Invisibilidad
Las tecnologías furtivas (stealth del inglés), llamadas popularmente de invisibilidad, cubren varias técnicas de ocultación, la mayoría usadas en aviones y barcos, para hacerles menos visibles al radar. Esta tecnología se hizo notoria en guerras como la del Golfo en 1991, aunque dados los recientes avances en los algoritmos de filtros bayesianos, usados para procesar los datos recibidos por los radares, así como las mejoras en los propios radares y sensores, ha perdido efectividad. No obstante, tanto Estados Unidos como Rusia y otros países continúan desarrollando e investigando tecnologías furtivas. La tendencia actual es integrar tecnologías furtivas sobre equipo más convencional, bajo el concepto denominado baja observabilidad.
Las tecnologías de invisibilidad no son nuevas. Los comandos de infantería de operaciones especiales siempre la han usado, incluso los aviones haciendo uso de su maniobrabilidad, siguiendo el perfil del terreno o usando contramedidas electrónicas. Pero las tecnologías de invisibilidad se refieren más al diseño y composición del vehículo para reducir drásticamente el eco radar que reflejan.
Una misión llevada a cabo por un vehículo que usa tecnologías de invisibilidad les será descubierta (por ejemplo) cuando el objetivo sea destruido. Atacar utilizando el factor sorpresa, hacerlo a gran velocidad y maximizar el uso de tecnologías de invisibilidad maximiza la efectividad del ataque, lo que hace que el enemigo tenga menos probabilidades de defenderse en ese y futuros ataques. Por el contrario, las concesiones de diseño que implica hacer un arma totalmente furtiva hacen que, en caso de ser detectada, no tenga apenas probabilidad de escapatoria.
Principios
Las tecnologías furtivas son una combinación de varias técnicas, especialmente:
Forma del avión
Desde los 60 se tiene conocimiento de que la forma de los aviones es un factor importante a la hora de ser representado en un radar. El bombardero nuclear BAC Vulcan tenía un eco radar muy pequeño comparado con su enorme tamaño, y en ocasiones desaparecía del radar. Por otro lado está el bombardero estratégico soviético Tupolev 95 ('Bear' en designación OTAN) que aparece realmente bien en un radar. Hoy día se sabe que los motores turbohélice y reactores son una gran fuente de eco radar que hace aparecer a los aparatos muy claramente en el radar.
La forma más eficiente de reflejar las radiaciones del radar es con dos piezas de metal que formen un ángulo recto y que estén en posición perpendicular a las ondas del radar. Esta configuración es común en los empenajes y en las góndolas subalares, tanto en aviones militares como en aviones civiles. Un avión furtivo debe usar configuraciones diferentes, como el F-117 Nighthawk, F-22 Raptor o YF-23 Black Widow II cuyas las superficies de cola tienen una configuración en "V", o el bombardero B-2 Spirit, que no tiene empenajes de cola. Otros factores importantes son las alas, o las tomas de aire de los motores y las salidas de las mismas. El fuselaje del avión a su vez no debe tener protuberancias, debe ser lo más limpio posible para disminuir su eco radar. Esto significa que las armas, el combustible y pod han de ir en bodegas internas. Cuando un avión furtivo reposta en vuelo se convierte en visible al radar modificar drásticamente su forma.
Los aviones furtivos llevan a veces los bordes de algunas partes del fuselaje en forma de sierra, como por ejemplo las tomas de aire, lo que disminuye el eco radar de estas secciones, como por ejemplo el YF-23 o el B-2.
Estas configuraciones aerodinámicas se realizan a costa de las prestaciones de vuelo del aparato, y esto trae como consecuencia la incapacidad de realizar muchas maniobras propias de los aviones militares no furtivos.
Uso de materiales no metálicos o compuestos para el casco del avión.
Los materiales compuestos son transparentes al radar, mientras que los metales reflejan hacia el radar toda la radiación que reciben si forman ángulos rectos o si no tienen una forma adecuada. La utilización de materiales compuestos, como la fibra de carbono, que se emplea como revestimiento, permite reducir el peso de la aeronave enriqueciendo sus prestaciones.
Pintura radar-absorbente, especialmente en las terminaciones de materiales metálicos. Estas pinturas -en realidad películas adhesivas- han demostrado ser muy problemáticas en situaciones de alta humedad, hasta el punto de desprenderse en vuelo.
Tecnologías para reducir otros patrones de emisiones como la infrarroja, ruido, etc. Los aviones furtivos han de volar a velocidades subsónicas para evitar el estampido sónico que se produce al superar la barrera del sonido, y también deben reducir su patrón de emisiones térmicas. Esto se resuelve generalmente usando toberas de escape no circulares y mezclando los gases de salida con el ambiente. Como consecuencia, las prestaciones relacionadas con la potencia resultan reducidas.
