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

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EXPEDIENTE

Comandante-Geral de Operações AéreasTen Brig Ar Gilberto Antonio Saboya Burnier

Chefe do Estado-Maior do COMGARMaj Brig Ar Flávio dos Santos Chaves

Conselho Editorial e RevisãoCel Av Ricardo Pucci MagalhãesCel Av Fernando Nogueira VenturaCel Av Raimundo Nogueira Lopes NetoTen Cel Av Claudionei Quaresma LimaMaj Av Antônio Ferreira de Lima JúniorMaj Av André Gustavo de Souza CuritybaMaj Av Eric Cézzane Cólen GuedesMaj Av Luciano Barbosa MagalhãesMaj Esp Com Luis Carlos LeppaCap Int Fábio de Souza NascimentoCap Eng Rodrigo Prado dos SantosCap Eng Clênio Ricardo da Fonseca SobreiraCap Inf Waldinez Araújo da Silva1º Ten Eng Thiago de Souza Mansur Pereira

Capa (arte)1S Maia (COMGAR)

Projeto Gráfi co, Diagramação, Fotolitos e ImpressãoRealce Gráfi ca e Editora Ltda.SIBS Quadra 03 Conjunto A Lotes 18/20,Núcleo BandeiranteFone: (61) 3552-0582 – Fax: (61) 3386-3164CEP 71715-056 Brasília – DFrealcegrafi [email protected]

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 12Brasília – DF, CEP 71615-600Tel.: (61) 3364 8990 – Fax: (61) 3364 8076e-mail: [email protected]

ISSN 1981-4291

Revista do Comando-Geral de Operações AéreasNº 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 GUER-RA ELETRÔNICA ........................................................28

A-DARTER: CARACTERÍSTICAS E IMPACTO OPERA-CIONAL .....................................................................34

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

CLASSIFICADORES PARA INTERPRETAÇÃO DE EM-BARCAÇÕES EM IMAGENS SAR DO R99 .................43QUALIDADE NO COMBATE: O QFD

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

A revista Spectrum apresenta-se como subsí-dio 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 atualida-de.

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

Boa leitura!

Caro leitor,Em mais uma edição da revista Spectrum, este

Comando-Geral, responsável pela recompensadora tarefa de conduzir o preparo para o emprego da For-ça, saúda os militares brasileiros e a comunidade de Defesa, pelo apoio prestado a este fórum de divulga-ção científica, que se alinha aos ideais da instituição pela incessante busca da excelência operacional nes-te país.

O COMGAR vivenciou mudanças organiza-cionais amoldadas a um paradigma temporal, en-tre 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 pensamen-to criador; a projeção; a inovação; e a visão estratégi-ca 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 re-gistra a História. Com elas, realizou atividades dan-tes 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 vis-ta os esforços para a dotação e o treinamento com novos armamentos aéreos, óculos de visão noturna, designadores a laser, data link e interferidores eletrô-nicos.

Essas ferramentas, em essência, são o conhe-cimento. Guerra Eletrônica, Guerra Cibernética, Aná-lise Operacional, Comando e Controle, Armamento Aéreo, Sensoriamento Remoto, Tecnologia da Infor-mação 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 Ope-racionais 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 experi-ências, entre interessados em temas amparados pela

03EDITORIAL

Ten Brig Ar Gilberto Antonio Saboya BurnierComandante-Geral de Operações Aéreas

para que, a partir daí, se possa com-preender não só os conceitos expressos na legislação, mas, também, a responsa-bilidade que toda a cadeia decisória do Sistema detém para aplicação da medida máxima contra tráfe-gos que utilizam o es-paço aéreo brasileiro para cometer ilícitos, prejudicando o trá-fego aéreo regular e, finalmente, quando se logra êxito, toda a sociedade brasileira.

A seguir serão contrapostos os fundamentos de constitucionalidade da medida de des-truição de aeronaves e os aspectos que en-volvem o julgamento de militares.

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 incor-porada dentro do título “da detenção e apreensão de aeronaves”. Já o Dec. 5.144/04, editado pelo Presidente da República para regulamentar a ma-téria, 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

IMPLICAÇÕES JURÍDICAS DO TIRO EM AERONAVE DE TRÁFICO DE DROGAS

I - INTRODUÇÃO

Alguns autores têm insistido em afirmar que a Me-dida de Destruição introduzida no Código Bra-

sileiro 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 inconstitucio-nalidade. 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 de-ver 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 Tipicida-de Conglobante, adotada em algumas decisões re-centes do STF [3]. Dessa forma, existe uma lei que compele os militares a atuar, observados os seus re-quisitos legais.

Até a edição deste artigo, foram realiza-das 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 nenhu-ma medida de destruição aplicada.

Embora a base legal esteja clara nas ações que devam ser exe-cutadas, há várias interpretações que levam a questiona-mentos sobre a sua constitucionalidade e validade das leis e decretos, normal-mente, baseados em opiniões e sem co-nhecimento profun-do da atividade.

Há, nesse contexto, que escla-recer, então, a pos-tura e experiência adquiridas ao longo de 37 anos de exer-cício ininterrupto das ações de Defesa Ae-roespacial no país,

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Maj Brig do Ar GERSON NOGUEIRA MACHADO DE OLIVEIRAMaj ORLANDO ARAÚJO DOS SANTOS

O Maj Brig do Ar Ger-son Nogueira Machado de Oliveira foi promovido ao atu-al posto em julho de 2009 e possui mais 4200 horas de voo sendo 2100 horas de Caça.

Possui os Cursos de Se-gurança de Voo pelo CENIPA, Supervisor de Defesa Aeroespa-cial pelo COMDABRA, Curso de Comando e Estado-Maior e de Política e Estratégia Aeroes-paciais pela ECEMAR, além de curso de Gestão Administrativa, nível estratégico, MBA pela FGV.

O Maj Com Orlando Araú-jo dos Santos, do Exército Bra-sileiro, formado na AMAN em 1992, exerce atualmente a fun-ção de Chefe da Seção de Pro-teção da Força do COMDABRA.

Possui os Cursos Básico de Guerra Eletrônica (1997) e Guer-ra Eletrônica de Comunicações (2001) pelo CIGE (EB) e Curso de Negociação de Contratos In-ternacionais e Acordos de Com-pensação (2007) pelo ILA (FAB). É bacharel em Direito pela Univer-sidade do Distrito Federal (2006), com especialização em Direito Público (2007) e do Trabalho (2008) pelo Instituto Processus e Direito Penal (2009) pela Facul-dade Projeção.

Foi condecorado com a Me-dalha Militar de Prata.

Spectrum Setembro de 2010 5

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 me-dida, faz uma grande diferença no ânimo de milita-res e da sociedade, para compreender que a fina-lidade 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 valora-ção jurídica da conduta do piloto da aeronave civil, que desrespeita as determinações da autoridade ae-ronáutica. Não existe um processo penal para isso e muito menos um processo de execução [5].

Ainda em relação aos direitos fundamen-tais, mesmo o direito à vida também pode ser miti-gado, 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 Con-vivência das Liberdades Públicas). Assim, quando houver conflito, utiliza-se a proporcionalidade, con-forme 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 respon-sabilidade pelos bens jurídicos, segurança pública, saúde pública, soberania, instituições democráticas e paz social é de todos, e não só da Força Aérea.

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

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

IV. RESPONSABILIDADE JURÍDICA DOS MILITARES 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 atribu-ída 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 represen-tantes 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 inconstitu-cionalidade. Dessa forma, mais ênfase se dá à neces-sidade 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 in-constitucional, sendo essa uma exceção estreita ao não cumprimento de leis em vigor. Qualquer ilega-lidade ou inconstitucionalidade não é da alçada do servidor, devendo responder o Estado Brasileiro, se cabível [8] [9].

Dessarte, não cabe à Força Aérea Brasilei-ra a decisão sobre a constitucionalidade da lei nº 9.614/1998, sendo seu dever legal apenas cumpri-la, 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 consti-tucionalidade em tese da Lei 9614/98, ela está em vigor, produz efeitos e não pode deixar de ser cum-

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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 finali-dade 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 organi-zado.

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 cri-me 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.

REFERÊNCIAS

[1] GOMES, L. F. Lei do Abate: Inconstitucionalida-de. Disponível em: <http://www.lfg.com.br/public_html/article.php?story=20091026164357526&mode=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 Brasi-leiro, parte geral. 3. ed. São Paulo: RT, 2001.

[4] Disponível em: <http://www.correiobra-z i l i en se . com.b r / app /no t i c i a182 /2009 /10 /30 /brasil,i=151654/AERONAVE+COM+CERCA+DE+150+KG+DE+COCAINA+E+ALVEJADA+POR+PATRULHA+DA+FAB+PROXIMO+A+CRISTALINA+E+FAZ+POUSO+FORCADO.shtml>. Acesso em: 11 set. 2010.

