Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Самолет - невидимка F-117
Наземная малозаметная машина ПЛ-01
Французский стелс-фрегат Surcouf

Технологии Stealth , называемые также малозаметную технологию ( технология LO ), является суб-дисциплиной военной тактики и активных и пассивных электронных контрмер , [1] , которая охватывает целый ряд методов , используемый , чтобы персонал, самолеты , корабли , подводные лодки , ракеты , спутники и наземные транспортные средства менее заметны (в идеале невидимы ) для радаров , инфракрасных лучей , [2] гидролокаторов и других методов обнаружения. Это соответствуетвоенный камуфляж для этих частей электромагнитного спектра (т.е. многоспектральный камуфляж ).

Развитие современных технологий стелс в Соединенных Штатах началась в 1958 году [3] [4] , где ранее попытки предотвратить радиолокационное слежение за его U-2 разведывательных самолетов во время холодной войны со стороны Советского Союза не увенчались успехом. [5] Дизайнеры обратились к разработке специальной формы для самолетов, которая имела тенденцию уменьшать обнаружение за счет перенаправления волн электромагнитного излучения от радаров. [6] Радиопоглощающий материал также был протестирован и изготовлен для уменьшения или блокирования радиолокационных сигналов, отражающихся от поверхностей самолетов. Такие изменения формы и состава поверхности включают технологию невидимости, которая в настоящее время используется наNorthrop Grumman B-2 Spirit "Стелс-бомбардировщик". [4]

Концепция скрытности заключается в том, чтобы действовать или прятаться, не давая вражеским силам никаких указаний на присутствие своих войск. Эта концепция была впервые исследована с помощью камуфляжа, чтобы внешний вид объекта сливался с визуальным фоном. По мере того, как эффективность технологий обнаружения и перехвата ( радар , инфракрасный поиск и слежение , ракеты класса "земля-воздух" и т. Д.) Увеличивалась, также увеличивалась степень влияния на конструкцию и работу военного персонала и транспортных средств в ответ . Некоторые военные формы обрабатываются химическими веществами, чтобы уменьшить их инфракрасное излучение . Современный малозаметный автомобиль с самого начала проектировался так, чтобы иметь выбранную спектральную сигнатуру.. Степень скрытности, заложенная в данной конструкции, выбирается в соответствии с предполагаемыми угрозами обнаружения.

История [ править ]

Камуфляж, чтобы помочь или избежать хищников, появился еще до человечества, и охотники использовали растительность, чтобы скрыть себя, возможно, с тех пор, как люди охотились. Невозможно установить раннее применение камуфляжа в войне. Методы визуального сокрытия во время войны были задокументированы Сунь Цзы в его книге «Искусство войны в V веке до нашей эры» и Фронтином в его работе Strategemata в I веке нашей эры. [7]

В Англии нерегулярные отряды егерей в 17 веке были первыми, кто принял тусклые цвета (распространенные в ирландских отрядах 16 века) в качестве формы камуфляжа , следуя примерам с континента.

Во время Первой мировой войны немцы экспериментировали с использованием целлона ( ацетата целлюлозы ), прозрачного покрывающего материала, пытаясь уменьшить заметность военных самолетов. Одиночные примеры Fokker E.III Eindecker истребитель моноплан, в Albatros CI двухместной наблюдения биплана, и Линке-Хофман Р.И. прототип тяжелого бомбардировщика были покрыты Cellon . Однако солнечный свет, отражающийся от материала, делал самолет еще более заметным. Было также обнаружено, что Cellon быстро разлагается как от солнечного света, так и от изменений температуры в полете, поэтому попытки сделать самолет прозрачным были прекращены. [8]

В 1916 году англичане модифицировали небольшой дирижабль класса SS для ночной разведки немецких позиций на Западном фронте . Оснащенный двигателем с глушителем и черным газовым баллоном, корабль был невидим и неслышен с земли, но несколько ночных полетов над территорией, удерживаемой немцами, не дали полезной информации, и от этой идеи отказались. [9]

Камуфляж с рассеянным освещением , корабельная форма противосветового камуфляжа, был испытан Королевским флотом Канады с 1941 по 1943 год. Американцы и британцы использовали эту концепцию для самолетов: в 1945 году количество Grumman Avenger с фарами Yehudi достигло 3000 единиц. ярдов (2700 м) от корабля до того, как вас заметят. Эта способность была признана устаревшей из-за радара . [10]

Подводная лодка U-480, возможно, была первой подводной лодкой-невидимкой. Он отличался безэховым кафельным резиновым покрытием , один слой которого содержал круглые воздушные карманы для защиты от сонара ASDIC . [11] Радиопоглощающие краски и материалы из резиновых и полупроводниковых композитов (кодовые названия: Sumpf , Schornsteinfeger ) использовались Кригсмарине на подводных лодках во время Второй мировой войны. Испытания показали, что они эффективны в снижении радиолокационных сигнатур как на коротких (сантиметрах), так и на длинных (1,5 метра) волнах. [12]

В 1956 году ЦРУ начало попытки уменьшить радиолокационное сечение (RCS) самолета- разведчика U-2 . Были разработаны три системы: Trapeze, серия проводов и ферритовых бусинок вокруг формы самолета, покрывающий материал со встроенной печатной платой и краска, поглощающая радар. Они были применены в полевых условиях на так называемых грязных птицах, но результаты были неутешительными, увеличение веса и сопротивления не стоило снижения показателей обнаружения. Более успешным было нанесение камуфляжа на изначально голый металлический самолет; Темно-синий оказался наиболее эффективным. Его вес составлял 250 футов при максимальной высоте, но самолет-перехватчик было труднее увидеть. [13]

В 1958 году Центральное разведывательное управление США запросило финансирование разведывательного самолета для замены существующих самолетов-разведчиков U-2 [14], и Lockheed получила договорные права на его производство. [3] «Келли» Джонсон и его команда из Lockheed's Skunk Works были назначены для производства A-12 (или OXCART), который работал на большой высоте от 70 000 до 80 000 футов и со скоростью Мах.3.2, чтобы избежать обнаружения радаров. Различные формы самолетов, предназначенные для уменьшения радиолокационного обнаружения, были разработаны в более ранних прототипах, получивших названия от A-1 до A-11. A-12 имел ряд скрытных функций, включая специальное топливо для уменьшения заметности выхлопного шлейфа, наклонные вертикальные стабилизаторы, использование композитных материалов в ключевых местах и ​​общую отделку радиопоглощающей краской. [13]

