Vista de Halcón, el radar AN/APG-66 del F-16A Bloque 15 de la FAV al desnudo
Este articulo está dedicado a todos los hombres y mujeres del Escuadrón de Mantenimiento Nº 167, quienes durante más de 23 años han asumido con firmeza y profesionalismo, el reto tecnológico impuesto aún en los momentos de mayor dificultad.
El radar Westinghouse Electric Corporation, hoy Northrop Grumman, AN/APG-66 es el equipo de aviónica más importante del cazabombardero F-16A Bloque 15, usado por la Fuerza Aérea Venezolana, sus verdaderos ojos en el cielo para la detección, seguimiento y ataque de toda clase de objetivos en aire, tierra o mar. Por ser el primer radar de pulsos Doppler coherente con capacidad Look Down/Shoot Down (Ver y derribar) usado por la FAV y quizás el elemento más importante de uno de los pilares de la institución por más de 20 años, vale la pena conocer algo más de tan singular equipo.
Este artículo busca mostrar al lector, más que la compleja ingeniería de microondas y radio tecnología asociada con el equipo, la parte humana del mismo, como funciona e interactúa con el piloto y sus posibilidades reales.
Interacción con el piloto
El piloto del F-16A de la FAV observa y analiza la información ofrecida por el radar a través de varios elementos de la cabina, estos son:
Presentador Frontal de Datos HUD
El presentador frontal de datos fue desarrollado por la compañía británica Marconi Avionics. Este instrumento instalado en el parabrisas del avión justo a nivel de la visión del piloto, está conformado por el Pilot Display Unit (Unidad de Presentación al Piloto) o PDU, el Fire Control & Navigation Panel Keypad (Teclado de Panel de Navegación y Control de Fuego), la computadora generadora de simbología HUDEU (Head Up Display Electronics Unit o Unidad Electrónica del Presentador Frontal), así como múltiples conexiones con el resto de la aviónica del avión.
PDU
El PDU o Unidad de Presentación al Piloto es la interfase visual con la cual el aviador observa y analiza todas las facetas de vuelo. Es un presentador formado por una pieza de plexiglás trasparente fijada a la parte superior del panel de instrumentos a la altura de la línea de visión para su fácil observación que tiene la propiedad de estar enfocado al infinito lo que permite a su usuario observar información inyectada en este y la imagen de fondo en un mismo plano focal sin la necesidad de enfocar la visión de nuevo entre ambos. El PDU es un HUD de tipo óptica colimada y tiene un campo de visión total de 15.5º en azimut y 9º en elevación. En el se inyecta toda la simbología de vuelo del avión, así como las referencias para su uso en combate, en dependencia del modo de radar usado. | 
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Fire Control & Navigation Panel Keypad
El Fire Control & Navigation Panel Keypad o teclado del panel de navegación y control de fuego, es el medio de interacción con el cual el piloto controla el funcionamiento del PDU; activación, brillo, filtro anti reflejos, así como alguna información de combate del disparo del cañón Vulcan, relacionado con la selección manual de la envergadura alar del blanco, para controlar el sistema Funnel de disparo con cañón. Sobre este panel suele haber una pegatina con información de la envergadura de diferentes aviones de combate para ayudar a la selección del piloto
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HUDEU
El HUDEU o Unidad Electrónica del Presentador Frontal, es una computadora que conectada los sistemas de aviónica del avión, interpreta la información de vuelo y sistemas de armas y genera la simbología observada por el piloto en el plexiglás del PDU.
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| A la izquierda presentación de un blanco aéreo en el REO-UI a la derecha el mismo blanco en el PDU del HUD. Datos a notar: Rumbo del Blanco: 250º
Velocidad blanco: 270 KCAS
Angulo de Aspecto: 010R
Tasa de aproximación: 100 KCAS
Distancia: 5.1 Km
Altitud: 15.000 pies
Velocidad propia: 370 nudos
Altitud: 14.800 pies
Modo ACM empleo en LCOS (cañón)
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Unidad Indicadora Electro-óptica y de Radar REO-UI
La unidad indicadora electro-óptica y de radar o REO-UI es el principal medio presentador de información del piloto del radar AN/APG-66, desde el cual observa y analiza la mayoría de la información tácticamente relevante del mismo. El REO-UI está ubicado en la parte inferior central de la cabina entre las piernas del piloto y es simplemente un presentador desarrollado alrededor de tecnología de tubos de rayos catódicos (CRT).
