Самолеты-невидимки разработаны, чтобы избежать обнаружения, с использованием различных технологий, которые уменьшают отражение/излучение радара , инфракрасного излучения , [1] видимого света, радиочастотного (РЧ) спектра и звука, которые все вместе известны как технология малозаметности . [2] F -117 Nighthawk был первым действующим самолетом, специально разработанным с использованием технологии малозаметности. Другие примеры самолетов-невидимок включают B-2 Spirit , B-21 Raider , F-22 Raptor , [3] F -35 Lightning II , [4] Chengdu J-20 , [5] и Сухой Су. -57 .
Хотя ни один самолет не является полностью невидимым для радара, самолеты-невидимки затрудняют эффективное обнаружение или отслеживание самолета с помощью обычного радара, увеличивая вероятность того, что самолет избежит обнаружения радаром противника и / или избежит успешного нацеливания на оружие с радиолокационным наведением . Скрытность представляет собой комбинацию пассивных функций малозаметности (LO) и активных излучателей, таких как радары с низкой вероятностью перехвата , радиостанции и лазерные целеуказатели. Обычно они сочетаются с оперативными мерами, такими как тщательное планирование маневров миссии, чтобы минимизировать радиолокационное сечение самолета , поскольку обычные резкие повороты или открытие дверей бомбового отсека могут более чем удвоить эффективность радарного отражения самолета, который в противном случае был бы скрытным. [6] Скрытность достигается за счет использования сложной концепции проектирования, позволяющей снизить способность датчиков противника обнаруживать, отслеживать или атаковать самолет-невидимку. [7] Эта философия учитывает тепло, звук и другие излучения воздушного судна, которые также можно использовать для его определения местоположения. Датчики созданы для уменьшения воздействия малозаметных технологий, и были предложены другие, такие как системы IRST (инфракрасный поиск и слежение) для обнаружения даже уменьшенного теплового излучения, [8] длинноволновые радары для противодействия скрытному формированию и RAM , ориентированная на более коротковолновые радары. , [9] или радиолокационные установки с несколькими излучателями для противодействия скрытному формированию. [10] Однако у них есть недостатки по сравнению с традиционными радарами против нескрытных самолетов.
Полноразмерные демонстрационные боевые самолеты-невидимки летали в США (в 1977 году), России (в 2000 году) и Китае (в 2011 году). [11] По состоянию на декабрь 2020 года [обновлять]единственными боеспособными самолетами-невидимками, состоящими на вооружении, являются Northrop Grumman B-2 Spirit (1997 г.), Lockheed Martin F-22 Raptor (2005 г.), Lockheed Martin F-35 Lightning II (2015 г. ). ), [12] [13] Chengdu J-20 (2017 г.), [14] и Су-57 (2020 г.), [15] при этом ряд других стран разрабатывают свои собственные разработки. Существуют также различные самолеты с пониженной заметностью, либо непреднамеренно, либо в качестве второстепенной особенности.
Во время бомбардировки Югославии НАТО в 1999 году Соединенные Штаты использовали два самолета-невидимки: ветеран F-117 Nighthawk и недавно представленный стратегический бомбардировщик-невидимку B-2 Spirit . F-117 выполнил свою обычную роль по высокоточному поражению ценных целей и показал себя хорошо, хотя один F-117 был сбит сербской ракетной бригадой Исаева С-125 «Нева-М» под командованием полковника Золтана Дани .
Помимо всех обычных требований полета, конструкция самолета-невидимки или самолета с малой заметностью направлена на уменьшение количества радиолокационного и инфракрасного (теплового) обнаружения, в том числе:
Винтокрылые самолеты представляют собой особую проблему при проектировании не только из-за множества поверхностей крыла и шарнирных соединений, но также из-за постоянно меняющегося их соотношения с основными поверхностями планера. Boeing -Sikorsky RAH-66 Comanche был одной из первых попыток создания вертолета-невидимки.
.jpg/1280px-Northrop_B-2A_Spirit_(cropped).jpg)
Ранние самолеты-невидимки разрабатывались с упором на минимальную радиолокационную эффективность (ЭПР), а не на аэродинамические характеристики. Самолеты с высокой степенью скрытности, такие как F-117 Nighthawk, аэродинамически нестабильны по всем трем осям и требуют постоянной коррекции полета от электродистанционной системы полета (FBW) для поддержания управляемого полета. [16] Что касается B-2 Spirit , который был основан на разработке самолета с летающим крылом [17] Джеком Нортропом в 1940 году, эта конструкция позволяла создать устойчивый самолет с достаточным контролем рыскания, даже без вертикальных поверхностей, таких как рули направления. .
