STEALTH-Technologie

(Di Lorenzo Pasturenzi)
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Das Bedürfnis, sich vor den Augen des Feindes zu verstecken, ist seit jeher ein wichtiger militärischer Faktor. Ein Beispiel ist die Schlacht im Teutoburger Wald von 9 n. Chr., In der drei römische Legionen und 6 Hilfskohorten von einer von Arminius angeführten Koalition germanischer Stämme vernichtet wurden. Der Barbar baute parallel zum Weg der römischen Armee einen 600 Meter langen Damm und versteckte dort die meisten seiner Truppen. Mit dem Vorbeigehen ahnungsloser Feinde lösten die Deutschen einen verheerenden Überraschungsangriff aus, der eine der schlimmsten militärischen Niederlagen in Rom in seiner Geschichte zur Folge hatte.

Mit der Geburt des Radars hat das Verstecken vor den Augen des Feindes eine neue Bedeutung erhalten und dieses Konzept auf das gesamte elektromagnetische Spektrum ausgedehnt und nicht mehr nur auf die Frequenzen, die für das menschliche Auge sichtbar sind. Insbesondere im Luftfahrtbereich wurde nach der Entwicklung der verschiedenen Formen der Flugabwehr, die während des Zweiten Weltkriegs beobachtet wurden, die Notwendigkeit, Lösungen zu finden, um die "geringe Beobachtbarkeit" seiner Flugzeuge zu erreichen, zum Kapital. Die Sowjets und Amerikaner finanzierten diesbezüglich mehrere Studien, indem sie mit der Entwicklung des sogenannten begannen Stealth-Technologien.

Es ist wichtig zu betonen, dass das Wort in "Stealth" und nicht in "Unsichtbarkeit" übersetzt werden kann. Dieser Aspekt definiert genau, was der Zweck dieser Philosophie ist, das heißt abnehmen seine Beweise zur Beobachtung durch den Feind. Tatsächlich ist es nicht möglich, ein Flugzeug zu erhalten, das für Radargeräte völlig unsichtbar ist.

Welche Strategien werden in der Entwurfsphase verfolgt, um ein Stealth-Flugzeug herzustellen?

Zunächst ist es wichtig zu verstehen, wie ein Radar funktioniert. Dieses Akronym (RaGott dEtektion and rAnging - Funkerkennung und Entfernungsmessung in italienischer Sprache) bezeichnet eine oder mehrere Antennen, die in der Lage sind, ein Signal in Form einer elektromagnetischen Welle (Funk- oder Mikrowellenwelle) auszusenden, zu empfangen und zu analysieren, um die Position und möglicherweise die Geschwindigkeit von Objekten (definiert) zu bestimmen Ziel), die mit diesen elektromagnetischen Wellen wechselwirkten.

Die Radarantenne sendet dann ein Signal in den Weltraum, das von der Welle reflektiert wird Ziel In verschiedenen Richtungen, einschließlich derjenigen, die mit dem Radar verbunden ist, wird das von der Antenne empfangene Rücksignal analysiert.

Aus dieser Analyse erhalten wir die Zeit, die zwischen dem Aussenden der Welle und ihrem Empfang vergangen ist.

Wenn Sie die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle kennen (im Vakuum ist sie gleich der Lichtgeschwindigkeit), können Sie leicht die Entfernung zwischen Antenne und Ziel berechnen:

Für die Berechnung der Richtung, in der sich das Ziel befindet, werden stattdessen Richtantennen (d. H. Antennen, die eine elektromagnetische Welle nur in einer bestimmten Richtung aussenden) verwendet.

Ein weiteres nützliches Konzept zum Verständnis von Stealth-Technologien ist: Radar-Querschnitt. Das RCS ist ein Maß dafür, wie viel Leistung von dem Ziel, das von der gesendeten elektromagnetischen Welle "beleuchtet" wird, zum Radar reflektiert wird, und ist daher ein Maß dafür, wie viel das Objekt vom Radar selbst erfassbar ist. Je kleiner dieser Parameter ist, desto schwieriger ist es, das Ziel in einer bestimmten Entfernung zu erkennen, da weniger Leistung zum Radar zurückkehrt und daher nicht von dem "Hintergrundrauschen", dh von Störungen, unterschieden werden kann. Das RCS wirkt sich daher auch auf die maximale Entfernung aus, in der ein Ziel identifiziert werden kann. Zum Beispiel liegt das einem DC-9 zugeordnete RCS in der Größenordnung von 20, während das eines Autos bei 100 steht. Mit dem gleichen Radar und den gleichen Bedingungen kann das Auto in größerem Abstand von der Antenne identifiziert werden als das DC-9. Dieser Parameter hängt im Wesentlichen von der Form und Geometrie des Ziels ab, von den Materialien, aus denen es besteht (insbesondere von seiner Oberfläche), von seiner Position und seinem Winkel zum Radar und in geringem Maße von seiner Größe. Aus diesem Grund ist es möglich, dass ein DC-9 aufgrund seiner abgerundeten Formen trotz der mit Sicherheit größeren Abmessungen ein kleineres RCS als ein Auto hat.