Panel de Control de Estaciones SCP
Ubicado en la parte izquierda del panel frontal de instrumentos justo a la izquierda de la línea de visión del piloto con la cabeza gacha. El panel de control de estaciones, o SCP permite la administración y control de múltiples posibilidades del sistema de control de fuego y de vuelo del F-16A, que para el caso que nos compete evaluar incluye la selección y control del armamento a usar en interacción con los modos de radar elegidos por el piloto, así como opciones de disparo. Este presentador es del tipo ILD o presentador de luces incandescentes, que en esencia poseen un funcionamiento similar a los bombillos LED.
FUNCIONAMIENTO Y CONTROL
Antes de estudiar el radar en si, es interesante entender en términos sencillos, como funcionan estos equipos. Para ello revisaremos primero algunos conceptos.
Funcionamiento básico de un radar en su interacción con el piloto
Generalmente al leer literatura de aviación solemos leer información tal como El radar “a” tiene un alcance de detección “b” con un campo de visión de “c” grados en azimut y “d“ grados en elevación, con patrones de búsqueda de “e” grados y “f” barras de elevación, presentando la información al piloto en “f” formato”.
¿Qué significado tiene esto?...muchos, y son de importancia a la hora de entender como trabaja genéricamente el radar, y vitales a la hora de operarlo en búsqueda de larga distancia.
Forma de manipular las opciones en el principal modo aire/aire
Es importante estudiar en términos básicos estos conceptos, En el caso del radar AN/APG-66 del F-16A, nos encontramos con un equipo que explora el espacio aéreo en un patrón angular que abarca un eje horizontal, denominado azimut, y un eje vertical, denominado elevación, en forma de cono con unas dimensiones angulares máximas de ± 60º en ambos ejes. Ahora, ese cono de búsqueda no se explora completo al mismo tiempo sino en segmentos denominados patrones de exploración, que son seleccionados por el piloto en virtud de diferentes situaciones tácticas.
En el F-16A se pueden seleccionar tres patrones de exploración angular en azimut, ± 10º, ± 30º y ± 60º, con diferentes ventajas y desventajas en cada uno de ellos, de acuerdo a la velocidad a la cual la antena puede moverse y abarcar dicha superficie angular (los patrones más amplios toman mas tiempo para que la antena los cumpla) y la cantidad de datos que frecuentemente el piloto recibe (los patrones mas amplios tardan mas en actualizar datos). Estos patrones de búsqueda exploran el espacio aéreo en el eje vertical (elevación) en barras. Una barra es tan sólo un barrido de exploración del radar en el mismo eje de izquierda a derecha o viceversa, que tiene una dimensión angular igual a un ancho de haz vertical, en el F-16A esto es 2.2º. En el F-16A el piloto puede seleccionar hasta tres posibilidades en este sentido con exploraciones de 1, 2 o 4 barras.
Armados con estos conocimientos podemos ver que si el piloto desea obtener conciencia situacional de un área de grandes dimensiones, tanto en azimut como en elevación, podría seleccionar una exploración de ± 60º y 4 barras, la cual para completarse, tal como se observa en el gráfico, tomará cierto tiempo. Si el piloto ha recibido indicaciones de la dirección y altitud del blanco, puede seleccionar un patrón de exploración menor, por ejemplo ± 30º y 2 barras, y orientar verticalmente la antena con un botón situado en el mando de gases, hacia la inclinación angular deseada. La búsqueda tomará poco tiempo y la actualización de los datos será veloz.
Como podemos ver el radar es bastante flexible en este sentido y ofrece toda una gama de posibilidades al piloto, el cual puede seleccionar la escala de presentación de información en distancia de los objetivos detectados por el radar mediante cuatro escalas de 10, 20, 40 y 80 millas náuticas a seleccionar desde el panel de control del radar.
