Παρουσίαση: Πύραυλος ΑΙΜ-7 SPARROW, ένα Σπουργίτι που εξελίχθηκε σε κυνηγό γερακιών κι όχι μόνο

SPARROW: TO ΣΠΟΥΡΓΙΤΙ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ ΤΩΝ ΑΕΤΩΝ
Το όνομα Sparrow (Σπουργίτι) είναι εντελώς παραπλανητικό για την τεχνολογία και τις επιδόσεις του σημαντικότερου Βλήματος Αέρος-Αέρος (AAM) μέσης ακτίνας της Δύσης: αυτό αποδεικνύουν η διάρκεια παραμονής του σε επιχειρησιακή χρήση, η μοναδική έκταση και ποικιλία των εφαρμογών του και ο αριθμός των παραγώγων του.
Του Πάνου Ευαγγέλου
Αμέσως μετά το τέλος του B’ Παγκοσμίου Πολέμου, το Γραφείο Αεροναυτικής (BuAer) του Ναυτικού των ΗΠΑ (USN), ανέθεσε 16 μελέτες για την ανάπτυξη τεχνολογιών κατευθυνομένων βλημάτων διαφόρων τύπων, τα οποία αποκαλούσε “αεροσκάφη χωρίς πιλότο” (Pilotless Aircraft: P/A). Οι μελέτες P/A XI και P/A XV αφορούσαν AAM μεγάλης και μέσης ακτίνας, 35 και 17 Ναυτικών Μιλίων αντίστοιχα.

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ: Sea Sparrow, ποιος είναι ο αντιαεροπορικός πύραυλος που έπληξε τον θαλάσσιο στόχο;

H μελέτη P/A XVI κάλυπτε το πρόγραμμα μετατροπής της ρουκέτας αέρος-εδάφους υψηλής ταχύτητας HVAR διαμέτρου 5 in (127mm) σε κατευθυνόμενο AAM περιορισμένης ακτίνας. Το πρόγραμμα ονομάσθηκε Hot Shot, υποδεικνύοντας τις θεωρητικές ομοιότητες με το Βρετανικό πρόγραμμα Long Shot.
H συρρίκνωση των μεταπολεμικών αμυντικών δαπανών των ΗΠΑ οδήγησε στην ακύρωση τεχνολογικά φιλόδοξων προγραμμάτων υψηλού κόστους όπως του βλήματος Martin XAAM-N-4 Oriole, ενεργού καθοδήγησης ραντάρ. Αντίθετα, προγράμματα που υπόσχονταν άμεσα αποτελέσματα όπως το P/A XVI διασώθηκαν και ευνοήθηκαν.

Οι αρχικές απαιτήσεις για το τελευταίο ήταν εξαιρετικά περιορισμένες. Το Μάϊο του 1946 το BuAer ζήτησε από την εταιρία Sperry Gyroscope την υποβολή πρότασης για AAM μέγιστης ακτίνας 1.900 μέτρων τουλάχιστον, ελάχιστης ακτίνας μικρότερης των 305 μέτρων και ταχύτητας επαρκούς για την αναχαίτιση απομακρυνόμενου στόχου ταχύτητας ενός Μαχ.
Το BuAer επέλεξε την τεχνική καθοδήγησης ακολουθίας δέσμης (beam-riding) ραντάρ που αναπτυσσόταν για το Βλήμα Επιφανείας-Αέρος (SAM) XSAM-N-2 Lark. H ανάθεση του προγράμματος στην εταιρία ηλεκτρονικών Sperry και όχι σε κατασκευαστή αεροσκαφών, ήταν πρωτοφανής, αλλά αποτελούσε αναγνώριση της πρωταρχικής σημασίας του συστήματος καθοδήγησης στην ανάπτυξη ενός αποτελεσματικού βλήματος.

Το Μάρτιο του 1947 η Sperry ανέφερε πως η διάμετρος των 5 in της ατράκτου δεν επέτρεπε την εγκατάσταση του εξοπλισμού καθοδήγησης και ελέγχου, ούτε την πλήρη αξιοποίηση της δυνητικής εμβέλειας του συστήματος.Έτσι η Douglas ανέλαβε την ανάπτυξη του νέου βλήματος διαμέτρου 8in (203mm) με 4 ολοκίνητες πτέρυγες ελέγχου σταυρωτά τοποθετημένες στο μέσον της ατράκτου και 4 σταθερά ουραία πτερύγια σε σειρά.
H διάταξη αυτή μεταβλήθηκε ελάχιστα στην εξέλιξη του βλήματος, ενώ η άτρακτος κατασκευάζεται από ελαφρά κράματα. Το συμβόλαιο ανάπτυξης ανατέθηκε στη Sperry το Μάϊο του 1947 και τον Ιούλιο το πρόγραμμα ονομάστηκε επίσημα XAAM-N-2 Sparrow I. Το βλήμα διέθετε πολεμική εκρηκτική κεφαλή θραυσμάτων βάρους 23,6 κιλών με πυροσωλήνα προσέγγισης, ενώ ο πυραυλοκινητήρας στερεών καυσίμων της Aerojet παρείχε μέγιστη ταχύτητα 2,4 -3 Μάχ και ακτίνα αναχαίτισης 5,4 NM (10 χλμ.).