[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. Dis-ponível em: <http://jus2.uol.com.br/doutrina/texto.asp?id=5735>. Acesso em: 30 jan. 2010.

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

CONTRA-INSURGÊNCIA: O COMPONENTE AÉ-REO TEM CONTRIBUÍDO?

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I - INTRODUÇÃO

Os 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 Afega-nistão abrangeram não apenas os tradicionais movimen-tos militares, mas também se expandiram para as medi-das de segurança interna, as iniciativas diplomáticas, os esforços para encontrar e embargar as fontes de financia-mento do inimigo, e além, é claro, para as operações de inteligência.

Adotando-se como norteadores do presente arti-go, as conclusões postas em [2], quais sejam: a tendência de incremento e continuidade de conflitos caracteriza-dos como do Terceiro Tipo [3], Assimétricos [4], Irregula-res [5], Novas Guerras [6], Terrorismo [7], ou Insurgência

[1]; e a dificuldade en-frentada pelas Forças Aéreas ao redor do mundo de transforma-rem orientações dou-trinárias e normativas em ações operacionais e táticas nestas moda-lidades de conflitos.

A discussão em pauta buscará, por meio do estudo da atuação da United States Air Force (USAF) na Operação Enduring Freedom no início da Guerra do Afeganis-tão, atingir dois obje-tivos correlacionados abaixo descritos:

• Descrever como uma Força Aérea empregou o seu poder aéreo num conflito insurgente sem planos de campanha prévios; e

• Identificar quais foram as dificuldades enfrenta-das pelo componente aéreo no desenrolar dos combates.

II. O PODER AÉREO NA OPERAÇÃO ENDURING FREEDOM

O universo de análise abrangeu tanto o pla-nejamento, 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 opera-ções o Afeganistão, conforme ilustrado na Figura 1. Foi iniciada em 07 de outubro de 2001, e estendeu-se até março de 2002.

Ainda quando os ataques terroristas estavam em curso no território americano, o estado de aler-ta 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 ante-cipado, forças terrestres, instalações de comando e controle, infra-estrutura da Al Qaeda, e os aeródro-mos talibãs [8].

Maj. Av. Breno Diógenes Gonçalves

O Maj Av Breno Diógenes Gon-çalves é piloto de asas rotativas com mais de 1500 horas de voo e exerce atualmente a função de Analista do Centro de Inteligência da Aeronáutica. Possui os cursos de Salvamento e Resgate, Chefe Controlador, Análise de Inteli-gência e o Curso Operacional de Guerra Eletrônica, além de MBA em Gestão Pública pela UFF.

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 co-meçou 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 contro-lador aéreo avançado foi exercido por integrantes da Força Aérea, os quais, trabalhando em conjunto com os SOF, vetoraram os ataques aéreos de preci-são contra as tropas inimigas no terreno. Na maioria das vezes, as forças convencionais amigas ainda não haviam sequer mantido contato com as forças ini-migas.

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

• 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 Iu-goslávia 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 inte-ligência, como vetor aéreo de ataque ao solo.

Além disso, pela primeira vez na história da guerra moderna, foi conduzida uma campanha aé-rea sob os auspícios de uma Inteligência abrangente e integrada (Intelligence, Surveillance, and Recon-naissance – ISR), a qual olhava para baixo incansa-velmente em busca de atividade inimiga. A diver-sidade e a integração dos sensores permitiram um aumento considerável da ISR em relação aos confli-tos anteriores [8].

Dois ingredientes cruciais fizeram essa con-quista possível: o longo alcance do poder aéreo de precisão, e o emprego, em tempo real, de inteligên-cia tática, fornecida pelas equipes de SOF, as quais agiam como sensores humanos de ISR.

Em relação às táticas, técnicas e procedimen-tos, 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 ca-racterísticas principais foram: a manutenção de con-tínua pressão sobre o inimigo e a rapidez de exe-cução das surtidas, graças à melhoria na integração

de dados de inteligência, gerados por novas tecno-logias, 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 pes-soal alocado no CENTCOM, localizado em Tampa, Flórida. Uma variedade de fatores ocasionou esta situação, entre eles a existência de regras de enga-jamento sobrepostas e as mudanças rápidas e pouco claras na estratégia adotada no conflito.

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 cons-tituía numa guerra contra o Talibã e a Al Qaeda, e não numa operação de policiamento aéreo da Orga-nização das Nações Unidas (ONU).

As dificuldades foram agravadas pela acen-tuada separação geográfica entre as sedes do CEN-TCOM e do CAOC (8 fusos horários). No entanto, a

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

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 comple-tamente flexível. O Master Air Attack Plan (MAAP) e a Air Tasking Order (ATO) tornaram-se, em algu-mas 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 in-surgente ou de baixa intensidade.

Visando o aperfeiçoamento do seu empre-go numa guerra que já durava 05 anos, em 2006 a USAF contratou auditorias independentes destina-das a emitir pareceres sobre a efetividade do empre-go 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 norte-americanos;

• A USAF necessita manter uma capacidade de contra-insurgência de espectro amplo. Apesar do citado no item anterior, algu-mas 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 priorida-de institucional. Pois sem sinais claros dos altos dirigentes, a USAF tende a continu-ar 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 iniciati-va a ser adotada pela USAF, seria a criação de uma estrutura de alto nível hierárquico, com elevado poder de assessoria e execu-ção, visando atender a demanda por co-nhecimentos e tecnologias necessárias ao emprego do poder aéreo na contra-insur-gência.

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

evolução doutrinária da Forças Aéreas, nas áreas de: Inteligência, Operações de Forças Especiais, Tecno-logia Aeronáutica, e Comando e Controle, a fim de obterem o máximo aproveitamento das característi-cas 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 Counterinsur-gency 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 For-ças 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 Inimi-gos Assimétricos: Moldura Para uma Avaliação da Eficácia. Air Space Power Journal em Português, Ala-bama, 1° trimestre 2003.

[5] SEARLE, T. R. Tornar o Poder Aéreo Eficaz Con-tra Guerrilheiros. Air Space Power Journal em Portu-guês, 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: Bibliote-ca 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.

10 Setembro de 2010 Spectrum

LIMITES MÍNIMOS DE SEGURANÇA DA AERONAVE REABASTECEDORA – KC-130

I - INTRODUÇÃO

Com a experiência adquirida pelos pilotos que parti-ciparam 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 atu-ar, 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 conjuntamen-te para aumentar o apoio mútuo.

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

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

10

Maj Av LUCIANO FONTANA LIMA1º/1º GRUPO DE TRANSPORTE

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

objetivo principal por terem alto valor estra-tégico. Elas são partes vitais para o cum-primento da missão, custam caro e produ-zem muitas baixas se forem derrubadas. O número limitado de aviões de REVO sig-nifica que uma perda pode limitar o número de operações num ce-nário de longo alcan-ce. O REVO tem alta demanda durante um conflito. Muitas plata-formas e missões de-pendem desses meios vulneráveis. A área de atuação (“Área Drink”) das aeronaves REVO, conforme ilustrado na Figura 1, pode ser fa-cilmente determinada pela simples análise da rota de ataque das aeronaves de combate após realizarem o reabastecimen-to [3] [1].

Devido às vulnerabilidades descritas, devem-se considerar todas as contingências, evitando ao máximo as possíveis baixas dessas aeronaves de alto valor estraté-gico. Dessa forma, foi realizado um trabalho com o ob-jetivo 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 ris-co 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 Contro-ladores (E-99/COPM), garantindo um melhor controle e disposição dos meios de defesa aérea.

O Maj Av Luciano Fontana Lima é Piloto Operacional na Aviação de Transporte, Instrutor na ae-ronave C-130-Hércules, Piloto Antártico e Instrutor do Curso de Navegação Tática da VFAE. Con-cluiu o CFOAV em 1996.

Possui os seguintes cursos:

• Curso de Busca e Resgate• Curso de Reabestecimento em Voo;• Curso de Transporte Aeroter-restre;• Curso de Piloto Antártico;• Curso de Líder de Pacote;• Curso Operacional de Guerra Eletrônica;• Curso de Programação do ALE-47, BAE System - EUA;• Curso Básico de Enlace de Da-dos Táticos.