Ya empapados de cómo el piloto hace uso básicamente del radar para buscar blancos, debemos entender como el radar presenta dicha información al piloto.
B-Scope vs el mundo real
En el AN/APG-66 como en muchos radares, el piloto observa y analiza la situación en un formato denominado B-Scope en el cual se ofrece la información de posición azimut en el eje horizontal del presentador y el rango en el eje vertical. ¿Qué es un formato B-Scope y como se usa? La forma mas adecuada de resolver esta pregunta es mostrando que no es y que no ofrece el formato B-Scope.
B-Scope no ofrece una vista de dios, ni permite mostrar blancos a todas las altitudes. Está limitado en su capacidad de ofrecer información de acuerdo a las indicaciones del patrón de exploración que ya estudiamos como son azimut, barras de elevación, dirección angular de la antena y escala de rango.
Si observamos el gráfico nos podemos dar cuenta de que el contacto, con forma de cuadrado, 30º a la izquierda de la nariz de nuestro avión, se encuentra en la esquina inferior izquierda de la presentación B-Scope. En dicha presentación, la zona ubicada al fondo y en el centro NO representa la nariz del avión. La nariz del avión es toda la base de la presentación, y cualquier contacto que se encuentre en dicha dirección está en curso de colisión con nuestra aeronave. Puede parecer confuso al inicio y ciertamente lo es. Se necesita mucha práctica en la operación del B-Scope en el modo Air para ser competente y aprovechar todos sus beneficios, así como para paliar sus limitaciones.
El piloto a los mandos
El F-16A Bloque 15 fue desde un principio ideado para ser confortablemente tripulado por solo un piloto. Como tal se buscó una solución adecuada para el control de todos los equipos, que garantizan el correcto empleo en combate de la aeronave, el radar por supuesto uno de ellos. Siendo uno de los primeros aviones en integrar la filosofía denominada HOTAS; siglas de Hand On Throttle and Stick que se significa Manos en la Palanca de Gases y en la Palanca de Control; la aeronave y sus principales sistemas en este caso el radar, son fácilmente controlables en la mayoría de sus modos, sin tener que apartar las manos de los mandos de vuelo y la mirada del HUD o del REO-UI. Para ello se hace uso de dos medios, el Panel de Control de Radar ubicado en la consola de controles izquierda inferior de la cabina, y de los mandos de vuelo TQS y FLCS, mando de gases y palanca de control de vuelo respectivamente.
Panel de Control del Radar
Es el medio de control mas importante que posee el piloto para administrar las funciones del radar. Incluye controles para las siguientes acciones:
| Selector de 3 posiciones AZ SCAN ± 10º – ± 30º – ± 60 Desde este interruptor se controlan los patrones de exploración en azimut antes estudiados para los modos de combate aéreo AIR y para combate aire/tierra Real Beam Map y Sea Surface Search 1 y 2
| Selector de 4 posiciones CHAN 1 – 2 – 3– 4 Permite al piloto seleccionar una de hasta cuatro frecuencias operativas del radar (de un total de 16) para evitar interferencias en operaciones con múltiples aviones del mismo tipo.
| Selector de 3 posiciones EL BAR 1 – 2 – 4 Permite seleccionar cuantas barras de exploración en elevación se usaran en un determinado momento.
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| Selector de 4 posiciones RANGE 10/2 – 20/5 – 40/10 – 80/20 Permite seleccionar hasta cuatro escalas de rango para los modos AIR y los modos aire/tierra. Están calibradas en millas náuticas. Selector de 4 posiciones TGT HIST 1 – 2 – 3– 4 Permite seleccionar la cantidad de sombras que deja un contacto en el modo de búsqueda aire/aire AIR. En dicho modo, el radar a medida que explora y actualiza la situación deja sombras para permitir reconstruir mentalmente, la trayectoria del blanco. Nunca un blanco estará en la misma posición después de un barrido del radar debido al movimiento de ambos. Esta opción permite seleccionar cuantas sombras de un mismo blanco se muestran en el REO-UI a medida de que el contacto se actualiza. | Selector de 8 posiciones MODE OFF– STBY – AUTO – AIR – GM – BCN – SEA1 – SEA2 Permite seleccionar el estado del radar (apagado, en espera, prueba de evaluación de averías) y los diferentes modos maestros de operación. Se mencionarán con detalle luego.
