Что такое стелс технологии
Технология Стелс. Коротко и ясно.
О самолёте невидимке слышал наверняка каждый. Естественно, самолёт невидим не в нашем понимании, а в понимании радиолокационных станций, то есть, при отсылании на него импульсного сигнала, приёмником для отражения волн он не фиксируется. Однако, встаёт вопрос о том, действительно ли технология Стелс настолько совершенная, что к примеру тот же американский бомбардировщик B-2 сможет проникнуть на территорию врага абсолютно незамеченным для аппаратуры противовоздушной обороны?
Для того, чтобы лучше разобраться в том, как действует технология Стелс, разберёмv весьма простой пример. Как известно из школьного курса физики, угол падения, равен углу отражения, и в частности это также относится и к типу радиоволн. Технология Стелс построена на факторе обратном этому, то есть, при падении волны на самолёт, она не отражается, но в другую сторону, противоположную действию радиолокатора расположенного на земле, и собственно говоря, именно поэтому корпус самолётов-невидимок исполнен угловато, и на первый взгляд вовсе некрасиво.
Технология Стелс долгое время была засекречена
Однако, создатели самолётов невидимок не учли одну весьма важную деталь, которая основывается на том, что в зависимости от используемых радиолокационными станциями длин волн, а во всём мире как правило используется метровая частота волны, так как действует она на большом расстоянии и не требует дополнительных усилителей радиосигналов, приёмники для обнаружения самолётов могут вести себя абсолютно по-другому.
Типичным тому примером стала ужасная для всей Америки весть, когда в 1999 году, поступила официальная информация о том, что самолёт-невидимку F-117, стоимость которого составляет 111 миллионов долларов, сбили прямым попаданием ракеты из ЗРК С-125. Власти США специально устроили расследование данного обстоятельства, ведь сотни проводимых тестов ни разу не выявили обнаружение самолёта. Как оказалось, разгадка данного инцидента оказалось довольно простой, в бывшей Югославии использовался дециметровой диапазон радиоволн, который позволяет обнаружить самолёт на расстоянии до 175 километров.
Таким образом, можно подвести небольшой итог в том, что технология Стелс уязвима перед:
Авиация России
Гражданская авиация, пассажирские и боевые самолеты и вертолеты России, новости и история российской и советской авиации.
Стелс-технологии — теория, практика и ошибки
10 ноября 1988 года Пентагон опубликовал официальный пресс-релиз о первом в мире самолёте-невидимке F-117A, созданном по уникальной технологии, которая впоследствии будет названа «стелс» (stealth – невидимый).
Этот угловатый футуристический «инопланетный» самолёт создавался в условиях абсолютной секретности. Очень немногие в Пентагоне знали, что программа вообще существует, пока F-117 не был открыт для публики в 1988 году.
Предпосылками к созданию боевого самолёта, способного скрытно преодолевать ПВО противника, послужили большие потери тяжёлых бомбардировщиков США во Вьетнаме от действий советских зенитно-ракетных комплексов. Попытки создать самолёт-невидимку предпринимались и раньше, но все они были безуспешными пока не появилось теоретическое обоснование возможности создания такого самолёта.
В 1962 году в издательстве «Советское радио» небольшим тиражом в 6500 экземпляров вышла книга «Метод краевых волн в физической теории дифракции», которая не привлекла внимание широкой аудитории. Однако, опубликованные в ней расчёты, формулы, а главное — идеи, через несколько лет произведут настоящий фурор в мировом авиастроении. Автор книги — молодой математик Пётр Уфимцев разработал, ни много — ни мало, теорию создания самолёта-невидимки.
В 1964 году в журнале Московского института радиотехники (сейчас МИРЭА) была опубликована статья Уфимцева с таким же названием, что и книга. Именно её обнаружил аналитик компании Локхид Мартин Денис Оверхолcер. К началу 1970 годов компьютеры и программное обеспечение уже значительно продвинулись в своём совершенстве, и была подготовлена почва для расчётов внешнего облика самолёта-невидимки.
