Spectrum n 13 - 2010

Revista do Comando-Geral de Operações Aéreas

Nº13 - Setembro 2010

A-DARTER: CARACTERÍSTICAS E IMPACTO OPERACIONAL IMPLICAÇÕES JURÍDICAS DO TIRO EM AERONAVE DE TRÁFICO DE DROGAS O LASER E SUAS IMPLICAÇÕES COMO DESIGNADOR DE ALVOS

EXPEDIENTE Comandante-Geral de Operações Aéreas Ten Brig Ar Gilberto Antonio Saboya Burnier Chefe do Estado-Maior do COMGAR Maj Brig Ar Flávio dos Santos Chaves Conselho Editorial e Revisão Cel Av Ricardo Pucci Magalhães Cel Av Fernando Nogueira Ventura Cel Av Raimundo Nogueira Lopes Neto Ten Cel Av Claudionei Quaresma Lima Maj Av Antônio Ferreira de Lima Júnior Maj Av André Gustavo de Souza Curityba Maj Av Eric Cézzane Cólen Guedes Maj Av Luciano Barbosa Magalhães Maj Esp Com Luis Carlos Leppa Cap Int Fábio de Souza Nascimento Cap Eng Rodrigo Prado dos Santos Cap Eng Clênio Ricardo da Fonseca Sobreira Cap Inf Waldinez Araújo da Silva 1º Ten Eng Thiago de Souza Mansur Pereira Capa (arte) 1S Maia (COMGAR) Projeto Gráfico, Diagramação, Fotolitos e Impressão Realce Gráfica e Editora Ltda.

SIBS Quadra 03 Conjunto A Lotes 18/20, Núcleo Bandeirante Fone: (61) 3552-0582 – Fax: (61) 3386-3164 CEP 71715-056 Brasília – DF realcegrafica@gmail.com Distribuição interna. Tiragem 1.500 exemplares.

Os conceitos emitidos nas colunas assinadas são de exclusiva responsabilidade de seus autores.

Estão autorizadas transcrições, integrais ou parciais das matérias publicadas, desde que mencionados o autor, a fonte e remetido um exemplar para o COMGAR. Comando-Geral de Operações Aéreas – COMGAR (SGE/DIVINT) SHIS – QI05 – Área Especial 12 Brasília – DF, CEP 71615-600 Tel.: (61) 3364 8990 – Fax: (61) 3364 8076 e-mail: spectrum@comgar.aer.mil.br ISSN 1981-4291

Revista do Comando-Geral de Operações Aéreas Nº 13 - Setembro 2010

SUMÁRIOSETEMBRO2010

IMPLICAÇÕES JURÍDICAS DO TIRO EM AERONAVE DE TRÁFICO DE DROGAS ..........................................4 CONTRA-INSURGÊNCIA: O COMPONENTE AÉREO TEM CONTRIBUÍDO? .................................................7 LIMITES MÍNIMOS DE SEGURANÇA DA AERONAVE REABASTECEDORA – KC-130 ....................................10 QUALIDADE NO COMBATE: O QFD EM APOIO À CONCEPÇÃO DE TÁTICAS .......................................15 SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL: UMA FERRAMENTA ESSENCIAL PARA A FORÇA AÉREA BRASILEIRA .......21 O LASER E SUAS IMPLICAÇÕES COMO DESIGNADOR DE ALVOS ..................................................................25 ANTENAS A PLASMA E SUAS APLICAÇÕES NA GUERRA ELETRÔNICA ........................................................28 A-DARTER: CARACTERÍSTICAS E IMPACTO OPERACIONAL .....................................................................34 AVALIAÇÃO OPERACIONAL EM SISTEMAS MAGE DE NCOM, COM AERONAVES EM VOO ........................40 CLASSIFICADORES PARA INTERPRETAÇÃO DE EMBARCAÇÕES EM IMAGENS SAR DO R99 .................

43QUALIDADE NO COMBATE: O QFD

03

EDITORIAL

Caro leitor, Em mais uma edição da revista Spectrum, este Comando-Geral, responsável pela recompensadora tarefa de conduzir o preparo para o emprego da Força, saúda os militares brasileiros e a comunidade de Defesa, pelo apoio prestado a este fórum de divulgação científica, que se alinha aos ideais da instituição pela incessante busca da excelência operacional neste país.

O COMGAR vivenciou mudanças organizacionais amoldadas a um paradigma temporal, entre ações correntes e ações futuras. No trato diário, a ação imediata, gerencial e de controle; o roncar ensurdecedor dos motores; e os sistemas aferidos e prontos ao combate. No planejamento, o pensamento criador; a projeção; a inovação; e a visão estratégica que nos leva a uma Força Aérea moderna e capaz.

Ousaríamos dizer que o homem é um ser ajustado à concepção de ferramentas, como bem registra a História. Com elas, realizou atividades dantes impossíveis. Podemos citar Santos-Dumont, que realizou o primeiro voo com máquina mais pesada que o ar, e Landell de Moura, ao realizar as primeiras transmissões de rádio. O gênio humano, na trajetória infinita que o aguarda, fará uso de ferramentas cada vez mais sofisticadas, as quais permitem a operação em qualquer tempo e com maior precisão, haja vista os esforços para a dotação e o treinamento com novos armamentos aéreos, óculos de visão noturna, designadores a laser, data link e interferidores eletrônicos.

Essas ferramentas, em essência, são o conhecimento. Guerra Eletrônica, Guerra Cibernética, Análise Operacional, Comando e Controle, Armamento Aéreo, Sensoriamento Remoto, Tecnologia da Informação e tantas outras áreas ilustram a multiplicidade de instrumentos que brasileiros são capazes de criar e aperfeiçoar, fazendo páreo ao que existe de melhor na caixa de ferramentas do mundo!

Eventos como o Simpósio de Aplicações Operacionais em Áreas de Defesa (XII SIGE) e o Encontro de Guerra Eletrônica de Defesa (I EGED), no objetivo de criar um ambiente adequado à troca de experiências, entre interessados em temas amparados pela

Ten Brig Ar Gilberto Antonio Saboya Burnier Comandante-Geral de Operações Aéreas

Política de Defesa Nacional, fomentam a pesquisa aplicada ao campo operacional e mostram que estamos no caminho certo.

A revista Spectrum apresenta-se como subsídio oportuno e, ao folhear suas páginas, fica patente o nível de comprometimento e de competência de nossos recursos humanos, superando as expectativas quanto ao conteúdo técnico, abrangência e atualidade.

A arte de planejar depende dos recursos da experiência; instruamo-nos, pois, para melhor voar, combater e vencer!

Boa leitura!

04 IMPLICAÇÕES JURÍDICAS DO TIRO EM AERONAVE DE TRÁFICO DE DROGAS Maj Brig do Ar GERSON NOGUEIRA MACHADO DE OLIVEIRA Maj ORLANDO ARAÚJO DOS SANTOS

I - INTRODUÇÃO

A

lguns autores têm insistido em afirmar que a Medida de Destruição introduzida no Código Brasileiro de Aeronáutica pela Lei 9.614 de 05 de Mar de 1998, conhecida como a Lei do “Abate”, caso seja aplicada, padeceria de vício de inconstitucionalidade. Outros chegam a afirmar que os militares envolvidos na execução da medida responderiam pelos danos que vierem a ser causados no Tribunal do Júri [1] [2].

Quem age no estrito cumprimento do dever legal não tem como típica sua conduta, pois o Direito não pode coibir uma ação que é fomentada pelo próprio Direito, conforme a Teoria da Tipicidade Conglobante, adotada em algumas decisões recentes do STF [3]. Dessa forma, existe uma lei que compele os militares a atuar, observados os seus requisitos legais.

Até a edição deste artigo, foram realizadas inúmeras interceptações contra tráfegos aéreos desconhecidos, sendo realizados, até o momento, tiros de aviso em alguns tráfegos que não seguiram as orientações da aeronave interceptadora, e nenhuma medida de destruição aplicada.

Embora a base legal esteja clara nas ações que devam ser executadas, há várias interpretações que levam a questionamentos sobre a sua constitucionalidade e validade das leis e decretos, normalmente, baseados em opiniões e sem coO Maj Brig do Ar Gerson Nogueira Machado de nhecimento profunOliveira foi promovido ao atudo da atividade. al posto em julho de 2009 e possui mais 4200 horas de voo Há, nesse sendo 2100 horas de Caça. contexto, que esclaPossui os Cursos de Serecer, então, a posgurança de Voo pelo CENIPA, Supervisor de Defesa Aeroespatura e experiência cial pelo COMDABRA, Curso adquiridas ao longo de Comando e Estado-Maior e de 37 anos de exerde Política e Estratégia Aeroespaciais pela ECEMAR, além de cício ininterrupto das curso de Gestão Administrativa, ações de Defesa Aenível estratégico, MBA pela FGV. roespacial no país,

para que, a partir daí, se possa compreender não só os conceitos expressos na legislação, mas, também, a responsabilidade que toda a cadeia decisória do Sistema detém para aplicação da medida máxima contra tráfegos que utilizam o espaço aéreo brasileiro para cometer ilícitos, prejudicando o tráfego aéreo regular e, finalmente, quando se logra êxito, toda a sociedade brasileira.

A seguir serão contrapostos os fundamentos de constitucionalidade da medida de destruição de aeronaves e os aspectos que envolvem o julgamento de militares.

O Maj Com Orlando Araújo dos Santos, do Exército Brasileiro, formado na AMAN em 1992, exerce atualmente a função de Chefe da Seção de Proteção da Força do COMDABRA. Possui os Cursos Básico de Guerra Eletrônica (1997) e Guerra Eletrônica de Comunicações (2001) pelo CIGE (EB) e Curso de Negociação de Contratos Internacionais e Acordos de Compensação (2007) pelo ILA (FAB). É bacharel em Direito pela Universidade do Distrito Federal (2006), com especialização em Direito Público (2007) e do Trabalho (2008) pelo Instituto Processus e Direito Penal (2009) pela Faculdade Projeção.

Foi condecorado com a Medalha Militar de Prata.

II. TIRO DE DETENÇÃO (TDE) Inicialmente, propõe-se a reflexão sobre os termos “abate” ou “Tiro de Destruição”, utilizado amplamente pela imprensa e por doutrinadores. Em nenhuma passagem da lei ou de seu regulamento existem esses termos. Noutro aspecto, a lei também ajuda a confundir quando em seu corpo denomina Medida de “Destruição”. Essa expressão está incorporada dentro do título “da detenção e apreensão de aeronaves”. Já o Dec. 5.144/04, editado pelo Presidente da República para regulamentar a matéria, define que a finalidade da ação é “provocar danos e impedir o prosseguimento para “deter” a aeronave classificada como hostil usada no tráfico de drogas, portanto, não determina que a aeronave deva ser destruída, conforme ilustrado na Figura 1.

Assim, o correto seria denominar-se de Tiro

Assim, o povo brasileiro, por meio de seus representantes, entendeu que deveria agir contra a aeronave que invade o território nacional, em completo desrespeito à soberania sobre o espaço aéreo, oriunda de uma região reconhecidamente fonte produtora de drogas ilícitas ou a que cumpre rota presumivelmente utilizada para o tráfico, a mando do crime organizado, causando diversos males à saúde e à segurança da sociedade brasileira [7].

Diante do exposto, há possibilidade jurídica para que a lei seja julgada constitucional, caso seja levada para ser aferida na Corte constitucional.

IV. RESPONSABILIDADE JURÍDICA DOS MILITARES DA FORÇA AÉREA

Figura 1 – Advertência tiros e pouso [4].

de Detenção. Esta pequena mudança de palavras, ou seja, de “destruição”, como introduzido pela lei 9.614/98, ou “abate”, como quer a imprensa, para “Detenção”, como explicitada na finalidade da medida, faz uma grande diferença no ânimo de militares e da sociedade, para compreender que a finalidade da medida não é destruir, abater e matar os ocupantes da aeronave hostil, mas sim, de detê-los, para que sejam levados à justiça.

Desse modo, o termo mais alinhado com a legislação é “Tiro de Detenção”.

III. CONSTITUCIONALIDADE DA LEI Nº 9.614/98 - MEDIDA DE DESTRUIÇÃO Não há que se negar que a constituição garante o direito à vida e também que proíbe a pena de morte, no entanto, a referida lei não instituiu a pena capital no Brasil, pois não será feita a valoração jurídica da conduta do piloto da aeronave civil, que desrespeita as determinações da autoridade aeronáutica. Não existe um processo penal para isso e muito menos um processo de execução [5].

Ainda em relação aos direitos fundamentais, mesmo o direito à vida também pode ser mitigado, como no instituto da legítima defesa, o que não significa que o Brasil tenha adotado a pena de morte. Esses direitos não podem ser usados como escudo protetivo para a prática do ilícito sob pena de desrespeito a um Estado de Direito, pois não são ilimitados e encontram seus contornos em demais direitos inscritos na constituição (Princípio da Convivência das Liberdades Públicas). Assim, quando houver conflito, utiliza-se a proporcionalidade, conforme leciona Moraes [6], embasado em decisões do STF (RT-709/418) e do STJ (6ª T. RHC no 2.777-0/ RJ).

O Brasil é um país democrático e a responsabilidade pelos bens jurídicos, segurança pública, saúde pública, soberania, instituições democráticas e paz social é de todos, e não só da Força Aérea.

A controvérsia sobre a constitucionalidade da Lei nº 9.614, de 05 de março de 1998, deverá permanecer enquanto o Supremo Tribunal Federal não for instigado a se posicionar na ocorrência de um caso concreto. Há, noutra ótica, a missão atribuída à Força Aérea, da qual não pode se desincumbir sem enfrentar o dever atribuído pela lei.

Deve-se observar que ao servidor público não é dado o arbítrio de descumprir a lei, que goza de presunção de legitimidade, pois passou por um rigoroso processo para sua aprovação por representantes eleitos pelo povo, realizando a vontade de uma nação. A lei, para ser aprovada, foi crivada pelo controle prévio de constitucionalidade, na Comissão de Constituição e Justiça, quando de sua elaboração e, ao entrar em vigor, não foi arguida sua inconstitucionalidade. Dessa forma, mais ênfase se dá à necessidade de seu cumprimento, além do que, uma lei federal só pode ser declarada inconstitucional, em última instância, pelo STF, guardião da Constituição, o que não ocorreu até esta data, significando que a lei é constitucional até o momento [6].

Ainda assim, de acordo com a doutrina e jurisprudência, apenas o Chefe do Poder Executivo poderia determinar aos seus órgãos subordinados o não cumprimento de uma lei por considerá-la inconstitucional, sendo essa uma exceção estreita ao não cumprimento de leis em vigor. Qualquer ilegalidade ou inconstitucionalidade não é da alçada do servidor, devendo responder o Estado Brasileiro, se cabível [8] [9].

Dessarte, não cabe à Força Aérea Brasileira a decisão sobre a constitucionalidade da lei nº 9.614/1998, sendo seu dever legal apenas cumprila, em sua íntegra, de acordo com seus termos e seu regulamento. Não há, portanto, a intenção de realizar um homicídio, mas sim de cumprir a lei, de forma que seus autores não devem ser julgados por dolo, mas sim, se incorrerem em erro ou excesso, por culpa, na Justiça Militar.

V. CONCLUSÃO Em que pesem as críticas quanto à constitucionalidade em tese da Lei 9614/98, ela está em vigor, produz efeitos e não pode deixar de ser cumSpectrum

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prida pelos militares da Força Aérea. O Direito é construído pela vontade popular expressa por leis editadas por seus representantes políticos. A lei em análise, ao procurar dar instrumentos com a finalidade de deter as aeronaves que invadem o espaço aéreo brasileiro para suprir o narcotráfico, preserva direitos fundamentais, como a vida da população ameaçada pelo tráfico, o direito à saúde de jovens e adolescentes e o direito à segurança pública, além de proteger as instituições e o maior bem, que é o próprio Estado, contra a atuação do crime organizado.

Independente da aceitação dos argumentos expostos, os autores da Medida de “Destruição” não podem ser penalizados na esfera civil ou penal pela inconstitucionalidade, caso venha a ser declarada posteriormente pelo STF, das ações nela previstas.

Além disso, suas condutas não se enquadram em crime na modalidade dolosa, pelo simples fato de não terem a mínima intenção de matar alguém, mas sim a de cumprir a lei e a vontade do Estado, de forma que o seu juízo natural é o da Justiça Militar.

[4] Disponível em: <http://www.correiobraziliense.com.br/app/noticia182/2009/10/30/ brasil,i=151654/AERONAVE+COM+CERCA+DE+ 150+KG+DE+COCAINA+E+ALVEJADA+POR+PA TRULHA+DA+FAB+PROXIMO+A+CRISTALINA+ E+FAZ+POUSO+FORCADO.shtml>. Acesso em: 11 set. 2010.

REFERÊNCIAS

[8] BARBOSA, I. A. Descumprimento de Lei Considerada Inconstitucional pelo Chefe do Poder Executivo. 2001. Disponível em: <http://jus2.uol.com. br/pecas/texto.asp?id=433 >. Acesso em: 29 jan.

2010.

[1] GOMES, L. F. Lei do Abate: Inconstitucionalidade. Disponível em: <http://www.lfg.com.br/public_ html/article.php?story=20091026164357526&mod e=print>. Acesso em: 11 set. 2010.

[2] QUEIROZ, P. Seriam as leis inúteis? Disponível em: <http://jusvi.com/artigos/15842>. Acesso em: 11 set. 2010.

[3] ZAFFARONI, E. R. Manual de Direito Penal Brasileiro, parte geral. 3. ed. São Paulo: RT, 2001.

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Spectrum

[5] BRASIL. Constituição da República Federativa do Brasil de 1988. Disponível em: <http://www.planalto. gov.br/ccivil_03/constituicao/constitui%C3%A7ao. htm>. Acesso em: 31 jan. 2010.

[6] MORAES, A. Direito Constitucional. 12. ed. São Paulo: Atlas, 2002.

[7] RODRIGUES FILHO, J. M. F. A legislação do abate de aeronaves. Análise diante dos direitos fundamentais e das normas penais permissivas. Jus Navigandi, Teresina, ano 8, n. 444, set. 2004. Disponível em: <http://jus2.uol.com.br/doutrina/texto. asp?id=5735>. Acesso em: 30 jan. 2010.

[9] MEDEIROS JÚNIOR, L. Responsabilidade Civil do Estado Legislador. Jus Navigandi, Teresina, ano 4, n. 44, ago. 2000. Disponível em: <http://jus2.uol. com.br/doutrina/texto.asp?id=492>. Acesso em: 29 jan. 2010.

07 CONTRA-INSURGÊNCIA: O COMPONENTE AÉREO TEM CONTRIBUÍDO? Maj. Av. Breno Diógenes Gonçalves

I - INTRODUÇÃO

O

s ataques realizados contra os Estados Unidos da América (EUA) por islamitas radicais fanáticos, em 11 de setembro de 2001, quase que instantaneamente impulsionou o país para uma guerra, a qual não possuía planejamentos específicos pré-estabelecidos, contra um inimigo de natureza não totalmente convencional [1] Os principais ingredientes da Guerra no Afeganistão abrangeram não apenas os tradicionais movimentos militares, mas também se expandiram para as medidas de segurança interna, as iniciativas diplomáticas, os esforços para encontrar e embargar as fontes de financiamento do inimigo, e além, é claro, para as operações de inteligência.

Adotando-se como norteadores do presente artigo, as conclusões postas em [2], quais sejam: a tendência de incremento e continuidade de conflitos caracterizados como do Terceiro Tipo [3], Assimétricos [4], Irregulares [5], Novas Guerras [6], Terrorismo [7], ou Insurgência [1]; e a dificuldade enfrentada pelas Forças Aéreas ao redor do mundo de transformarem orientações doutrinárias e normativas em ações operacionais e táticas nestas modalidades de conflitos.

A discussão O Maj Av Breno Diógenes Gonem pauta buscará, çalves é piloto de asas rotativas por meio do estudo com mais de 1500 horas de voo da atuação da United e exerce atualmente a função de States Air Force (USAF) Analista do Centro de Inteligência na Operação Enduring da Aeronáutica. Possui os cursos de Salvamento e Resgate, Chefe Freedom no início da Controlador, Análise de InteliGuerra do Afeganisgência e o Curso Operacional de tão, atingir dois objeGuerra Eletrônica, além de MBA tivos correlacionados em Gestão Pública pela UFF. abaixo descritos:

II. O PODER AÉREO NA OPERAÇÃO ENDURING FREEDOM O universo de análise abrangeu tanto o planejamento, como a execução da Operação Enduring Freedom, que se constituiu na primeira resposta dos Estados Unidos aos ataques de 11 de setembro, e teve como objetivos: atingir os centros de gravidade da Al Qaeda, localizados no Afeganistão, e depor a teocracia Talibã, a qual provia abrigo seguro aos integrantes do citado grupo terrorista.

