Lucht-luchtraket

Lucht-luchtraketten zijn raketten die vanaf een vliegtuig of helikopter afgevuurd worden op een ander vliegend doel. De eerste lucht-luchtraketten waren ongeleide pijlen aangedreven door buskruit die in de Eerste Wereldoorlog als doel hadden vijandelijke luchtschepen neer te halen. Deze raketten hadden een bereik van wat meer dan honderd meter. Moderne lucht-luchtraketten zijn geleide wapens, voortgestuwd door een raketmotor, die hun doel kunnen raken van meer dan honderd kilometer afstand. Het doel wordt vernietigd door de explosieve lading die de raket draagt.

In de Eerste Wereldoorlog werden raketten gebruikt met als doel vijandelijke luchtschepen neer te halen.^[1] Successen waren echter beperkt, en aan het einde van de oorlog werden ze vervangen door Pomeroykogels, een type kogel gevuld met nitroglycerine dat brand veroorzaakt. Behalve moeilijk te richten waren deze raketten ook gevaarlijk in het gebruik, doordat de vliegtuigen waarop ze bevestigd waren ook brandbaar waren. Een van de belangrijkste raketten uit de Eerste Wereldoorlog is de Le Prieur raket met een bereik van 115 m.^[2] Deze raket werd voor het eerst gebruikt in de Slag om Verdun.

Aan het einde van de Tweede Wereldoorlog werden lucht-luchtraketten opnieuw gebruikt, dit keer om bommenwerpers aan te vallen. De traditionele manier van bommenwerpers neerhalen met machinegeweren was niet effectief genoeg omdat de vijandelijke bommenwerpers inmiddels uitgerust waren met staartgeschut. De eerste praktische lucht-luchtraket, de Duitse R4M raket, bleek uiterst effectief, maar kwam te laat om nog iets te veranderen aan het luchtoverwicht dat de geallieerden inmiddels hadden. De Amerikanen en Sovjets ontwikkelden ook hun eigen raketten na het ondergaan van aanvallen door de Duitsers.

In de jaren 1950 werden de geleide lucht-luchtraketten ontwikkeld, deze vervingen al snel hun ongeleide varianten vanwege een veel grotere raakkans en een groter bereik. Een uitzondering hierop is de nucleaire McDonnell Douglas AIR-2 Genie die nog tot de jaren 80 bewaard bleef.

Lange tijd waren de infrarood en semiactief geleide varianten dominant. Zelfs in Operatie Desert Storm vielen de meeste luchtoverwinningen nog steeds ten deel aan de AIM-7 Sparrow.^[3]

Vanaf de jaren 70 waren de United States Navy en het leger van de Iraanse sjah de eersten die een actief geleide lucht-luchtraket in gebruik namen, de AIM-54 Phoenix. In 1983 volgde de Sovjet-Unie met de R-37. Pas in de jaren 90 werden actief geleide lucht-luchtraketten gemeengoed.

Een andere innovatie was het gebruik van ramjet-aandrijving. Een geheime raket met ramjet-aandrijving werd in de Eerste Golfoorlog gebruikt.^[4]

Sinds de tweede generatie straaljagers zijn deze standaard uitgerust met lucht-luchtraketten. Dit bleek niet altijd even succesvol. De Amerikaanse F-4 Phantom II waarbij het boordkanon was weggelaten en lucht-luchtraketten dus het enige wapen waren, bleek nogal kwetsbaar tegen de veel wendbaardere MiG-17 die alleen een boordkanon had. Hierbij dient wel aangetekend te worden dat dit meer aan de training van de piloten lag dan aan de raketten zelf. Tegenwoordig is de lucht-luchtraket eigenlijk het enige wapen dat op jachtvliegtuigen gebruikt wordt. Toch worden, om de fouten uit het verleden niet te herhalen, alle jachtvliegtuigen nog steeds uitgerust met een boordkanon, behalve de F35 B- en C-varianten.

