Chytre technologie

Tomasz Rożek

publikacja 28.08.2009 22:36

W dniu, w którym powstał radar, zaczęto myśleć o tym, jak go oszukać. I jak tu nie uwierzyć, że potrzeba jest matką wynalazków? .:::::.

Chytre technologie

Zasada działania radaru jest prosta. Wysyła w przestrzeń wiązkę fal (najczęściej mikrofal), a te, odbijając się od przeszkody, wracają i zostają zarejestrowane. W dniu, w którym radar zaczął służyć armii, zaczęto się zastanawiać, jak go oszukać. Jak spowodować, by „nasze” było niewidoczne, a „ich” wręcz przeciwnie. Przez setki, tysiące lat kamuflaż polegał na oszukaniu ludzkiego wzroku i słuchu. Stąd konstruowanie coraz cichszych silników czy malowanie w maskujące barwy. Radar to zupełnie inna jakość. Nie da się przed nim ukryć tak prosto jak przed ludzkim wzrokiem. A jednak znalazł się sposób.

Siedź cicho!

Radary są dwojakiego rodzaju. Część z nich to urządzenia aktywne. Wysyłają wiązkę fal i nasłuchują. Mają jedną wielką wadę. Można je wykryć, śledząc, skąd „złapane” fale pochodzą. W ten sposób nowoczesny samolot „wie”, kiedy został namierzony i wie, skąd to namierzanie jest prowadzone. Stąd pomysł, by wybudować tzw. radar pasywny. Jego zadaniem jest tylko nasłuchiwanie. Samoloty czy statki porozumiewają się ze sobą i z bazą za pomocą fal radiowych. Wyszukiwanie źródeł, które te fale wysyłają, daje całkiem sporo informacji o tym, co dzieje się w powietrzu czy na morzu.

Wracając jednak do oszukiwania radarów. Najłatwiej oszukać radary pasywne. Wystarczy… siedzieć cicho. Łatwo powiedzieć, trudniej zrobić. Cisza radiowa oznacza kompletny brak łączności z bazą, z innymi jednostkami czy oddziałami, które w trudnych sytuacjach można by poprosić o wsparcie. Całkowita cisza to także minimalna szansa na jakikolwiek ratunek. Skąd w centrum dowodzenia mają wiedzieć, gdzie znajduje się samolot, który udał się na akcję, skoro ten nie wysyła do bazy żadnych informacji? W razie awarii czy ataku pilot może zawiadomić bazę, ale to tak jak gdyby ukryci w lesie partyzanci wołali „halo, tu jesteśmy!!!”. Utrzymanie całkowitej ciszy radiowej jest możliwe, choć trudne. A jak oszukać, jak ukryć się przed „wzrokiem” radarów aktywnych?

Prawdę powiedziawszy jednego przepisu nie ma. Jest jednak długa lista technologii, które – jeżeli tylko producent chce (i ma na to odpowiednio dużo pieniędzy) – są w stanie stacjom radarowym sprawić bardzo duży kłopot. Te technologie wspólnie noszą nazwę „stealth”. Po angielsku to oznacza „czający się”, „podstępny”, „chytry”. Z tych trzech znaczeń najbliższe prawdzie jest chyba to ostanie (stąd tytuł artykułu).

Dzisiaj obiekty śledzi się różnymi sposobami. Jak pozbyć się spalin o bardzo wysokiej temperaturze, jakie wydostają się z silników odrzutowych samolotów bojowych? „Widzą” je detektory podczerwieni. Wystarczy zastosować specjalny system chłodzenia spalin. Taki mają samoloty F-22 Raptor (czyli drapieżnik). W czołgach podobny problem rozwiązano inaczej. Tak zaizolowano silniki, które generują dużą ilość ciepła, że nowoczesne maszyny ledwo widać w podczerwieni. Z kolei dla obiektów, które poruszają się w wodzie, szczególnie istotne jest, by zminimalizować hałas urządzeń napędowych, po to, by obiekt był trudny do wykrycia przez sonar. Sposobów „uciszania” okrętów jest sporo. Każdy pomaga trochę, zastosowanie wszystkich naraz daje niezłe efekty; odpowiednio wymodelowane śruby okrętowe, elektryczne silniki czy napędy, w których nie ma ruchomych części.

Jak oszukać radar

Bezszelestne poruszanie się czy schładzanie gorących elementów zda się na nic, jeżeli nie uda się oszukać radaru. To stanowczo najtrudniejsze. Ale nie niewykonalne. Jeszcze raz. Radar „widzi” obiekt, bo odbijają się od niego fale radiowe. A gdyby tak obiekt fale radiowe pochłaniał? Albo odbijał w innym kierunku? Wtedy do radaru wyprodukowane przez niego fale nigdy nie powrócą, a to znaczy, że sztuczka się udała. I tak niewidzialne albo słabowidzialne dla radarów obiekty maluje się specjalnymi farbami. Stosuje się też materiały kompozytowe, ale przede wszystkim w odpowiedni sposób samoloty czy statki się projektuje. Chodzi zarówno o to, co widać gołym okiem, ale także o to, co z premedytacją się ukrywa.

