Guerra Electrónica: GROWLER & F-35

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Imagen APG-81 ataque electrónico vía https://youtu.be/wIwAOupjMeM



Comenzaremos hablando sobre las típicas bandas de los radares, que se podrían clasificar en bandas altas o de disparo, bandas medias o de búsqueda y bandas bajas o de alerta temprana. Las bandas altas son las típicas que usan los radares de los aviones tácticos, misiles, y radares terrestres de muchos sistemas SAM, éstas bandas de frecuencia en las que se pueden incluir la banda X, Ku, C son las más importantes a la hora de interferir porque sin ellas, no es posible fijar ningún objetivo. Las otras bandas son del todo mucho menos importantes.


Fuente: https://www.radartutorial.eu/

Las bandas medias en las que se pueden englobar a la banda L y S, son bandas que por sí no tienen la misma resolución que las bandas altas a la hora de fijar un objetivo, pero sirven para acotar la búsqueda del mismo y servir de enganche con el radar de banda alta, para ya fijar definitivamente al objetivo.

Por último están las bandas bajas que suele ser la UHF y VHF, éstas bandas son solo bandas de alerta temprana, y juegan poco o ningún papel a la hora de fijar objetivos, pero dadas sus características pueden dar una vaga idea de por cual zona puede haber algo, para así dirigir a esa zona uno de los radares de banda L, S para afinar mejor la búsqueda.

Hay pocos datos públicos sobre la suite de guerra electrónica del F-35 al tratarse de capacidades muy confidenciales, lo mismo para el EA-18 Growler, pero por lo que se ha ido publicando se puede discernir que hay al menos un par de áreas en las que sabemos que el F-35 disfruta de una ventaja significativa sobre los EA-18 Growlers, siendo éstos últimos aviones especializado y lo mejor que tiene Occidente hasta la fecha montado en cazas tácticos. Tanto el F-35 con su Block 4 y el Growler con su Next Generation Jammer mejorarán sus capacidades, pero voy a comentar sobre cosas que son de fácil consulta. Lo dividiré en 2 bloques, uno comentando sobre las ventajas que yo considero tiene el F-35 sobre el Growler en el ámbito de la EW y el otro sobre las ventajas del Growler.

 

Las ventajas del F-35 sobre el Growler:

1) Localización de radares enemigos.
 

Un solo F-35 puede localizar, identificar y triangular la ubicación de los emisores más rápidamente y con mayor precisión que tres F-16CJ.

The details of the F-35 threat-detection system or RWR are classified, but interviews of pilots who have flown both the F-16CJ and the F-35 state that a single F-35 has the ability to locate, identify, and triangulate emitter locations faster and with greater precision than can a flight of three F-16CJs that surround the emitter.

https://www.heritage.org/defense/report/operational-assessment-the-f-35a-argues-full-program-procurement-and-concurrent

 

Mientras que la mayoría de los aviones de 4ª generación tienen de 3 a 4 receptores, el ASQ-239 Barracuda del F-35 tiene 12 receptores con 6 de ellos en el hemisferio delantero. En el Block 4, el número de éstos pasarán a ser 20 uds (1). Por contra el Growler mediante el ALQ-218 solo dispone de 3 receptores, dos en el extremo del ala en forma de pods y uno interno tras el radar.

 

-Esquema EW Growler

 

Boeing EA-18 Growler


 

-Esquema EW F-35

 

Lockheed Martin

 

El F-35 es el único caza, junto con el F-22, que dispone de una suite EW capaz de proporcionar una precisión incluso inferior a 1° X 1° contra emisiones de radares hostiles.

 

Equally important, where fourth generation radar are able o etetct the arrival of a threat with plus or minus 30 degrees accuracy, the F-35 can pinpoint the threat to within plus or minus one degree, and advantage that is narrow further with the assistance of a formation of four aircraft sharing that threat trayectory, he says.


Vanguard Canada, The Joint Strike Fighter: Driven by data April/May 2014


Un mayor número de receptores no sólo proporciona una mayor precisión, sino también mayor sensibilidad del receptor, ya que puede tener receptores dedicados a determinadas bandas de radar, mientras que el receptor ALQ-218 del Growler tiene que cubrir todas las bandas de radar.

El ALQ-218 es potente, grande y capaz de operar en un entorno EW denso, una de las cosas que separan a los Growlers de otros aviones con Pods especializados, pero el ASQ-239 del F-35 juega en otra liga al trabajar con las 10 aperturas propias de la suite electrónica más la gran apertura de su radar Aesa APG-81 y se beneficia además de que el F-35 puede operar muchísimo más cerca de las amenazas debido a su furtividad, tanto como 10 veces más cerca que un Growler o un 4º generación moderno.

