Истребители. Пятое поколение. Невидимки

Что же такое технологии стелс? Цель их — сделать истребитель малозаметным для противника. Прежде всего это относится к малозаметности для вражеских локаторов, затем — для тепловых самонаводящихся ракет, ну а в идеале — и для глаз противника вообще.

Причём, «невидимки» пытались создавать ещё в начале прошлого века, обтягивая тогдашние «этажерки» прозрачным материалом вместо ткани (на фото). Применяли и маскировочную окраску (верх зелёный, низ — голубой), потом изобрели камуфляж...

Прозрачный самолет Fokker E.III Eindecker. Фото http://strangernn.livejournal.com/

Ну а потом появились РЛС, которые «видят» гораздо дальше, чем человеческий глаз (а также головка самонаведения ракеты), и эту задачу надо было решать в первую очередь.

Уфимцев

Начало ещё в 60-х годах положил советский математик Уфимцев, изучающий отражение радиосигнала.

Ведь как работает локатор? Он посылает короткий сигнал, а потом смотрит, не отразилось ли чего обратно? Отразилось — летит кто-то! Посылаем запрос системой «свой — чужой»: ты кто? Запрос (и ответ тоже!) жутко засекреченный, и коды меняются чаще, чем раз в сутки, враг ответить не сможет. Ответил «я свой», курим дальше, не ответил — стало быть, враг! Ну или ответчик сломался :) В мирное время высылаем перехватчик — разобраться и принудительно посадить, в военное — сбиваем ракетой сразу.

Так вот, Уфимцев опубликовал в открытом, не секретном научном журнале статью об отражении радиосигнала от плоских поверхностей, где доказал, что так можно создать объект, незаметный для РЛС. Суть очень проста: вы светите фонариком на зеркало, которое находится против вас, и получаете отражённый зайчик прямо в глаза. А если зеркало хоть немного повернуть в сторону, зайчик улетит в другое место.

Другой пример. Все мы видели вечером ползущие по небу «звёздочки» - искусственные спутники Земли. А почему они светятся? Солнышко давно ушло за горизонт, но лучи его оттуда попадают на спутник, а он их отражает нам.

А видели спутники, которые мигают - то светятся, то гаснут? Наверняка. Вот только это не спутники, а последние ступени ракет. Вывели они спутник на орбиту и отстыковались за ненадобностью. Куда же им бедным деваться? Так и крутятся на орбите, пока не снизятся и в атмосфере не сгорят. Но каждый уважающий себя спутник имеет систему ориентации: ведь антенны и объективы должны смотреть не куда попало, а куда нужно. А ступени ракет такой системой не оборудуют, вот они и кувыркаются потихоньку — и от импульса при отстыковке, и от метеоритной пыли, и от солнечного ветра... А потому светятся только тогда, когда повернутся к нам под нужным углом.

Точно так же ведёт себя и стелс, сделанный по теории Уфимцева: его почти не видно, но если при крене на вираже одна его плоскость повернётся нужным образом, он великолепно блеснёт локатору.

Наши авиаторы, почитав статью, подумали: самолёт сплошь из плоских поверхностей? Не годится! А вот американец Бен Рич загорелся этой идеей, причём «Локхид» настолько проникся, что для пущей секретности даже заставил главного конструктора будущей «невидимки» сменить имя. А Уфимцев, как говорят, обиженный непризнанием его талантов, в конце концов «свалил» в США. О феерических результатах этой работы расскажу позже, а пока думаю: не специально ли наши выпустили Уфимцева в США? Очень уж на диверсию похоже :)

F-117 NIGHTHAWK. Фото ruWings.ru

Потом теория совершенствовалась, и угловатых форм удалось избежать путём сложных компьютерных расчётов.

Мастика

Для пущей незаметности радиоволны можно не только отражать, но и поглощать. Если самолёт, сделанный по чистой теории Уфимцева, можно сравнить с зеркалом, направленным в нужную сторону, то в этом случае — с зеркалом, закрашенным чёрной матовой краской :)

Для этого самолёт покрывают специальной радиопоглощающей... нет, не краской, а мастикой. Толстым слоем. Например, чтобы покрыть мастикой один F-22, требуется здоровенная бочка — 250 кг. Грубо говоря, минус одна хорошая бомба или ракета. Беда в том, что мастика эта смывается водой, то бишь летать в дождь нежелательно. А заодно топливом и маслом. Да и после каждого полёта, особенно на сверхзвуке, приходится её восстанавливать.

На днях читал сообщение, что в России изобрели краску на основе нанотехнологий, которую будут применять и на ПАК ФА, и на других самолётах. Слой вроде бы гораздо тоньше, и воды не боится. Подробности, как всегда, секретны. Как и всё вокруг невидимок.

ЭПР

Например, как измерить «стелсовость»? Мы ведь уже знаем, что отражение может радикально измениться от малейшего поворота или крена. Ввели понятие «эффективная поверхность (площадь) рассеивания» (ЭПР), или «эффективная отражающая поверхность» (ЭОП).