В 1960 году ВВС США уменьшили радиолокационное сечение беспилотника Ryan Q-2C Firebee . Это было достигнуто за счет специально разработанных экранов над воздухозаборником, радиопоглощающего материала на фюзеляже и радиопоглощающей краски. [15]

В 1970-е годы министерство обороны США запустило проект Lockheed Have Blue с целью разработки истребителя-невидимки. Между Lockheed и Northrop велись ожесточенные торги за многомиллиардный контракт. Lockheed включила в свою ставку текст , написанный в СССР - русский физик Петр уфимцев с 1962 года, под названием Метод краевых волн в физической теории дифракции , Советское радио, Москва, 1962. В 1971 году эта книга была переведена на английский язык с таким же названием от ВВС США, Отдел иностранных технологий. [16] Теория сыграла решающую роль в разработке американских самолетов-невидимок F-117 и B-2. [17][18] [19] Уравнения, изложенные в документе, количественно определяют, как форма самолета повлияет на его обнаруживаемость с помощью радара, называемого радиолокационным поперечным сечением (RCS). [20] Это было применено компанией Lockheed в компьютерном моделировании для разработки новой формы, которую они назвали «Бриллиант безнадежности», игра слов на « Бриллианте надежды» , гарантируя контрактные права на производство F-117 Nighthawk, начиная с 1975 года. В 1977 году Lockheed произвела два Модели в масштабе 60% по контракту Have Blue. Программа Have Blue была демонстрацией стелс-технологий, которая длилась с 1976 по 1979 год. Northrop Grumman Tacit Blueтакже сыграл роль в разработке композитных материалов и криволинейных поверхностей, малонаблюдаемых объектов, технологии полета по проводам и других инноваций в области стелс-технологий. Успех Have Blue привел к тому, что ВВС США создали программу Senior Trend, которая разработала F-117. [21] [22]

Принципы [ править ]

Стелс-технология (или LO для низкой наблюдаемости ) - это не одна технология. Это набор технологий, используемых в комбинации, которые могут значительно сократить расстояния, на которых можно обнаружить человека или транспортное средство; более того, уменьшение поперечного сечения радара , а также акустические , тепловые и другие аспекты.

Редукция радиолокационного поперечного сечения (RCS) [ править ]

Основная статья: Поперечное сечение радара

Практически с момента изобретения радара пытались свести к минимуму обнаружение различными методами. Быстрое развитие радаров во время Второй мировой войны привело к столь же быстрому развитию многочисленных средств противодействия радиолокационным средствам в течение этого периода; Ярким примером этого было использование мякины . Современные методы включают постановку радиолокационных помех и обман .

Термин « стелс» применительно к самолету с пониженной радиолокационной сигнатурой стал популярен в конце восьмидесятых, когда стал широко известен стелс-истребитель Lockheed Martin F-117 . Первое крупномасштабное (и публичное) использование F-117 было во время войны в Персидском заливе в 1991 году. Однако истребители-невидимки F-117A впервые использовались в бою во время операции Just Cause , вторжения США в Панаму в 1989 году. . [23]

Форма автомобиля [ править ]

Самолет [ править ]

Основная статья: Процесс проектирования самолета
В F-35 Lightning II предлагает более крадущиеся особенности (такие , как эта дверь шасси) , чем предыдущие американские многоцелевых истребителей, таких как F-16 Fighting Falcon

Возможность проектирования самолетов таким образом, чтобы уменьшить их радиолокационное поперечное сечение, была признана в конце 1930-х годов, когда были применены первые радиолокационные системы слежения, и было известно, по крайней мере, с 1960-х годов, что форма самолета имеет большое значение. в обнаруживаемости. Avro Vulcan , британский бомбардировщик 1960 - х годов, было удивительно небольшое появление на радаре , несмотря на его большой размер, а иногда и исчез с экранов радаров полностью. Теперь известно, что он имел незаметную форму, если не считать вертикального элемента хвоста. Несмотря на то, что они были спроектированы раньше, чем когда-либо принимались во внимание малое поперечное сечение радара (RCS) и другие факторы скрытности, [24]в технической записке Royal Aircraft Establishment от 1957 г. говорилось, что из всех самолетов, изученных до сих пор, Vulcan оказался самым простым радиолокационным отражающим объектом из-за своей формы: только один или два компонента вносят значительный вклад в эхо в любом аспекте (один из они представляют собой вертикальный стабилизатор , что особенно актуально для RCS с боковым аспектом), по сравнению с тремя или более в большинстве других типов. [25] [27] Писая о радиолокационных системах, авторы Саймон Кингсли и Шон Кеган выделили форму вулкана, уменьшающую RCS. [28] Напротив, российский дальний бомбардировщик Туполев 95 (по классификации НАТО «Медведь») был заметен на радарах. Теперь известно, чтовоздушные винты и лопасти реактивных турбин дают яркое радиолокационное изображение; [ необходима цитата ] Медведь имеет четыре пары больших (5,6 метра в диаметре) гребных винтов противоположного вращения .

Еще один немаловажный фактор - внутренняя конструкция. Некоторые самолеты-невидимки имеют прозрачную или поглощающую радар оболочку, за которой находятся структуры, называемые входящими треугольниками . Радарные волны, проникая через кожу, задерживаются в этих структурах, отражаясь от внутренних поверхностей и теряя энергию. Этот метод был впервые использован на сериях Blackbird: A-12 , YF-12A , Lockheed SR-71 Blackbird .