Sensores pasivos. Cualquier emisión realizada en el campo de batalla delata al emisor ante numerosos sistemas del enemigo. Por ello, el F-117 Nighthawk usa sistemas infrarrojos pasivos para la navegación y el F-22 Raptor utiliza un sistema de radar llamado Low Probability of Interception LPI (Baja Probabilidad de Interceptación) que puede iluminar aviones con pocas probabilidades ser detectado. A cambio, las capacidades de detección del aparato sufren una importante pérdida, sólo compensada por la coordinación con unidades de reconocimiento (aviones AWACS, satélites, etc).
El eco radar, o tamaño de la imagen de un avión en un radar, se mide por el RCS (Radar Cross Section, Sección Radar Equivalente). Una pieza de metal de área A situada en perpendicular a las radiaciones de un radar, reflejará la mayor parte de estas ondas y será fácilmente detectable. Se habla de una RCS de A metros cuadrados. Los aviones de combate modernos que usan las tecnologías furtivas tienen un RCS equivalente al de pájaros grandes. Estas condiciones varían según radares y los parámetros a medir. Para los radares de onda larga (en el rango de 165 a 190 cm), por ejemplo, el RCS de un avión furtivo es similar al de un avión pequeño normal.
Investigaciones sobre el plasma.
El sigilo por plasma es una teoría que propone reducir la detección por radar (SER) de un avión usando un gas ionizado (plasma). Las interacciones entre la radiación electromagnética y el gas ionizado han sido ampliamente estudiadas con objetivos diferentes como por ejemplo, la posibilidad de ocultar aviones deun radar. Si bien es teóricamente posible reducir el RCS de un avión por "envoltura" de su cabina en plasma, es muy difícil considerar su práctica. Hay varios métodos que razonablemente pueden crear una nube de plasma alrededor de la aeronave, por ejemplo con la simple descarga electrostática o electromagnética, o con sistemas más exóticos usando plasma producido por el láser.
Primeras apariciones
En 1956, Arnold Eldredge, de General Electric, hizo una solicitud de patente para un "sistema de camuflaje, método y dispositivo" (método de camuflaje de objeto y aparatos), que pretende emprender un Acelerador de partículas en un avión para crear una nube de gas ionizado que era capaz de refractar o absorber los rayos de radar incidente. Se desconoce, quien financió la investigación, o si hubo un prototipo o un experimento más.
Durante el proyecto Oxcart (implementación de un avión de reconocimiento Lockheed A-12), la CIA financió pruebas para reducir el RCS de entrada del A-12. Bajo el nombre de proyecto Kempster, se utilizó un cañón de electrones para generar una nube de gas. El sistema ha sido probado en vuelo, pero nunca se ha montado operacionalmente.
A pesar de las evidentes dificultades técnicas para desarrollar un avión de combate de sigilo por plasma, en enero de 1999, la Agencia de noticias rusa Tass publicó una entrevista del doctor Anatoliy Koroteyev, Director del centro recherchekeldysh (FKA Instituto de Investigación Científica para Procesos Térmicos, un centro de investigación científica de sistemas térmicos) donde comentó un sistema desarrollado por sus equipos. Este anuncio merece nuestro interés con dada la reputación del doctor AnatoliyKoroteyev y su Instituto.
Informes de la edición de junio de 2002 de la Revista Defensa Electrónica, menciona que la aplicación de la tecnología de nubes de plasma desarrollada en Rusia en el contexto de la investigación de sigilo, reduce el RCS de un avión en un 100%. Según este artículo, la técnica ha sido probada en un caza pesado Sukhoi Su-27. La revista también afirma que una investigación similar se han llevado a cabo en los Estados Unidos en la AutomationCorporation (Chattanooga, Tennessee) y Old Dominion University (Norfolk, Virginia), así como en Francia por Dassault Aviation (Saint-Cloud) y Thales (París).
Información general sobre el plasmaWWW.MACHTRES.COM - WWW.MACHTRES.COM
El plasma es una mezcla cuya suma de las cargas eléctricas es cercana a cero, compuesta de iones (átomos ionizados que poseen una carga), electrones y partículas neutros (con la posibilidad de tener átomos no ionizados). Los plasmas no se ionizan al 100%. Prácticamente toda la materia en el universo tiene forma de plasma. El plasma tiene muchas aplicaciones, iluminación fluorescente y la fabricación de semiconductores por ejemplo.