Ιρακινά F-16 επιδεικνύουν το 2020 πυραύλους αέρος-αέρος μέσης ακτίνας … ΑΙΜ-7Μ Sparrow! Οι λόγοι που οι Αιγύπτιοι αγόρασαν Rafale και MiG-29 σε μια εικόνα

H πρώτη μη κατευθυνόμενη πτήση πραγματοποιήθηκε τον Αύγουστο του 1948 στο Κέντρο Εναερίων Δοκιμών Βλημάτων Ναυτικού του Point Mugu και η πρώτη κατάρριψη τηλεχειριζόμενου στόχου F6F Hellcat στις 3 Δεκεμβρίου 1952. Το βλήμα εκτοξεύθηκε από αεροσκάφος Douglas F3D Skyknight. Το AAM-N-2 Sparrow I τέθηκε σε επιχειρησιακή χρήση τον Ιούλιο του 1956 εξοπλίζοντας μαχητικά Vought F7U-3M Cutlass και McDonnell F3H-2M Demon στα Αεροπλανοφόρα του Αμερικανικού Ναυτικού.
Κάθε αεροσκάφος μετέφερε τυπικά 4 βλήματα στις πτέρυγες. Καθώς όμως οι επιδόσεις του συστήματος καθοδήγησης ακολουθίας δέσμης ραντάρ αποδεικνύονταν απαράδεκτες σε εμπλοκές περιορισμένου ύψους, το USN αποφάσισε την εγκατάλειψη της τεχνικής αυτής στα AAM αλλά και στο σύστημα Terrier SAM. Από το 1955 εξετάζονταν δύο εναλλακτικές μέθοδοι καθοδήγησης: η Douglas πέτυχε μερική χρηματοδότηση από το BuAer για την ανάπτυξη του βλήματος AAM-N-3 Sparrow II με ενεργό ερευνητή ραντάρ της Bendix.

Το βλήμα επρόκειτο να εξοπλίσει το προτεινόμενο μαχητικό αναχαίτισης F5D Skylance, επίσης της Douglas, το οποίο θα διέθετε σύστημα ελέγχου βολής Aero X-24A και ραντάρ APQ-64 της Westinghouse. Στα μέσα του 1956 το BuAer αποσύρθηκε από τα προγράμματα αυτά, αλλά η Καναδική Αεροπορία ανέλαβε να χρηματοδοτήσει την ανάπτυξη του Sparrow II για τον εξοπλισμό του μαχητικού αναχαίτισης Avro CF-105 Arrow.
H Douglas παρέμεινε κύριος ανάδοχος του προγράμματος, στο οποίο όμως συμμετείχαν πλέον οι Canadair, Honeywell Controls και Computing Devices Canada, ενώ η RCA-Victor ανέλαβε την ανάπτυξη του εξαιρετικά φιλόδοξου συστήματος ραντάρ ελέγχου βολής Astra για το CF-105. Σύμφωνα με εκτιμήσεις, η μέγιστη ακτίνα αναχαίτισης του βλήματος Sparrow II θα έφθανε τα 8,3NM (15,4 Χλμ.).

Ωστόσο οι τεράστιες τεχνολογικές δυσχέρειες του προγράμματος επιδεινώθηκαν από προβλήματα χρηματοδότησης και έλλειψης επικοινωνίας μεταξύ των συνεργαζομένων εταιριών στις ΗΠΑ και στον Καναδά: έτσι τα Sparrow II και Astra ακυρώθηκαν από την Καναδική κυβέρνηση στις 23 Σεπτεμβρίου 1958, για να ακολουθήσει τον επόμενο Φεβρουάριο η ακύρωση του CF-105.
Επιλέγοντας ενεργό ερευνητή ραντάρ για την καθοδήγηση βλήματος διαμέτρου μόλις 203mm, η Douglas μάλλον υποτίμησε τις σχετικές τεχνολογικές προκλήσεις. Συγκριτικά, η εγκατάσταση ενός αποτελεσματικού Παλμικού Doppler (PD) ραντάρ τερματικής καθοδήγησης προερχόμενου από τον ενεργό ερευνητή Westinghouse DPN-53 του Βλήματος Εδάφους-Αέρος Boeing CIM-10B Bomarc B, απαιτούσε διάμετρο 14in (356mm) στο βλήμα μεγάλης ακτίνας AAM-N-10 Eagle, την ανάπτυξη του οποίου ανέλαβε το Δεκέμβριο του 1958 η Bendix.

H τεχνολογία του Eagle αξιοποιήθηκε στην ανάπτυξη του βλήματος Hughes AIM-54A Phoenix διαμέτρου 15in (381mm), η παραγωγή του οποίου άρχισε μόλις το 1973. Αυτό ήταν το πρώτο AAM σε επιχειρησιακή χρήση με ενεργό ερευνητή ραντάρ τερματικής καθοδήγησης. H επιλογή της Douglas ήταν εντελώς παράδοξη για τις τεχνολογικές δυνατότητες του 1955, ειδικά καθώς το USN εξέταζε από το 1952 την υιοθέτηση της μεθόδου Ημι-Ενεργού Καθοδήγησης Ραντάρ (Semi-Active Radar Homing: SARH) με ακτινοβολία στόχου Συνεχούς Κύματος (Continuous Wave: CW) στα συστήματα Terrier και Tartar SAM.
Στη μέθοδο αυτή στηριζόταν η εναλλακτική πρόταση της Raytheon για την καθοδήγηση του βλήματος AAM-N-6 Sparrow III: ο στόχος δέχεται συνεχώς ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (illumination) CW από το ραντάρ του αεροσκάφους αναχαίτισης, ενώ τα βλήματα τύπου SARH χρησιμοποιούν την ακτινοβολία που αντανακλά ο στόχος για να τον εγκλωβίσουν και να κατευθυνθούν προς αυτόν, μέχρι την έκρηξη της πολεμικής κεφαλής.
Αξίζει να σημειωθεί πως στην περίπτωση του Sparrow I η αξιοπιστία και ακρίβεια καθοδήγησης μειώνεται καθώς το βλήμα προσεγγίζει το στόχο, εφόσον η ενέργεια της δέσμης ακολουθίας ραντάρ είναι αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης από την πηγή της. Αντίθετα η ακρίβεια και αξιοπιστία της καθοδήγησης τύπου SARH αυξάνεται, εφόσον στην περίπτωση αυτή η ενέργεια της ανακλώμενης ακτινοβολίας CW είναι αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης του στόχου από το βλήμα!