Наиболее эффективный способ отражения радиолокационных волн обратно в излучающий радар - это использование ортогональных металлических пластин, образующих угловой отражатель, состоящий либо из двугранной (две пластины), либо из трехгранной (три ортогональные пластины). Эта конфигурация имеет место в хвостовой части обычного самолета, где вертикальная и горизонтальная части хвостовой части расположены под прямым углом. Самолеты-невидимки, такие как F-117, используют другую компоновку, наклоняя хвостовые поверхности, чтобы уменьшить угловые отражения, образующиеся между ними. Более радикальный метод - опустить хвост, как в B-2 Spirit . Чистая конфигурация летающего крыла B-2 с низким лобовым сопротивлением дает ему исключительную дальность полета и уменьшает его радиолокационный профиль. [29] [30]Конструкция летающего крыла больше всего напоминает так называемую бесконечную плоскую пластину (поскольку вертикальные управляющие поверхности резко увеличивают RCS), идеальную форму невидимости, поскольку у него не будет углов для отражения обратных радиолокационных волн. [31]

Воздухозаборник двигателя YF-23 с S-образным каналом скрывает двигатель от зондирующих радиолокационных волн

В дополнение к изменению хвостовой части, стелс-дизайн должен закопать двигатели внутри крыла или фюзеляжа , или, в некоторых случаях, когда скрытность применяется к существующему самолету, установить перегородки в воздухозаборниках, чтобы лопасти компрессора не были видны для радаров. Незаметная форма не должна иметь сложных выступов или выступов любого рода, а это означает, что оружие, топливные баки и другие предметы не должны переноситься снаружи. Любой незаметный автомобиль становится незаметным при открытии двери или люка.

Параллельное выравнивание краев или ровных поверхностей также часто используется в скрытых конструкциях. Техника предполагает использование небольшого количества ориентаций краев в форме конструкции. Например, на F-22A Raptor передние кромки крыла и хвостовые плоскости расположены под одинаковым углом. Другие конструкции меньшего размера, такие как перепускные двери воздухозаборника и отверстие для заправки воздуха , также используют те же углы. Результатом этого является возврат узкого радиолокационного сигнала в очень определенном направлении от излучателя радара, а не возврат рассеянного сигнала.обнаруживается под разными углами. Эффект иногда называют «блеском» после очень короткого сигнала, наблюдаемого при прохождении отраженного луча через детектор. Оператору радара может быть трудно отличить событие блеска от цифрового сбоя в системе обработки.

Stealth планера иногда показывать отличительные зубцы на некоторых обнаженные кромки, такие как порты двигателя. У YF-23 такие насечки на выхлопных патрубках. Это еще один пример параллельного совмещения деталей, на этот раз на внешнем планере.

Требования к форме сильно ухудшили аэродинамические свойства F-117 . Он по своей природе нестабилен и не может летать без системы дистанционного управления .

Кроме того , покрытие кабины навес с тонкой пленкой прозрачного проводника ( вакуумным напылением золота или оксид индия и олова ) помогает уменьшить радиолокационную профиль воздушного судна, так как радиолокационные волны , как правило , входят в кабину, отражаются от объектов (внутри кабины имеет сложная форма, с одним пилотным шлемом, образующим значительный возврат), и, возможно, возврат к радару, но проводящее покрытие создает управляемую форму, которая отклоняет приходящие радиолокационные волны от радара. Покрытие достаточно тонкое, чтобы не ухудшать зрение пилота.

K32 HMS Helsingborg , корабль-невидимка

Корабли [ править ]

Основная статья: Военно-морская архитектура

Суда также применяют аналогичные методы. Хотя более ранний эсминец типа Arleigh Burke имел некоторые особенности снижения сигнатуры. [32] [33] норвежский Skjold класс корвет был первой береговой обороной и французской La Fayette класс фрегат первого океанского стелс корабль , чтобы поступить на службу. Другими примерами являются тайваньский стелс-корвет Tuo Chiang , немецкие фрегаты типа Sachsen , шведский корвет типа Visby , десантный транспортный док USS San Antonio и самый современный военный корабль. конструкции.

Материалы [ править ]

Неметаллический планер [ править ]

Диэлектрические композитные материалы более прозрачны для радаров, тогда как электропроводящие материалы, такие как металлы и углеродные волокна, отражают электромагнитную энергию, падающую на поверхность материала. Композиты также могут содержать ферриты для оптимизации диэлектрических и магнитных свойств материала для его применения.

Радиопоглощающий материал [ править ]

Основная статья: радиационно-поглощающий материал
Скин бомбардировщика Б-2

Радиопоглощающие материалы (RAM), часто в виде красок, используются особенно на краях металлических поверхностей. Хотя материал и толщина покрытий RAM могут различаться, принцип их работы одинаков: поглощает излучаемую энергию наземной или воздушной радиолокационной станции в покрытие и преобразует ее в тепло, а не отражает обратно. [34] Современные технологии включают диэлектрические композиты и металлические волокна, содержащие изотопы феррита. Краска включает нанесение пирамидоподобных колоний на отражающие поверхности с зазорами, заполненными ОЗУ на основе феррита. Пирамидальная структура отклоняет падающую радиолокационную энергию в лабиринте RAM. Один из широко используемых материалов - это краска для железных шариков . [35]Он содержит микроскопические железные сферы, которые резонируют с приходящими радиоволнами и рассеивают большую часть своей энергии в виде тепла, оставляя мало для отражения обратно к детекторам. FSS - это планарные периодические структуры, которые действуют как фильтры для электромагнитной энергии. Рассматриваемые частотно-избирательные поверхности состоят из токопроводящих накладных элементов, наклеенных на слой феррита. FSS используются для фильтрации и поглощения микроволн.

Радиолокационные меры и ограничения невидимости [ править ]

Низкочастотный радар [ править ]

Формирование предлагает гораздо меньше преимуществ скрытности по сравнению с низкочастотными радарами . Если длина волны радара примерно в два раза больше размера цели, эффект полуволнового резонанса все же может дать значительный возврат. Однако низкочастотный радар ограничен отсутствием доступных частот (многие из них активно используются другими системами), недостаточной точностью дифракционно-ограниченных систем с учетом их длинных волн и размером радара, затрудняющим транспортировку. Длинноволновый радар может обнаружить цель и приблизительно определить ее местонахождение, но не предоставить достаточно информации, чтобы идентифицировать ее, навести на нее оружие или даже направить к ней истребитель. [36]

Несколько эмиттеров [ править ]

Большая часть скрытности приходит в направлениях, отличных от прямого возврата. Таким образом, обнаружение может быть лучше достигнуто, если излучатели отделены от приемников. Один излучатель, отдельный от одного приемника, называется бистатическим радаром ; один или несколько излучателей, отдельных от более чем одного приемника, называют мультистатическим радаром . Существуют предложения использовать отражения от излучателей , таких как гражданские радио передатчики , в том числе сотовых телефонной радиосвязи башен . [37]

Закон Мура [ править ]

По закону Мура вычислительная мощность радиолокационных систем со временем растет. Это в конечном итоге подорвет способность физической невидимости скрывать транспортные средства. [38] [39]

Корабль просыпается и брызги [ править ]

Радары бокового обзора с синтезированной апертурой могут использоваться для определения местоположения и курса судов по их следам. [40] Их можно обнаружить с орбиты. [41] Когда корабль движется по морскому пути, он выбрасывает облако брызг, которое может быть обнаружено радаром. [42]

Акустика [ править ]

См. Также: Акустическая сигнатура , Шум самолета и Снижение шума вертолета.

