מגמות תעופה חמקנות בארה"ב
מטוס ניסוי של לוקהיד יש בלו
כמעט מאמצע המאה העשרים. תְעוּפָה ארגונים תעשייה ומדעיים בארצות הברית עוסקים בנושא של הפחתת נראות המכ"ם של מטוסים וחפצים אחרים. המתחם כביכול פותח וממשיך להתפתח. טכנולוגיות התגנבות, ששימשו מאז שנות השבעים והשמונים ביצירת מטוסים, מסוקים ומל"טים חדשים. יחד עם זאת, ניתן לציין שפיתוח טכנולוגיות וציוד חדש המבוסס עליהם למעשה התחלק למספר שלבים, ובתהליכים אלו נראו מגמות חשובות ומעניינות.
בשלבים הראשונים
מומחים אמריקאים התייחסו לבעיית הפחתת נראות המכ"ם כבר בשנות ה-XNUMX וה-XNUMX. - זמן קצר לאחר הופעתו והפצתו של מכ"ם הדור הראשון. על פי תוצאות המחקרים הראשונים, הופיע המושג של אזור פיזור יעיל (ESR), והוצעו גם דרכים לצמצום פרמטר זה.
בשלבים המוקדמים של ה-EPR, הוצע לצמצם על ידי יצירת מבנים שקופים לרדיו ללא חלקי מתכת המשקפים את אות הגישוש של המכ"ם. היה צורך להשתמש באלמנטים מעץ, פלסטיק ושאר אלמנטים עם רמת השתקפות נמוכה יותר או בלעדיו בכלל. מחקרים הראו שתכנוני מטוסים כאלה מסוגלים בהחלט להטעות מכ"מים מהדור המוקדם.
מטוס תקיפה סדרתי F-117A
עם זאת, הלקוח המיוצג על ידי הפנטגון לא היה מעוניין ברעיונות אלה. באותה תקופה נחשבו מהירות וגובה הטיסה לאמצעי העיקרי להגנה על התעופה מפני הגנה אווירית של האויב, ונושא הפחתת הראות לא היה עניין עקרוני. בנוסף, הוצע לטפל במכ"ם האויב בעזרת הפרעות. לבסוף, עיצובים שנעשו מחומרים זמינים שאינם מתכתיים לא אפשרו את הגידול הרצוי בביצועי הטיסה והקרב.
כתוצאה מכך, במשך תקופה ארוכה, מחקרים בתחום הפחתת הראות לא היו קשורים ישירות להתפתחות האמיתית של התעופה הקרבית. עם זאת, תוצאות המחקרים שבוצעו לא נעלמו מעיניהם ולעתים קרובות נמצאו יישום בהקשר אחר.
דוגמנות מחשב
נושאים של צמצום הנראות הפכו רלוונטיים בתחילת שנות השבעים. מספר עימותים של אותה תקופה הראו את הפוטנציאל הגבוה של מכ"מים ומערכות הגנה אוויריות מודרניות, וגם הוכיחו את הצורך בדרכים חדשות להגנה על התעופה. בשנת 1974 פנתה ה-DARPA לכמה חברות מובילות בהצעה ליצור מטוס קרב טקטי מוגן מזיהוי מכ"ם. כדי לעשות זאת, היה צורך למצוא ולקבוע את הסט האופטימלי של מה שנקרא. טכנולוגיות התגנבות.
באיחור מסוים, לוקהיד הצטרפה לתוכנית. היו לה כמה התפתחויות בנושא התגנבות, אבל הם עדיין לא הובאו לרמה של פרויקט מן המניין. כדי לפתח רעיונות אלה, כמה מומחים "מבחוץ" היו מעורבים בעבודה, ובעזרתם נוצרו שני תריסר גרסאות של המראה של המטוס העתידי עם מינימום RCS.
מפציץ אסטרטגי B-2A
המראה האופטימלי נקבע באמצעות הדמיית מחשב. מומחי לוקהיד כתבו תוכנית מקורית בשם ECHO 1, המסוגלת לחשב את תהליכי ההחזרה של פליטת רדיו מעצמים שונים. למחשבים של אז היו ביצועים מוגבלים, ולכן התוכנית עבדה רק עם דגמים פשוטים יחסית. כתוצאה מכך, לכל המטוסים הווירטואליים היו משטחים שטוחים וקצוות ברורים.