Спустя 16 лет, в июле 1978 года Главное разведывательное управление Генштаба Вооружённых сил СССР получило уведомление, что в США ещё с начала семидесятых активно ведутся разработки по технологии, позволяющей делать самолёты незаметными для радаров. Но, что это были за разработки? Выяснилось, что в основу американских технологий легли расчёты Петра Уфимцева, взятые из его книги.
В разгар «холодной войны» и гонки вооружений в отделе иностранных технологий ВВС США очень внимательно следили за тем, что выходило в советской печати и имело хоть какое-то отношение к радиоэлектронике и самолётостроению. Поэтому книгу Уфимцева перевели и с особой тщательностью изучили в отделе секретных исследований Локхид Мартин Skunk Works, который занимался как раз невидимками. Труд советского учёного почти полностью вошёл в техническое обоснование проекта будущего самолёта.
Изучив труд Уфимцева, американские специалисты по опубликованным в нём формулам рассчитали параметры нового самолёта и пришли к выводу, что подобный аппарат действительно может быть невидим для существующих на тот момент радаров. Разработка самолёта-невидимки началась незамедлительно, он стал сверхсекретным проектом Пентагона. А Бен Рич, который руководил программой разработки, называет теорию Уфимцева, краеугольным камнем, позволившим осуществить прорыв в технологии стелс.
Проект F-117 начался в 1975 году с модели под названием «Безнадёжный бриллиант» (Hopeless Diamond). На следующий год Агентство оборонных перспективных исследовательских проектов (DARPA) заключило контракт с Локхид Мартин на создание и тестирование двух прототипов под кодовым названием «Есть Синий» (Have Blue).
Несмотря на то, что полученный дизайн абсолютно противоречил законам аэродинамики и делал полёт такого самолёта неустойчивым, а его управление сложным, концепция невидимости стала для конструкторов Локхид идеей фикс.
Директор Skunk Works Кларэнс «Келли» Джонсон предложил округлую конструкцию фюзеляжа. Он полагал, что плавно смешанные формы обеспечат лучшее сочетание скорости и скрытности. Тем не менее, его помощник Бен Рич настоял на поверхностях с огранёнными углами, что позволяет значительно снизить сигнатуру радара, а необходимый аэродинамический контроль может быть обеспечен компьютерным управлением. В отчёте Skunk Works, опубликованном в мае 1975 года, представлена округлая концепция самолёта, которая была отвергнута в пользу фасеточного (гранённого) подхода.
И всё же штурмовик (а не истребитель) F-117A Nighthawk американцы назвали технологическим превосходством США над остальным миром. Его внешний вид действительно впечатлял — угловатый фантастический дизайн заставлял думать, что это — совершенство, которого другим странам никогда не достигнуть.
Первое боевое применение «Ночного ястреба» состоялось во время операции «Буря в пустыне». Есть несколько версий результатов применения F-117A в войне с Ираком. Со стороны американских военных и СМИ — это полные восторга последствия ночных налётов и ударов корректируемыми бомбами по военным и гражданским целям в Багдаде, когда самолёты в полном радиомолчании пересекают границу с Саудовской Аравией и незамеченные обширной сетью иракской ПВО атакуют свои цели. При этом участники тех налётов рассказывают, как вокруг них летали иракские МиГ-29, но из-за того что системы наведения истребителей «были слепы, не могли обнаружить и выполнить захват».
Есть, однако, и другие утверждения относительно результатов первых налётов. Так, телеканал «Звезда» рассказывает, что 17 января 1991 года повергло руководство Пентагона в шок — три из десяти F-117A были обнаружены средствами противо-воздушной обороны Ирака.
Высказываются предположения, что командир 3-го ракетного дивизиона С-125 «Нева» 250-й зенитно-ракетной бригады полковник Золтан Дани по личной инициативе купил тепловизор западного производства, который был интегрирован в систему наведения ракет его комплекса, что позволило произвести сопровождение и поражение цели.