Акустическая малозаметность играет первостепенную роль для подводных лодок и наземной техники. На подводных лодках используются обширные резиновые опоры для изоляции, гашения и предотвращения механических шумов, которые могут указывать на местоположение подводных пассивных сонаров .

Ранние самолеты- невидимки для наблюдения использовали медленно вращающиеся винты, чтобы их не слышали находящиеся внизу вражеские войска. Самолеты-невидимки, которые остаются дозвуковыми, могут не быть отслежены звуковым ударом . Присутствие сверхзвуковых и реактивных самолетов-невидимок, таких как SR-71 Blackbird, указывает на то, что акустическая сигнатура не всегда является основным фактором при проектировании самолетов, поскольку Blackbird больше полагался на свою очень высокую скорость и высоту.

Одним из методов снижения шума винта вертолета является регулировка расстояния между лопастями . [43] Стандартные лопасти ротора расположены равномерно и производят больший шум на заданной частоте и ее гармониках . Использование различного расстояния между лопастями позволяет распространить шум или акустическую сигнатуру ротора на больший диапазон частот. [44]

Видимость [ править ]

Дополнительная информация: военный камуфляж , активный камуфляж , камуфляж для самолетов и камуфляж для кораблей.

Самая простая технология - визуальный камуфляж ; использование краски или других материалов для окрашивания и разделения линий автомобиля или человека.

Большинство самолетов-невидимок используют матовую окраску и темные цвета и работают только в ночное время. В последнее время интерес к дневному свету Stealth (особенно со стороны ВВС США) подчеркивает использование серой краски в подрывных схемах , и предполагается, что в будущем можно будет использовать огни Иегуди, чтобы скрыть планер (на фоне неба, в том числе на ночью самолеты любого цвета кажутся темными [45] ) или как своего рода активный камуфляж. Первоначальная конструкция B-2 имела баки на крыльях для химиката, ингибирующего инверсионный след, который, как утверждают некоторые, был хлорфторсульфоновой кислотой [46].но в окончательной версии он был заменен датчиком инверсионного следа, который предупреждает пилота, когда он должен изменить высоту [47], а при планировании миссии также учитываются высоты, на которых вероятность их образования минимальна.

В космосе зеркальные поверхности могут использоваться для отражения взглядов на пустое пространство известным или предполагаемым наблюдателям; этот подход совместим с несколькими схемами скрытности радара. Тщательный контроль ориентации спутника относительно наблюдателей имеет важное значение, и ошибки могут привести к повышению обнаруживаемости, а не к желаемому снижению.

Инфракрасный [ править ]

Основная статья: инфракрасная подпись
См. Также: Инфракрасное противодействие

Шлейф выхлопных газов вносит значительный вклад в инфракрасную сигнатуру. Одним из способов уменьшения ИК-сигнатуры является наличие некруглой выхлопной трубы (в форме щели) для минимизации площади поперечного сечения выхлопных газов и максимального смешивания горячих выхлопных газов с холодным окружающим воздухом (см. Lockheed F-117 Nighthawk). Часто для ускорения этого процесса в выхлопной поток намеренно вводят холодный воздух (см. Ryan AQM-91 Firefly и Northrop Grumman B-2 Spirit ). Закон Стефана – Больцмана показывает, как это приводит к снижению энергии ( тепловое излучениев инфракрасном спектре), что снижает тепловую сигнатуру. В некоторых самолетах выхлопная струя выпускается над поверхностью крыла, чтобы защитить ее от наблюдателей внизу, как в Lockheed F-117 Nighthawk и нездоровом Fairchild Republic A-10 Thunderbolt II . Для достижения инфракрасной скрытности , отходящий газ охлаждается до температуры , где самые яркие длины волн излучает которые поглощаются в атмосфере двуокиси углерода и пары воды , что значительно снижает видимость инфракрасной выхлопной струи. [48] Другим способом снижения температуры выхлопных газов является циркуляция охлаждающей жидкости, такой как топливо, внутри выхлопной трубы, где топливные баки служат в качестверадиаторы охлаждаются потоком воздуха вдоль крыльев. [ необходима цитата ]

Наземный бой включает использование как активных, так и пассивных инфракрасных датчиков. Таким образом, документ о требованиях к наземной боевой униформе Корпуса морской пехоты США (USMC) устанавливает стандарты качества отражения инфракрасного излучения. [49]

Снижение радиочастотного (RF) излучения [ править ]

Смотрите также: Радиоволна

Помимо уменьшения инфракрасного и акустического излучения, малозаметный автомобиль должен избегать излучения любой другой обнаруживаемой энергии, например, от бортовых радаров, систем связи или утечки радиочастотного излучения из корпусов электроники. В Ф-117 использует пассивный инфракрасный и низкий уровень освещенности телевизионной системы датчиков стремиться свое оружие и F-22 Raptor имеет развитую LPI радар , который может освещать вражеские самолеты , не вызывая предупреждение приемника радара ответ.

Измерение [ править ]

Размер изображения цели на радаре измеряется поперечным сечением радара или RCS, часто обозначается символом σ и выражается в квадратных метрах. Это не геометрическая площадь. Идеально проводящая сфера с площадью поперечного сечения 1 м 2 (т.е. диаметром 1,13 м) будет иметь RCS 1 м 2 . Обратите внимание, что для радиолокационных длин волн, намного меньших диаметра сферы, RCS не зависит от частоты. И наоборот, квадратная плоская пластина площадью 1 м 2 будет иметь RCS σ = 4π A 2 / λ 2 (где A = площадь, λ = длина волны) или 13 982 м 2.на частоте 10 ГГц, если радар расположен перпендикулярно плоской поверхности. [50] При углах падения , отличных от нормы , энергия отражается от приемника, уменьшая RCS. Говорят, что современные самолеты-невидимки имеют RCS, сравнимые с небольшими птицами или большими насекомыми [51], хотя это сильно варьируется в зависимости от самолета и радара.

