پوشش رادارگریز جدید سبب پنهانکارتر شدن هواپیماهای نظامی می‌شود

دانشمندان اخیرا موفق به ساخت پوشش رادارگریز جدیدی شده‌اند که سبب کاهش بیش از پیش سطح مقطع راداری و افزایش سرعت هواپیماهای نظامی می‌شود.

در سال 1886 هاینریش هرتز،‌ فیزیکدان معروف آلمانی، اثبات کرد که امواج رادیویی پس از برخورد با یک جسم جامد منعکس می‌شوند. کمی بعد یک مخترع آلمانی دیگر به نام کریستین هولسمایر موفق شد با استفاده از این مفهوم یک جسم سخت را به کمک امواج کشف کند. این اقدامات نخستین تلاش‌های بشر برای ساخت دستگاهی بودند که امروزه به نام رادار می‌شناسیم. البته نخستین رادار که اصول کاری مشابه رادارهای امروزی دارد در سال 1915 توسط یک فیزیکدان انگلیسی به نام رابرت واتسون وات ساخته شد.

از زمان جنگ جهانی دوم که رادارها برای نقش پیش اخطار و کشف هواپیماها وارد کارزار شدند تا به امروز همواره اصلی‌ترین ابزار برای کشف انواع هواگردها اعم از هواپیما و همچنین موشک‌ها به شمار می‌روند. از همان دوران جنگ جهانی دوم نیز تلاش برای مخفی ماندن از دید رادار آغاز شد. آلمانی‌ها سعی داشتند هواپیمایی از جنس چوب بسازند تا از دید رادار مخفی باشد. هر چند ایده آن‌ها برای رادارگریزی غیر موثر بود،‌ با این حال مفهوم رادارگریزی را مطرح کردند.

نخستین تلاش‌های موثر برای ساخت هواپیمایی که از دید رادار مخفی بماند در زمان جنگ سرد توسط ایالات متحده آمریکا صورت گرفت و حاصل آن دو هواپیمای شناسایی راهبردی مافوق صوت A-12 و SR-71 بود که نخستین هواگردهای رادارگریز در تاریخ محسوب می‌شوند.

هواپیمای آزمایشی هَو بلو – Have Blue و حاصل پروژه آن یعنی جنگنده تهاجمی F-117A نایت هاوک – Night Hawk نیز دو هواپیمای رادارگریز دیگر بودند که توسط نیروی هوایی آمریکا به خدمت گرفته شدند. بمب افکن راهبردی B-2 اسپریت – Spirit نیز هواپیمای رادارگریز بعدی نیروی هوایی آمریکا بود که از طراحی بال پرنده بهره می‌برد.

دو جنگنده پنهانکار نسل 5 آمریکایی F-22 رپتور – Raptor و F-35 لایتنینگ 2 – Lightning II دیگر جنگنده رادارگریز بودند که آمریکا به خدمت گرفت. پس از این دو هواپیما پهپادهای رادارگریز نظیر X-47B نیز به باشگاه هواپیماهای رادارگریز افزوده شدند. چین و روسیه نیز نخستین هواپیماهای رادارگریز خود که دو جنگنده به نام‌های چنگدو J-20 و سوخوی Su-57 هستند را چند دهه پس از آمریکا ساخته و به پرواز در آورند، با این حال فناوری رادارگریزی آن‌ها چند دهه از فناوری آمریکایی عقب‌تر است.

موضوع مهمی که این وسط بایستی به آن توجه داشت این است که رادارگریزی به معنی پنهان شدن کامل از دید رادار نیست. به بیانی دیگر هر جسم از هر زاویه یک سطح مقطع راداری خاص دارد که این مقدار دست کم با فناوری‌های شناخته شده و غیر محرمانه فعلی هیچگاه صفر نمی‌شود. پس حتی رادارگریزترین هواپیما نیز توسط رادار قابل کشف است، اما برد کشف شدن آن در مقایسه با هواپیمایی که سطح مقطع راداری بیشتری دارد، بسیار کمتر شده و رادار زمانی متوجه حضور هواگرد دشمن می‌شود که دیگر دیر شده و در برد آتش آن قرار گرفته است.

برای مثال جنگنده F-22 رپتور که پنهانکارترین هواپیمای شناخته شده تا به امروز است، از روبرو سطح مقطع راداری 0.0001 متر مربع دارد که به اندازه یک زنبور است. رادار سامانه پدافندی روسی S-400 در بهترین شرایط می‌تواند F-22 را از فاصله حدودی 20 الی 30 کیلومتری کشف کند که البته بسیار دیر است، چرا که برد تسلیحات هوا به سطح رپتور 110 کیلومتر می‌باشد. همچنین باید توجه داشت که سیستم جنگ الکترونیک هواپیما سبب می‌شود تا برد کشف شدنش به خودی خود کاهش یابد و ارقامی که اعلام شده بدون در نظر گرفتن جنگ الکترونیک است.

