«Todo fluye, todo cambia. Nada permanece constante.»
Eráclito
En el fascinante ámbito de la tecnología militar, la precisión se erige como una cualidad esencial para alcanzar la efectividad en la neutralización de objetivos enemigos. Por ello, el enfoque central de esta publicación será el guiado de misiles mediante láser.
Los misiles representan una destacada hazaña de ingeniería ampliamente empleada en conflictos armados, exhibiendo la capacidad de alcanzar objetivos con una precisión milimétrica, ya sea desde tierra, mar o aire.
El misil es un proyectil autopropulsado diseñado para transportar una carga explosiva hasta un objetivo específico. A lo largo de la historia, las características de estos dispositivos han experimentado una evolución notable, marcando sus primeros pasos como armamento durante la Guerra Fría.
La diversidad de misiles es enorme, pues según cual sea la misión encomendada, su diseño será diferente. Las misiones van desde atacar objetivos estratégicos hasta destruir vehículos blindados.
Algunos tipos comunes de misiles son:
- Misiles Antitanque. Utilizados para penetrar en la armadura blindada de los carros.
- Misiles crucero. Utilizados para ataques estratégicos a gran alcance.
- Misiles antiaéreos. Perfectos para derivar objetivos aéreos.
- Misiles tácticos. Utilizados en combate en campo de batalla.
Un misil se compone de tres componentes fundamentales: el sistema de propulsión, la cabeza explosiva y el sistema de guiado. El sistema de guiado puede variar según la tecnología y los métodos utilizados para dirigir el misil hacia su objetivo, incluyendo guiado por GPS, guiado inercial, guiado por radar, guiado por satélite o guiado por láser. En esta publicación, se centrará la atención en este último sistema.
El sistema de guiado por láser tiene el objetivo de guiar al proyectil mediante una iluminación láser y es con la información captada por los sensores que detectan esta luz realizar un ajuste de trayectoria interno para garantizar el impacto en el objetivo enemigo.
Este sistema garantiza bajo margen de error y es por ello que se utiliza en misiles antitanque y misiles de precisión, pues, la funcionalidad de un misil antitanque es impactar en las partes más débiles del vehículo blindado.
El guiado por luz láser es susceptible a contramedidas con dispositivos de interferencias o defensa láser, los cuales se encargan de desviar o eliminar el haz guía. Este punto deberá ser tenido en cuenta por los diseñadores de estos sistemas. Estas contramedidas pueden ser simples fumígenos, creando una cortina de humo entre el misil y el objetivo, causando problemas en la detección del láser por parte de los sensores del misil.
Por lo general existen dos tipos de sensores que tienen la posibilidad de incorporarse al misil, estos son, los fotodetectores, los sensores electro-ópticos.
Fotodetectores
Los fotodetectores utilizados en los misiles son utilizados para transformar la luz láser (guía) en electricidad, permitiendo que el misil sea guiado y cree una trayectoria hasta el objetivo enemigo. ¡Son los ojos del misil!
Este tipo de componentes generan una excitación eléctrica al ser expuestos a luz con determinada frecuencia en el caso que nos ocupa de 800 y 850 nanómetros, esto se puede llevar a cabo de diferentes formas, ya sea aprovechando el efecto fotoeléctrico o el efecto fotoconductor (generalmente utilizado).
Uno de los problemas que conlleva utilizar estos sensores es su relación señal a ruido, pues estos componentes son muy sensibles a ruidos externos especialmente al ruido térmico, por ello en caso de utilizar este tipo de sensores en los misiles, estos necesitarán hallarse bien aislados térmicamente del resto de componentes, con especial importancia del sistema de propulsión pues es la parte del misil con mayor aumento de temperatura durante el desplazamiento del misil. En ocasiones el misil es enfriado criogénicamente para eliminar su temperatura interna.
Otra característica importante a tener en cuenta será el tiempo de respuesta que estos sensores ofrecen, pues dependiendo de los materiales de fabricación el tiempo que pasa desde que se excita hasta que esa señal se convierte en electricidad variará.
Los materiales de fabricación más comunes para detección de luz láser con alta velocidad de respuesta son el arseniuro de galio (GaAS) o el arseniuro de indio-galio (InGaAs).
Es importante que antes de procesar la información que este tipo de sensores arroja al sistema de control del misil, la señal sea acondicionada antes de su procesamiento.
