Стелс-технологии: теория и практика

Возможности и перспективы самолета-невидимки

Борьба за господство в воздухе давно переместилась в область радиоэлектроники. В наши дни воздушный бой представляет собой невидимую схватку электромагнитных лучей на расстоянии в сотни километров. Но по-прежнему действует старое правило боя: эффект неожиданности дает большое преимущество. Технология стелс возвращает к этому основному принципу военных действий.

Как это работает

Чтобы понять принцип работы этой технологии, нужно разобраться в принципах работы радара.

Как известно, радар — это средство, позволяющее оценить приблизительное месторасположение объекта в пространстве. Принцип действия радиолокационной станции (РЛС) основан на том, что отправленный с нее радиосигнал хорошо отражается от металлических поверхностей, например от корпуса самолета.

Фюзеляжи летательных аппаратов обычно округлой аэродинамической формы, поэтому радиосигнал отражается от них во все стороны, в том числе и в сторону радара. Радар принимает сигнал. По времени, которое было необходимо для того, чтобы проделать путь от РЛС до самолета, определяется расстояние.

Сочетая эту информацию с направлением, откуда принят сигнал, радиолокатор определяет местоположение объекта. Кроме того, современные радары, например «Ирбис» или «Жук» разработки КРЭТ, могут сортировать цели по размеру и типу: «вертолет», «крылатая ракета», «истребитель».

Таким образом, чем лучше самолет отражает радиоволны, тем на большем расстоянии его можно засечь. Конструкторы стараются снизить эту способность, называемую еще радиолокационной заметностью.

Принцип снижения заметности, или стелс-технология, основан на том, что сигнал от РЛС за счет особенностей корпуса не отражается в сторону радара. Сейчас существуют два основных способа достижения этой цели: фюзеляж самолета выполняется не округлой, а угловатой формы, с прямыми поверхностями и острыми углами, а также корпус покрывается специальным, радиопоглощающим покрытием.

Помимо этого, часто снижают тепловую заметность самолета, размещая сопла двигателей на верхней поверхности аппарата. Также применяются системы охлаждения нагретых участков. Все это в сумме обеспечивает максимальную невидимость от радиолокационных средств противника.

Американский «невидимка», придуманный русским физиком

История стелс-технологии началась в 1966 году, когда специалист по радарам, работавший на заводе «Локхид», наткнулся на статью физика Петра Уфимцева в популярном советском научно-техническом журнале. В статье говорилось о том, что летательные аппараты определенного вида, сделанные из определенных материалов, определенным образом граненные и окрашенные, практически невидимы для радаров. Статья очень заинтересовала американских военных специалистов, и в США решили построить и испытать такой летательный аппарат.

И уже в середине 1970-х годов американские ВВС получили самолет-разведчик SR-71, который отличался необычной формой, был специально окрашен, согласно идеям Уфимцева. Таким образом, SR-71 был первым самолетом, созданным с применением технологий радиолокационной малозаметности.

Несмотря на форму, специальное покрытие, цезий, который добавлялся в топливо для снижения температуры выхлопа, SR-71 легко обнаруживался благодаря потоку разогретых выхлопных газов, а также нагреву корпуса на высоких скоростях.

«Невидимки» в небе

Американцы двинулись дальше и начали разрабатывать новые типы самолетов-невидимок, основанных на идеях русского физика. Проект получил название «стелс», от английского stealth — «втихомолку», «украдкой».

В начале 1990-х годов США явили миру самолет крайне необычного вида. Были изготовлены две модификации «стелсов»: истребитель-бомбардировщик F-117 и тяжелый стратегический бомбардировщик В-2.

Бомбардировщик B-2 Spirit of Washington
Источник: ВВС США

Кстати, в создании последнего участвовал сам Петр Уфимцев. Когда в 1980-х годах работы по советскому «стелсу» на уфимцевских идеях были прекращены, обиженный конструктор эмигрировал в США.

Стелс-технологии по-русски

Но можно задаться вопросом: если в СССР давно знали секреты подобных технологий, то почему не опередили американцев, создав свой «стелс»?

Как известно, в советское время огромные ресурсы тратились на решение самых современных оборонных задач, и данное направление не было исключением.

Как вспоминал генконструктор НПО «Люлька-Сатурн» Виктор Чепкин, эта технология была хорошо известна советским конструкторам. «Вместе с разными институтами тщательно анализировали, что такое «стелс» и вообще технология невидимости, как она реализуется в бою и прочее. И пришли к выводу, что гипертрофированное применение «стелсовской» технологии — «стелс» ради «стелса» — чрезвычайно сужает диапазон боевого применения самолетов. Чисто «стелсовские» самолеты можно применять только в очень узком боевом диапазоне для специфических целей. А технология очень дорогая», — рассказывал он.

Как минимум в двух советских КБ были построены и испытаны самолеты-невидимки разных типов. Авторитетные комиссии пришли к выводам не в пользу «невидимых» технологий.

Во-первых, самолет-невидимка, изготовленный по идеям Уфимцева, из-за своей формы обладает малой скоростью и маневренностью, он плохо приспособлен к боевому маневру.

Во-вторых, самолет можно обнаружить визуально и особыми высокочастотными радарами. Кроме того, при открытии бомболюков и в некоторых режимах полета он виден обычными радарами и после «засечки» может быть легко сбит. Об этом догадались еще в 1999 году сербские специалисты ПВО, когда югославский МиГ-29 сбил американский F-117A в небе над Белградом. Сегодня эксперты в области обороны отмечают, что даже дорогостоящий самолет- невидимка F-35 не является «тайной» для китайских и российских радаров.

В-третьих, стоимость таких самолетов очень высока. Для сравнения: бомбардировщик B-2 стоимостью 1,157 млрд долларов является самым дорогим самолетом в истории авиации.

Но от технологий малозаметности не отказывалась ни одна сторона. Ряд технологий стелс включены в конструкцию последних советских истребителей — МиГ-29 и МиГ-27. Новые российские самолеты — истребитель-бомбардировщик Су-34, легкий фронтовой истребитель МиГ-35 и тяжелый истребитель Су-35С — также обладают пониженной заметностью. Перспективные российские самолеты пятого поколения — тяжелый многоцелевой истребитель ПАК ФА и дальний стратегический бомбардировщик ПАК ДА — разрабатываются как самолеты-невидимки.

Совместный полет трех ПАК ФА во время генеральной репетиции МАКС-2013 26 августа 2013г.
Источник: Марина Лысцева

Кстати, на ПАК ФА, который сейчас проходит государственные испытания, планируется устанавливать новую РЛС с активной фазированной антенной решеткой (АФАР) разработки КРЭТ. Плоскость антенной решетки расположена под наклоном, что существенно снижает ее вклад в ЭПР самолета, делая его менее заметным.

И хотя требования к истребителям пятого поколения у российских и американских конструкторов в принципе идентичны, есть основное отличие — американцы отказываются от сверхманевренности в пользу малозаметности.

По мнению же отечественных специалистов, сверхманевренность приобретает все более важное значение в военной авиации. Этому способствует не только развитие радиолокации и появление новых высокочастотных радаров, но и постепенное исчезновение американской «монополии» на истребители пятого поколения. Ведь при встрече двух малозаметных истребителей тактика ведения боя будет возвращаться к прошлому.

источник