(In der geschätzten RCS-Tabelle einiger Militärflugzeuge)

Das Stealth-Design zielt daher darauf ab, den Radarquerschnitt des Flugzeugs zu verringern. Um dies zu erreichen, werden verschiedene Methoden angewendet:

  1. Gestaltung: Die Idee hinter dieser Methode besteht darin, Flugzeugformen und -oberflächen so zu gestalten, dass sie die elektromagnetische Welle reflektieren, die in andere Richtungen einfällt als die, die das Flugzeug mit dem Radar verbindet. Wir versuchen daher zu vermeiden, dass an irgendeinem Punkt des Flugzeugs die Oberfläche der möglichen Position eines feindlichen Radars zugewandt ist. Die Anwendung dieser Methode ist besonders auf dem Lockheed F-117 sichtbar Nachtschwärmer. Seine Implementierung verbirgt jedoch Probleme im Zusammenhang mit der Aerodynamik, da solche besonderen und winkligen Formen seine Leistung verschlechtern und computergestützte Werkzeuge für die Stabilität und Kontrolle des Fahrzeugs erforderlich machen. Die Idee der Formgebung beinhaltet auch die Idee, Lasten (Waffen usw.) in speziellen Innenbuchten zu transportieren, so dass diese, deren Form nicht besonders optimiert werden kann, nicht zum Gesamt-RCS des Flugzeugs beitragen . Diese Strategie wird beim Lockheed F-35 umgesetzt.

  2. Radarabsorbierende Materialien: Die radarabsorbierenden Materialien (RAM) sind Verbindungen, die einen Teil der Energie des einfallenden Signals in Wärme umwandeln und so die Leistung des reflektierten Signals verringern können. Diese Materialien sind besonders in Bereichen nützlich, in denen die Formgebung nur am Rande oder nicht vollständig angewendet werden kann, wie im Fall der Vorderkante der Flügel und im Bereich der Lufteinlässe. Die Wartung dieser Materialien ist sehr aufwendig und ihre Verwendung führt zu einer Erhöhung der Produktionskosten und des Gewichts des Flugzeugs, ein nicht zu unterschätzender negativer Aspekt.

  3. Elektronische Gegenmaßnahmen: Die elektronischen Gegenmaßnahmen basieren auf der Idee, ein alternatives Signal in Bezug auf das vom Flugzeug reflektierte Signal zu erzeugen, so dass es sich beim Hinzufügen zum Echo stark aufhebt oder verringert. Damit dies möglich ist, muss das Ziel die Richtung, Amplitude, Frequenz und Phase der vom feindlichen Radar ausgestrahlten elektromagnetischen Welle kennen und in der Lage sein, das richtige Störsignal zu erzeugen, es zur richtigen Zeit und in der richtigen Richtung auszusenden . Offensichtlich sind die technischen Probleme im Zusammenhang mit der Entwicklung dieser Methode vielfältig und ihre inkorrekte Implementierung würde zu einem starken Anstieg der RCS führen.

Stealth-Technologie war eine echte Spielwechsler Was ist Luftkrieg und ist die Hauptanforderung für jede fünfte Generation von Militärflugzeugen. Derzeit besteht dieser Flugzeugtyp nur aus der F-22 und der F-35 (Foto unten), die Familie sollte jedoch bald erweitert werden.

Was einst eine Technologie war, deren "State of the Art" nur den Vereinigten Staaten von Amerika gehörte, wurde jetzt von Russland entwickelt (wird mit der Sukhoi Su-57 das Licht erblicken) Pak Fa) und aus China (es ist auf dem neuen vorhanden Chengdu J-20).

Es bestehen weiterhin Zweifel hinsichtlich des tatsächlichen Niveaus von Unsichtbarkeit der "Exportversion" der F-35 (Foto). Tatsächlich haben sich die Vereinigten Staaten immer gegen die Weitergabe ihres Wissens zu diesem Thema ausgesprochen ListB. den Verkauf der F-22 (in dieser Hinsicht als Flaggschiff angesehen) an Drittländer zu verhindern, wenn auch Verbündete, wie im Fall des Vereinigten Königreichs. Angesichts der großen geschätzten Produktion dieses Flugzeugs ist es außerdem möglich, dass es zur Eindämmung seiner Kosten nicht darauf abzielte, ein Flugzeug zu schaffen, das hinsichtlich dieser Technologie so weit fortgeschritten war wie die F-22, sondern ein Flugzeug, das schwer zu identifizieren war Radare, die nur in Frequenzen zwischen 8 und 18 GHz arbeiten (zum Beispiel von Feuerleitradar Flugabwehrbatterien). Kein Zivilist hat jedoch Zugang zu Kapazitätsdaten List des Flugzeugs, so bleibt dies alles bloße Spekulation.

Quellen:

https://www.researchgate.net/publication/287536552_Integrated_review_of_stealth_technology_and_its_role_in_airpower

https://www.researchgate.net/publication/259503614_Low_Observable_Principles_Stealth_Aircraft_and_Anti-Stealth_Technologies

Vorlesungsunterlagen des Radarkurses (Politecnico di Milano)

Bilder: US Air Force / Web / Online-Verteidigung