| Selector de 3 posiciones PRF MED – NORM – LOW Selecciona la frecuencia de repetición de pulsos que el radar usará en el modo AIR. La frecuencia de repetición de pulsos (PRF) media (MED) es excelente para detección y seguimiento todo aspecto de blancos contra el fondo del suelo; modo Look Down; así como contra el suelo; situaciones Look Up. En la posición NORM la computadora de radar tomará la decisión de que PRF conviene de acuerdo a la situación. En la posición LOW el radar opera con una frecuencia de repetición de pulsos baja en un modo sin filtros Doppler.
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Mandos de vuelo
Diseñado alrededor de la filosofía HOTAS, el F-16A permite el control de los más importantes modos y parámetros de combate desde sus mandos de vuelo.
En el mando de gases
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DOGFIGHT: Accede al modo de combate cercano ACM
CURSOR/ENABLE: Permite desplazar la caja designadora de blancos TDB en los ejes X y Y así como seleccionar la posición de adquisición del modo Slewable ACM | 
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DESIGNATE/RETURN TO SEARCH: En la posición DESIGNATE Inicia el seguimiento aéreo o de blancos terrestres en conjunto con el botón descrito anteriormente, o selecciona el modo aire/aire de combate cercano Boresight ACM. En la posición RETURN TO SEARCH, posee funciones de acuerdo al modo maestro de operación, en modo AIR desactiva el enganche; cuando operan los submodos Uplook o Downlook; o alterna los submodos ACM 20x20 y ACM 10x40 cuando el piloto ha activado el modo ACM con el botón DOGFIGHT. En el GM aire/tierra permite usar las opciones Expand, DBS y RBGM.
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Una excelente visión
El AN/APG-66 posee una serie de modos de radar que facilitan una gama de operaciones de combate aire/aire y aire/tierra, para el efectivo empleo del medio dentro de cualquier misión asignada.
Para el combate aire/aire un radar necesita varias propiedades, ofrecer detección de blancos todo aspecto, como cuando el blanco se retira o se aproxima en colisión a nuestro avión, a todas las altitudes; contra el clutter del terreno o contra los ecos falsos que generan formaciones nubosas y otra climatología; y a la mayor gama de velocidades, a corta y larga distancia. Lo que permite evaluar al piloto el orden de batalla de la formación aérea enemiga, así como los principales detalles relevantes de su actitud de vuelo, de día o noche bajo las más fuertes contra medidas electrónicas.
Para lograr estas prestaciones, el AN/APG-66 hace uso de múltiples modos de radar adecuados a cada escenario y necesidad, activados por el piloto o por la computadora de datos de radar, en vista de la situación táctica correspondiente.
AIR
AIR (aire) es el modo maestro para operaciones aire/aire del radar y de él se desprenden los diferentes modos para detección y seguimiento a larga distancia o combate aéreo cercano en dependencia de la situación. El modo AIR es seleccionado desde el panel de control del radar ubicado en el panel de instrumentos izquierdo de la cabina.
Búsqueda y seguimiento de Larga Distancia
La alta potencia pico y el uso de avanzado procesamiento de señales digitales, ofrece buenas capacidades de evaluación de incursión, dentro de las limitaciones propias de sus modos de diseño, lo que permite al piloto analizar correctamente la situación aérea. De acuerdo a dicha situación, la computadora de datos de radar activará automáticamente uno de dos submodos, a menos de que el piloto intervenga manualmente. Si el radar explora contra el terreno en un escenario Look Down (mirando hacia abajo), donde la confusión causada por el terreno, denominada clutter, oculta el blanco, el submodo Downlook es activado. Si el radar explora con la dirección del haz por encima del horizonte, el submodo Uplook es activado.