Σε σύγκριση με το Sparrow II, η πρόταση της Raytheon εξασφάλιζε περιορισμό του τεχνολογικού κινδύνου και του κόστους ανάπτυξης καθώς απέφευγε την εγκατάσταση του πομπού ραντάρ στο βλήμα: έτσι το BuAer αποφάσισε την αποχώρηση από τα προγράμματα Sparrow II και F5D.
Άλλωστε οι επιδόσεις του τελευταίου ήταν πολύ κατώτερες του σχεδιαζόμενου μαχητικού αναχαίτισης McDonnell XF4H-1 που εξελίχθηκε στο διάσημο F-4B Phantom II. O κύριος εξοπλισμός του τελευταίου αποτελείται από 4 βλήματα Sparrow III σε υποδοχές της ατράκτου, καθοδηγούμενα από ραντάρ ελέγχου βολής Westinghouse APQ-72.
Οι παραδόσεις του AAM-N-6 άρχισαν τον Ιανουάριο του 1958 και τον Αύγουστο τέθηκε σε επιχειρησιακή χρήση εξοπλίζοντας μαχητικά F3H-2M, στα ραντάρ των οποίων προστέθηκε μονάδα CW. Το 1959 άρχισε η παραγωγή του AAM-N-6A, ή AIM-7D στο ενιαίο σύστημα κωδικοποίησης βλημάτων του 1962.
Τα προγενέστερα AAM-N-2 Sparrow I, AAM-N-3 Sparrow II και AAM-N-6 Sparrow III μετονομάσθηκαν αντίστοιχα σε AIM-7A, -7B και -7C Sparrow. Το AIM-7C διέθετε πολεμική κεφαλή τύπου συνεχούς ράβδου (continuous rod) βάρους 30kg: το κυλινδρικό περίβλημα χάλυβα της εκρηκτικής γόμωσης είναι διαμορφωμένο σε διπλό στρώμα ράβδων, οι οποίοι με την έκρηξη σχηματίζουν κύκλο διαμέτρου 17 μέτρων πριν διαχωρισθούν και παραμένουν καταστροφικοί σε απόσταση 38 μέτρων από το βλήμα.
Χρησιμοποιούνταν πυροσωλήνες πρόσκρουσης και προσέγγισης, ο τελευταίος όμως αντιμετώπιζε προβλήματα σε περιορισμένο ύψος λόγω των αντανακλάσεων εδάφους (clutter). Μετά τον περιορισμό της ευαισθησίας του, η πυροδότηση απαιτούσε στόχους μεγάλου μεγέθους. H πολεμική κεφαλή διατηρήθηκε στο AIM-7D που εισήγαγε ικανότητα υπερηχητικής εκτόξευσης, ενώ μπορούσε να ανταπεξέλθει στην ιχνηλάτηση στόχων υψηλού ρυθμού προσέγγισης, επιτρέποντας την εμπλοκή τους από το εμπρός ημισφαίριο.
Επίσης ο πυραυλοκινητήρας στερεών καυσίμων της Aerojet αντικαταστάθηκε από προσυσκευασμένο κινητήρα υγρών καυσίμων της Thiokol βάρους 59kg που παρήγαγε 6.800kg ώσης στα 1,9 δευτερόλεπτα της λειτουργίας του. Σε σύγκριση με το AIM-7C αυξήθηκαν η αποτελεσματική ακτίνα από 6NM (11 Χλμ.) σε 9,1NM (16,9 Χλμ.) και η οροφή κατά 10% σε 30.000 πόδια (9.150 μέτρα). Το 1960 η Αεροπορία των ΗΠΑ (USAF) επέλεξε το AIM-7D για να εξοπλίσει το μαχητικό της F-4C Phantom II με ραντάρ ελέγχου βολής APQ-100 και ακολούθως τα F-4D και F-4E με ραντάρ APQ-109 και APQ-120 αντίστοιχα.

