Трудно быть невидимкой

В США между сторонниками увеличения закупок истребителя F-22 Raptor, представляющими ВВС, и лоббистами из промышленных и политических кругов, ратующими за массовое производство истребителя F-35 Joint Strike Fighter, разгорелась нешуточная борьба. И в этой схватке командование ВВС нанесло очередной удар по своим противникам. Оно опубликовало данные о степени невидимости для радаров самолетов, которые они проталкивают.

КТО САМЫЙ НЕЗАМЕТНЫЙ?

В соответствии с этими данными F-22 является самым невидимым в авиапарке ВВС США. Хотя цифровые параметры данного показателя не были опубликованы из соображений секретности. Под невидимостью подразумеваются измерения эффективной площади отражающей поверхности (Radar Cross Section). "Раптор" превосходит в этом перспективный истребитель F-35. Командование ВВС определило способность последнего оставаться не обнаруженным радарами следующей характеристикой: он не более заметен, чем металлический шар размером с мяч для пинг-понга. В свою очередь, F-35 менее заметен, чем стратегический сверхзвуковой бомбардировщик В-2 Spirit, а В-2 по этому показателю примерно вдвое превосходит самый известный "стелс" - F-117 Nighthawk.

Речь идет об очень больших деньгах. "Раптор" стоит свыше 100 млн. долларов за штуку, а F-35 - "всего" от 35 до 50 миллионов. Большинство функционеров высшего командования ВВС США вышли из летчиков-истребителей, поэтому они так однозначно отстаивают близкую их сердцам машину, отвергая многоцелевой ударный авиационный комплекс F-35. Пентагон намерен отказаться от финансирования разработок "сухопутной" версии F-35, предназначенной для ВВС. Продолжатся работы над вариантами для ВМС и морской пехоты, имеющих усиленные конструкции планера и короткий взлет и посадку. В финансировании этих программ участвуют еще восемь стран - Великобритания, Италия, Нидерланды, Турция, Канада, Австралия, Дания и Норвегия. Недавно к ним присоединился Израиль, который в наказание за продажу оружия "нежелательным" партнерам на время отлучался от проекта.

Однако почти всем участникам разработок (за исключением Великобритании, которая намеревалась военно-морской версией заменить истребители вертикального взлета "Харрриер") был нужен именно "сухопутный" вариант F-35. Но общая стоимость программы оценивается почти в 250 млрд. долларов, решающий вклад в эту астрономическую сумму вносят США, они и решают, что проектировать, а что отправить в долгий ящик.

ТЕХНОЛОГИИ

Пока в открытых источниках содержится очень мало информации о технологиях невидимости, используемых при создании конкурирующих F-22 и F-35. Зато опубликовано большое количество материалов о F-117, широко известном по наименованию технологии невидимости "стелс", - самом распиаренном самолете-невидимке, находящемся на вооружении ВВС США уже довольно давно. Это машина-легенда, герой голливудских блокбастеров и участник бомбардировок Ирака и Югославии. F-117 считался несбиваемым, но в Югославии оказался первым американским самолетом, пораженным морально устаревшими средствами ПВО противника.

Невидимость F-117А обеспечивают четыре основных компонента: внешнее покрытие, особенности внутренней конструкции, внешняя геометрия и распыление выхлопной струи двигателя.

Внешнее покрытие бомбардировщика выполнено из специального материала под названием РАМ - "радароабсорбирующий (радаропоглощающий) материал" (RAM - radar absorbing material). РАМ содержит углеродистый железный феррит, изготавливается в виде краски. Микроскопические железные шарики, которые входят в ее состав, при облучении электромагнитными волнами радаров создают магнитное поле. Оно имеет переменную полярность, переводит значительную часть полученной волновой энергии в тепло, а остальное рассеивает в разных направлениях. Так что на принимающие элементы радара почти ничего не возвращается, и на экранах следящей аппаратуры отметка от летящего самолета не появляется.

На первых экземплярах F-117А поверхность просто оклеивалась неопреновыми плитками с микроферритовым наполнением. Приклеивание производилось эпоксидным клеем прямо на металлическую поверхность, а стыки плиток заполнялись РАМ-краской (шпаклевкой). В некоторых местах корпуса такой заделки стыков хватало лишь на один полет. Для следующего вылета операцию повторяли. Потом самолет стали окрашивать сплошь РАМ-краской, но для этого технологического процесса пришлось конструировать специальных роботов, поскольку краска отличается чрезвычайно высокой токсичностью. Точнее, не сама краска, а растворитель, который служит ее основой. Поэтому людей предпочли не задействовать в процессе нанесения сплошного покрытия.

Под внешней металлической оболочкой F-117А находится еще один оболочечный слой с ячеистой структурой. Американцы называют ее "зацикленные треугольники". Она служит своего рода ловушкой для электромагнитных волн, излучаемых радарами. Энергия здесь поглощается и рассеивается по внутренним поверхностям самолета, переходя в механические колебания - вибрацию.

Внешние обводы современных самолетов имеют плавные криволинейные формы. "Стелс" словно вырублен топором - сплошь большие прямые грани. Эта граненая поверхность была разработана с помощью специальной компьютерной программы "Эхо 1" (Echo 1), основанной на математических методах советского математика Петра Уфимцева, описавшего площади отражения двумерных объектов.