הגרסה האופטימלית של המראה, שנבחרה על סמך תוצאות הדמיית מחשב, נעשתה בצורה של פריסה ונבדקה במעבדה. באופן בלתי צפוי, תוצאות המחקר האמיתי לא תאמו את החישובים. עם זאת, הם מצאו במהרה מוצא. עוד ב-1962, הפיזיקאי הסובייטי פיוטר יעקובלביץ' אופימצב פרסם את העבודה "שיטת גלי הקצה בתיאוריה הפיזיקלית של דיפרקציה", ולוקהיד כבר הכירה אותה. לאחר הכישלון, תוכנית ECHO 1 עוצבה מחדש תוך התחשבות ברעיונותיו של פ. אופימצב, ומחקרים חדשים כבר לא התמודדו עם אותן בעיות.
בהתבסס על תוצאות הסימולציה החדשה, נבחרה שוב הגרסה הטובה ביותר של עיצוב המטוס, אשר הובאה לאחר מכן לפרויקט מלא תחת הקוד Have Blue. נבנו שני מטוסי אב טיפוס. הם השתתפו במבחני טיסה והדגימו את היתרונות של מראה "פנים".
יחד עם זאת, כדי להשיג תוצאות כאלה, היה צורך במערך שלם של טכנולוגיות נוספות. אז, היה צורך לפתח מערכת בקרה מקורית המסוגלת להבטיח טיסה של מטוס עם מראה אווירודינמי ספציפי. כמו כן, בוצע חיפוש אחר חומרים מתאימים בולעי רדיו או שקופים לרדיו.
קרב F-5A דור 22
פרויקט Have Blue אפשר לנו לצבור ניסיון לפיתוח מטוס קרב מן המניין, שקיבל את מדד F-117A. ב-1981 הוא ביצע את הטיסה הראשונה שלו, וב-1983 הוכנס לשירות - והפך ל"חמקן" הראשון שהגיע ליחידות קרביות. ה-F-117A נבנה בסדרה מוגבלת ונשאר בשירות עד סוף שנות ה-XNUMX. במהלך תקופה זו, הם הצליחו להשתתף במספר סכסוכים ובאופן כללי עמדו בציפיות.
ברמה חדשה
הנושא של טכנולוגיות התגנבות עסק לא רק בלוקהיד. מספר חברות אחרות ערכו מחקרים דומים ובנו ציוד ניסיוני עם תכונות מסוימות. במיוחד תרם נורת'רופ גרומן תרומה גדולה לפיתוח הבימוי.
הודות למחקר, כולל. עם בניית מעבדות מעופפות, ב-1980, קיבלה נורת'רופ-גרומן פקודה לפתח מפציץ אסטרטגי בלתי בולט, שקיבל מאוחר יותר את מדד B-2A. כמו ב- Have Blue / F-117A, נעשה שימוש במודלים ממוחשבים כדי לעצב את מסגרת האוויר, אבל נורת'רופ גרומן השתמשה בתוכנה משלה.
להתפתחות טכנולוגיית המחשוב ולגידול הפריון הייתה השפעה חיובית על התפתחות המטוסים. אפשר היה לדגמן לא רק לוחות ישרים, אלא גם משטחים מורכבים יותר. כתוצאה מכך, למסגרת האווירית B-2A יש קווי כנף ישרים וגוף גוף ותא מנוע מעוקל. בשילוב עם דור חדש של חומרים, כל זה אפשר להפחית עוד יותר את ה-RCS.
תא המטען הפנימי של מטוס הקרב F-22A הוא דרך נוספת להפחית את ה-RCS
במקביל, הושקה תוכנית פיתוח מטוסי הקרב מהדור החדש של ATF. למטוס כזה, בין היתר, היו דרישות מוגברות מבחינת התגנבות. יחד עם זאת, הפחתה ב-EPR לא הייתה אמורה לקלקל מאפיינים אחרים, כמו במקרה של ה-F-117A. שני פרויקטים נכנסו לחלק האחרון של התוכנית - YF-22 של לוקהיד ו-YF-23 של Northrop Grumman ו- McDonnell Douglas.
לשני המטוסים לתוכנית ה-ATF הייתה צורה ייחודית המשלבת לוחות מעוקלים וקצוות ישרים. קווי מתאר כאלה, יחד עם טכנולוגיות אחרות, אפשרו להפחית את הראות מבלי לפגוע באווירודינמיקה. כבעבר, בפיתוחם נעשה שימוש במודלים ממוחשבים, והשיפור במאפייני טכנולוגיית המחשב השפיע לטובה על התוצאות הכוללות. השימוש בחומרים מרוכבים מודרניים שיפר עוד יותר את הביצועים.
לוקהיד מרטין השתמשה אז בחוויית הפיתוח של ATF / F-22 כדי לפתח את מטוס ה-JSF / F-35 החדש. במקביל, כמו בעבר, נעשה שימוש בטכנולוגיית מחשבים מודרנית, גרסאות חדשות של חבילת התוכנה, דגמים מתקדמים יותר וכו'. בנוסף, נעשה שימוש בטכנולוגיות התגנבות נוספות הקשורות לחומרים, פריסת יחידות וכו'. כל זה איפשר למצוא את היחס האופטימלי בין מאפייני EPR, טיסה ולחימה.
הדור הבא
נכון לעכשיו, מפותחים בארצות הברית מספר פרויקטים של מטוסים מבטיחים בעלי צפייה נמוכה. כבר הוצג אב הטיפוס הראשון של המפציץ B-21, שנועד להחליף את ה-B-2A הקיים. גם מטוסי קרב מהדור הבא כגון FX או NGAD מפותחים. מודלים חדשים של מערכות אוויריות בלתי מאוישות מפותחים.
מטוסי קרב F-35 בטיסה
רדאר שומר על חשיבותו בהקשר של הגנה אווירית, ולכן נדרשת שוב הפחתת הראות מכלי טיס מבטיחים. כמו בעבר, בפרויקטים כאלה, נעשה שימוש במגוון שלם של טכנולוגיות התגנבות - קווי מתאר חיצוניים עוברים אופטימיזציה, חומרים נבחרים בצורה נכונה, חתימת אינפרא אדום מצטמצמת וכו'.
במקביל, הטכנולוגיות הקיימות משתפרות כל הזמן. בנוסף, צפויים כלים ופתרונות חדשים לחלוטין. בפרט, כבר כמה עשורים, נדונה האפשרות לצייד מטוסים במחוללי פלזמה ומכשירים אחרים, שנראים עד כה כמו מדע בדיוני.
מגמות כלליות
בתהליך היצירה והפיתוח של טכנולוגיות התגנבות על ידי התעשייה האמריקאית, ניתן לראות מספר שלבים עיקריים ומספר מגמות. כדאי גם לשים לב לעובדה שהתפתחות הטכנולוגיה מתעכבת לרוב על ידי גורמים מסוימים. עם היעלמותם, הטכנולוגיה התקדמה ותרמה ליצירת טכנולוגיה חדשה.
מפציץ מנוסה B-21 - מטוס חמקן נוסף לחיל האוויר האמריקאי
אז, בשלבים המוקדמים של העבודה, כל האמצעים להפחתת הנראות הופחתו לדחיית חומרים רפלקטיביים במבנה. פתרונות מושלמים יותר נעדרו ולמעשה לא פותחו. עם זאת, ההרתעה העיקרית באותה תקופה הייתה חוסר עניין אמיתי מצד הלקוחות. כשהפנטגון הבין את הערך של הפחתת EPR, הכיוון קיבל את העדיפות הדרושה.
הפיתוח של רחפן המסוגל להחזיר ולפזר קרינת מכ"ם התברר כאתגר לא קטן. פיתוח מלא של קווי מתאר התאפשר רק לאחר הופעת מחשבים עם ביצועים מספיקים. אולם במקרה זה התעוררו בעיות - בשנות השבעים לא ניתן היה לחשב משהו מסובך יותר ממערכת של לוחות ישרים. יחד עם זאת, בעיות ביצירת מסגרת האוויר לא יאפשרו מימוש הפוטנציאל של חומרים חדשים, פתרונות פריסה וכו'.
למזלם של מפתחים, ככל שהמחשבים גדלו בביצועים, אפשר היה ליצור עיצובים טובים יותר עם צורות מורכבות יותר. בנוסף, חומרים ורעיונות טכניים חדשים הופיעו עד הפעם.
הפיתוח של טכנולוגיות התגנבות נמשך גם היום. פיתוחים חדשים בתחום זה משמשים ביצירת פרויקטים מבטיחים כגון B-21 או NGAD. יחד עם זאת, ארגוני מדע ועיצוב לא ממהרים לחשוף את כל הסודות שלהם ולדווח בדיוק איך ובאיזו הצלחה הצליחו להפחית את ה-EPR של מדגם כזה או אחר. עם זאת, את המידע העיקרי מסוג זה ניתן לפרסם מאוחר יותר, ואז יתברר כיצד בדיוק התפתחו הטכנולוגיות בזמננו.
- ריאבוב קיריל
- משרד ההגנה האמריקאי, נורת'רופ גרומן
מידע