A operação foi em grande parte uma guerra aérea conduzida pelo Comando Central dos Estados Unidos (CENTCOM), tendo como teatro de operações o Afeganistão, conforme ilustrado na Figura 1.

Foi iniciada em 07 de outubro de 2001, e estendeuse até março de 2002.

Ainda quando os ataques terroristas estavam em curso no território americano, o estado de alerta das forças militares norte-americanas ao redor do mundo foi elevado para a Condição de Defesa 3 (DEFCON 3), o nível mais alto de alerta desde a Guerra do Yom Kippur em 1973 [8].

A campanha aérea começou na noite do dia 07 de outubro de 2001, com ataques deferidos contra 31 alvos, incluindo radares de alerta antecipado, forças terrestres, instalações de comando e controle, infra-estrutura da Al Qaeda, e os aeródromos talibãs [8].

• Descrever como uma Força Aérea empregou o seu poder aéreo num conflito insurgente sem planos de campanha prévios; e • Identificar quais foram as dificuldades enfrentadas pelo componente aéreo no desenrolar dos combates.

Figura 1- Área de responsabilidade do CENTCOM [8].

A partir do engajamento do componente aéreo do CENTCOM, o Combined Air Operations Center (CAOC) rapidamente alocou meios aéreos adicionais para apoiar as tropas no solo. Ao final da primeira semana, os ataques aéreos tornaram-se mais consistentes, e a resistência da Al Qaeda começou a diminuir. No entanto, o que era esperado inicialmente para durar apenas 72 horas, durou duas semanas [8].

A infiltração bem sucedida de um pequeno número de Forças Especiais (SOF), após 11 dias de bombardeios, em uma área indicada pela Agência Central de Inteligência (CIA), sinalizou o início de um novo uso do poder aéreo na guerra conjunta.

Neste evento, pela primeira vez, o papel de controlador aéreo avançado foi exercido por integrantes da Força Aérea, os quais, trabalhando em conjunto com os SOF, vetoraram os ataques aéreos de precisão contra as tropas inimigas no terreno. Na maioria das vezes, as forças convencionais amigas ainda não haviam sequer mantido contato com as forças inimigas.

Além da incorporação doutrinária do emprego de controladores avançados da USAF junto aos SOF, foram identificadas novas tecnologias no emprego do poder aéreo, entre elas, as mais significativas foram:

de dados de inteligência, gerados por novas tecnologias, e a uma melhor gestão das operações pelo CAOC, conforme pode-se observar na Figura 2.

III. LIÇÕES PARA CONFLITOS DE LONGA DURAÇÃO Desde o início da guerra, uma relação tensa surgiu entre o Comandante do Componente Aéreo da Operação no CAOC, o qual pode ser observado na Figura 3, localizado na Arábia Saudita, e o pessoal alocado no CENTCOM, localizado em Tampa, Flórida. Uma variedade de fatores ocasionou esta situação, entre eles a existência de regras de engajamento sobrepostas e as mudanças rápidas e pouco claras na estratégia adotada no conflito.

• O incremento na utilização de armamentos de precisão, no qual o índice saltou de 9% na primeira Guerra do Iraque e de 29% na operação Allied Force, conduzida na Iugoslávia em 1999, para 70% na Enduring Freedom [8]; e • O início do emprego militar dos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT), tanto como ferramenta geradora de produtos de inteligência, como vetor aéreo de ataque ao solo.

Além disso, pela primeira vez na história da guerra moderna, foi conduzida uma campanha aérea sob os auspícios de uma Inteligência abrangente e integrada (Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance – ISR), a qual olhava para baixo incansavelmente em busca de atividade inimiga. A diversidade e a integração dos sensores permitiram um aumento considerável da ISR em relação aos conflitos anteriores [8].

Dois ingredientes cruciais fizeram essa conquista possível: o longo alcance do poder aéreo de precisão, e o emprego, em tempo real, de inteligência tática, fornecida pelas equipes de SOF, as quais agiam como sensores humanos de ISR. Em relação às táticas, técnicas e procedimentos, a Operação Enduring Freedom mostrou-se um laboratório para testes, num cenário de combate ao vivo, de alguns dos avanços mais significativos do poder aéreo em mais de duas décadas [8]. Suas características principais foram: a manutenção de contínua pressão sobre o inimigo e a rapidez de execução das surtidas, graças à melhoria na integração

Figura 2- Alocação de armas do CAOC em função da altitude, em milhares de ft [8].

O CENTCOM buscou inicialmente adotar os procedimentos operacionais que vinham sendo empregados nos últimos 10 anos na SOUTH WATCH (OSW), zona de exclusão aérea localizada ao sul do Iraque [8]. No entanto, a Enduring Freedom se constituía numa guerra contra o Talibã e a Al Qaeda, e não numa operação de policiamento aéreo da Organização das Nações Unidas (ONU).

As dificuldades foram agravadas pela acentuada separação geográfica entre as sedes do CENTCOM e do CAOC (8 fusos horários). No entanto, a

Figura 3 - CAOC localizado na Arábia Saudita [9].

maior frustração dos componentes do CAOC foi o fato de que a seleção e priorização dos alvos eram realizadas na sede do CENTCOM, ao invés de no CAOC, onde o acompanhamento de ISR dava-se em tempo real [8].

Com isso, embora o air-tasking circle de 72 horas não fosse flexível, segundo a doutrina vigente, o emprego real dos meios aéreos era quase completamente flexível. O Master Air Attack Plan (MAAP) e a Air Tasking Order (ATO) tornaram-se, em algumas ocasiões, apenas um guia genérico para todas as missões diárias da operação [8].

Mesmo concluída a tomada do Afeganistão, e finalizada a Operação Enduring Freedom, a USAF continuava a empregar o poder aéreo na região em um ambiente cada vez mais caracterizado como insurgente ou de baixa intensidade.

Visando o aperfeiçoamento do seu emprego numa guerra que já durava 05 anos, em 2006 a USAF contratou auditorias independentes destinadas a emitir pareceres sobre a efetividade do emprego do Poder Aéreo na Guerra do Afeganistão (a qual se estende até os dias de hoje).

Entre as principais conclusões estavam [1]: • O poder aéreo tem muito a contribuir para contra-insurgências ao redor do globo. A assessoria, o treinamento e a ajuda, em equipamentos, para Forças Aéreas amigas será um componente-chave para o sucesso dos esforços de contra-insurgência norteamericanos; • A USAF necessita manter uma capacidade de contra-insurgência de espectro amplo.

Apesar do citado no item anterior, algumas situações podem exigir dos EUA que o poder aéreo tenha capacidade de operar em sintonia com elementos locais ou com coligações de forças terrestres no exterior; • Tornar a contra-insurgência uma prioridade institucional. Pois sem sinais claros dos altos dirigentes, a USAF tende a continuar tratando o assunto apenas como algo de responsabilidade do Air Force Special Operations Command (AFSOC); • Ainda segundo os relatórios de auditoria, provavelmente a mais importante iniciativa a ser adotada pela USAF, seria a criação de uma estrutura de alto nível hierárquico, com elevado poder de assessoria e execução, visando atender a demanda por conhecimentos e tecnologias necessárias ao emprego do poder aéreo na contra-insurgência.

evolução doutrinária da Forças Aéreas, nas áreas de: Inteligência, Operações de Forças Especiais, Tecnologia Aeronáutica, e Comando e Controle, a fim de obterem o máximo aproveitamento das características do poder aéreo, seja no combate convencional ou num caracterizado como contra-insurgência.

REFERÊNCIAS [1] VICK, A.; GRISSOM, A.; ROSENAU, W.; GRILL, B.; MUELLER, K. Air Power in a New Counterinsurgency Era: the strategic importance of USAF advisory and assistance mission. Pittsburgh: RAND, 2006.

[2] GONÇALVES, B. D. As guerras do terceiro tipo e o emprego do poder aéreo: um desafio para as Forças Aéreas ao redor do mundo. Spectrum, Brasília, n. 12, p. 12-14, set. 2009. ISSN 1981-4291.

[3] HOLSTI, K. The State, The War, and the State of War. 5 ed. Cambridge: Cambridge University Press, 1996.

[4] CLOEDFELTER, M. O Poder Aéreo Contra Inimigos Assimétricos: Moldura Para uma Avaliação da Eficácia. Air Space Power Journal em Português, Alabama, 1° trimestre 2003.

[5] SEARLE, T. R. Tornar o Poder Aéreo Eficaz Contra Guerrilheiros. Air Space Power Journal em Português, Alabama, p. 60-70, 4° trimestre 2004.

[6] KALDOR, M. New and Old Wars: Organized Violence in a Global Era. Stanford: University Press, 2001.

[7] CLUTTERBUCK, R. Guerrilheiros e Terroristas.

Tradução Virgínia Bombeta. Rio de Janeiro: Biblioteca do Exército, 1980.

[8] LAMBERTH, B. Air Power Against Terror: America’s Conduct of Operation Enduring Freedom.

Santa Monica: National Defense Research Institute, 2005.

[9] U.S. AIR FORCES CENTRAL. Disponível em: <http://www.centaf.af.mil/units/caoc/index.asp>.

Acesso em: 25 jul. 2010.

Em face da evolução dos conflitos armados, conforme explicitada em [2], e da análise de caso conduzida sobre o emprego do poder aéreo na Operação Enduring Freedom e na Guerra do Afeganistão, vislumbra-se a importância da constante Spectrum

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10 LIMITES MÍNIMOS DE SEGURANÇA DA AERONAVE REABASTECEDORA – KC-130 Maj Av LUCIANO FONTANA LIMA 1º/1º GRUPO DE TRANSPORTE

I - INTRODUÇÃO

C

om a experiência adquirida pelos pilotos que participaram da Red Flag, a Força Aérea Brasileira (FAB) passou a difundir os conceitos do “pacote” dentro das diversas aviações, conforme ilustrado na Figura 1. Dessa forma, a FAB mantém-se atualizada e treinada para atuar, a qualquer momento, com a finalidade de cumprir sua missão constitucional, em prol da soberania nacional.

Atualmente, quando as missões são planejadas, todos os meios aéreos necessários são empregados conjuntamente para aumentar o apoio mútuo.

Figura 1 – Áreas Drink, à esquerda, e visão conceitual de uma missão de “pacote”, à direita [1].

Com esta nova doutrina de emprego, as aeronaves de combate e de apoio ao combate, tais como as que executam o Reabastecimento em Vôo (REVO) e o Controle e Alarme em Voo (CAV), são combinadas e coordenadas para buscarem o máximo de apoio e cobertura para atingir um objetivo único [2].

Dentro do planejamento das missões, as aeronaves de caça devem fazer a escolta ou a Patrulha Aérea de Combate (ofensivas - OCA - Offensive Counterair ou defensivas - DCA - Defensive Counterair) das aeronaves de alto valor (REVO e AWACS), que geralmente são plataformas aéreas lentas, de baixa manobrabilidade e com pouca capacidade defensiva, tornando-se alvos fáceis por suas características, e, por muitas vezes, sendo o 10

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objetivo principal por terem alto valor estratégico. Elas são partes vitais para o cumprimento da missão, custam caro e produzem muitas baixas se forem derrubadas. O número limitado de O Maj Av Luciano Fontana Lima aviões de REVO sigé Piloto Operacional na Aviação nifica que uma perda de Transporte, Instrutor na aepode limitar o número ronave C-130-Hércules, Piloto Antártico e Instrutor do Curso de de operações num ceNavegação Tática da VFAE. Connário de longo alcancluiu o CFOAV em 1996. ce. O REVO tem alta Possui os seguintes cursos: demanda durante um conflito. Muitas plata• Curso de Busca e Resgate formas e missões de• Curso de Reabestecimento em Voo; pendem desses meios • Curso de Transporte Aerotervulneráveis. A área de restre; atuação (“Área Drink”) • Curso de Piloto Antártico; • Curso de Líder de Pacote; das aeronaves REVO, • Curso Operacional de Guerra conforme ilustrado na Eletrônica; Figura 1, pode ser fa• Curso de Programação do ALE47, BAE System - EUA; cilmente determinada • Curso Básico de Enlace de Dapela simples análise dos Táticos. da rota de ataque das aeronaves de combate após realizarem o reabastecimento [3] [1].

Devido às vulnerabilidades descritas, devem-se considerar todas as contingências, evitando ao máximo as possíveis baixas dessas aeronaves de alto valor estratégico. Dessa forma, foi realizado um trabalho com o objetivo de definir os limites mínimos de segurança (“bolha de segurança” – safety ball) para o KC-130, de forma a estabelecer distâncias entre a aeronave reabastecedora (RBST) e as ameaças (caças e mísseis), a fim de propor procedimentos específicos à medida que o grau de risco aumenta e a distância entre eles diminui. Esse estudo proporcionará uma maior consciência situacional para as equipagens das Unidades de Reabastecimento em Vôo, para as Unidades de Caça, bem como para os Controladores (E-99/COPM), garantindo um melhor controle e disposição dos meios de defesa aérea.

II. DISTÂNCIA DE SEGURANÇA X AMEAÇA: METODOLOGIA PROPOSTA Tendo em vista a baixa velocidade e performance das aeronaves RBST, foram calculadas distâncias a partir das quais elas devem executar uma manobra evasiva, curvando 180 graus da rota de aproximação da ameaça, de forma a ficar fora do envelope do armamento. Para identificar o quanto antes um ataque de míssil, existem vários equipamentos de detecção, tais como um sistema de alerta radar (RWR - Radar Warning Receiver) e um sistema de aproximação de míssil (MAWS – Missile Approach Warning System), que podem ser instalados nessas aeronaves de alto valor, de forma a aumentar a consciência situacional da tripulação [4] [5].

Os limites de segurança propostos nesse trabalho foram calculados, considerando os parâmetros de performance dos mísseis, associados às aeronaves de caça, da seguinte forma: a. Tipo de ameaças: caças com média performance, e mísseis ar-ar (curto, médio e longo alcance), conforme se pode observar nas Tabelas I e II, respectivamente; b. Parâmetros lineares (apenas sentido longitudinal de aproximação, estando a ameaça às 06 horas da aeronave RBST): velocidade de aproximação da ameaça (aeronave de caça), a distância e o tempo para atingir o alcance do armamento; c. Linhas de tempo convertidas em distância, de acordo com suas respectivas velocidades, fo-

ram utilizadas, a fim de facilitar a visualização do deslocamento simultâneo da aeronave de caça até atingir o alcance do armamento, do míssil até atingir a aeronave RBST e da própria aeronave de REVO em evasiva; d. O RBST possuindo sistema de autodefesa capaz de detectar emissões radar e/ou aproximação de mísseis (IR) e lançando chaff e flare [4] [5]; e. O RBST estará sob o controle do E-99/COPM, a fim de receber informação de distância de aproximação da ameaça; f. Poderá haver meios de defesa aérea apoiando o RBST, porém não foi computado no cálculo da “bolha de segurança”, o tempo de engajamento entre as aeronaves de combate, de forma a retardar a aproximação da ameaça; g. Foi computado o tempo estimado de 1,5 minutos para a aeronave RBST executar alguns procedimentos antes da evasiva, tais como: separação imediata e com segurança de todas as aeronaves de caça envolvidas no REVO (Breakaway), recolhimento das mangueiras, manobra de reversão para proa de evasiva informada pelo controlador, aceleração para velocidade máxima 235 KIAS (4 NM/min) e caso necessário, início de descida restrito até o FL 150, em função do alcance dos mísseis de ombro [3];

Tabela I - Aeronaves de caça.

AMEAÇA

TIPO

PAÍS

VELOCIDADE (Km/h)

VELOCIDADE (NM/min)

ALCANCE (NM)

Míssil de curto alcance

Shafrir-2

Verde

3000

28

3

Míssil de médio alcance

Python 5

Amarelo

4500

42

7

Míssil de longo alcance

Aim-120c amraam

Vermelho

4000

37

35

Míssil de médio alcance de referência

Média dos valores

Branco

3835

36

15

VELOCIDADE (Km/h)

VELOCIDADE (NM/min)

ALCANCE (NM)

Fonte: [6].

Tabela II - Mísseis de médio alcance.

AMEAÇA

TIPO

PAÍS

Míssil de curto alcance

Shafrir-2

Verde

3000

28

3

Míssil de médio alcance

Python 5

Amarelo

4500

42

7

Míssil de longo alcance

Aim-120c amraam

Vermelho

4000

37

35

Míssil de médio alcance de referência

Média dos valores

Branco

3835

36

15

Fonte: [7].

h. Parâmetros do RBST: 235 KIAS / 4NM/min; i. Parâmetros (alcance e velocidade) das aeronaves e dos mísseis foram utilizados a partir de uma média aritmética entre os três tipos de ameaças, a fim de estabelecer um vetor de referência (fictício); j. Parâmetros médios das ameaças: 1. Aeronave de caça de referência – 1.385 Km/h, 12.8NM/min; 2. Míssil médio alcance de referência – 3.835 Km/h, 36NM/min e alcance de 15NM; Foram estabelecidas três fases, dependendo do grau ameaça (fase de alerta, fase de risco e fase crítica), definidas pelas distâncias entre a ameaça e a aeronave RBST, onde serão estabelecidos alguns procedimentos, até atingir o alcance do armamento, da seguinte maneira: a. Fase de alerta: a distância (transformada em tempo) da ameaça (aeronave de caça) em relação ao RBST, em que o KC-130 permanecerá apenas em alerta, sem caracterizar perigo, podendo continuar cumprindo a missão de REVO; b. Fase de risco: a distância (transformada em tempo) da ameaça (aeronave de caça) em re-

2 – Deslocamento da aeronave de caça, do RBST e do míssil em função do tempo.

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lação ao RBST, em que o KC-130 deverá executar procedimentos específicos de evasiva, pois já há uma iminência de perigo: comandar Breakaway, recolhimento das mangueiras, manobra de reversão para proa de evasiva informada pelo controlador, aceleração para velocidade máxima 235 KIAS. A partir dessa fase, deverão ser engajados os meios de defesa aérea para proteção do RBST [3]; c. Fase crítica: distância (transformada em tempo) da ameaça (aeronave de caça) em relação ao RBST, em que o KC-130, além de executar os procedimentos de evasiva, descritos acima, terá que utilizar o sistema de autodefesa com a ejeção de chaff e flare, pois já se encontra numa situação de perigo [3] [4]; d. Em função dos procedimentos específicos para o RBST dependerem do tipo da ameaça, no emprego real do KC-130 é recomendável considerar a pior situação, ou seja, utilizar os parâmetros da “bolha de segurança” para a ameaça com maior performance, a fim de aumentar a segurança da missão; e e. Foram estabelecidos procedimentos para um cenário modelo, considerando uma aeronave de caça de média performance com um míssil de desempenho médio de referência.

III. DETERMINAÇÃO DO TEMPO DE RESPOSTA DO RBST KC-130

do definida essa situação como uma fase de alerta, onde existe um relativo tempo de reação, sem exigir algum procedimento de evasiva, nem a atuação imediata da defesa aérea;

A fim de facilitar a visualização do deslocamento da aeronave de caça, do RBST e do míssil, foram desenhadas as linhas de tempo e distância separadamente, onde os tempos (T1, T2, T3, T4 e T5) indicam uma determinada situação, conforme ilustrado na Figura 2.

O T1=0 é o tempo inicial de referência, a partir do qual a aeronave de caça se encontra a 100 NM afastada da posição do RBST (ponto de referência).

No T2 = 1,5 min, o caça se aproxima e percorre 20 NM, e o RBST realiza os procedimentos específicos antes de executar a evasiva, permanecendo no ponto de referência (essa seria a pior situação do RBST, em que teria que comandar Breakaway, recolher as mangueiras, realizar uma manobra de reversão de 180º para proa de evasiva informada pelo controlador e acelerar para velocidade máxima 235 KIAS) [3].

No T3 = 8 min, o caça estaria atingindo a posição inicial do RBST, e o mesmo teria percorrido 26 NM. No T4 = 9,5 min, o caça atingiria o alcance do armamento, a partir do qual o míssil seria disparado.