29 апреля 1999 года другой F-117A был повреждён югославской ракетой «земля-воздух», но благополучно вернулся на базу Авиано в Италии (по некоторым источникам, самолёт сел в Германии). Издание United Press International со ссылкой на анонимных чиновников в Пентагоне сообщает, что возможно, его увидели и произвели прицеливание при свете полной луны. Там же предполагается, что и первый сбитый в Сербии F-117A был сбит при полной луне. Сообщение бредовое, но из него можно предположить, что оба самолёта были сбиты из переносного ЗРК. Получается, что захват цели ракетой всё же произошёл и она не отклонилась от цели, не потеряла её.
Малозаметные самолёты не являются абсолютно невидимыми для средств обнаружения ПВО. В первую очередь для радиолокационных станций существенно снижается дальность их обнаружения. Эффективность используемых американцами стелс-технологий зависит от частоты, на которой работает и облучает цель РЛС. Американская технология радиолокационной невидимости была рассчитана на радиоволны Х-диапазона — от 8 до 12 ГГц. Это сантиметровая длина волны, на которой работают большинство современных радаров ПВО и бортовые радиолокационные станции самолётов. Более старые советские РЛС используют L-диапазон — дециметровые волны с частотами от 1 до 2 ГГц. Эти РЛС прекрасно видят самолёты-невидимки на больших расстояниях.
Получается немыслимое — во время испытаний самолёты облучались всеми доступными американцам средствами радиолокационного обнаружения, и все они не «видели» самолёт, а испытать его против РЛС, работающих в других частотных диапазонах, не додумались. Поверить в такое крайне трудно, поэтому остаётся предположить, что облучались самолёты на испытаниях радарами в разных диапазонах частот, просто дальность обнаружения длиноволновыми РЛС была настолько мала, что результат посчитали приемлемым. Это подтверждается тем, что в Сербии F-117 был сбит на удалении 13 км. от пусковой установки, а полёт ракеты продолжался всего 17 секунд.
Выходит, что конструкторы и учёные компании Локхид Мартин допустили ошибку и узнали об этом только после реального боевого применения F-117A, первых результатов и потерь. А может им помогли допустить такую ошибку?
В январе 1977 года недалеко от посольства США в Москве к машине с дипломатическими номерами подошёл неизвестный человек. Он пытался заговорить с водителем на английском языке, но в итоге ничего не получилось. Тогда он бросил в окно записку и ушёл. Текст в письме был довольно лаконичным: «Мне хотелось бы обсудить некоторые вопросы на строго конфиденциальной основе с компетентным американским официальным лицом».
Почти год, с января 1977-го по февраль 1978-го, этот человек искал способ выйти на связь с американскими спецслужбами. Но сотрудники посольской резидентуры ЦРУ не отвечали, подозревая, что это может быть ловушка КГБ. После нескольких безуспешных попыток встретиться с американскими агентами, предатель понял, действовать надо иначе.
За шесть лет агент «Сфера» передал ЦРУ информацию о 54 совершенно секретных разработках и получил в качестве оплаты около 800 тысяч рублей — по тем временам это была немыслимая сумма для советского гражданина. На эти деньги в 1985 году можно было купить более 100 автомобилей «Жигули». Но кроме того, на счетах в иностранных банках предателя ждали ещё два миллиона долларов. При этом стоимость военных секретов, которые получали американцы, исчислялась десятками миллиардов долларов.
В СССР утечку секретной информации на Запад заметили уже в начале 80-х годов. По оперативным каналам КГБ, а также из открытых американских источников поступали сведения, говорящие о том, что США в курсе новейших советских разработок. В одном из отчётов начальнику Управления КГБ СССР генералу армии Андропову говорилось: «Они хорошо осведомлены о ведущихся в СССР закрытых работах. Кроме того, в области авиации дана оценка перспектив развития радиоэлектронных систем военной авиации СССР и предлагается программа соответствующей модернизации истребителей США». Это натолкнуло КГБ на мысль, что информация сливается из НИИ, занимающихся радиоэлектроникой и авиацией. Оставалось только выяснить, из какого конкретно НИИ идёт утечка. КГБ СССР начал поиски предателя.
