Como funcionam as bombas inteligentes?

por Tom Harris - traduzido por HowStuffWorks Brasil

O conceito básico de uma bomba não poderia ser mais simples. Uma bomba convencional consiste em um pouco de material explosivo embrulhado em um invólucro resistente com um mecanismo detonador. O mecanismo detonador tem um dispositivo de gatilho, normalmente um sistema de retardamento, um sensor de impacto ou um sensor de proximidade, que dispara a bomba. Quando o gatilho é disparado, o detonador faz o material explosivo entrar em ignição, o que resulta em uma explosão. A extrema pressão e fragmentos que voam da explosão destroem as estruturas das proximidades. Consulte Como funcionam as granadas para obter mais informações sobre explosivos e detonadores.
Uma "bomba burra" só contém estes elementos citados, liberada por um avião (como o Bombardeiro B-2). Essa bomba é considerada "burra" porque simplesmente cai no solo sem direcionar-se de modo ativo. E nem é preciso dizer que é uma façanha atingir um alvo com precisão se estiver usando este tipo de arma. Um bombardeiro pode ter que liberar dúzias ou até centenas dessas bombas para eliminar um alvo de maneira eficaz.

Foto cedida por Departamento de Defesa Americano Um F-15 Strike Eagle libera bombas inteligentes GBU-12 guiadas por laser

"Bombas inteligentes", por outro lado, controlam sua queda com precisão para atingir o alvo designado. Neste artigo, vamos descobrir como os principais tipos de bombas inteligentes conseguem isso.
Princípios básicos das bombas inteligentes
Uma bomba inteligente é essencialmente uma bomba comum com algumas modificações. Além do detonador comum e do material explosivo, ela tem:

• um sistema com sensor eletrônico;
• um sistema de controle integrado (um computador de bordo);
• um conjunto de aletas de vôo ajustáveis;
• uma bateria.

Quando um avião solta uma bomba inteligente, ela se torna um planador especialmente pesado. Não possui nenhum tipo de sistema de propulsão próprio, como o de um míssil, mas possui uma velocidade de movimento (pelo fato de ser liberada por um avião em movimento) e aletas de vôo que geram força de sustentação e estabilizam o seu caminho de vôo.

Foto cedida por Departamento de Defesa Americano Bomba Teleguiada Aprimorada Unidade-27, uma bomba inteligente

O sistema de controle e as aletas ajustáveis dão à bomba uma maneira de se direcionar enquanto plana no ar. Enquanto ela está "em vôo", os sistemas de sensor e controle rastreiam o alvo desejado no solo. O sensor alimenta o sistema de controle quanto à posição relativa do alvo e o sistema de controle processa essas informações e calcula como a bomba deve virar para que se direcione ao alvo.
Para efetivamente virar a bomba, o sistema de controle envia uma mensagem aos ativadores que ajustam as aletas de vôo. Essas aletas funcionam da mesma maneira que os diferentes flapes de um avião. Inclinando as aletas em uma direção específica, o sistema de controle aumenta a resistência atuando naquele lado da bomba. Como resultado, a bomba vira naquela direção. Consulte Como funcionam os aviões para mais informações.
Este processo de ajuste continua até que a bomba inteligente atinja seu alvo e o mecanismo detonador acione o explosivo. As bombas inteligentes costumam ter detonadores de proximidade, que disparam o explosivo um pouco antes da bomba atingir o alvo ou detonadores de impacto, que disparam o explosivo quando a bomba atinge algo.
A principal diferença entre os diferentes tipos de bombas inteligentes está em como o sensor efetivamente "enxerga" o alvo em primeiro lugar.

As bombas inteligentes de ontem
Até há bem pouco tempo atrás, a maior parte das bombas inteligentes eram guiadas por infravermelho e TV ou por laser. Ambas usam sensores visuais para localizar os alvos em terra.
Uma bomba guiada por infravermelho e TV possui uma câmera de televisão convencional ou uma câmera infravermelha para visão noturna acoplada na sua parte frontal. No modo de operação remoto, o controlador transmite informações através de sinais de rádio para um operador humano, que normalmente está a bordo do avião bombardeiro. O operador remoto transmite comandos para o sistema de controle para direcionar a bomba no ar, como se ela fosse um avião de controle remoto. Neste modo, o operador pode lançar a bomba sem um alvo e visão específicos, e então escolher o alvo a partir do vídeo enquanto a bomba vai se aproximando do solo.

