Технологии снижения заметности (стелс-технология) необходима для маскировки средств вооружения и военной техники от обнаружения радиолокационными средствами противника. Способов преобразования электромагнитных волн в иные виды энергии несколько, в том числе поглощение или рассеяние. В силу этого радиопоглощающие материалы используются в качестве покрытий для различных поверхностей: они уменьшают коэффициент отражения электромагнитных волн.
Одним из наиболее распространенных радиопоглощающих материалов (стелс-покрытий) является iron ball paint. Этот состав содержит микроскопические сферы, покрытые магнитным составом. Эффект действия прост: излучение локаторов превращается в тепло, что позволяет уменьшить заметность объекта. Подобным материалом был покрыт разведывательный самолет SR-71 Blackbird.
Для снижения заметности применяют особый класс материалов – радиопоглощающие материалы (РПМ), которые предназначены для преобразования электромагнитных волн в иные виды энергии.
От композитов к метаматериалам
Резонансные стелс-покрытия обладают толщиной в ¼ длины волны, что позволяет отражать излучение от внешней и внутренней поверхностей покрытия. Что же касается нерезонансных покрытий, то они рассеивают излучение или отражают его в разных направлениях.
По понятным причинам, ни в России, ни в США особо не афишируются технологии, используемые при создании новейших истребителей. И, тем не менее, определенная информация о них, включая и состав снижающих заметность покрытий, попадает в прессу. Так, еще год назад стало известно, что новое стелс-покрытие получила кабина российского многоцелевого истребителя 5-го поколения Су-57. В «Ростехе» заверили, что новый композитный материал, примененный в покрытии, на 30% снизил заметность кабины. Покрытие увеличивает в 2 раза поглощение радиолокационных волн.
Области отражения радиоволн.
Стелс-покрытие наносится на фонари самолетов Су-57, Су-30, Су-34, Су-35, МиГ-29К. Оно представляет собой слои оксидов металлов толщиной 70-90 нм. Благодаря ему снижается заметность самолета для радиолокационных средств противника, а пилот истребителя защищается от теплового фактора, ультрафиолета и иных негативных воздействий. Последнее также очень важно. Поскольку покрытие в три раза снижает тепловую составляющую солнечной радиации, а воздействие на пилота ультрафиолета снижается почти в шесть раз
.Современные радиопоглощающие покрытия отличаются от применявшихся лет 10 тому назад весьма существенно. В частности, они обладают переменной по профилю толщиной, сложной структурой с меняющимися значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей и по толщине, и вдоль поверхности обшивки. Состав покрытия позволяет модифицировать падающую на него электромагнитную волну так, чтобы она не смогла передать противнику информацию, способную “раскрыть” параметры военной техники. Большая часть поверхности самолета обрабатывается с помощью лакокрасочных технологий. А.Н. Лагарьков и М.А. Погосян в одной из своих статей отмечали важность ферромагнитных мелкодисперсных наполнителей с заданными значениями магнитной проницаемости. Также широко применяются плазменные технологии. Например, рассеивающее покрытие на фонаре кабины истребителя создается при помощи плазменно-вакуумной технологии.
F-22. Проблемы покрытия.
F-22 и F-35. Проблемы со стелс-покрытием
В то же время, иногда стелс-покрытие создаёт дополнительные проблемы самолётам. Так произошло, в частности, с истребителями ВВС США F-22 Raptor, которые были задействованы в операции международной коалиции в Сирии. Непростой сирийский климат с его песчаными бурями привел к тому, что радиопоглощающее покрытие F-22 стало отваливаться буквально кусками. Это произошло из-за того, что покрытие стало терять прочность.
Направления отражений от элементов внешней поверхности F-22.
В 2019 г. Bloomberg опубликовал доклад Министерства обороны США, в котором говорилось об аналогичных проблемах со стелс-покрытием самолетов F-35B, которое также изнашивается быстрее, чем рассчитывали при его нанесении. Во время полета на сверхзвуковой скорости стелс-покрытие попросту сгорает, что превращает самолет в легкую мишень для истребителей даже четвертого поколения.
F-22. Проблемы покрытия.
В то же время, американский летчик Уильям Флинн в интервью Defense News отметил, что с такими проблемами самолеты сталкиваются во время длительных полетов на сверхзвуковых скоростях, а в реальных боевых условиях необходимость в столь длительных полетах как правило отсутствует.
Исследования в сфере разработки новых стелс-покрытий продолжаются
Кроме перечисленных выше, имеются еще метаматериалы с отрицательным углом отражения электромагнитных волн. В прошлом году китайское издание Sohu писало о новом китайском метаматериале Metasurface, которое способно обеспечить малую заметность для радаров истребителям J-20. Новая математическая модель, описывает поведение электромагнитных волн при контакте с поверхностью металла, покрытого микроскопическими узорами.
А российские и итальянские ученые разработали технологию для маскировки военной техники. Новый метаматериал полностью прозрачен для электромагнитных волн за счет возбуждения в них «анаполей». Новый вариант стелс-маскировки, которая позволит направленному на объект сигналу радара не отражаться, не поглощаться, а просто проходить насквозь, как будто никакого объекта нет. Такой метод маскировки основан не на создании маскирующего покрытия, а на изменении конфигурации всей системы объекта.
Источник: По теме:
Технологии “Стелс” применяемы в авиации мира. Часть1