¿A qué velocidad debe salir un proyectil desde un caza supersónico para que no impacte contra el propio avión, y cómo se logra?

No mucha, realmente. Rara vez más de 100 km/h con respecto a la aeronave lanzadora. En realidad basta con asegurar una cierta distancia de seguridad. Y un misil es un arma guiada, lo que quiere decir que va a "ir por su camino" desde el primer momento. Por tanto, la posibilidad de "auto-colisión" sólo es un peligro si la guía falla y por pura casualidad lo hace de tal modo que vire bruscamente hacia la propia aeronave. Pero las computadoras del misil sólo arman ("activan") la carga explosiva tras recorrer una distancia mínima de seguridad (típicamente entre 300 metros y 1 km), así que en el peor de los casos tendrías una colisión, no una detonación.

Hay básicamente dos maneras de lanzar un misil desde una aeronave:

a) Por ignición instantánea en raíl, normalmente usada con misiles ligeros capaces de acelerar muy deprisa (como muchos modelos aire-aire.) Como la expresión indica, el misil va montado en una especie de raíl que le fuerza a "salir recto" incluso aunque la guía fallara por completo, y el encendido instantáneo lo acelera y separa tan deprisa que para cuando quiera hacer algún "raro", no le dará tiempo a maniobrar hacia la propia aeronave.

Cargando un misil AIM-9X Sidewinder de fabricación estadounidense en su raíl lanzador.

El conocidísimo Sidewinder estadounidense, por ejemplo, sale "forzado" en línea recta por el raíl, acelerando de 0 a Mach 2,5 en 2,2 segundos, así que se separa muy deprisa e inevitablemente hacia adelante. Si la guía fallara y lo hiciera virar hacia la aeronave, para cuando abandona el raíl (de unos 3 metros) ya va a una velocidad diferencial superior a 100 km/h y no hay modo de que pueda virar tan bruscamente como para "auto-impactar". Y en todo caso, la carga explosiva no estaría armada aún.

Un caza ruso MiG-29SMT derriba un drone espía georgiano Hermes 450 de fabricación israelí con un misil Vympel R-73, más o menos un equivalente ruso al Sidewinder, filmado desde el propio drone durante los movimientos previos a la guerra de 2008. Podemos ver que no hay tiempo ni espacio realistas para que el misil pudiera virar contra el propio avión incluso aunque su guía fallara de la peor manera posible.

Lanzamientos de pruebas del AIM-9X Sidewinder estadounidense. Aunque en algunos casos el misil inicia virajes muy fuertes al poco de partir, para atacar blancos situados a los lados, también podemos apreciar que nunca llegaría a virar tanto como para darle al propio avión.

Aunque todo esto en realidad es sobre todo para que ataquen al enemigo muy deprisa, más que para la remota probabilidad de que la guía falle de tal modo que golpee al aparato lanzador.

b) Por gravedad e ignición retardada, normalmente reservado para los misiles pesados —típicamente aire-superficie, aire-espacio o modelos aire-aire de muy largo alcance— a los que les cuesta más acelerar y sí existe un riesgo mayor de "auto-colisión". En este caso, el misil va montado en un ensamblaje muy parecido al de una bomba de caída libre, porque eso es lo que hace: el ensamblaje se "abre", el misil cae igual que una bomba por simple gravedad, y cuando sus computadoras determinan que se ha alejado lo suficiente de la aeronave, activan la ignición.

Un cazabombardero australiano F/A-18F lanza un misil antibuque subsónico semifurtivo JASSM, ambos de fabricación estadounidense, por el método de gravedad e ignición retardada. Claramente, aquí sí se busca más que el misil se separe significativamente del avión lanzador antes de encenderse. Esto hace que el misil quede atrás con respecto al lanzador, lo que supondría un riesgo de colisión si no fuera porque la separación en el plano vertical proporciona la distancia de seguridad. Esto es típico en misiles pesados de aceleración más lenta como este.

También se aplica en el extremo contrario de velocidad y aceleración. Aquí, un interceptor estratégico ruso MiG-31B lanza uno de sus nuevos misiles hipersónicos aire-superficie Kh-47M2 Kinzhal, capaces de alcanzar al menos Mach 10, igualmente por el método de gravedad y encendido retardado. En este caso, se trata sobre todo de que la brutal onda de choque y térmica ocasionada por el encendido del motor-cohete de muy alta aceleración no dañe al avión lanzador.