Так ли незаметен самолёт-невидимка

24 октября 2020 года российское информационное интернет-агентство «Ура.ру» (URA.Ru) обратило внимание своих подписчиков на доклад американского стратегического исследовательского центра RAND, в котором многофункциональный истребитель-бомбардировщик пятого поколения F-35 «Lightning II» назван главным оружием НАТО против России.
Американцы среди всех признаков, отличающих самолеты пятого поколения от их предшественников, на первое место ставят радиолокационную и инфракрасную (тепловую) малозаметность. Инфракрасная малозаметность – тема интересная, но о ней в следующий раз. Наиболее труднодостижимой в современных технологических реалиях является радиолокационная малозаметность, о ней речь и пойдет.
Начнем с того, что самолеты F-35 имеют небольшую эффективную площадь рассеивания (ЭПР). ЭПР в радиофизике – это энергетическая характеристика, измеряется она в квадратных метрах. Рассчитать точно математически ЭПР для реальных объектов сложных геометрических форм практически невозможно, поэтому она измеряется на специальных установках, или полигонах. Например, ЭПР типового бомбардировщика составляет 15 – 40 кв. м, крылатой ракеты – 0,1 – 0,2 кв. м, а у снятого на сегодняшний день с вооружения самолета-невидимки F-117 она равна 0,1 – 0,01 кв. м.
Приведенные выше значения ЭПР получены при облучении указанных объектов спереди. При облучении их с других ракурсов ЭПР, как правило, значительно возрастает. Так, у F-117, облученного сбоку, ЭПР достигает значений более 1 кв. м.
У американских малозаметных самолетов F-35 и F-22 ЭПР пока реально не оценены, так как эти суперсамолеты не летают там, где стоят чужие для них радиолокационные станции (РЛС). Видимо, поэтому в сенате США обсуждался недавно законопроект о запрещении продажи F-35 тем странам, которые купили у России комплексы ПВО С-400 «Триумф». Американцы опасаются, что после проведения учений по проверке наступательных возможностей «Молний» и оборонительных возможностей «Триумфов», станут известны новые уязвимые места разрекламированного сверхоружия, каким на самом деле F-35 не является.
Радиолокационная малозаметность у F-35 достигается в основном тремя путями: во-первых, применением радиопоглощающего покрытия; во-вторых, соответствующим конструктивным исполнением элементов самолета, которые рассеивают радиооблучение; и в-третьих, использованием в конструкции самолета элементов из композитных радиопрозрачных материалов. В этом самолете применяются различные способы снижения радиолокационной заметности: экранирование, металлизация фонаря, генерация плазмы и другие.
Если заглянуть в историю самолетов-невидимок, то мы найдем, что малозаметность F-117 была обеспечена на 90% за счет рассеивания облучения. При этом необходимо иметь в виду, что как только любой малозаметный самолет (МЗС) включает свой излучатель, он сразу становится таким же видимым для радаров, как и самолеты третьего и четвертого поколений. Поэтому тактика применения «невидимок» требует исключения собственных излучений. Следовательно, во время полета в режиме «стелс» («невидимости») все бортовые радиосвязные устройства, ответчик-запросчик (аппаратура «свой-чужой») и радиовысотомер должны быть отключены, а навигационная система и все оборудование для поиска цели и применения оружия не должны ничего не излучать, то есть работать только на прием.
В архитектуре F-117 были реализованы всевозможные фасеточные формы (скошенные грани). Рассеивание облучения происходило за счет отражения поверхностями планера радиолокационных лучей вверх и вниз, а не в направлении на облучающую РЛС. При конструировании самолета внимательно следили, чтобы ни один из секторов интенсивного отражения не был направлен непосредственно вперед. Именно это затрудняет работу радаров ПВО, определяющих местоположение воздушной цели по отраженному от нее радиосигналу. Между тем, из-за погони за малозаметностью, F-117 потерял свои скоростные и маневренные качества. Летал он с дозвуковой скоростью и бомбил, прицеливаясь «по теплу», с помощью лазера или визуально, как во время Второй мировой войны. Поэтому в F-22 и F-35 сделали основной упор на создание радиолокационной малозаметности за счет радиопоглощающих покрытий (стелс-покрытий), которые имеют состав, содержащий микроскопические сферы, покрытые магнитным составом. В этих покрытиях энергия облучения превращается в тепло (поглощается) и объект становится малозаметным.
