to Kutuzov: A cos tím chtěl říci? Že levnější letoun dovybavený prvky z dražšího (čímž ovšem jeho cena stoupne) se mu svými schopnostmi přiblíží a za určitých okolností může mít lepší poměr cena/výkon? Jenže kde by se vzala ta vyspělá technologie (zkušenosti s úhly a tvary, technologie vnitřních pumovnic, RAM materiály, AESA radary, moderní motory, propracované počítačové bojové systémy) nebýt vývoje strojů 5. generace? Nebyla by, tudíž by nebylo jak zlepšit stroje 4 generace. Je to běžný postup, že když vyvinu něco nového, tak kvůli maximálnímu využití vložených investic se snažím maximum novinek i zpětně aplikovat na již existující stroje a technologie.
Případně jsi chtěl říci, že špičková technologie nemá v současných konfliktech nízké intenzity využití?
Pokud je stealth jen módní marketing a je nefunkční (přičemž důkazy mluví o opaku), tak je zajímavé, že stealth vyvíjí i pragmatická Čína a chudé Rusko. To, že prototyp PAK-FA není tak vyladěný není důkaz nefunkčnosti stealth technologie, ale důkaz toho, že jde o prototyp, Rusové nejsou tak bohatí jako USA a nylo jiné zadání pro vývoj.
Otázka totiž nezní zda stealth funguje či nefunguje, ta technologie prostě funguje. Otázka zní, zda přináší v potenciálních konfliktech odehrávajících se v blízké době tolik výhod, že to vyváží vyšší náklady. Ano, v tomto bodě pravděpodobně 4,5 generace vyhraje, tedy poměrem cena/výkon pro konflikty nízké intenzity. Už ale tady neplevel diskuzi těmi výkřiky. Neřeší se tu módnost či nemódnost, ale technická data.
Jinak třeba ty detaily (čistota letounu) jsou velmi, velmi důležité, viz další text (cituji):
Radiolokační odrazná plocha letounu závisí na profilu, resp. štíhlosti trupu a křídel a jeho poloze vzhledem ke spojnici radar-letoun, poměru délky vlny vysílaného signálu k rozměrům cíle, polarizaci vysílacích a přijímacích antén, na čistotě a hladkosti povrchu (potahu) letounu a jeho celkovém uspořádání. Detaily, jejichž rozměry jsou dělitelem vlnové délky dopadajícího signálu se dostávají do tzv. rezonance a zpětně je vyzářeno maximum energie. Jestliže jsou odražené signály od detailních prvků ve fázi, pak se jakoby sečtou a výsledkem je podstatně intenzivnější signál, než například odraz světla od zrcadla. Tím se vysvětluje, proč konstruktéři při návrhu co nejvíce skrytého bojového letounu před radarem tak úzkostlivě lpí na detailech. Uvědomují si, že negativní součet stovek detailů hraje v jejich neprospěch.
Přikládám několik malůvek pro lepší pochopení stealth tvarování a prvků stealth v konstrukci. Opět jde o zjednodušení pro laiky, nechci tu prezentovat vzorečky atd.
Cílem stealth technologie v oblasti radarových vln je co nejvíce snížit RCS. To lze docílit například zmenšením stroje, jenže to nejde donekonečna:) Takže je potřeba lidově řečeno "snížit siluetu". Stealth stroje jsou obvykle poměrně nízké, čímž se sníží jak přední, tak boční odrazná plocha. to ale nestačí. Problém je i v tom, že každá vlnová délka (frekvence) vyžaduje jiné konstrukční prvky. Dále letoun není ozařován z jednoho směrů, ale z více směrů. Vždy se proto najde směr a vlnová délka, která se prostě odrazí zpět k radaru. Jde o to mít těch směrů (úhlů) co nejméně a odrazy na ně co nejmenší. Potřebujeme tedy zabránit rezonancím (hladký povrch je tedy velmi důležitý, protože i několik malých plošek o vhodné délce a tvaru, které rezonují s vlnovou délkou radaru, který nás ozařuje, dokáže odrazit velké množství energie zpět i přes to, že zbytek stroje onen radar téměř nevidí).