Nesse momento, o RBST teria percorrido 32 NM. No T5 = 10 min, o míssil atingiria o RBST a 34 NM. Dessa forma, foram definidos os tempos e distâncias que determinariam o início e o fim de cada fase, os quais podem ser observados na Tabela III, de acordo com o grau de ameaça, da seguinte forma: a. Foi possível verificar qual o tempo de resposta (10 min) que o RBST e as aeronaves de defesa teriam para reagir a uma ameaça se aproximando a partir de 100 NM. Após 8 min de evasiva da aeronave RBST a 32 NM, o caça atingiria o alcance do armamento, e o RBST seria atingido a 34 NM da posição inicial. Sen-

b. De maneira análoga, se o caça inimigo estivesse a uma distância de 75 NM, o tempo de resposta diminuiria para 7 min. Após 5 min de evasiva da aeronave RBST a 20 NM, o caça atingiria o alcance do armamento, e o RBST seria atingido a 22 NM da posição inicial. Essa situação poderia indicar a fase de risco, onde o tempo exigiria a execução de procedimentos de evasiva e atuação da defesa aérea; c. Da mesma forma, se ameaça estivesse a uma distância de 50 NM, o tempo de resposta reduziria drasticamente para 4,5 min. Após 2,5 min de evasiva da aeronave RBST a 10 NM, a ameaça atingiria o alcance do armamento, e o RBST seria atingido pelo míssil a 12 NM. Essa distância indicaria uma fase crítica, pois não haveria muito tempo disponível para a evasiva, exigindo, além da execução imediata de procedimentos específicos (evasiva e atuação da defesa aérea), o emprego do sistema de autodefesa (ejeção de chaff e flare). Essa situação poderia ocorrer se a ameaça conseguisse contrapor a defesa e estivesse prosseguindo em direção ao RBST [4].

IV. CONCLUSÃO Os resultados sobre bolha de segurança para a aeronave RBST, alcançados com o presente estudo, foram sumarizados na Tabela IV e na Figura 3

Tabela III - Cenário.

Tipo de ameaça

Velocidade do caça

caça média 1.385 km/h perform 12.8 NM/min

Armamento míssil ar-ar médio alcance de 15NM, 3.835 km/min 36 NM/min

Procedimentos específicos – fase de alerta

Procedimentos específicos – fase de risco

Procedimentos específicos com Sistema de autodefesa – fase crítica

A 100NM: a. Após 8 min de evasiva do RBST, a anv caça inimiga estará atingindo o alcance do armamento; b. manter o REVO, sem atuação da defesa aérea.

A 75NM: a.

Após 5 min de evasiva do RBST, a anv inimiga estará atingindo o alcance do armamento; b. os meios de defesa aérea deverão atuar na proteção do RBST; c. o RBST deverá executar procedimentos específicos de término reabast: comandar breakaway, recolher mangueira, curvar para rota evasiva e acelerar;

A 50 NM: a. Após 2,5 min de evasiva do RBST, a anv inimiga estará atingindo o alcance do armamento. b. O RBST deverá lançar chaff e flare

Tabela IV - Limites da bolha de segurança do RBST KC-130.

Fase em relação o grau de ameaça

Distância inicial da ameaça (caça) em relação ao RBST

Tempo e distância percorrida pela ameaça (caça) até atingir o alcance do armamento

Tempo e distância percorrida durante a preparação do RBST antes de iniciar a evasiva

Tempo e distância percorrida pelo RBST até o caça atingir o alcance do seu míssil

Tempo e distância percorrida pelo míssil a partir do seu disparo até atingir o RBST

Tempo e distância tota percorrida pelo RBST até ser atingido pelo míssil

Fase de alerta

100 NM

9,5 min/ 119.2 NM

1,5 min / 0 NM

8 min / 32 NM

30 seg / 18 NM

8,5 min / 34 NM

Fase de risco

75 NM

6,5 min / 81.4 NM

1,5 min / 0 NM

5 min / 20 NM

30 seg / 18 NM

5,5 min / 22 NM

Fase crítica

50 NM

4,0 min / 50.0 NM

1,5 min / 0 NM

2,5 min / 10 NM

30 seg / 18 NM

3 min / 12 NM

Referências [1] BRASIL. Comando da Aeronáutica. Comando-Geral de Operações Aéreas. Grupo de Instrução Tática e Especializada. Manual do Curso de Líder de Pacote. Natal: GITE, 2007.

[2] BRASIL. Comando da Aeronáutica. DCA 1-1: Doutrina Básica da FAB. Brasília, 2005.

[3] BRASIL. Comando da Aeronáutica. MCA 55-21: Manual de Doutrina e Procedimentos de Reabastecimento em Voo, 2006.

[4] BRASIL. Comando da Aeronáutica. MCA 500-1: Manual de Guerra Eletrônica. Brasília: COMGAR, 2006.

Figura 3 – Bolha de segurança do REVO KC-130 para a ameaça de referência

[5] NERI, F. Introduction to electronic defense systems.

Norwood: Artech House, 2001.

V. OBSERVAÇÕES FINAIS

[6] MILITARY POWER REVIEW. Aviões de Combate Modernos. Disponível em:

Tendo em vista que nos cálculos de distância e tempo da “bolha de segurança”- safety bubble não foram considerados, durante a evasiva: mudança de altitude e proa entre o RBST e a ameaça, envelope cinemático do míssil (carga “G”, previsibilidade da posição do alvo, característica da geração, tipo de guiamento), variação de velocidade em relação às condições atmosféricas e ao nível de voo, parâmetros reais e específicos das ameaças (ameaça de referência) e outros fatores, os valores encontrados nesse trabalho devem ser analisados e aferidos num estudo mais apurado. Da mesma forma, os procedimentos específicos, utilizando ou não o sistema de autodefesa, deverão ser estudados detalhadamente, reavaliando a doutrina do REVO e, posteriormente, testados em exercícios combinados e em avaliações operacionais.

<http://www.militarypower.com.br/aviao.htm>. Acesso em: 20 abr. 2010.

Dessa forma, as Unidades de Reabastecimento em Voo sugerem que este assunto seja tema de trabalho em curso de excelência da FAB, como o Curso de Especialização em Análise do Ambiente Eletromagnético (CEAAE), no ITA, a fim de propiciar um estudo científico da matéria.

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[7] RAYTHEON SYSTEMS. Armamentos e sistemas. Disponível em: < h t t p : / / w w w. a r e a m i l i t a r. n e t / d i r e c t o r i o / M I S . aspx?nm=48 >.Acesso em: 27 abr. 2010.

15 QUALIDADE NO COMBATE: O QFD EM APOIO À CONCEPÇÃO DE TÁTICAS Maj Com Emanuel Alexandre Moreira Pessanha Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA Prof Luís Gonzaga Trabasso Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA

i - INTRODUÇÃO

E

m plena era do conhecimento e diante do ritmo acelerado da evolução tecnológica, cresce de importância a concepção de táticas. As novas tecnologias devem ser continuamente exploradas e incorporadas às ações bélicas.

Nos conflitos armados, as inovações táticas resultam do desenvolvimento das tecnologias e dos conceitos destinados ao campo de batalha [1]. Para Longo [2], parece existir um encadeamento entre as demandas originárias do setor tecnológico e dos escalões militares.

Isso, pelo fato das necessidades operacionais estimularem o progresso dos equipamentos, que, por sua vez, afeta novamente a maneira de se pensar a guerra [2]. Esse processo pode ter origem em qualquer ponto da cadeia, como nas disponibilidades tecnológicas já existentes [2].

Agindo como um balizador da concepção de táticas, o Protocolo I de emenda às Convenções de Genebra proíbe a utilização de armas, projéteis e materiais que causem danos supérfluos [3]. Ele também não permite a adoção de procedimento e o emprego de armamento que provoque danos extensos, O Maj Com Pessanha, do Exército duráveis e graves ao Brasileiro, formado na AMAN em meio ambiente [3].

1993, é mestrando pelo Programa O Protocode Pós-graduação em Aplicações lo estabelece que as Operacionais – PPGAO (ITA) na área de Análise Operacional. operações militares Possui cursos de Guerra Eletrônica devem poupar a porealizados no Exército (CIGE), o pulação civil [3]. Para Curso Operacional de Guerra isso, determina que Eletrônica (GITE), Curso de Especialização em Análise de os planejadores ajam Ambiente Eletromagnético (GITE/ com precaução quanITA), os dois últimos realizados na to à escolha dos meios Força Aérea Brasileira e conclusão do e métodos de ataque, mestrado no ITA na área de Análise Operacional e estar cursando o de forma a minimizar Curso de Comando e Estado-Maior os danos colaterais [3]. da Escola de Comando e EstadoAinda no conMaior do Exército - ECEME) texto do desenvol-

vimento de táticas, Maltz [4] alerta para a adequação dos equipamentos durante o combate. Para ele, isso ocorre devido à transição sofrida por uma Força Armada, do tempo de paz para Luís Gonzaga Trabasso, possui o tempo de guerra [4]. graduação em Engenharia MecâSegundo Maltz nica pela Universidade Estadual [4], as guerras geralPaulista Júlio de Mesquita Filho mente terminam antes (1982), mestrado em Engenharia e Tecnologia Espaciais pelo que as transformações Instituto Nacional de Pesquisas sejam completadas.

Espaciais (1985) e doutorado em Maltz [4] ressalta que a Mechanical Engineering - Louadequação dos meios ghborough University (1991). É graduado em Teologia pela Fadurante o combate culdade Dehoniana (2008). Atué um processo caro, almente é Professor Associado da pois compromete viDivisão de Engenharia Mecânica das e desperdiça temdo Instituto Tecnológico de Aeronáutica. Suas áreas de pesquisa po nas fases iniciais de são Desenvolvimento Integrado um conflito. de Produtos - DIP - e MecatrôPara permitir nica, com ênfase em automação maior sintonia com industrial e robótica. as reais exigências da guerra, de modo a atender antecipadamente suas demandas e diminuir o retrabalho, Maltz [4] estimula o emprego de ferramentas da qualidade. Assim, o presente estudo, ao abordar a tática como um produto a ser disponibilizado às tropas, propõe a aplicação do método Quality Function Deployment (QFD), Desdobramento da Função Qualidade, com o objetivo de conferir um elevado grau de qualidade percebida às ações bélicas.

A seguir, o QFD elaborado em apoio à concepção de táticas é apresentado, seguido da análise da proposta sob o enfoque da fronteira da produtividade.

II. QFD PROPOSTO O método QFD foi desenvolvido no Japão durante a década de 60. Originalmente, tinha os objetivos de garantir a qualidade e auxiliar o processo de desenvolvimento do novo produto, de modo a traduzir e trans-

mitir as necessidades e desejos do cliente desde a fase de projeto [5]. Na década de 80, o QFD começou a ser utilizado na Europa e nos Estados Unidos, em virtude do seu potencial e do aumento da competição em escala mundial [5].

De acordo com Cheng [5], o método chegou ao Brasil nos anos 90 e atualmente, além de estar sendo direcionado à etapa inicial do ciclo de vida do desenvolvimento e planejamento de produto, também tem sido empregado nos trabalhos relativos a produtos menos tangíveis, como serviços e software.

A aplicação do QFD na concepção e desenvolvimento de táticas exigiu a elaboração de um modelo conceitual específico. Para isso, foi necessário envolver aspectos relacionados à definição de tática. Para Degen [6], por exemplo, as táticas dependem do tipo de unidade, equipamento, missão, localização geográfica e outros fatores.

O manual de operações do Exército dos Estados Unidos, FM 3-0 (Apud [6]), considera que as táticas, além de variarem com o terreno e outras circunstâncias, mudam frequentemente conforme o inimigo reage e as forças amigas exploram novas abordagens. Por sua vez, como parte da sistematização do estudo de uma situação de combate, o manual de campanha C 100-5 do Exército Brasileiro [7] denomina como fatores da decisão a missão, o inimigo, o terreno e as condições meteorológicas, os meios e o tempo.

O presente trabalho visualiza a tática como uma série de procedimentos que visam à obtenção da vantagem no confronto direto com o oponente [1]. Além disso, considera que os procedimentos dependem dos fatores evidenciados nos dois parágrafos anteriores.

No QFD proposto, a construção do modelo conceitual está baseada nos esquemas apresentados nas Figuras 1 e 2. Na Figura 1, os fatores envolvidos na definição das táticas são relacionados, enquanto, na Figura 2, o sentido inverso do fluxo de combate é estabelecido.

Na Figura 1, com exceção dos equipamentos, a proposta encapsula todos os outros fatores que influenciam a tática, segundo Degen [6], em um conjunto denominado Missão – sentido amplo. Considera-se que esses fatores caracterizam a missão no seu sentido mais amplo e exercem influência na seleção dos equipamentos, nos procedimentos a serem adotados e nas exigências da opinião pública mundial.

Figura 1 – Fatores que influenciam a tática.

Ainda na Figura 1, o fator equipamento é tratado separadamente da missão, pois possui forte relacionamento com a implementação dos procedimentos que compõem a tática e consequentemente com os resultados obtidos. A interação evolutiva entre os procedimentos e os equipamentos retrata a dinâmica abordada por Longo [2] nesse trabalho, que envolve as necessidades operacionais e as tecnologias.

Não explicitada por Degen [6], a opinião pública é inserida na Figura 1 como um fator que, além de ser afetado pela missão no sentido amplo, exerce influência sobre os procedimentos e os equipamentos a serem empregados, de forma a indicar a qualidade exigida.

De acordo com a recomendação de Cheng [5], o QFD para auxiliar a concepção e o desenvolvimento de táticas foi elaborado a partir do sentido inverso do fluxo de combate. No sentido do fluxo de combate, ilustrado na Figura 2, os procedimentos e os equipamentos, após serem empregados (combate), geram resultados que sofrem uma posterior e cada vez mais imediata avaliação da opinião pública.

Também na Figura 2, agora no sentido inverso do fluxo, a qualidade exigida pela opinião pública fornece os requisitos do combate para um conflito especificado no conjunto Missão - sentido amplo (Figura 1). Em seguida, ocorre o desdobramento dos requisitos do combate em características dos procedimentos e dos equipamentos, de modo a auxiliar a definição do conjunto de procedimentos que compõem as táticas e dos equipamentos a serem utilizados. A linha tracejada sobre o sentido inverso do fluxo de combate delimita a abrangência do modelo conceitual do QFD proposto.

Figura 2 - Fluxo de combate.

O modelo conceitual apresentado na Figura 3 desdobra a casa da qualidade em características dos equipamentos e características dos procedimentos, de forma similar ao sentido inverso do fluxo de combate.

Nele, os requisitos do usuário estão descritos como qualidades exigidas no combate, com o objetivo de retratar as demandas da opinião pública mundial relacionadas às ações bélicas. Por sua vez, os requisitos de projeto estão denominados como requisitos do combate.

A Figura 4 descreve a Casa da Qualidade utilizada na proposta em questão. Inicialmente, no Campo I, são definidas as qualidades exigidas no combate. O Campo II apresenta o planejamento da qualidade. Nele, consta a avaliação de desempenho do exército alvo de estudo desse trabalho (exército – hoje), assim como a dos exércitos destaques regional e mundial. No tópico planejamento, o planejamento da qualidade descreve os valores relativos ao plano de qualidade, argumento de profissionalismo e o índice de melhoria.

O argumento de profissionalismo, localizado no Campo II da Figura 4, permite que um exército concentre esforços na obtenção do reconhecimento, por parte da comunidade internacional, do alto grau com que atende a determinadas qualidades exigidas, um fator relevante por ocasião da designação de uma Força Armada para o cumprimento de missões de paz da ONU. Portanto, o argumento de profissionalismo substitui o argumento de venda no planejamento da qualidade de um produto e tem o objetivo de evidenciar as qualidades exigidas no combate a serem percebidas mundialmente como atributos de um exército.

Figura 3 – Modelo conceitual proposto [5].

Figura 4 – Casa da Qualidade (Matriz 1) [8].

Após a execução do planejamento da qualidade, os requisitos do combate são extraídos das qualidades exigidas e registrados no Campo III da Casa da Qualidade [5] apresentado na Figura 4. Segundo Amaral [9], o processo de extração permite a definição dos requisitos

do projeto (requisito do combate) que traduzem a habilidade do produto em satisfazer os requisitos dos usuários (qualidades exigidas).

Para Back [8], os requisitos de projeto (requisitos do combate) desempenham um importante papel no que tange à satisfação dos usuários e solução de problemas, pois estabelecem os parâmetros, grandezas, funções e restrições, entre outros atributos do produto, o que possibilita o mapeamento dos problemas técnicos inerentes a um determinado contexto.

Na sequência do método, são definidas as intensidades dos relacionamentos existentes no Campo IV da Figura 4, entre as qualidades exigidas e os requisitos do combate. No preenchimento do Campo IV, as peculiaridades da missão devem ser levadas em consideração, para que as intensidades transmitam ao QFD os fatores intrínsecos à batalha.

Após o relacionamento entre as qualidades exigidas e os requisitos do combate, inicia-se o processo de conversão. O processo de conversão é utilizado para transmitir a importância das qualidades exigidas para os requisitos do combate. Portanto, de acordo com Cheng [5], os requisitos de projeto (requisitos do combate) são priorizados em função das necessidades dos usuários (qualidades exigidas).

No próximo passo, busca-se estabelecer a qualidade projetada. Ela é registrada no Campo VI (Figura 4) e contempla a comparação entre os requisitos de projeto (requisitos do combate) do produto atual da empresa (exército hoje) e os dos concorrentes (exército destaque mundial), como também a métrica utilizada e o valor meta de desempenho estabelecido para cada requisito de projeto (requisito do combate) do novo produto (tática) [8].

As informações contidas nas interações registradas no telhado da casa da qualidade (Campo V da Figura 4) são consideradas por ocasião da definição do valor meta de desempenho de cada requisito de projeto (requisito do combate) [8]. O telhado da casa da qualidade é formado por uma matriz que permite a análise sobre o quanto a alteração de um requisito de projeto (requisito do combate) influencia o comportamento dos outros [5].

Ele possibilita a identificação de situações conflitantes, de difícil otimização em relação à qualidade exigida, como também das que interagem de forma positiva [10].

Ao término de sua construção, a Casa da Qualidade é desdobrada em outras matrizes, de forma a conferir ao método QFD uma maior capacidade de detalhamento. Os procedimentos utilizados nas diferentes matrizes, estabelecidas pelas versões mais conhecidas do QFD, são os mesmos realizados por ocasião da construção da Casa da Qualidade [11].

Na Figura 3, respectivamente nas matrizes 2 e 3, as características dos equipamentos e procedimentos são extraídas dos requisitos do combate com maiores pesos e priorizadas. De forma semelhante à seleção dos requisitos do combate para as matrizes 2 e 3, as características dos equipamentos e procedimentos são herdadas pela matriz 4, a partir da ordem decrescente dos respectivos pesos relativos.

Além de estar presente na casa da qualidade, o telhado foi inserido nas matrizes 2 e 3. Nelas, ele tem a finalidade de evidenciar, respectivamente, as caracteSpectrum

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rísticas dos equipamentos e as dos procedimentos que podem ser integradas por interagirem positivamente, ou equilibradas por configurarem uma situação conflitante.

O modelo proposto faz uso da matriz 4, Figura 3, para relacionar as características dos equipamentos resultantes da matriz 2 com as características dos procedimentos provenientes da matriz 3. Em cada célula de relacionamento da matriz 4, o valor a ser atribuído é definido pela intensidade com que as características dos equipamentos e procedimentos interagem positivamente quanto à possibilidade de implementação conjunta.

Na matriz 4, os pesos absolutos das características dos procedimentos são herdados da matriz 3. A matriz 4 prioriza as características dos equipamentos em função dos pesos relativos das características dos procedimentos, da quantidade e do grau de intensidade dos relacionamentos estabelecidos.

Assim, procura-se compor a tática e definir as características dos equipamentos necessários a sua implementação, de modo a contribuir para a eficácia do treinamento da tropa, a seleção dos equipamentos a serem adquiridos e, consequentemente, a orientação da aplicação dos recursos financeiros.

A matriz morfológica apresentada no Quadro 1, passo seguinte à aplicação do QFD na concepção e desenvolvimento de táticas de combate, é utilizada para a geração de alternativas. Ela reúne as características dos equipamentos resultantes da matriz 4. Para cada característica são relacionadas alternativas de equipamentos capazes de implementar a tática.

Provenientes da matriz 4, as características dos procedimentos foram inseridas na matriz morfológica (Quadro 1) para destacar as possibilidades de emprego de cada equipamento em apoio às diferentes ações. A matriz morfológica torna possível o registro visual dos equipamentos capazes de implementar as táticas, assim como estabelece condições favoráveis para a combinação e geração de novos meios e procedimentos de combate.

Atualmente, diante do ritmo acelerado do desenvolvimento tecnológico, o QFD proposto e a matriz morfológica contribuem para as inovações táticas, o que inclui a inserção de tecnologias de uso dual (civil e militar).

A proposta em questão busca posicionar o esforço de desenvolvimento na fronteira da produtividade. O uso do QFD contribui para a antecipação das demandas de um combate e a consequente diminuição do retraba-

Figura 5 – Fronteira da produtividade [16].

lho nas fases iniciais dos conflitos armados, como sugere Maltz [4] na introdução do artigo.