Расследование проходило в строгой секретности, стали выяснять, кто в закрытых НИИ получал доступ к документам, содержащим ушедшие в США сведения. Круг сужался, и уже через несколько недель КГБ вышел на след предателя. Всё оказалось очень просто, информатора выдали библиотечные формуляры — карточки, в которых фиксируются все данные о том кто, когда и какую литературу или документацию брал. Оказалось, что иностранным агентом был ведущий конструктор секретного НИИ «Фазотрон» Адольф Толкачёв.
При проверке формуляров, которыми пользовался Толкачёв, выяснилось, что в них внесены не все инвертарные номера документов, которые он брал за последние годы. Библиотекарь помнила, что примерно год назад в его карточке уже не оставалось места для записей, а теперь она была едва заполнена. В КГБ провели экспертизу и выяснили, что формуляр ведущего конструктора был подделан. Более того, стало известно, что Толкачёв неоднократно брал в научно-технической библиотеке секретные издания, напрямую не связанные с его специализацией.
Подтверждение того, что этот человек работает на ЦРУ, пришло из двух независимых источников. Сначала в октябре 1984-го его сдал Эдвард Ли Ховард, которого готовили к командировке в Москву в качестве связника для «Сферы», но перед отъездом он не прошёл проверку на полиграфе из-за пристрастия к наркотикам. После увольнения из ЦРУ Ховард приехал в Вену, где за 150 тыс. долларов раскрыл схему работы с Толкачёвым сотруднику КГБ в советском посольстве в Австрии. В начале 1985-го эту информацию подтвердил новый «крот» КГБ Олдрич Эймс.
После того, как в КГБ выяснили, кто передаёт американцам секретные данные, задачей №1 стало нейтрализовать тот вред, который Толкачёв нанёс оборонной промышленности СССР. Органы госбезопасности разработали план спецоперации, по которому предателя решили пока не арестовывать, а использовать в качестве источника дезинформации. В специальное хранилище НИИ «Фазотрон», откуда Толкачёв черпал секретные данные, поместили документы с дезинформацией настолько изощрённой, что она не вызывала ни малейшего подозрения.
Девять месяцев, с октября 1984 года по июнь 1985, Толкачёв продолжал снабжать ЦРУ сверхсекретными данными о советских разработках, но эта информация уже была филигранной подделкой КГБ.
Все современные российские комплексы ПВО и БРЛС боевых самолётов работают в нескольких диапазонах волн и сканируют пространство в различных диапазонах частот. Поэтому планы Пентагона на то, что новый бомбардировщик B-21 Raider или страдающий от недоработок истребитель F-35 смогут свободно и безнаказанно проникнуть в воздушное пространство России или стран, оснащённых российскими системами ПВО, могут быть реальностью только в головах американских генералов, год из года требующих средства для противостояния мнимой российской угрозе.
Как работает стелс-технология в самолётах
Самолёт-невидимка — это самолёт, который не видим для радаров, сонаров, инфракрасных лучей и других средств обнаружения. Во время Второй мировой войны появились первые радары, а вместе с ними началась разработка стелс-технологии.
Первым самолётом с уменьшенным радиолокационным обнаружением был реактивный Horten Ho 229, который изготовили немцы в 1943 году. Но по-настоящему востребованной стел-технология стала во время Холодной войны.
Фото: scienceabc.сom
Как работает стелс
Чаще всего для обнаружения самолётов используют радар. Радиолокационная станция излучает радиоволны. Если они отражаются от объекта, его изображение выводится на экран. Это похоже на мяч, который бросают в стену, и он отскакивает обратно в руки.
