Технології

Як технологія Stealth насправді працює в сучасних літаках

0

У боротьбі за виживання в повітрі однією з найважливіших особливостей бойового літака є зменшений радіолокаційний перетин, або непомітність. У світі, де виявлення є питанням життя і смерті, стелс тепер є обов’язковою функцією для винищувачів і бомбардувальників. Тут ми розбираємо, як працює стелс і як повітряні сили використовують його для перемоги над ворогами — як у повітрі, так і на землі.

Інтегрована протиповітряна оборона

У 1960-х роках країни по всьому світу почали інвестувати в інтегровану протиповітряну оборону. Наземні та повітряні радари були пов’язані з системами командування та управління, які, своєю чергою, могли віддавати накази ракетним батареям «земля-повітря» та авіабазам із готовими до зльоту винищувачами. У В’єтнамі, на Близькому Сході та в Західній Європі ця тісна інтеграція обіцяла знищити будь-яку атакувальну бомбардувальну силу, яка спробувала б прорватися.

У результаті наступальна авіація була змушена впроваджувати нову тактику, як-от повітряне командування й управління, радіоелектронна боротьба, придушення протиповітряної оборони тощо, щоб гарантувати, що відносно небагато літаків зможуть пробити оборону та досягти цілі. Усе це поставило під загрозу багато літаків та їхніх пілотів.

Радар був основою протиповітряної оборони. Це був (і залишається) основним засобом виявлення літаків. Радар може виявляти літаки на відстані 100 або більше миль, і хоча він не може визначити, який тип літака летить, він може визначити такі речі, як відносний розмір, швидкість, висота та напрямок; цього достатньо, щоб організувати протиповітряну оборону сектора, виставляючи сили захисту для відбиття наступальної атаки.

Усе це змусило військових планувальників та аерокосмічних інженерів замислитися: а що, якби літак міг пролетіти через ворожий повітряний простір, не відображаючись на радарах? Замість дюжини або більше літаків, які атакують одну ціль, один літак — літак, що несе бомби — міг проникнути у складну оборону ворога, доставити його боєприпаси та полетіти додому.

Зоря стелсу

Радар працює, посилаючи потоки радіохвиль і перехоплюючи їх, коли вони повертаються. Радіохвилі, які вражають об’єкти на їхньому шляху, відбиватимуться назад, попереджаючи захисників, що на шляху зловмисники. Інженери знали, що радіохвилі діють по-різному, коли вони стикаються з різними типами поверхонь, але ніхто не розробив методу передбачити, як саме ці хвилі реагують наперед.

Наслідки розуміння того, як будувати літаки, що ухиляються від радарів, були величезними. Інженери могли сконструювати літак вагою 50 000 фунтів, який був би так само видимий для радарів, як джміль, тобто він мав би бути набагато ближче до радіолокаційної системи, щоб його навіть було виявлено. Якби це зменшило вразливість літака до радіолокаційного виявлення зі 100 до лише 20 миль, літаки-невидимки могли б обережно пробирати шлях між радарними системами непоміченими, і ворог не був би розумнішим.

У 1960-х роках радянський фізик Петро Уфімцев розробив модель для передбачення того, як електромагнітні хвилі, такі як радіолокаційні хвилі, будуть розсіюватися при попаданні на 2D і 3D поверхні. Не зважаючи на те, що його робота була опублікована в СРСР, очевидно, ніколи не розглядалася для будь-якого практичного застосування. Тобто, поки оборонний підрядник Lockheed не помітив це і не переклав його роботи англійською мовою; Роботи Уфімцева стали основою для сучасних стелс-технологій.

Компанія Lockheed сповна використала роботу Уфімцева, оскільки вона підтвердила, що спеціальне формування може зменшити радіолокаційну сигнатуру літака. Основні поверхні літака — ніс, фюзеляж, крила, елерони, закрилки, купол кабіни тощо — можна було проаналізувати, а потім виразити як те, що стало відомо як «радіолокаційний поперечний переріз». Літаки з великими плоскими поверхнями, як-от фюзеляж бомбардувальника B-52, або вертикальні стабілізатори, як-от тактичний бомбардувальник F-111, відбивали велику кількість радіолокаційної енергії. Зовнішні накопичувачі, такі як бомби, ракети та паливні баки, також відбивали енергію. Потрібна була увага до деталей: отвори могли фактично фокусувати енергію радара, створюючи різкішу віддачу, тоді як навіть заклепки, щілини чи найменший виступ могли відбивати енергію.

