Os 5 principais marcos no desenvolvimento de tecnologia furtiva para aviões militares

Links rápidos

• Reduções da seção transversal do radar
  

  • Através da forma da aeronave

• Materiais absorventes de radar
  

  • Vários tipos de absorventes são usados

• A assinatura infravermelha
  

  • Design eficiente e técnicas de resfriamento minimizam a assinatura do escapamento

• Visibilidade da aeronave
  

  • Empregando várias técnicas para minimizar a visibilidade da aeronave

• Redução das emissões de radiofrequência
  

  • Através de sensores e sistemas passivos

As inovações em tecnologia furtiva para aeronaves militares estão em andamento há muito tempo. Com o desenvolvimento de seções transversais acústicas e de radar para minimizar frequências visuais e de rádio, a tecnologia furtiva evoluiu significativamente nas últimas décadas. O governo dos Estados Unidos anunciou pela primeira vez Programas Stealth em 1980 para entrar mais profundamente no espaço aéreo inimigo sem ser detectado.

Reduções da seção transversal do radar

Através da forma da aeronave

F-117 Falcão Noturno

Veja também:Como funciona a tecnologia furtiva?

• Comprimento: 20,09 m (65 pés e 11 pol.)
• Envergadura: 43 pés 4 pol. (13,21 m)
• Altura: 3,78 m (12 pés e 5 pol.)
• Área da asa: 780 pés quadrados (72 metros quadrados)
• Aerofólio: seção em losango, três planos superiores, dois planos inferiores
• Peso vazio: 29.500 lb (13.381 kg)
• Peso máximo de decolagem: 52.500 lb (23.814 kg)
• Velocidade máxima: 594 nós (684 mph, 1.100 km/h)
• Velocidade máxima: Mach 0,92
• Alcance: 930 NM (1.070 milhas, 1.720 km)
• Teto de serviço: 45.000 pés (14.000 m)

As reduções da seção transversal do radar (RCS) são algumas das soluções mais importantes e eficazes para capacidades furtivas eficazes. À medida que o rápido desenvolvimento da tecnologia de radar ocorreu durante a Segunda Guerra Mundial, o bloqueio, o engano e a redução da seção transversal do radar surgiram como avanços essenciais na minimização da detecção.

Foto: USAF

Marcos importantes foram alcançados na década de 1980, especialmente com o caça furtivo Lockheed Martin F-117. O F-117 tem um RCS de aproximadamente 0,001 metros quadrados (0,0108 pés quadrados), várias ordens de magnitude menor que as aeronaves convencionais.

De acordo comLockheed Martin,

"Pela primeira vez, fomos capazes de desenvolver um programa de computador para prever com precisão o retorno da seção transversal do radar (RCS) de qualquer formato - desde que pudesse ser feito a partir de painéis planos. Isso, junto com outras tecnologias avançadas, fez do F-117 um divisor de águas decisivo no jogo do poder aéreo, removendo as vantagens das defesas aéreas adversárias."

Embora a penalidade permanecesse em termos de limitação às velocidades subsônicas, o design incomum da aeronave desempenhou um papel significativo na redução da assinatura do radar. Além disso, uma relação de aspecto de asa baixa e um ângulo de varredura alto permitiram que a aeronave desviasse as ondas de radar recebidas para os lados.

Materiais absorventes de radar

Vários tipos de absorventes são usados

• Absorvedor de tinta de bola de ferro:contém esferas revestidas com ferro carbonílico ou ferrita para induzir oscilações moleculares do campo magnético alternado
• Absorvedor de espuma:usado como revestimento de uma câmara anecóica para medições de radiação eletromagnética
• Jaumann absorve:Uma substância absorvente de radar
• Absorvedor ressonador de anel dividido:Usado em formas facetadas para evitar reflexos diretos de volta à fonte do radar
• Nanotubo de carbono:A frequência do radar pode ser absorvida por nanotubos de paredes múltiplas

O uso de materiais avançados absorventes de radar (RAM) garante que as bordas da aeronave não sejam detectáveis, impedindo-a de ser detectada pelo radar. Esses materiais funcionam absorvendo a energia irradiada de uma estação de radar (aérea ou terrestre) para o revestimento e convertendo-a em calor, em vez de refleti-la de volta.

Materiais com compósitos dielétricos e fibras metálicas contendo isótopos de ferrita são de natureza pouco observável, ao mesmo tempo que oferecem maior resistência. Compósitos cerâmicos e revestimentos especializados podem suportar temperaturas muito mais altas. Graças às suas propriedades térmicas e mecânicas, esses materiais também apresentam maior resistência térmica e à erosão arenosa.

A assinatura infravermelha

Design eficiente e técnicas de resfriamento minimizam a assinatura do escapamento

• Tubos de cauda não circulares são usados ​​para minimizar a área da seção transversal do escapamento, como no Lockheed F-117 Nighthawk.
• O uso de bicos retangulares no Lockheed Martin F-22 minimiza a seção transversal do escapamento.
• O Lockheed Martin F-35 usa bocais serrilhados, que minimizam o ruído e, portanto, a assinatura do radar.
• A injeção de ar frio no escapamento para impulsionar o processo de resfriamento como no Northrop B-2 Spirit

Um marco significativo foi alcançado no departamento de motores, onde a área da seção transversal do escapamento foi minimizada através do projeto dos bicos de escapamento. Isso, por sua vez, reduzirá a assinatura infravermelha (IR). O F-117 Nighthawk utiliza uma cauda não circular em formato de fenda para minimizar a área e homogeneizar abruptamente os gases quentes do escapamento para o ar ambiente frio.