Самолёты-невидимки используют два основных способа противодействия радиолокационному сигналу: поглощение и отклонение.
Поглощение — это когда радиосигнал доходит до самолёта, но почти не возвращается обратно (как будто мяч бросили в желеобразную стену). Достигается это за счет использования радиопоглощающего материала или окрашивания самолета радиопоглощающей краской. Несмотря на то, что технологии создания радиопоглощающего материала уже больше 40 лет, она строго засекречена.
Отклонение работает, когда у самолёта много углов и граней: радиолокационные импульсы отражаются в направлениях, отличных от тех, откуда они приходят. А это значит, что антеннам сложнее поймать отраженный сигнал. Большинство обычных самолётов имеют округлую форму фюзеляжа и скругленные крылья — это необходимо для лучшей аэродинамики. Обычные самолёты — лёгкая мишень для радара, ведь часть радиолокационного сигнала всегда вернется к радару, под каким бы углом сигнал не падал на самолет.
У самолёта-невидимки, наоборот, форма плоская, а контуры острые. Сигнал попадает на него и отражается под большими углами. Это как мяч, который бросили в кривую стену.
Фото: scienceabc.com
Иногда поглощение и отклонение комбинируются: самолёты-невидимки покрывают микроскопическими пирамидами, покрытыми радиоотталкивающими материалами.
Стелс имеет свою цену: угловатая конструкция часто делает самолёты неаэродинамичными. Кроме того, отсутствие вертикального хвоста (который может отражать входящие радиоволны) уменьшает стабильность самолёта. Тем не менее, выгоды от внезапного захвата противника стелс-самолётом перевешивают его недостатки.
Стелс-технологии: можно ли сделать самолет невидимым
Технология Стелс или просто стелс (stealth) – это комплекс мер по снижению заметности объекта в инфракрасной, оптической, радио и других областях спектра. Естественно, что она не делает самолет невидимым в прямом смысле этого слова – в первую очередь перед конструкторами стоит задача обмануть радары противника. Сегодня лидером в данной области, безусловно, являются американцы – они начали исследования на несколько десятилетий раньше других. Огромные средства на создание малозаметных летательных аппаратов тратит Китай, в нашей стране подобные разработки ведутся с 80-х годов. Стать членом элитного «стелс»-клуба стремятся Япония, Южная Корея, Германия и Британия.
Звуковой и видимый диапазон
На заре авиации летчики мало «заморачивались» скрытностью своих боевых машин. Более того, нередко они старались сделать их ярче и заметнее – история «Красного барона» Рихтгофена тому подтверждение. Но повышение могущества противовоздушной обороны убрало лишнюю спесь, и внешний вид самолетов стал гораздо скромнее. Сегодня вертолеты и штурмовики, работающие на малых высотах, обычно имеют светлое «брюшко» и темную «спинку». Для более высотных летательных аппаратов это не имеет особого смысла, поэтому они, как правило, серые или серо-голубые.
Можно ли сделать объект невидимым для человеческого глаза? Определенные подвижки в этом направлении есть. Связаны они с успехами в создании метаматериалов – сложных молекулярных структур, обладающих очень интересными свойствами. Некоторые из них имеют отрицательный показатель преломления света – он как бы обтекает трехмерный объект, покрытый таким материалом, и заставляет наблюдателя видеть то, что находится позади него. Плащ из подобной ткани сможет сделать человека невидимым не только оптической, но и в инфракрасной части спектра. Причем для его «работы» не нужны источники питания, зеркала, лампы или сложные электронные устройства.
Пока все это находится на стадии разработок, но несколько компаний обещают начать серийное производство невидимых материалов уже в ближайшие годы. До полноценного камуфляжа для самолетов еще очень далеко – пока речь идет о маскировочных костюмах для бойцов спецподразделений и снайперов.