Σημειώνεται πως όλα τα ραντάρ ιχνηλάτησης και ακτινοβολίας στόχου για την καθοδήγηση βλημάτων Sparrow τύπου SARH, εκπέμπουν στην Χ-ζώνη συχνοτήτων και ειδικότερα σε συχνότητες 8,5-10,68GHz. O παθητικός ερευνητής ραντάρ του AIM-7D λαμβάνει την ακτινοβολία CW που αντανακλά ο στόχος, ενώ κεραίες ενσωματωμένες στην άτρακτο του βλήματος λαμβάνουν την ακτινοβολία CW απευθείας από το ραντάρ ελέγχου βολής, η οποία χρησιμοποιείται ως σήμα αναφοράς.
H μετατόπιση Doppler στη συχνότητα του ανακλώμενου σήματος χρησιμοποιείται για την πρόσκτηση και ιχνηλάτηση του στόχου από το σύστημα καθοδήγησης του βλήματος, το οποίο διαθέτει πύλη ταχύτητας (speed gate). Πρόκειται για ένα φίλτρο στενής ζώνης συχνοτήτων που συντονίζεται στη μετατόπιση συχνότητας Doppler του σήματος στόχου και παρακολουθεί τη μεταβολή της. Μετά την εκτόξευση, η πύλη σαρώνει την προκαθορισμένη περιοχή συχνότητας μέχρι την πρόσκτηση του στόχου.
Στην ιδανική περίπτωση η πύλη ρυθμιζόταν να ερευνήσει σε περιορισμένη περιοχή ακτίνας με βάση δεδομένα ρυθμού προσέγγισης στόχου από το σύστημα ελέγχου βολής του αεροσκάφους. Εάν η πύλη ρυθμιζόταν σε ευρύτερη περιοχή ακτίνας στόχου, η παρουσία clutter επιφανείας ή αεροφύλλων παραπλάνησης (chaff) δημιουργούσε προβλήματα στην πρόσκτηση και ιχνηλάτηση.
Το 1963 άρχισε η παραγωγή του AAM-N-6B ή AIM-7E, με την ίδια πολεμική κεφαλή, αλλά με ισχυρότερο κινητήρα στερεών καυσίμων Aerojet ή Rockwell Mk52 βάρους 70,8kg. O κινητήρας αυτός χρησιμοποιεί συνθετικό προωθητικό, αποτελούμενο από Υπερχλωρικό Αμμώνιο (AP) ως οξειδωτικό και Πολυ-Βουταδιένιο (PB) ως καύσιμο και συνδετική ύλη. Παράγει ώση 10.025 κιλών σε 2,9 δευτερόλεπτα λειτουργίας, παρέχοντας ταχύτητα 3,7 Μαχ και αυξάνοντας την ακτίνα κατά 75%.

H Raytheon απέδιδε στο AIM-7E ακτίνα αναχαίτισης 16NM (30 Χλμ.) εναντίον στόχου επιφανείας 5 τ.μ. σε ύψος 50.000 ποδιών (15.250 μέτρων) με εκτόξευση από αεροσκάφος ταχύτητας Μαχ 2 και διάρκεια πτήσης 40 δευτερόλεπτα. Το 1968 μελέτη της USAF απέδιδε στο βλήμα μέγιστη ακτίνα 13NM (24 Χλμ.) για μετωπική εμπλοκή μαχητικού σε μεγάλο ύψος και μόλις 3NM (5,5 Χλμ.) για εμπλοκή καταδίωξης.
Οι τυπικές ελάχιστες ακτίνες ήταν 1.525 μέτρα για εμπλοκή καταδίωξης και 3.660 μέτρα για μετωπική εμπλοκή: κρίσιμοι παράγοντες στην περίπτωση αυτή είναι η απασφάλιση των πυροσωλήνων και η εκτέλεση των αναγκαίων διορθώσεων καθοδήγησης.
Πάντως οι επιδόσεις αυτές δεν εξαντλούσαν τα εγγενή αεροδυναμικά όρια του βλήματος. Το 1963 η Raytheon πρότεινε το Προηγμένο Sparrow III ως εναλλακτική επιλογή του βλήματος Phoenix που ανέπτυσσε η Hughes ως AAM-N-11.
Το κύριο εμπόδιο στην αύξηση της ακτίνας αναχαίτισης ήταν η ανεπαρκής ισχύς των ραντάρ ακτινοβολίας CW: το βλήμα μπορούσε να εκτελέσει πρόσκτηση και ιχνηλάτηση εφ_ όσον προσήγγιζε στο στόχο, αλλά όχι κατά την εκτόξευση.
Έτσι η Raytheon πρότεινε μιαν αρχική φάση προγραμματιζόμενης πτήσης, προφανώς υπό τον έλεγχο μονάδας αδρανειακής αναφοράς ώστε να καταστεί δυνατή η εκτόξευση στο όριο των κινηματικών επιδόσεων του βλήματος, το οποίο επίσης θα επεκτεινόταν με την εισαγωγή κινητήρα διπλής ώσης για επιτάχυνση και διατήρηση ταχύτητας (booster-sustainer) βάρους 90,7 kg: ο κινητήρας αυτός θα απέδιδε 13.970 κιλά ώσης σε 3,5 δευτερόλεπτα λειτουργίας, επιτυγχάνοντας μέγιστη ταχύτητα 4 Μαχ, χρόνο πτήσης 75 δευτερόλεπτα και μέγιστη ακτίνα 52NM (96 Χλμ.).
Υπό τυπικές συνθήκες η αποτελεσματική ακτίνα θα ήταν περίπου διπλάσια του AIM-7E, φθάνοντας τα 30NM (55,5 Χλμ.). H εγκατάσταση μεγαλύτερου κινητήρα επιτυγχάνεται λόγω της συρρίκνωσης του όγκου των ηλεκτρονικών, η οποία επιτρέπει μεταφορά βαρύτερης πολεμικής κεφαλής των 40,7 κιλών εμπρός από τις πτέρυγες.
Ωστόσο η ισχύς του ραντάρ ακτινοβολίας στόχου παρέμεινε βασικός περιοριστικός παράγων: η μέση ισχύς εξόδου του Westinghouse APG-59 έφθανε τα 440W, επιτυγχάνοντας εμβέλεια καθοδήγησης βλημάτων AIM-7E περίπου 18NM (33,4 Χλμ.), αλλά αναμενόταν βελτίωση με την είσοδο σε επιχειρησιακή χρήση του Hughes AWG-9 μέσης ισχύος 1.300W. Το προτεινόμενο Προηγμένο Sparrow III ήταν συμβατό με ακτινοβολία στόχου PD αντί CW για να επιτρέπει την εμπλοκή στόχων χαμηλότερα από το αεροσκάφος (shoot-down).

