25 de junio de 2022

GÉNESIS DEL MISIL TIERRA-AIRE



 

Por Dr. Carlo Koop

 

La guerra aérea sobre Europa Occidental podría haber tenido un resultado muy diferente si el liderazgo nazi hubiera invertido antes en misiles tierra-aire para derrotar a los bombarderos aliados, que en 1944/45 devastaron grandes sectores de la base industrial de Alemania en tiempos de guerra.

 

Hacia el final de la guerra, Alemania estaba a solo unos meses de la capacidad de lanzar SAM en grandes cantidades, con el potencial de infligir grandes pérdidas a la Ofensiva Combinada de Bombarderos Aliados.

 

No se sabe bien qué tan cerca estuvieron los bombarderos aliados de enfrentar el poder del misil tierra-aire, pero el pensamiento provoca imágenes inquietantes de aviones aliados perdidos a gran escala.

 

El ímpetu para el desarrollo del SAM fue de hecho la Ofensiva Combinada de Bombarderos Aliados sobre Europa Occidental, especialmente Alemania, pero para entonces ya era demasiado tarde. Los bombarderos aliados inicialmente interrumpieron y luego devastaron la base industrial que era crítica para el mantenimiento de la máquina de guerra industrial nazi, terminando efectivamente con la capacidad de Hitler para hacer la guerra. Sin ninguna defensa aérea creíble contra el bombardeo, la maquinaria de guerra alemana se detuvo, carente de municiones, piezas de repuesto, equipos de reemplazo y suministros de combustible sintético.

 

Al final de la guerra, Alemania tenía no menos de cinco sistemas SAM en desarrollo, ninguno de los cuales alcanzó el estado operativo, pero que podría haber hecho mucho antes si el liderazgo nazi hubiera tomado en serio la amenaza de los bombarderos.

 

El Wasserfall (Cascada), Rheintochter (Hija del Rhein), Schmetterling (Mariposa), Feuerlilie (Lirio de Fuego) y Enzian (Violeta de Montaña) se habían desarrollado con diversos grados de éxito.

 

El más maduro de estos fue el Wasserfall, que se convirtió en la plantilla de diseño para el desarrollo de las Nike SAM estadounidenses de posguerra y la serie soviética R-101.

 

Los misiles tierra-aire o SAM son omnipresentes en las guerras modernas, y estadísticamente han representado más pérdidas de aviones desde la década de 1960 que cualquier otra arma de defensa aérea. Si bien son menos rentables individualmente que los aviones de combate, los SAM por su gran número y las bajas demandas de habilidades del operador han ocupado un nicho permanente en la defensa aérea.

 

Poco se sabe que el SAM como arma de defensa aérea se remonta a la década de 1940, cuando fue ideado, desarrollado e intentado por primera vez en uso. La primera generación de SAM operativos genuinos fueron en gran parte derivados de los SAM de desarrollo en tiempos de guerra.

 

El Rakete EMW Wasserfall W1, W-5 y W-10 FLA

 

El esfuerzo SAM de Alemania se lanzó a finales de 1942 cuando el comandante de la Flakartillerie ordenó el desarrollo de “Flugzeug Abwehr Raketen” o FLARaketen como reemplazo de las armas de artillería FLAK. El primer contrato sobre el Proyecto Wasserfall fue adjudicado en cuestión de meses al Flakversuchtsanstalt en el sitio de cohetería de Peenemunde, que sería dirigido por el Dr. Thiel y más tarde Wehrner von Braun. Él diseñó anteriormente el motor de misiles balísticos A-4/V-2, y construyó el Wasserfall alrededor del misil anterior.

 

A diferencia del V-2, que podía lanzarse en cualquier momento, un SAM tenía que permanecer de pie durante días o semanas alimentado y listo para disparar hasta que se presentara una oportunidad de lanzamiento, lo que impedía el uso de los combustibles líquidos de oxígeno y alcohol utilizados por el V-2. En cambio, el motor del Wasserfall utilizó una mezcla de propelente hipergólico (autoinflamable), con un combustible Tonka o éter isobutilo de vinilo y un oxidante SVStoff (Salbei), que comprende un 90 por ciento de ácido nítrico y un 10 por ciento de ácido sulfúrico. Se utilizaron tanques de nitrógeno de alta presión de 250 atm para impulsar los propelentes hacia el combustor, utilizando un elaborado sistema de plomería con enclavamientos de seguridad.

 

Fuentes alemanas afirman que un lanzamiento exitoso del misil Wasserfall contra varios bombarderos de la USAAF se realizó a principios de 1945, pero no parece haber evidencia que lo corrobore. Si esto hubiera ocurrido, a menos que el avión fuera observado durante el ataque y las muertes documentadas, no podría haber evidencia de respaldo.