Como consecuencia de la rápida geolocalización y su precisión antes comentada, tenemos que un F-35 es capaz de encontrar por sí solo usando su EW una solución de disparo, mientras que se necesitan varios Growler para disfrutar de lo mismo, algo que es una ventaja frente a cazas tradicionales, pero no frente a furtivos como el F-35 o F-22.

“Three Growlers working together can get you weapons-quality (targeting) tracks really in a meaningfully short period of time, which is a game-changer”

https://www.defenseone.com/technology/2015/04/new-tech-will-allow-navy-target-jamming-pods/110038/

Algo a comentar es que la suite electrónica del F-22 es presumiblemente mucho más potente que la del F-35 ya que ésta dispone de 30 aperturas más el radar APG-77 V(1). En palabras de LM es el sensor más complejo del avión.

 

2) Ventaja en la potencia de interferencia o de jaming 
 

El radar APG-81 está integrado en el conjunto EW y es el transmisor principal de todas las operaciones de ataque electrónico. Un radar AESA masivo como interferente primario tiene una ventaja significativa en términos de potencia radiada efectiva.

Esto se debe a la capacidad de formar haces muy estrechos. La cantidad de potencia radiada sobre el objetivo depende del tamaño del haz del radar o de la anchura del haz. Si el haz es más ancho, el área de potencia radiada es mayor y la potencia radiada por kilómetro cuadrado es menor.

En menor medida, esto también es importante para el interferente porque la anchura del haz determina la potencia radiada que realmente llega al objetivo. La anchura del haz de una antena es una función del tamaño y la longitud de onda. A mayor tamaño, menor anchura del haz y emisiones de RF más concentradas.

Esta es una de las razones por las que el ALQ-99 del Growler es el pod de interferencia más potente en servicio hoy en día, además de una mayor potencia de salida, el ALQ-99 es también más grande que cualquier otro pod de interferencia externo, la mayor apertura le permite concentrar más potencia en el objetivo que otros módulos (más pequeños).

Sin embargo, el radar del F-35 a tenor de datos conocidos en su día del F-22 tiene una anchura de haz de alrededor de 2° (a), mientras que un pod de interferencia tendrá >30º aproximadamente (b). Las señales de interferencia del Growler se extienden por un área de al menos 15 veces mayor. Esto significa qué a igualdad de potencia, el radar del F-35 disfrutará de órdenes de magnitud más de potencia radiada efectiva sobre el objetivo. 

(a)

A target which is using radar to search for the F-22 or other friendly aircraft can be detected, tracked and identified by the ALR-94 long before its radar can see anything, at ranges of 250 nm or more. As the range closes, but still above 100 nm, the APG-77 can be cued by the ALR-94 to search for other aircraft in the hostile flight. The system uses techniques such as cued tracking: since the track file, updated by the ALR-94, can tell the radar where to look, it can detect and track the target with a very narrow beam, measuring as little as 2º by 2º in azimuth and elevation. One engineer calls it "a laser beam, not a searchlight. We want to use our resources on the high-value targets. We don't track targets that are too far away to be a threat." 

                    Via the Journal of Electronic Defense, The Next Generation June 1, 2000

(b)

ALQ-99F (V) tactical Jamming System:"The pod has steerable high-gain tansmitter arrays fore and aft which broadcast noise jamming generate by a centraly-mountes exciter unit (UEU) with a beam width of up to 30º"

Air International Abril 2013 EA-18G

La diferencia es tan grande que el radar del F-35 podría utilizar una fracción de su potencia máxima y aun así tener una potencia de interferencia varias veces más efectiva que la de los Growlers.

La capacidad del F-35 de utilizar el radar para el ataque electrónico está limitada a un sector de 140° en el hemisferio delantero, mientras que el Growler puede tener una cobertura casi esférica utilizando un par de vainas en ambas alas, aunque esto se ve anulado por la enorme ventaja de potencia y agilidad del radar APG-81.

En caso de que se diga que el radar del F-35 sólo podría interferir a los radares de banda X. No, un radar AESA diseñado para la función EW puede realizar interferencias de banda ancha. Esta es una patente de 1987 de un radar AESA de banda X que realiza ECMs a través de la banda L a Ku.