Το APG-59 ήταν το πρώτο PD ραντάρ μαχητικού αεροσκάφους σε επιχειρησιακή χρήση και αποτελούσε τμήμα του συστήματος ελέγχου βολής AWG-10 των F-4J και F-4N του USN, οι παραδόσεις των οποίων άρχισαν το 1966: το APG-59 παρείχε δυνατότητα εντοπισμού επερχομένων στόχων σε κατόπτευση (look-down) με απόρριψη του clutter.
Στο μεταξύ τα AIM-7D και -7E χρησιμοποιούνταν στον Πόλεμο του Βιετνάμ: τα αποτελέσματα ήταν από τεχνική και επιχειρησιακή άποψη απογοητευτικά. Τα βλήματα Sparrow σχεδιάσθηκαν αρχικά για την αντιμετώπιση βομβαρδιστικών αεροσκαφών περιορισμένης ικανότητας ελιγμών σε μεγάλο ύψος πτήσης τα οποία θα εμπλέκονταν σε σημαντικές αποστάσεις από τα αεροσκάφη αναχαίτισης. Έτσι οι ικανότητες των βλημάτων αυτών αποδεικνύονταν συχνά ανεπαρκείς στην αντιμετώπιση μικρότερων στόχων υψηλής ευελιξίας σε περιορισμένο ύψος.
Σε δοκιμές των USN και USAF μεταξύ Απριλίου και Δεκεμβρίου 1965 εκτοξεύθηκαν 59 βλήματα Sparrow εναντίον στόχων διαφορετικών χαρακτηριστικών, περιλαμβανομένων αεροσκαφών χαμηλής ταχύτητας: το θεωρητικό όριο των Sparrow αναφερόταν σε ελάχιστη ταχύτητα 0,7 Μαχ, ενώ στην περίπτωση αυτή υπήρχαν στόχοι ταχύτητας μόλις 220 κόμβων. Το ποσοστό επιτυχίας ήταν 31%, ενώ το 18% απέτυχε λόγω των συνθηκών του περιβάλλοντος δοκιμών, ανεβάζοντας το θεωρητικό ποσοστό επιτυχίας σε 49%.

Ωστόσο το σύστημα αποδείχθηκε ουσιαστικά άχρηστο εναντίον μαχητικών σε περιορισμένο ύψος: το 1967 η 366 Πτέρυγα Τακτικών Μαχητικών (366th TFW) της USAF με αεροσκάφη F-4C και έδρα το Da Nang, εκτόξευσε συνολικά 21 Sparrow εναντίον μαχητικών MiG διαφόρων τύπων σε ύψος μικρότερο των 8.000 ποδιών (2.440 μέτρα) χωρίς επιτυχίες!
Το βλήμα σπάνια αποδεικνυόταν αποτελεσματικό εναντίον ευέλικτων υπο-ηχητικών στόχων ή ευέλικτων στόχων σε ύψος μικρότερο των 5.000 ποδιών (1.525 μέτρων). Σημαντικό μειονέκτημα ήταν η εκτεταμένη ελάχιστη ακτίνα του βλήματος, ενώ η μέγιστη ακτίνα του δεν μπορούσε να αξιοποιηθεί επιχειρησιακά.
Σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή τα περισσότερα αεροσκάφη πάνω από το Βόρειο Βιετνάμ ήταν φιλικά, έτσι η έγκαιρη και αξιόπιστη αναγνώριση ήταν απόλυτη προϋπόθεση για εμπλοκές μεγάλης ακτίνας. Όπως και στο παρελθόν όμως, τα ηλεκτρονικά συστήματα Αναγνώρισης Φίλου ή Εχθρού (IFF) δεν ήταν απολύτως αξιόπιστα: η διακοπή λειτουργίας τους λόγω εχθρικού πλήγματος ή βλάβης δεν ήταν σπάνια.
Το πρόβλημα αυτό διαστρέβλωνε τις τακτικές χρήσης βλημάτων Sparrow, καταργώντας ουσιαστικά την ικανότητα εμπλοκής Πέραν της Οπτικής Ακτίνας (Beyond Visual Range: BVR). Τα μαχητικά ήταν υποχρεωμένα να προσεγγίσουν τους στόχους για οπτική αναγνώριση και κατόπιν να απομακρυνθούν στην ελάχιστη ακτίνα βολής των Sparrow, ή να μεταβιβάσουν άδεια εκτόξευσης σε φιλικό αεροσκάφος. Το 1969 τέθηκε σε επιχειρησιακή χρήση το AIM-7E2 με βραχύτερη ελάχιστη ακτίνα, αυξημένη ικανότητα ελιγμών και βελτιώσεις στον πυροσωλήνα και στον αυτόματο πιλότο: οι μεταβολές αυτές επεδίωκαν την προσαρμογή του βλήματος στις απαιτήσεις της αερομαχίας ελιγμών (dogfight).
Ακολούθησε το AIM-7E3 με βελτιωμένα κυκλώματα πυροσωλήνων και υψηλότερη αξιοπιστία, καθώς και το AIM-7E4 με σύστημα καθοδήγησης προστατευόμενο από την υπερβολική διάχυση ακτινοβολίας ισχυρών ραντάρ όπως το AWG-9 των μαχητικών αναχαίτισης Grumman F-14A Tomcat. Οι βελτιώσεις αυτές όμως δεν υπερέβησαν τους βασικούς περιορισμούς των βλημάτων Sparrow, έτσι τα πυροβόλα και τα βλήματα υπέρυθρης (IR) παθητικής καθοδήγησης AIM-9 Sidewinder παρέμειναν δημοφιλέστερα στο Βιετνάμ.