Tedy potřebujeme zmenšit plochu, co vrací energii zpět k vysílači.
Zmenšení reálných rozměrů vynecháme.
Buď ta energie námi projde (kompozity, materiály co propouští elmg záření, SOP z elmg "průhledného materiálu prostě na radaru vidět nejde, problém je různá odrazivost pro různé frekvence), nebo tu energii pohltíme (RAM materiály - problém je, že každý RAM materiál dokáže pohlcovat jen určité frekvence, zatím neexistuje širokopásmový materiál, navíc pohlcování elmg energie letoun zahřívá, děje se to samé co v mikrovlnce, pohlcené vlny musí někam předat svou energii, tudíž rozkmitají atomy RAM materiálu). Nebo to záření odkloníme jiným směrem než zpět ke zdroji (tady je zase problém, že u letadla může být zdroj v podstatě kdekoliv a ozařovat nás z různých úhlů, v tom mají výhodu lodě, tam je těch směrů méně). Poslední možností je rušit, tedy vracet signál ve stejné vlnové délce a síle, ale fázově posunut, to dělá částečně například i B-2, proto je tak drahá:)).
V praxi se na stíhačkách používají první tři metody. Část stroje udělám z materiálů co vlny neodráží (kompozity), tím zmenším reálně odraznou plochu. Bohužel kompozity nejde dát všude a navíc pod nimi jsou často kovové části (motory, konstrukce, trubky atd.), které mi mohou s některými frekvencemi rezonovat díky různým detailům, výstupkům atd. Tudíž potáhnout celý stroj kompozitem mi nepomůže.
RAM materiály jsou zase drahé, nemusí mít ideální fyzikální vlastnosti (křehkost, nestálost apod.), navíc neřeší všechny frekvence. Nicméně použiji je na místa, kde to prostě nejde jinak a alespoň na nejčastější frekvence jimi potáhnu celý stroj, abych docílil co největšího pohlcení.
Zbývá nám tvarování. Jde jednak o celkové tvary stroje, jednak o detaily jako náběžné hrany křídel apod. Lze se buď snažit záření odklonit, nebo i částečně pomocí pastí utlumit (hlavně náběžní hrany). Jak již jsem řekl, nikdy nezaručíte ze všech úhlů odraz jiným směrem než je zdroj, prostě vždy bude na letadle existovat nějaká plocha, které je kolmá ke zdroji záření a tudíž ho odrazí zpět. Cílem je tedy zaměřit se na nejčastější úhly ozáření (stejně jako u RAM materiálů se soustředíme na nejčastější užívané frekvence, které se pak snažíme pohltit).
Letoun je většinou ozařován v úhlech 0 až 30 stupňů, tedy na tyto úhly dopadu se konstruktéři soustředí a ty se snaží odklonit jinam, než zpět. Je třeba zajímavé, že přímo zespodu většinu stealth letounů poměrně snadno zachytíte (spodní část prostě nejde tvarovat tak, aby ideálně odrážela záření při úhlu dopadu 0 stupňů a poměrně velká část záření jde zpět, žel bohu většina radarů neumí zářit přímo nahoru a i kdyby ano, tak už by bylo pozdě).
Tak a níže je obrázek, který je popsán ještě níže.
Pro zjednodušení beru boční odraz stroje (čelní se hůře kreslí), dále pro zjednodušení používám hranaté tvary a omezený počet "vln".
Na prvním obrázku vidíte klasickou stíhačku s pravými úhly a velkými rovnými plochami. Vlevo dopadá záření v úhlu 0 či 90 stupňů, vpravo 45 stupňů (opět pro zjednodušení kresby). Jak vidíte vlevo se většina záření odráží přímo zpět ke zdroji, v případě úhlu 45 stupňů a úhlu mezi křídlem a trupem 90 stupňů dojde také k odrazu většiny záření zpět.