A utilização dos veículos High Mobility Multipurpose Wheeled Vehicle (HUMVEE) no ano de 2003 na Guerra do Iraque, por exemplo, teve uma baixa qualidade percebida pelos combatentes. Segundo Atkinson [17], após uma prática de reação à emboscada, nos dias que antecederam a invasão do Iraque, foi dada a ordem para os soldados norte-americanos colocarem uma única camada de sacos de areia no assoalho dos veículos, visualizados na Figura 6, com o intuito de protegê-los contra explosões de minas terrestres.

Os HUMVEE também despertaram a atenção do economista Joseph Eugene (Apud [18]), ganhador do Prêmio Nobel de Economia em 2001 e Professor da Columbia University. Eugene afirma que apenas em 2007, quatro anos depois do início da guerra e após a morte de 1.500 soldados em virtude das minas terrestres no Iraque, o Pentágono decidiu substituir a frota de 18.000 HUMVEE por veículos concebidos para suportar os explosivos [18].

A Figura 7 mostra o veículo Mine Resistant Ambush Protected (MRAP) utilizado atualmente no Iraque e no Afeganistão em substituição ao HUMVEE [19]. Os MRAP diferem-se dos HUMVEE pela maior proteção que oferecem aos soldados em relação às explosões de minas terrestres e aos improvised explosive device (IED), devido à quantidade e espessura de sua blindagem [19].

Na Figura 8, é enfatizado o efeito de uma explosão sob os veículos MRAP e HUMVEE. No MRAP, à esquerda, o escudo defletor inferior direciona a explosão para os lados, longe da tripulação [20]. No HUMVEE, ao contrário, o sopro da explosão é lançado na direção dos tripulantes [20].

Figura 6–Veículo HUMVEE [18].

Quadro 1 – Matriz morfológica.

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Figura 7–Veículo MRAP [21].

Figura 8 – Escudo defletor inferior [20].

A preferência pelos MRAP demonstra que a necessidade de meios blindados, nos combates das tropas norte-americanas no Iraque e no Afeganistão, ainda prevalece em relação ao requisito de alta mobilidade privilegiado na concepção do HUMVEE, provavelmente devido à qualidade exigida no combate referente à redução da quantidade de baixas das tropas amigas. A escolha mostra a dificuldade de conciliar alta mobilidade e blindagem em uma mesma plataforma.

IV. CONCLUSÃO O trabalho propôs o uso do QFD em prol da qualidade do combate. Inicialmente, foram feitas considerações sobre a proposta. Em seguida, a análise sob o enfoque da fronteira da produtividade mostrou que o método é factível.

O QFD proposto traduz a qualidade exigida em requisitos do combate, características dos equipamentos e procedimentos; favorece a rastreabilidade das informações e fornece uma lógica estruturada de raciocínio para o grupo de trabalho. O método permite o aumento da qualidade percebida das táticas e a identificação das tendências de desenvolvimento.

A forma compacta e altamente visual das matrizes do QFD, além de armazenar uma grande quantidade de dados, confere um considerável poder de comunicação, o que auxilia o acúmulo de conhecimento por parte de uma organização militar. O QFD possibilita um maior entrosamento dos participantes e promove um estudo mais profundo das características dos procedimentos e equipamentos.

A utilização do método tem o potencial para robustecer os esforços de concepção de táticas nacionais com alta qualidade percebida, o que pode tornar uma Força Armada referência mundial nessa questão e colocá-la em posição vantajosa quanto à assimetria conceitual.

REFERÊNCIAS [1] BRASIL. Ministério da Defesa. Comando da Aeronáutica. Comando-Geral de Operações Aéreas. NSCA 5002: Plano estratégico de guerra eletrônica. Brasília: COMGAR, 2006.

[2] LONGO, W. P. Tecnologia Militar: conceituação, importância e cerceamento. Tensões Mundiais, Fortaleza, v.3, n.5, p.111-143, dez. 2007.

[3] PROTOCOLO I adicional às convenções de Genebra de 12 de agosto de 1949 relativo à protecção das vítimas dos conflitos armados internacionais. Conferência diplomática sobre a reafirmação e o desenvolvimento do direito internacional humanitário aplicável aos conflitos armados. 8 Jun. 1977.

[4] MALTZ, R. S. Quality leadership as maneuver warfare: a method of instructing and implementing total quality leadership” in the Armed Forces. Quality in War-

fighting. mai - jun. 1997.Disponível em: <http://www. dau.mil/pubs/pm/pmpdf97/maltz.pdf>. Acesso em: 11 jun. 2009.

[5] CHENG, L. C.; MELO FILHO, L. D. R. QFD: desdobramento da função qualidade na gestão de desenvolvimento de produtos. São Paulo: Blucher, 2007.

[6] DEGEN, E. J. O gerenciamento do conhecimento pela força geradora. Militar Review, Kansas, edição brasileira, p.57-67, nov./dez. 2008.

[7] BRASIL. Ministério da Defesa. Comando do Exército.

C 100-5: Operações. 3. ed. Brasília: EGGCF, 1997. Manual de Campanha.

[8] BACK, N. et al. Projeto integrado de produtos: planejamento, concepção e modelagem. Barueri, SP: Manole, 2008.

[9] AMARAL, D. C. et al. Gestão de desenvolvimento de produtos: uma referência para a melhoria do processo.

São Paulo: Saraiva, 2006.

[10] ROTONDARO, R. G. Seis sigma: estratégia gerencial para a melhoria de processos, produtos e serviços. 1. ed.

São Paulo: Atlas, 2008.

[11] PEIXOTO, M. O. da C. Uma proposta de aplicação da metodologia Desdobramento da Função Qualidade (QFD) que sintetiza as versões QFD-estendido e QFD das quatro ênfases. 1998. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) –Engenharia de Produção, Universidade de São Paulo, São Carlos.

[12] BOPE ganha novo equipamento com pá. Redação SRZD, Rio de Janeiro, 12 ago. 2009. Disponível em:< http://www.sidneyrezende.com/noticia/50887+bope+g anha+novo+equipamento+com+pa>. Acesso em: 14 mai. 2010.

[13] ARSENAL de Guerra de São Paulo adapta Urutu para emprego no Haiti. Exército Brasileiro, Brasília, 10 out. 2008. Disponível em: <http://www.exercito.gov. br/05notic/paineis/2008/10out/blindados.html>. Acesso em: 05 jun. 2009.

[14] SILVA, R. Urutu III terá torre não tripulada. Defesa BR, 13 abr. 2009. Disponível em: <http://defesabr.com/ blog/index.php/13/04/2009/urutu-iii-tera-torre-nao-tripulada/>. Acesso em: 05 jun. 2009.

[15] KONRAD, K. Urutus no Haiti recebem blindagem especial. Defesa@net, 28 nov. 2006. Disponível em: <http://www.defesanet.com.br/zz/v_cont_30.htm>.

Acesso em: 05 jun. 2009.

[16] DAMIANI. J. H. de S. As estratégias empresariais. In: PALESTRA DA DISCIPLINA MB 238 GESTÃO ESTRATÉGICA DA INOVAÇÃO TECNOLÓGICA APRESENTADA AOS ALUNOS DA PÓS-GRADUAÇÃO DO INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA, 2009, São José dos Campos. Anais eletrônicos... São José dos Campos: Spectrum

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ITA, 2009.

[17] ATKINSON, R. Na companhia de soldados: o dia-adia da guerra do Iraque. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2008.

[18] Dossiê – cinco anos da invasão norte-americana ao Iraque: O verdadeiro custo da guerra. Área de Trabalho, Curitiba, 28 fev. 2008. Disponível em: <http://areadetrabalho.wordpress.com/2008/02/28/>. Acesso em: 05 jun. 2009.

[19] MELLO, P. C. Missão dos EUA enfrenta armadilhas no Afeganistão: em meio a emboscadas em terreno hostil, soldados cortejam aliança com colegas afegãos. O Estado

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de São Paulo, São Paulo, 26 jul. 2009. Disponível em: <http://www.estadao.com.br/estadaodehoje/20090726/ not_imp408516,0.php>. Acesso em: 12 set. 2009.

[20] BROOK, T. V. MRAPs can’t stop newest weapon.

GlobalSecurity.org In the News, Washington, 31 mai.

2007. Disponível em:< http://www.globalsecurity.org/ org/news/2007/070531-mraps.htm>. Acesso em: 11 ago. 2009.

[21] BEJTLICH, R. MRAPs lose to arms race. TaoSecurity, 31 mai. 2007. Disponível em: <http://taosecurity.blogspot.com/2007/05/mraps-lose-to-arms-race.html>. Acesso em: 11 ago. 2009.

21 SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL: UMA FERRAMENTA ESSENCIAL PARA A FORÇA AÉREA BRASILEIRA TCel Av Hélcio Vieira Junior

I - INTRODUÇÃO “Essentially, all models are wrong, but some are useful” [1].

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uando se ouve a palavra simulação dentro de uma unidade da Força Aérea Brasileira (FAB), normalmente os interlocutores estão se referindo a simuladores de voo utilizados para adaptação e treinamento de emergências. Porém, este não é o único tipo de simulação existente! Para falarmos de simulação, é necessário definir previamente o que seja um modelo.

Modelo, segundo o Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD), é uma representação física, matemática ou lógica de um sistema, entidade, fenômeno ou processo. Como os modelos de um sistema são sempre uma simplificação do mesmo, estes são utilizados quando é muito caro, impossível ou impraticável realizar experimentos com o sistema real. Os diversos tipos de modelos são: • Físicos - quando se constrói, por exemplo, um modelo em escala de uma aeronave para testá-lo em um túnel de vento; • Matemáticos - quando se representa um sistema em termos de relações lógicas e quantitativas.

Talvez o modelo matemático mais conhecido seja , o qual descreve a relação quantitativa entre energia e massa.

Simulação é a operação/experimentação de um modelo de um sistema com o O Maj Av Hélcio Vieira Junior é líder de Esquadrão de Caça e objetivo de compreeninstrutor da aeronave A-1, com der o comportamento mais de 1000 horas de caça. do sistema e/ou avaConcluiu o CFOAv em 1991.

Possui o curso básico de GE – liar diversas estratégias 1998, Mestrado em Engenharia para operação do objede Produção com ênfase em to em estudo.

Pesquisa Operacional, na COPPE/UFRJ (2003), Extensão Assim como os em Gerência de Projetos pela modelos, as simulações Fundação Getúlio Vargas (2004) são de vários tipos: e atualmente é doutorando em Análise Operacional pelo programa PPGAO no ITA.

• Determinística - quando os resultados do modelo simulado são sempre iguais para uma certa entrada. Os simuladores de voo mencionados anteriormente se enquadram nesta categoria: para uma certa altitude, velocidade, pressão atmosférica, vento, etc., o raio de curva nivelada será sempre o mesmo, independentemente de quantas vezes simulemos a curva; • Estocásticos - quando os resultados do modelo simulado são influenciados pelo acaso. Um exemplo (não existente) seria um simulador de voo que levasse em consideração o atrito causado pela qualidade da pintura da aeronave. Como cada aeronave da frota tem uma pintura diferente das demais, isto faz com que, no mundo real, cada aeronave tenha um raio de curva individual (talvez a diferença entre os raios de curva seja apenas alguns centímetros - muito pequena se comparada com a média dos raios de curva de todas as aeronaves da frota que é medida em milhas náuticas). A implementação desta característica em uma simulação faria com que cada vez que a simulação fosse iniciada, a aeronave tivesse um raio de curva individualizado (mas dentro da realidade dos raios de curva das aeronaves do mundo real).

O objetivo deste artigo é descrever os benefícios possíveis de serem alcançados pelo setor operacional da Força Aérea Brasileira com o uso da simulação estocástica.

O artigo está estruturado da seguinte maneira: na próxima seção a simulação estocástica será aprofundada.

Na seção três abordaremos problemas reais da FAB que poderiam ser estudados mais intensamente com o uso da simulação e a seção quatro concluirá o trabalho.

II. SIMULAÇÃO ESTOCÁSTICA “The idea behind the Monte Carlo approach ... is to [replace] theory by experiment whenever the former falters” [2].

Conforme comentado anteriormente, modelos são abstrações (simplificações) da realidade. Porém, uma das simplificações normalmente utilizada - a de que o sistema modelado é determinístico - não se aplica no contexto militar. Isto se deve ao fato de que “a guerra é intrinsecamente imprevisível. Na melhor das hipóteses, nós podemos esperar determinar possibilidades e probabilidades” [3]. Este é o principal argumento que nos ba-

seamos para defender a ideia de que o tipo de simulação que mais se adéqua ao cenário militar é a estocástica.

Mas afinal, o que é uma simulação estocástica?

Vamos responder esta pergunta com um exemplo bem simples. É sabido por todos que, se jogarmos uma moeda não viciada, a chance (probabilidade) de termos uma cara é de 50%. Se jogarmos duas moedas, a probabilidade de termos duas caras é de 25%. Iremos utilizar este artifício (moeda) para realizarmos uma pequena simulação.

Suponhamos que é desejado atacar 10 alvos e que se tem disponível 10 aeronaves A-1 para realizar esta missão. Suponhamos, também, que nossa inteligência avaliou os alvos e disse que cada A-1 tem 50% de chance de destruir o alvo em um ataque e que, como os alvos possuem defesa antiaérea, as aeronaves têm 25% de chance de serem abatidas antes de realizar o ataque.

Como temos 10 A-1 e 10 alvos, cada aeronave atacará um alvo. Recorrendo à ideia apresentada sobre como associar probabilidades com o lançamento de moedas, iremos jogar duas moedas e, caso tenhamos duas caras, assumiremos que o A-1 que iria atacar o primeiro alvo foi abatido (lembre-se que a probabilidade de termos duas caras é igual à probabilidade da antiaérea destruir a aeronave atacante: 25%). Caso não tenhamos duas caras (o A-1 não foi abatido), iremos simular o ataque ao alvo: jogaremos desta vez apenas uma moeda e, caso tenhamos cara (50% de probabilidade - igual à probabilidade do A-1 destruir o alvo), assumiremos que o alvo foi destruído. Repetiremos este procedimento 10 vezes (para os dez alvos). No final, teremos três possibilidades: a) Todos os alvos foram destruídos; b) Todas as aeronaves foram abatidas; e c) Algumas aeronaves foram abatidas e/ou alguns alvos foram destruídos.

No caso das opções (a) e (b), terminamos a simulação e anotamos os resultados. No caso da opção (c), repetiremos o procedimento com os alvos e aeronaves restantes, alocando mais de uma aeronave por alvo ou então deixando alguns alvos sem serem atacados (no caso de termos, respectivamente, mais e menos aeronaves que alvos). Suponha que o acaso fez com que, na nossa simulação, 4 dos 10 alvos fossem destruídos no primeiro ataque e que nenhuma aeronave fosse derrubada.

No segundo ataque, 3 dos 6 alvos restantes foram destruídos e perdeu-se 4 aeronaves. No ataque final, os 3 alvos restantes foram destruídos e 2 das 6 aeronaves sobreviventes foram perdidas. No computo final, destruímos todos os alvos e perdemos 6 aeronaves. Se repetirmos este procedimento muitas vezes, a Lei dos Grandes Números (vide qualquer bom livro de estatística) nos garantirá que a proporção da frequência de sucessos em relação ao número total de tentativas será uma boa estimativa da probabilidade de sucesso.

Nós repetimos este procedimento 100.000 vezes (Devido ao grande número de repetições, não realizamos a simulação manualmente, mas sim com o auxílio de um computador) e os resultados encontram-se na figura 1 - parte superior. Observe que em aproximadamente 3% das vezes todos os A-1 foram abatidos antes de conseguirem destruir todos os alvos (coluna com o valor 0 no eixo das abscissas). Logo, temos aproximadamente 97% de probabilidade de conseguir com 10 A-1 destruir todos os alvos. Além desta informação, temos várias outras que podem ser deduzidas do gráfico: em 50% das vezes que simulamos o engajamento, tivemos mais que 5 aeronaves sobreviventes (mediana); existe 26,4% de probabilidade de que 7 aeronaves ou mais sobrevivam (soma das probabilidades das últimas quatro colunas); a probabilidade de menos de 2 aeronaves sobreviverem é de 6,8% (soma das probabilidades das primeiras duas colunas); ...

Suponha que o Comandante ache que estes alvos são muito importantes e que 97% de probabilidade

Figura 1 - Distribuição empírica de probabilidades do número de aeronaves sobreviventes para diferentes números iniciais de aeronaves. Número de simulações (réplicas): 100.000.

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de sucesso é pouco. Ele nos pede para oferecer alternativas para o ataque. Tais alternativas são as simulações do centro e da parte inferior da figura 1. Ao analisá-las, o Comandante opta por realizar o ataque com 15 aeronaves, pois ficou satisfeito com 99,9% de probabilidade de sucesso.

Como pôde ser observado pelo exemplo fornecido, a simulação estocástica não “afirma” qual será o número de aeronaves sobreviventes e sim associa probabilidades a essa resposta.

III. SIMULAÇÃO E SEUS POSSÍVEIS USOS NA FAB “Anything other than war is simulation” [4]

III.1. A SIMULAÇÃO NA FORÇA AÉREA AMERICANA A Força Aérea Americana (USAF) possui o Warfighting Integration and Chief Information Officer (SAF/ CIO A6), comandando por um oficial general de três estrelas, cuja missão é permitir o comando e controle das forças através da antecipação de situações, capacidades e limitações. Para tanto, uma das suas organizações é a Air Force Agency for Modeling and Simulation - AFAMS [5].

A AFAMS tem como parte da sua missão assegurar uma apropriada representação do ar, espaço e cyber-espaço na simulação, além de integrar e assegurar a interoperabilidade dos modelos e simulações da USAF. Listaremos, a seguir, alguns dos sistemas de simulação estocástica utilizados pela Força Aérea Americana: • BRAWLER [6]: simula o combate aéreo entre vários caças em cenários dogfight e além do alcance visual (BVR).

O usuário decide as características dos pilotos, incluindo: missão e doutrina tática; agressividade; capacidade percebida do inimigo; tempo de reação e qualidade das decisões tomadas. O programa pode simular até 80 combatentes em 10 diferentes tipos de aeronaves; • ESAMS [7]: simula a interação entre um sistema de defesa aérea baseado em mísseis (SAM) e um único alvo.

Destina-se principalmente à inferência da capacidade dos sistemas soviéticos, porém, também inclui os sistemas CADS1, VT1, Roland2, Roland3, Crotale e IHAWK; • EADSIM [8]: simula o engajamento muitos-contra-muitos de mísseis e aeronaves. É destinado a modelar o desempenho e predizer a efetividade de mísseis balísticos, mísseis terra-ar, aeronaves e mísseis de cruzeiro em uma variedade de cenários desenvolvidos pelo usuário; • JSAF [9]: simula entidades (homens da infantaria, carros de combate, aeronaves, munições, prédios e sensores) que interagem individualmente e podem ser controladas separadamente ou organizadas em unidades apropriadas para uma dada missão. É utilizado para experimentos virtuais com seres humanos no controle (human-in-theloop) que rotineiramente empregam mais de 100.000 entidades simultaneamente.

III.2. POSSIBILIDADES DE USO NA FAB Existem diversas atividades na FAB que poderiam ser aperfeiçoadas com o auxílio do uso de simulações no seu ciclo decisório. Listaremos abaixo alguns exemplos: • LOGÍSTICA  Sempre ouvimos falar que a redução do número de projetos (tipos de aeronaves) reduziria o custo de operação do COMGAR como um todo. Porém, sempre ficam algumas dúvidas: reduziria quanto? em quanto tempo? qual o impacto negativo que isto ocasionaria?  Existiria alguma política de compras de suprimentos melhor do que a atualmente empregada? Com o uso da política atual e/ou outras, qual é a disponibilidade esperada? Quais são os itens que mais impactam na indisponibilidade?

• PESSOAL  Recentemente houve uma mudança na lei que determina o número máximo de militares na ativa. Como otimizar e/ou equilibrar a distribuição dos novos militares entre os diversos postos, quadros, graduações e funções?  Dado uma demanda futura por determinado quadro e/ou especialidade e conhecendo-se o histórico de atrito durante as várias fases da carreira, qual o número ideal de vagas nas respectivas escolas de formação/adaptação a cada ano?

• OPERACIONAL  Devido ao alto custo de mísseis, é impraticável a elaboração de doutrinas de combate arar baseando-se em tiros reais. Não podemos também acreditar cegamente que as táticas ensinadas por nações amigas sejam as melhores. Qual o melhor conjunto de táticas para combate aéreo contra diferentes tipos de aeronaves inimigas?  O ciclo de Comando e Controle que está sendo implementado atualmente é o melhor para a nossa realidade de guerra? Quantas pessoas colocar em cada função? Todas as fases utilizadas são necessárias? Qual o impacto de aumentar-se o tempo do ciclo em 25% ou diminuí-lo em 10%? Do tempo total, qual porcentagem alocar para cada fase? Qual fase tem maior impacto na execução do ciclo?  No problema de alocação de aeronaves a alvos, qual o impacto na campanha a longo prazo se aumentarmos a proporção de aeronaves de escolta em relação aos atacantes? Dada uma aeronave multi-função (FX-2), para a fase Spectrum

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de interdição, é melhor utilizá-la como escolta ou ataque?  Dadas diferentes probabilidades de destruição de alvos, limitado número de armamentos inteligentes e incerteza na localização da defesa aérea inimiga, qual combinação aeronave-armamento alocar para cada alvo?