The transmit-receive cells are fully functional at broadband and narrow band radio frequencies. In the narrow band of 9.2 to 10.2 GHz, the active antenna system would operate as a radar system. In the broadband range of 2.0 GHz to 20.0 GHz the active antenna system is fully functional in electronic countermeasures and radio frequency jamming.

https://patents.google.com/patent/US4823136

 

Y aquí confirmado por un piloto de F-35, sin desvelar todas las frecuencias que puede interferir más allá de la banda X por ser confidencial…

Fourth generation fighters are correctly standing off well outside of the threat rings, as they should. Our threat rings are exponentially smaller. […] I can’t tell what our [jamming] bandwidth is, but it is more than just the X-band.

 https://corporalfrisk.com/2021/06/25/lifting-the-fog

 

Todo esto se centra en proporcionar interferencia de escolta a los aviones de 4º. En términos de penetración de los IADS enemigos, la combinación de furtividad y capacidad EW del F-35 le da una enorme ventaja sobre el Growler, ya que la potencia de interferencia necesaria para ocultar un avión es proporcional a su RCS.

El F-35, con un RCS de -40 dB, requiere una potencia de interferencia 1/10.000 veces inferior a la de los modernos 4ª generación y disfruta de un Burn-thought range 100 veces menor con la misma potencia de interferencia. Esto explica por qué el uso de interferencias no compromete la furtividad, sino que lo hace mucho peor para los radares enemigos.

El F-35 tiene capacidades de guerra cibernética, pero los datos publicitados sólo se limitan a la capacidad del APG-81 de insertar flujos de datos repletos de algoritmos en las redes enemigas. Disponer de un potente radar AESA capaz de generar formas de onda complejas en una amplia gama de frecuencias ayuda a explotar las redes enemigas. Esta es un área en la que el Jammer de nueva generación (NGJ ALQ-249) ampliará la capacidad del Growler.

Hay un gran solapamiento de misiones entre el F-35 y los Growlers en el ámbito de la EW y esto es testimonio de lo mucho que ha evolucionado la tecnología en la 5ª generación, reduciendo la brecha entre los cazas tácticos y las plataformas dedicadas. Los radares AESA modernos, como el APG-81 y el APG-77v1, son un game changer.


Comentarios relevantes:

In an intriguing comment, the head of Air Combat Command also said the F-35’s rarely discussed Electronic Warfare capabilities are “an order of magnitude better than anything we’ve had in the past.”
https://breakingdefense.com/2016/07/air-combat-commander-bullish-on-f-35-ioc/

 

In the new interview, Hostage talks up the F-35’s stealth and expressly takes issue with the Boeing/Navy picture of the F-35 requiring first-day support from the EA-18G Growler or other electronic warfare assets.

“In the first moments of a conflict I’m not sending Growlers or F-16s or F-15Es anywhere close to that environment, so now I’m going to have to put my fifth gen in there and that’s where that radar cross-section and the exchange of the kill chain is so critical. You’re not going to get a Growler close up to help in the first hours and days of the conflict, so I’m going to be relying on that stealth to open the door.”

https://aviationweek.com/blog/f-35-stealthier-f-22

 

Las ventajas del Growler sobre el F-35:


1) Puede actuar sobre radares de baja frecuencia (VHF,UHF)

El EA-18G está diseñado para utilizar pods de interferencia ALQ-99 y pods de interferencia de nueva generación ALQ-249 (están implementándose). El ALQ-99 y el ALQ-249 vienen en 3 configuraciones diferentes, para interferir amenazas de banda alta, media o baja.

En el caso del F-35, su radar Aesa no abarca actualmente a frecuencias tan bajas, por lo que no podría proteger a otros aviones en caso de verse necesario en ese rango de frecuencias y aunque en los primeros días del programa del F-35, el USMC tenía la intención de integrar el ALQ-249 en el F-35, pero los retrasos en el F-35 y el ALQ-249 hicieron que se abandonara. Sin embargo, el F-35 sí podría tirar mano de los dispositivos no tripulados conocidos como MADL-J que sí podrían interferir en esas bandas de frecuencia. Estaba prevista la implementación en la bahía interna del avión, aunque a día de hoy es probable que eso no se haya todavía producido ni parece que sea algo que les corra prisa.

Cómo comentaba en el arranque del post, los radares de baja frecuencia son los menos importantes, ya que no ofrecen solución de tiro y las indicaciones en caso de detectar algo son simples aproximaciones de que algo se detecta en una zona amplia, pero sin saber ni la localización exacta, ni la cantidad de lo detectado. Son, como la misma palabra indica, radares de alerta.

Detalle del MALD-J y su supuesta capacidad para interferir en las bandas VHF-UHF, que sería las correspondientes a la banda A,B y C.



Raytheon MALD-J