Как работает стелс-режим на самолетах?

Говорят, что некоторые самолеты и некоторые подводные лодки скрыты: они остаются незамеченными на радарах противника. Не все объекты могут стать невидимыми, поэтому не надейтесь добавить режим скрытности в свой автомобиль, чтобы избежать полицейских радаров, это не то же самое.

Чтобы понять режим "стелс" самолета, давайте начнем с изучения того, как работает радар, потому что именно от него самолет-стелс стремится спрятаться.

Радар

Радар, в авиационном смысле, представляет собой устройство, которое позволяет обнаруживать то, что находится в его поле обнаружения, с помощью радиоволн. Термин "Радар" происходит от аббревиатуры от RAdio Detection And Ranging, что означает "обнаружение и оценка расстояния по радиоволнам".

Подобно тому, как камера со вспышкой может улавливать свет, отраженный от объектов, радар использует радиоволну по тому же принципу.

Сначала радар будет излучать электромагнитную волну в направлении неба (в случае, если мы хотим обнаружить самолеты). Эта волна распространится, ударит по самолету и будет отражена самолетом. Если часть этого отражения, называемого радиолокационным эхом, проходит через антенну радара, то последний обнаруживает самолет и может отображать информацию на экране:

Не все самолеты имеют одинаковый размер, поэтому каждый шаблон самолета имеет волнообразную подпись, которая ему свойственна. Таким образом, с помощью радара можно узнать, имеет ли дело авиалайнер, небольшой планер или истребитель. Анализируя время, затраченное отражением волны на возвращение к радару, можно узнать, как далеко находится самолет. Повторяя операцию, можно узнать ее направление и скорость.

Скрытый режим

Если мы не хотим, чтобы радар засек нас, то не стоит возвращать ему отражение волны, которую он посылает вам. Для этого есть несколько решений:

• Быть прозрачным для волн: волна проходит через вас, не отражаясь;
• Отправить волну в направлении, отличном от того, откуда она пришла: она не пойдет к радару;
• Поглотить волну: волна не будет отражена;
• Послать идентичную волну, но на 180° не в фазе, чтобы падающая волна и отраженная волна подавляли друг друга.

Что касается прозрачности: обычно (любые) волны отражаются от объектов, размер которых приближается к длине волны излучаемой волны. Чтобы обнаружить что-то большое, достаточно большой длины волны. Чтобы обнаружить птицу или даже дождь, нужны скорее короткие волны.

Все объекты, из любого материала, могут отражать электромагнитные волны, и поэтому могут стать видимыми на некоторых радарах. Излишне говорить, что в этих условиях становится трудно создать самолет, невидимый для всех волн: для противника достаточно использовать волну, подходящую по размерам самолетов, чтобы быть уверенным, что у него есть эхо-радар.

Итак, остается три других решения: отклонить волну, поглотить ее или отменить ее другой волной. Многие из этих методов обычно используются одновременно.

Уже сейчас самолеты-невидимки имеют весьма своеобразную геометрию. Эта геометрия здесь именно для отражения волны в другом месте, кроме того, откуда она исходит. В некоторых случаях радиолокационная волна также попадает в угловатые выступы самолета, и кабина в конечном итоге полностью рассеивает энергию:

Самолеты-невидимки покрываются покрытием (обычно непосредственно краской), которое поглощает радиоволны. Это покрытие предназначено для поглощения широкого диапазона частот, что делает самолет незаметным для множества различных радаров.

Это покрытие может затем поглотить волну химически или физически.

В первом случае волна превращается в тепло, потому что она реагирует с металлическими включениями в краске. Металлы, и в первую очередь металлы с высокой электрической проницаемостью или магнитной проницаемостью (например, Пермаллой или Мю-металл) очень хорошо поглощают электромагнитные волны.

Во втором случае волна подавляется эффектом интерференции тонкой пленки из-за толщины покрытия. В последнем случае принятая волна отражается на 50% покрытием и на 50% отражается кабиной внизу, в идеале с полуфазной длиной волны фазового сдвига: поэтому две отраженные волны компенсируют друг друга. Недостатком является то, что это хорошо работает только для одной конкретной длины волны.

В дополнение к этим пассивным методам существуют также активные волновые глушители. Это означает, что самолет будет излучать свои собственные волны, либо отменять волны, которые он получает, излучая волны, смещенные на 180°, которые затем будут отменять волну радара.

Здесь самолет имеет датчик, который определяет характер падающего радиолокационного сигнала, а затем выдает сигнал, который его отменяет.

Наконец, некоторые самолеты могут выпускать противорадиолокационные приманки, немного похожие на тепловые приманки, но для радаров и ракет, управляемых радиолокационным сигналом. Затем радары обнаруживают тысячи различных подписей и больше не знают, какой из них является настоящим самолетом.

В заключение о стелс-режиме

Следует отметить, что материально невозможно быть полностью прозрачным для всех радиолокационных волн, главным образом потому, что нет материала, который поглощает или отражает весь электромагнитный спектральный диапазон.

Тогда часть волны всегда будет поглощена самолетом, а это означает, что волна превращается в тепло, и самолет немного нагревается. То, что самолет приобретает невидимость на радарах, он теряет его в термической сигнатуре и на тепловизионных камерах, которые также оснащают устройства обороны противника.

Идея режима "стелс" скорее заключается в том, чтобы задержать ответ противника. Если самолету удастся пройти за птицей или облаком на экране радара, он не поднимет тревогу: результат будет положительным для самолета, даже если до его обнаружения осталось всего несколько минут.

Для подводных лодок то же самое. Следует отметить, что в воде следует учитывать и шум: помимо радаров используются гидролокаторы. Принцип тот же, просто мы используем механические волны, такие как звук, и плюс радиоволны (которые очень плохо проходят в воде).