Da mesma forma, o Lockheed Martin F-22 Raptor usa bicos retangulares, enquanto o F-35 Lightning II possui bocais serrilhados. Esses avanços de design ajudam a dissipar rapidamente o ar quente no ambiente.

Lockheed Martin F-22 Raptor

• Comprimento: 18,92 m (62 pés e 1 pol.)
• Envergadura: 44 pés 6 pol. (13,56 m)
• Altura: 5,08 m (16 pés e 8 pol.)
• Área da asa: 840 pés quadrados (78,04 metros quadrados)
• Proporção de aspecto: 2,36
• Aerofólio: aerofólio série NACA 6
• Peso vazio: 43.340 lb (19.700 kg)
• Peso bruto: 64.840 lb (29.410 kg)
• Peso máximo de decolagem: 83.500 lb (38.000 kg)
• Velocidade máxima: Mach 2,25, 1.500 mph (1.303 kn; 2.414 km/h) em altitude Mach 1,21, 800 nós (921 mph; 1.482 km/h) ao nível do mar
• Supercruzeiro: Mach 1,76, 1.162 mph (1.010 kn; 1.870 km/h) em altitude
• Alcance: 1.600 NM (1.800 mi, 3.000 km) ou mais com 2 tanques de combustível externos
• Alcance de combate: 460 nm (530 mi, 850 km) limpo com 100 NM (115 mi; 185 km) em supercruzeiro 595 NM (685 mi; 1.102 km) limpo subsônico
• Alcance da balsa: 1.740 NM (2.000 milhas, 3.220 km)
• Teto de serviço: 65.000 pés (20.000 m)

Outro marco significativo foi alcançado em termos de aceleração do processo de resfriamento do ar de exaustão. O ar frio é forçado a entrar no fluxo de exaustão para impulsionar o processo de resfriamento, minimizando assim a variabilidade entre a exaustão e o ambiente. A circulação de fluidos refrigerantes, como combustível dentro do tubo de escape, também pode minimizar a assinatura de calor da aeronave. Algumas aeronaves podem liberar o escapamento acima da superfície da asa para evitar que seja observado. Independentemente do método, a ideia é reduzir a visibilidade infravermelha da coluna de exaustão.

Visibilidade da aeronave

Empregando várias técnicas para minimizar a visibilidade da aeronave

• Camuflagem visual
• Esquemas de pintura fosca e escura
• Esquemas disruptivos
• Luzes Yehudi

A camuflagem visual é uma das tecnologias mais simples utilizadas para reduzir a visibilidade das aeronaves. Tintas, materiais e texturas na parte externa da aeronave quebram as linhas da assinatura da aeronave. Muitas aeronaves são pintadas em esquemas de pintura fosca e escura, permitindo camuflagem no céu, principalmente durante as noites em que essas aeronaves geralmente operam.

Foto: Dawid Lech | Shutterstock

Para aeronaves que operam à luz do dia, especialmente da Força Aérea dos Estados Unidos, essas aeronaves enfatizam a pintura externa de cinza e em esquemas disruptivos para minimizar sua detecção no céu. Anos de pesquisa sobre técnicas de camuflagem mostraram que a tinta cinza disfarça de maneira mais eficaz as aeronaves no céu. Notavelmente, os veículos espaciais apresentam superfícies espelhadas para refletir vistas do espaço vazio para observadores conhecidos ou suspeitos.

Redução das emissões de radiofrequência

Através de sensores e sistemas passivos

Aeronaves fazendo uso de tecnologia

• F-117 Falcão Noturno
• Espírito B-2
• Raptor F-22
• F-35 Relâmpago II
• J-20
• Su-57
• Invasor B-21
• FC-31
• SU-75 Xeque-mate

À medida que as aeronaves voam pelo céu, elas irradiam diversas energias detectáveis, tornando-as vulneráveis ​​à detecção. Quer se trate de radares a bordo, sistemas de comunicação, partilha de RF ou fugas de fontes electrónicas, essas energias podem exibir assinaturas específicas que podem ser detectadas pelo inimigo.

Foto de : Northrop Grumman

Os sistemas passivos de infravermelho e de radar evitam o acionamento da resposta do receptor de alerta do radar. Por exemplo, o F-117 usa um sistema passivo de sensor de televisão infravermelho e de baixa luminosidade para mirar, enquanto o F-22 Raptor possui um radar LPI avançado, iluminando aeronaves inimigas sem disparar um aviso.

De acordo comLockheed Martin,

"Embora tenha sido aposentado pela Força Aérea dos EUA em 2008, o F-117 é uma aeronave que continua a fascinar e inspirar. Ele abriu o caminho para o futuro da tecnologia stealth e nos faz pensar até que ponto podemos continuar a ultrapassar os limites do que é possível."