Сравнивают самолёт с плоским металлическим листом, причём параметры самолёта как-то усредняют. И говорят: ЭПР равна пяти квадратным метрам. Или двум. Или 0,01 кв.м., как уверяют в случае с F-22. Ну и конечно, это — усреднённый параметр: под какими-то ракурсами он будет меньше, под какими-то — больше.

Саму ЭПР новых самолётов никто не афиширует: зачем противника баловать? Дают примерную величину в рекламных целях, а там хочешь верь, хочешь не верь. То ли врут, чтоб тебя запугать, то ли нет...

Плазма

Мы узнали два способа: Уфимцева и поглощающее покрытие. Есть ещё один, даже более секретный. Это — генератор плазмы на самолёте. Оказывается, самолёт, окутанный «облачком» плазмы, тоже становится невидимкой: плазма поглощает радиоволны не хуже мастики, а генератор гораздо легче краски. Причём ставить его можно на любой самолёт — даже старого типа. Как был Су-27 сверхманёвренным, так и останется, но станет невидимкой. Можно даже на собственный автомобиль поставить, и наслаждаться удивлёнными физиономиями гаишников, трясущих свой радар :) Ну, если мощности генератора хватит - способ довольно прожорливый.

Способ этот прошёл государственные испытания ещё в 90-х, и должен был применяться на самолёте пятого поколения МиГ-1.42. Но... мы знаем, что и страна развалилась, и финансирование прекратилось, и работы над истребителем свернули. Говорят, что этот способ применят и на ПАК ФА, в дополнение к двум уже известным. А затем — и на старых самолётах.

Тепло

Кроме локаторов хотелось бы уберечься и от тепловых (самонаводящихся) ракет. А ведь из реактивных двигателей выходят мощные потоки газов, температуру которых сложно сделать меньше 500 градусов. Прекрасная мишень для ракеты!

Американцы пошли по пути распределения этого тепла в пространстве: вместо привычного круглого сопла двигателя они делают плоское, щелевое сопло, смешивают горячие газы с холодным воздухом, и т. д. Неплохой метод, но у него есть крупный недостаток: всеракурсный управляемый вектор тяги (УВТ) уже не сделаешь, а значит — прощай, сверхманёвренность. Вот тут, на видео, которое я уже постил недавно, хорошо видно, как сопло с УВТ работает.

Наши пошли другим путём: от УВТ отказываться не стали, а тепло отбирают другими способами, хотя об этом тоже не особо распространяются.

Помните, как разбился Су-30 в Ле Бурже? Французы-организаторы посамодурствовали (они вообще разгильдяи почище нас), и перед самой программой показательных полётов сильно сократили время на выступление: возможности хоть раз порепетировать уже не было. Пришлось какие-то элементы урезать на ходу, в частности, сократили число витков штопора. Но когда собрались выходить из него, то увидели, что выход получается теперь в сторону зрителей, что категорически запрещено (это было ещё до катастрофы в Скныливе под Львовом, но элементарные правила безопасности были известны всему миру, кроме свидомых украинцев). Решили крутнуть ещё полвитка, и уже на самом выходе зацепили хвостовой частью самолёта за бетон. Самолёт загорелся, лётчики удачно катапультировались.

Кстати, три аварии на шоу (эта, авария Квочура в том же Ле Бурже, когда на минимальной высоте в двигатель попала птица и он заглох; и в Фарнборо, когда столкнулись два МиГ-29) сделали заслуженную и великолепную рекламу спасательному креслу К-36 КБ "Звезда". Хоть и очень дорогую, конечно. А ещё этим воспользовалась одна табачная фирма. Дело в том, что после приземления на парашюте в Фарнборо, один наш лётчик тут же закурил. Эти кадры попали на ТВ, где пачка сигарет была видна крупным планом, и ходят слухи, что сигаретная фирма попросила лётчика разрешить использовать кадры этой катастрофы в рекламе. Не бесплатно, конечно.

Я потом спрашивал у спецов по движкам: ребята, что там могло гореть? На гидравлическое масло, при помощи которого меняют диаметр сопла в разных режимах полёта, вроде не похоже. Ответили, что керосин, прежде чем сгореть в двигателе, сначала отбирает часть тепла из уходящих газов, он и загорелся. Тут двойная польза: и газы холоднее, и КПД двигателя повышается, ведь недаром Сушки могут пролететь 4000 километров даже без подвесных баков. Ну и ещё какие-то способы применяются...

Что-то много получается, о недостатках невидимок, среди которых два радикальных, поговорим в следующей заметке.

Весь цикл:

Истребители. Пятое поколение.Что это?

Истребители. Пятое поколение. Невидимки

Истребители. Пятое поколение. Недостатки невидимок

Истребители. Пятое поколение. Первый блин — F-117

Истребители. Пятое поколение. F-22 Raptor

Истребители. Пятое поколение. F-35

Истребители. Пятое поколение. Ответы

Истребители. Пятое поколение. Сверхманёвренность и "Топ Ган"

Истребители. Пятое поколение: МиГ МФИ. Травля

Истребители. Пятое поколение. Су-47 "Беркут"