II. DISTÂNCIA DE SEGURANÇA X AMEAÇA: METODOLOGIA PROPOSTA

Tendo em vista a baixa velocidade e performan-

ce das aeronaves RBST, foram calculadas distâncias a par-tir 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 siste-ma 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 tra-balho foram calculados, considerando os parâmetros de performance dos mísseis, associados às aeronaves de caça, da seguinte forma:

a. Tipo de ameaças: caças com média perfor-mance, e mísseis ar-ar (curto, médio e longo alcance), conforme se pode observar nas Tabe-las I e II, respectivamente;

b. Parâmetros lineares (apenas sentido longitu-dinal 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 ca-paz de detectar emissões radar e/ou aproxima-ção 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 engaja-mento entre as aeronaves de combate, de for-ma a retardar a aproximação da ameaça;

g. Foi computado o tempo estimado de 1,5 mi-nutos para a aeronave RBST executar alguns procedimentos antes da evasiva, tais como: separação imediata e com segurança de to-das 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];

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

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

Tabela I - Aeronaves de caça.

Tabela II - Mísseis de médio alcance.

Fonte: [6].

Fonte: [7].


h. Parâmetros do RBST: 235 KIAS / 4NM/min;

i. Parâmetros (alcance e velocidade) das aerona-ves e dos mísseis foram utilizados a partir de uma média aritmética entre os três tipos de ameaças, a fim de estabelecer um vetor de re-ferência (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 re-lação ao RBST, em que o KC-130 permanece-rá 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-

lação ao RBST, em que o KC-130 deverá exe-cutar procedimentos específicos de evasiva, pois já há uma iminência de perigo: coman-dar 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 tem-po) 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 con-siderar a pior situação, ou seja, utilizar os parâ-metros da “bolha de segurança” para a amea-ça 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.

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

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

A fim de facilitar a visualização do desloca-mento da aeronave de caça, do RBST e do míssil, foram desenhadas as linhas de tempo e distância separadamen-te, 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 afas-tada 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 velo-cidade máxima 235 KIAS) [3].

No T3 = 8 min, o caça estaria atingindo a posi-ção 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 distân-cias 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 defe-sa teriam para reagir a uma ameaça se apro-ximando 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-

do definida essa situação como uma fase de alerta, onde existe um relativo tempo de rea-ção, sem exigir algum procedimento de evasi-va, nem a atuação imediata da defesa aérea;

b. De maneira análoga, se o caça inimigo esti-vesse 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 re-duziria 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 evasi-va, exigindo, além da execução imediata de procedimentos específicos (evasiva e atuação da defesa aérea), o emprego do sistema de au-todefesa (ejeção de chaff e flare). Essa situação poderia ocorrer se a ameaça conseguisse con-trapor 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, fo-ram sumarizados na Tabela IV e na Figura 3

Tipo de ameaça

Velocidade do caça Armamento

Procedimentos espe-cíficos

– fase de alerta

Procedimentos espe-cíficos

– fase de risco

Procedimentos especí-ficos com Sistema de

autodefesa – fase crítica

caça média perform

1.385 km/h12.8 NM/min

míssil ar-ar médio alcance de 15NM, 3.835 km/min36 NM/min

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

A 75NM: a. Após 5 min de evasiva do RBST, a anv inimiga estará atingindo o alcance do armamen-to;b. os meios de defesa aérea deverão atuar na proteção do RBST;c. o RBST deverá executar procedimentos específicos de término reabast: comandar bre-akaway, recolher man-gueira, curvar para rota evasiva e acelerar;

A 50 NM: a. Após 2,5 min de eva-siva do RBST, a anv ini-miga estará atingindo o alcance do armamento. b. O RBST deverá lançar chaff e flare

Tabela III - Cenário.


V. OBSERVAÇÕES FINAIS

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, ca-racterística 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 en-contrados nesse trabalho devem ser analisados e aferidos num estudo mais apurado. Da mesma forma, os proce-dimentos específicos, utilizando ou não o sistema de au-todefesa, deverão ser estudados detalhadamente, reava-liando a doutrina do REVO e, posteriormente, testados em exercícios combinados e em avaliações operacionais.

Dessa forma, as Unidades de Reabastecimento em Voo sugerem que este assunto seja tema de traba-lho 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.

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 distân-cia percorrida

durante a prepa-ração 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 distân-cia tota percorri-da 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

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

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

Referências

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

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

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

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

[5] NERI, F. Introduction to electronic defense systems. Norwood: Artech House, 2001.

[6] MILITARY POWER REVIEW. Aviões de Combate Mo-dernos. Disponível em:

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

[7] RAYTHEON SYSTEMS. Armamentos e sistemas. Dis-ponível em:

<ht tp : / /www.a reami l i t a r.ne t /d i r ec to r io /MIS .aspx?nm=48 >.Acesso em: 27 abr. 2010.

15QUALIDADE NO COMBATE: O QFD EM APOIO À CONCEPÇÃO DE TÁTICAS

vimento de táticas, Maltz [4] alerta para a adequação dos equi-pamentos durante o combate. Para ele, isso ocorre devido à transição sofrida por uma Força Armada, do tempo de paz para o tempo de guerra [4].

Segundo Maltz [4], as guerras geral-mente terminam antes que as transformações sejam completadas. Maltz [4] ressalta que a adequação dos meios durante o combate é um processo caro, pois compromete vi-das e desperdiça tem-po nas fases iniciais de um conflito.

Para permitir maior sintonia com as reais exigências da guerra, de modo a atender antecipadamente suas de-mandas e diminuir o retrabalho, Maltz [4] estimula o em-prego de ferramentas da qualidade. Assim, o presente estudo, ao abordar a tática como um produto a ser dis-ponibilizado 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 con-cepção 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 du-rante a década de 60. Originalmente, tinha os objetivos de garantir a qualidade e auxiliar o processo de desen-volvimento do novo produto, de modo a traduzir e trans-

i - INTRODUÇÃO

Em plena era do conhecimento e diante do ritmo ace-lerado da evolução tecnológica, cresce de importân-

cia a concepção de táticas. As novas tecnologias devem ser continuamente exploradas e incorporadas às ações bélicas.

Nos conflitos armados, as inovações táticas re-sultam do desenvolvimento das tecnologias e dos con-ceitos 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 estimula-rem 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 táti-cas, o Protocolo I de emenda às Convenções de Genebra

proíbe a utilização de armas, projéteis e ma-teriais que causem da-nos supérfluos [3]. Ele também não permite a adoção de procedi-mento e o emprego de armamento que pro-voque danos extensos, duráveis e graves ao meio ambiente [3].

O Protoco-lo estabelece que as operações militares devem poupar a po-pulação civil [3]. Para isso, determina que os planejadores ajam com precaução quan-to à escolha dos meios e métodos de ataque, de forma a minimizar os danos colaterais [3].

Ainda no con-texto do desenvol-

Maj Com Emanuel Alexandre Moreira Pessanha Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITAProf Luís Gonzaga TrabassoInstituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA

O Maj Com Pessanha, do Exército Brasileiro, formado na AMAN em 1993, é mestrando pelo Programa de Pós-graduação em Aplicações Operacionais – PPGAO (ITA) na área de Análise Operacional. Possui cursos de Guerra Eletrônica realizados no Exército (CIGE), o Curso Operacional de Guerra Eletrônica (GITE), Curso de Especialização em Análise de Ambiente Eletromagnético (GITE/ITA), os dois últimos realizados na Força Aérea Brasileira e conclusão do mestrado no ITA na área de Análise Operacional e estar cursando o Curso de Comando e Estado-Maior da Escola de Comando e Estado- Maior do Exército - ECEME)

Luís Gonzaga Trabasso, possui graduação em Engenharia Mecâ-nica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (1982), mestrado em Engenha-ria e Tecnologia Espaciais pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (1985) e doutorado em Mechanical Engineering - Lou-ghborough University (1991). É graduado em Teologia pela Fa-culdade Dehoniana (2008). Atu-almente é Professor Associado da Divisão de Engenharia Mecânica do Instituto Tecnológico de Aero-náutica. Suas áreas de pesquisa são Desenvolvimento Integrado de Produtos - DIP - e Mecatrô-nica, com ênfase em automação industrial e robótica.

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 di-recionado à etapa inicial do ciclo de vida do desenvol-vimento e planejamento de produto, também tem sido empregado nos trabalhos relativos a produtos menos tan-gíveis, como serviços e software.

A aplicação do QFD na concepção e desenvol-vimento 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 unida-de, equipamento, missão, localização geográfica e outros fatores.

O manual de operações do Exército dos Esta-dos 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 mis-são, 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 vanta-gem 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 con-ceitual está baseada nos esquemas apresentados nas Fi-guras 1 e 2. Na Figura 1, os fatores envolvidos na defini-ção 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 in-fluenciam 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 equipamen-tos, nos procedimentos a serem adotados e nas exigên-cias da opinião pública mundial.