In de afgelopen jaren zijn lucht-luchtraketten in vrijwel elk gelijkwaardig conflict gebruikt. In de Irak-Iranoorlog (1980-1988) schoot Iran tussen de 35 en 45 Iraakse vliegtuigen neer.^[5] Ook in de jaren 80 haalde de Britse RAF 72 Argentijnse vliegtuigen neer in de Falklandoorlog. De eerste Nederlandse luchtoverwinning met een lucht-luchtraket duurde nog tot 24 maart 1999 toen een F-16 een AIM-120 AMRAAM afvuurde op een Servische MiG-29 in het kader van Operatie Allied Force.^[6]

Helikopters zijn meestal niet uitgerust met lucht-luchtraketten, dit omdat ze gemaakt zijn om gronddoelen aan te vallen. Het radarsysteem dat nodig is om luchtdoelen aan te vallen is dan overbodig gewicht. Een aantal helikopters heeft wel de mogelijkheid om infrarood geleide lucht-luchtraketten mee te nemen ter zelfverdediging. Een van deze helikopters is de Kamov Ka-50 die R-73 raketten af kan vuren. Dit is mogelijk doordat de piloot het doel aan kan geven via zijn helm.

Lucht-luchtraketten kunnen in principe ook vanaf de grond worden afgevuurd als luchtdoelraket. Dit levert een kostenbesparing bij de ontwikkeling en productie op omdat vrijwel dezelfde raket voor het hele leger geproduceerd kan worden. Het nadeel hiervan is dat het bereik van de raketten kleiner is wanneer ze van de grond afgevuurd worden. De RIM-7 Sea Sparrow is zo'n raket. Alle fregatten van de Koninklijke Marine zijn hiermee uitgerust.^[7][8]

Elke lucht-luchtraket bestaat uit een aantal onderdelen, waaronder:

• het geleidingssysteem, meestal in de punt van de raket geplaatst,
• de explosieve lading, achter het geleidingssysteem,
• het aandrijvingssysteem,
• het besturingssysteem.

Alle moderne lucht-luchtraketten maken gebruik van een manier om hun doel te vinden en in de gaten te houden om eventuele koerscorrecties te maken. Omdat een luchtdoel over het algemeen erg beweeglijk is is een geleidingssysteem dat met behulp van gps werkt, zoals bij kruisraketten veelal gebruikt wordt, maar van beperkt nut. De meest voorkomende varianten zijn via radar of infrarood. Geleidingssystemen kunnen ook gecombineerd worden zodat een raket in het begin van zijn traject bijvoorbeeld geleid wordt door het vliegtuig waarvan deze is afgevuurd en daarna zelf zijn doel in de gaten houdt. Een manier om de raket te ontlopen bestaat erin de geleiding te misleiden.

Bij actieve radargeleiding (Active Radar Homing, kortweg AR) is de raket zelf toegerust met een volledige radarinstallatie, dus een zender en ontvanger. Dit heeft als voordeel dat deze na het afvuren volledig autonoom op zijn doel af kan vliegen. Een nadeel van dit systeem is echter een relatief hoge prijs als het benodigde bereik groot is zoals bij de AIM-54 Phoenix het geval was. Om dit op te lossen wordt er vaak voor gekozen om de raket uit te rusten met een zoeker met beperkt bereik en wordt de raket in zijn begintraject bijgestuurd vanuit het vliegtuig waar deze vanaf is afgevuurd (mid-course updating) of wordt de raket voor het afvuren een richting verteld waarin hij moet zoeken (Traagheidsnavigatie). Raketten met zo'n beperkte zoeker zijn onder andere de AIM-120 AMRAAM en de R-77.

Bij semiactieve radargeleiding (Semi-Active Radar Homing, kortweg SARH) heeft de raket alleen een radarontvanger, als zender wordt de zender van het vliegtuig dat de raket afschoot gebruikt. Dit heeft als voordeel dat de raket minder makkelijk gestoord kan worden en de kosten tegenover actieve radargeleiding relatief laag liggen. Het grootste nadeel van semiactieve radargeleiding is dat het vliegtuig dat de raket afvuurt deze gedurende het hele traject naar zijn doel moet leiden, en dus niet na het afvuren ervandoor kan gaan. Raketten met semiactieve radargeleiding zijn onder andere de AIM-7 Sparrow en de R-27R.