Применяются также резонансные покрытия. Они делаются толщиной в четверть длины облучающей волны, что позволяет отражать излучение от внешней и внутренней поверхностей покрытия. Используются также материалы, рассеивающие излучение и отражающие его во всех направлениях от поверхности.
Современные радиопоглощающие покрытия отличаются от применявшихся в конце ХХ века весьма существенно. В частности, они обладают переменной толщиной, сложной структурой с меняющимися значениями ди­электрической и магнитной проницаемостей. Состав покрытия позволяет изменить падающую на него радиоволну так, чтобы она не смогла передать противнику какую-либо информацию об объекте облучения. В лаках и красках применяются ферромагнитные и мелкодисперсные наполнители со специально рассчитанной магнитной проницаемостью. Все материалы и технология их нанесения отличаются дороговизной.
Однако диалектика средств вооруженной борьбы такова, что на любое новое оружие разрабатывается то, что должно свести его действие на нет.
Что уже противопоставляется малозаметным самолетам НАТО? Если взять зеркальный ответ, то это самолеты пятого поколения – российский Су-57 и китайский J-20. А если альтернативно – то это радиолокационные средства обнаружения — радиолокационные станции, работающие, как и РЛС середины ХХ века, в метровом диапазоне волн, но имеющие элементы искусственного интеллекта и, конечно, другие конструктивные особенности.
Такую РЛС – мобильный радиолокационный комплекс (РЛК) «Резонанс-Н» – развернули в Арктике в январе 2019 года. Его радар способен обнаруживать крылатые ракеты и беспилотники в радиусе 1100 км, а МЗС – 1200 км. РЛК «Резонанс-Н» в состоянии давать целеуказания «Триумфу» и другим наземным средствам ПВО, а также и самолетам-перехватчикам, находящимся на расстоянии до 600 км от РЛК. Так они наводятся на «невидимки».
Поставленный за рубеж «Резонанс» (экспортный вариант обозначается «Резонанс-НЭ») с успехом уже применяется в странах Азии. «Рособоронэкспорт» утверждает, что и экспортный «Резонанс» способен обнаруживать малозаметные самолеты на расстоянии более тысячи километров.
В учебном сражении близ Тайваня, организованным тем же американским RAND, F-22 и F-35С потерпели «полное поражение». Тогда два десятка китайских истребителей J-11 (китайская версия российского Су-27) имели около 250 ракет большой дальности для испытательного боя. Столько же ракет «воздух-воздух» средней дальности AIM-120 имели F-35. Учения показали, что J-11 на всех этапах воздушных боев превзошли американские самолеты пятого поколения.
Таким образом, уже не секрет, что у F-35, несмотря на низкие значения ЭПР, недостаточно оборудования, его технология «стелс» уязвима, ему не хватает энергетики и вооружения для завоевания превосходства в дальнем воздушном бою. Возможно, это произошло потому, что задуманный сначала как истребитель самолет сконструировали как истребитель-бомбардировщик, приспособленный для поражения в большей степени не воздушных, а наземных целей. Китайские эксперты сделали вывод, что F-35 следует избегать воздушных поединков на любом расстоянии.
Однако выводы иностранных специалистов не подействовали на исследовательский центр RAND. Там считают, что возможности НАТО в условиях противостояния России улучшатся с появлением в 2020-х годах сотен истребителей пятого поколения F-35. Пока их произведено около 500. Из них европейские страны-союзницы приобрели не так уж много — около ста.
Сергей Елисеев.