 

De todos los sistemas SAM alemanes, el Wasserfall tenía, con mucho, el mayor potencial, y si hubiera entrado en servicio operativo a principios de 1944 podría haber infligido grandes pérdidas a las flotas de bombarderos pesados aliados.

 

Afortunadamente, el liderazgo nazi estaba obsesionado con bombardear a Gran Bretaña con misiles balísticos A-4/V2 estratégicamente inútiles, y puso su financiación en ese programa, lanzando más de 3000 armas para un efecto militar insignificante. Si el prodigioso esfuerzo invertido en el programa A-4/V-2 se hubiera puesto en el Wasserfall, el curso de la guerra podría haber sido muy diferente. El Wasserfall produjo el más efectivo aporte para proporcionar una línea de base para los diseños SAM estadounidenses y soviéticos de la posguerra.

 

Secuencia de prueba de lanzamiento de Wasserfall (RLM) - Lanzamiento de posguerra de un misil Hermes estadounidense, basado en la serie Wasserfall W-10 (NASA).

 

El fuselaje del primer Wasserfall W-1 era un derivado reducido del diseño A-4/V-2, con un cónico ojival, fuselaje cilíndrico y alas de fuselaje centrales cruciformes adicionales para aumentar la velocidad de giro alcanzable del misil y el rendimiento de planeo. Al igual que el A-4/V-2, el Wasserfall se lanzó verticalmente desde una plataforma móvil, emplazada desde un camión transcargador o remolque.

 

El primer intento de lanzamiento en enero de 1944 fracasó, con una explosión de la plataforma, pero al final de la guerra se realizaron entre 25 y 40 disparos exitosos, algunos con prototipos de sistemas de guía instalados. Durante este período, el diseño del fuselaje evolucionó a la configuración W-5, con alas de cuerda más cortas y más anchas y cola más grande, y la configuración final reducida W-10, con un diámetro más pequeño y fuselaje y tramos más cortos. El Wasserfall W-10 pesaba 3500 kg, tenía un diámetro de 0,72 m, una envergadura de 1.584 m y una longitud de 6,128 m.

 

El rendimiento alcanzado varía según las fuentes, con el W-5 generalmente acreditado con una velocidad máxima de 2736 km/h, un techo de 60.000 pies y un alcance de alrededor de 14 millas náuticas. Este es un rendimiento similar al mucho más tardío soviético SA-3/S-125 Pechora/Goa SAM, pero utilizando un fuselaje de una sola etapa más pesado.

 

La ojiva inicial fue diseñada para usar 100 kg de explosivo convencional, luego reemplazada por 300 kg o explosivo líquido, utilizando fusión de proximidad o enlace de comando. Fuentes alemanas estimaron el costo unitario de producción del Wasserfall en 7.000-10.000 Reichmarks, utilizando 1/8 de las horas de trabajo para producir el misil A-4/V-2 estratégicamente ineficaz.

 

El sistema de orientación y control reviste especial interés. El misil utilizó un piloto automático giroscópico para el control de cabeceo/balanceo/guiñada, con fuerzas de control de cabeceo, balanceo y guiñada generadas por superficies de cola acopladas mecánicamente y paletas vectoras de empuje de grafito en el escape, una disposición que se encuentra hoy en día en muchos misiles con capacidad TVC.

 

Se están elaborando tres planes de orientación. El sistema de línea de base utilizaba un enlace de comando de radio, con un operador que usaba un joystick para dirigir el misil al impacto, una tarea formidable incluso contra un bombardero pesado con motor de pistón de crucero de 150 KTAS.

 

Se estaban desarrollando dos esquemas de guía de radar más avanzados. El primero fue el Rheinland, que era un sistema manual de comando a línea de visión, utilizando una baliza de transpondedor en el misil y un radar de seguimiento tanto para misiles como para objetivos, lo que permitía ataques nocturnos contra bombarderos de la RAF o ataques a la luz del día a través de un cielo nublado. El segundo sistema tiene que haber sido un sistema de guiado automático de beamriding, utilizando dos vigas ortogonales en forma de ventilador, que giraban a medida que el haz rastreaba el objetivo.

 

En este último sistema, el misil montaría automáticamente el rayo para impactar. Es interesante que el buscador infrarrojo de retícula giratoria, desarrollado por von Braun para el A4/V-2 y utilizado hasta el día de hoy, nunca encontró su camino en el programa Wasserfall.

 

El programa Wasserfall fue suspendido en febrero de 1945, cuando las fuerzas soviéticas invadieron Prusia Oriental. La Luftwaffe tenía planes ambiciosos para el Wasserfall, previendo 200 baterías instaladas en tres cinturones SAM en toda Alemania, lo que requería una producción mensual de 5.000 rondas de recarga Wasserfall. El plan nunca implementado habría visto la primera batería operativa en noviembre de 1945, con veinte sitios operativos en marzo de 1946.