Долгое время, примерно до середины Второй мировой войны, главным способом обнаружения самолетов была акустическая пеленгация. Шум работы авиадвигателя засекали с помощью специальных звуковых локаторов разной величины и конструкции. Некоторые из них имели циклопические размеры. Акустическая пеленгация канула в Лету после появления реактивных самолетов. Они не были тише предшественников – просто значительно выросла их скорость. Сверхзвуковой самолет вы быстрее увидите, чем услышите, но даже если он движется на дозвуковой скорости, времени на реакцию остается совсем мало.
Холодно, теплее, горячо…
Авиационный двигатель не только шумит, но еще и здорово нагревается во время работы. А значит, излучает инфракрасные волны. Это было «головной болью» еще в эпоху поршневых самолетов – раскаленные патрубки и горячие выхлопы из них существенно демаскировали самолеты ночью. Реактивная силовая установка испускает еще больше инфракрасного излучения.
Тепловой след представляет серьезную проблему, ибо на него наводятся значительное количество современных ракет типа «земля-воздух» или «воздух-воздух». Существует несколько способов противодействия данной угрозе:
На боевые вертолеты ставят экранно-выхлопные устройства (ЭВУ), в которых происходит смешивание горячих выхлопных газов с холодным воздухом. Благодаря этому заметность двигателя в инфракрасном диапазоне снижается. По понятным причинам на реактивный самолет нельзя поставить подобное приспособление, и здесь применяют другие методы: экранируют сопло с помощью корпуса или делают его прямоугольным. Последнее решение негативно сказывается на эффективности двигателя, зато реактивная струя прямоугольной формы быстрее рассеивается.
Отстрел ложных тепловых целей сбивает головку наведения ракеты, заставляя ее преследовать более мощный тепловой сигнал. Каждая из ловушек представляет собой пиротехническое устройство, похожее на сигнальную ракету. Они заряжаются в специальные устройства сброса, отстрел производится автоматически.
Постановка активных помех производится за счет генераторов или бортовых лазерных станций. Первые представляют собой инфракрасные лампы с отражателями, а вторые комплектуются системами поиска атакующих ракет и ИК-лазером, который ослепляет их ГСН.
Еще можно добавить, что уменьшение теплового излучения актуально не только для самолетов или вертолетов. ПТРК третьего поколения типа американского «Джавелина» также имеют инфракрасную головку самонаведения, поэтому о снижении теплового следа двигателя придется хорошенько задуматься и танкостроителям.
Как защититься от радиоволн
Исторический экскурс
Еще в 30-е годы прошлого столетия британский инженер Уатт утверждал, что в дальнейшем боевые самолеты будут конструироваться с учетом уменьшения их заметности для радиолокационных станций – тогда на него не обратили внимания. Серьезно озаботились данным вопросом уже после Второй мировой войны: при создании бомбардировщика Б-52 американцы учитывали принципы малозаметности в его конструкции.
В Советском Союзе данная проблема не получила должного внимания, в США разработки малозаметных самолетов поколения начались в середине 60-х годов. Российские источники любят писать о «непризнанном» советском гении – Петре Уфимцеве, на основе работ которого американцы, якобы, и создали технологию Стелс. Согласно легенде, в 1962 году ученый издал книгу с описанием математического аппарата для создания малозаметных самолетов. В СССР на нее не обратили внимания, зато ею заинтересовались в США. На самом деле, книгу Уфимцев действительно изучали американские специалисты, но ничего нового в ней не нашли, ибо сами занимались теми же вопросами. Доказательство советских исследований в области малозаметности просто позволило американцам получить дополнительное финансирование.
Так или иначе, но первое поколение «невидимок» появилось в США, к нему относятся:
Ко второму поколению «невидимок» относятся:
Все вышеперечисленные машины абсолютно не похожи на F-117 или SR-71 – конструкторам удалось совместить малозаметность и достойные летно-технические характеристики. Некоторое ухудшение аэродинамических качеств было компенсировано увеличенной тяговооруженностью двигателя и продвинутой авионикой. Можно добавить, что Су-57 и J-31 пока находятся на этапе испытаний и не выпускаются серийно. Кроме того, созданием собственного малозаметного истребителя пятого поколения занимается Япония, Индия, Южная Корея, Турция, европейские страны.