Mała dygresja. W ciemnym pokoju stoi ogromne lustro. Do pokoju wchodzi obserwator z latarką w ręku. Gdy snop światła padnie na prostopadłą powierzchnię lustra, zostanie odbity i trafi do oczu obserwatora. Co się jednak stanie, gdy lustro wcale nie jest prostopadłe? Gdy jest na przykład nachylone ku górze? Snop światła padnie na powierzchnię odbijającą, ale nie wróci w kierunku latarki. Zostanie odbity w innym kierunku. Obserwator wcale nie musi zauważyć, że w pokoju stoi lustro. Wracając do niewidzialnych dla radarów obiektów. Duże płaskie powierzchnie, nachylone pod kątem do kierunku, z którego może padać wiązka radarowa, są gwarantem sukcesu. Mikrofale, które padają na takie nachylone powierzchnie, wcale nie wracają do swego źródła, a więc do radaru, tylko „ulatują” w innych kierunkach. Gdy tak się stanie, radar został oszukany.

Łatwo powiedzieć, trudniej zrobić

Konstruowanie statków z dużych, płaskich, nachylonych powierzchni jest możliwe, ale nie jest proste. Z takiej bryły nie może nic wystawać. Anteny, radary, uzbrojenie, wszystko musi zostać ukryte. Każdy nieregularny kształt jest niepożądany, bo od każdego takiego elementu może odbić się fala. Typowym przykładem jest amerykański okręt Sea Shadow. To mająca 50 metrów długości jednostka doświadczalna. W latach 80. XX wieku postanowiono wybudować superokręt, na którym byłyby testowane wszystkie najnowocześniejsze technologie stealth. Nie tylko kształt czy materiały, ale także superciche silniki i technologie, ograniczające ślad termiczny.

Okręt wybudowano, ale jest na tyle drogi i – jak na swoją cenę – niepraktyczny, że jak dotąd nie uruchomiono jego seryjnej produkcji. Sea Shadow jest rzeczywiście niewidoczny dla radarów, bo wiązka radarowa wysyłana z brzegu, z powietrza czy z pokładu innych okrętów jest odbijana „na boki” i nie trafia z powrotem do radaru. Gdy tylko okręt wysunie spod ukośnych pokryw radary, anteny czy jakąkolwiek część swojego uzbrojenia, staje się z powrotem widoczny. Podobnie jest z samolotem, bombowcem strategicznym B-2 Spirit (Duch). Jest dla radarów niewidoczny, bo wybudowany w układzie latającego skrzydła – w zasadzie jest latającą płaszczyzną. Bez zagięć, bez stateczników, bez zawieszonego u dołu skrzydeł uzbrojenia. Gdy Duch chce uderzyć, i spod skrzydeł wysunie swoje uzbrojenie, staje się widoczny. Najczęściej wtedy na obronę i zestrzelenie B-2 jest już za późno.

Inżynierowie i konstruktorzy jak mało kto znają znaczenie słowa kompromis. Można budować maszyny niewidoczne dla radarów, ale wtedy stają się niepraktyczne, a na pewno bardzo drogie. Silniki, które ukrywa się we wnętrzu maszyny, układy chłodzenia spalin powodują, że konstrukcje muszą być większe, a przez to mniej ekonomiczne. Brak stateczników powoduje, że samoloty są mniej zwrotne. Gdyby obiekt wyposażyć w generator plazmy, stałby się całkowicie dla radarów niewidoczny, całkowicie pochłaniałby fale radiowe. Rewelacja? Częściowa, bo niemożliwa byłaby wtedy także komunikacja z bazą. Taki obiekt byłby, co prawda, niewidoczny, ale także ślepy i głuchy.

Polskie konstrukcje w technologiach stealth

Polską konstrukcją latającą, w której zastosowano technologię stealth jest budowany w latach 90. samolot bezpośredniego wsparcia PZL 230 Skorpion. Z powodu ciągle zmieniających się wymagań ze strony armii, konstrukcja straciła swój pierwotny charakter. Zakończyło się budową drewnianej makiety samolotu.

Lepiej, choć nie bez przeszkód, zakończył się projekt budowanej w technologii stealth polskiej korwety Gawron (na zdjęciu). Stocznia Marynarki Wojennej buduje okręt od kilkunastu lat. W tym czasie brakowało pieniędzy, zmieniano koncepcje; z siedmiu zamówionych jednostek ostatecznie zostaną wybudowane dwie.

Okręt będzie słabo wykrywalny przez radary, bo ma odpowiednio uformowany kadłub, pełne maszty, a elementy uzbrojenia albo chowają się pod pokład, albo przykrywane są odpowiednimi kurtynami. Koszt Gawrona przewidziano na 300 mln złotych. Ostatecznie ten koszt jest kilka razy większy. We wrześniu pierwszy Gawron ma zostać zwodowany.