 

Rheinmetall-Borsig Rheintochter R I y R III FLA Raketen


Rheinmetall-Borsig, mejor conocido por diseñar armas, estuvo muy involucrado en el desarrollo de SAM. El Rheintochter R I de dos etapas entró en desarrollo en 1942 y voló por primera vez en agosto de 1943, siendo cancelado más tarde en enero de 1945. A diferencia del Wasserfall más grande, el Rheintochter R I utilizó cohetes de propelente sólido para ambas etapas y llevaba una ojiva explosiva de 150 kg.


Rheintochter R I en lanzador.

 

La guía era a través de un enlace de comando de radio, con el operador rastreando ópticamente las bengalas en la cola del arma. El fusible acústico Kranich, diseñado para el misil aire-aire X-4 de Ruhrstahl, se utilizó para detonar la ojiva. Este diseño detectó cambios en el desplazamiento Doppler del sonido de la hélice del objetivo para activar la ojiva.


Rheintochter R I en NASM, vía Wikipedia.

 

Para cuando el Rheintochter R I fue cancelado, se habían disparado 82 rondas, con afirmaciones de que solo cuatro fallaron.

 

El misil R I estaba limitado a un techo de 20.000 pies, y el RLM exigió un techo de 27.000 pies, lo que llevó al desarrollo de la variante R III. El R III conservó gran parte de la etapa superior R I, pero introdujo un ala cruciforme más simple y un par de refuerzos externos de correa que reemplazaron la primera etapa del R I. La configuración aerodinámica y de control de los SAM Rheintochter fue utilizada repetidamente por los diseñadores soviéticos durante la década de 1950, reflejada en los SAM S-75 / SA2 Dvina y S-125 / SA-3 Pechora. 


Wasserfall W-10 CONOPS (EMW)


Wasserfall W-10 Cutaway (EMW)


Rheinmetall-Borsig F25 y F55 Feuerlilie FLA Raketen

 

La otra incursión de Rheinmetall-Borsig en el desarrollo de SAM fue la serie Feuerlilie. El F25 era un vehículo de prueba subsónico, diseñado para recopilar datos aerodinámicos y de control. Utilizó un cohete Rheinmetall 109-505 alimentado con diglycol sólido, que produjo una combustión de seis segundos a un empuje de 4900 kN. La variante F25 fue diseñada para el lanzamiento aéreo y de superficie y se probó durante 1943.

 

El arma de producción prevista era el F55, diseñado para ser supersónico y propulsado por un motor de combustible líquido, con una potencia nominal de 62.000 kN, utilizando combustible RStoff o Tonka 250, que comprendía un 57 por ciento de óxido crudo de óxido de óxido oxoxilideno, un 43 por ciento de trietilamina y un oxidante SV o S-Stoff.

 

Las pruebas iniciales se realizaron utilizando el cohete sólido Rheinmetall 109-505 que alcanzó velocidades supersónicas, pero las pruebas posteriores con el motor de propelente líquido fallaron, con el último disparo a Peenemunde cancelado.

 

Prototipo F55 durante las pruebas (RB)

 

Henschel Hs-117 Schmetterling FLA Rakete


Hs-117 at HASM. (Wikipedia)


Henschel, mejor conocido como un fabricante de fuselaje y más tarde de bombas de planeo desarrolló la serie de armas Hs-117 Schmetterling, destinadas a ser utilizadas como SAM y AAM pesadas. La propuesta inicial al RLM en 1941 por el Dr. Wagner de Henschel fue rechazada por innecesaria dadas las garantías de Goering de que el espacio aéreo del Reich era inmune a los ataques aliados.


El desarrollo del Hs-117 fue aprobado en 1943, lo que resultó en un prototipo a principios de 1944. El Hs-117 de cuatro metros de largo utilizaba una configuración convencional de avión de ala en flecha, con propulsores de cohetes sólidos Schmidding dorsales y ventrales para el lanzamiento en riel como SAM.


Derecha: Hs-117 en Flak 88

 

El motor principal era el Walter HWK 107-729 de 3,7 kN de empuje utilizando propelentes líquidos hipergólicos R-Stoff y SV o S-Stoff. Se utilizó un enlace de comando de radio para la guía y un fusible de proximidad Fuchs se utilizó para iniciar la ojiva de 250 kg.


Veintiún lanzamientos se realizaron entre mayo y noviembre de 1944, con el misil alcanzando un techo de 36.000 pies. Fuentes alemanas afirman que algunos ensayos operativos, pero no hay evidencia que los respalde.

