Стелс и радиолокация

Радиолокационная малозаметность обеспечивается как геометрией планера, нацеленного на переотражение радиоизлучения в сторону от источника излучения, так и специальным радиопоглощающим покрытием, которое работает в узком спектре частот, чаще всего миллиметрового или сантиметрового диапазона радиоизлучения.

Простой геометрии планера недостаточно для малозаметности, иначе никто не стал бы заниматься специальным покрытием. Также как и не достаточно только покрытия, иначе никто не стал бы утруждать себя стелс формами. Малозаметность зависит от показателя эффективной поверхности рассеивания (ЭПР), на дальность обнаружения влияют на фоне земли, наблюдается цель, или на фоне неба, каково состояние атмосферы, летит ли цель в сторону РЛС и еще кучи факторов, исследование которых займёт отдельный разбор, который скорее всего не будет интересен большей части аудитории

Одна из распространенных в сети баек гласит, что показатель ЭПР истребителя F-22 и F-35 не больше мячика для гольфа. Насколько правдиво данное утверждение? Начнем с того, что колпак на носу истребителя радиопрозрачный, а за ним находится РЛС, поэтому радиолокационный профиль нужно воспринимать примерно так.

Диаметр полотна РЛС AN APG-81 истребителя F-35 составляет 700 миллиметров, или 3848 сантиметров. Его площадь все-таки больше, чем мячик для гольфа. Возможно, что подложки, на которой размещены лепестки РЛС, радиопоглощающие, чтобы избежать переотражения сигналов, но в любом случае у нас 1676 приёмно-передающих элементов. А про эти элементы стоит знать главное: если есть на свете материал, обладающий почти зеркальными отражающими свойствами для радиоизлучения, то это полотно РЛС. Его можно сравнить с глазами кошки в темноте. Полотно радара не может допустить ни малейшего поглощения сигнала, поскольку оно приведет к ухудшению чувствительности РЛС. Ведь отраженные от цели сигнал в тысячу раз слабее исходящего.

Чтобы избежать зеркального эффекта, полотно АФАР наклоняют, ухудшая его характеристики, что бы сигнал вражеских РЛС отражался вверх, а не обратно к источнику радиоизлучения. Радиопоглащающий материал не выбирает чей сигнал глушить - если он есть, то глушится весь. Шторки бессмысенны, потому что наклон РЛС решает проблему отражения, а при работе РЛС они будут ему мешать.

Никаких "шторок", отражающих только вражеские сигналы, нет и не может быть. Да и сам факт того, что полотно РЛС наклонено, говорит о том, что даже простые непрозрачные для радиосигнала "шторки", которые прикрывали бы полотно, пока она выключена, реализовать не удалось. В принципе наклона достаточно, чтобы отразить в сторону, если не всю, то большую часть сигнала вражеской РЛС. Но что делать с собственным сигналом? Ведь если радар ставят на самолет, то он должен работать, а как только он начинает работать, его видят все, кто обладает аппаратурой радиопеленгации. Именно поэтому F-117 не обладал своей РЛС, поскольку на стелс-самолете это издевательство над здравым смыслом. РЛС для стелс самолёта как налобный фонарь для снайпера.

Здесь обычно всплывают сказки о LPI технологии. Под этим термином подразумевается уменьшение мощности исходящего сигнала, его перестройка по частотам насколько это позволяет ширина диапазона передатчика. Якобы, если мы уменьшим мощность сигнала раз в десять, то враг работу нашей бортовой РЛС не обнаружит. Это ерунда! Запомните простое правило: дальность обнаружения радиолокатором всегда меньше, чем дальность пеленгации работы радара. Поскольку в первом случае радару нужно уловить многократно ослабленный сигнал, отраженный от цели, а станции РТР просто зафиксировать работу такой РЛС. Грубо говоря, если светить фонариком в ночи, то хозяин фонарика виден за пару километров, тогда как сам он видит только на пару десятков метров.

Аппаратура пеленгации не позволяет определить расстояние до до РЛС, но может обнаружить такое излучение на предельной дистанции. Также станции РТР могут определять тип излучающей РЛС, поэтому факт наличия истребителя F-22/F-35 будет установлен безошибочно.

Утверждение насчет невидимости широкополосного сигнала станциями РТР из той же серии. В случае с РЛС F-35 она X-диапазона и может работать только в узком спектре частот, который явно уже чем рабочая полоса бортовых станций РТР. И такой же нелепостью является утверждение, что краткий по длительности сигнал не будет зафиксирован РТР. Для примера, если вспышка фотоаппарата равна тысячной доли секунды, значит ли это, что ваш глаз её не заметит? Точно так же будет и с сигналом LPI.

Суммируя все вышесказанное, можно смело утверждать, что сомнительные цифры АПРА для истребителей F-22 и F-35 в районе множество нулей после запятой можно отбрасывать, как недостоверные. Не думаю, что реальные цифры можно вычислить даже, имея математическую модель стелс-истребителя. Поскольку даже при ее наличии требуется знать огромное количество дополнительных факторов, начиная с отражающих свойств материалов, рабочих параметров РЛС и также кучу динамических характеристик, вроде изменения отражающих свойств материалов при нагреве, что потребует больших вычислительных мощностей, которых у меня нет.

Вдобавок, корпус истребителя пятого поколения буквально усыпан антеннами, станциями обмена информацией, РТР и РЭБ. И, как вы догадались, покрывать их радиопоглощающими материалами нельзя. К тому же добиться параметров поглощения радиоизлучения стеклянной кабиной, аналогичных покрытию корпуса истребителя, затруднительно.

Лично я полагаю, что площадь ЭПР истребителей типа F-22 и F-35 колеблется между 0,1 при фронтальном облучении и до 0,5 при облачении сбоку. Возможно, что на порядок меньше ЭПР выдает в идеальных ракурсах при сближении лоб в лоб. В целом, показатель ЭПР в одну десятую достаточно хорош. Правда, здесь есть одно, а точнее, даже два неприятных обстоятельства для стелс-самолетов.

Берем калькулятор максимальной дальности обнаружения в радиолокации и подгоняем цифры в нем под параметры РЛС Ирбис, имеющиеся в открытом доступе. Минимум одну цифру придется указать от фонаря - минимальная мощность сигнала на входе приемника РЛС, поскольку эта цифра мне неизвестна. В итоге мы получаем цифру в 340 километров дальности обнаружения для целей типа МиГ-29.

Получившаяся цифра завышена, поскольку данный калькулятор не учитывают кучу факторов, в том числе и важного, о котором пойдет речь дальше. Но он показывает другое важное обстоятельство. 30-кратное уменьшение показателя ЭПР - с 3 до 0,1м ведет к снижению дальности обнаружения лишь в 2,4 раза. Снижение ЭПР не приводит к пропорциональному снижению дальности обнаружения.

Общее уменьшение дальности будет не столь значительным. Повторюсь, данный калькулятор не идеален, поскольку не учитывает все факторы, влияющие на дальность обнаружения, в том числе и следующие неприятные для стелс-самолетов обстоятельства: допплеровский эффект.