Figura 1 – Fatores que influenciam a tática.

Ainda na Figura 1, o fator equipamento é trata-do separadamente da missão, pois possui forte relacio-namento com a implementação dos procedimentos que compõem a tática e consequentemente com os resulta-dos obtidos. A interação evolutiva entre os procedimen-tos 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 em-pregados, 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 so-frem 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 segui-da, ocorre o desdobramento dos requisitos do combate em características dos procedimentos e dos equipamen-tos, de modo a auxiliar a definição do conjunto de pro-cedimentos que compõem as táticas e dos equipamen-tos a serem utilizados. A linha tracejada sobre o sentido inverso do fluxo de combate delimita a abrangência do modelo conceitual do QFD proposto.

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 qua-lidades 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 utili-zada 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.

Figura 2 - Fluxo de combate.


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 atri-butos de um exército.

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

Figura 3 – Modelo conceitual proposto [5].

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

do projeto (requisito do combate) que traduzem a habili-dade 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 pos-sibilita o mapeamento dos problemas técnicos inerentes a um determinado contexto.

Na sequência do método, são definidas as in-tensidades dos relacionamentos existentes no Campo IV da Figura 4, entre as qualidades exigidas e os requisitos do combate. No preenchimento do Campo IV, as pecu-liaridades 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 quali-dade projetada. Ela é registrada no Campo VI (Figura 4) e contempla a comparação entre os requisitos de proje-to (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 (tá-tica) [8].

As informações contidas nas interações registra-das 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 (re-quisito 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 Qua-lidade é desdobrada em outras matrizes, de forma a conferir ao método QFD uma maior capacidade de de-talhamento. Os procedimentos utilizados nas diferentes matrizes, estabelecidas pelas versões mais conhecidas do QFD, são os mesmos realizados por ocasião da constru-ção 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 requi-sitos 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 caracte-


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

A utilização dos veículos High Mobility Multi-purpose Wheeled Vehicle (HUMVEE) no ano de 2003 na Guerra do Iraque, por exemplo, teve uma baixa qua-lidade 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, visu-alizados 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 Co-lumbia 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 ex-plosivos [18].

A Figura 7 mostra o veículo Mine Resistant Am-bush 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 ex-plosão 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].

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 pro-cedimentos 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 relaciona-mentos estabelecidos.

Assim, procura-se compor a tática e definir as características dos equipamentos necessários a sua im-plementação, de modo a contribuir para a eficácia do treinamento da tropa, a seleção dos equipamentos a se-rem 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 de-senvolvimento de táticas de combate, é utilizada para a geração de alternativas. Ela reúne as características dos equipamentos resultantes da matriz 4. Para cada carac-terística 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 combina-ção e geração de novos meios e procedimentos de com-bate.

Atualmente, diante do ritmo acelerado do desen-volvimento tecnológico, o QFD proposto e a matriz mor-fológica contribuem para as inovações táticas, o que in-clui a inserção de tecnologias de uso dual (civil e militar).

A proposta em questão busca posicionar o esfor-ço 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-

Quadro 1 – Matriz morfológica.

Figura 5 – Fronteira da produtividade [16].

Figura 6–Veículo HUMVEE [18]. Figura 7–Veículo MRAP [21].

Figura 8 – Escudo defletor inferior [20].

Figura 6–Veículo HUMVEE [18]. Figura 7–Veículo MRAP [21].


A preferência pelos MRAP demonstra que a ne-cessidade de meios blindados, nos combates das tropas norte-americanas no Iraque e no Afeganistão, ainda pre-valece em relação ao requisito de alta mobilidade privile-giado na concepção do HUMVEE, provavelmente devido à qualidade exigida no combate referente à redução da quantidade de baixas das tropas amigas. A escolha mos-tra a dificuldade de conciliar alta mobilidade e blinda-gem em uma mesma plataforma.

IV. CONCLUSÃO

O trabalho propôs o uso do QFD em prol da qualidade do combate. Inicialmente, foram feitas con-siderações 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 informa-ções 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 ten-dências de desenvolvimento.

A forma compacta e altamente visual das matri-zes do QFD, além de armazenar uma grande quantidade de dados, confere um considerável poder de comunica-ção, 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 nacio-nais com alta qualidade percebida, o que pode tornar uma Força Armada referência mundial nessa questão e colocá-la em posição vantajosa quanto à assimetria con-ceitual.

REFERÊNCIAS

[1] BRASIL. Ministério da Defesa. Comando da Aeronáu-tica. Comando-Geral de Operações Aéreas. NSCA 500-2: Plano estratégico de guerra eletrônica. Brasília: COM-GAR, 2006.

[2] LONGO, W. P. Tecnologia Militar: conceituação, im-portância 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 víti-mas dos conflitos armados internacionais. Conferência diplomática sobre a reafirmação e o desenvolvimento do direito internacional humanitário aplicável aos conflitos armados. 8 Jun. 1977.

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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: desdo-bramento da função qualidade na gestão de desenvolvi-mento 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. Ma-nual de Campanha.

[8] BACK, N. et al. Projeto integrado de produtos: plane-jamento, 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 En-genharia de Produção) –Engenharia de Produção, Uni-versidade 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+ganha+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-tri-pulada/>. 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 ESTRATÉ-GICA 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:


ITA, 2009.

[17] ATKINSON, R. Na companhia de soldados: o dia-a-dia 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://areade-trabalho.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

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.blogs-pot.com/2007/05/mraps-lose-to-arms-race.html>. Aces-so em: 11 ago. 2009.

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL: UMA FERRAMENTA ESSENCIAL PARA A FORÇA AÉREA BRASILEIRA

• Determinística - quando os resultados do modelo si-mulado são sempre iguais para uma certa entrada. Os simuladores de voo mencionados anteriormente se en-quadram nesta categoria: para uma certa altitude, velo-cidade, 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 simula-do são influenciados pelo acaso. Um exemplo (não exis-tente) seria um simulador de voo que levasse em consi-deração 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 estocás-tica.

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 proba-bilidades” [3]. Este é o principal argumento que nos ba-

I - INTRODUÇÃO

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

Quando se ouve a palavra simulação dentro de uma unidade da Força Aérea Brasileira (FAB), normal-

mente os interlocutores estão se referindo a simuladores de voo utilizados para adaptação e treinamento de emer-gências. Porém, este não é o único tipo de simulação existente! Para falarmos de simulação, é necessário defi-nir 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, fenôme-no 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 ló-gicas e quantitativas. Talvez o modelo mate-mático mais conhecido seja , o qual descreve a relação quantitativa entre energia e massa.

Simulação é a operação/experimen-tação de um modelo de um sistema com o objetivo de compreen-der o comportamento do sistema e/ou ava-liar diversas estratégias para operação do obje-to em estudo.

Assim como os modelos, as simulações são de vários tipos:

21

TCel Av Hélcio Vieira Junior

O Maj Av Hélcio Vieira Junior é líder de Esquadrão de Caça e instrutor da aeronave A-1, com mais de 1000 horas de caça. Concluiu o CFOAv em 1991. Possui o curso básico de GE – 1998, Mestrado em Engenharia de Produção com ênfase em Pesquisa Operacional, na COPPE/UFRJ (2003), Extensão em Gerência de Projetos pela Fundação Getúlio Vargas (2004) e atualmente é doutorando em Análise Operacional pelo programa PPGAO no ITA.


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 moe-da não viciada, a chance (probabilidade) de termos uma cara é de 50%. Se jogarmos duas moedas, a probabilida-de de termos duas caras é de 25%. Iremos utilizar este ar-tifício (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 inteligên-cia 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 ae-ronave 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 tenha-mos cara (50% de probabilidade - igual à probabilidade do A-1 destruir o alvo), assumiremos que o alvo foi des-truído. 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 si-mulação e anotamos os resultados. No caso da opção (c), repetiremos o procedimento com os alvos e aerona-ves restantes, alocando mais de uma aeronave por alvo ou então deixando alguns alvos sem serem atacados (no caso de termos, respectivamente, mais e menos aerona-ves que alvos). Suponha que o acaso fez com que, na nossa simulação, 4 dos 10 alvos fossem destruídos no pri-meiro ataque e que nenhuma aeronave fosse derrubada. No segundo ataque, 3 dos 6 alvos restantes foram destru-ídos e perdeu-se 4 aeronaves. No ataque final, os 3 alvos restantes foram destruídos e 2 das 6 aeronaves sobrevi-ventes foram perdidas. No computo final, destruímos to-dos 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 realiza-mos 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 con-seguirem 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 pro-babilidades 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 al-vos 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.


de sucesso é pouco. Ele nos pede para oferecer alterna-tivas 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 aero-naves, pois ficou satisfeito com 99,9% de probabilidade de sucesso.