Sensores electroópticos
Estos sensores se distinguen de sus predecesores por su capacidad para adquirir información del entorno. A diferencia de estos últimos, no solo tienen la habilidad de transformar la intensidad lumínica de una frecuencia específica en señales eléctricas, sino que también cuentan con tecnologías integradas que les permiten capturar imágenes. Esto les brinda la capacidad de obtener información más detallada una vez que las imágenes han sido procesadas.
Es decir, con este tipo de componentes no solo se detecta el haz láser, sino que además se puede identificar el entorno y el objetivo señalado.
Ciertamente, los sensores electroópticos ofrecen una amplia cantidad de información valiosa. Sin embargo, es crucial recordar que toda esta información debe someterse a un proceso de acondicionamiento y análisis, lo cual implica la necesidad de sistemas de procesamiento potentes, especialmente cuando se trata de identificar objetivos en imágenes. Este nivel de procesamiento avanzado no solo demanda tecnología sofisticada, sino que también contribuye al aumento del costo del misil.
Guiado Híbrido
Muchos de los misiles guiados por láser emplean un sistema de guiado híbrido, que integra tanto sensores ópticos como sensores infrarrojos (IR). Estos últimos son sensibles a la radiación térmica, lo que les permite detectar objetivos con una marca térmica.
Estos sensores complementan el guiado láser, permitiendo al misil fijar objetivos con mayor facilidad y operar eficazmente en situaciones con poca luz.
Además, ofrecen la capacidad de superar posibles contramedidas enemigas. En resumen, la combinación de ambos tipos de sensores proporciona al misil una mayor adaptabilidad y eficacia en condiciones de combate adversas.
Sistema de procesamiento de sensores de guiado y unidad de medición inercial (IMU)
El sistema de procesamiento de datos desempeña el papel crucial de identificar al objetivo enemigo utilizando las señales captadas por los sensores mencionados anteriormente. Además, se encarga de determinar la dirección relativa con respecto al misil.
En el caso de sensores electroópticos el procesamiento de datos se hace más pesado al tratarse de mayor cantidad de datos, por ello el uso de lógica programable o sistemas PSoC no se descartan para este acometido.
En el caso de sistemas de misiles con proyección a realizar numerosas unidades, se puede elegir el uso de ASIC (Circuito Integrado Específico para Aplicación), pues estos sistemas de procesamiento no son versátiles a la hora de hacer nuevas configuraciones y su precio es más elevado que los sistemas de procesamiento comentados anteriormente, pero tienen la capacidad de tener mayor eficacia de procesamiento para la tarea encomendada, con alto rendimiento, además de poseer mayor aprovechamiento de espacio al ser fabricado exclusivamente para un único acometido, reduciendo el tamaño del sistema.
La unidad de medición inercial (IMU) es un sistema formado por un conjunto de sensores que proporcionan información sobre la aceleración y velocidad del misil en tiempo real. Esto se logra gracias a los acelerómetros y giroscopios que el misil lleva incorporados. Su principal función es proporcionar información sobre la cinemática del misil para que el sistema de control actúe en consecuencia.
Sistema de control
Este sistema toma decisiones mediante actuadores con base en la información recopilada de la Unidad de Medición Inercial (IMU) y el sistema de procesamiento de sensores. En otras palabras, actúa como el cerebro del misil, garantizando la efectividad en el impacto del objetivo al coordinar de manera precisa la respuesta del misil a la información adquirida.
Como actores manejados por el sistema de control en misiles resaltar:
- Las aletas de control. Se tratan de superficies móviles capaces de hacer cambiar la orientación y dirección del misil.
- Las toberas de control. Utilizadas en algunos sistemas de propulsión de misiles para cambiar la dirección del flujo de salida de gases, teniendo la capacidad de modificar la orientación del misil.
- RCS (Reaction Control System). Sistema utilizado para realizar correcciones o ajustes finos de la trayectoria del misil en el espacio.
En posteriores publicaciones se realizará un estudio más exhaustivo sobre el sistema de control y los posibles actuadores que este puede manipular, así como los motores utilizados, señales de control, etc.
Gracias por su atención y un fuerte abrazo del equipo de ElectroBlindado.com
¡¡CONTINUAMOS!!
ElectroBlindado 