Если бы RCS была напрямую связана с площадью поперечного сечения цели, единственный способ уменьшить ее - уменьшить физический профиль. Скорее, отражая большую часть излучения или поглощая его, цель достигает меньшего радиолокационного сечения. [52]

Тактика [ править ]

Незаметные ударные самолеты, такие как Lockheed F-117 Nighthawk , обычно используются против хорошо защищенных вражеских объектов, таких как командные центры или батареи зенитных ракет . Радар противника будет покрывать воздушное пространство вокруг этих объектов с перекрывающимся покрытием, что сделает необнаруженное вторжение обычными самолетами практически невозможным. Самолет-невидимка также может быть обнаружен, но только на близком расстоянии от радаров; для малозаметного самолета имеются существенные пробелы в зоне действия радара. Таким образом, незаметный самолет, летящий по соответствующему маршруту, может остаться незамеченным радаром. Даже если самолет-невидимка обнаружен, радары управления огнемработающие в диапазонах C, X и Ku не могут окрашивать (для наведения ракет) низко наблюдаемые (LO) струи, кроме как на очень близких дистанциях. [53] Многие наземные радары используют фильтр Доплера для повышения чувствительности к объектам, имеющим компонент радиальной скорости относительно радара. Планировщики миссий используют свои знания о местонахождении вражеских радаров и диаграмме направленности полета самолета, чтобы спроектировать траекторию полета, которая сводит к минимуму радиальную скорость, одновременно представляя для радара угрозы аспекты с наименьшим уровнем RCS самолета. Чтобы иметь возможность летать по этим «безопасным» маршрутам, необходимо понимать зону действия радара противника (см. Электронную разведку ). Бортовые или мобильные радиолокационные системы, такие как ДРЛО. может усложнить тактическую стратегию скрытной операции.

Исследование [ править ]

После изобретения метаповерхностей традиционные средства уменьшения RCS были значительно улучшены. [54] [55] [56] Как упоминалось ранее, основная цель формирования цели состоит в том, чтобы перенаправить рассеянные волны от направления обратного рассеяния, которое обычно является источником. Однако это ухудшает характеристики с точки зрения аэродинамики. [57] Одно из возможных решений, которое широко исследовалось в последнее время, состоит в использовании метаповерхностей, которые могут перенаправлять рассеянные волны без изменения геометрии цели. [54] [55] [56] Такие метаповерхности в первую очередь можно разделить на две категории: (i) метаповерхности шахматной доски, (ii) метаповерхности градиентного индекса. Так же,Метаматериалы с отрицательным показателем преломления - это искусственные структуры, для которых показатель преломления имеет отрицательное значение для некоторого диапазона частот, например, в микроволновом, инфракрасном или, возможно, оптическом диапазоне. [58] Они предлагают другой способ уменьшить обнаруживаемость и могут обеспечить электромагнитную почти невидимость на рассчитанных длинах волн.

Плазменная невидимость - это явление, предложенное для использования ионизированного газа, называемого плазмой , для уменьшения RCS транспортных средств. Взаимодействие между электромагнитным излучением и ионизированным газом широко изучается для многих целей, включая скрытие транспортных средств от радаров. Различные методы могут образовывать слой или облако плазмы вокруг транспортного средства, чтобы отклонить или поглотить радар, от более простых электростатических до более сложных радиочастотных (РЧ) лазерных разрядов, но на практике это может быть затруднительно. [59]

Существует ряд технологических исследований и разработок для интеграции функций систем управления полетом самолета, таких как элероны , рули высоты , элевоны , закрылки и флапероны, в крылья для выполнения аэродинамических целей с преимуществами более низкой RCS для малозаметности за счет более простой геометрии и меньшей сложности. (механически проще, меньше движущихся частей или поверхностей или совсем без них, меньше обслуживания), а также меньшая масса, стоимость (на 50% меньше), лобовое сопротивление (на 15% меньше во время использования) и инерция (для более быстрой и сильной реакции управления на измените ориентацию автомобиля, чтобы уменьшить обнаружение). Два многообещающих подхода - это гибкие крылья и флюидика.

В гибких крыльях большая часть или вся поверхность крыла может изменять форму в полете, отклоняя воздушный поток. Адаптивные совместимые крылья - это военная и коммерческая задача. [60] [61] [62] X-53 Активный Аэроупругое Wing был ВВС США, Boeing и NASA усилия.

В области жидкостей инжекция жидкости исследуется для использования в самолетах для управления направлением двумя способами: управление циркуляцией и управление вектором тяги. В обоих случаях более крупные и сложные механические части заменяются более мелкими и простыми жидкостными системами, в которых большие силы в жидкостях отклоняются меньшими струями или потоками жидкости с перерывами, чтобы изменить направление движения транспортных средств. Движущиеся механические управляющие поверхности составляют важную часть поперечного сечения РЛС самолета. [63] Отсутствие механических рулевых поверхностей может уменьшить возврат радара. [63] [64] [65] Компания BAE Systems провела испытания двух беспилотных летательных аппаратов с жидкостным управлением, один из которых был назван Demon в 2010 году, [64] [63]и еще один, начавшийся в 2017 году, под названием MAGMA, с Манчестерским университетом . [65]

При управлении циркуляцией около задних кромок крыльев системы управления полетом самолета заменяются прорезями, которые испускают потоки жидкости. [66] [67] [68]

Список самолетов-невидимок [ править ]

Основная статья: Список самолетов-невидимок
  • F-117 Nighthawk
  • B-2 Spirit
  • F-22 Raptor
  • F-35 Lightning II
  • J-20
  • Су-57

Список кораблей с пониженной сигнатурой [ править ]

Основная статья: Корабль-невидимка

Корабли военно-морского флота во всем мире включают функции уменьшения сигнатур, в основном с целью уменьшения дальности обнаружения противокорабельных ракет и повышения эффективности противодействия, а не фактического предотвращения обнаружения. К таким кораблям относятся:

  • Фрегат класса Пхумипон Адульядет
  • Прибрежный боевой корабль класса " Независимость"
  • Корвет типа Каморта
  • Эсминец типа Калькутта
  • Фрегат типа Махараджа Лела
  • Фрегат типа Нилгири (2019 г.)
  • Фрегат класса La Fayette
  • Корвет класса Visby
  • Корвет класса Skjold
  • Tuo Chiang - корвет-невидимка
  • Фрегат класса Sachsen
  • Фрегат типа "Шивалик"
  • Фрегат типа Talwar
  • Эсминец типа 055
  • Эсминец типа Вишакхапатнам
  • Эсминец класса Zumwalt

Список вертолетов-невидимок [ править ]

Основная статья: Вертолет-невидимка
  • Боинг / Сикорский RAH-66 Comanche

См. Также [ править ]

  • Братья Хортен - немецкие инженеры, чьи самолеты послужили образцами для бомбардировщиков-невидимок.
  • Многоспектральный камуфляж
  • Уфимцы - советский - русский физик , который создал большую часть оригинальной теории за радарную скрытностью
  • Радар

Ссылки [ править ]

  1. ^ Рао, Джорджия; Махуликар, СП (2002). «Комплексный обзор стелс-технологий и их роли в авиации». Авиационный журнал . 106 (1066): 629–641.
  2. ^ Махуликар, ИП; Sonawane, HR; Рао, Джорджия (2007). «Инфракрасные сигнатурные исследования аэрокосмических аппаратов» . Прогресс в аэрокосмических науках . 43 (7–8): 218–245. Bibcode : 2007PrAeS..43..218M . DOI : 10.1016 / j.paerosci.2007.06.002 .
  3. ^ a b Ричельсон, JT (10 сентября 2001 г.). «Наука, технологии и ЦРУ» . Архив национальной безопасности . Университет Джорджа Вашингтона . Проверено 6 октября 2009 года .
  4. ^ a b Мерлин, Питер У. (5–8 января 2009 г.). Дизайн и разработка Blackbird: проблемы и извлеченные уроки (PDF) . 47-я встреча AIAA по аэрокосмическим наукам, включая форум «Новые горизонты» и аэрокосмическую выставку. Орландо, Флорида: Американский институт аэронавтики и астронавтики. Архивировано из оригинального (PDF) 18 октября 2013 года . Проверено 6 октября 2009 .
  5. ^ Cadirci, S. " RF Stealth (или малозаметный) и встречное РФ Stealth Technologies: Последствия встречном РФ Stealth Решения для ВВС Турции Архивированных 2011-07-20 на Wayback Machine ." Военно-морская аспирантура, Монтерей, Калифорния, доктор философии. Тезис. Март 2009 г. По состоянию на 6 октября 2009 г.
  6. ↑ Юэ, Т. (30 ноября 2001 г.). «Обнаружение бомбардировщика-невидимки B-2 и краткая история« малозаметности » » . Технология - Интернет-издание . Массачусетский технологический институт . Проверено 5 октября 2009 года .
  7. ^ Вей, Адам Леонг Кок (2014-03-15). «Принципы специальных операций: обучение у Сунь-Цзы и Фронтинуса». Сравнительная стратегия . 33 (2): 131–144. DOI : 10.1080 / 01495933.2014.897119 . ISSN 0149-5933 . S2CID 154557121 .  
  8. ^ Хэддоу, GW; Грош, Питер М. (1988). Немецкие гиганты - Немецкие R-Planes 1914–1918 (3-е изд.). Лондон: Патнэм. ISBN 0-85177-812-7.
  9. Перейти ↑ Abbott, Patrick (1989). Британский дирижабль на войне, 1914–1918 гг . Теренс Далтон. С. 31–33. ISBN 0861380738.
  10. ^ "Военно-морской музей Квебека" . Рассеянное освещение и его использование в заливе Чалер . Королевский канадский флот. Архивировано из оригинального 23 мая 2013 года . Проверено 18 сентября 2012 года .
  11. ^ "Покрытие подводной лодки Anti Sonar" . Uboataces . Проверено 18 сентября 2012 года .
  12. ^ Хепке, Герхард (2007). «Радиолокационная война 1930–1945 гг.» (PDF) . Английский перевод Ханной Либманн. Радарный мир: 45 . Проверено 19 сентября 2012 года . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  13. ^ a b Педлоу, Грегори В .; Велценбах, Дональд Э. (1992). Центральное разведывательное управление и воздушная разведка: программы U-2 и OXCART, 1954–1974 (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Центральное разведывательное управление.
  14. ^ Poteat, Gene (1998). «Скрытность, контрмеры и ELINT, 1960–1975» (PDF) . Исследования в области интеллекта . 48 (1): 51–59.
  15. ^ "1960-е AQM-34 Райан Файрби (США)" . PBS . Проверено 14 января 2015 года .
  16. ↑ Национальный центр воздушной разведки, База Райт-Паттерсон, Огайо, 1971. Технический отчет AD 733203, Центр технической информации Министерства обороны США, Станция Камерон, Александрия, Вирджиния, 22304-6145, США
  17. ^ Браун, М.В. «Два конкурирующих конструктора проложили путь к созданию боевых самолетов-невидимок», New York Times, Sci. Times Sec., 14 мая 1991 г.
  18. Перейти ↑ Browne, MW «Lockheed кредитует советскую теорию при разработке F-117», Aviation Week Space Technology, стр. 27 декабря 1991 г.
  19. ^ Рич, Бен и Л. Янос, Skunk Works , Little Brown, Бостон, 1994.
  20. ^ Knott, EF; Shaeffer, JF; Тулей, MT (2004). Поперечное сечение радара - второе издание . Роли, Северная Каролина: SciTech Publishing. С. 209–214. ISBN 1-891121-25-1. Проверено 7 октября 2009 года .
  21. ↑ Кевин (14 июля 2003 г.). «F-117A Senior Trend» . F-117A: Черный Джет . Проверено 2 сентября 2019 .
  22. ↑ Goebel, Грег (1 марта 2010 г.). «Старший тренд» . Vectorsite.net . Архивировано из оригинального 3 -го января 2012 года . Проверено 2 сентября 2019 .
  23. Перейти ↑ Crocker, HW III (2006). Не наступай на меня . Нью-Йорк: Форум Короны. п. 382 . ISBN 978-1-4000-5363-6.
  24. ^ Sweetman, Билл. «Бомбардировщик, который не видит радар». New Scientist , 4 марта 1982 г.
  25. Перейти ↑ Dawson 1957, p. 3.
  26. Перейти ↑ Seddon and Goldsmith 1999, p. 343.
  27. ^ В письме для Американского института аэронавтики и астронавтики Дж. Седдон и Э. Л. Голдсмит отметили, что «из-за его формы крыла, небольшого вертикального оперения и заглубленных двигателей, под некоторыми углами [Avro Vulcan] был почти невидим для радаров». . [26]
  28. ^ Кингсли и Quegan 1999, стр. 293.
  29. ^ Croddy и Вирц 2005, стр. 341-342.
  30. ^ Сиура 1993, стр. 114-115.
  31. ^ «B-2: Дух инноваций» (PDF) . Корпорация Northrop Grumman . Проверено 4 февраля 2015 .
  32. Перейти ↑ DDG-51 Arleigh Burke-class . Сайт ФАС . Федерация американских ученых. Архивировано из оригинального 24 декабря 2013 года . Проверено 2 февраля 2011 года .
  33. ↑ Бенсон, Роберт (ноябрь 1998 г.). "Арли Берк: стержень военно-морского флота" . Азиатско-Тихоокеанский оборонный форум . Федерация американских ученых . Проверено 2 февраля 2011 года .
  34. ^ http://www.researchinventy.com/papers/v3i12/D0312015019.pdf
  35. ^ Wolchover, Натали (21 января 2011). "Как самолеты-невидимки уклоняются от врага?" . Живая наука . Бат, Англия: Future plc . Проверено 1 июля 2019 .
  36. ^ Майор Gen. Carlsons брифинг по Stealth Fighters, вторник, 20 апреля 1999
  37. ^ Статья MIT "The Tech - онлайн-издание" Обнаружение бомбардировщика-невидимки B-2 и краткая история "Stealth" Тао Юэ, опубликованная 30 ноября 2001 г. в (том 121, выпуск 63)
