¿Por qué los misiles guiados IR son de corto alcance mientras que los misiles guiados por radar son de largo alcance?

Esta es una gran pregunta y podemos ir al espectro electromagnético para las diferencias básicas. Este es bueno.

Los misiles IR están buscando energía que tiene longitudes de onda de alrededor de 3 a 10 micras, mientras que el radar de combate o misil común tiene longitudes de onda de alrededor de 3 cm. Eso es aproximadamente 10,000 veces más largo. Si bien no es un gran problema en el vacío, cuando tienes aire en el camino, la energía con la longitud de onda más corta se ve más afectada por la dispersión y absorción de Rayleigh.

Podemos usar el espectro visible como analogía. En el hermoso y brillante día, el cielo es azul. Esto se debe a que la luz azul, con su longitud de onda más baja, se dispersa más fácilmente por la atmósfera, rebotando por todo el lugar y haciendo que el cielo se vea azul. Cuando esta luz no se dispersa, como en la noche, es negra. El sol, mientras tanto, es blanco. Más tarde en el día, a medida que el sol se acerca al horizonte y se ve a través de cantidades cada vez mayores de aire, a veces se volverá de color naranja intenso o incluso rojo. La capa de espesamiento entre nosotros y el sol ahora se dispersa y absorbe longitudes de onda aún más largas, hasta que solo quedan las más largas que podemos ver.

Mientras tanto, hacemos rebotar la onda larga del radar en una superficie distante y hay mucha menos dispersión y absorción. El tipo de energía que busca nuestro plato proviene principalmente del objeto que rebotamos y no se dispersa por todo el cielo y regresa como algo muy similar. Esto es lo que los aviones con características de sigilo intentan lograr: hacer rebotar el haz en otro lugar, absorberlo o dispersarlo.

Por lo tanto, los átomos del aire tienen el tamaño justo para dispersar la energía alrededor de la longitud de onda del espectro visible e infrarrojo, pero el radar envía radiación que se desliza alegremente por el molesto aire. Esta es una de las razones por las que podemos disfrutar de esos atascos mientras estamos a muchas millas de la estación de radio más cercana. De hecho, cuando era niño, a veces tomaba estaciones de AM en Europa mientras estaba sentado en California (las ventajas de las ondas AM de una milla de largo sobre las FM de 10 ‘). Esos rayos rebotarían en la atmósfera superior y aterrizarían, ¡plop !, en mi radio. Ese es también el acuerdo detrás del radar sobre el horizonte.

Entonces, aunque la energía del radar tiene que ir al menos el doble de la distancia (de ida y vuelta, pero puede ir mucho más lejos), aún supera la energía infrarroja que las moléculas de aire golpean.

La ciencia es muy ordenada.

Depende.

Los rusos tienen misiles IR de largo alcance. A veces emparejado para que haya una versión de un misil usando radar y otra usando IR.

Los misiles IR occidentales también están obteniendo más alcance del que solían tener. Se rumorea que el misil SRAM británico tiene un alcance de 50 km, aunque oficialmente es “más de 25 km”. Se supone que el alcance del Sidewinder AIM-9 es de 35 km. La Marina de los EE. UU. Quiere aumentar ese alcance para compensar la tecnología de bloqueo de radar chino más avanzada.

El alcance aumentado es útil en un escenario de persecución de la cola en el que un avión quiere escapar acelerando y eventualmente superando al misil.

Los misiles de referencia IR de largo alcance necesitarán orientación del avión de lanzamiento (generalmente) para llegar a un lugar donde funcionará su propio sensor. Supongo que el rango del sensor IR está clasificado.

La tasa de éxito de cualquier misil depende inversamente del alcance. Cuanto más cerca de un objetivo se dispara el misil, más probabilidades hay de que impacte. Principalmente porque el piloto del avión objetivo no tiene tiempo para realizar maniobras evasivas.

La probabilidad histórica de muerte de un misil AMRAAM AIM-120 a más allá del alcance visual es del 7% contra un objetivo con receptores de advertencia de radar y sistemas de advertencia de misiles en funcionamiento. Si agrega algo como un bloqueador DRFM, empeora aún más.

La baja probabilidad de muerte se debe a las leyes de la física que favorecen el avión. El misil tiene un círculo de giro más largo que el avión y las maniobras destruyen su velocidad cuando ha pasado la fase de impulso.

Durante el conflicto de las Malvinas, los británicos con el AIM-9L Sidewinder tenían una probabilidad de muerte del 70% contra aviones argentinos sin contramedidas.

El radar es un sistema de guía activo: el misil o la aeronave transmite una onda de radar que se refleja en el objetivo y es detectada por el buscador de misiles. Los misiles infrarrojos son pasivos: la energía del sol se refleja en la aeronave y la cabeza del buscador la detecta.

La radiación infrarroja se atenúa más fuertemente a través de la atmósfera que las ondas de radar. Es difícil para los receptores infrarrojos modernos distinguir objetivos más allá de aproximadamente 15 o 20 millas, mientras que las ondas de radar todavía son bastante detectables más allá de 40 o incluso 80 millas, dependiendo de la potencia del transmisor de radar.

En resumen, la física. Los misiles IR son pasivos y dependen de poder bloquear la firma IR del avión. En la atmósfera, las ondas IR de esa baja resistencia son rápidamente absorbidas y dispersadas por los gases y el vapor de agua.

Debido a que las cabezas de los buscadores de IR para obtener un buen bloqueo deben estar más cerca del objetivo que un misil guiado por radar, por lo que tiene sentido colocarlos en misiles de menor alcance.