A simulação de um problema como os listados acima deve ser percebida como uma ferramenta de apoio à decisão e não como a decisão por si mesma.

Nem sempre a alternativa com a maior probabilidade de sucesso será a melhor opção. Devido a fatos não incluídos na simulação (lembre-se que a simulação é uma simplificação do problema), o comandante pode optar pela segunda ou terceira melhores alternativas. Por exemplo: no problema da determinação da proporção de aeronaves de escolta em relação aos atacantes, a simulação poderia indicar que a alternativa com maior probabilidade de sucesso seja 1 escolta para cada 5 atacantes seguida por 1 escolta para cada 4 atacantes como segunda melhor alternativa. Devido a um informe da inteligência de que haveria maior chance de oposição do inimigo naquele dia, o comandante pode optar por colocar mais escoltas na missão (segunda alternativa).

IV. CONCLUSÃO Este artigo descreveu os benefícios possíveis de serem alcançados pelo setor operacional da Força Aérea Brasileira com o uso da simulação estocástica.

Na seção dois a simulação estocástica foi aprofundada e na seção três abordou-se problemas reais da FAB que poderiam ser estudados mais intensamente com o uso da simulação.

A simulação estocástica não “afirma” e nem “prediz” o futuro e sim associa probabilidades a diferentes possíveis alternativas, facilitando, desta maneira, o processo decisório. Este tipo de resultado é de grande valia para a análise de possíveis alternativas em situações denominadas pelos americanos de fog of war: a incerteza da guerra.

“The purpose of computing is insight, not numbers” [10].

Agradecimentos Aos Tenente Coronéis Aviadores Henrique Costa Mar-

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ques e Ramez Andraus Junior, excelentes profissionais e colegas de turma, pela revisão deste texto e excelentes sugestões de melhorias.

REFERÊNCIAS [1] BOX, G. E.; DRAPER, N. R. Empirical Model-Building and Response Surfaces. Wiley, 1987.

[2] HAMMERSLEY, J. M.; HANDSCOMB, D. C. Monte Carlo Methods. Norwich: Fletcher & Son Ltd., 1964.

[3] US Marine Corps. Warfighting. Washington: 1997.

[4] YILMAZ, L. Toward Systems Engineering for Agent-Directed Simulation. In: L. Yilmaz, & T. Ören (Eds.), AgentDirected Simulation and Systems Engineering. Wiley: 2009.

[5] USAF. (2010a). Air Force Agency for Modeling and Simulation. Disponível em: <http://www.afams.af.mil>.

Acesso em: 07 ago. 2010.

[6] USAF. (2010b). SURVIAC: Survivabiltiy/Vulnerability Information Analysis Center. Disponível em: <http:// www.bahdayton.com/surviac/brawler.htm>. Acesso em: 07 ago. 2010.

[7] USAF. (2010c). SURVIAC: Survivabiltiy/Vulnerability Information Analysis Center. Disponível em: <http:// www.bahdayton.com/surviac/esams.htm>. Acesso em: 07 ago. 2010.

[8] Teledyne Brown Engineering. (2010). Extended Air Defense Simulation. Disponível em: <http://www.eadsim.com/>. Acesso em: 07 ago. 2010.

[9] United States Joint Forces Command. (2010). Joint Semi-Automated Forces (JSAF) . Disponível em: <http:// www.jfcom.mil/about/fact_jsaf.html>. Acesso em: 07 ago. 2010.

[10] Hamming, R. W. Introduction to Applied Numerical Analysis. Taylor & Francis. 1988.

25 O LASER E SUAS IMPLICAÇÕES COMO DESIGNADOR DE ALVOS

Cap Av Marcelo Bittencourt Vautier Franco 1º/10º Grupo de Aviação

I - INTRODUÇÃO

II. CLASSIFICAÇÃO

entre os novos equipamentos que a FAB adquiriu para aumentar sua capacidade operacional está o pod Litening, um designador LASER produzido pela empresa Rafael que está sendo implantado pelo 1º/10º GAV [1].

O uso do equipamento na FAB insere o Brasil no grupo dos países que operam designadores.

Mas, juntamente com o aumento da operacionalidade, deve haver a preparação para os perigos relacionados ao LASER. A palavra LASER é a abreviação de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que significa luz amplificada por emissão estimulada de radiação. A luz LASER possui algumas características que a difere da luz comum [2]: 1) É monocromática, ou seja, apenas um dado comprimento de onda pode ser amplificado; 2) É direcional, o que é consequência direta do fato de que o meio ativo é posto entre uma cavidade ressonante, ou seja, apenas a propagação da onda numa direção ortogonal aos espelhos pode ser sustentada pela cavidade; 3) O brilho de um feixe LASER, que é a potência emitida por área superficial e por ângulo sólido, é extremamente alta se comparada ao brilho de fontes convencionais, principalmente nos LASERs pulsados, como é o caso do pod Litening; e 4) É coerenO Cap Av Marcelo Bittencourt te espacialmente e Vautier Franco concluiu o COtemporalmente, o FAv em 1999 e possui um total de que significa que a 1810 horas de voo, sendo 1645 horas de Caça. Possui os Cursos diferença de fase de Segurança de Voo – Módulo dos campos elétriInvestigação (2005), Básico de cos é igual a zero Reconhecimento (2007), Planejamento de Missão Aérea Composem pontos diferenta (2009) e de Inteligência para tes do feixe e em Operações Aéreas (2010). Atualqualquer instante mente exerce a função de Chefe da Seção de Material do 1º/10º de tempo.

Tomando-se por base a norma americana ANSI Z136.1-2007, os LASERs são classificados de acordo com a capacidade do feixe de produzir danos aos olhos ou à pele. A classificação começa pela classe 1, que é a menos perigosa, e vai até a classe 4, a mais danosa aos tecidos humanos [9].

O Litening pode emitir em três comprimentos de onda distintos, todos compreendidos na faixa do infravermelho próximo (entre 770 nm e 3000 nm). O modo Eye Safe é classe 1M, ou seja, não produz dano quando observado diretamente, mas é danoso quando observado através de um binóculo, por exemplo. O modo LASER Marker é classe 4, assim como o modo Combat LASER. Pela definição, o LASER classe 4 pode apresentar perigo para os olhos ou para a pele, quando iluminados diretamente pelo feixe ou por reflexão difusa. Além disso, pode produzir fogo, radiação de plasma e gases tóxicos.

Outra característica importante é que todos os comprimentos de onda produzidos pelo pod são invisíveis, assim, a pessoa atingida só perceberá que está sendo iluminada depois que os danos ocorrerem.

D

GAv. Foi condecorado com a Medalha Militar de Bronze.

III. RISCO AOS OLHOS Os olhos são a parte do corpo mais sensível ao LASER. Os danos causados à retina ou à córnea muitas vezes são irreversíveis e podem impossibilitar um piloto de continuar na atividade aérea. Se o dano for causado no solo, a perda da vida é improvável, porém, em voo, é quase certa.

A Figura 1 apresenta as formas pelas quais o LASER pode atingir os olhos. O maior perigo de dano encontra-se na iluminação direta pelo feixe, seguida pela reflexão especular e pela reflexão difusa.

A luz, quando entra no olho, é concentrada na retina e sua intensidade é aumentada em até 100.000 vezes. Por essa razão até reflexões difusas podem causar danos.

Quando a retina é atingida pelo feixe, o dano causado se assemelha a uma queimadura pontual. O

Figura 1 – Formas pelas quais o LASER pode atingir os olhos. Adaptado da ref. [5].

resultado do dano depende da região atingida. Se a fóvea for lesionada, a acuidade visual e a visão das cores são prejudicadas. Quanto mais periférico é o dano, menores são seus efeitos, porém, se o nervo óptico ou as veias que alimentam a retina forem atingidos, danos bem maiores podem ser esperados [6].

A Figura 2 apresenta o nervo óptico e, no centro, a fóvea. Em volta desta, os pontos mais claros são lesões causadas por LASER.

Assim, é possível que um erro de seleção de configuração possa gerar uma reflexão num tanque subalar, por exemplo, atingindo o próprio piloto ou o ala. Operacionalmente, o reconhecimento errôneo de um alvo poderá inutilizar um ataque, na medida em que o feixe seja refletido por uma superfície espelhada, como um lago ou um prédio envidraçado.

Durante a operação num estande é necessário definir uma área de segurança em torno do alvo, que pode ser definida como a área na qual haverá iluminação direta. Para determinar a área de segurança somam-se os erros de estabilização, de tracking, de atitude em relação ao inercial, a divergência do feixe e ainda uma margem de segurança.

Como o designador normalmente iluminará o alvo de forma oblíqua, conforme apresentado na Figura 3, utiliza-se a equação (1) para determinar o raio de segurança, , em metros [7].

Figura 3 – Geometria de emprego de designação de alvo. Adaptado da ref [7].

Figura 2 – Lesões causadas pelo LASER ao globo ocular. Adaptado da ref. [6].

A pupila tem a função de regular a luz que incide na retina, sendo assim, a operação noturna traz mais riscos que a diurna, pois quando totalmente adaptada ao escuro, a pupila permite que 100 vezes mais luz entre no olho humano do que quando contraída [6].

IV. OPERAÇÃO Como não há troca de informações entre os computadores do avião e o pod, o piloto é o único responsável por manter a segurança na operação.

O acionamento do LASER segue a lógica do sistema de armamento, ou seja, existe uma chave para armar o LASER e outra para acioná-lo. Além disso, o software do pod possui 3 configurações préajustadas que correspondem à configuração da aeronave. Isso é necessário para que o pod pare de emitir o LASER quando a cabeça apontar para alguma parte do avião.

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Onde, é a altura da aeronave, em metros, é o ângulo de incidência do feixe LASER com o solo, em radianos,β é a metade da divergência total do feixe LASER, somada aos erros de apontamento e à margem de segurança, em radianos, e r’ é a distância do alvo até a projeção da aeronave no solo, em metros. Assim, o raio de segurança de uma aeronave iluminando a uma altura de 15.000 ft (5.250m), com uma distância de 6 NM (10.800m) será de 230 m. Essa área deverá ser tão limpa quanto possível de objetos reflexivos ou poças d’água, para reduzir a possibilidade de reflexões. De acordo com RBRZ 1058 – TILDOCS#847921-v1 - Litening III LASER Safety Analysis, para o modo Combat LASER a distância de segurança é de 39 km ≈ 127.950 ft, isso mostra que sempre haverá risco de lesão para as pessoas próximas à área iluminada.

Para eliminar o risco de acidentes, além de treinamento, é necessária a utilização de óculos e viseiras que forneçam proteção para o LASER.

V. VISEIRA LASER O primeiro passo para se definir qual a viseira LASER a ser utilizada é saber qual é a atenuação necessária para cada comprimento de onda emitido pelo pod designador. A atenuação desses comprimentos de onda é dada por um número absoluto conhecido por densidade óptica ou OD (Optical Density) [9].

A OD é definida levando-se em conta sempre a pior situação, por isso, toma-se como base a abertura máxima da pupila, 7 mm. A OD para o modo LASER Marker é 3 e para o modo Combat LASER é 4.

rança na atividade de pista, os procedimentos em estande de tiro, a proteção das tropas amigas numa missão de cobertura, dentre outras.

VI. CONCLUSÃO O designador LASER possui características que tornam as bombas guiadas armas de extrema precisão. Entretanto, o laser produzido também deve ser tratado como um armamento pelos militares que o operam. Por isso, a capacitação, o treinamento e a doutrina, mais uma vez, serão a base para uma operação segura. Assim sendo, o uso de viseiras com proteção LASER é primordial para a manutenção da segurança e para o sucesso do treinamento.

REFERÊNCIAS [1] RAFAEL ADVANCED DEFENCE SYSTEMS LTD. Pilot Operation Manual for FAB AMX Litening III Program. Israel, 2009.

Figura 4 – Viseira de proteção LASER [8].

O valor de quanto a imagem escurece quando é visualizada através da viseira é chamado de VLT (Visible Light Transmission) ou TLT (Total Light Transmission), o qual compreende os comprimentos de onda na faixa do visível, ou seja, entre 400 nm e 770 nm.

Existem no mercado fabricantes que produzem viseiras para proteção de mais de um comprimento de onda, mas, normalmente, quanto maior é a OD, menor é a transmissão de luz.

A transmitância espectral da viseira, que representa a porcentagem de radiação que a lente permite que passe num determinado comprimento de onda, também deve ser levada em consideração, pois ao mesmo tempo em que a viseira bloqueia o comprimento de onda do LASER, também bloqueia uma parte da luz visível. Isso impossibilita a visão de algumas cores e diminui a transmissão total de luz. Para a atividade aérea é importante que o mínimo de cores seja bloqueado e o máximo de luz seja transmitido. Mesmo assim, há casos em que todas as cores tomam o tom de uma só, normalmente, esverdeado, conforme pode-se observar na Figura 4.

Devido a essas características o piloto não deve usar a viseira LASER durante todo o voo, mas somente na hora do emprego. Atualmente, os capacetes HGU-55P, utilizados na FAB, podem comportar duas viseiras, mas, faz-se necessário, quando da escolha do fabricante que fornecerá a viseira, um estudo de como viabilizar a adaptação [4].

Outras questões que envolvem a operação segura também devem ser estudadas, tais como o acionamento do LASER em serviços de manutenção nível parque (I-Level), os procedimentos de segu-

[2] SVELTO, O. Principles of Lasers. 4th ed. New York: Plenum publising, 1998. ISBN 0-306-45748-2.

[3] DGS LASER IN MEDICINE TECHNOLOGIES. LASER Hazard Evaluation and Product Classification for Litening III. Israel, 2008.

[4] BRASIL. Comando da Aeronáutica. 1º/10º Grupo de Aviação. Plano de Segurança LASER. Santa Maria, 2010.

[5] JONES, Johnny. Laser Safety Micro-Course: Laser-Professionals Inc. Notas de Aula. Disponível em: < http://www.laser-professionals.com/downloads/ LS_MICROCOURSE_NOTES_1.pdf>. Acesso em: 07 ago. 2010.

[6] NAVAL SURFACE WARFARE CENTER. Dahlgren Division. Technical Laser Safety Officer Course. Notas de Aula. Disponível em: < http://www.navsea. navy.mil/nswc/dahlgren/TIE/LASER/tlso.aspx>. Acesso em: 07 ago. 2010.

[7] MORO, L. G. Relatório de Procedimentos de Segurança nos ensaios com Emprego Laser. Rel 01/Pop 004/C/09 de 29/01/10.

[8] TIGER PERFORMANCE PRODUCTS, Inc. MSA Gallet Helmet Visors & Covers. Disponível em: < http://www.tigerperformance.com/mil_msaVisor. asp>. Acesso em: 07 ago. 2010.

[9] LASER INSTITUTE OF AMERICA. ANSI Z136.1 American National Standard for Safe Use of Lasers.

2007.

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28 Antenas a Plasma e suas aplicações na Guerra Eletrônica

Wellington Guilherme da Silva1 e Homero Santiago Maciel2 1 - Comando-Geral de Operações Aéreas – COMGAR, 71615-600, Brasília , DF, Brasil.

2 - Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA, 12228-900, CTA , São José dos Campos, SP, Brasil.

I - INTRODUÇÃO

P

lasma é um meio gasoso contendo partículas ionizadas, assim, quando suficientemente ionizado, um plasma é um bom condutor de eletricidade e, portanto, pode substituir elementos metálicos em linhas de transmissão, irradiadores e refletores de antenas [1]. Desta forma, definem-se antenas a plasma como aquelas que utilizam dispositivos de plasma em vez dos tradicionais condutores metálicos. Esta não é uma nova tecnologia, no início do século passado, já havia estudos sobre estes dispositivos, tanto que em 1919 há registro nos EUA de uma patente empregando este conceito [2]. Entretanto, nos últimos dez anos, alguns países como os EUA e a Austrália iniciaram pesquisas para utilizarem antenas a plasmas em aplicações militares, pois estes dispositivos possuem propriedades interessantes para a Guerra Eletrônica, tais como: baixa RCS (Radar Cross Section); resistência à interferência (jamming); e O Cap Esp Com Wellington fácil reconfiguração Guilherme da Silva concluiu [1] [3] [4] [5]. Este aro CFOE-COM em 2001 e possui graduação em Engenheira tigo apresenta uma Elétrica, pela Universidade de pesquisa bibliográPernambuco (1999); especialifica sobre antenas a zação em Gestão de Pessoas e Processos, pela Pontifícia Uniplasma objetivando versidade Católica de Minas ressaltar suas caracteGerais (2005); especialização rísticas em aplicações em Análise de Ambiente Eletromagnético, pelo Instituto na Guerra Eletrônica, Tecnológico da Aeronáutica partindo dos con(2007); e mestrado em Físiceitos fundamentais ca de Plasmas pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica sobre a física de plas(2009). Atualmente, é Oficial ma. As limitações e Adjunto do Grupo de Inteligêndificuldades de opecia Aérea (GIA) do COMGAR. racionalização destas antenas também são abordadas.

II. FUNDAMENTOS DA FÍSICA DE PLASMA A palavra plasma tem sua origem no grego e significa algo moldável. Lewi Tonks e Irving Langmuir, em

1920, foram os primeiros a utilizarem este termo para descrever o estado de um gás em uma descarga elétrica luminescente [6].

De forma geral, plasmas contêm partículas neutras, elétrons, íons, partículas excitadas e fótons. Compreender o complexo comportamento deste meio levou ao surgimento de uma nova área de pesquisa denominada física de plasma, onde são estabelecidas as teorias que descrevem os fenômenos que ocorrem em um gás no estado de plasma.

Pesquisas sobre plasmas levaram a importantes avanços em diversos campos como: microeletrônica; iluminação; tratamento de lixo; engenharia espacial; medicina; e lasers entre outras aplicações.

Plasmas possuem algumas propriedades importantes. A primeira é chamada de quase-neutralidade, ou seja, as quantidades de partículas positivas e negativas estão em equilíbrio. Outra propriedade é o chamado comportamento coletivo, isto significa que o movimento de uma partícula carregada influencia outras partículas carregadas [6].

Plasmas ocorrem na natureza ou podem ser produzidos artificialmente. A mais simples forma de plasma é encontrada nas O Professor Homero Santiago lâmpadas fluorescenMaciel possui graduação em tes largamente utilizaEngenharia Eletrônica, pelo das para iluminação e Instituto Tecnológico de Aeronáutica (1976); mestrado em as lâmpadas de neon Física, pelo Instituto Tecnolódos avisos luminosos. gico de Aeronáutica (1980); Estes plasmas são dee doutorado em Electrical Discharges And Plasmas pela nominados de plasUniversity of Oxford (1986). mas de descargas eléAtualmente, é professor titutricas luminescentes. lar do Instituto Tecnológico de Aeronáutica. Tem experiência Mais recentemente, nas áreas de Física e Eletrônias telas dos televisores ca, com ênfase em Física de vieram popularizar o Plasmas e Descargas Elétricas, atuando principalmente nos termo plasma. Na TV seguintes temas: plasmas frios a plasma, a radiação térmicos e não-térmicos, tecluminosa é produnologias de plasma, processos de deposição e corrosão e zida por micro destratamento de superfícies por cargas elétricas, com plasmas. características bastan-

te diferentes da descarga em baixa pressão própria da lâmpada fluorescente. Muitos experimentos relatados na bibliografia sobre antenas a plasma utilizam simples lâmpadas fluorescentes, na função de elementos refletores ou irradiadores [1] [3] [4].

Plasmas diferem dos gases ordinários em alguns pontos, apresentando: • Reatividade química;

de ionização da ordem de 10-5 [1].

2) Frequência de Plasma: Quando um plasma é perturbado, por exemplo, por um campo eletromagnético, partículas carregadas positivamente e negativamente são separadas, o que causa a perda da neutralidade elétrica. Entretanto, a separação de cargas forma um campo elétrico que irá restaurar a condição de equilíbrio. Este efeito é caracterizado por uma frequ-

• Condutividade elétrica; • Altas temperaturas; • Irradiação eletromagnética; e • Emissão de luz.

Cada aplicação tecnológica explora um ou mais destes pontos especificamente. Processos químicos assistidos a plasma aproveitam-se das propriedades da reatividade química do plasma [7]. Plasmas térmicos, que atingem temperaturas na ordem de 15000 K, são utilizados para tratamento de lixo, solda a plasma e simulação do ambiente de reentrada atmosférica nos chamados túneis de vento a plasma. Para o estudo das antenas a plasma, um importante ponto é a condutividade elétrica do plasma que é função da densidade de partículas carregadas [6].