  38. ^ Проблемы глобального оппозиционного движения JSF
  39. ^ Руководство Военно-морского института по мировым военно-морским системам вооружения Норман Фридман, Введение, страница x
  40. ^ Рид, Артур М .; Милгрэм, Джером Х. (1 января 2002 г.). «Судовые следы и их радиолокационные изображения» . Ежегодный обзор гидромеханики . 34 (34): 469–502. Bibcode : 2002AnRFM..34..469R . DOI : 10.1146 / annurev.fluid.34.090101.190252 .
  41. ^ Грациано, Мария; Грассо, Марко; д'Эррико, Марко (2017). "Анализ эффективности обнаружения судового следа по радиолокационным изображениям Sentinel-1" . Дистанционное зондирование . 9 (11): 1107. Bibcode : 2017RemS .... 9.1107G . DOI : 10,3390 / rs9111107 .
  42. ^ https://www.researchgate.net/publication/271464016_Radar_backscattering_from_sea_foam_and_spray
  43. ^ "Стелс-вертолет: Расширенный вертолет специальных операций MH-X" . GlobalSecurity.org . Проверено 28 апреля 2012 года .
  44. ↑ Эдвардс, Брайан (май 2002 г.). Психоакустическое тестирование модулированного расстояния между лопастями основных роторов - NASA / CR-2002-211651 (PDF) . НАСА. п. 1.2. CiteSeerX 10.1.1.15.3782 . Проверено 1 июля 2019 года .  
  45. ^ Буш, Ванневар; Конант, Джеймс; Харрисон, Джордж (1946). «Маскировка самолетов-морских поисковиков» (PDF) . Исследования видимости и некоторые приложения в области камуфляжа . Управление научных исследований и разработок Национального комитета оборонных исследований. С. 225–240 . Проверено 12 февраля 2013 года .
  46. ^ Aeronautics.ru Архивировано 14 января 2004 г. на Wayback Machine (Мертвая ссылка)
  47. ^ Госнелл, Mariana (июль 2007). «Линии полета: почему инверсионные следы торчат» . Воздух и космос . Проверено 1 июля 2019 .
  48. ↑ Копп, Карло (ноябрь 1989 - январь 1990). «Оптическая война - новый рубеж» . Австралийская авиация . Австралийская авиация (оригинал). 1989 (ноябрь) . Проверено 23 июня 2019 .
  49. ^ Джунек, Ларри; Кэмерон, Меган; То же, Сьюзен; Моррис, Элизабет; Шонесси, Майкл (28 мая 2010 г.). «Поддержка истребителей: наблюдения за наземной боевой униформой Министерства обороны США; GAO-10-669R» . Счетная палата правительства . Федеральное правительство США . Проверено 23 июня 2019 .
  50. ^ Knott, Юджин; Шеффер, Джон; Тулей, Майкл (1993). Радиолокационный разрез, 2-е изд . Artech House, Inc. стр. 231. ISBN. 0-89006-618-3.
  51. ^ F-22 Raptor Stealth GlobalSecurity.org
  52. ↑ Билл Свитман, Нетрадиционное оружие: Что мы узнали о технологии невидимости из боевой карьеры F-117 , Smithsonian Air & Space Magazine, 1 января 2008 г.
  53. ^ "Как Россия могла когда-нибудь сбить бомбардировщик-невидимку F-22, F-35 или B-2" . 2018-11-08.
  54. ^ а б А. Ю. Моди; М.А. Аляхья; К.А. Баланис; CR Birtcher, «Метод на основе метаповерхности для широкополосного сокращения RCS двугранных угловых отражателей с множественными отражениями», в IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.67, no.12, pp. -, декабрь 2019 г. doi : 10.1109 / TAP .2019.2940494
  55. ^ а б Моди, AY; Баланис, Калифорния; Биртчер, CR; Шаман, Х. (январь 2019). «Новый класс метаповерхностей RCS-редукции на основе подавления рассеяния с использованием теории массивов». Транзакции IEEE по антеннам и распространению . 67 (1): 298–308. Bibcode : 2019ITAP ... 67..298M . DOI : 10.1109 / TAP.2018.2878641 . S2CID 58670543 . 
  56. ^ а б Моди, AY; Баланис, Калифорния; Биртчер, CR; Шаман, Х. (октябрь 2017 г.). «Новый дизайн поверхностей уменьшения поперечного сечения сверхширокополосного радара с использованием искусственных магнитных проводников». Транзакции IEEE по антеннам и распространению . 65 (10): 5406–5417. Bibcode : 2017ITAP ... 65.5406M . DOI : 10.1109 / TAP.2017.2734069 . S2CID 20724998 . 
  57. ^ Ли, Юнфэн; Чжан, Цзецю; Цюй, Шаобо; Ван, Цзяфу; Чен, Хунья; Сюй, Чжо; Чжан Аньсюэ (05.06.2014). «Уменьшение поперечного сечения широкополосного радара с использованием двумерных метаповерхностей фазового градиента». Письма по прикладной физике . 104 (221110): 221110. Bibcode : 2014ApPhL.104v1110L . DOI : 10.1063 / 1.4881935 .
  58. ^ Шелби, РА; Смит, Д.Р .; Шульц, С. (2001). «Экспериментальная проверка отрицательного показателя преломления». Наука . 292 (5514): 77–79. Bibcode : 2001Sci ... 292 ... 77S . DOI : 10.1126 / science.1058847 . PMID 11292865 . S2CID 9321456 .  
  59. ↑ Адамович, И.В. Рич, JW; Чернухо А.П .; Жданок, С.А. (2000). "Анализ бюджета мощности и стабильности неравновесной воздушной плазмы высокого давления" (PDF) . Труды 31 - й АИАА Плазмодинамика и лазерах конференции, 19-22 июня 2000 года . С. Бумага 00–2418. Архивировано из оригинального (PDF) 10 сентября 2006 года.
  60. ^ Скотт, Уильям Б. (27 ноября 2006 г.). «Морфинговые крылья» . Авиационная неделя и космические технологии .
  61. ^ "FlexSys Inc .: Аэрокосмическая промышленность" . Архивировано из оригинального 16 -го июня 2011 года . Проверено 26 апреля 2011 года .
  62. ^ Кота, Шридхар; Осборн, Рассел; Эрвин, Грегори; Марич, Драган; Флик, Питер; Пол, Дональд. «Адаптивное совместимое крыло для миссии - конструкция, изготовление и летные испытания» (PDF) . Анн-Арбор, Мичиган; Дейтон, Огайо, США: FlexSys Inc., Исследовательская лаборатория ВВС. Архивировано из оригинального (PDF) 22 марта 2012 года . Проверено 26 апреля 2011 года .
  63. ^ a b c Axe, Дэвид (13.02.2019). «Бомбардировщики F-22 и B-2 старые: грядет новое поколение Super Stealth» . Национальный интерес . Центр национальных интересов . Проверено 21 июня 2019 .
  64. ^ a b Кристофер, Домбровски (2010-10-05). «Новый испытательный самолет летит без рулей» . Ars Technica . Wired Media Group . Проверено 21 июня 2019 .
  65. ^ a b «Успешное завершение первых летных испытаний беспилотного летательного аппарата МАГМА» . BAE Systems . 2017-12-13 . Проверено 21 июня 2019 .
  66. ^ Джон, Филипп (2010). «Программа комплексных промышленных исследований безлопастных летательных аппаратов (FLAVIIR) в авиационной технике» . Труды Института инженеров-механиков, Часть G: Журнал аэрокосмической техники . Лондон: Публикации по машиностроению. 224 (4): 355–363. DOI : 10.1243 / 09544100JAERO580 . hdl : 1826/5579 . ISSN 0954-4100 . S2CID 56205932 . Архивировано из оригинала на 2018-06-23.  
  67. ^ "Витрина БПЛА демонстрирует безлопастный полет" . BAE Systems. 2010. Архивировано из оригинала на 2011-07-07 . Проверено 22 декабря 2010 .
  68. ^ "Демон БПЛА входит в историю, летая без закрылков" . Metro.co.uk . Лондон: Associated Newspapers Limited. 28 сентября 2010 г.