Более ранние самолеты-невидимки (такие как F-117 и B-2) не имели форсажных камер , поскольку горячий выхлоп увеличивал бы их инфракрасный след, а полет со скоростью, превышающей скорость звука, вызывал бы очевидный звуковой удар, а также нагрев поверхности самолета. обшивка самолета, которая также увеличивает инфракрасный след. В результате их маневренность в воздушном бою, необходимая в воздушном бою, никогда не будет соответствовать характеристикам специализированного истребителя. В случае с этими двумя самолетами это не имело значения, поскольку оба были спроектированы как бомбардировщики. Более современные методы проектирования позволяют создавать малозаметные конструкции, такие как F-22, без ущерба для аэродинамических характеристик. Новые самолеты-невидимки, такие как F-22, F-35 и Су-57 , имеют летно-технические характеристики, которые соответствуют характеристикам нынешних фронтовых реактивных истребителей или превосходят их благодаря достижениям в других технологиях, таких как системы управления полетом, двигатели, конструкция планера. и материалы. [3] [18]
Часто утверждается, что высокий уровень компьютеризации и большое количество электронного оборудования внутри самолетов-невидимок делают их уязвимыми для пассивного обнаружения. Это крайне маловероятно, и, конечно, такие системы, как «Тамара » и «Кольчуга» , которые часто называют радарами противостелс-локации, не предназначены для обнаружения паразитных электромагнитных полей такого типа. Такие системы предназначены для обнаружения преднамеренных излучений более высокой мощности, таких как сигналы радара и связи. Самолеты-невидимки намеренно эксплуатируются, чтобы избежать или уменьшить такие выбросы. [ нужна цитата ]
Современные приемники радиолокационного предупреждения отслеживают регулярные импульсы энергии от механических радаров, в то время как реактивные истребители пятого поколения используют радары с низкой вероятностью перехвата без регулярного повторения. [19]
Самолеты-невидимки по-прежнему уязвимы для обнаружения во время и сразу после применения своего вооружения. Поскольку стелс-полезная нагрузка (бомбы с уменьшенной ЭПР и крылатые ракеты ) еще не общедоступна, а точки установки боеприпасов создают значительную отдачу от радара, самолеты-невидимки несут все вооружение внутри. Как только двери оружейного отсека откроются, ЭПР самолета увеличится, и даже радиолокационные системы старшего поколения смогут обнаружить самолет-невидимку. Хотя самолет снова обретет скрытность, как только двери отсека закроются, у системы быстрого реагирования защитного вооружения есть короткая возможность поразить самолет.
Эта уязвимость устраняется путем снижения риска и последствий временного приобретения. Эксплуатационная высота B-2 накладывает ограничения на время полета оборонительного вооружения, что делает практически невозможным поражение самолета во время его развертывания. [ нужна цитата ] Новые конструкции самолетов-невидимок, такие как F-22 и F-35, могут открывать отсеки, выпускать боеприпасы и возвращаться в режим скрытного полета менее чем за секунду. [ нужна цитата ]
Некоторые виды оружия [ уточнить ] требуют, чтобы система наведения оружия захватила цель, пока оружие все еще прикреплено к самолету. Это приводит к относительно расширенным операциям с открытыми дверями отсека.
Такие самолеты, как F-22 Raptor и F-35 Lightning II Joint Strike Fighter, также могут нести дополнительное вооружение и топливо на узлах подвески под крыльями. При работе в этом режиме самолеты не будут такими скрытными, поскольку точки подвески и вооружение, установленное на этих точках подвески, будут видны радиолокационным системам. Таким образом, этот вариант представляет собой компромисс между скрытностью или дальностью полета и полезной нагрузкой. Внешние хранилища позволяют этим самолетам атаковать больше целей на большем расстоянии, но не обеспечивают скрытность во время этой миссии по сравнению с миссией на меньшую дальность, летающей только на внутреннем топливе и использующей только более ограниченное пространство внутренних отсеков для вооружения.
Полностью невидимые самолеты несут все топливо и вооружение внутри, что ограничивает полезную нагрузку. Для сравнения: F-117 несет только две бомбы с лазерным или GPS-наведением, тогда как штурмовик, не являющийся малозаметным, может нести в несколько раз больше. Это требует развертывания дополнительных самолетов для поражения целей, для которых обычно требуется один нестелсный штурмовик. Однако этот очевидный недостаток компенсируется сокращением количества самолетов поддержки, которые необходимы для обеспечения воздушного прикрытия, подавления ПВО и мер электронного противодействия, что делает самолеты-невидимки « умножителями силы ».