Основные приемы малозаметности
Несмотря на годы исследований и миллиарды потраченных долларов, количество способов снижения заметности, на самом деле, невелико. Оно достигается за счет частичного поглощения сигнала радара материалами корпуса и отражения его остальной части таким образом, чтобы эхо не возвращалось к антенне радиолокационной станции.
Термин «эффективная площадь рассеивания» является важнейшим для понимания технологии малозаметности. Он показывает способность объекта поглощать электромагнитные волны, а также отражать их в сторону антенны радара. Общая площадь объекта и площадь поверхности, отражающей радиоволны, как правило, не совпадает. Меняя форму самолета и используя разные материалы в его конструкции, можно снизить его заметность аппарата, не уменьшая физические размеры. Также ЭПР определяет дальность обнаружения объекта радиолокатором.
Следует добавить, что добиться поглощения и отражения радиоволн возможно только в сантиметровом диапазоне. С дециметровыми волнами это получается гораздо хуже, а с метровыми – длина которых соизмерима с размерами летательных аппаратов – не получается вовсе. Правда, метровые волны редко используются в радиолокации. Они имеют значительную дальность действия, но низкую точность определения координат цели.
Что мешает скрытности
«Главными врагами» скрытности летательных аппаратов являются:
Любая плоская поверхность, находящаяся под прямым углом к лучу радара, отразит сигнал обратно. Это касается не только элементов планера самолета, но и лопастей винтов или лопаток турбин. И если с лопастями турбовинтовых самолетов и вертолетов ничего поделать нельзя, то уменьшить видимость лопаток компрессора вполне реально.
Типичным решением этой проблемы является использование S-образных воздуховодов. Их изогнутая форма закрывает двигатель и существенно снижает общую заметность самолета. Правда, при этом падает эффективность работы силовой установки. Сложнее уменьшить радиолокационную заметность самолетов сзади: кривое или очень длинное сопло вообще не сочетается с нормальной работой двигателя. Ситуацию спасает только тот факт, что у большинства боевых самолетов лопатки турбины прикрыты сзади форсажной камерой, которая несколько уменьшает их радиозаметность.
Выпуклые поверхности прекрасно отражают луч радара, причем, в отличие от плоскостей, делают это с любых направлений. Типичным примером такой поверхности является передняя кромка крыла. Решение данной проблемы – это использование прямых угловатых конструкций со скошенными краями и законцовками. Они уменьшают заметность самолета или вертолета, правда, при этом страдают аэродинамические качества.
Скрытность летательного аппарата в радиолокационном диапазоне нарушают кромки, стыки и швы. Поэтому их количество пытаются максимально уменьшить: для повышения скрытности создатели бомбардировщика В-2 вовсе отказались от килей и стабилизаторов. Кроме того, кромки «невидимок» делают параллельными друг другу, чтобы уменьшить количество ракурсов, с которых самолет будет максимально заметен. Например, у российского истребителя Су-57 передняя кромка крыла параллельна передней кромке стабилизатора. Аналогичные решения можно увидеть на американских самолетах F-22 и F-35.
Стыки обшивки и крышки делают пилообразными, причем размеры зубцов специально подбирают под длину волны РЛС и делают их параллельными кромкам крыла или стабилизатора.
В конструкции самолетов присутствуют элементы, способные свести на нет все усилия по снижению его заметности. К ним, например, относится кабина пилота или часть, образуемая стыком крыла и фюзеляжа. Они работают по принципу ретрорефлектора или уголкового отражателя. Попав в кабину пилота, луч радара несколько раз отражается от ее стенок и уходит в обратном направлении, значительно демаскируя аппарат. Для устранения этого эффекта фонарь кабины современных самолетов покрывают тонким слоем металла, из-за чего он имеет золотистый или зеленоватый оттенок.
