toberas de escape no circulares y mezclando los gases de salida con el ambiente.
Como consecuencia, las prestaciones relacionadas con la potencia resultan reducidas.
• Sensores pasivos.
Cualquier emisión realizada en el campo de batalla delata al emisor ante numerosos sistemas del
enemigo. Por ello, el F-117 Nighthawk usa sistemas infrarrojos pasivos para la navegación y el F-22 Raptor
utiliza un sistema de radar llamado Low Probability of Interception LPI (Baja Probabilidad de
Interceptación) que puede iluminar aviones con pocas probabilidades ser detectado. A cambio, las
capacidades de detección del aparato sufren una importante pérdida, sólo compensada por la
coordinación con unidades de reconocimiento (aviones AWACS, satélites, etc).
El eco radar, o tamaño de la imagen de un avión en un radar, se mide por el RCS (Radar Cross Section,
Sección Equivalente Radar). Una pieza de metal de área A situada en perpendicular a las radiaciones de un
radar, reflejará la mayor parte de estas ondas y será fácilmente detectable. Se habla de una RCS de A
metros cuadrados. Los aviones de combate modernos que usan las tecnologías furtivas tienen un RCS
equivalente al de pájaros grandes. Estas condiciones varían según radares y los parámetros a medir. Para
los radares de onda larga (en el rango de 165 a 190 cm.), por ejemplo, el RCS de un avión furtivo es similar
al de un avión pequeño normal.
En la actualidad, las aeronaves «estrictamente furtivas» se consideran obsoletas, en opinión de la propia
Fuerza Aérea Norteamericana (principal operadora de las mismas). Los rápidos avances en teledetección y
análisis digital de señales han hecho que tanto las grandes potencias como los países intermedios sean
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6. capaces de detectar y atacar a este tipo de aparatos a distancias cada vez mayores. Por ello, las
mencionadas concesiones de diseño ya no parecen ser adecuadas, y el concepto ha devenido rápidamente
obsoleto. En la actualidad, todos los países fabricantes de armamento incorporan tecnologías furtivas a
sus productos para dificultar su detección y ataque (como en el F-22 Raptor), pero ya no se prevé la
realización de aparatos «totalmente furtivos» como el F-117 o el B-2.
Misiles: directos, teledirigidos e intercontinentales
Con la llegada al mundo de los Panzers3 y de varios otros vehículos blindados, se tuvo que hallar una
manera de destruirlos, dado que estos resultaban muy molestos debido a las bajas que generaban entre,
en este caso, las tropas aliadas. Para esto se debió buscar la forma de penetrar su blindaje. Y como
solución a este problema se presentó el misil.
Un misil es un proyectil autopropulsado, que puede ser guiado hacia su objetivo durante toda o parte de
su trayectoria. Los hay de tamaños muy variados, desde los misiles antitanque que pueden ser lanzados
por una sola persona hasta los enormes misiles balísticos intercontinentales.
Los misiles son comúnmente usados en las guerras ya que llevan un poder destructivo grande (por lo
general en forma de cabeza explosiva) hasta un objetivo. Aparte de explosivos, otros posibles tipos de
carga en un misil son químicos y biológicos. A veces los misiles también llevan cargas diseñadas para
romper infraestructuras sin dañar a las personas. Por ejemplo, en la Guerra del Golfo los misiles de crucero
fueron cargados con filamentos de grafito que llevados a centrales eléctricas y estaciones de distribución
de energía provocaron cortocircuitos. Otros misiles hacen uso tan solo de la energía cinética para destruir
el objetivo con su impacto a gran velocidad. Pero los más devastadores son, sin duda alguna, los misiles
balísticos intercontinentales o ICBM4 con cabezas termonucleares. Estos misiles son de largo alcance y
utilizan una trayectoria balística que implica un importante ascenso y descenso, incluyendo trayectorias
suborbitales y parcialmente orbitales.
Existen varios tipos de misiles:
Misiles balísticos
Misil alemán V-2.
3
tanques blindados que utilizaron los alemanes durante la Segunda Guerra Mundial
4
ICBM (“Inter-Continental Ballistic Missile” por sus siglas en inglés)
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7. Son misiles que se autopropulsan solo en la parte inicial de su trayectoria y que no usan su aerodinámica
para variar su rumbo (porque su movimiento está gobernado por las leyes de la balística). Su primer
precursor fue la V-2 alemana. Todos estos misiles hacen uso de motores cohete y genéricamente suelen
recibir el nombre de cohetes. Alcanzan altitudes mucho mayores que los misiles de crucero por lo que los
reactores son menos viables, asimismo pueden carecer de cualquier tipo de mecanismo de sustentación ya
que todo el empuje vertical lo extraen del lanzamiento inicial. Estos misiles no son estrictamente misiles
guiados ya que su margen de maniobra está muy limitado por las características iniciales del lanzamiento.
Las ventajas de este sistema son, una mayor rapidez desde el lanzamiento hasta el impacto y una mucho
más difícil intercepción.
Una extensión pesada de los misiles balísticos son los actuales cohetes espaciales que se usan para
poner cargas útiles en órbita.
Misiles de crucero
Misil de crucero BGM-109 Tomahawk
Estos misiles se propulsan a lo largo de toda su trayectoria logran grandes distancias. En esencia vuelan
como los aviones, usando alas y alerones que les permiten maniobrar en vuelo. El primer precursor de
estos artefactos fue la bomba volante V-1. Actualmente se distinguen varios tipos de misiles crucero
usados ampliamente. Los mísiles de precisión de ataque a tierra como los BGM-109 Tomahawk, los misiles
para aviones aire/aire y los antibuque como el Exocet. Algunos de ellos utilizan motores a reacción
(motores que queman un combustible con el oxígeno del aire) otros hacen uso de simples motores cohete
(motores que cargan con ambos propelentes) los que les reduce el alcance pero también su tamaño
haciéndolos más manejables. Esta es la necesidad de los pequeños misiles aire/aire, por ejemplo.
Hay algunas similitudes entre los misiles y las bombas guiadas. Una bomba guiada, lanzada por un avión,
no tiene propulsión y usa la aerodinámica para volar horizontalmente y caer lo más vertical posible sobre
el objetivo.
Misiles guiados
Estos misiles, a diferencia de los cruceros, son guiados pero alcanzan distancias más cortas. Generalmente
su empuje es a través de un propelente sólido y posee una cabeza con sistema de guiado específico
(infrarrojo, radar, sistema de navegación inercial, electroóptico, TV o radiocontrolado). Pueden ser
lanzados desde tierra, mar o aire hacia su objetivo. Existen dentro de su gama los misiles de corto y
medio alcance, siendo los crucero considerados como de largo alcance
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