Como pôde ser observado pelo exemplo forne-cido, a simulação estocástica não “afirma” qual será o número de aeronaves sobreviventes e sim associa proba-bilidades 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 War-fighting Integration and Chief Information Officer (SAF/CIO A6), comandando por um oficial general de três es-trelas, 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 interopera-bilidade dos modelos e simulações da USAF.

Listaremos, a seguir, alguns dos sistemas de simu-lação estocástica utilizados pela Força Aérea Americana:

• BRAWLER [6]: simula o combate aéreo entre vários ca-ças em cenários dogfight e além do alcance visual (BVR). O usuário decide as características dos pilotos, incluin-do: missão e doutrina tática; agressividade; capacidade percebida do inimigo; tempo de reação e qualidade das decisões tomadas. O programa pode simular até 80 com-batentes em 10 diferentes tipos de aeronaves;

• ESAMS [7]: simula a interação entre um sistema de de-fesa aérea baseado em mísseis (SAM) e um único alvo. Destina-se principalmente à inferência da capacidade dos sistemas soviéticos, porém, também inclui os siste-mas CADS1, VT1, Roland2, Roland3, Crotale e IHAWK;

• EADSIM [8]: simula o engajamento muitos-contra-mui-tos de mísseis e aeronaves. É destinado a modelar o de-sempenho 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-the-loop) 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 núme-ro 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 supri-mentos melhor do que a atualmente empre-gada? Com o uso da política atual e/ou outras, qual é a disponibilidade esperada? Quais são os itens que mais impactam na indisponibili-dade?

• PESSOAL

Recentemente houve uma mudança na lei que determina o número máximo de militares na ativa. Como otimizar e/ou equilibrar a distri-buição 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 impraticá-vel a elaboração de doutrinas de combate ar-ar baseando-se em tiros reais. Não podemos também acreditar cegamente que as táticas ensinadas por nações amigas sejam as melho-res. Qual o melhor conjunto de táticas para combate aéreo contra diferentes tipos de ae-ronaves 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 fa-ses utilizadas são necessárias? Qual o impacto de aumentar-se o tempo do ciclo em 25% ou diminuí-lo em 10%? Do tempo total, qual por-centagem alocar para cada fase? Qual fase tem maior impacto na execução do ciclo?

No problema de alocação de aeronaves a al-vos, qual o impacto na campanha a longo pra-zo se aumentarmos a proporção de aeronaves de escolta em relação aos atacantes? Dada uma aeronave multi-função (FX-2), para a fase


de interdição, é melhor utilizá-la como escolta ou ataque?

Dadas diferentes probabilidades de destruição de alvos, limitado número de armamentos in-teligentes e incerteza na localização da defesa aérea inimiga, qual combinação aeronave-ar-mamento 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 incluí-dos na simulação (lembre-se que a simulação é uma sim-plificação do problema), o comandante pode optar pela segunda ou terceira melhores alternativas. Por exemplo: no problema da determinação da proporção de aerona-ves de escolta em relação aos atacantes, a simulação po-deria 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 me-lhor alternativa. Devido a um informe da inteligência de que haveria maior chance de oposição do inimigo na-quele 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 apro-fundada 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 “pre-diz” o futuro e sim associa probabilidades a diferentes possíveis alternativas, facilitando, desta maneira, o pro-cesso decisório. Este tipo de resultado é de grande valia para a análise de possíveis alternativas em situações de-nominadas 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-

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-Di-rected Simulation. In: L. Yilmaz, & T. Ören (Eds.), Agent-Directed 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/Vulnerabili-ty Information Analysis Center. Disponível em: <http://www.bahdayton.com/surviac/brawler.htm>. Acesso em: 07 ago. 2010.

[7] USAF. (2010c). SURVIAC: Survivabiltiy/Vulnerabili-ty 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.ead-sim.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.

O LASER E SUAS IMPLICAÇÕES COMO DESIGNADOR DE ALVOS

II. CLASSIFICAÇÃO

Tomando-se por base a norma americana ANSI Z136.1-2007, os LASERs são classificados de acordo com a capacidade do feixe de produzir da-nos 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 comprimen-tos de onda distintos, todos compreendidos na fai-xa 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, as-sim como o modo Combat LASER.

Pela definição, o LASER classe 4 pode apre-sentar 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 ocorre-rem.

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 impossibili-tar um piloto de continuar na atividade aérea. Se o dano for causado no solo, a perda da vida é impro-vável, 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 di-fusa.

A luz, quando entra no olho, é concentra-da 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

25

I - INTRODUÇÃO

Dentre os novos equipamentos que a FAB adqui-riu para aumentar sua capacidade operacional

está o pod Litening, um designador LASER produzi-do pela empresa Rafael que está sendo implantado pelo 1º/10º GAV [1].

O uso do equipamento na FAB insere o Bra-sil no grupo dos países que operam designadores. Mas, juntamente com o aumento da operacionalida-de, deve haver a preparação para os perigos relacio-nados ao LASER.

A palavra LASER é a abreviação de Light Am-plification 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 ca-vidade 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 potên-cia emitida por área superficial e por ângulo sólido,

é extremamente alta se comparada ao brilho de fon-tes convencionais, principalmente nos LASERs pulsados, como é o caso do pod Litening; e

4) É coeren-te espacialmente e temporalmente, o que significa que a diferença de fase dos campos elétri-cos é igual a zero em pontos diferen-tes do feixe e em qualquer instante de tempo.

Cap Av Marcelo Bittencourt Vautier Franco1º/10º Grupo de Aviação

O Cap Av Marcelo Bittencourt Vautier Franco concluiu o CO-FAv em 1999 e possui um total de 1810 horas de voo, sendo 1645 horas de Caça. Possui os Cursos de Segurança de Voo – Módulo Investigação (2005), Básico de Reconhecimento (2007), Planeja-mento de Missão Aérea Compos-ta (2009) e de Inteligência para Operações Aéreas (2010). Atual-mente exerce a função de Chefe da Seção de Material do 1º/10º GAv. Foi condecorado com a Me-dalha Militar de Bronze.


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 ner-vo 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 cla-ros são lesões causadas por LASER.

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 totalmen-te adaptada ao escuro, a pupila permite que 100 ve-zes 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 pré-ajustadas que correspondem à configuração da ae-ronave. Isso é necessário para que o pod pare de emitir o LASER quando a cabeça apontar para algu-ma parte do avião.

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

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

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 es-pelhada, como um lago ou um prédio envidraçado.

Durante a operação num estande é neces-sário 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 diver-gência 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].

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 distân-cia do alvo até a projeção da aeronave no solo, em metros. Assim, o raio de segurança de uma aerona-ve 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 dis-tância 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.

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


V. VISEIRA LASER

O primeiro passo para se definir qual a visei-ra LASER a ser utilizada é saber qual é a atenuação necessária para cada comprimento de onda emitido pelo pod designador. A atenuação desses compri-mentos 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 aber-tura máxima da pupila, 7 mm. A OD para o modo LASER Marker é 3 e para o modo Combat LASER é 4.

O valor de quanto a imagem escurece quan-do 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 produ-zem viseiras para proteção de mais de um compri-mento de onda, mas, normalmente, quanto maior é a OD, menor é a transmissão de luz.

A transmitância espectral da viseira, que re-presenta 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 míni-mo 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, esver-deado, 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 capa-cetes HGU-55P, utilizados na FAB, podem compor-tar 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-

Figura 4 – Viseira de proteção LASER [8].

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

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[9] LASER INSTITUTE OF AMERICA. ANSI Z136.1 American National Standard for Safe Use of Lasers. 2007.

Antenas a Plasma e suas aplicações na Guerra Eletrônica

I - INTRODUÇÃO

Plasma é um meio gasoso contendo partículas ioni-zadas, assim, quando suficientemente ionizado, um

plasma é um bom condutor de eletricidade e, portanto, pode substituir elementos metálicos em linhas de trans-missão, 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 tecnolo-gia, 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]. En-tretanto, 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 proprieda-des interessantes para a Guerra Eletrônica, tais como: baixa RCS (Radar Cross Section); resistência à interfe-rência (jamming); e fácil reconfiguração [1] [3] [4] [5]. Este ar-tigo apresenta uma pesquisa bibliográ-fica sobre antenas a plasma objetivando ressaltar suas caracte-rísticas em aplicações na Guerra Eletrônica, partindo dos con-ceitos fundamentais sobre a física de plas-ma. As limitações e dificuldades de ope-racionalização destas antenas também são

abordadas.