Библиография [ править ]

  • Доусон, TWG, GF Kitchen и GB Glider. Измерения радиолокационного отражения от вулкана методом оптического моделирования. Фарнборо, Хантс, Великобритания: Royal Aircraft Establishment, сентябрь 1957 г. Файл каталога национального архива, AVIA 6/20895
  • Уфимцев Петр Я. , "Метод краевых волн в физической теории дифракции", Москва, Россия: Изд-во. Сов. Радио [Издательство Советского радио], 1962, стр. 1–243.
  • Дусе, Арно; Фрейтас, Нандо де; Гордон, Нил (2001) [2001]. Последовательные методы Монте-Карло на практике . Статистика для инженерии и информатики (1-е изд.). Берлин: Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-95146-1. Проверено 11 марта 2009 .
  • Аналоги Стелса - Northrop Grumman
  • Противодействие скрытности
  • Как достигается "малозаметность" на F-117A
  • Патент США № 6297762. 2 октября 2001 г. Электронная система противодействия (Раскрыто устройство для обнаружения разности фаз между принятыми сигналами на двух разнесенных антеннах и для последующей ретрансляции противофазных сигналов равной амплитуды от двух разнесенных антенн.)
  • «Управление полетом с многоосевым вектором тяги и предотвращение катастрофических отказов», отчеты в Департамент транспорта США / FAA, Технический центр, ACD-210, FAA X88 / 0 / 6FA / 921000/4104 / T1706D, FAA Res. Бенджамин Гал-Ор, Грант № 94-G-24, CFDA, № 20.108, 26 декабря 1994 г .; «Вектор движения, сверхманевренность и самолет-робот», Бенджамин Гал-Ор, Springer Verlag, 1990, ISBN 0-387-97161-0 , 3-540-97161-0. 
  • Зулер, Пол А. От радуги до удовольствия: скрытность и дизайн Lockheed Blackbird , Американский институт аэронавтики и астронавтики, 2009. ISBN 1-60086-712-X . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Стелс-дизайн используется для военных самолетов?
  • Справочник по малозаметным спутникам
  • Скрытность в ударной войне
  • Стелс-технология
  • Смена парадигмы превосходства в воздухе (невидимость)