H διαδικασία εκτόξευσης των τελευταίων είναι απλούστατη και η καθοδήγηση είναι εντελώς αυτόνομη από το αεροσκάφος, ενώ αντίθετα η διαδικασία εκτόξευσης των Sparrow ήταν πολύπλοκη και απαιτούσε συντονισμό του διμελούς πληρώματος των F-4. Επιπλέον η παροχή ακτινοβολίας για την καθοδήγηση των βλημάτων αυτών απαιτεί διατήρηση του στόχου εντός των ορίων σάρωσης της κεραίας ραντάρ του αεροσκάφους: εφόσον ο στόχος είναι ευέλικτο μαχητικό προειδοποιημένο για την επίθεση όπως στο Βιετνάμ, η απαίτηση αυτή μεταφράζεται σε βίαιους ελιγμούς εγκαρσίων επιταχύνσεων υψηλού φόρτου G στο σύνολο της διάρκειας πτήσης των Sparrow.
Στη διάρκεια του Πολέμου εκτοξεύθηκαν συνολικά 589 βλήματα AIM-7D, -7E και -7E2 επιτυγχάνοντας 55 καταρρίψεις ή ποσοστό 9,3%. Από τις 325 εκτοξεύσεις υπό ιδανικές συνθήκες με τους στόχους εντός κώνου 30ψ εκατέρωθεν της κεραίας ραντάρ των αεροσκαφών, προέκυψαν 31 καταρρίψεις ή ποσοστό 9,5%: η βελτίωση ήταν προφανώς ασήμαντη. Το 65% παρουσίασε βλάβη εκτόξευσης, καθοδήγησης ή πυροσωλήνα: έτσι το ποσοστό επί των επιτυχημένων εκτοξεύσεων έφθασε στο 26,7%. Για τα βλήματα Sidewinder τα συνολικά ποσοστά ήταν: επιτυχίας 19%, βλάβης 45% και καταρρίψεων επί των επιτυχημένων εκτοξεύσεων 32,6%.
H χαμηλότερη αξιοπιστία των Sparrow εξηγείται από την πολυπλοκότητα και ευαισθησία των συστημάτων τους, που δοκιμάζονταν σκληρά στις αντίξοες συνθήκες του επιχειρησιακού περιβάλλοντος. Αντίθετα τα Sidewinder περιλαμβάνουν ελάχιστα κινούμενα ή ευαίσθητα εξαρτήματα. Σημαντικό αίτιο του συνολικά χαμηλού ποσοστού επιτυχίας των AAM στο Βιετνάμ ήταν οι εκτοξεύσεις εκτός του αεροδυναμικού φακέλου βολής τους. H τακτική εκπαίδευση των πληρωμάτων ήταν αρχικά ανεπαρκής, ούτως ή άλλως όμως ο υπολογισμός των κινηματικών ορίων εκτόξευσης είναι πολύπλοκος και πέραν της ικανότητας των χειριστών υπό συνθήκες μάχης.