II. FUNDAMENTOS DA FÍSICA DE PLASMA

A palavra plasma tem sua origem no grego e sig-nifica 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 neu-tras, elétrons, íons, partículas excitadas e fótons. Com-preender o complexo comportamento deste meio levou ao surgimento de uma nova área de pesquisa denomi-nada 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 impor-tantes. A primeira é chamada de quase-neutralidade, ou seja, as quantidades de partículas positivas e nega-tivas estão em equilíbrio. Outra propriedade é o cha-mado comportamento coletivo, isto significa que o movimento de uma partícula carregada influencia outras par-tículas carregadas [6]. Plasmas ocorrem na natureza ou podem ser produzidos arti-ficialmente. A mais simples forma de plas-ma é encontrada nas lâmpadas fluorescen-tes largamente utiliza-das para iluminação e as lâmpadas de neon dos avisos luminosos. Estes plasmas são de-nominados de plas-mas de descargas elé-tricas luminescentes. Mais recentemente, as telas dos televisores vieram popularizar o termo plasma. Na TV a plasma, a radiação luminosa é produ-zida por micro des-cargas elétricas, com características bastan-

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Wellington Guilherme da Silva1 e Homero Santiago Maciel21 - 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.

O Cap Esp Com Wellington Guilherme da Silva concluiu o CFOE-COM em 2001 e pos-sui graduação em Engenheira Elétrica, pela Universidade de Pernambuco (1999); especiali-zação em Gestão de Pessoas e Processos, pela Pontifícia Uni-versidade Católica de Minas Gerais (2005); especialização em Análise de Ambiente Ele-tromagnético, pelo Instituto Tecnológico da Aeronáutica (2007); e mestrado em Físi-ca de Plasmas pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (2009). Atualmente, é Oficial Adjunto do Grupo de Inteligên-cia Aérea (GIA) do COMGAR.

O Professor Homero Santiago Maciel possui graduação em Engenharia Eletrônica, pelo Instituto Tecnológico de Aero-náutica (1976); mestrado em Física, pelo Instituto Tecnoló-gico de Aeronáutica (1980); e doutorado em Electrical Discharges And Plasmas pela University of Oxford (1986). Atualmente, é professor titu-lar do Instituto Tecnológico de Aeronáutica. Tem experiência nas áreas de Física e Eletrôni-ca, com ênfase em Física de Plasmas e Descargas Elétricas, atuando principalmente nos seguintes temas: plasmas frios térmicos e não-térmicos, tec-nologias de plasma, processos de deposição e corrosão e tratamento de superfícies por plasmas.


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 refle-tores ou irradiadores [1] [3] [4].

Plasmas diferem dos gases ordinários em alguns pontos, apresentando:

• Reatividade química;

• Condutividade elétrica;

• Altas temperaturas;

• Irradiação eletromagnética; e

• Emissão de luz.

Cada aplicação tecnológica explora um ou mais destes pontos especificamente. Processos químicos as-sistidos 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 condutivi-dade 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 car-regadas por unidade de volume. Tendo em vista a pro-priedade 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 parâ-metro 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; compri-mento de Debye; e condutividade do plasma [1].

1) Grau de Ionização: O grau de ionização ex-pressa a relação entre o número de partículas carrega-das (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 (áto-mos) e o ni é o número de partículas carregadas [9].

Conforme o grau de ionização, os plasmas po-dem 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

de ionização da ordem de 10-5 [1].

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

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 dimen-são 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 eléton-volts (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 pró-xima 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 frequên-cia 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 ioni-zação do átomo e liberação de mais um elétron.

Há muitos outros parâmetros envolvidos na fí-sica 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 áto-mos. Dentre as diversas formas de geração de plasma podem-se citar os plasmas gerados por:


• Campo elétrico contínuo (DC);

• 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 fenô-meno apresentado na Figura 1. Os círculos menores são elétrons que colidem com os círculos azuis (átomos) re-sultando em mais um elétron livre e um íon (círculo pre-to). Este processo leva a um fenômeno de crescimento exponencial de partículas carregadas (elétrons e íons),

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 elé-trico em que ocorre a avalanche de elétrons é deno-minada tensão de ruptura Vb (voltage breakdown). Este fenômeno foi estudado por Friedrich Paschen que, em 1989, verificou, empiricamente, que esta tensão de-pende 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 dis-tância 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

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).

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

É possível observar que as curvas de Paschen apresen-tam 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 lâmpa-das 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 extin-ção 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 impor-tantes no desenvolvimento de antenas inteligentes, ou antenas reconfiguráveis, cujo padrão de radiação é alte-rado 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.

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


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 crí-tica [1].

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

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

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

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

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

Figura 5 - Aeronave AWACS com radar embarcado.

AWACS (Airborne Warning and Control System). Ante-nas 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).

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 densi-dade 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].

Q u a n d o uma onda eletro-magnética, abaixo da frequência de plasma, incide no plasma, não ocor-re interação desta

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

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


onda com o plasma. Logo, as antenas a plasma apre-sentam baixa RCS (Radar Cross Section) [4] e uma rela-tiva 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 mo-mento 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 lâmpa-das 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 confinamen-to 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 ioniza-ção. Algumas colisões não transferem energia suficiente para a ionização e pode levar o átomo ao estado de ex-citação. O átomo permanece um período muito curto nesta condição e retorna ao estado fundamental. Entre-tanto, o retorno ao estado inicial resulta na liberação de energia na forma de fótons. Este é um fenômeno de-sejado 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 confi-na o plasma seja opaco.

C. Energia Elétrica de Operação

Antenas a plasma podem requerer altas ten-sões 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 empre-go de antenas a plasmas, mas a maioria das aeronaves de médio e grande porte poderá ser adaptada para for-necerem a energia elétrica necessária para a operação destes dispositivos.

D. Vida Útil

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

E. Interferência em Sistemas Eletrônicos

Dispositivos a plasmas geralmente apresen-tam-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 interfe-rências, colocando a segurança do voo em risco. Minu-ciosos projetos e testes de compatibilidade eletromag-nética devem ser executados para homologar o uso de dispositivos a plasmas em sistemas embarcados.

VI. CONCLUSÃO A pesquisa bibliográfica verificou que, em tra-

balhos experimentais, as antenas a plasma apresenta-ram funcionamento semelhante ao das antenas conven-cionais. 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 inter-ferência; b) são furtivas (stealth), ou seja, apresentam baixa RCS (Radar Cross Section); c) são imunes aos si-nais interferidores (jamming) abaixo da frequência de plasma; e d) apresentam lóbulos secundários reduzidos, reduzindo a possibilidade de interferência nestes lóbu-los. 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 ade-quada eficiência.

REFERÊNCIAS

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Plasma Electronics. New York: John Wiley, 1970.

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

A-DARTER: CARACTERÍSTICAS E IMPACTO OPERACIONAL

34

I - INTRODUÇÃO

A Força Aérea Brasileira (FAB) iniciou o emprego de ar-mamento 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 pe-ríodo, novas técnicas e táticas foram de-senvolvidas visando o melhor emprego dos meios disponíveis.

Essa realidade perdurou até a déca-da de noventa, com os programas de reapa-relhamento da FAB e compra de armamen-tos atualizados. Nesse período, foram ad-quiridos mísseis mais modernos, como o Python 3 - israelense e o MAA-1A, de fabrica-ção nacional. Porém, apesar de serem mais modernos que os an-teriores e apresentar um desempenho sig-nificativamente maior, pois já apresentavam uma capacidade de detecção all aspect (o termo será definido posteriormente), não foram geradas novas

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

A situação mudou radicalmente, a partir do iní-cio 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 an-teriromente, a disponibilização de novas tecnologias para cenários de emprego de alta complexidade, compatíveis com os dias atuais. Dentro desse contexto, podem-se ci-tar 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, sur-giu uma oportunidade para a FAB participar do desen-volvimento conjunto de um míssil ar-ar de quinta geração com a Força Aérea Sul-africa-na (SAAF). A oportuni-dade não foi desperdi-çada e, hoje, o projeto A-Darter é uma reali-dade.