Внешняя поверхность F-117А отражает излучение радара по всем направлениям, только не обратно на приемные антенны радиолокаторов. Поэтому для обнаружения самолета-невидимки требуется не один, а несколько радаров, следящих с разных направлений.

Понятно, что угловатая поверхность ухудшила маневренность самолета. Это достаточно тихоходная и маломаневренная машина. Сбить такую могла бы любая ракета с инфракрасной головкой самонаведения, выпущенная практически вслепую. Чтобы этого избежать, увеличили разброс выхлопа двигателя. Для этого горизонтальное сопло изготовлено широким и плоским. Истечение выхлопных газов происходит на большой плоскости, поэтому они быстрее остывают и рассеиваются. Однако за подобное достоинство пришлось заплатить снижением мощности двигателя и малой тягой при завышенном расходе топлива. При этом новейшие радары, специально предназначенные для обнаружения самолетов-невидимок, видят турбулентный след, весьма значительный при такой угловатой конструкции.

Но весь набор современных технологий оказывается бесполезен, когда открываются бомбовые люки F-117А. В этот момент самолет засвечивается на всех радарах. Поэтому бомбардировщик летает только по ночам и пилот ориентируется на датчик радиолокационного излучения. Если самолет "ведут" с земли, он может не открывать бомболюки, чтобы не обозначить себя.

КАК С ЭТИМ БОРОТЬСЯ

Американцы, затратив гигантские суммы на проектирование и строительство F-117А, полагали, что никто не сможет дать адекватный ответ. Действительно, современные радиолокаторы, работающие на коротких и ультракоротких волнах, а именно такие находятся на вооружении армии США, не видят самолеты, изготовленные с применением технологии "стелс". Однако волны, длина которых соизмерима с длиной самого самолета, не поглощаются его поверхностью. Так что старая аппаратура первых поколений, работающая в диапазоне частот ниже 2 гигагерц, вполне уверенно обнаруживает "невидимок".

Тут есть, разумеется, свои проблемы. Главная - эти частоты широко используются гражданскими средствами коммуникации: радио, телевидением, телефонией и т.д. Подобное "замусоривание" эфира сильно мешает использованию диапазона в военных целях. Радиолокационные антенны такого типа комплексов имеют очень большие размеры, что является демаскирующим фактором. Это еще один изъян.

Старые советские радары используют полуволновой резонансный эффект. Это когда длина волны примерно вдвое больше размера самолета или ракеты. Подвергшийся облучению летящий объект в данном случае сам становится резонатором и начинает излучать электромагнитные волны, которые приплюсовываются к отраженному сигналу. Но на этом эффекте в то же время основан один из способов создания помех. С самолета сбрасываются ленты металлической фольги такой же длины, как он сам, и каждая лента дает на экране радара отметку, неотличимую от сигнала реального воздушного судна. Среди множества ложных целей настоящая теряется.

Самолет-невидимку может обнаружить и система высокочастотных радаров, если они соединены в единую сеть с общим вычислительным центром. Сигнал, отраженный самолетом в разные стороны, улавливается другими РЛС и обрабатывается в аналитическом центре.

В последнее время большие успехи делает пассивная радиолокация. При этом методе обнаружения воздушных целей нет облучения цели, только приемная антенна высокой чувствительности. Она ловит сигналы, в том числе очень слабые, которые генерирует внутренняя аппаратура самолета. Кроме этого она отслеживает отраженные от самолета сигналы гражданских излучателей радиоволн - радио и телевизионных станций, других источников, работающих в метровом и дециметровом диапазоне.

Показательна история уничтожения F-117А над Сербией. Прикрывавшая Белград 3-я батарея 250-й бригады ПВО Югославии была вооружена четырьмя зенитно-ракетными установками С-125 с радарами. В течение первых трех дней бомбардировок батарея не включала РЛС, чтобы себя не обнаружить. Связь между командованием и позициями осуществлялась исключительно по телефонному кабелю, опять же чтобы не выдать себя в результате радиоперехвата. Позиции менялись почти ежедневно.

Сербская агентура, дежурившая у аэродромов НАТО в Италии, по мобильной связи докладывала в Белград о каждом вылете самолетов. О маршруте полета докладывали и наблюдатели на территории самой Сербии. Командир батареи Дани Золтан расположил радары таким образом, чтобы наверняка засечь американского невидимку. Их включали только на короткие мгновения, чтобы не выдать месторасположение натовским самолетам дальнего радиолокационного обнаружения. Пуск ракет производился в самый последний момент, когда самолет противника находился в районе батареи и не успевал произвести ответный удар или выйти из зоны обстрела. F-117 был сбит всего в 13 км от позиции зенитчиков. На таком расстоянии экипаж не успел среагировать, а неповоротливый и медленный невидимка не сумел уйти от устаревшей ракеты. Вдобавок F-117 следовал постоянным маршрутом, по которому летал три предыдущие ночи, и не имел прикрытия.

После этого случая "стелсы" отправлялись на боевые задания только в сопровождении истребителей с ракетами HARM, наводящимися на луч радара, маршруты полетов каждый раз менялись, и больше устроить такую "засаду" сербам не удалось. Однако батарея впоследствии сбила еще один F-16 и сорвала несколько десятков налетов. При этом полковник Золтан не потерял ни одного человека, ни одной единицы техники.