Το πρόβλημα λύθηκε αργότερα με την εισαγωγή αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου βολής. Στο AIM-7E προτιμήθηκε κινητήρας βραδύτερης καύσης για χαμηλότερη αλλά μεγαλύτερης διάρκειας επιτάχυνση, χαμηλότερη οπισθέλκουσα και μεγαλύτερη διάρκεια πτήσης με τον κινητήρα σε λειτουργία.
O κινητήρας αυτός θεωρείται καταλληλότερος για την υπέρβαση της βαρύτητας κατά την εμπλοκή στόχων σε μεγαλύτερο ύψος πτήσης και την παροχή επαρκούς κινητικής ενέργειας για ελιγμούς σε μεγάλο ύψος. Επίσης οι κινητήρες διατήρησης ταχύτητας (sustainers) θεωρούνται καταλληλότεροι για μετωπικές εμπλοκές. Τον Ιανουάριο του 1972 άρχισε η ανάπτυξη του επόμενου Sparrow, AIM-7F: στο βλήμα αυτό επιχειρήθηκε ο συνδυασμός πλεονεκτημάτων των δύο τύπων κινητήρων με τον πυραυλοκινητήρα στερεών καυσίμων, διπλής ώσης Hercules ή Aerojet Mk58: με συνολική ώση 14.060 κιλών παρέχει στο βλήμα μέγιστη ταχύτητα 4 Μαχ και αποτελεσματική ακτίνα μεταξύ 24NM (44,4 Χλμ.) και 38NM (70,4 Χλμ.) με PD ακτινοβολία στόχου από ραντάρ APG-59 και AWG-9 αντίστοιχα.
Ορισμένες πηγές αναφέρονται σε ακτίνα 54NM (100 Χλμ.) αλλά πιθανότατα πρόκειται για το όριο κινηματικών επιδόσεων του βλήματος.Στο AIM-7F εγκαταστάθηκε επίσης η εξελιγμένη πολεμική κεφαλή συνεχούς ράβδου Mk71 βάρους 40 κιλών, η οποία μεταφέρθηκε εμπρός από τους ισχυρότερους μηχανισμούς κίνησης των πτερύγων.
Βεβαίως η σημαντικότερη εξέλιξη είναι η υιοθέτηση του προηγμένου ερευνητή κωνικής σάρωσης (conical scan) με ηλεκτρονικά στερεάς κατάστασης της Raytheon, ο οποίος είναι συμβατός με εξελιγμένα PD ραντάρ όπως τα APG-63 και APG-65 της Hughes στα αεροσκάφη McDonnell Douglas F-15 Eagle και McDonnell Douglas/Northrop F/A-18 Hornet αντίστοιχα.
O ερευνητής επιτυγχάνει ικανοποιητικό εγκλωβισμό στόχου σε κατόπτευση παρά την παρουσία clutter επιφανείας και διάκριση πολλαπλών στόχων. H λογική καθοδήγησης του AIM-7F είναι διαφορετική του AIM-7E: στην περίπτωση του τελευταίου, για να υπολογισθεί η ακτίνα στόχου από ραντάρ Συνεχούς Κύματος είναι αναγκαία η Διαμόρφωση Συχνότητας (Freqency Modulation: FM) του σήματος, κατά την οποία η φέρουσα συχνότητα CW μεταβάλλεται με ορισμένο περιοδικό τρόπο συναρτήσει του χρόνου.
Το AIM-7E εξάγει την ακτίνα στόχου συγκρίνοντας το σήμα αναφοράς FM-CW απευθείας από το ραντάρ του αεροσκάφους με το ανακλώμενο σήμα: η διαφορά συχνότητας είναι ανάλογη της απόστασης του στόχου. Αντίθετα το βλήμα AIM-7F λαμβάνει από το σύστημα ελέγχου βολής του αεροσκάφους δεδομένα ακτίνας στόχου κατά την εκτόξευση, τα οποία ακολούθως ανανεώνει υπολογίζοντας την ταχύτητα του στόχου από τη μετατόπιση Doppler στη συχνότητα του ανακλώμενου σήματος.
Αμφότερα τα βλήματα χρησιμοποιούν πύλη ταχύτητας για την πρόσκτηση και ιχνηλάτηση ενός συγκεκριμένου στόχου και για την απόρριψη αντιμέτρων όπως νεφών chaff. Ουσιαστικά, το βλήμα AIM-7F ενσωμάτωνε το σύνολο των χαρακτηριστικών που πρότεινε η Raytheon πριν από μια δεκαετία για το Προηγμένο Sparrow III, με εξαίρεση την αρχική φάση προγραμματιζόμενης πτήσης.
H παραγωγή άρχισε το 1975, ενώ από το 1977 η General Dynamics λειτουργεί ως δεύτερος κατασκευαστής. Ήδη όμως τον Ιανουάριο του 1975 η Raytheon άρχισε την ανάπτυξη ενός εξελιγμένου μονοπαλμικού ερευνητή, ο οποίος προτιμήθηκε τον Αύγουστο του 1976 από τον αντίστοιχο της General Dynamics που προερχόταν από το Standard Missile 2 SAM.
Οι κωδικοί AIM-7G έως -7L παραλείφθηκαν ώστε το βλήμα με μονοπαλμικό ερευνητή να ονομασθεί AIM-7M (M: Monopulse). H μονοπαλμική ιχνηλάτηση και η κωνική σάρωση είναι δύο διαφορετικές μέθοδοι εξαγωγής σημάτων γωνιακού σφάλματος σε αζιμούθιο και ανύψωση ώστε, με κατάλληλες διορθωτικές κινήσεις της κεραίας του ραντάρ ιχνηλάτησης (tracking) η δέσμη του να διατηρεί εγκλωβισμένο το στόχο.
Στην περίπτωση της κωνικής σάρωσης, η δέσμη του ραντάρ ιχνηλάτησης περιστρέφεται γύρω από άξονα που σχηματίζει οξεία γωνία με τον άξονα της δέσμης: εφόσον ο άξονας περιστροφής δεν ταυτίζεται με τη γραμμή σκόπευσης του στόχου, παράγονται σήματα σφάλματος τα οποία ενισχύονται και μεταβιβάζονται στους μηχανισμούς κίνησης της κεραίας.