Bij infrarood- of warmtegeleiding is de raket uitgerust met een warmtegevoelige camera. Hierdoor is de raket gekenmerkt door een donkere lens op de punt. Omdat warmte infraroodstraling slecht door lucht propageert tegenover radargolven en er veel storingsbronnen zijn, zijn raketten met infrarood geleiding vooral geschikt voor de korte afstand (Within Visual Range, kortweg WVR).^[9] Een aantal van zulke raketten zijn de AIM-9 Sidewinder en de R-73. Het voordeel van infraroodgeleiding tegenover radar is dat infrarood zoekers passief zijn, ze zenden geen energie naar het doel en kunnen zo dus ook niet opgemerkt worden. Het voornaamste nadeel van infraroodgeleiding is het feit dat de zoeker gekoeld moet worden.

Hoewel in het begintijdperk van lucht-luchtraketten ook andere manieren gebruikt werden, zoals de brandstichtende raketten uit de Eerste Wereldoorlog en de nucleaire AIR-2 Genie, zijn alle moderne lucht-luchtraketten uitgerust met een explosieve lading. Deze lading bestaat over het algemeen uit een explosieve stof met daarom heen metalen fragmenten. Hierdoor veroorzaakt de raket op twee manieren schade aan zijn doel, via de door de explosie veroorzaakte schokgolf en door de metalen fragmenten die het doel met hoge snelheid raken.

De lading kan op twee manieren ontstoken worden, door een directe inslag of door binnen een bepaalde afstand van het doel te vliegen. In het tweede geval zal een nabijheidsontsteking detecteren dat er een object in de buurt is en de lading tot ontploffing brengen. Omdat vliegtuigen, zeker straaljagers, zeer beweeglijk zijn is de nabijheidsontsteking de belangrijkste ontsteking.^[10] Een directe inslag komt zelden voor.

Moderne raketten zijn ook uitgerust met een zelfvernietigingssysteem dat zorgt dat de raket ontploft als deze het doel voor langere tijd kwijt raakt of als de raket de controle kwijt raakt doordat deze te langzaam gaat om nog in de lucht te blijven. Het doel hiervan is tweeledig. De eerste reden is om te voorkomen dat de raket ongewenste doelen raakt als deze zijn doel kwijt is. De tweede reden is om te voorkomen dat geavanceerde rakettechnologie in eigendom van de vijand komt, dit is namelijk al een keer gebeurd.^[11] Toen op 24 september 1958 een Taiwanese F-86 Sabre een AIM-9B Sidewinder raket afvuurde bleef deze zonder te ontploffen steken in een Chinese MiG-17. De Chinezen droegen deze raket hierop over aan de Russen die hem lieten kopiëren door het ontwerpbureau Toropov. Deze vrijwel exacte kopie is de K-13.

Raketten worden aangedreven door een raketmotor met vloeibare of vaste brandstof. De eerste lucht-luchtraketten werden aangedreven door een motor met vaste brandstof in de vorm van buskruit. Moderne vaste brandstof heeft als voordeel dat het uitvoeren van handelingen met de raket zoals het ophangen van de raket aan een vliegtuig etc. veiliger is omdat er geen lekkages kunnen ontstaan waarbij de doorgaans gevaarlijke raketbrandstof vrij kan komen. Het nadeel is echter dat de reactie niet meer gestopt of afgeremd kan worden als deze eenmaal gestart is. Bij vloeibare brandstoffen is dit wel mogelijk, waardoor de raket relatief langzaam richting zijn doel kan vliegen en daarna naar topsnelheid kan accelereren. Hierdoor wordt het bereik vergroot, de wrijving op een object neemt immers kwadratisch toe met de snelheid. De bereikte snelheden van moderne raketten liggen rond Mach 2,5 voor korte-afstandsraketten en Mach 5 voor lange-afstandsraketten. Sommige moderne raketten, zoals de MBDA Meteor, hebben naast een raketmotor ook nog een ramjet als aandrijving.^[12] Een ramjet-motor heeft als voordeel dat deze efficiënter is doordat hij gebruik maakt van de aanwezige (ijle) lucht, en niet zoals een raket een oxidator (zuurstof) hoeft mee te nemen. Een ramjet is de meest efficiënte straalmotor tussen Mach 2 en Mach 6.