O principal parâmetro de um plasma é a sua densidade que indica a quantidade de partículas carregadas por unidade de volume. Tendo em vista a propriedade de quase-neutralidade, a densidade de íons (ni) e a densidade de elétrons (ne) apresentam valores muito próximos. Devido à alta mobilidade dos elétrons, em relação aos íons, a densidade de elétrons é o parâmetro mais significativo regendo a maioria dos outros parâmetros do plasma. Outros importantes parâmetros de interesse no desenvolvimento das antenas a plasma são: grau de ionização; frequência do plasma; comprimento de Debye; e condutividade do plasma [1].

1) Grau de Ionização: O grau de ionização expressa a relação entre o número de partículas carregadas (ni ou ne) e o número total de partículas do plasma.

A equação (2) determina o grau de ionização de um

plasma, onde na é o número de partículas neutras (átomos) e o ni é o número de partículas carregadas [9].

Conforme o grau de ionização, os plasmas podem ser classificados em [7]: • Plasma completamente ionizado: a > 90%; • Plasma parcialmente ionizado: 1% < a < 90% e • Plasma fracamente ionizado: a < 1%.

Plasmas completamente ionizados ocorrem somente em processos de fusão nuclear, como os que ocorrem no núcleo das estrelas [6]. Antenas a plasma apresentam plasmas fracamente ionizados, com graus

ência natural de oscilação chamada de frequência de plasma, sendo expressa pela equação (2) [6]. onde: ne é a densidade de elétron; e é carga elétrica do elétron; me é massa do elétron; e e é a permissividade elétrica do meio. Assim, o único parâmetro controlável é a densidade de elétrons, que depende da pressão do gás e do percentual de ionização.

3) Comprimento de Debye: Esta é uma dimensão característica de uma região em que pode ocorrer concentração local de cargas, dando origem a campos eletrostáticos que tendem restabelecer a neutralidade do plasma. Esta dimensão é determinada pela equação (3), onde Te é a temperatura dos elétrons em elétonvolts (eV). O comprimento de Debye é da ordem de 10-4 metros (0,1 mm), para uma descarga típica em gás

à baixa pressão, onde a temperatura dos elétrons é próxima de 4 eV e a densidade de elétrons é de 10-10 cm-3 [9].

4) Condutividade do Plasma: Este parâmetro depende da densidade de elétrons (ne) e da frequência de colisão (uc), conforme equação (4) [6] [9] [10].

A frequência de colisão expressa o número de colisões ionizantes que ocorrem no intervalo de um segundo.

Uma colisão ionizante é a colisão entre duas partículas, geralmente um elétron e um átomo, resultando na ionização do átomo e liberação de mais um elétron.

Há muitos outros parâmetros envolvidos na física do plasma, porém não é adequado apresentá-los neste estudo. Entretanto, as referências são apropriadas para um estudo mais detalhado.

III. GERAÇÃO DE PLASMA A geração de plasmas ocorre pela utilização de algum método para produzir pares de íons e elétrons a partir das partículas neutras, ou seja, a partir dos átomos. Dentre as diversas formas de geração de plasma podem-se citar os plasmas gerados por: Spectrum

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• Campo elétrico contínuo (DC);

conhecidos como curvas de Paschen e possuem uma forma característica conforme apresentado na Figura 2.

• Campo elétrico alternado (RF); • Microondas; • Onda de choque; • Magneto hidrodinâmica (MHD); • Feixe de partículas de alta energia; • Combustão; e • Laser.

Dentre estes métodos, o mais comum, e o mais simples, é a aplicação de um campo elétrico contínuo transferindo energia cinética aos elétrons que ionizam os átomos por processos de colisões, sendo este fenômeno apresentado na Figura 1. Os círculos menores são elétrons que colidem com os círculos azuis (átomos) resultando em mais um elétron livre e um íon (círculo preto). Este processo leva a um fenômeno de crescimento exponencial de partículas carregadas (elétrons e íons),

Figura 1 - Esquema simplificado de geração de plasma pela aplicação de um campo elétrico entre dois eletrodos, promovendo a ruptura elétrica do gás (gas breakdown).

conhecido como avalanche de elétrons, ocorrendo a ruptura elétrica do gás (gas breakdown) que passa ao estado de plasma [9].

A tensão elétrica que resulta em um campo elétrico em que ocorre a avalanche de elétrons é denominada tensão de ruptura Vb (voltage breakdown). Este fenômeno foi estudado por Friedrich Paschen que, em 1989, verificou, empiricamente, que esta tensão depende da pressão do gás, da distância entre os eletrodos que produzem o campo elétrico e do tipo de material dos eletrodos [8]. A equação (5) ficou conhecida como a Lei de Paschen, onde p é a pressão do gás; d é a distância entre eletrodos; e γ é o coeficiente de emissão

de elétrons secundários. A e B são constantes empíricas características do gás. O coeficiente gama (γ) varia entre 0.001 e 0.0001 e depende do tipo de gás e do material do eletrodo [9].

Os gráficos de Vb em função do produto pd são 30

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Figura 2 - Curvas de Paschen para plasmas de argônio e nitrogênio gerados em descargas elétricas de corrente contínua, com eletrodos planos e paralelos e com coeficiente gama de 0,01.

É possível observar que as curvas de Paschen apresentam um valor mínimo de Vb. Assim, é possível encontrar o valor de pd que requeira a menor tensão elétrica para alimentar o dispositivo.

IV. PROJETOS DE ANTENAS A PLASMA Antenas a plasma já foram desenvolvidas, em caráter experimental, operando na faixa de 100 MHz a 10 GHz e apresentaram características semelhantes às antenas convencionais [1] [3] [4] [5]. Estas antenas experimentais foram construídas com tubos de lâmpadas fluorescentes comerciais, contendo uma mistura de gás argônio e mercúrio. Estas lâmpadas são comuns em nosso cotidiano, entretanto, poucas pessoas sabem que são dispositivos a plasma.

Três importantes parâmetros para uma antena a plasma são: • Tempo de ionização; • Tempo de decaimento; e • Frequência de plasma.

Tempo de ionização é o tempo necessário para que o plasma atinja a condição de operação desejada.

Este é o tempo de ativação da antena, sendo da ordem de 10-9 segundos. Já o tempo necessário para a extinção do plasma, uma vez que o sistema seja desligado, ou seja, que as partículas carregadas (elétrons e íons) se recombinem e o plasma volte à condição de um gás ordinário, é o tempo de decaimento que é da ordem de 10-6 segundos. Estes tempos característicos são importantes no desenvolvimento de antenas inteligentes, ou antenas reconfiguráveis, cujo padrão de radiação é alterado pelo chaveamento dos elementos da antena. Esta técnica resulta em um diagrama de radiação variável semelhante ao diagrama de uma matriz de dipolos [1].

Antenas a plasma podem utilizar dispositivos a plasma como elementos refletores, Figura 3, ou como elementos irradiadores.

A. Refletores a Plasma A Figura 3 apresenta uma antena a plasma experimental, utilizando lâmpadas fluorescentes como elementos refletores [12]. Nos metais, a reflexão das ondas eletromagnéticas ocorre em uma superfície bem definida que é a fronteira entre o metal e o espaço livre.

No plasma, esta reflexão ocorre a certa profundidade em uma pseudo superfície denominada superfície crítica [1].

Figura 5 - Aeronave AWACS com radar embarcado.

AWACS (Airborne Warning and Control System). Antenas a plasma apresentam baixa RCS, podendo, quando desligadas, apresentar RCS de até -20 dB em relação a uma antena convencional [1]. A Figura 5 apresenta uma típica aeronave AWACS, onde é possível notar a antena do radar embarcado.

A Figura 6 apresenta a aeronave E-99 da FAB (Força Aérea Brasileira) equipada com o radar Erieye e utilizada em missões de AEW (Airborne Early Warning).

Figura 3 - Antena utilizando um refletor a plasma [1].

A superfície crítica deve ser estável e reproduzida consistentemente para a operação da antena. O plasma apresenta-se como um bom refletor para frequências abaixo da frequência de plasma [1].

Antenas com refletores a plasma apresentam lóbulos de radiação principais semelhantes aos de uma antena com refletor metálico, porém apresentam lóbulos laterais reduzidos. Conforme apresentado no diagrama de radiação da Figura 4, esta redução nos lóbulos secundários pode ser da ordem de 5 dB [13].

Sistemas de radares usualmente utilizam refletores metálicos em suas antenas e apresentam uma significativa RCS (Radar Cross Section), sendo facilmente detectados por outro radar. Esta característica dos radares com antenas convencionais é um inconveniente em muitos casos, e em especial para os sistemas de radares embarcados, como o que ocorre nas aeronaves

Figura 4 - Comparação entre os diagramas de radiação de uma antena, utilizando refletor metálico e refletor a plasma [13].

Figura 6 - Aeronave E-99 da FAB em missões AEW.

B. Antenas Lineares a Plasma Uma antena linear é a forma mais simples de construir uma antena a plasma. A Figura 7 apresenta uma antena a plasma, utilizada experimentalmente em um rádio receptor AM-FM. Quando a densidade de plasma na antena é alta, a antena opera na faixa de VHF e o rádio sintoniza as estações de FM. Para uma densidade de plasma baixa, o rádio sintoniza tanto estações AM como FM. Ou seja, uma antena a plasma é um filtro passa alta sintonizado na frequência do plasma [14].

Quando uma onda eletromagnética, abaixo da frequência de plasma, incide no plasma, não ocorre interação desta

Figura 7 - Antena a plasma conectada a um rádio AM/ FM [14].

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onda com o plasma. Logo, as antenas a plasma apresentam baixa RCS (Radar Cross Section) [4] e uma relativa imunidade às interferências (jamming) quando são expostas a sinais de RF (Rádio Frequência) abaixo da frequência de plasma [3]. Estas características tornam as antenas a plasma ideais para aplicações de guerra eletrônica.

V. PROBLEMAS DE OPERACIONALIZAÇÃO Os projetos de antenas a plasma, até o momento publicados na literatura, apresentam algumas desvantagem e limitações que precisam ser superadas para a operacionalização destes dispositivos. Dentre os principais obstáculos tecnológicos a serem suplantados, pode-se citar: fragilidade mecânica; emissão de luz; energia necessária na geração do plasma; vida útil das antenas; e interferência em sistemas eletrônicos.

A. Fragilidade Mecânica Para diminuir o potencial elétrico necessário, na geração de plasma por campo elétrico, utilizam-se gases específicos em baixa pressão. No caso das lâmpadas fluorescentes, é utilizada uma mistura de gás argônio e mercúrio a uma pressão típica de 2 Torr, lembrando que a pressão atmosférica é de 760 Torr. O confinamento do gás é realizado em tubos de vidro apresentando a desvantagem da fragilidade mecânica. Uma solução é o emprego de materiais cerâmicos resistentes aos esforços mecânicos e que não interfiram na interação das ondas eletromagnéticas com o plasma.

B. Emissão de Luz No processo de geração do plasma, nem todas as colisões de elétrons com átomos resultam na ionização. Algumas colisões não transferem energia suficiente para a ionização e pode levar o átomo ao estado de excitação. O átomo permanece um período muito curto nesta condição e retorna ao estado fundamental. Entretanto, o retorno ao estado inicial resulta na liberação de energia na forma de fótons. Este é um fenômeno desejado nas lâmpadas fluorescentes e lâmpadas do tipo neon que são projetadas para a emissão de luz, mas é um fenômeno indesejado em antenas para aplicações militares. Assim, é necessário que o material que confina o plasma seja opaco.

C. Energia Elétrica de Operação Antenas a plasma podem requerer altas tensões para gerar e manter o plasma, sendo um problema em sistemas embarcados com baixa disponibilidade de potência elétrica. Aeronaves de pequeno porte, com geradores modestos, terão dificuldades para o emprego de antenas a plasmas, mas a maioria das aeronaves de médio e grande porte poderá ser adaptada para fornecerem a energia elétrica necessária para a operação destes dispositivos.

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D. Vida Útil Os sistemas de baixa pressão, como os que confinam o plasma, podem apresentar algum vazamento trazendo duas consequências que reduzem a vida útil ou o tempo entre manutenção dessas antenas. Uma consequência destes vazamentos é o aumento da pressão do gás e a outra é a contaminação do gás do plasma pelo ar atmosférico. Estes dois efeitos alteram os parâmetros de funcionamento da antena, como a tensão de ruptura e a frequência de plasma.

E. Interferência em Sistemas Eletrônicos Dispositivos a plasmas geralmente apresentam-se como fontes de ruído que podem interferir em equipamentos eletrônicos. Este é um ponto crítico em sistemas embarcados que podem ter os equipamentos de navegação e comunicação perturbados pelas interferências, colocando a segurança do voo em risco. Minuciosos projetos e testes de compatibilidade eletromagnética devem ser executados para homologar o uso de dispositivos a plasmas em sistemas embarcados.

VI. CONCLUSÃO A pesquisa bibliográfica verificou que, em trabalhos experimentais, as antenas a plasma apresentaram funcionamento semelhante ao das antenas convencionais. Porém, apresentaram características especiais que são atrativas para aplicações militares, em especial no cenário de Guerra Eletrônica. Tais características são: a) quando desligadas tornam-se material dielétrico não interferindo em outros sistemas e não sofrendo interferência; b) são furtivas (stealth), ou seja, apresentam baixa RCS (Radar Cross Section); c) são imunes aos sinais interferidores (jamming) abaixo da frequência de plasma; e d) apresentam lóbulos secundários reduzidos, reduzindo a possibilidade de interferência nestes lóbulos. Foram identificados alguns problemas para tornar as antenas a plasma operacionais, mas estudos adequados podem superar as dificuldades tecnológicas e permitir o emprego destas antenas em situações reais com adequada eficiência.

REFERÊNCIAS [1] JENN, D. C. Plasma Antennas: Survey of Techniques the Current State of the Art. Naval Postgraduate School Report, San Diego, Sep. 2003. (NPS-CRC-03-001) [2] HETTINGER, J. Aerial Conductor for Wireless Signaling and Other Purposes, Patent number 1.309.031, 09 Jul. 1919.

[3] ALEXEFF, I. A Plasma Stealth Antenna for the U. S. Navy-Recent Results, IEEE Conference Record, New York: Jun. 1998.

[4] ALEXEFF, I. et al. Advances in Plasma Antenna Designs, IEEE International Conference on Plasma Science, Jun. 2005. p.350.

[5] BORG, G. G.; KAMENSKI, I.V.; HARRIS, J. H.; MILJAK, D. G.; MARTIN, N. M. Plasma Antennas. Austrália: Australian National University, 2006.

[11] MANHEIMER, W. Plasma Reflectors for Electronic Beam Steering in Radar Systems, IEEE Transactions on Plasma Science, v. 19, n. 6, p. 1228, Dec.1993.

[6] BITTENCOURT, J. A. Fundamentals of Plasma Physics. 3th ed. Oxford: Pergamon Press, 1987.

[12] MATHEW, J. et al. Electronically Steerable Plasma Mirror for Radar Applications. IEEE International Radar Conference, p. 742, Jun. 1995.

[7] YAMAMOTO, O. Nonthermal plasma technology. In: WANG, L.K.; HUNG, Y.T; SHAMMAS, N.K. Advanced Physicochemical Treatment Technologies. Totowa: The Humana Press Inc, 1980. v.5. pp. 135–293. (Handbook of Environmental Engineering).

[8] PASCHEN, F. Ueber die zum Funkenübergang in Luft, Wasserstoff und Kohlensäure bei verschiedenen Drucken erforderliche Potentialdifferenz. Annalen der Physik. v. 273, p. 69–75, 1889.

[9] NASSER, E. Fundamentals of Gaseous Ionization and Plasma Electronics. New York: John Wiley, 1970.

[13] JENN, D. C.; RUSCH, W. V. T. Low-sidelobe Reflector Synthesis and Design Using Resistive Surfaces. IEEE Trans. on Antennas and Prop., AP-39, n. 9, p. 1372, Sep. 1991.

[14] ANDERSON, T. et al. An Operating Intelligent Plasma Antenna. IEEE International Conference on Plasma Science, p. 294, Jun. 2007.

[15] CHUNG, M.; CHEN,W.S.; YU, Y. H.; Liou, Z. Y. Properties of DC-biased Plasma Antenna. ICMMT, 2008.

[10] ROTH, J. R. Industrial Plasma Engineering. London: Institute of Physics Publishing, 1995.

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34 A-DARTER: CARACTERÍSTICAS E IMPACTO OPERACIONAL

Ricardo Augusto Tavares Santos – Maj Av Marcelo Franchitto – Ten Cel Av Enio Salvatore Carmine Esposito – Cel Av Grupo de Acompanhamento e Controle - África do Sul PO BOX 69037 – Highveld – 0169 Pretoria – África do Sul

I - INTRODUÇÃO

A

Força Aérea Brasileira (FAB) iniciou o emprego de armamento ar-ar com guiamento óptico, na década de setenta, com a aquisição das aeronaves F-5 Tiger e F-103 Mirage III que vieram equipadas com mísseis AIM-9B e Matra R530, respectivamente.

A inclusão desse tipo de armamento, associada ao desempenho das aeronaves adquiridas, causou uma quebra de paradigma nas concepções de emprego em missões de interceptação e combate aéreo. Logicamente que foi necessário um período de adaptação das equipagens à nova realidade. Nesse período, novas técnicas e táticas foram desenvolvidas visando o melhor emprego dos meios disponíveis.

O Maj Av Ricardo Augusto Essa realidade Tavares Santos graduou-se perdurou até a décana Academia da Força Aérea, da de noventa, com os em 1993, e é operacional na programas de reapaAviação de Transporte. Tem esrelhamento da FAB e pecialização na área de Guerra Eletrônica tendo realizado os compra de armamencursos de Especialização em tos atualizados. Nesse Análise de Ambiente Eletroperíodo, foram admagnético (CEAAE) no ITA, em quiridos mísseis mais 2001, Mestrado em Ciências modernos, como o na Área de Microondas e Optoeletrônica (PPGAO – Área de Python 3 - israelense e Guerra Eletrônica), pelo ITA, o MAA-1A, de fabricaem 2004 e Doutorado em ção nacional. Porém, Ciências na Área de Microonapesar de serem mais das e Optoeletrônica (PPGAO modernos que os an– Área de Guerra Eletrônica), também pelo ITA, em 2009. teriores e apresentar Nos últimos dois anos, foi o um desempenho sigCoordenador do Laboratório nificativamente maior, de Guerra Eletrônica do ITA pois já apresentavam (LabGE/ITA) e hoje está trabauma capacidade de lhando no projeto A-Darter, como responsável pela absordetecção all aspect (o ção da tecnologia de fabricatermo será definido ção de fotodetectores infraverposteriormente), não melhos no GAC-AFS. foram geradas novas

doutrinas de emprego, pois apenas houve adaptações na doutrina existente.

A situação mudou radicalmente, a partir do início deste século, com os programas de modernização das aeronaves F-5, inclusão do Mirage 2000 à frota da FAB e o projeto F-X. Pode-se adicionar, aos projetos citados anteriromente, a disponibilização de novas tecnologias para cenários de emprego de alta complexidade, compatíveis com os dias atuais. Dentro desse contexto, podem-se citar como exemplo o emprego do radar aeroembarcado das aeronaves R-99, o data-link e os mísseis BVR (beyond visual range).

Em paralelo a todos esses acontecimentos, surgiu uma oportunidade para a FAB participar do desenvolvimento conjunto de um míssil ar-ar de quinta geração com a Força Aérea Sul-africana (SAAF). A oportunidade não foi desperdiçada e, hoje, o projeto A-Darter é uma realidade.

Dessa maneiO Ten Cel Av Marcelo Franchitra, engenheiros da to graduou-se na Academia da Força Aérea em 1989 e é operaFAB, Mectron, Avibras cional na Aviação de Asas Rotatie Opto trabalham em vas. É engenheiro eletrônico graconjunto entre si e duado pelo Instituto Tecnológico com especialistas sulde Aeronáutica (ITA), em 1999. africanos, desde 2006, Graduou-se Mestre em Ciências, pelo ITA, na área de Microondentro das instalações das e Optoeletrônica, em 2001. da empresa sul-africaConcluiu o MBA em Gestão de na Denel Dynamics, Negócios, pelo ITA/ESPM, em em atividades de de2002. Foi o Coordenador do Cursenvolvimento do so de Extensão em Engenharia de Armamento Aéreo (CEEAA), em míssil A-Darter, com o 2003. Entre 2004 e 2007, chefiou objetivo de otimizar a a Divisão de Sistemas de Defesa transferência de tec(ASD) do Instituto de Aeronáutica nologia em uma área e Espaço (IAE). Possui o Curso de extremamente estraComando e Estado-Maior da Aeronáutica (2008) e, atualmente, é tégica, pois a melhor o Engenheiro de Sistemas da FAB maneira de aprender do Projeto A-Darter e o Gerente uma nova tecnologia é Técnico do GAC-AFS. trabalhar em conjunto

na mesma equipe de projeto.