Самолеты-невидимки часто имеют обшивку из поглощающих радиацию материалов или ОЗУ. Некоторые из них содержат частицы технического углерода , а некоторые — крошечные железные сферы . В RAM используется множество материалов, некоторые из которых засекречены, особенно материалы, которые используются в конкретных самолетах. [20]
Самолеты-невидимки обычно дороже разрабатывать и производить. Примером может служить B-2 Spirit , производство и обслуживание которого во много раз дороже обычных бомбардировщиков. Программа B-2 обошлась ВВС США почти в 45 миллиардов долларов. [21]
Пассивный (мультистатический) радар , бистатический радар [22] и особенно мультистатические радиолокационные системы обнаруживают некоторые самолеты-невидимки лучше, чем обычные моностатические радары , поскольку стелс-технология первого поколения (например, F-117) отражает энергию в сторону от линии прямой видимости передатчика , эффективно увеличивая радиолокационную эффективность (ЭПР) в других направлениях, которые контролируют пассивные радары. Такая система обычно использует либо низкочастотные телевещательные сигналы, либо сигналы FM-радио (на которых сложнее контролировать сигнатуру самолета).
Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне при поддержке DARPA показали, что можно построить радиолокационное изображение авиационной цели с синтезированной апертурой с использованием пассивного мультистатического радара, возможно, достаточно подробного, чтобы обеспечить автоматическое распознавание цели . [23]
В декабре 2007 года исследователи SAAB раскрыли подробности системы под названием «Радар с ассоциативным синтезом апертуры» (AASR), в которой будет использоваться большой набор недорогих и резервных передатчиков и приемников, которые смогут обнаруживать цели, когда они напрямую проходят между приемниками / передатчиками и создают тень. [24] Первоначально система была разработана для обнаружения малозаметных крылатых ракет и должна быть столь же эффективна против низколетящих самолетов-невидимок. То, что массив может содержать большое количество недорогого оборудования, потенциально может обеспечить некоторую «защиту» от атак дорогих антирадарных (или противорадиационных) ракет.
Некоторые аналитики утверждают, что инфракрасные системы поиска и слежения (IRST) могут быть развернуты против самолетов-невидимок, поскольку любая поверхность самолета нагревается из-за трения о воздух, а с помощью двухканальных IRST возможно обнаружение CO 2 (максимум поглощения 4,3 мкм) посредством разница в сравнении между низким и высоким каналом. [25] [26] Эти аналитики указывают на возрождение таких систем в российских разработках в 1980-х годах, например, на МиГ-29 и Су-27 . Последняя версия МиГ-29, МиГ-35 , оснащена новой системой оптического локатора, которая включает в себя более совершенные возможности IRST. Французский Rafale , британский/немецкий/итальянский/испанский Eurofighter и шведский Gripen также широко используют IRST.
В воздушном бою оптико-электронный комплекс позволяет:
По наземным целям комплекс позволяет:
Радиолокационные системы УКВ имеют длины волн , сравнимые с размерами элементов самолета, и должны проявлять рассеяние в резонансной области, а не в оптической области, что позволяет обнаруживать большинство самолетов-невидимок. Это побудило Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники (ННИИРТ) разработать УКВ АФАР , такую как НЕБО СВУ, которая способна осуществлять обнаружение целей для батарей зенитных ракет . Несмотря на преимущества, предлагаемые радарами УКВ, их более длинные волны приводят к плохому разрешению по сравнению с радарной решеткой X-диапазона сопоставимых размеров . В результате эти системы должны быть очень большими, прежде чем они смогут иметь разрешение радара поражения . Примером наземной УКВ-РЛС с возможностью противодействия малозаметности является РЛС П-18 .
Голландская компания Thales Nederland , ранее известная как Holland Signaal, разработала военно-морской радар с фазированной антенной решеткой под названием SMART-L , который работает в L-диапазоне и обладает функцией противодействия малозаметности. Все корабли класса De Zeven Provinciën ВМС Нидерландов оснащены, среди прочего, радаром SMART-L .
Загоризонтный радар - это концепция, увеличивающая эффективную дальность действия радара по сравнению с обычным радаром. Австралийская оперативная радиолокационная сеть JORN Jindalee способна преодолеть определенные характеристики малозаметности. [27] Утверждается, что используемая ВЧ-частота и метод отражения радара от ионосферы преодолевают характеристики малозаметности F-117A. Другими словами, самолеты-невидимки оптимизированы для поражения гораздо более высокочастотных радаров спереди, а не низкочастотных радаров сверху.