Downlook
Es el modo para operaciones aire/aire mas importante del avión, hace uso de una búsqueda con filtración Doppler de la señal, para poder detectar blancos contra la confusión del terreno y de una forma de onda con una frecuencia de repetición de pulsos mediana (MPRF) para permitir una detección y seguimiento en todo aspecto de los blancos aéreos, ofreciendo una presentación sintetizada limpia y clara para el piloto. Los principales rasgos característicos de este submodo de operación, son la baja tasa de falsas alarmas, o sea de blancos que aparecen en el presentador sin existir realmente, de menos de 2 por hora, buena precisión angular, resolución de rango y alcances de detección contra objetivos tipo caza a distancias de mas de 30 millas náuticas.
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Uplook
El modo Uplook es activado por selección manual o automáticamente,. En este modo, el radar no hace uso de la filtración Doppler de la señal dado que se está trabajando en un modo bastante libre de clutter, esto junto al uso de una frecuencia de repetición de pulsos baja (LPRF) otorga un alcance incrementado en un 33% sobre el modo anteriormente descrito. El radar se vuelve inmune frente a las maniobras como el beam, que buscan anular el desfase Doppler volando perpendicular al avión para romper el enganche, pero es inútil en escenarios donde el radar explore por debajo del horizonte.
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Combate Cercano
Para combate aéreo cercano, el radar ofrece cuatro modos adicionales:
ACM 20x20
El ACM 20x20 es el modo de combate aéreo cercano principal y es activado con el botón DOGFIGHT del mando de gases. Es un modo que adquiere cualquier blanco que aparezca en el campo de visión del HUD, de ahí la designación 20x20, automáticamente a una distancia de 10 millas náuticas. |
ACM 10x40
Si el piloto se encuentra en un combate de elevadas G, en el cual el blanco maniobra adelante en el giro, el modo ACM 10x40 es una elección perfecta. Se accede a este modo manteniendo presionado el botón RETURN TO SEARCH en la palanca de mando
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Boresight ACM
Este modo hace uso de un haz de radar lápiz, un haz muy estrecho, el cual es útil para designar un blanco en específico dentro de un grupo de blancos cercanos. Para acceder a este modo, el piloto mantiene presionado el botón DESIGNATE en la palanca de control, moviendo la aeronave a través de la formación enemiga y soltando el botón DESIGNATE cuando el círculo de adquisición esté sobre el blanco. Esto activará inmediatamente el seguimiento del radar sobre dicho objetivo. |
Slewable ACM
Se accede a este modo de combate cercano manteniendo presionado el botón CURSOR del mando de gases en cualquiera de los modos de combate cercano usados. Por ejemplo el piloto puede encontrarse en ACM 20x20. Este es un modo bastante útil cuando se realiza una conversión a popa, que es una táctica en la cual el piloto busca quedar justo en la popa del avión enemigo realizando un cambio de rumbo importante, o en una maniobra vertical. Un ejemplo de esto sería dos aeronaves aproximándose cara a cara con una velocidad de aproximación de 1600 nudos, ambas en vuelo supersónico, si ambos aviones inician una trepada sostenida de 8 G mientras se cruzan pueden generar una tasa de giro en exceso de 10 grados por segundo. Si el campo de visión de sus HUD es el mismo, el modo Slewable ACM otorga al piloto una oportunidad de enganche 40º por encima del campo de visión del agresor, otorgándole hasta 4 segundos críticos de ventaja. |
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GM
Ground Mode, es el modo maestro de operaciones aire/tierra del radar AN/APG-66. A dicho modo se accede mediante los mandos de vuelo a otros submodos apoyando tareas de navegación y ataque a todo tiempo. La integración del radar y la computadora de control de fuego XFCC; Expanded Fire Control Computer o Computadora de Control de Fuego Expandida; ha permitido excelentes resultados en bombardeo a ciegas con los diferentes modos de radar, constantemente demostrados durante los más de 20 años de operación del avión con el Grupo 16 de la FAV y decenas de otras unidades alrededor del mundo.
El piloto tiene disponible un total de cuatro modos aire/tierra a partir de GM
Modos de Bombardeo de Precisión
Seleccionados desde el SCP y trabajando en estrecha relación con el radar y los modos anteriormente descritos, el F-16A dispone de tres modos de bombardeo con asistencia del radar y son:
