Tendencias de la aviación furtiva de EE. UU.
Avión experimental Lockheed Have Blue
Casi de mediados del siglo XX. aviación La industria y las organizaciones científicas en los Estados Unidos están involucradas en el tema de reducir la visibilidad de radar de aeronaves y otros objetos. El llamado complejo se desarrolló y continúa desarrollándose. tecnologías furtivas, que se han utilizado desde los años setenta y ochenta en la creación de nuevos aviones, helicópteros y vehículos aéreos no tripulados. Al mismo tiempo, se puede señalar que el desarrollo de nuevas tecnologías y equipos basados en ellas se dividió en varias etapas, y en estos procesos se observaron tendencias importantes e interesantes.
En las primeras etapas
Los especialistas estadounidenses abordaron el problema de reducir la visibilidad del radar ya en las décadas de XNUMX y XNUMX. - poco después de la aparición y distribución del radar de primera generación. De acuerdo con los resultados de los primeros estudios, apareció el concepto de área de dispersión efectiva (ESR), y también se propusieron formas de reducir este parámetro.
En las primeras etapas del EPR, se propuso reducir mediante la creación de estructuras radiotransparentes sin partes metálicas que reflejen la señal de sondeo del radar. Era necesario utilizar elementos de madera, plástico y otros con un nivel de reflexión más bajo o sin él. Los estudios han demostrado que tales diseños de aeronaves son bastante capaces de engañar a los radares de la generación anterior.
Avión de ataque en serie F-117A
Sin embargo, el cliente representado por el Pentágono no estaba interesado en estas ideas. En ese momento, la velocidad y la altitud de vuelo se consideraban los principales medios para proteger la aviación de la defensa aérea enemiga, y la cuestión de reducir la visibilidad no era una cuestión de principios. Además, se propuso lidiar con el radar enemigo con la ayuda de la interferencia. Finalmente, los diseños hechos con materiales no metálicos disponibles no permitieron el aumento deseado en el rendimiento de vuelo y combate.
Como resultado, durante mucho tiempo, los estudios en el campo de la reducción de la visibilidad no estuvieron directamente relacionados con el desarrollo real de la aviación de combate. Sin embargo, los resultados de los estudios realizados no pasaron desapercibidos y muchas veces encontraron aplicación en un contexto diferente.
Modelado por computadora
Los problemas de reducción de la visibilidad cobraron relevancia a principios de los años setenta. Varios conflictos de esa época mostraron el alto potencial de los radares modernos y los sistemas de defensa aérea, y también demostraron la necesidad de nuevas formas de proteger la aviación. En 1974, DARPA se acercó a varias empresas líderes con una propuesta para crear un avión de combate táctico protegido de la detección de radar. Para hacer esto, fue necesario encontrar y determinar el conjunto óptimo de los llamados. tecnologías de sigilo.
Con algo de retraso, Lockheed se unió al programa. Tenía algunos desarrollos sobre el tema del sigilo, pero aún no se han llevado al nivel de un proyecto completo. Para desarrollar estas ideas, varios especialistas "desde afuera" participaron en el trabajo y, con su ayuda, se formaron dos docenas de variantes de la apariencia del futuro avión con un RCS mínimo.
Bombardero estratégico B-2A
La forma óptima se determinó usando simulación por computadora. Los especialistas de Lockheed han escrito un programa original llamado ECHO 1, que es capaz de calcular los procesos de reflexión de la emisión de radio de varios objetos. Las computadoras de esa época tenían un rendimiento limitado y, por lo tanto, el programa funcionaba solo con modelos relativamente simples. Como resultado, todos los planos virtuales tenían superficies planas y bordes claros.
La versión óptima de la apariencia, seleccionada en función de los resultados de la simulación por computadora, se hizo en forma de diseño y se probó en el laboratorio. Inesperadamente, los resultados del estudio real no coincidieron con los cálculos. Sin embargo, pronto encontraron una salida. En 1962, el físico soviético Pyotr Yakovlevich Ufimtsev publicó el trabajo "El método de las ondas de borde en la teoría física de la difracción", y Lockheed ya se ha familiarizado con él. Después del fracaso, el programa ECHO 1 se rediseñó teniendo en cuenta las ideas de P. Ufimtsev, y los nuevos estudios ya no enfrentaron los mismos problemas.
Con base en los resultados de la nueva simulación, se eligió nuevamente la mejor versión del diseño de la aeronave, que luego se llevó a un proyecto completo bajo el código Have Blue. Se construyeron dos aviones prototipo. Participaron en pruebas de vuelo y demostraron las ventajas de una apariencia "facetada".
Al mismo tiempo, para obtener tales resultados, se necesitaba un conjunto completo de tecnologías adicionales. Por lo tanto, era necesario desarrollar un sistema de control original capaz de garantizar el vuelo de una aeronave con una apariencia aerodinámica específica. Además, se realizó una búsqueda de materiales radioabsorbentes o radiotransparentes adecuados.
Caza 5ª generación F-22A
El proyecto Have Blue nos permitió adquirir experiencia para el desarrollo de un avión de combate completo, que recibió el índice F-117A. En 1981, realizó su primer vuelo, y en 1983 se puso en servicio, y se convirtió en el primer "sigiloso" que llegó a las unidades de combate. El F-117A se construyó en una serie limitada y permaneció en servicio hasta finales de la década de XNUMX. Durante este tiempo, lograron participar en varios conflictos y, en general, cumplieron con las expectativas.
En un nuevo nivel
El tema de las tecnologías furtivas no se trató solo en Lockheed. Varias otras empresas realizaron estudios similares y construyeron equipos experimentales con ciertas características. En particular, Northrop Grumman hizo una gran contribución al desarrollo de la dirección.