در حال حاضر برای ساخت یک هواگرد رادارگریز از روش‌های رادارگریزی هندسی و مواد جذب کننده امواج رادار استفاده می‌شود. رادارگریزی هندسی عبارت است رسیدن به یک شکل ظاهری که ضمن داشتن بهترین آیرودینامیک ممکن، کمترین سطح مقطع راداری را ایجاد کند. برای مثال طراحی بال پرنده و عدم استفاده از سکان عمودی می‌تواند سبب کاسته شدن از سطح مقطع راداری شود. مواد جذب کننده امواج رادار نیز همانطور که از نامشان مشخص است انرژی امواج رادار را جذب کرده و سبب می‌شوند موج بازتاب یافته آنقدر کم انرژی باشد که نتواند مجددا به رادار بازگردد و بدین ترتیب رادار نمی‌تواند هدف را ببیند. این مواد که پلیمری هستند تا 80 درصد از انرژی یک موج را به خود جذب می‌کنند. البته در فاصله نزدیک موج کم انرژی نیز قادر است به رادار برسد، اما همانطور که گفته شد دیگر دیر شده و رادار در تیررس هواپیمای رادارگریز قرار می‌گیرد.

حال دانشمندان پوشش رادارگریز جدیدی ساخته‌اند که از زیرمجموعه مواد جذب کننده امواج رادار است اما نسبت به نسل پیشین خود بهینه‌تر بوده و مقاومت بالایی دارد. مواد جذب کننده امواج رادار فعلی در برابر شرایط محیطی آسیب پذیرتر از نمونه جدید هستند و تحت تاثیر رطوبت و فشار زیاد و گرمای بالای 250 درجه سانتی گراد بالای صفر از بین می‌روند. این موضوع در جنگنده‌های قدیمی‌تر از ناوگان رپتورهای آمریکایی به چشم می‌خورد. در برخی نواحی این پوشش از روی بدنه هواپیما کنده شده و نیروی هوایی مشغول ترمیم آن‌ها است.

بدنه هواپیماها هنگام پرواز با سرعت فراصوت بسیار گرم می‌شود. گرمای موتور نیز مجددا برای این پوشش‌ها مضر است پس نازل خروجی بایستی طول لازم برای انتقال گرما به فاصله امن از آن را داشته باشد که این موضوع سبب سنگین‌تر شدن هواپیما می‌شود.

اخیرا محققان و دانشمندان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی موفق به ساخت پوشش رادارگریز جدیدی از جنس سرامیک شده‌اند که نه تنها در برابر شرایط محیطی نظیر فشار، رطوبت و دمای بالا بسیار مقاوم‌تر است، بلکه نسبت به انواع پلیمری رادارگریزی بهتری فراهم می‌کند و تا دمای 1800 درجه سانتی گراد بالای صفر، توان جذب 90 درصدی انرژی امواج رادار را دارد؛ البته جنگنده‌ها هیچ گاه به این دما نمی‌رسند، با این حال آستانه تحمل بالای سرامیک سبب می‌شود بتوانند با سرعت بیشتری نسبت به قبل پرواز کنند. همچنین موشک‌های هایپرسونیک به دلیل پرواز با سرعت بیش از 5 برابر سرعت صوت تا این حد گرم می‌شوند و با این پوشش می‌توان حتی موشک‌ها را رادارگریز کرد.

این پوشش همچنین ضد آب نیز می‌باشد و در هوای بارانی نیز خاصیت خود را حفظ می‌کند. علاوه بر این نازل موتور نیز می‌تواند کوچکتر طراحی شده که سبب کاسته شدن از وزن و مصرف سوخت هواپیما و بهبود آیرودینامیک آن می‌شود.

و اما قابل توجه‌ترین ویژگی این پوشش جدید قابلیت اسپری شدن آن است. این پوشش رادارگریز جدید را می‌توان در حالت مایع به روی بخش مورد نظر اسپری کرد تا پس از اکسیده شدن توسط اکسیژن هوا، پس از گذشت 1 الی 2 روز جامد شود.

گرچه این پوشش سرامیکی قابل اسپری در آزمایشگاه عملکرد بسیار درخشانی از خود نشان داده، اما تا استفاده عملی از آن در یک هواپیمای نظامی همچنان راه درازی در پیش است. نیروی هوایی آمریکا از پیش سرمایه گذاری خود روی پروژه آن را آغاز کرده و تیم توسعه دهنده امید دارد بتواند با یکی از سازندگان هواپیماهای نظامی وارد همکاری شده و این پوشش رادارگریز جدید را در هواپیماهای نسل جدید استفاده کند.

در حال حاضر نیروی هوایی آمریکا مشغول آزمایش جنگنده فوق محرمانه نسل 6 خود است که سال میلادی گذشته نخستین پروازش را انجام داد، اما تاکنون هیچ عکس و اطلاعاتی از آن منتشر نشده است. بعید نیست در نمونه‌های عملیاتی این جنگنده جدید شاهد به کار گیری سرامیک‌های رادارگریز باشیم.