Het bereik van een lucht-luchtraket is erg afhankelijk van de hoogte waarop deze afgevuurd wordt en van de vliegrichting van het doel. De hoogteafhankelijkheid van het bereik komt doordat er op grotere hoogte minder wrijving is door de geringere luchtdichtheid. De afhankelijkheid van de vliegrichting van het doel wordt veroorzaakt doordat de raket op grote afstand wordt afgevuurd en dus lang onderweg is. Hierdoor heeft het doel in die tijd ook een weg afgelegd. Aangezien beiden in staat zijn hoge snelheden te halen (Mach 1,5 tot 2,5 voor straaljagers) heeft dit veel invloed op het bereik waarop de raket afgevuurd kan worden.

De besturing van lucht-luchtraketten kan op twee manieren geregeld worden, met behulp van vinnen en met behulp van een beweegbare uitlaat. Hierdoor is de raket zowel op hoge als op lage snelheid wendbaar, iets dat vooral belangrijk is bij korte-afstandsraketten.

Door middel van een beweegbare uitlaat kunnen de uitlaatgassen van een raket een richting op gestuurd worden die niet in de richting van de koers van de raket ligt. Hierdoor draait de raket om haar zwaartepunt waardoor de koers veranderd wordt.

Er zijn effectieve tegenmaatregelen tegen luchtdoelraketten.

De eerste tegenmaatregel is het ontdekken van vijandige vliegtuigen en raketten. Dit gebeurt door middel van een radarwaarschuwingsontvanger (Radar Warning Receiver, kortweg RWR). Er zijn verschillende types van zulke ontvangers, sommigen zijn in staat vanuit de eigenschappen van het radarsignaal te bepalen wat voor model radar het signaal uitzendt en kunnen zo onderscheid maken tussen vriend en vijand. Alle types zijn in ieder geval in staat de richting en sterkte van het signaal te bepalen en te bepalen of de radar een zogenaamde lock heeft op het vliegtuig of dat deze alleen het luchtruim af aan het zoeken is, zo kan de piloot een inschatting maken van het gevaar. Vaak zijn deze systemen ook uitgerust met een detectiesysteem voor infrarood geleide raketten. Zo heeft de F-35 Lightning II elektro-optische sensors verspreid over het toestel om te waarschuwen voor naderende raketten.^[13]

De volgende tegenmaatregel is een apparaat om de radar van de vijand te storen (radar jammer, ook wel Electronic Counter Measures of ECM genoemd). Deze maatregel heeft echter ook een nadeel, sommige raketten zijn uitgerust met een systeem dat de richting van deze storingsbron kan bepalen en zo de raket kan geleiden (Home On Jam, kortweg HOJ).

Een derde methode is door middel van een decoy. Dit is een apparaat dat gelanceerd of achter het vliegtuig aan gesleept kan worden en dat bedoeld is om de aandacht af te leiden van het vliegtuig zelf. Dit door gebruik te maken van een radar jammer op het apparaat, maar het is ook zo ontworpen dat de radar cross-section groter is dan die van het toestel zelf waardoor het een opvallender doel is.

De laatste tegenmaatregel is het misleiden en ontwijken van de raket nadat deze afgevuurd is. Dit gebeurt door middel van manoeuvreren en het afvuren van antiradarsneeuw (chaff) en flares. Radarsneeuw bestaat uit aluminiumdeeltjes en probeert radargeleide raketten te misleiden en flares zijn magnesiumfakkels die warmte afgeven en zo infraroodgeleide raketten proberen te misleiden. Het afvuren hiervan moet echter goed getimed worden, een moderne lucht-luchtraket laat zich niet makkelijk misleiden. Hierom is het belangrijk dat dit gecombineerd wordt met het ontwijken van de raket.

Zie de categorie Air-to-air missiles van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.