Журнал "Компьютерра" N731
ОРУЖИЕ XXI ВЕКА: Отставка невидимки
Автор: Ваннах Михаил
В апреле нынешнего года начинается заключительный этап снятия с вооружения американского самолета F - 117 Nighthawk - первой боевой машины, созданной по технологии Stealth. Его "отправляют в отставку" ради экономии. Деньги пойдут на закупки более эффективных F - 22 Raptor. Устроим же F - 117 "проводы", а заодно поговорим о его жизни и предках.
Первую мировую войну армии, до того щеголявшие цветастыми мундирами, оделись в хаки, скрываясь от вражеских глаз. А тогдашний хайтек, авиационный, пошел дальше. В 1935 году бригада Военновоздушной академии РККА под руководством профессора С. Г. Козлова построила "невидимый" самолет ПС[Вероятно, "Прозрачный Самолет".]. Это был переделанный аэроплан АИР - 4 конструкции А. С. Яковлева. Особенностью моноплана.парасоли ПС было то, что его плоскости вместо штатного полотна обшили родоидом - органическим стеклом французского производства. Это должно было придать самолету малозаметность.
Но кроме обшивки плоскостей в самолете есть мотор, кабина, детали планёра… Их окрасили в белый цвет и отлакировали, стенки лонжеронов крыла покрыли родоидом с нанесенным изнутри слоем амальгамы.
В результате самолет в воздухе быстро исчезал с глаз наблюдателей, на киносъемке с большого расстояния не было даже пятен. Правда, продолжения эксперимент не получил - родоид быстро помутнел, и "невидимость" приказала долго жить.[Шавров В. Б., История конструкций самолетов в СССР до 1938 г. - М., 1986.]Но это было уже неважно.
В ПВО приходила техника - в частности, радио (занявшая доминирующее положение) и инфракрасная (прижившаяся в головках самонаведения). Поначалу было неясно, какая окажется перспективнее.
Основания для сомнений были. 16 января 1934 г. в Физикотехническом институте у академика Иоффе состоялось обсуждение проекта первого импульсного радиолокатора. Из "рыбы" протокола Абрам Федорович вычеркнул слова "дециметровые и сантиметровые волны", ограничившись общим: "на принципе использования электромагнитных волн достаточно короткой длины". "Отец советской физики" допускал, что при зеркальном отражении самолет переизлучит ЭМ.волны так, что отраженный сигнал, и без того маломощный, отклонится от направления на приемную антенну радиолокатора.
Это легко смоделировать.Возьмем LED.фонарик и листок фольги от любой упаковки.
Посветим под углом на ровную фольгу - на стене четкий зайчик. Скомкаем листок - блики пошли во все стороны. Приемнику радара такого отражения достаточно, он очень "зоркий".
Но в первом случае (гладкий лист) отраженный сигнал, хоть и "яркий", к излучателю не возвращается. Именно это имел в виду Иоффе! (Хотя его опасения и не оправдались - аэродинамика навязала самолетам поверхности весьма сложной формы, а физика дала радарам сверхмощные магнетроны…)
В воздушных битвах Второй мировой технология радионевидимости не применялась - летающие крепости полагались на активные (шумогенераторы)и пассивные (полоски станиоля, сбрасываемые с машин прикрытия) помехи.
Дальнейшая история технологии Stealth связана с трудами радиофизика Петра Яковлевича Уфимцева, работавшего в Центральном научноисследовательском радиотехническом институте (ЦНИРТИ). Изучая дифракцию электромагнитных волн на телах сложной формы - то есть имеющих отношение к реальным формам [До этого изучались сфера, цилиндр, эллипсоид. Давняя традиция - математик Михаил Васильевич Остроградский (1801-61), однажды читая в Париже вызвавшую интерес большого света лекцию о применении геометрии к пошиву одежды, начал так: "Предположим, что человеческое тело имеет форму шара…" Как же бежали с лекции парижские красавицы!] планёра летательного аппарата, - он сумел показать, что эквивалентная поверхность рассеяния (величина, характеризующая долю радиоизлучения, отражаемого назад, к радару) зависит не столько от размеров, сколько от конфигурации тела.
В 1962 году в издательстве "Советское радио" выходит книга Уфимцева "Метод краевых волн в физической теории дифракции".
В отделе иностранных технологий ВВС США книгу заметили и перевели. [О биографии Уфимцева и радиолокационных аспектах технологии см. статью профессора Ю. Н. Ерофеева "Дремлет в поле ольгово хороброе гнездо. Далече залетело!" на сайте Виртуального компьютерного музея.] И начался заокеанский этап развития "невидимки".
Математическую модель Уфимцева заимствуют, и в 1970 - х математики авиастроительной фирмы Lockheed Aircraft создают компьютерную программу Echo 1, позволившую предсказывать РЛС.сигнатуры для машины, планёр которой составлен из плоских пластин, называемых фасетами. От анализа перешли к синтезу - в 1975 году инженеры из локхидовской команды Skunk Works, специализировавшейся на самых безумных идеях и самых передовых конструкциях, приступили к конструированию аэроплана из плоских панелей, которые должны были рассеивать электромагнитное излучение, тем самым радикально ослабляя возвращающийся к локатору отраженный сигнал.
А мы отметим, что имитационное моделирование физической дифракции ЭМ.волн стало первой ИТ - технологией, сделавшей существование невидимок возможным.
Модель назвали "The Hopeless Diamond", "Безнадежный бриллиант". "Бриллиант" - поскольку он разбрасывал лучи во все стороны. (Это привлекает внимание к обладательнице камня, но, наоборот, должно было сделать малозаметным самолет.) А "безнадежной" будущую "фамильную драгоценность" ВВС США делали ее летные характеристики.
Реальная машина - всегда компромисс. Конструкторы "Бриллианта" принесли в жертву форме что только сумели, в том числе устойчивость. Самолет был неустойчив аж по трем осям, то есть без управления все больше и больше отклонялся от нейтрального положения. Заставить его летать могла лишь цифровая система управления Fly.by.wire.
Вот и вторая ИТ.технология, делающая "невидимку" возможным. Почему именно цифровая?