Во время Первой мировой войны немцы экспериментировали с использованием целлона ( ацетата целлюлозы ), прозрачного покрывающего материала, в попытке уменьшить заметность военных самолетов . Единичные экземпляры истребителя - моноплана Fokker E.III Eindecker , двухместного наблюдательного биплана Albatros CI и прототипа тяжелого бомбардировщика Linke-Hofmann RI были покрыты Cellon . Однако это оказалось неэффективным и даже контрпродуктивным, поскольку солнечный свет, отражающийся от покрытия, делал самолет еще более заметным. Также было обнаружено, что материал быстро разрушается как под воздействием солнечного света, так и при изменении температуры в полете, поэтому попытка создать прозрачный самолет не была продолжена. [28]
В 1916 году британцы модифицировали небольшой дирижабль класса СС для ночной воздушной разведки немецких позиций на Западном фронте . Оснащенный бесшумным двигателем и черным газовым баллоном, корабль был невидим и неслышен с земли, но несколько ночных полетов над территорией, контролируемой немцами, не дали никакой полезной информации, и от этой идеи отказались. [29]
Почти три десятилетия спустя истребитель-бомбардировщик с летающим крылом Horten Ho 229 был разработан в нацистской Германии в последние годы Второй мировой войны . В 1983 году его дизайнер Реймар Хортен заявил, что планировал добавить древесный уголь в клейкие слои фанерной обшивки серийной модели, чтобы сделать ее невидимой для радаров. [30] Это утверждение было расследовано, поскольку отсутствие у Ho 229 вертикальных поверхностей, присущее всем самолетам с летающим крылом, также является ключевой характеристикой всех самолетов-невидимок. Испытания были проведены в 2008 году корпорацией Northrop-Grumman, чтобы установить, позволила бы форма самолета избежать обнаружения первичными сигналами верхнего ВЧ -диапазона 20–30 МГц британского радара раннего предупреждения Chain Home , если бы самолет двигался на большой высоте. скорость (около 550 миль в час (890 км/ч)) на предельно малой высоте - 50–100 футов (15–30 м). [31] Испытания не обнаружили никаких доказательств использования древесного угля и подтвердили, что в случае его использования он был бы плохим поглотителем, и был сделан вывод, что Ho 229 не обладал характеристиками малозаметности и никогда не предназначался для использования в качестве самолета-невидимки. [32]
Современные самолеты-невидимки впервые стали возможны, когда Денис Оверхолсер, математик, работавший в компании Lockheed Aircraft в 1970-х годах, применил математическую модель, разработанную советским ученым Петром Уфимцевым , для разработки компьютерной программы под названием Echo 1. «Эхо» позволило предсказать работу радара. подпись самолета, сделанная из плоских панелей, называемых гранями. В 1975 году инженеры Lockheed Skunk Works обнаружили, что самолет с гранеными поверхностями может иметь очень низкую радиолокационную заметность, поскольку поверхности будут излучать почти всю энергию радара в сторону от приемника. Компания Lockheed построила экспериментальный самолет-демонстратор концепции Lockheed Have Blue , получивший прозвище «Безнадежный алмаз», что является отсылкой к знаменитому « Алмазу надежды » , форме конструкции и предсказанной нестабильности. Поскольку были доступны современные компьютеры для управления полетом самолетов, которые были разработаны для малозаметности, но аэродинамически нестабильны, таких как Have Blue, конструкторы впервые поняли, что можно создать самолет, который будет практически невидим для радаров. [33] [34]
Уменьшенная радиолокационная эффективность — лишь один из пяти факторов, которые конструкторы использовали для создания по-настоящему малозаметной конструкции, такой как F-22. F-22 также был разработан для маскировки своего инфракрасного излучения, чтобы его было труднее обнаружить с помощью ракет инфракрасного самонаведения («теплового поиска») класса «земля-воздух» или «воздух-воздух». Конструкторы также решили сделать самолет менее заметным невооруженным глазом, управлять радиопередачей и снизить шум. [3]
Первое боевое применение специально разработанных самолетов-невидимок произошло в декабре 1989 года во время операции «Правое дело» в Панаме . 20 декабря 1989 года два F-117 ВВС США бомбили казармы Панамских сил обороны в Рио-Хато, Панама. В 1991 году F-117 было поручено атаковать наиболее сильно укрепленные цели в Ираке на начальном этапе операции «Буря в пустыне», и они были единственными самолетами, которым разрешено действовать в пределах города Багдад. [35]