Dessa manei-ra, engenheiros da FAB, Mectron, Avibras e Opto trabalham em conjunto entre si e com especialistas sul-africanos, desde 2006, dentro das instalações da empresa sul-africa-na Denel Dynamics, em atividades de de-senvolvimento do míssil A-Darter, com o objetivo de otimizar a transferência de tec-nologia em uma área extremamente estra-tégica, pois a melhor maneira de aprender uma nova tecnologia é trabalhar em conjunto

Ricardo Augusto Tavares Santos – Maj AvMarcelo Franchitto – Ten Cel AvEnio Salvatore Carmine Esposito – Cel AvGrupo de Acompanhamento e Controle - África do SulPO BOX 69037 – Highveld – 0169Pretoria – África do Sul

O Maj Av Ricardo Augusto Tavares Santos graduou-se na Academia da Força Aérea, em 1993, e é operacional na Aviação de Transporte. Tem es-pecialização na área de Guerra Eletrônica tendo realizado os cursos de Especialização em Análise de Ambiente Eletro-magnético (CEAAE) no ITA, em 2001, Mestrado em Ciências na Área de Microondas e Op-toeletrônica (PPGAO – Área de Guerra Eletrônica), pelo ITA, em 2004 e Doutorado em Ciências na Área de Microon-das e Optoeletrônica (PPGAO – Área de Guerra Eletrônica), também pelo ITA, em 2009. Nos últimos dois anos, foi o Coordenador do Laboratório de Guerra Eletrônica do ITA (LabGE/ITA) e hoje está traba-lhando no projeto A-Darter, como responsável pela absor-ção da tecnologia de fabrica-ção de fotodetectores infraver-melhos no GAC-AFS.

O Ten Cel Av Marcelo Franchit-to graduou-se na Academia da Força Aérea em 1989 e é opera-cional na Aviação de Asas Rotati-vas. É engenheiro eletrônico gra-duado pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), em 1999. Graduou-se Mestre em Ciências, pelo ITA, na área de Microon-das e Optoeletrônica, em 2001. Concluiu o MBA em Gestão de Negócios, pelo ITA/ESPM, em 2002. Foi o Coordenador do Cur-so de Extensão em Engenharia de Armamento Aéreo (CEEAA), em 2003. Entre 2004 e 2007, chefiou a Divisão de Sistemas de Defesa (ASD) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). Possui o Curso de Comando e Estado-Maior da Ae-ronáutica (2008) e, atualmente, é o Engenheiro de Sistemas da FAB do Projeto A-Darter e o Gerente Técnico do GAC-AFS.


B.Segunda Geração

A segunda geração de AAM permitiu um pe-queno 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 de-tector 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 consi-derações 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 desem-penho, durante o vôo, foram significativamente aprimo-rados.

Esta geração de AAM foi caracterizada pelo uso de detectores de Antimoneto de Índio (InSb), mais sen-síveis 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 ex-plorada na quarta geração significativamente). Esta ca-racterística 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 ou-tra 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 (deve-se lembrar que as melhores condições de disparo se da-vam 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 pro-jetadas para combate ar-ar de curto alcance [2].

D. Quarta Geração

A utilização de mísseis de quarta geração foi ini-ciada com o uso do míssil AA-11 (R-73) Archer em ae-ronaves 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 al-cance e a utilização da combinação de emprego entre o Archer e o Helmet-Mounted Sight (HMS) o tornava insu-perável nessas condições.

O Cel Av Enio Salvatore Car-mine Esposito graduou-se na Academia da Força Aérea em 1984 e é operacional na Avia-ção de Patrulha. Graduou-se Mestre em Ciências pelo INPE, na área de Sensoriamento Re-moto, em 1998. Concluiu o Curso de Gerência de Projetos do CTA, em 1995. Foi instru-tor do Estágio Básico em Sen-soriamento Remoto (EBSR) do CIAAR. Entre 1999 e 2006, chefiou a Divisão de Sensoria-mento Remoto (ESR) do Ins-tituto 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 Acompa-nhamento e Controle na África do Sul (GAC-AFS).

na mesma equipe de projeto.

Dadas as res-trições impostas pela comunidade interna-cional na época do regime do apartheid e o envolvimento com a Guerra Civil de Ango-la, a África do Sul teve um histórico que im-pulsionou o desenvol-vimento autônomo de tecnologias de defesa.

Assim, o proje-to A-Darter permitirá à FAB operar um mís-sil de quinta geração numa condição muito diferente das descritas anteriormente, onde

a compra era realizada somente para suprir as necessi-dades operacionais existentes. Esse projeto, além de co-locar 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 desem-penho durante o emprego. Adicione-se a isso toda a ca-pacitação 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 tecno-logia, 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 tem-po, a FAB estará operando um míssil de quinta geração fabricado no Brasil.

Como visto, este artigo trata da descrição do mís-sil 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.

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 infraverme-lho 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 mano-bras evasivas do alvo acarretariam a perda do lock on do míssil [1].


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 man-ter 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 ado-ção de aerodinâmica complexa, incremento em dimen-são e massa, resultando em quantidade de propelente para aumentar o empuxo e compensar eventuais defici-ências do detector. Em termos operacionais, durante um combate em que oponentes utilizem mísseis de 4ª gera-ção, o tempo de engajamento seria estimado em menos do que 30s [1].

E. Quinta Geração

Embora os mísseis de quarta geração tenham au-mentado significativamente seu desempenho com a con-seqüente diminuição do tempo de engajamento (dogfi-ght), algumas empresas preferiram “pular” essa geração. Esta decisão foi tomada graças ao estágio de desenvolvi-mento de novos seekers (sistema de guiamento do míssil) que passariam a ser definidos como sistemas de imagea-mento 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 ân-gulos 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 visua-liza o engajamento de mísseis de diferentes gerações. A tabela 1 apresenta um resumo do que foi discutido nesse tópico.

Entendendo-se as diferentes gerações de mís-seis 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 en-tre 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 (desig-ner 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 se-guintes condições:

• Operação diurna e noturna, incluindo condi-ções meteorológicas adversas;

• Operação dentro de um envelope de lança-mento que permite o alcance de um alvo a curto alcance;

• Possibilidade de engajamento do alvo após o lançamento (lock on after launch - LOAL); e

• Altitudes, velocidades e fatores de carga com-patíveis com as características de mísseis de quinta geração.

O A-Darter é dividido nas principais entidades funcionais:

• Estrutura;

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

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

1º 2º 3º 4º 5º

Detector refrigerado Não Sim Sim Sim Sim

Número de detectores 1 1 11 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 má-ximo do alvo

~30 ~45All

aspectAll

aspectAll 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

LOAL Não Não Não Sim Sim

Empuxo vetorado Não Não Não Não Sim

Período de serviço 1955- 1965- >1975 >1985 >1995

70 80


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

• Cabeça-de-guerra e dispositivo de segurança e armação;

• Motor-foguete e dispositivo de iniciação segu-ra;

• Servo-mecanismo; e

• Controle de empuxo vetorado.

A figura 2 apresenta a disposição dos subsistemas do míssil.

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 me-cânicas e estruturais como as superfícies aerodinâmicas (aletas, strakes e strakelets), além de condicionar mecani-camente 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 compos-to 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 par-tir de imagens geradas em infravermelho, o que garante grande resistência a contramedidas usadas pelo alvo.

As placas de processamento digital (Digital Pro-cessing Assembly – DPA) englobam rotinas de processa-mento 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

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

pelo míssil, o guiamento fornece o ângulo de linha visada do alvo para o Missile Central Processor (MCP), que ve-rifica 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, as-sim, determina a trajetória a ser seguida pelo míssil para o engajamento do alvo durante o vôo.

O MCP é responsável por fornecer os coman-dos para os atuadores aerodinâmicos baseados em in-formações 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 rola-gem, 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 res-ponsável por suprir energia a todos os subsistemas do míssil, durante o curto período de tempo após o lança-mento do artefato da aeronave.

C. Cabeça-de-guerra e dispositivo de segurança e ar-mação

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 me-tal 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 in-desejada 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 co-mando 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


controlada. O empuxo vetorado é conseguido graças a atu-

adores 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 cons-truídos 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 atu-adores que são usados no controle do empuxo vetorado no míssil AIM-9X.

Como se pode notar, o A-Darter possui subsis-temas 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 ativi-dades de pesquisa e desenvolvimento.

Segundo [4], as tecnologias que devem ser incor-poradas e mantidas em armamentos desse tipo são:

• Domes que proporcionam baixo arrasto e bai-xo aquecimento cinético em altas velocidades, além de baixa interferência na transmissivida-de nas bandas de interesse do infravermeho;

• Seekers multiespectrais com capacidade de imageamento (proporcionando um reconheci-mento automático de alvos – ATR - em condi-ções de clutter e na presença de contra-medi-das) e com capacidade de atingir altos ângulos de visada;

• Guiamento e controle com capacidade de in-terface com sistemas GPS e inerciais;

• Eletrônica de baixo custo sem a perda da capa-cidade de processamento para realizar fusão de dados de diferentes sensores e otimização de trajetória em tempo real, utilizando-se componentes encontrados no mercado inter-nacional;

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

• 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 piezelé-tricos com alta densidade eletromagnética que permitem o voo em altos ângulos de ataque em altas velocidades e que simplificam o pro-jeto 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

O emprego de um equipamento de última gera-ção 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 desempe-nho, 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 em-prego. 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 deslo-camento de ambas 180º defasadas.