Dadas as restrições impostas pela comunidade internacional na época do regime do apartheid e o envolvimento com a Guerra Civil de Angola, a África do Sul teve um histórico que impulsionou o desenvolvimento autônomo de tecnologias de defesa.

Assim, o projeto A-Darter permitirá à FAB operar um míssil de quinta geração numa condição muito diferente das descritas anteriormente, onde a compra era realizada somente para suprir as necessidades operacionais existentes. Esse projeto, além de colocar a FAB num patamar de emprego similar às Forças Aéreas mais avançadas, traz todos os benefícios de se operar um míssil desenvolvido “em casa”. Ou seja, todos os parâmetros de emprego do míssil serão conhecidos e poderão ser explorados para se obter o máximo desempenho durante o emprego. Adicione-se a isso toda a capacitação técnico-científica gerada no país, seja no setor militar como no setor privado, pois empresas brasileiras, contratadas pela FAB, também participam do projeto.

Ainda, como requisito da transferência de tecnologia, as empresas brasileiras serão capazes de reproduzir protótipos dos mísseis e, futuramente, lotes de produção a serem encomendados.

Dessa forma, dentro de período médio de tempo, a FAB estará operando um míssil de quinta geração fabricado no Brasil.

Como visto, este artigo trata da descrição do míssil A-Darter e suas características e impactos operacionais esperados. No entanto, para se entender melhor o que é um míssil de quinta geração, é necessária uma breve descrição das gerações anteriores.

O Cel Av Enio Salvatore Carmine Esposito graduou-se na Academia da Força Aérea em 1984 e é operacional na Aviação de Patrulha. Graduou-se Mestre em Ciências pelo INPE, na área de Sensoriamento Remoto, em 1998. Concluiu o Curso de Gerência de Projetos do CTA, em 1995. Foi instrutor do Estágio Básico em Sensoriamento Remoto (EBSR) do CIAAR. Entre 1999 e 2006, chefiou a Divisão de Sensoriamento Remoto (ESR) do Instituto de Estudos Avançados (IEAv). Foi Gerente Técnico do Projeto A-Darter no CTA em 2007. Entre 2008 e 2010, foi Gerente do Projeto F-5BR no SDDP/COPAC. Atualmente é o Chefe do Grupo de Acompanhamento e Controle na África do Sul (GAC-AFS).

II. DEFINIÇÕES DAS GERAÇÕES DOS MÍSSEIS AR-AR A. Primeira Geração A primeira geração de mísseis ar-ar (AAM), como exemplos o AIM-9B e o AA-2 Atoll, engloba os mísseis que possuem guiamento óptico na região do infravermelho próximo, utilizando detectores de Sulfeto de Zinco e Germânio, linha de visada (field of view – FOV) estreita, reduzida velocidade de acompanhamento do alvo após o lock on e baixa capacidade de manobras (menor que 20 g). Um engajamento com alta probabilidade de acerto deveria ser feito dentro de um cone de 30º a partir da cauda da aeronave alvo. Além disso, agressivas manobras evasivas do alvo acarretariam a perda do lock on do míssil [1].

B.Segunda Geração A segunda geração de AAM permitiu um pequeno incremento nas características operacionais dos mísseis de primeira geração. Mísseis, como o americano AIM-9D/G e H, o israelense Shafrir 2, o francês Matra R550 Magic 1 e o sul-africano Kukri possuem um detector mais sensível operando na faixa do infravermelho médio (tipicamente em comprimentos de onda próximos a 4 μm através de detectores de Antimoneto de Índio refrigerados) com um FOV em torno de 45º. Novamente, um engajamento bem sucedido deveria ser feito no cone de cauda da aeronave alvo e dentro das mesmas considerações feitas anteriormente [1].

C. Terceira Geração Esta geração de mísseis surgiu em paralelo a uma nova geração de aeronaves de combate, como o F-16 e o F-18, onde as condições de manobrabilidade e desempenho, durante o vôo, foram significativamente aprimorados.

Esta geração de AAM foi caracterizada pelo uso de detectores de Antimoneto de Índio (InSb), mais sensíveis que os usados na segunda geração, permitindo um engajamento do alvo em qualquer situação de ângulo de aspecto que este se encontrasse, mesmo frente à frente, além de incorporar o uso de contramedidas em apenas alguns exemplares (porém essa capacidade só será explorada na quarta geração significativamente). Esta característica foi responsável pela denominação de míssil “all-aspect”. Exemplos de mísseis dessa geração são o AIM-9L, AA-8 (R-60) Aphid, Python 3, Matra 550 Magic 2 e U-Darter. Porém, essa geração também trouxe outra quebra de paradigma nas táticas usadas em combates ar-ar de curta distância. Como esses mísseis podiam ser lançados sob ‘qualquer’ ângulo de aspecto do alvo (devese lembrar que as melhores condições de disparo se davam a partir de 15º a 30º de ângulo de visada medido a partir do nariz da aeronave caçadora), o problema para os pilotos tornou-se apontar sua aeronave para o alvo o mais rápido possível, para permitir o lançamento do míssil. Dessa forma, a razão de curva de uma aeronave de combate representou um requisito de desempenho crítico para aviões com a missão de defesa aérea ou projetadas para combate ar-ar de curto alcance [2].

D. Quarta Geração A utilização de mísseis de quarta geração foi iniciada com o uso do míssil AA-11 (R-73) Archer em aeronaves Mig-29 e SU-27. Porém, sua real capacidade só foi conhecida com a incorporação desses conjuntos provenientes da Força Aérea da Alemanha Oriental pela Luftwaffe (Força Aérea da Alemanha unificada).

A avaliação dos exercícios de combate aéreo de curto alcance, realizados pela Luftwaffe, revelou que enquanto o Mig-29 era inferior aos caças ocidentais em combates BVR, essa aeronave tinha um desempenho muito superior aos ocidentais em combates de curto alcance e a utilização da combinação de emprego entre o Archer e o Helmet-Mounted Sight (HMS) o tornava insuperável nessas condições.

Spectrum

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Nessa época, a única alternativa ocidental a ser usada contra o conjunto russo foi o israelense Python 4.

Esse míssil foi projetado para ser lançado sob uma maior gama de ângulos de aspecto da aeronave alvo, para manter o acompanhamento do alvo (lock on) em condições de manobras com altos fatores de carga g, com o alvo engajado durante seu lançamento.

Assim, a quarta geração é caracterizada pela adoção de aerodinâmica complexa, incremento em dimensão e massa, resultando em quantidade de propelente para aumentar o empuxo e compensar eventuais deficiências do detector. Em termos operacionais, durante um combate em que oponentes utilizem mísseis de 4ª geração, o tempo de engajamento seria estimado em menos do que 30s [1].

E. Quinta Geração Embora os mísseis de quarta geração tenham aumentado significativamente seu desempenho com a conseqüente diminuição do tempo de engajamento (dogfight), algumas empresas preferiram “pular” essa geração.

Esta decisão foi tomada graças ao estágio de desenvolvimento de novos seekers (sistema de guiamento do míssil) que passariam a ser definidos como sistemas de imageamento em infravermelho.

A quinta geração de AAM, tais como o AIM9-X, ASRAAM, IRIS-T, Python 5 e A-Darter são caracterizados por seekers imageadores (que incorporam novas técnicas de contramedidas e guiamento mais preciso na fase final de navegação), capacidade de lock on de alvos a 90º de sua linha de visada direta e capacidade de manobras com emprego de fatores de carga maiores que 90g (garantida pelo uso de empuxo vetorado e emprego de grandes ângulos de ataque do míssil). Combates empregando esse armamento serão caracterizados por vitórias obtidas a partir da velocidade de reconhecimento do alvo: quem identifica o alvo e atira primeiro, vence.

A figura 1 apresenta um diagrama onde se visualiza o engajamento de mísseis de diferentes gerações. A tabela 1 apresenta um resumo do que foi discutido nesse tópico.

Tabela 1: resumo das características das diferentes gerações de mísseis [3].

1º

2º

3º

4º

5º

Não

Sim

Sim

Sim

Sim

1

1

1

1 ou mais

>100 ou >100x100

Contramedidas

Não

Não

Sim

Sim

Sim

Ângulo máximo do seeker

~10

~20

~40

~70

~90

Velocidade de acompanhamento do alvo (o/s)

0-15

10-20

20-40

~60

<120

Ângulo de aspecto máximo do alvo

~30

~45

All aspect

All aspect

All aspect

Massa do propelente (kg)

20-30

20-30

25-30

30-35

>35

Tempo de queima do motor (s)

1-3

1-3

1-4

5-7

5-7

Capacidade de manobra (g)

<20

30-50

30-55

60-70

~100

Massa total (kg)

<80

80-90

<89

>100

<89

Detector refrigerado Número de detectores

LOAL

Não

Não

Não

Sim

Sim

Empuxo vetorado

Não

Não

Não

Não

Sim

1955-

1965-

>1975

>1985

>1995

Período de serviço

70

80

Entendendo-se as diferentes gerações de mísseis e suas principais características, pode-se apresentar o míssil A-Darter, destacando-se as suas características operacionais.

III. O MÍSSIL A-DARTER Conforme mencionado, o míssil A-Darter é um armamento de quinta geração para emprego ar-ar. O míssil é produto de um desenvolvimento conjunto entre a República da África do Sul (RSA) e o Brasil, dentro de requisitos operacionais definidos e contratados pela SAAF e pela FAB, onde o responsável pelo projeto (designer authority) é a empresa Denel Dynamics.

O A-Darter tem como primeiro objetivo ser um sistema de auto-defesa a ser usado por aeronaves de caça contra possíveis aeronaves inimigas dentro das seguintes condições: • Operação diurna e noturna, incluindo condições meteorológicas adversas; • Operação dentro de um envelope de lançamento que permite o alcance de um alvo a curto alcance;

Figura 1 – relação aeronave atacante e alvo durante o lançamento de mísseis de diferentes gerações [1].

• Possibilidade de engajamento do alvo após o lançamento (lock on after launch - LOAL); e • Altitudes, velocidades e fatores de carga compatíveis com as características de mísseis de quinta geração.

O A-Darter é dividido nas principais entidades funcionais: • Estrutura;

36

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• Seção frontal do míssil, com as seguintes funções: o Aquisição e traqueamento do alvo; o Processamento de controle do míssil; o Guiamento, controle e navegação; o Medidas inerciais; o Fonte de força; e o Espoletagem.

• Cabeça-de-guerra e dispositivo de segurança e armação; • Motor-foguete e dispositivo de iniciação segura; • Servo-mecanismo; e • Controle de empuxo vetorado.

A figura 2 apresenta a disposição dos subsistemas do míssil.

pelo míssil, o guiamento fornece o ângulo de linha visada do alvo para o Missile Central Processor (MCP), que verifica a razão de mudança desse ângulo, fazendo o míssil navegar em direção ao alvo. Em situações de LOAL, o MCP fornece uma posição “simulada” do alvo, a partir de informações fornecidas pela aeronave lançadora e, assim, determina a trajetória a ser seguida pelo míssil para o engajamento do alvo durante o vôo.

O MCP é responsável por fornecer os comandos para os atuadores aerodinâmicos baseados em informações do ângulo de linha de visada do alvo e em informações de posicionamento e movimento do míssil, fornecidos pela Inertial Measurement Unit (IMU). Assim, resumidamente pode-se dizer que os comandos de rolagem, derrapagem e cabragem são fornecidas pelo MCP, a partir de medidas de movimento linear e rotacional do míssil realizadas pela IMU. A espoleta do A-Darter utiliza um dispositivo baseado em técnicas de detecção de desvios Doppler, impostos a uma rádio freqüência (RF) de operação para detectar o alvo.

A fonte de força (Power Supply Assembly) é responsável por suprir energia a todos os subsistemas do míssil, durante o curto período de tempo após o lançamento do artefato da aeronave.

C. Cabeça-de-guerra e dispositivo de segurança e armação

Figura 2 – subsistemas do míssil A-Darter [1].

A. Estrutura Essa entidade comporta a estrutura mecânica do míssil, responsável por suportar as elevadas cargas g às quais todo o sistema é submetido, durante as manobras de engajamento de combate.

A estrutura ou airframe suporta as conexões mecânicas e estruturais como as superfícies aerodinâmicas (aletas, strakes e strakelets), além de condicionar mecanicamente todos os subsistemas do míssil.

B. Seção Frontal do Míssil A seção frontal do míssil engloba o guimballed assembly, as placas de processamento digital, a espoleta e a fonte de força.

O guimballed assembly é um subsistema composto por sensores de detecção em duas bandas distintas do infravermelho, óptica e dome. É responsável por detectar e acompanhar o alvo com rastreio de altas velocidades angulares. O alvo é reconhecido e acompanhado a partir de imagens geradas em infravermelho, o que garante grande resistência a contramedidas usadas pelo alvo.

As placas de processamento digital (Digital Processing Assembly – DPA) englobam rotinas de processamento das tarefas do míssil (Missile Central Processor – MCP), além de processamento de imagens, entre outras.

O subsistema de controle é responsável por guiar o míssil até o alvo, a partir de informações geradas pelo subsistema de guiamento e seguindo as leis de guiamento proporcional.

No caso de lançamento com o alvo já engajado

A cabeça de guerra é do tipo pré-fragmentada, preenchida com explosivos do tipo PBX (Plastic Bounded Explosive). O dispositivo de segurança e armação (Safe and Arming Device) tem a função de garantir a segurança do acionamento da cabeça-de-guerra.

D. Motor-foguete e dispositivo de iniciação segura Esse subsistema conta com um invólucro de metal que forma a parte estrutural do motor e que deve suportar as altas pressões geradas durante a queima do propelente. O propelente é feito a partir de compósitos de alta energia com baixa emissão de fumaça durante a queima.

O dispositivo de iniciação segura (Ignition Safing Device – ISD) tem como função básica prevenir uma indesejada iniciação do motor-foguete e, de outro modo, garantir o acionamento em funcionamento normal do míssil.

E. Servo-mecanismo Essa entidade funcional é composta de quatro motores elétricos, que têm como objetivo posicionar, por meio de atuadores eletromecânicos, as superfícies de comando de acordo com as deflexões comandadas pelo DPA. F. Controle de empuxo vetorado Como destacado na tabela 1, essa entidade funcional é um diferencial encontrado em um míssil de quinta geração. A tecnologia usada para o controle e construção dos atuadores é extremamente refinada e Spectrum

Setembro de 2010 37

controlada.

O empuxo vetorado é conseguido graças a atuadores localizados na seção traseira do míssil e inseridos na região de exaustão dos gases oriundos da queima do propelente do motor-foguete. Esses atuadores são construídos a partir de materiais compostos à base de fibra de carbono para resistirem à pressão e temperatura geradas pela queima do propelente. A figura 3 apresenta os atuadores que são usados no controle do empuxo vetorado no míssil AIM-9X.

• Uso de materiais compostos para redução de peso e melhora na aerodinâmica, permitindo aumento da manobrabilidade e eficiência do voo; • Cabeça de guerra feita com explosivos de alta densidade energética; • Controle de voo utilizando atuadores piezelétricos com alta densidade eletromagnética que permitem o voo em altos ângulos de ataque em altas velocidades e que simplificam o projeto do piloto-automático de míssil.

Uma vez entendido como o míssil funciona, por intermédio da descrição de seus subsistemas, é possível realizar uma breve análise do impacto operacional que sua operação causará.

IV. IMPACTO OPERACIONAL NA FAB

Figura 3 – empuxo vetorado no míssil AIM-9X [4].

Como se pode notar, o A-Darter possui subsistemas comuns a todos os mísseis de emprego ar-ar, mas com a utilização de tecnologias de última geração. Isso possibilita que a indústria brasileira de defesa absorva a tecnologia necessária para a construção dos subsistemas no Brasil, proporcionando um salto tecnológico em atividades de pesquisa e desenvolvimento.

Segundo [4], as tecnologias que devem ser incorporadas e mantidas em armamentos desse tipo são: • Domes que proporcionam baixo arrasto e baixo aquecimento cinético em altas velocidades, além de baixa interferência na transmissividade nas bandas de interesse do infravermeho; • Seekers multiespectrais com capacidade de imageamento (proporcionando um reconhecimento automático de alvos – ATR - em condições de clutter e na presença de contra-medidas) e com capacidade de atingir altos ângulos de visada;

O emprego de um equipamento de última geração sempre traz consigo as benesses do desenvolvimento e a euforia de se operar algo realmente novo. Com o A-Darter, isso não vai ser diferente, ainda mais quando usado em associação a uma aeronave de alto desempenho, como as que estão concorrendo no programa F-X2, sendo que numa delas, o míssil deverá ser integrado.

As características operacionais desse armamento obrigarão os pilotos de caça a reverem suas doutrinas e mudá-las para adaptação às novas características de emprego. Um exemplo bem simples seria a possibilidade de efetuar um lançamento durante uma curva sustentada de mais de 60º de inclinação, com o alvo em uma situação a 90º da aeronave lançadora e com a direção de deslocamento de ambas 180º defasadas.

Dentro do contexto dessas possibilidades o design authority orientou o projeto para atender a algumas situações impostas pelos contratantes. Nestas situações, deverá haver condições para o lançamento do míssil dentro do seu envelope cinemático e com alta probabilidade de acerto [1].

Considerando uma situação de identificação visual da aeronave inimiga, logo após um cruzamento, podem ocorrer algumas situações como as descritas a seguir.

A aeronave inimiga decide não engajar no combate e mergulha em um ângulo de 30º com after burn acionado. Nesta situação o piloto deverá ser capaz de realizar o lançamento durante uma curva agressiva de 180º com alto fator de carga g, conforme descrito na figura 4.

Neste caso, o míssil deverá estar associado a um HelmetMounted Display (HMD).

• Guiamento e controle com capacidade de interface com sistemas GPS e inerciais; • Eletrônica de baixo custo sem a perda da capacidade de processamento para realizar fusão de dados de diferentes sensores e otimização de trajetória em tempo real, utilizando-se componentes encontrados no mercado internacional; 38

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Figura 5 – lançamento do míssil com engajamento da aeronave agressora e aeronave defensora realizando uma curva com raio menor [1].

Caso o contrário ocorra, ou seja, a aeronave inimiga tenha um raio de curva mais apertado, teoricamente o combate estaria perdido. Porém, com a capacidade de detecção em grandes ângulos de visada inclusa em mísseis de quinta geração, há a possibilidade de o tiro ser realizado com a aeronave inimiga no través da defensora, conforme descrito na figura 6.

Figura 6 – lançamento do míssil com engajamento da aeronave agressora e aeronave defensora realizando uma curva com raio maior [1].

A última situação proposta é considerando o cruzamento conforme descrito anteriormente, mas com as duas aeronaves fazendo curvas com grandes cargas g em sentidos opostos, conforme descrito na figura 7. Neste caso, a aeronave defensora poderá lançar o míssil tão logo possa visualizar o inimigo em seu través.

V. CONCLUSÃO Este artigo tratou da apresentação do míssil ADarter, que está em processo de desenvolvimento por meio de um acordo bi-nacional firmado entre o Brasil e a África do Sul. As gerações de mísseis ar-ar foram descritas, assim como algumas características operacionais do A-Darter, classificando-o como de quinta geração.

Por fim, através de situações que foram usadas para definir o desempenho do míssil, discutiu-se o impacto operacional que poderá ser causado na FAB após a sua incorporação aos esquadrões de caça.

Dessa forma, espera-se que o início de sua operação traga mais flexibilidade e mais poder dissuasório às equipagens de combate brasileiras, lembrando que estarão operando um produto que possui a contribuição e a tecnologia nacional.

Vislumbra-se, portanto, que em um futuro próximo, a FAB será capaz de gerar suas próprias doutrinas de emprego, baseadas em armamentos desenvolvidos dentro do país, visando atender às nossas necessidades e, assim, influenciar novos desenvolvimentos e novos produtos.

Isso, sim, garante independência operacional.

REFERÊNCIAS [1] DENEL DYNAMICS. ASSEGAAI Proposal Volume 3 – Technical Proposal.

[2] SANTOS, R. A. T. et al. Development of a Methodology for Infrared Aircraft Emission Estimation. Progress In Electromagnetics Research Symposium 2007, Beijing, China, March 26-30.

[3] COMGAR. Spectrum, número 8, Brasília, Maio 2004.

Figura 7 – lançamento do míssil com engajamento da aeronave agressora e realização de curvas em direções diferentes [1].