США, Великобритания и Израиль — единственные страны, которые использовали в бою самолеты-невидимки. [36] [37] Эти развертывания включают вторжение Соединенных Штатов в Панаму , первую войну в Персидском заливе , конфликт в Косово , войну в Афганистане , войну в Ираке и военную интервенцию 2011 года в Ливию . Первое использование самолетов-невидимок произошло во время вторжения США в Панаму, где штурмовики-невидимки F-117 Nighthawk использовались для сброса бомб на аэродромы и позиции противника, уклоняясь при этом от радаров противника. [38]
В 1990 году F-117 Nighthawk использовался в Первой войне в Персидском заливе, где F-117 совершили 1300 боевых вылетов и поразили прямыми попаданиями 1600 важных целей в Ираке [39] , налетав при этом 6905 часов. [40] Лишь 2,5% американских самолетов в Ираке составляли F-117, однако они поразили 40% стратегических целей, сбросив 2000 тонн высокоточных боеприпасов и поразив свои цели с вероятностью успеха 80%. [40] [41]
Во время бомбардировки Югославии НАТО в 1999 году Соединенные Штаты использовали два самолета-невидимки: ветеран F-117 Nighthawk и недавно представленный стратегический бомбардировщик-невидимка B-2 Spirit . F-117 выполнил свою обычную роль по высокоточному поражению ценных целей и показал себя хорошо, хотя один F-117 был сбит сербской ракетой Исаева С-125 «Нева-М» под командованием полковника Золтана Дани . Новый на тот момент B-2 Spirit оказался весьма успешным, уничтожив 33% выбранных сербских целей бомбардировок за первые восемь недель участия США в войне. Во время этой войны B-2 без пересадок летали в Косово со своей базы в Миссури и обратно. [42]
Во время вторжения в Ирак в 2003 году использовались F-117 Nighthawks и B-2 Spirits, и это был последний раз, когда F-117 участвовал в боевых действиях. F-117 с большим успехом сбросили ударные боеприпасы со спутниковым наведением по выбранным целям. B-2 Spirits совершили 49 боевых вылетов во время вторжения, выпустив 1,5 миллиона фунтов боеприпасов. [42]
Во время операции по уничтожению Усамы бен Ладена в мае 2011 года один из вертолетов, использовавшихся для тайной переброски американских войск в Пакистан, разбился на территории комплекса бен Ладена. Из обломков выяснилось, что этот вертолет обладал характеристиками малозаметности, что сделало это первым публично известным оперативным применением вертолета- невидимки . [ нужна цитата ]
Самолеты-невидимки использовались во время военной интервенции в Ливию в 2011 году , когда B-2 Spirits сбросили 40 бомб на ливийский аэродром с сосредоточенной системой ПВО в поддержку бесполетной зоны ООН. [43]
Самолеты-невидимки продолжат играть ценную роль в воздушных боях с Соединенными Штатами, используя F-22 Raptor , B-2 Spirit и F-35 Lightning II для выполнения различных операций. F-22 дебютировал в боевых действиях над Сирией в сентябре 2014 года в составе возглавляемой США коалиции по разгрому ИГИЛ .
В феврале 2018 года Су-57 выполнили первый международный полет, зафиксировав их приземление на российской авиабазе Хмеймим в Сирии. Эти Су-57 были задействованы вместе с четырьмя истребителями Су-35, четырьмя Су-25 и одним самолетом Бериева А-50 ДРЛОиУ. [44] Считается, что в Сирии развернуто как минимум 4 Су-57 [45] и что они, вероятно, были вооружены крылатыми ракетами в бою. [46]
В 2018 году появился отчет, в котором отмечалось, что израильские истребители-невидимки F-35I выполнили ряд вылетов в Сирии и даже незамеченными проникли в воздушное пространство Ирана. [36] В мае 2018 года генерал-майор ВВС США Амикам Норкин сообщил, что истребители-невидимки F-35I ВВС Израиля нанесли первый в истории удар F-35 в бою над Сирией. [37]
Китайская Народная Республика начала летные испытания своего многоцелевого истребителя-невидимки Chengdu J-20 примерно в 2011 году и впервые публично появилась на авиашоу Airshow China 2016. Самолет поступил на вооружение ВВС Народно-освободительной армии (НОАК) в марте 2017 года. [47 ] [48] [49] Еще один китайский многоцелевой истребитель-невидимка пятого поколения, Shenyang FC-31, также проходит летные испытания. [50]
{{cite web}}: CS1 maint: постскриптум ( ссылка )