Dentro do contexto dessas possibilidades o de-sign 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 probabili-dade de acerto [1].

Considerando uma situação de identificação vi-sual da aeronave inimiga, logo após um cruzamento, po-dem ocorrer algumas situações como as descritas a seguir.

A aeronave inimiga decide não engajar no com-bate e mergulha em um ângulo de 30º com after burn acionado. Nesta situação o piloto deverá ser capaz de re-alizar 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 Helmet-Mounted Display (HMD).Mounted Display (HMD).

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 ini-miga tenha um raio de curva mais apertado, teoricamen-te 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.

A última situação proposta é considerando o cru-zamento 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.

Em todos os casos descritos, se ambos estão ar-mados 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 engaja-mento de combate. Porém, deve ser destacado que essas condições foram as que ajudaram a definir as caracterís-ticas de desempenho para emprego do A-Darter.

Dessa forma, face às características de empre-go dos mísseis de quinta geração, aqui expostas, surge a necessidade da reavaliação das táticas e técnicas em-pregadas 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 Aero-náutica já publicou um estudo a respeito [5].

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

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

V. CONCLUSÃO

Este artigo tratou da apresentação do míssil A-Darter, 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, as-sim como algumas características operacionais do A-Dar-ter, classificando-o como de quinta geração.

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

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

Vislumbra-se, portanto, que em um futuro pró-ximo, 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 Metho-dology for Infrared Aircraft Emission Estimation. Progress In Electromagnetics Research Symposium 2007, Beijing, China, March 26-30.

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

[4] FLEEMAN, E. L. Tactical Missile Design. American Ins-titute 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.

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

1 - INTRODUÇÃO

Como consequência do longo ciclo de reapare-lhamento que a FAB (Força Aérea Brasileira)

vem sofrendo no decorrer dos últimos anos, equipa-mentos modernos, dotados de sistemas complexos e avançados de Guerra Eletrônica, como RWR (Radar Warning Receiver), Lançadores de chaff e flare, ra-dares aeroembarcados e equipamentos MAGE (Me-didas de Apoio à Guerra Eletrônica), entre outros, passaram a compor o acervo tecnológico da Força.

A chegada desses equipamentos torna ne-cessária a realização do processo de Avaliação Ope-racional (AVAOP), no intuito de se avaliar a Efici-ência Operacional e a Adequabilidade Operacional desses sistemas, pois num ambiente operativo, entre o equipamento funcionar realmente e satisfazer es-pecificações 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 utili-za 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 encontra-se 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, GT é o ga-nho da antena transmissora, GR 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 apli-cação simples e direta da Equação MAGE (1) para

cálculo do nível des-se sinal torna-se in-viável, fazendo-se necessária a utiliza-ção de uma ferra-menta para este fim. A aplicação dessa ferramenta deve se-guir uma metodolo-gia e os resultados obtidos devem ser avaliados, de forma a analisar-se a viabi-lidade da realização de um voo seguindo o perfil proposto [4].

II. SIMULAÇÃO

Quando um simulador de ameaças é utili-zado contra uma aeronave em voo, devido ao fato de suas antenas serem fixas, os sinais gerados co-brem 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, co-nhecendo-se o diagrama de radiação dessa antena e definindo-se os pontos inicial e final da aerona-ve durante sua trajetória, é possível calcular o nível de sinal recebido pelo receptor MAGE ao longo da mesma.

Com a utilização de uma ferramenta com-putacional 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 resul-tado diversas informações, que irão definir a viabili-dade ou não do lançamento de um voo seguindo os parâmetros propostos na simulação [4].

Em uma simulação realizada com essa fer-

40

Cap Av Fernando Rodrigues DE SÁSegundo Esquadrão do Sexto Grupo de Aviação

O Cap Av DE SÁ concluiu o CFO-AV 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 Eletro-magnético (ITA) e atualmente exerce a função de Chefe da Se-ção de Informática do 2º/6º GAV.

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 ele-vação): 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.

Além desses parâmetros, foi utilizado o dia-grama de radiação da antena transmissora, nos pla-nos 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 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, corres-pondendo 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 posi-ção 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].

O segundo gráfico apresenta o ângulo de chegada do sinal na aeronave (AOA), em função do azimute da aeronave em relação à antena transmis-sora, 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 che-gada do sinal na aeronave (eixo das ordenadas) [4].

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.


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 es-sas 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 metodolo-gia, após a inserção de todos os parâmetros afetos ao voo em questão e aos equipamentos a serem utiliza-dos, obtêm-se diversos dados a serem analisados, de forma a avaliar-se a viabilidade do lançamento de um voo seguindo o perfil proposto.

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, 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 des-sa forma para suas correções, resultando assim na otimização do funcionamento do equipamento ava-liado e no conhecimento aprofundado de suas reais características de operação.

Dessa forma, o objetivo da Avaliação Ope-racional de equipamentos MAGE de NCOM, que prevê a realização de testes em ambientes opera-cionalmente realísticos, pode ser atingido em sua plenitude.

REFERÊNCIAS

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

[2] EXCALIBUR SYSTEMS LIMITED. System Mainte-nance Manual. Kanata: 1997.

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

[4] DE SÁ, F.R. Simulação de ameaça radar contra al-vos 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.

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 cober-tura da superfície terrestre imageada (água, vegetação, solo, rocha, etc.), denominados temas [1]. Uma imagem SAR classificada permite a produção de um mapa temáti-co, o que facilita a identificação dos elementos de inter-pretação (forma, tamanho, tonalidade) e conseqüente-mente a identificação de alvos militares.

Em uma análise da variação conjunta entre as bandas/polarizações (LHH, LVV, LHV e LVH), necessita-se aplicar, antes da classificação, os métodos de análise multivariada (correlação de Pearson e correlação multi-variada). Podem-se eliminar as bandas que tem alto co-eficiente de correlação, pois uma baixa correlação en-tre 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 corre-lação 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/polari-zações que apresenta-ram baixa correlação entre si, menor repe-tição de informações, foram LHH, LVV e LVH para o Porto de Tubarão [4].

CLASSIFICADORES PARA INTERPRETAÇÃO DE EMBARCAÇÕES EM IMAGENS SAR DO R99

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.

Para a Tabela 2, devem-se considerar os seguin-tes significados: SS, soma dos quadrados; MS, quadrados médios; DF, graus de liberdade; F, teste F; e P, significân-cia. Estes resultados reforçam as conclusões da tabela 1, onde os menores valores de F representam menor corre-lação 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-

43

O Maj Esp Fot Horst possui o Curso Internacional em Senso-riamento Remoto e Sistemas de Informações Geográficas (INPE), 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 Inteli-gência Aérea do COMGAR.

Maj Esp Fot Sérgio Roberto Horst Gamba

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

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.

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


cadores:- Não supervisionados: Isodata e K-médias; e- Supervisionados: paralelepípedo, distância mí-

nima, distância Mahalanobis, máxima verossimilhança, SAM, SID, binary encoding e SVM [6].

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

III. AVALIAÇÃO DAS CLASSIFICAÇÕES

Um subproduto da matriz de confusão que au-xilia 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.

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

A Figura 2 representa os ROIs (regiões de inte-resses) e a imagem SAR LHH_LVV_LVH com as embar-cações mercantes atracadas no Porto de Tubarão. As

Figura 1 - Equação Kappa [4].

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.

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.

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 es-tatística derivada de uma teoria de aprendizagem. Ele separa as classes com uma superfície de decisão que ma-ximiza 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 ve-tores 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).

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 super-visionada por máxima Likelihood no Porto de Tubarão (LHH_LVV_LVH). Os melhores resultados foram obtidos com cinco classes.

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

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.


IV. CONCLUSÃO

As bandas com menor grau de correlação fo-ram LHH, LVV e LVH. Essas possibilidades evitam a redundância de dados. Os classificadores supervisiona-dos Máxima Likelihood e SVM apresentaram melhores resultados, pois realçaram os elementos de interpreta-ção. 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 mili-tares de mercantes.

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.

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

REFERÊNCIAS

[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 Re-moto. 3. ed. Uberlândia: Universidade Federal de Uber-lândia, 1995.

[3] JENSEN, J. R. Sensoriamento Remoto do Am-biente. Uma Perspectiva em Recursos Terrestres. Tradu-ção da segunda edição. São José dos Campos: Parêntese Editora, 2009.

[4] MATHER, M. P. Computer Processing of Re-motely 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 Digi-tal 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 Ge-ology. 2nd ed. Canada: [s.n.], 1973.


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