H μέθοδος αυτή απαιτεί την εκπομπή ενός ορισμένου αριθμού παλμών σε διαφορετικές θέσεις της δέσμης, στη διάρκεια των οποίων όμως η κίνηση του στόχου μπορεί να μεταβάλλει τη Διατομή Ραντάρ (RCS) του και να προκαλέσει διακύμανση του ανακλώμενου σήματος, υποβαθμίζοντας σοβαρά την ακρίβεια ιχνηλάτησης. Το πρόβλημα αυτό επιλύεται στα ραντάρ μονοπαλμικής ιχνηλάτησης με προσδιορισμό του γωνιακού σφάλματος από έναν και μοναδικό παλμό, καθώς η κεραία εκπέμπει 4 μερικώς επικαλυπτόμενες δέσμες. H γωνία άφιξης του λαμβανομένου σήματος προσδιορίζεται με σύγκριση του λαμβανομένου σήματος κάθε δέσμης.
Φυσικά στα βλήματα τύπου SARH χρησιμοποιείται μόνον ο δέκτης, καθώς η εκπομπή ραντάρ εκτελείται από τα αεροσκάφη εκτόξευσης. O δέκτης ενός μονοπαλμικού ραντάρ περιλαμβάνει συνήθως 3 διαύλους: η άθροιση των σημάτων από τις 4 δέσμες χρησιμοποιείται για την εξαγωγή της ακτίνας στόχου, ενώ οι δίαυλοι διαφοράς αζιμουθίου και ανύψωσης εξάγουν τα σήματα σφάλματος αθροίζοντας ανά δύο τις δέσμες και συγκρίνοντας τα κατακόρυφα και οριζόντια ζεύγη αντίστοιχα.
H χρήση δέκτη ενός ή δύο διαύλων είναι εφικτή, συνεπάγεται όμως αυξημένο κίνδυνο σοβαρών σφαλμάτων. Είναι προφανές πως τα μονοπαλμικά ραντάρ είναι πολυπλοκότερα λόγω της χρήσης ουσιαστικά τριών δεκτών για την εξαγωγή των σημάτων γωνιακού σφάλματος, αντί ενός δέκτη των ραντάρ κωνικής σάρωσης.
Ωστόσο η μονοπαλμική ιχνηλάτηση είναι ακριβέστερη και παρέχει υψηλότερη αντοχή σε ECM καθώς δεν επηρεάζεται από διακυμάνσεις του ανακλώμενου σήματος και παρουσιάζει υψηλότερο λόγο σήματος προς θόρυβο. Το βλήμα AIM-7M διαθέτει επίσης ψηφιακό επεξεργαστή σήματος και προηγμένο πυροσωλήνα για βελτιωμένες επιδόσεις σε περιορισμένο ύψος και σε περιβάλλον ισχυρών ECM.
H παραγωγή άρχισε το 1982 από τους δύο κατασκευαστές: το AIM-7M θα είναι πιθανότατα η τελευταία έκδοση Αέρος-Αέρος του βλήματος Sparrow, καθώς το προηγμένο βλήμα Hughes AIM-120A AMRAAM ενεργού καθοδήγησης ραντάρ βρίσκεται ήδη σε παραγωγή. Ωστόσο η εξέλιξη συνεχίζεται για εφαρμογές SAM με τις εκδόσεις RIM-7P, -7R και εξελιγμένου Sea Sparrow (ESS). Συνοψίζοντας, παρά τις εξαιρετικά περιορισμένες αρχικές απαιτήσεις και την απογοητευτική απόδοση στο Βιετνάμ, το βλήμα Sparrow εξελίχθηκε σε οπλικό σύστημα εντυπωσιακών επιδόσεων και υψηλής αξιοπιστίας.
Είναι αξιοσημείωτο πως στις πρόσφατες επιχειρήσεις κατά του Ιράκ, οι Συμμαχικές δυνάμεις κατέρριψαν 25 αεροσκάφη και 3 ελικόπτερα με βλήματα Sparrow, 9 αεροσκάφη και 1 ελικόπτερο με Sidewinder και 2 ελικόπτερα με πυροβόλα, ενώ ένα Ιρακινό μαχητικό κατέπεσε λόγω εσφαλμένου ελιγμού. Δυστυχώς δεν είναι γνωστός ο αριθμός βλημάτων που εκτοξεύθηκαν, ενώ η προτίμηση στους Sparrow εκφράζει την τεράστια τεχνολογική και τακτική υπεροχή των Συμμάχων, η οποία επέτρεψε την αξιοποίηση της μεγαλύτερης αποτελεσματικής ακτίνας των βλημάτων αυτών έναντι των Sidewinder, καθώς και την υπέρβαση των προβλημάτων IFF.
Τα Συμμαχικά μαχητικά δρούσαν υπό την καθοδήγηση αεροσκαφών Έγκαιρης Προειδοποίησης και Ελέγχου (AEW&C) τα οποία διαθέτουν ικανότητα παρακολούθησης και συσχέτισης εκατοντάδων ιχνών με την προγενέστερη πορεία τους, επιτρέποντας ασφαλή αναγνώριση ανεξάρτητα από τη λειτουργία των συστημάτων απόκρισης IFF.
Επιπλέον η τακτική εκπαίδευση των Ιρακινών χειριστών αποδείχθηκε εντελώς ανεπαρκής, ενώ ο εξοπλισμός EW των αεροσκαφών τους ήταν ουσιαστικά ανύπαρκτος. Οι ευνοϊκές αυτές συνθήκες απέτρεψαν την εμφάνιση των δυνητικών μειονεκτημάτων της μεθόδου καθοδήγησης SARH, αλλά φυσικά δεν θα ισχύουν πάντα.
H εμπλοκή εξαιρετικά ευέλικτων σύγχρονων μαχητικών όπως τα F-16C, εξοπλισμένων με προηγμένα συστήματα EW και με εγκαίρως προειδοποιημένους και κατάλληλα εκπαιδευμένους χειριστές, πιθανόν θα παρουσίαζε προβλήματα ανάλογα αυτών του Πολέμου του Βιετνάμ. Σε κάθε περίπτωση όμως, με τις εκδόσεις AIM-7F και AIM-7M, το βλήμα Sparrow έφθασε σε πλήρη τεχνολογική ωριμότητα και θα παραμείνει σε επιχειρησιακή χρήση για σημαντικό χρονικό διάστημα στο μέλλον.
Πρώτη Δημοσίευση: Τεύχος 91, Μάιος 1992