Niewidzialne samoloty. Czym jest technologia stealth?

Typów samolotów, które można określić tym mianem stworzono jak na razie siedem, choć do pełnego użytku weszło pięć. W zasadzie wszystkie z nich są niezwykłymi osiągnięciami techniki na wielu polach sztuki wojennej. Sylwetki niektórych z nich lub same ich nazwy związane z ważnymi wydarzeniami i konfliktami są bez przesady elementami popkultury rozpowszechnionymi głównie przez Hollywood.

By można było mówić o samolocie stealth nie wystarczy tylko to, by był niewidzialny, czyli w zasadzie trudno wykrywalny dla radaru. Musi on być także niewidoczny w paśmie podczerwieni (wykrywanie ciepła) i niesłyszalny pod zwykłym akustycznym względem. W tym tekście skupimy się na technologii stealth w związku z klasycznymi radarami emitującymi ze swoich anten fale elektromagnetyczne.

Po pierwsze trzeba zdać sobie w pełni sprawę z tego, jaką rewolucją na powietrznym polu walki był radar i jakie możliwości dał tym, którzy chcieli wykryć nadlatujące samoloty. Zwykle działanie radaru przeciwlotniczego jest przez nas kojarzone z obroną. Myślimy o radarze z perspektywy tego, który poszukuje na niebie samolotów wroga. Jest tak z powodu pierwszego znaczącego użycia radarów w Bitwie o Anglię w 1940 r. podczas II Wojny Światowej, kiedy Brytyjczycy byli w stanie zawczasu wykrywać nazistowskie bombowce nadlatujące nad ich wyspę.

To pozwalało na wysłanie na ich spotkanie myśliwców, które miały szansę zestrzelić agresorów zanim ci byli w stanie zrzucić swoje bomby na Londyn lub inne miasto. Gdyby nie radar, Wielka Brytania najprawdopodobniej nie byłaby w stanie wygrać powietrznego starcia, które wpłynęło na dalsze losy wojny.

Jak jednak wygląda sytuacja z punktu widzenia pilota? Co jeśli wyobrazimy sobie nasz samolot, który musi przeprowadzić misję rozpoznawczą lub uderzeniową na terytorium kontrolowanym przez wroga? Wtedy radar staje się największym zagrożeniem. Jeśli zostaniemy wykryci, nasze szanse na przeżycie bardzo maleją.

Nie dość, że wróg może wysłać przeciwko nam swoje samoloty, to radar może też zdradzić nasze położenie obsłudze naziemnych stanowisk obrony przeciwlotniczej, która może zaatakować nas rakietami. Jednocześnie nasz cel może zostać ostrzeżony i niekiedy przemieszczony. Jeśli chcemy mieć możliwości skutecznego rażenia celów wroga na jego terytorium - co jest kluczowe w każdym konflikcie zbrojnym - musimy rozwiązać problem radarów, które zdradzają naszą obecność i położenie.

Można to zrobić na dwa sposoby. Pierwszy, o wiele trudniejszy i bardziej ryzykowny, polega na opracowaniu takich przeciwśrodków dla nadlatujących samolotów i rakiet przeciwnika, które przestaną być dla nas problemem. Mówiąc wprost - to w zasadzie niemożliwe.

Drugi sposób polega na uniknięciu wykrycia przez radar. Jeżeli przeciwnik w ogóle nie wie o naszej obecności, nie musimy się martwić jego systemami obronnymi i dopóki pozostajemy niewykryci możemy kontynuować misję z ogromnie większymi szansami na jej wypełnienie i bezpieczny powrót do bazy. Idealny byłby samolot niewykrywalny dla radarów.

Są tylko trudnowykrywalne. Samolot zawsze będzie podatny na wykrycie przez fale radaru, które są wysyłane przez jego antenę. Jeśli chociaż część tych fal zostanie odbita przez samolot, te wracają do radaru i wskazują jego położenie. Chodzi więc o to, by tzw. skuteczna powierzchnia odbicia naszego samolotu była jak najmniejsza. Jeśli radar w ogóle mógłby nas zobaczyć, widziałby nas nie jako samolot, ale jako ptaka.

Tak właśnie dzieje się w przypadku samolotów o obniżonej wykrywalności. Technicznie są one wykrywalne. Tyle że ich wizerunek radarowy, czyli wspomniana skuteczna powierzchnia odbicia, jest tak mała, że radary nie są w stanie ich wychwycić. Oczywiście nieustannie trwają prace nad udoskonalaniem radarów, by były zdolne wykrywać jak najmniejsze radarowo samoloty.