Na druhém obrázku jsou některé plochy vhodně skloněny, včetně SOP (ovšem celé plochy ve stejném úhlu). Křídlo je v rovině stroje. Jak vidíte, zpět ke zdroji se odráží jen záření dopadající na hranu křídla, která je ke zdroji záření kolmá (to se dá ale také řešit, viz nižší obrázky). U úhlu ozáření 45 stupňů se odráží jen část záření (přímo z oblasti přechodu křídla a trupu, opět se řeší RAM materiály či vhodným přechodem). Problém ale nastane jestliže na nás září radar ve stejném úhlu jako je bok letounu (či SOP) skloněn, pak vracíme stejnou silou jakobychom měli obyčejný nestealth letoun (Tedy nepočítám vliv kompozitů a RAM materiálů, bavíme se o odklonu tvarem. Navíc i nestealth letouny používají kompozity, plus RAM barvou lze teoreticky natřít i běžný stroj, prakticky je to však závažný problém). Jak to vyřešit? Jednoduše, mít co nejmenší plochu ve stejném úhlu. Více níže v poznámce ke třetí verzi stroje.
Tak a u třetího obrázku jsme stealth tvarování zlepšili, SOP jsou vykloněny v jiném úhlu než trup, můžeme i SOP tvarovat, aby nebyla celá ve stejném úhlu, navíc na SOP lze použít i kompozity, takže část záření jí prostě projde. Trup není jednolitý, ale je skloněn v různých úhlech tak, aby v případě ozáření ze správného úhlu byla plocha co nejmenší. Křídlo je mírně vykloněno také, aby byl částečně eleminován směr přímo zboku.
Takže z toho všeho je patrné jak fungovalo fazetování (teď se to samé počítá do křivek, tudíž jde jakoby o hodně velké množství malých ploch v různých úhlech), tedy jak pomocí správných úhlů, které svírají jednotlivé části stroje vůči sobě a vůči potenciálnímu radaru odrazit co nejvíce energie jinam, než zpět. Jenže vždy se najde směr na který to nelze aplikovat. Klasicky náběžné a odtokové hrany křídel. Hrany dvířek a montážních otvorů. Tady přichází na řadu "zuby".
Tedy další obrázek vlevo zobrazuje jak odráží záření rovná plocha (např odtoková či náběžná hrana křídla, či montážní kryt, dvířka pumovnice či podvozku) a na pravém obrázku jak záření vychyluje "zubaté řešení" (to může nejen vychylovat, ale i záření částečně mnohonásobným odrazem pohlcovat). Takto je třeba řešená zadní část B-2. Jenže co dělat z úhlů a na místech, kde prostě nemůže být zubování? (hlavně ta náběžná hrana křídla).
Jednoduše, "zubování" schováme pod aerodynamický překryt. Vlevo je obrázek vnitřku náběžné hrany křídla v klasickém letounu. Pokud je potah kovový, odráží vlnění sám, pokud je např z kompozitů, tak přímo zpět odráží vlnění konstrukce pod (spodní obrázek je pohled z vrchu), viz. obrázek vlevo.
Napravo vidíte, že náběžná hrana stealthu je vyrobena z kompozitů a pod ní je skryto "zubování", to pak buď záření odráží, nebo pohlcuje několikanásobným odrazem. rovněž se do tohoto prostoru využívají RAM materiály pro posílení pohlcení.
Jinak některé RAM materiály vlastně také fungují na principu několikanásobného odrazu, který oslabuje záření (předává při každém odrazu část své energie, děje se uvnitř materiálu).
No a to je pro dnešek vše. Když budete hodní a nebude tu moc OT, tak doplním o způsoby potlačování IR záření (opět s nákresy) a pak o způsoby detekce stealth strojů.
P.S. Omlouvám se za zjednodušení a neumělou kresbu (úhly dopadu a odrazu jsem neřešil jde o princip, ne přesnost malování odrazů), nebyl čas a ani chuť se s tím extra crcat a teď se dívám, že to po sobě sotva přečtu:) A dokonce tam mám chybu, ale jsou dvě hodiny v noci, tak mám nárok na únavu:)