STEALTHテクノロジー

(へ ロレンツォ・パストゥレンツィ)
07/02/20

敵の目に隠れることは、古代から重要な軍事的要因でした。 例として、西暦9年のトイトブルクの森の戦いがあります。この戦いでは、6つのローマ軍団と600つの補助コホートが、アルミニウスが率いるゲルマン部族の連合によって全滅しました。 野bar人は、ローマ軍が続く小道に平行に長さXNUMXメートルの堤防を建設し、ほとんどの部隊をそこに隠した。 疑いを持たない敵の通過で、ドイツ人はその歴史上ローマで最悪の軍事敗北のXNUMXつを負わせる壊滅的な驚き攻撃を放ちました。

レーダーの誕生により、敵の視界から隠れることは新しい意味を帯びてきました。この概念は、人間の目で見える周波数だけでなく、電磁スペクトル全体にまで広がりました。 特に航空分野では、第二次世界大戦中に観測されたさまざまな形態の対空防御の発達に伴い、航空機の「低い観測性」を得るための解決策を見つけることの重要性が高まった。 ソビエトとアメリカ人は、これに関するいくつかの研究に資金を提供し、いわゆる ステルス技術.

この単語は「隠蔽性」ではなく「隠密性」に翻訳可能であることを強調することが重要です。 この側面は、この哲学の目的が何であるか、つまり 減少 敵による観察の証拠。 実際、レーダーからは完全に見えない航空機を入手することはできません.

それでは、ステルス機を作るために設計段階で追求される戦略は何ですか?

まず、レーダーの仕組みを理解することが重要です。 この頭字語(Rad切除 and r老化-イタリア語での無線検出と距離測定)は、物体の位置と速度(定義済み)を決定するために、電磁波(無線またはマイクロ波)の形で信号を発信、受信、分析できるXNUMXつ以上のアンテナを示します ターゲット)これらの電磁波と相互作用した。

レーダーアンテナは信号を空間に放出し、その波は ターゲット レーダーに接続している方向を含むさまざまな方向で、アンテナが受信したリターン信号が分析されます。

この分析から、波の放射とその受信の間に経過した時間を取得します。

電磁波の伝播速度(真空中では光の速度に等しい)がわかれば、アンテナとターゲットの距離を簡単に計算できます。

その代わりに、ターゲットが位置する方向の計算には、指向性アンテナ(つまり、特定の方向にのみ電磁波を放射するアンテナ)が使用されます。

ステルス技術を理解するためのもうXNUMXつの有用な概念は、 レーダー断面。 RCSは、送信された電磁波によって「照らされた」ターゲットによってレーダーに向かって反射される電力の測定値であり、したがって、レーダー自体がオブジェクトを検出できる量の測定値です。 このパラメータが小さいほど、レーダーに戻る電力が少なくなり、「バックグラウンドノイズ」つまり外乱と区別がつかなくなるため、特定の距離でターゲットを検出することが難しくなります。 したがって、RCSは、ターゲットを特定できる最大距離にも影響します。 たとえば、DC-9に関連付けられているRCSは20程度であるのに対し、自動車の場合は約100であるため、同じレーダーと条件では、アンテナとの距離が大きい場合と比べて自動車を識別できます。 DC-9。 このパラメータは、ターゲットの形状とジオメトリ、ターゲットを構成する材料(特にその表面)、レーダーに対する位置と角度、および最小限のサイズに本質的に依存します。 このため、丸みを帯びた形状のおかげで、DC-9の寸法は確かに大きいにもかかわらず、車よりもRCSが小さい可能性があります。

(一部の軍用機の推定RCSテーブル)

したがって、ステルス設計は、航空機のレーダー断面積を減らすことを目的としています。 これを実現するには、いくつかの方法があります。

  1. 整形:この方法の背後にある考え方は、航空機をレーダーに接続する方向以外の方向に入射する電磁波を反射するように方向付けられた航空機の形状と表面を設計することにあります。 したがって、飛行機のどのポイントも、敵レーダーの可能な位置に面している表面を持たないようにします。 この方法の適用は、ロッキードF-117で特に見られます。 ヨタカ。 しかし、その実装は空気力学に関連する問題を隠します。そのような特定の角度のある形状はパフォーマンスを低下させ、車両の安定性と制御にコンピューター化されたツールが必要になるためです。 シェイピングのアイデアには、特別な内部ベイで負荷(武器など)を輸送するというアイデアも含まれます。そのため、形状を特に最適化できないものは、航空機の全体的なRCSに寄与しません。 この戦略は、ロッキードF-35に実装されています。

  2. レーダー吸収材料:レーダー吸収材料(RAM)は、入射信号のエネルギーの一部を熱に変換できる化合物であるため、反射信号のパワーが低下します。 これらの材料は、翼の前縁の場合や空気取り入れ口の領域のように、形状をわずかにしか採用できない、または完全に使用できない領域で特に役立ちます。 これらの材料のメンテナンスは非常に高価であり、それらの使用は航空機の生産コストと重量の増加を引き起こします。これは過小評価できない負の側面です。

  3. 電子対策:電子的対策は、航空機に反射される信号に対して代替信号を生成するという考えに基づいており、エコーに追加されると、キャンセルまたは強く減少します。 これを可能にするには、ターゲットは敵レーダーから放射される電磁波の方向、振幅、周波数、位相を把握し、正しい妨害信号を生成し、適切なタイミングで正しい方向に放射できる必要があります。 。 明らかに、この方法の開発に関連する技術的な問題は多岐にわたり、その誤った実装はRCSの大幅な増加を引き起こします。

ステルス技術は本物です ゲームチェンジャー 航空戦であり、第22世代の軍用機の主な要件です。 現在、このタイプの航空機はF-35とF-XNUMXのみで構成されていますが(下の写真)、すぐに家族が拡大するはずです。

かつて「最先端」がアメリカ合衆国のみに所有されていた技術であったものが、現在はロシアによって開発されています(Sukhoi Su-57 パク・ファ)そして中国から(新しいものに存在する) 成都 J-20)。

の実際のレベルに関しては疑問が残る 隠密性 F-35の「輸出版」(写真)の。 実際、米国は常にこの問題に関する知識の共有に反対してきました ステルス、たとえば、イギリスの場合のように、同盟国であるにもかかわらず、F-22の販売をこの点でのフラッグシップと見なすことを防止します。 さらに、この航空機の大規模な推定生産量を考えると、コストを抑えるために、この技術に関してF-22ほど高度な航空機を作成することを目的としていなかったが、 8〜18 GHzの周波数でのみ動作するレーダー(例えば、 消防レーダー 対空バッテリー)。 ただし、一般市民は容量データにアクセスできません ステルス 飛行機ので、すべてこれは単なる推測のままです。

ソース:

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

レーダーコースの講義ノート(Politecnico di Milano)

画像:アメリカ空軍/ウェブ/オンライン防衛