Konstruktorzy samolotów z kolei starają się stworzyć maszyny, które będą w jak największym stopniu trudnowykrywalne. To wyścig pomiędzy bronią służącą do ataku i tą służącą do obrony. Trwa od najdawniejszych czasów i brali w nim udział już ludzie pierwotni, próbujący wymyślić sposób na zmniejszenie skuteczności dzidy wroga.

Więcej na temat lotnictwa możecie przeczytać na Spider's Web:

Jak w takim razie zbudować samolot, który będzie trudnowykrywalny? Co sprawia, że jedne statki powietrzne bez względu na rozmiar są słabiej lub lepiej widziane przez radary? Istnieją trzy drogi do osiągnięcia obniżonej wykrywalności. Wszystkie polegają na manipulowaniu falami elektromagnetycznymi wysyłanymi przez radar:

Aby pochłaniać sygnały samolot musi być pokryty specjalną farbą lub powłoką. Taka właśnie metoda jest stosowana we wszystkich modelach samolotów w technologii stealth. Jest po prostu najłatwiejsza do zastosowania. Nie narusza aerodynamiki samolotu, nie wymaga dodatkowego oprzyrządowania, choć oczywiście jej stworzenie nie jest sprawą prostą.

Tylko kraje posiadające najbardziej zaawansowane możliwości w zakresie wytwarzania nowych materiałów i stopów są w stanie stworzyć takie materiały. Powierzchnie samolotu stealth nie mogą być metaliczne, ponieważ są odblaskowe. Z tego powodu niektóre samoloty stealth wykorzystują włókna węglowe lub szklane oraz innowacyjne tworzywa sztuczne.

Rozpraszanie sygnałów radarowych jest osiągane przez specyficzny kształt samolotów w technologii stealth. Stąd właśnie tak niezwykły wygląd słynnych F-117 Nighthawk czy B-2 Spirit. Nawet myśliwce takie jak F-22 czy F-35 wyglądają zauważalnie inaczej od swoich poprzedników, czyli F-15 czy F-18, choć nie różnią się od nich tak rewolucyjnie jak F-117.

Aby uczynić samolot niewidocznym dla radaru wykorzystuje się niemal wszystkie jego powierzchnie płaskie. Przyczyną, dla której wspomniany F-117 ma tak wyjątkowy kształt, jest po prostu brak wystarczająco zaawansowanych komputerów w latach 70., gdy był projektowany. Jednak wraz z rozwojem technologii zaawansowane metody projektowania wykorzystujące coraz bardziej wydajne komputery pozwoliło inżynierom tworzyć bardziej konwencjonalnie wyglądające samoloty.

Sposobem na sprawienie, by sygnały radarowe nie były odbijane z powrotem do anten radarów jest nadanie samolotowi odpowiednio kształtu. Okrągły kadłub odbija sygnały radarowe z dowolnego punktu, co powoduje wykrycie. Aby tego uniknąć w technologii stealth stosuje się płaskie powierzchnie i ostre załamania pod wieloma kątami, które powodują, że sygnał radarowy jest rozpraszany w każdym kierunku, tylko nie w tym, z którego jest nadawany. Bardzo istotne jest również osłonięcie wszystkich otworów wlotowych i wylotowych w samolocie materiałami pochłaniającymi. W przypadku gdy sygnał radarowy dostaje się do wnętrza samolotu, może ulec rezonansowi i wzmocnieniu. To ułatwiałoby jego wykrycie.

Trzecim sposobem na uniknięcie wykrycia przez radar jest emisja własnych sygnałów przez samoloty stealth. W tym zakresie jednak praktycznie wszystkie informacje są utajnione, więc niewiele można o nich powiedzieć.

Wymogi technologii stealth muszą być w pełni uwzględnione w projekcie samolotu od samego początku. Kształt, materiały, silniki i wyposażenie i wszystkie rozwiązania technologiczne oraz mechaniczne w samolocie muszą być zaprojektowane tak, by przyczyniać się do rozpraszania sygnałów radarowych z dala od anteny radaru.

Niektóre samoloty, takie jak F/A-18 Super Hornet, pełniące służbę w Marynarce Wojennej Stanów Zjednoczonych otrzymały pewne ulepszenia, które prowadzą obniżonego stopnia wykrywalności.

Nigdy jednak nie da się z nich zrobić samolotów, które będą dla radarów tak małe, jak choćby F-22 czy F-35.