El misil de medio alcance AIM-7 Sparrow fue desarrollado por la marina norteamericana (US Navy) durante los años 50. Con un alcance efectivo aproximado de unos 22 kilómetros (unas 12 millas náuticas), era un misil guiado por radar semiactivo que buscaba su blanco por la reflexión que éste producía al ser "iluminado" por el radar de la aeronave que lanzaba el misil. Era un misil eficaz incluso más allá del alcance visual. En los F-4 Phantom desprovistos de cañón y en cazas posteriores podían montarse hasta cuatro de estos misiles en barquillas diseñadas especialmente para ellos, siendo usados en combate real. Junto con el misil de corto alcance AIM-9 Sidewinder (guiado por infrarrojos), reemplazaron a la serie AIM-4 Falcon guiados por infrarrojos y radar también en la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF). La mayor desventaja de este sistema es que sólo podía apuntarse a un blanco al mismo tiempo, y que la aeronave atacante debía mantener su dirección apuntando al blanco, lo que podía llegar a ser peligroso en combate.
Posteriormente la US Navy desarrolló el AIM-54 Phoenix para la defensa aérea de sus flotas navales. Era éste un impresionante misil de 1000 libras de peso (unos 543 kilogramos) capaz de alcanzar una velocidad de mach 5, y diseñado expresamente para derribar misiles de crucero y sus bombarderos lanzadores. Ocho de sus primeros prototipos fueron propuestos para su transporte bajo las alas del F6D Missileer y del F-111B. Cuando los ingenieros de Grumman diseñaron su nuevo caza, dejaron suficiente capacidad de peso y volumen para albergar al Phoenix en el F-14 Tomcat. Éste fue el primer misil de "disparar y olvidar", ya que usaba su propio radar activo para guiarse hasta el blanco sin la ayuda de la aeronave lanzadora. Esto daba a un Tomcat armado con seis misiles Phoenix la capacidad teórica sin precedentes de seguir y disparar a seis blancos al mismo tiempo desde una distancia de casi cien millas (unos 185 kilómetros).
Sin embargo, el Phoenix sólo podía ser cargado bajo el vientre del enorme F-14 de más de 27 toneladas de peso. Una carga de más de 2.700 kilogramos era demasiado pesada para un caza típico de la guerra de Vietnam. En el aterrizaje, un caza sólo podía llevar de vuelta dos o como máximo cuatro misiles por razones de peso. Se dice que Grumman añadió un botón llamado "ACM" que dispararía los seis misiles a a vez. Aunque frecuentemente laureado por la prensa, el Phoenix no podía usarse a distancias cortas y fue raramente utilizado en combate antes de su retirada en 2005.
Sobre los años 90, las capacidades del misil Sparrow habían sido mejoradas sobre las que tenía en los tristes días de Vietnam, y consiguió un gran número de blancos aéreos destruidos en la primera guerra del Golfo. El Sparrow demostró sus habilidades frente a interceptores como el MIG-25 Foxbat, capaz de alcanzar velocidades de Mach 3. Sin embargo, mientras la USAF relegaba al Phoenix y al AIM-47/YF-12, similar a éste, seguían deseando la capacidad de la Navy de disparar y olvidar. Pidieron un misil que pudiera ser cargado en cazas pequeños como el F-16, y ubicado en los mismos espacios diseñados para ser utilizados por el Sparrow desde los tiempos del F-4 Phantom. Este nuevo misil debía también caber en las bodegas del F-22 Raptor, que precisaba tener sus misiles ocultos por razones de rendimiento aerodinámico y de ocultación ante los radares enemigos. La marina estadounidense también quería utilizar esta arma en el F/A-18E/F Super Hornet, que ya destacaba como el único reemplazo disponible para los carísimos de mantener Tomcats.
El AMRAAM fue desarrollado como resultado de un acuerdo (ya vencido) entre los Estados Unidos y cierto número de países de la OTAN para desarrollar misiles aire-aire y compartir su tecnología de producción. Bajo este acuerdo, los Estados Unidos se encargarían del desarrollo de la siguiente generación de misiles de alcance medio (AMRAAM) mientras Europa se encargaría del desarrollo de la siguiente generación de misiles de corto alcance (ASRAAM). La ruptura de este acuerdo llevó a los países europeos de la OTAN a desarrollar el MBDA Meteor, un competidor del AMRAAM, mientras los Estados Unidos dedicaron sus esfuerzos a la mejora del AIM-9 Sidewinder. Tras varios retrasos en el desarrollo, el despliegue del AIM-120 AMRAAM comenzó en septiembre de 1991.
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