armas de precision fm- parte i
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ARMAS DE PRECISION
INFORME INTRODUCTORIO
Nota Técnica 02.03.12
PARTE I
EFECTOS DE LA PRECISION
DIRECCION GENERAL DE
FABRICACIONES MILITARES
Por: Ing. Marcelo E. Martínez (Asesor DGFM)
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LA GUERRA ES CARA, LAS HAY BARATAS….PERO SE PIERDEN
NAPOLEON BONAPARTE
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Introducción: Esta nota técnica tiene como objeto proveer los conceptos básicos sobre la
tecnología de armas de precisión, en especial las de uso por las fuerzas terrestres, incluyendo:
artillería, armas de infantería y cohetes tácticos. Se ha puesto énfasis en la definición de los
términos usados en los conceptos operacionales como técnicos
Otro objetivo de este trabajo, es explicitar dichos elementos básicos a fin de preparar una
hoja de ruta tecnológica para la Dirección General de Fabricaciones Militares (DGFM), sobre
de armas de precisión, en el contexto descripto, a fin de poder evaluar cual sería el proceso de
evolución hacia desarrollar tecnologías concurrentes, de tal manera de situar a la DGFM en
posición de convertirse en un actor proactivo dentro del ámbito nacional y regional sobre
productos y servicios en el sector de armamento de precisión .
Armas de Precisión
En el contexto de los conflictos actuales y desde la Guerra del Golfo, se han utilizado términos
y denominaciones a las armas guiadas de todo tipo, calificándolas como inteligentes, de
precisión, brillantes, etc. Sin embargo debe hacerse un análisis específico cuando nos
referimos a las armas de precisión y parece adecuado realizar un ejercicio semántico sobre el
particular.
Según el Diccionario de la Real Academia Española se define como precisión a:
Dicho de un aparato, de una máquina, de un instrumento, etc., construido con singular
esmero para obtener resultados exactos
Y en especial al término Arma de precisión (locución adjetiva ) como:
La de fuego construida de modo que su tiro es más certero que el de las ordinarias
Podríamos bajo esta definición por ejemplo establecer que un fusil de francotirador, con
municiones de alta calidad, ópticas avanzadas y sistema balístico de predicción del tiro como
un “arma de precisión “.
Sin embargo en la terminología aceptada en la industria de la defensa, se asume que las armas
de precisión están relacionadas a municiones con capacidad de ser guiadas o corregida su
trayectoria hacia el blanco designado.
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Estas ambigüedades necesitan ser resueltas a fin de poder definir el contexto tecnológico con
exactitud y permitir un dialogo adecuado con el usuario, tanto al nivel de la planificación
militar como el combatiente en el campo de batalla.
En unos de los libros referentes actuales sobre artillería (ref. 1. ) , Bailey describe el
término “ precisión” para definirlo como “ las capacidades de un sistema o los efectos creados
por tal sistema “ en el sentido de la aumentar la probabilidad de lograr la exactitud ( o de
disminuir la probabilidad de error en el impacto ) . Como ejemplo en la Fig. 1 se muestra en un
grafico de probabilidades la diferencia entre exactitud (accuracy) y precisión (precision)
Fig. 1 Exactitud vs. Precisión
En términos balísticos podríamos expresarlo como el aumento de la precisión en un sistema
de armas disminuye la dispersión en el punto de impacto deseado.
Bailey (Ver Bibliografia) también propuso un nuevo lexicón para describir las municiones de
la siguiente forma:
Arma o munición de precisión: una munición o proyectil que automáticamente determina su
estado (posición, velocidad, etc.) y maniobra para atacar el blanco con suficiente exactitud y
alta precisión. (Ej. Proyectil de Artillería con modulo de guiado de precisión PGK – Fig. 2)
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Fig. 2 Proyectil de Artillería ATK con Modulo PGK (Precision Guidance Kit)
Arma o munición inteligente: una munición /proyectil / misil que busca, detecta, adquiere y
provee con su propio sistema de guiado terminal, las maniobras para alcanzar el blanco con
altísima exactitud y precisión. (Fig. .3)
Fig. 3 Proyectil Krasnopol (Rusia) de 152 mm guiado por laser
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Arma o munición discriminatoria: es un sistema que hace todo lo de una munición inteligente,
pero selecta solo un determinado tipo de blanco en forma autónoma. (Fig. 4. Munición Low
Cost Autonomous Attack System –USA)
Fig 4. Municion LOCAAS (Lockheed Martin)
El alcanzar la precisión en los fuegos es crítico para evitar el daño colateral.
Se define actualmente el daño colateral como: las bajas (muerte y heridas) a civiles no-
combatientes o el daño a propiedad civil que no es usada para fines y propósitos militares.
Una percepción equivocada, muy común, es la de asumir que el uso de armas de precisión
siempre previenen el daño colateral, ya que la munición de precisión siempre alcanza el blanco
designado.
Sin embargo, aun las armas de precisión pueden alcanzar lugares de impacto mal designados y
causar aun más daño colateral
Por otro lado pueden ocurrir fallas (computadora de vuelo, sensores, etc.) que en el caso de
armas guiadas pueden causar variaciones del rumbo y/o alcance en forma radical e impactar
en lugares críticos desde el punto de vista de la población y/o instalaciones civiles.
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Incluso han ocurrido casos de municiones de precisión que han atacado fuerzas propias.
El entendimiento y comprensión de los factores que afectan la precisión de armas guiadas es
crítico para minimizar el daño colateral y el impacto negativo tanto social como político.
En los ataques usando UAV armados con misiles Hellfire (Fig. 5) durante las campañas de
Afganistán y Pakistán, la estadística muestra que al menos 10 civiles no-combatientes son
muertos por cada militante islámico combatiente muerto.
Fig. 5 Predator B + Misil Hellfire
Es claro que no provocar víctimas civiles o no-combatientes en un conflicto armado , es una
utopía, pero la creencia que las armas de precisión por sí mismas resuelven el problema, es
una percepción típica en ambientes políticos y de los medios y pueden condicionar el
desarrollo técnico, imponiendo performances imposibles de alcanzar en la práctica. Es obvio
que el uso de armas de precisión, va disminuir a lo largo del tiempo de una campaña el daño
colateral, pero fundamentalmente las armas de precisión van a crear son condiciones de
disuasión para evitar los conflictos, o en el caso que ocurran, estos podrían ser resueltos en
menos tiempo y en etapas tempranas de este, evitando bajas y destrucción innecesarias.
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Bailey sugiere que en la guerra convencional, los blancos físicos como centros de mando,
lanzadores de misiles y armas estacionarias son blancos prioritarios, pero en operaciones de
paz, los blancos más rentables son las mentes de los lideres enemigos y de la población así
como la opinión pública internacional. Los blancos entonces que generan el mayor
rendimiento en una campaña son los que afectan la percepción del enemigo.
Por lo tanto los efectos de las armas en especial las de precisión no pueden ser solo medidos
en términos tales como la eficiencia de la fragmentación de la cabeza de guerra, la distancia
letal, sino también por el efecto mediático a nivel global. Esto implica que estos efectos no
pueden ser obviados en la definición conceptual del arma y por ende de las tecnologías
involucradas en su desarrollo. Definir el nivel de precisión de una munición guiada tiene por
supuesto implicaciones en la definición de la arquitectura de la misma , que determina la
exactitud que se pretende , como evitar alcanzar blancos no designados y finalmente esto
determina los costos , tiempos y complejidad del desarrollo .
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Efectos de la Precisión y Definición de los Requerimientos Básicos
Los efectos de la precisión en el campo de batalla, se debe definir en un marco amplio que no
se limita al del arma solamente.
Nota: definición tomada del “Precision Effects Study Senior Advisory Group (SAG) definition“.
Un ejemplo de una munición de alta precisión pero un deficiente efecto de la precisión
La habilidad de localizar y atacar los blancos en forma rápida y con exactitud, con la
requerida respuesta operacional y con los efectos deseados (letales y no-letales) sobre
dichos blancos con la mayor eficiencia posible
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MBDA Storm Shadow
Un excelente ejemplo de efecto de la precisión
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Los efectos de la precisión deben ser alcanzados con eficiencia pero a costo razonables y
deben observarse las restricciones impuestas por las reglas de empeñamiento (ROE) vigentes
en las políticas de defensa establecidas. Los efectos de precisión requieren municiones de
precisión con soluciones simples y eficientes con costos acordes.
En el mundo de la industria de la defensa, se reconoce que la exactitud y precisión de los
fuegos no es un desafío sino una necesidad y que las tecnologías están disponibles.
Se debe además disponer de la capacidad de localizar y referenciar los blancos con la misma
exactitud de las armas (no sirve tener un CEP de 1 metro si los blancos son ubicados y
referenciados con un error de 20 metros).
Además los vínculos entre los sensores en el campo de batalla y las armas involucradas en la
acción deben ser confiables y rápidos (sensor-to-shooter link) y se debe contar con un sistema
de evaluación de daño de batalla (BDA) de la misma capacidad tecnológica de las armas).
Como sumario se puede sintetizar que en el campo de batalla del futuro, la estructura de
medios de las fuerzas operativas en ellos, van a estar fuertemente definidas por:
ISTAR a Demanda: A través de medios múltiples, fusión de sensores y visualización del
campo de batalla con identificación precisa de los elementos en el. (Ej. Blue force
tracking, UAV, medios satelitales, radares terrestres y aéreos, sensores terrestres no-
atendidos, etc. )
Precision Targeting: Una vez adquiridos los blancos y soportada la acción sobre ellos,
el targeting debe ser de una alta precisión a fin de minimizar los daños colaterales y
aumentar la probabilidad de destrucción en el primer disparo (One Shot).
Efectos de Precisión Fuegos: La demanda sobre la precisión de las armas no solo debe
estar definidas por meritos como el CEP, ya que se deben considerar otras figuras de
merito tales como:
Probabilidad de Kill (PK): Relaciona el CEP y la interacción del arma con el blanco
Trajectory shaping: Los requerimientos del campo de batalla futuro incluye que la
trayectoria de las armas guiadas en el juego final (end- game) tenga características
específicas, Ej. : Las municiones de mortero para atacar blancos precisos en áreas
urbanas deben tener una trayectoria final casi vertical a fin de que la Pk aumente y los
daños colaterales y las bajas por fuego amigo disminuyan ostensiblemente. Otras
necesidades de cambios de la trayectoria balística están determinadas por el terreno,
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esta capacidad abre un nuevo capitulo de la artillería convencional, ya que seria
posible alcanzar blancos que con trayectorias balísticas no controladas serian
imposibles de alcanzar desde ciertas posiciones de disparo o lanzamiento.
Intelligent Fuzing y efectos dirigidos: La eficacia de las armas guiadas modernas está
fuertemente influenciada por los sistemas de espoletas inteligentes, los cuales
accionan la carga militar en situaciones más allá del impacto o la proximidad con el
blanco. Un ejemplo típico son las municiones inteligentes con estallido en el aire y las
cabezas de guerra con letalidad dirigida.
Cabezas de Combate Customizadas: El valor de adecuar los efectos de la cabeza de
guerra a los blancos junto con la inteligencia en las espoletas es fundamental para
alcanzar los efectos de la precisión.
Trajectory –Shaping: Habilidad de las armas de cambiar la trayectoria final para manejar
configuraciones de terreno y características especificas de los blancos
Esto y otros parámetros deben ser tenidos en cuenta en cualquier plan de desarrollo de armas
guiadas, especialmente para evitar caer en los fútiles intentos de pretender establecer un
paradigma académico o investigación tecnológica de un sistema de armas y luego tratar de
encontrarle una aplicación militar relevante
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.
La capacidades a alcanzar y los elementos de merito sobre la eficacia militar es lo que define el
sistema de armas a desarrollar y desplegar.
Un ejemplo claro de lo expuesto, es la necesidad de un efecto de precisión usando un arma
relativamente simple, el mortero de 120 mm.
El Ejercito de Estados Unidos, definió un programa de desarrollo rápido, debido a la necesidad
de contar con efecto de precisión en tropas de despliegue rápido en un teatro de operaciones
complejo como es el caso de Afganistán, en donde la necesidad de apoyo de fuego con efectos
de precisión no era posible de lograr con medios aéreos o artillería de gran calibre.
Para definir el programa de desarrollo se elaboraron los siguientes requerimientos:
• Incrementar la efectividad y eficiencia de un sistema de armas basados en morteros
de 120 mm
– CEP < 10 /20 metros
– Reducir la carga logística
– Incrementar el OPTEMPO (ritmo operacional , la cadencia en alcanzar un
objetivo operacional )
• Explotar los stocks existentes de proyectiles de mortero y los desarrollos en
morteros, sus cargas propulsoras y sistemas de apuntado.
– Implementación del sistema de corrección de trayectoria a través del cambio
de espoleta ( cuerpos y colas estabilizadoras existentes )
– Capacidad de revertir una munición modificada ( de precisión ) a una standard
• El sistema de corrección debe ser también la espoleta
Los efectos de la precisión deseados o requeridos definen el arma y no al revés
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– Fácil de instalar , de programar y suficientemente robusto para manejo en el
campo de batalla por personal de baja calificación tecnica
– Volumen en el sistema de control para las funciones de espoleta(impacto
,programadas , electrónicas )
La respuesta de la industria fue variada pero básicamente todos los conceptos convergieron en
soluciones similares.
ATK (USA) fue la que gano el programa de producción con su kit PGK, para los morteros de 120
mm, los cuales a fines del 2011 entraron en combate en el teatro de operaciones de
Afganistán:
Solución ATK - Sistema de corrección de trayectoria (Guía GPS/INS) montada en el mismo
cuerpo del proyectil standard de 120 mm, con un cambio mínimo en la cola del mismo
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Como puede observarse la definición de los requerimientos mínimos para el desarrollo de un
arma de alta tecnología, pueden ser relativamente simples cuando el efecto de precisión
requerido por el usuario militar es producto de una necesidad real y basada en doctrinas en
evolución permanente.
Las necesidades reales en este caso provinieron del deseo de revitalizar el mortero como arma
de apoyo inmediato y darle una nueva misión para misiones de efecto de precisión, por
razones logísticas, operativas y de costo.
La siguiente tabla de armas de precision de las F.F.A.A. norteamericanas muestra las
definiciones con respecto al CEP como una de las figuras de merito importantes.
En este caso se se muestran dos casos tipicos : precision suficiente para destruccion en un solo
disparo y armas de efecto de area de precision
Otra figura de merito importante se determina con el efecto de la cabeza de guerra sobre un
blanco tipico a batir en funcion del peso de la cabeza de guerra y el CEP
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Medidas de Merito – Numero de impacto de fragmentos vs error al impacto en funcion del
peso de la cabeza de guerra
( Libro : Tactical MissileDesgn ->Eugene Fleeman –AIAA Books – Pag 149 )
Este tipo de graficos permite definir las relaciones entre la exactitud , el tamaño de la cabeza
de guerra y el efecto sobre el blanco , en este caso el numero de fragmentos que impactan y
su velocidad , determinando la transferencia de energia cinetica al blanco y por ende
determinar el efecto letal de la misma .
Un interesante resultado de un grafico de este tipo , es que se puede realizar un compromiso
entre el tamaño de la cabeza de guerra y la exactitud de impacto a fin de evaluar cual es la
solucion optima en tiempos y costos de desarrollos asumiendo las distintas tecnologias para
lograr la precision de que se dispone o que se puede obtener .
Actualmente la industria de las armas de precision se guia bajo el concepto de las 7 P
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En este concepto integrador se definen los papeles de los usuarios y de los desarrolladores en
forma clara y da una idea de los diferentes esfuerzos de I+D e industriales para lograr el
despliegue de las armas de precision para las fuerzas operativas en tiempos y costos
compatibles con la base industrial de la que se dispone y de la que se necesita crear .
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ESTADO DEL ARTE EN ARMAS DE PRECISION DE LAS FUERZAS TERRESTRES
OBUSES –CAÑONES-COHETES DE ARTILLERIA
ARMAS: CAÑONES – OBUSES
FABRICANTE PRODUCTO TECNOLOGIA STATUS
BAe-Bofors+ NEXTER –
Suecia /Francia
Bonus 155mm
Guiado : IR
Submuniciones con
proyectil autoforjado
Operacional desde 2002 por los
ejércitos de Suecia y Francia – Carga útil del proyectil
Pelican de 155 mm francés
.
GIWS Diehl+
Rheinemetall Alemania
SMArt-155mm Twin CBU
CBU. IR, MW Autodirector ondas
milimetricas.
Operacional desde 1997
NEXTER France
PELICAN 155mm
BONUS +
Guiado GPS , Sistema de correccion de
trayectoria
homing
En desarrollo
NEXTER - France
Spacido - SAMPRESS
155mm
Radar telemetria terrestre + GPS , sistema
de correccion de la trayectoria 1 DOF .
En desarrollo
Thales-TDA , France-Germany
ACED 155mm
shell
Autodirector IR y MW
Desarrollo Basico
Oto-Melara Difesa ,Italy.
155 mm Vulcano
Desarrollo final
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GPS /INS
OTO Melara
127 mm Vulcano
Naval Guns GPS /INS
Desarrollo final
Ametekh - Russia
152mm Obus Guiado por laser –carga unitaria
Desarrollo Completo
KBP Inst. Russia
KRASNOPOL 152/155mm
shell
Guiado por laser –carga unitaria
Operacional desde 1984
Raytheon Missile Systems +(
SAAB-BOFORS)
M982 Excalibur 155mm
Carga Militar unitaria o CBU – Guiado . INS/GPS
Desarrollo complete, entrando
en servicio
ATK, US. XM1156 PGK ,
155mm Course
Correcting Fuze
Carga militar unica , guiado GPS /INS .
Desarrollo complete, primeras
entregas al US Army
BAe Systems NA – US +
BAe BOFORS division Sweden.
IMPACT 155mm
shell
guiado de medio curso INS/GPS , guiado
terminal IR
Tecnologia transferida al
programa LRLAP
BAe Systems-US LRLAP 155mm
Cañones navales
Carga military unitaria o CBU . Guiado INS/GPS
Desarrollo terminado . 80 Km
alcance
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IAI MLM Israel 155mm shell TOP Gun CCF
Carga unitaria- Correccion de curso
GPS/INS
En desarrollo
Reutech-FUCHS South Africa
M0138 Sistema de
correccion de curso para municion de
obuses
1 DOF -GPS
Desarrollo
ARMAS: MORTEROS
( 81 mm 120 mm LISO, 120 mm RAYADO – OTROS )
SAAB-Bofors Dynamics ,
Sweden
STRIX 120mm
Carga Unitaria – Guiado IR
Operacional desde 1994
DIEHL,Germany .
GMM 120mm
Carga Unitario . Guiado laser o GPS
Alcance : 12 km. CEP de 1 metro. Disponible para morteros rayados o
lisos
Ordenado por el
ejercito aleman para el mortero
autopropulsado Wiezel-2
120mm
EXPAL Spain
GMG 120 GT
Carga Unitaria . Guiado INS/GPS Desarrollo complete
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.
Thales-TDA,
France - Germany
ACED 120mm Mortar
Carga CBU. Guiado IR y MW
En des arrollo
KBP Inst. , Russia
Gran 120 Guiado Laser
Desarrollo
Ametekh Russia
Smelchak 240mm
Laser –Carga Unitaria
Desarrollado
ATK , US
MGK 120mm
Carga Unitaria Sistema de Correccion de curso
INS/GPS (PGK kit).
Operativo
ATK US
XM395 120mm
Guiado Laser
En desarrollo
GD OTS -
US RCGM-
120
Guiado GPS –Sistema de canard fija –rolling airframe fixed canard
.
En desarrollo
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IAI MLM Israel
LGMB 120mm DMM
(Fireball)
Guiado laser + backup GPS
En desarrollo
Raytheon +IMI
(US and Israel)
Dagger 120mm
Carga unitaria , Guiado INS/GPS guidance.
En desarrollo
ARMAS: COHETES DE ARTILLERIA
Rheinmetall -Oerlikon-
Contraves , Switzerland/
Germany .
MLRS 227mm CORECT
Guiado GPS + Magnetometros Correccion de trayectoria por micromotores
laterales
En desarrollo
SPLAV, Russia
9M55K1 SMERCH-300mm
Navegacion INS / submuniciones con guiado terminal IR
Operacional
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SLPAV + KBP, Russia
KITOLOV-2 122mm
Guiado Terminal Laser con designacion externa
Operacional desde 1990.
Lockhed , Diehl, MBDA
Unitary or
homing version under
developme
GMLRS CCF
227mm
CBU . Sistema correccion de curso asistido por INS/GPS
Operacional
IMI Israel ACCULAR
ACCULAR MLRS
160mm
Radar tracking, guiado por telemetria guidance. GPS backup
Operacional
IAI - Israel
STRIKES 122mm
Guiado GPS
En desarrollo
IMI Israel
EXTRA 306 mm
Guiado GPS -150 Km alcance
Operacional
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Bibliografia Consultada :
Field Artillery and Firepower
Bailey, M. G. (2004). Annapolis - Naval Institute Press.
PRECISION GUIDANCE KIT (PGK) – Moorhead J.
Field Artillery – Jan-Feb. 2007
Gun-Fired Precision Munitions for the Transformed Army
David A. Sparrow, Cynthia Dion-Schwarz
IDA Paper P-3750
December 2002
PRECISION AND THE BLUE COLLAR ARTILLERY
By Colonel Mark L. Waters
USAWC STRATEGY RESEARCH PROJECT - United States Army
15 MAR 2006
The Pursuit of Precision in the Field Artillery
Major Manuel R. Garcia (U.S. Army) -School of Advanced Military Studies (SAMS)
Fort Leavenworth, May 2010
TACTICAL MISSILE FOR THE NEXT WAR
Armada International 3-2008
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Tactical Missile Design
Eugene L. Fleeman
(AIAA education series) -ISBN 1-56347-494-8
Concept Development of Artillery Precision Guided Munitions
DRDC Valcartier
April 2006 - Defence Research and Development Canada
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Abreviaturas:
CEP: Error circular probable
CBU: Cluster Bomb Unit – Unidad de Bomba Cluster o submuniciones
DOF: Degree of Freedom –Grado de Libertad
INS: Inertial Navigation System –Sistema de navegación inercial
ISTAR: Intelligence, Surveillance, Target Acquisition, and Reconnaissance (Inteligencia,
Vigilancia Adquisición de Blancos y Reconocimiento)
IR: Infrared – Infrarrojo
GPS: Global Positioning System –Sistema de posicionamiento global
MW: Microwave –Microondas
PGK: Precision Guidance Kit (Kit de guiado de precisión)