Gracias a la investigación, incl. con la construcción de laboratorios voladores, en 1980, Northrop-Grumman recibió la orden de desarrollar un bombardero estratégico discreto, que luego recibió el índice B-2A. Al igual que con el Have Blue / F-117A, se utilizó el modelado por computadora para dar forma a la estructura del avión, pero Northrop Grumman utilizó su propio software.
El desarrollo de la tecnología informática y el crecimiento de la productividad tuvieron un impacto positivo en el desarrollo de las aeronaves. Se hizo posible modelar no solo paneles rectos, sino también superficies más complejas. Como resultado, la estructura del avión B-2A tiene líneas de ala rectas y un fuselaje vestigial curvo y una góndola de motor. En combinación con una nueva generación de materiales, todo esto hizo posible reducir aún más el RCS.
El compartimiento de carga interno del caza F-22A es otra forma de reducir el RCS
Al mismo tiempo, se lanzó el programa de desarrollo de cazas de nueva generación de la ATF. Para tal avión, entre otras cosas, hubo mayores requisitos en términos de sigilo. Al mismo tiempo, la reducción de EPR no debería haber estropeado otras características, como en el caso del F-117A. Dos proyectos ingresaron a la parte final del programa: YF-22 de Lockheed y YF-23 de Northrop Grumman y McDonnell Douglas.
Ambos aviones del programa ATF tenían una forma distintiva que combinaba paneles curvos y bordes rectos. Dichos contornos, junto con otras tecnologías, hicieron posible reducir la visibilidad sin comprometer la aerodinámica. Como antes, se utilizaron modelos informáticos en su desarrollo, y la mejora en las características de la tecnología informática tuvo un efecto positivo en los resultados generales. El uso de compuestos modernos mejoró aún más el rendimiento.
Lockheed Martin luego utilizó la experiencia de desarrollo de ATF/F-22 para desarrollar el nuevo avión JSF/F-35. Al mismo tiempo, como antes, se utilizaron tecnología informática moderna, nuevas versiones del paquete de software, modelos más avanzados, etc. Además, se utilizaron otras tecnologías de sigilo relacionadas con materiales, disposición de unidades, etc. Todo esto hizo posible encontrar la relación óptima de EPR, características de vuelo y combate.
Próxima generación
Actualmente, se están desarrollando en los Estados Unidos varios proyectos de aviones prometedores de baja observabilidad. Ya se mostró el primer prototipo del bombardero B-21, diseñado para reemplazar al B-2A existente. También se están desarrollando cazas de última generación como el FX o el NGAD. Se están desarrollando nuevos modelos de sistemas aéreos no tripulados.
Cazas F-35 en vuelo
El radar conserva su importancia en el contexto de la defensa aérea y, por lo tanto, se requiere nuevamente una reducción de la visibilidad de los aviones prometedores. Como antes, en tales proyectos, se utiliza una gama completa de tecnologías sigilosas: se optimizan los contornos externos, los materiales se seleccionan correctamente, se reduce la firma infrarroja, etc.
Al mismo tiempo, las tecnologías existentes se mejoran constantemente. Además, se esperan herramientas y soluciones completamente nuevas. En concreto, desde hace varias décadas se habla de la posibilidad de equipar a las aeronaves con generadores de plasma y otros dispositivos, que hasta ahora parecen de ciencia ficción.
Tendencias generales
En el proceso de creación y desarrollo de tecnologías sigilosas por parte de la industria estadounidense, se pueden ver varias etapas principales y una serie de tendencias. También debe prestar atención al hecho de que el desarrollo de la tecnología a menudo se ve frenado por ciertos factores. Con su desaparición, la tecnología avanzó y contribuyó a la creación de nueva tecnología.
Bombardero experimentado B-21: otro avión furtivo para la Fuerza Aérea de EE. UU.
Así, en las primeras etapas de trabajo, todas las medidas para reducir la visibilidad se redujeron al rechazo de materiales reflectantes en la estructura. Faltaban soluciones más perfectas y, de hecho, no se desarrollaron. Sin embargo, el principal impedimento en ese momento fue la falta de interés real por parte de los clientes. Cuando el Pentágono se dio cuenta del valor de reducir EPR, la dirección recibió la prioridad necesaria.
El desarrollo de un planeador capaz de reflejar y dispersar la radiación de radar resultó ser todo un desafío. El desarrollo completo de contornos se hizo posible solo después de la aparición de computadoras con suficiente rendimiento. Sin embargo, en este caso surgieron problemas: en los años setenta no era posible calcular algo más complicado que un conjunto de paneles rectos. Al mismo tiempo, los problemas con la creación del fuselaje no permitirían aprovechar el potencial de los nuevos materiales, soluciones de diseño, etc.
Afortunadamente para los desarrolladores, a medida que aumentaba el rendimiento de las computadoras, se hizo posible crear mejores diseños con formas más complejas. Además, en esta época reaparecieron nuevos materiales e ideas técnicas.
El desarrollo de tecnologías sigilosas continúa hoy. Los nuevos desarrollos en esta área se utilizan en la creación de proyectos prometedores como B-21 o NGAD. Al mismo tiempo, las organizaciones científicas y de diseño no tienen prisa por revelar todos sus secretos e informar exactamente cómo y con qué éxito lograron reducir el EPR de una u otra muestra. Sin embargo, la información principal de este tipo se puede publicar más adelante, y luego se sabrá exactamente cómo se han desarrollado las tecnologías en nuestro tiempo.
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