 

El Hs-117 también es de interés, ya que se convirtió en la base del primer AAM de peso pesado que se desarrolló, el Hs-117H. Este misil utilizó el fuselaje Hs-117, menos los impulsores externos, con un motor principal BMW 109-558. Iba a ser lanzado por interceptores pesados como el Ju-88 y el Do-217 utilizados como cazas nocturnos.

 

Al igual que el Wasserfall, el Schmetterling tenía el potencial de convertirse en un arma efectiva, que afortunadamente nunca se materializó.

 

Messerschmitt FR-1 a través de FR-5 Enzian FLA Raketen


Enzian en Cosford en el Reino Unido
 

El último de los diseños alemanes de SAM fue la serie Enzian de Messerschmitt, que explotó la experiencia del programa de caza cohetes Me-163. Al igual que el Me-163, el Enzian era un diseño compacto de ala delta corta y sin cola, pero mucho más pequeño ya que era un misil, con una envergadura de 4,05 m, una longitud de 3,75 m y un peso de lanzamiento de 1.800 kg.

 

El fuselaje fue construido con materiales "no estratégicos", incluyendo madera contrachapada encolada y chapa.


Enzian en el lanzador Flak 88

 

Los motores de doble propelente Walther HWK 109-502 se utilizaron para la mayoría de los ensayos. La configuración final del motor fue por VfK-Triebwerk Zg.613 A 01 diseñado por Konrad para el Rheintochter, quemando propulsores Visol y SV- o S-Stoff. Este motor fue alimentado por 550 libras de propelente y entregó 20 kN hasta 10 kN durante una combustión de 24 segundos.

 

El impulso de despegue fue proporcionado por cuatro propulsores RheinmetallBorsig con correa, con una potencia nominal de 60 kN.

 

El Enzian fue lanzado desde un remolque Flak 88 modificado, en el que un riel de lanzamiento reemplazó al cañón de 88 mm. Una vez que los propulsores se quemaron y fueron desechados, el Enzian subiría bajo la potencia del cohete guiado por un enlace de radio a una posición por delante y por encima de una formación de bombarderos. Planeando el agotamiento del motor, el objetivo original era volar el Enzian hacia la formación y detonar su enorme ojiva de 500 kg por enlace de radio.


Experimentos repetidos demostraron que esto no era práctico, por lo que se introdujo la guía terminal. El Enzian se deslizaría bajo el control del buscador terminal en la formación de bombarderos.

 

La ojiva Enzian es especialmente interesante ya que su gran tamaño estaba destinado a producir efectos de daño fatal a múltiples bombarderos a la vez. Se planearon tres variantes de ojivas. El primero involucró una carga útil de perdigones de acero de 25 mm llenos de material incendiario y fundidos en explosivo utilizando una delgada carcasa de chapa. La segunda ojiva fue un contenedor, que disparó 550 cohetes pequeños en un volumen cónico frente al misil, letal a 500 metros. La tercera ojiva fue diseñada para el efecto de explosión pura, letal en un radio de 45 metros.

 

La guía y el control involucraron elevons con actuadores eléctricos y un piloto automático giroscópico. Los prototipos volaron con el enlace de comando de radio Strassburg Kehl III VHF, para ser suplantados en producción con el Telefunken Kogge operando en banda L.

 

Se planearon al menos dos buscadores de terminales: el austriaco Kepka “Madrid”, un buscador de búsqueda de infrarrojos de escaneo; y el Elsass (alsaciano), un buscador activo de radar. La fusión de proximidad debía ser a través de un fusible de proximidad de radio Marabu o Fuchs, o el fusible infrarrojo Paplitz.

 

Las pruebas de vuelo de los prototipos Enzian continuaron hasta 1944, pero el proyecto también se detuvo en enero de 1945.

 

En perspectiva, los programas SAM de Alemania fueron "demasiado poco y demasiado tarde" para haber logrado un efecto significativo.

 

Si programas como Wasserfall y Schmetterling hubieran sido financiados antes y más generosamente, entonces el curso de la guerra aérea habría cambiado decisivamente. Si bien los Aliados podrían haber utilizado aviones de interferencia y supresión de defensa para atacar sitios de radar de guía, no hay duda de que un Wasserfall operativo habría causado pérdidas significativas, como lo hizo el S-75 / S-125 en Vietnam durante la década de 1960.

 

Un respiro de los bombardeos aliados a su vez habría retrasado el colapso de Alemania, ya que habría permitido invertir más recursos en las campañas terrestres. Por lo tanto, el liderazgo nazi fue, en más de un sentido, culpable de la derrota de Alemania.

 

Fuente: https://web.archive.org