Em todos os casos descritos, se ambos estão armados com mísseis de quinta geração, a razão de curva se torna mais crítica para determinar quem irá fazer o disparo primeiro. Ou seja, quem faz o disparo primeiro, o faz, possivelmente, em menos de 10s.

Logicamente que as condições aqui propostas são hipóteses simplificadoras de situações de engajamento de combate. Porém, deve ser destacado que essas condições foram as que ajudaram a definir as características de desempenho para emprego do A-Darter.

Dessa forma, face às características de emprego dos mísseis de quinta geração, aqui expostas, surge a necessidade da reavaliação das táticas e técnicas empregadas pela FAB em situações de combate em curtas distâncias.

Há ainda outros impactos a serem analisados com a introdução do míssil A-Darter na FAB, como por exemplo, o impacto logístico, assunto fora do objetivo deste artigo. Sobre esse tema, o Estado-Maior da Aeronáutica já publicou um estudo a respeito [5].

[4] FLEEMAN, E. L. Tactical Missile Design. American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, VA, 2006.

[5] EMAER. Use Study for a New Generation Short Range Air-to-Air Missile (SRAAM) for the Brazilian Air Force – Project A-Darter. Brasília, 2007.

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40 AVALIAÇÃO OPERACIONAL EM SISTEMAS MAGE DE NCOM, COM AERONAVES EM VOO

Cap Av Fernando Rodrigues DE SÁ Segundo Esquadrão do Sexto Grupo de Aviação

1 - INTRODUÇÃO

C

omo consequência do longo ciclo de reaparelhamento que a FAB (Força Aérea Brasileira) vem sofrendo no decorrer dos últimos anos, equipamentos modernos, dotados de sistemas complexos e avançados de Guerra Eletrônica, como RWR (Radar Warning Receiver), Lançadores de chaff e flare, radares aeroembarcados e equipamentos MAGE (Medidas de Apoio à Guerra Eletrônica), entre outros, passaram a compor o acervo tecnológico da Força.

A chegada desses equipamentos torna necessária a realização do processo de Avaliação Operacional (AVAOP), no intuito de se avaliar a Eficiência Operacional e a Adequabilidade Operacional desses sistemas, pois num ambiente operativo, entre o equipamento funcionar realmente e satisfazer especificações detalhadas, existe uma enorme lacuna.

Para a realização da AVAOP, o ambiente de teste tem que ser operacionalmente realístico e incluir, sempre que possível, contramedidas inimigas [1].

Na realização de AVAOP em sistemas MAGE de NCOM (Não-comunicações), a FAB utiliza o EXCALIBUR TS-100+. Esse equipamento é um simulador de ameaças, capaz de gerar sinais com as mesmas características de um sinal radar, opera na faixa de 0,5 GHz a 18 GHz e atualmente encontrase presente no Laboratório de Guerra Eletrônica da Divisão de Engenharia Eletrônica do ITA (LabGE) [2].

O sinal recebido por um receptor MAGE (s) pode ser calculado de acordo com a equação (1):

onde PT é a potência do sinal transmitido, G T é o ganho da antena transmissora, G R é o ganho da antena receptora (MAGE), λ é o comprimento de onda do sinal, R é a distância entre as antenas transmissora e receptora e L é o total de perdas sofridas pelo sinal [3].

Estando o receptor MAGE instalado a bordo de uma aeronave em voo, é possível calcular-se o nível de sinal que esse receptor estaria recebendo durante toda trajetória da aeronave. Porém, a aplicação simples e direta da Equação MAGE (1) para

cálculo do nível desse sinal torna-se inviável, fazendo-se necessária a utilização de uma ferramenta para este fim.

A aplicação dessa ferramenta deve seguir uma metodologia e os resultados obtidos devem ser avaliados, de forma a analisar-se a viabilidade da realização de um voo seguindo o perfil proposto [4].

O Cap Av DE SÁ concluiu o CFOAV em 1999. É piloto de Ataque e Reconhecimento, além de Chefe Controlador Aeroembarcado das aeronaves E-99.

Possui o Curso de Especialização em Análise de Ambiente Eletromagnético (ITA) e atualmente exerce a função de Chefe da Seção de Informática do 2º/6º GAV.

II. SIMULAÇÃO Quando um simulador de ameaças é utilizado contra uma aeronave em voo, devido ao fato de suas antenas serem fixas, os sinais gerados cobrem volumes restritos do espaço. Sendo assim, a antena transmissora deve ser orientada de maneira a iluminar essa aeronave pelo maior tempo possível durante seu deslocamento.

Para a realização dos cálculos, tomando-se como referência a posição da antena transmissora, a posição da antena receptora a bordo da aeronave pode ser dada a cada instante, como um azimute e distância a partir da referência. Sendo assim, conhecendo-se o diagrama de radiação dessa antena e definindo-se os pontos inicial e final da aeronave durante sua trajetória, é possível calcular o nível de sinal recebido pelo receptor MAGE ao longo da mesma.

Com a utilização de uma ferramenta computacional desenvolvida no software Mathcad®, após a inserção de todos os parâmetros afetos ao voo da aeronave equipada com o receptor MAGE e à operação dos equipamentos, tem-se como resultado diversas informações, que irão definir a viabilidade ou não do lançamento de um voo seguindo os parâmetros propostos na simulação [4].

Em uma simulação realizada com essa fer-

ramenta, foram inseridos os seguintes parâmetros (fictícios):  Potência transmitida: 1000 W;  Ganho da antena receptora: 13 dB;  Sensibilidade do receptor MAGE (Smin): -70 dBm;  Frequência do sinal transmitido: 8 GHz;  Posição geográfica da antena transmissora: 23º17’45” S / 046º00’54” W ;  Orientação da antena (em azimute e elevação): proa 360º em azimute e 10º de elevação;  Altura da antena transmissora (acima do solo): 27 metros;  Perdas do sistema: 0 dB;  Perdas por absorção: O2 – 0,01 dB/km; H2O – 0,05 dB/km;  Altura de voo da aeronave: 17.000 ft;  Posição inicial da aeronave em relação à antena (P1): azimute 320º a 20 NM;  Posição final da aeronave em relação à antena(P2): azimute 040º a 20 NM; e  Velocidade da aeronave (GS): 200 kt.

Figura 2 - Diagrama de radiação de uma antena no plano horizontal, na frequência de 8 GHz, para resolução da simulação.

III. RESULTADOS OBTIDOS Os primeiros resultados obtidos são afetos ao perfil de voo da aeronave. A distância percorrida pela mesma desde P1 até P2 foi de 25,712 NM, em um tempo de 7 minutos e 42 segundos. Porém, devido à sensibilidade do receptor e demais parâmetros, essa aeronave permaneceu iluminada pela antena (s > Smin) durante 17,338 NM de sua trajetória, correspondendo a um tempo de 5 minutos e 12 segundos.

A proa voada pela aeronave de P1 a P2 foi a 90º.

As coordenadas da posição inicial da aeronave são: 23º02’25,747”S/046º13’45,345”W. As de sua posição final são: 23º02’25,747”S/045º48’02,665”W. Por fim, são gerados dois gráficos. O primeiro apresenta a potência recebida pelo receptor MAGE em função do azimute da aeronave em relação à antena transmissora, conforme ilustrado na Figura 3.

Ou seja, para cada azimute que a aeronave estiver cruzando durante sua trajetória (eixo das abscissas), tem-se a potência recebida pelo receptor MAGE (eixo das ordenadas) [4].

Além desses parâmetros, foi utilizado o diagrama de radiação da antena transmissora, nos planos vertical e horizontal, conforme as Figuras 1 e 2, respectivamente.

Figura 1 - Diagrama de radiação de uma antena no plano vertical, na frequência de 8 GHz, para resolução da simulação.

Figura 3 - Gráfico da potência recebida pelo receptor MAGE em função do azimute da aeronave em relação à antena transmissora. Os azimutes que não possuam um valor de potência correspondente não foram cruzados pela trajetória da aeronave. A linha vermelha pontilhada representa a sensibilidade do receptor. Todos os valores de potência recebida que estiverem abaixo dessa linha não serão recebidos pelo receptor MAGE.

O segundo gráfico apresenta o ângulo de chegada do sinal na aeronave (AOA), em função do azimute da aeronave em relação à antena transmissora, de acordo com a Figura 4. Ou seja, para cada azimute que a aeronave estiver cruzando durante sua trajetória (eixo abscissas), tem-se ângulo de chegada do sinal na aeronave (eixo das ordenadas) [4].

Figura 4 - Gráfico do ângulo de chegada do sinal na aeronave (AOA), em função do azimute da aeronave em relação à antena transmissora. Cada valor de AOA é representado por um círculo verde. Os azimutes que não possuam um valor de AOA correspondente não foram cruzados pela trajetória da aeronave. O valor de AOA inicia-se em 0º (alinhado com a proa da aeronave), seguindo no sentido horário

Com isso, pode-se prever qual será o AOA do sinal na aeronave durante o voo. Caso a antena receptora possua limitação de ângulo de chegada na recepção de sinais, pode-se prever e minimizar essas limitações [4].

IV. CONCLUSÃO Aplicando-se uma metodologia adequada, é possível calcular o nível do sinal que chegaria em um receptor MAGE a bordo de uma aeronave em pleno voo, durante sua trajetória. Utilizando-se uma ferramenta computacional baseada nessa metodologia, após a inserção de todos os parâmetros afetos ao voo em questão e aos equipamentos a serem utilizados, obtêm-se diversos dados a serem analisados, de forma a avaliar-se a viabilidade do lançamento de um voo seguindo o perfil proposto.

42

Setembro de 2010

Spectrum

Com isso, obtém-se economia de tempo e recursos no planejamento e execução desse tipo de missão, viabilizando-se a execução da Avaliação Operacional de equipamentos MAGE de NCOM a bordo de aeronaves em voo.

Por fim, comparando-se os dados obtidos em um voo com aqueles calculados na simulação, pode-se avaliar e investigar as causas de eventuais discrepâncias que possam surgir, contribuindo dessa forma para suas correções, resultando assim na otimização do funcionamento do equipamento avaliado e no conhecimento aprofundado de suas reais características de operação.

Dessa forma, o objetivo da Avaliação Operacional de equipamentos MAGE de NCOM, que prevê a realização de testes em ambientes operacionalmente realísticos, pode ser atingido em sua plenitude.

REFERÊNCIAS [1] BRASIL. Comando da Aeronáutica. NSCA 500-3: Análise Operacional, 2007.

[2] EXCALIBUR SYSTEMS LIMITED. System Maintenance Manual. Kanata: 1997.

[3] NERI, F. Introduction to Electronic Defense Systems, 2nd ed. Artech House, 2001. 623p.

[4] DE SÁ, F.R. Simulação de ameaça radar contra alvos em voo, por meio de transmissão remota. 2010.

99f. Trabalho de conclusão de curso (Especialização em Análise do Ambiente Eletromagnético) – Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, 2010.

43 CLASSIFICADORES PARA INTERPRETAÇÃO DE EMBARCAÇÕES EM IMAGENS SAR DO R99 Maj Esp Fot Sérgio Roberto Horst Gamba

1 - INTRODUÇÃO

A

classificação de imagens SAR consiste em associar cada pixel da imagem a um rótulo, descrevendo um objeto real. Os níveis de cinza associados a cada pixel, definidos pela radiância das matérias que compõe esse pixel, são identificados em termos de um tipo de cobertura da superfície terrestre imageada (água, vegetação, solo, rocha, etc.), denominados temas [1]. Uma imagem SAR classificada permite a produção de um mapa temático, o que facilita a identificação dos elementos de interpretação (forma, tamanho, tonalidade) e conseqüentemente a identificação de alvos militares.

Em uma análise da variação conjunta entre as bandas/polarizações (LHH, LVV, LHV e LVH), necessitase aplicar, antes da classificação, os métodos de análise multivariada (correlação de Pearson e correlação multivariada). Podem-se eliminar as bandas que tem alto coeficiente de correlação, pois uma baixa correlação entre bandas sugere que as mesmas contêm algum tipo de informação que não é encontrada nas demais bandas/ polarizações [2].

II. ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS NÍVEIS DIGITAIS (NÍVEIS DE CINZA) Os dados da Tabela 1, que representam a correlação de Pearson, foram obtidos por meio do aplicativo SPSS 16.0. Esses dados foram obtidos de 256 níveis digitais (8 bits), que revelam os níveis de cinza nas imagens [3]. As bandas/polarizações que apresentaram baixa correlação entre si, menor repetição de informações, O Maj Esp Fot Horst possui o Curso Internacional em Sensoforam LHH, LVV e riamento Remoto e Sistemas de LVH para o Porto de Informações Geográficas (INPE), Tubarão [4]. é mestrando em Geociências Aplicadas (UnB). Possui o Curso de Planejamento e Emprego do Armamento Aéreo. É instrutor do Curso de Inteligência de Imagens Radar. Atualmente exerce função de Adjunto do Grupo de Inteligência Aérea do COMGAR.

Tabela 1 – Coeficientes de correlação de Pearson para as imagens SAR de Porto de Tubarão obtidas na banda L e polarizações HH, HV, VH e VV.

LVH

LHV

LVV

LHH

LVH

1,000

0,992

0,746

0,490

LHV

0,992

1,000

0,707

0,552

LVV

0,746

0,707

1,000

0,378

LHH

0,490

0,552

0,378

1,000

Um segundo método é a correlação múltipla.

Aplicando este método nos mesmos dados (256 níveis digitais) no aplicativo MINITAB 14 obteve-se a seguinte equação (1), onde a configuração LHH foi definida como a variável independente e as demais configurações como dependentes [5]:

Na Tabela 2, são mostrados os resultados da ANOVA (Análise da Variância) com base na equação (1).

Para o Porto de Tubarão, foram o LVV e LVH em relação à LHH. A análise deve considerar que o menor valor de F ou maior de P, representam menor correlação.

Tabela 2 – Resultados da ANOVA para as imagens SAR na banda L e polarizações HH, HV, VH e VV da região de Porto de Tubarão.

Origem

SS

MS

DF

F

P

Regressão

2,23430E+14

7,44768E+13

3

124,28

0

Residual

1,51010E+14

5,99245E+11

252

LVV

2,48390E+13

2,48390E+13

1

41,46

0

LVH

8,99591E+13

8,99591E+13

1

150,18

0

LHV

1,08632E+14

1,08632E+14

1

181,35

0

Total

3,74440E+14

255

Para a Tabela 2, devem-se considerar os seguintes significados: SS, soma dos quadrados; MS, quadrados médios; DF, graus de liberdade; F, teste F; e P, significância. Estes resultados reforçam as conclusões da tabela 1, onde os menores valores de F representam menor correlação entre as imagens LHH, LVV e LVH (menor repetição de informações).

Com base nas conclusões das Tabelas 1 e 2, a melhor combinação de imagens do Porto de Tubarão foi LHH_LVV_LVH para a aplicação dos seguintes classifi-

cadores: - Não supervisionados: Isodata e K-médias; e - Supervisionados: paralelepípedo, distância mínima, distância Mahalanobis, máxima verossimilhança, SAM, SID, binary encoding e SVM [6].

A combinação de bandas/polarizações terá realce de contraste 50 a 200, com filtro morfológico abertura, para a região de estudo. Os contrastes, o filtro e os classificadores foram aplicados por intermédio do soft ENVI 4.5 [7].

regiões vermelha (embarcações), amarela (instalações do cais) e azul (água) são as mais relevantes, pois suas distinções facilitam a interpretação das embarcações no Porto de Tubarão.

III. AVALIAÇÃO DAS CLASSIFICAÇÕES Um subproduto da matriz de confusão que auxilia na avaliação do classificador é o coeficiente Kappa (K). Uma das vantagens alegadas para uso do K é que ele incorpora a informação dos pixels mal classificados e os bem classificados, permitindo uma melhor avaliação do classificador [4]. A Figura 1 apresenta a equação que fornece o valor de K.

Figura 1 - Equação Kappa [4].

Figura 2 - Regiões de interesse (ROI) extraídas na região do Porto de Tubarão.

O classificador SVM apresentou os melhores resultados de rotulação, onde foi possível verificar com mais precisão os elementos de interpretação. O SVM proporciona bons resultados de classificação de dados complexos e ruidosos. É um sistema de classificação estatística derivada de uma teoria de aprendizagem. Ele separa as classes com uma superfície de decisão que maximiza a margem entre as classes. A superfície é muitas vezes chamada de hiperplano ótimo e os dados pontos do hiperplano são chamados vetores de suporte. Os vetores de suporte são os elementos críticos do conjunto de treinamento. No ENVI 4.5, o SVM usa a estratégia de classificação de pares para a classificação multiclasse [6]. A Figura 3 representa a classificação supervisionada máquina de vetor suporte linear no Porto de Tubarão (LHH_LVV_LVH).

A Tabela 3 representa o resultado das classificações no Porto de Tubarão (LHH_LVV_LVH). Observa-se que os classificadores Máxima Likelihood e SVM apresentaram melhores resultados, ou seja, os pixels foram mais bem classificados (maiores valores de Kappa e acurácia geral) [8].

Tabela 3 – Coeficiente Kappa. Porto de Tubarão.

CLASSIFICADOR

Coeficiente Kappa

Acurácia Geral

Isodata*

-0.0409

8.0287%

K Médias*

-0.0409

8.0287%

Paralelepípedo**

-0.0148

14.1338%

Distância Mínima**

0.6905

82.0982%

Distância Mahalanobis**

0.6799

81.1715%

Máxima Likelihood**

0.7534

85.5097%

Mapeador de Ângulo Espectral**

0.0486

8.9695%

Divergência de Informação Espectral**

0.1601

36.8121%

Codificação Binária**

0.0000

0.000%

Máquina de Vetor Suporte Linear*

0.9054

95.4382%

* três classes. ** cinco classes.

A Figura 2 representa os ROIs (regiões de interesses) e a imagem SAR LHH_LVV_LVH com as embarcações mercantes atracadas no Porto de Tubarão. As 44

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Figura 3 - Resultado da classificação pelo método SVM envolvendo as imagens SAR da região do Porto de Tubarão, obtidas na banda L e polarizações HH, VV e VH.

O método de máxima Likelihood é baseado na probabilidade de um pixel pertencer a uma determinada classe. O usuário determina a significância nos erros de atributos especificados para uma classe em comparação a outras [6]. A Figura 4 representa a classificação supervisionada por máxima Likelihood no Porto de Tubarão (LHH_LVV_LVH). Os melhores resultados foram obtidos com cinco classes.

Por fim, as embarcações mercantes possuem uma forma retangular, com proa e popa arredondadas, e tamanho maior que as embarcações militares.

REFERÊNCIAS

Figura 4 - Resultado da classificação pelo método da máxima Likelihood envolvendo as imagens SAR da região do Porto de Tubarão, obtidas na banda L e polarizações HH, VV e VH.

IV. CONCLUSÃO As bandas com menor grau de correlação foram LHH, LVV e LVH. Essas possibilidades evitam a redundância de dados. Os classificadores supervisionados Máxima Likelihood e SVM apresentaram melhores resultados, pois realçaram os elementos de interpretação. Observa-se que os elementos de interpretação de imagens (forma, tamanho e tonalidade) são perceptíveis visualmente nas imagens SAR. Esses elementos serão os principais parâmetros para diferenciar embarcações militares de mercantes.

[1] SCHOWENGERDT, R. A. Remote Sensing.

Models and Methods for Image Processing. 3. ed. San Diego: Academic Press, 2007.

[2] ROSA, R. Introdução ao Sensoriamento Remoto. 3. ed. Uberlândia: Universidade Federal de Uberlândia, 1995.

[3] JENSEN, J. R. Sensoriamento Remoto do Ambiente. Uma Perspectiva em Recursos Terrestres. Tradução da segunda edição. São José dos Campos: Parêntese Editora, 2009.

[4] MATHER, M. P. Computer Processing of Remotely Sensed Images. England: Wiley, 2006.

[5] SPIEGEL, M. R. Estatística. São Paulo: Editora McGraw-Hill do Brasil, 1972.

[6] RICHARDS, J. A.; Jia, X. Remote Sensing Digital Image Analysis. New York: Springer, 2006.

[7] DAMIÃO, D. P.; MÁXIMO, O. V. Elementos de Imageamento Radar. São José dos Campos: Instituto de Estudos Avançados, 2001.

[8] DAVIS, J. C. Statistics and Data Analysis in Geology. 2nd ed. Canada: [s.n.], 1973.

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A Revista “Spectrum” tem como finalidade contribuir para a divulgação de trabalhos voltados para o preparo e emprego da Força Aérea Brasileira. Pretende-se incentivar a apresentação de temas que venham a despertar debates e estudos, conferindo o devido realce ao espírito operacional da Força.

Não se estabelece preferência de abordagens. Diferentes perspectivas teóricas e metodológicas no tratamento de temas são aceitáveis, desde que consistentes e significativas para o desenvolvimento da área operacional.

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