Першим літаком, розробленим спеціально для стелс-пріоритету, був Have Blue. Створений компанією Lockheed Martin, він був несхожий на будь-який інший літак, коли-небудь створений. На відміну від більшості літальних апаратів, які мали криві, вертикальні поверхні та великі щілини для ковтання повітря, Have Blue був огранений, як діамант, з кутовими поверхнями та маленькими входами. У Blue два вертикальних стабілізатори не стирчали прямо вгору, а натомість були нахилені один до одного, щоб вони не відбивали енергію радіолокатора.

Have Blue був демонстратором технологій. Чотири роки потому був виготовлений перший невидимий винищувач F-117A Nighthawk, і, на відміну від Have Blue, F-117A був розроблений для боротьби. Він був схожий на Have Blue, але більший, розроблений для внутрішнього перенесення двох 2000-фунтових бомб з лазерним наведенням. На відміну від Have Blue, він мав два вертикальні стабілізатори у формі ластівчиного хвоста, спрямовані назовні від центральної точки вздовж хребта літака.

Військово-повітряні сили США здійснили політ 59 літаків F-117A у повній секретності з полігону Тонопа, секретного полігону для випробувань літаків у пустелі Невада. Ці 59 реактивних літаків були американським тузом у справі, 59 реактивних літаків, здатних проникати у повітряний простір противника та вражати наземні цілі з високою точністю. Такого, як вони, не було більше ніде у світі.

Флот F-117A був представлений світові в 1988 році, в тому ж році був представлений бомбардувальник-невидимка B-2 Spirit. Форма бумеранга B-2 із крилами летючої миші повністю відмовилася від вертикальних стабілізаторів, що призвело до ще меншого поперечного перерізу радара. Пізніші реактивні літаки-невидимки, зокрема винищувач F-22 Raptor, ударний винищувач F-35 Lightning II та стратегічний бомбардувальник B-21 Raider, зосередилися на тому, щоб зробити стелс доступнішим і простішим в обслуговуванні.

Як тільки стало зрозуміло, що невидимка є життєздатною для штурмовиків, очевидним наступним кроком стало створення непомітних винищувачів. Невидимі винищувачі, такі як F-22, можуть залишатися прихованими від виявлення на великих висотах і влаштовувати засідки на інші літаки. Сьогодні невидимий дизайн літака визнано ключовою частиною того, що робить літак винищувачем п’ятого покоління, а уявні проекти шостого покоління в Сполучених Штатах, Японії, Великобританії та інших країнах чітко показують, що невидимий літак тут, щоб залишитися.

Проте стелс не є дивовижним розв’язання проблеми пробиття протиповітряної оборони противника або знищення винищувачів і бомбардувальників противника з неба. Як і все інше у світі військових дій, стелс пов’язаний із безперервним перегоном озброєнь із мірою та протидією, і існує реальна ймовірність того, що технологічний прогрес, як-от квантовий радар, колись може зробити його застарілим. Важливо розглядати стелс як лише один інструмент у наборі інструментів, доступних для сучасних літаків, який включає такі речі, як багатоцільові радари, засоби електронної боротьби, зброю з ГПВРД, штучний інтелект, наступальні/оборонні лазери тощо.

Стелс був великим руйнівником у царині післявоєнної повітряної війни, змінивши баланс сил від захисника назад до атакуючого. Однак його технологічна складність і приголомшлива вартість роблять його доступним для небагатьох обраних. Одного разу якась нова технологія порушить сам стелс, зменшивши його ефективність або зробивши повністю застарілим. Те, що військово-повітряні сили сьогодні вважають необхідним, завтра може виявитися марним.

Comments

Comments are closed.