Foto cedida pela Força Aérea Americana A GBU-15, uma bomba inteligente com infravermelho e TV

Já no modo automático, o piloto localiza um alvo pela câmera de vídeo da bomba antes do lançamento e envia um sinal dizendo à bomba que se prenda àquele alvo. O sistema de controle da bomba a direciona para que a imagem do alvo indicado sempre fique próxima ao centro da tela de vídeo. Assim, a bomba mira automaticamente no alvo selecionado.
As bombas inteligentes guiadas por laser têm um funcionamento um pouco diferente. Em vez de um sensor com câmera de vídeo, a bomba tem um rastreador de laser - uma estrutura de fotodiodos. Como você já deve imaginar, os fotodiodos são sensíveis a uma freqüência específica de laser. Para que a bomba veja o alvo, um operador humano separado, localizado no solo ou no ar, tem que "pintar" o alvo desejado com um feixe de laser de alta intensidade. O feixe se reflete no alvo e o rastreador de laser o encontra.

Foto cedida por Departamento de Defesa Americano A bomba inteligente GBU-10, guiada por laser

O iluminador laser tem a sua própria freqüência de pulso exclusiva. Antes de soltar a bomba, o computador do bombardeiro informa ao sistema de controle do míssil a freqüência de pulso específica, através de uma conexão eletrônica com a bomba. Assim que a bomba é liberada, o sistema de controle somente irá se interessar em energia laser com essa freqüência de pulso. O objetivo básico do sistema de controle é direcionar a bomba para que o raio laser refletido esteja acertando a área próxima ao centro da estrutura de fotodiodo. Isso faz com que a bomba mantenha-se direcionada diretamente no alvo.

Foto cedida por Departamento de Defesa Americano GLTD II - Iluminador Laser de Alvos no Solo, utilizado para direcionar armas inteligentes guiadas por laser

Esses sistemas podem ser altamente eficazes, mas eles têm uma desvantagem principal: o sensor da bomba obrigatoriamente tem que manter contato visual com o alvo. Se nuvens ou obstáculos estiverem no meio do caminho, a bomba provavelmente vai perder o seu curso.
O JDAM
A tecnologia do momento em bombas inteligentes é a JDAM (em inglês) da Boeing, que significa munição de ataque direto conjunto. A idéia básica por trás do programa da JDAM é equipar bombas "burras" já existentes com sofisticadas seções de orientação na parte traseira. A Força Aérea Americana (em inglês) atualmente utiliza a tecnologia JDAM com ogivas BLU-109 (em inglês) ou MK-84 (em inglês) de 907 kg, ou com as ogivas BLU-110 (em inglês) ou MK-83 (em inglês) de 454 kg.

Foto cedida por Força Aérea Americana Um F-16 libera uma bomba GBU-31 de 907 kg equipada com JDAM

O "kit de cauda" JDAM inclui aletas de cauda ajustáveis, um computador de controle, um sistema de navegação por inércia e um receptor GPS. Tanto o receptor GPS como o sistema de navegação por inércia permitem que a bomba se localize no espaço. O receptor GPS calcula sua posição ao interpretar os sinais de satélite GPS (consulte Como funcionam os receptores GPS), enquanto o sistema de navegação por inércia monitora os movimentos da bomba, rastreando seu caminho a partir da posição de lançamento.
Antes de liberar a bomba, a aeronave utiliza seu próprio receptor GPS para localizar alvos específicos no solo. Um pouco antes de liberar a bomba, o computador da aeronave fornece a posição atual ao computador da bomba e as coordenadas GPS do alvo.

Ilustração cedida pela Força Aérea Americana O design básico da bomba JDAM

No ar, o receptor GPS do JDAM processa sinais de satélites GPS para se manter atualizado sobre sua posição. Assim como com outras bombas inteligentes, o sistema de controle ajusta as aletas de vôo para "manobrar" a bomba na direção certa. De acordo com a Força Aérea Americana, o sistema tem precisão de um raio de 13 metros. Quando tudo acontece da maneira certa, a bomba costuma acertar o alvo com pouca margem de erro.
Este sistema trabalha bem até em temperaturas ruins, já que o JDAM obtém todas as informações dos sinais de satélites, que não correm o risco de serem bloqueados por nuvens ou obstáculos. A bomba não precisa enxergar nada para achar o alvo. E a um custo de cerca de U$ 20 mil por kit de cauda, que pode ser adicionado a uma ogiva já existente, é muito mais econômico do que bombas guiadas por laser de mais de U$ 120 mil.

Foto cedida por Departamento de Defesa Americano Um compartimento de bombas de um B-1B Lancer, carregado com bombas BLU-109 de 907 kg e equipadas com JDAM, antes de uma missão durante a Operação Liberdade Duradoura

A JDAM teve um papel muito importante na invasão americana do Afeganistão em 2001, e certamente vai ter um papel significativo em qualquer campanha americana com bombardeios que venham a ocorrer no futuro próximo. Embora as bombas inteligentes mais recentes não sejam 100% precisas, apresentam melhorias significativas em relação a suas precursoras e estão ocupando cada vez mais espaço no arsenal americano.

Fonte:uol