Еще одной проблемой на пути к уменьшению заметности является собственный радар самолета. Он располагается в носовой части машины под головным обтекателем, прозрачным для радиоволн. Даже в выключенном состоянии БРЛС способна полностью демаскировать самолет, потому что ее антенна по понятным причинам имеет прекрасные отражающие свойства. Поэтому в неработающем состоянии тарелку поворачивают вверх, это касается и суперсовременных радаров с фазированной решеткой.
Обязательным требованием для всех «невидимок» является размещение вооружения во внутренних отсеках, а также максимально качественная подгонка, сборка и покраска всех внешних элементов крыла и планера.
Волшебная невидимая краска
Радиопоглощающие покрытия и материалы – это один из главных «секретов успеха» технологии Стелс. Сегодня известно несколько видов РПМ. Толщина подобных материалов высчитывается, исходя из особенностей радиоизлучения.
Так, например, резонансные РПМ имеют толщину в четверть длины волны. Попав в такой материал, излучение отражается от его внешней и внутренней поверхности, после чего происходит его интерференционная нейтрализация.
Нерезонансные покрытия представляют собой крошечные магнитные частицы, распределенные в пластике. Они рассеивают излучение или хаотически отражают его в разных направлениях. Подобные РПМ могут работать с радиоимпульсами разной частоты и длины волны. Существуют толстые многослойные покрытия, совмещающие в себе материалы обоих типов.
Одним из наиболее известных РПМ является iron ball paint – вещество, содержащее микроскопические сферы, покрытые магнитным составом. Оно превращает высокочастотное излучение локаторов в тепло, существенно уменьшая заметность объекта. Подобный материал использовался для покрытия знаменитого самолета-разведчика SR-71 Blackbird.
Кроме того, для снижения ЭПР летательных аппаратов используются специальные композитные пластики, способные поглощать электромагнитное излучение.
Недостатки стелс-технологий
Технологии малозаметности летательных аппаратов на ее нынешнем уровне развития имеет определенные недостатки. Самым главным из них является высокая стоимость «невидимок», причем это относится, как к разработке и постройке самолетов, так и к их обслуживанию.
Каждый «Хромой гоблин» обходился американскому налогоплательщику в 111 млн долларов, что для середины 80-х годов было очень приличной суммой. Общая стоимость программы F-117 составила 6,56 млрд долларов. Еще дороже оказался малозаметный «стратег» B-2 – 2,1 млрд долларов (по состоянию на 1997 год). На всю программу было потрачено 44 млрд долларов. Цена истребителя F-22 Raptor составляла 141 млн долларов, а F-35 обходится бюджету США примерно в 100 млн долларов.
Стоимость перечисленных самолетов действительно впечатляет, однако сказать, какая именно часть из перечисленных сумм пошла на стелс-технологии, довольно трудно. Истребители пятого поколения вряд ли будут стоить меньше 80-100 млн долларов, причем в основном из-за слишком сложной и дорогой электроники, а не стелс-технологий.
Самолеты-«невидимки» нередко критикуют за ухудшения их аэродинамических качеств в угоду малозаметности. Возможно, что подобные нарекания вполне обоснованы для «стелсов» первого поколения, вроде F-117, но для нынешних истребителей типа «Раптора» или Су-57 они звучат не слишком убедительно. Понятно, что ради снижения заметности конструкторам приходится идти на определенные жертвы, но они компенсируются более мощными двигателями, изменяемым вектором тяги и продвинутой электроникой.
Невидимость «стелсов» – это сильное преувеличение, придуманное журналистами. Такие самолеты правильнее называть «малозаметными». Например, советский комплекс С-300 мог видеть F-117A, но на более близких дистанциях. Если же ЗРК оснащен визуальным каналом, то он легко обнаружит «стелс», как и любой другой летательный аппарат. Говорят, что именно такой казус произошел с «Хромым гоблином» в Югославии, когда он был сбит ракетой устаревшего советского комплекса С-125.