El plasma interactúa fuertemente con la radiación electromagnética y por lo tanto puede razonablemente ser utilizada para modificar la imagen de radar de un objeto. La interacción entre el plasma y la radiación electromagnética es directamente dependiente de las propiedades físicas y características del plasma y también, en menor medida, de su temperatura y su densidad que tienen un espectro muy amplio. De hecho, las temperaturas son entre casi el cero absoluto y más allá de 109 grados Kelvin (por comparación, el derretimiento de tungsteno sucede a 3 700 kelvins), y la densidad del plasma puede contener menos de una partícula por metro cúbico, o ser más densa que el plomo. El plasma es conductor de electricidad en una amplia gama de frecuencias y características físicas. Su respuesta a bajas frecuencias electromagnéticas es similar a un metal, o sea se comporta como un reflector. El cambio de la cadena SER de un objeto utilizando plasma permite una fuerte interacción con la onda incidente, tanto que no se refleja y se absorve convirtiendose en calor.
Plasma en superficies aerodinámicas
La idea de envolver un jet con plasma ha sido considerada para otros fines además de la invisibilidad. Por ejemplo, numerosas publicaciones hablan sobre el uso del plasma para reducir el rosamiento particularmente como acoplador de electrohidrodinámicos pueden ser utilizados para acelerar el paso del aire en una superficie aerodinámica.
Un periódico publicó un estudio sobre el uso de una "piel" de plasma como superficie de control de un ala en un túnel de viento de baja velocidad. Esto demuestra que es posible producir un plasma en la superficie de un avión, sin embargo, no se sabe si el tipo de plasma generado en estos experimentos de aerodinámica se puede utilizar con eficacia para reducir el SER (superficie equivalente radar).
Absorción de radiación electromagnética
Cuando – ej. una emisión de radar – una radiación electromagnética se propaga en un plasma, los iones y los electrones se mueven debido a campos eléctricos y magnéticos que varían con el tiempo. El campo electromagnético transmite energía a las partículas, entonces las partículas son una porción de la energía adquirida en el campo, pero otra parte de esta energía es absorbida permanentemente como calor en reacciones de vaporización o resonancia o transferida por la conversión a otro tipo de radiación o en reacciones no lineales. Un plasma puede - al menos en principio-absorber toda la energía de la radiación incidente revelando asi la clave para su uso en el campo de la invisibilidad. En cualquier caso, el uso de plasma aeroespacial permite una reducción significativa del SER, que hace más difícil la detección, pero no imposible. Sin embargo, la simple detección de un avión por un radar no permite la suficiente precisión para interceptarlo o ajustar un disparo de misil.
La tecnología plasma aún debe abordar otras cuestiones técnicas. Por ejemplo:
-Se debe tener en cuenta que el plasma es una fuente de radiación electromagnética; -Tarda algún tiempo en ser reabsorbida por la atmósfera, sigue un rastro de gas ionizado que acompaña al avión en movimiento; -el plasma tiende a emitir una luz en el espectro visible (como en los tubos fluorescentes), que no es bueno cuando se desea ser invisible; -Es ciertamente muy difícil conseguir un plasma absorbente que cubra la totalidad de un avión. WWW.MACHTRES.COM - WWW.MACHTRES.COM
En conclusión, podemos considerar que la tecnología plasma puede reducir al menos las superficies más reflexivas de SER de un avión como las aletas de los reactores, las tomas de aire o los estabilizadores.
Tácticas
Aviones furtivos como el F-117 son generalmente usados contra objetivos terrestres altamente fortificados y defendidos como centros de mando y control o baterías de misiles antiaéreos. Los radares cubren todo el espacio aéreo que rodea estas zonas, incluso solapándose, haciendo imposible la entrada de un avión no furtivo en esa área. Los aviones furtivos pueden ser detectados, pero sólo si pasan muy cerca de los radares, de modo que hasta para estos aviones existen riesgos. No obstante, un avión furtivo volando a una altitud adecuada y según un plan de vuelo preparado puede atacar con seguridad las estaciones radar. Una vez que estas estaciones han sido destruidas, aviones convencionales pueden empezar a operar sobre la zona.
En la actualidad, sin embargo, el concepto de «furtividad estricta» que llevó a la construcción del F-117 y el B-2 se considera ya obsoleto debido a los avances en sistemas de teledetección y análisis digital de señales.WWW.MACHTRES.COM - WWW.MACHTRES.COM
El primer caza con un elevado nivel de furtividad es el F-22 Raptor cuyo complemento es el F-35 JSF. Asumiendo una carga de combate adecuada, no hay nada que impida que estos dos aviones lleven a cabo acciones de combate similares a las del F-117 (ataque al suelo). No obstante el combate aéreo implica ciertas diferencias. Un avión furtivo puede aproximarse a un objetivo aéreo con mayor probabilidad de no ser detectado, permitiéndole obtener una mejor posición para sus armas guiadas. Ciertos tipos de armas son susceptibles de ser evitadas por este tipo de aviones. Con alta tecnología (común en los cazas modernos) complementada con escáneres electrónicos activos (AESA) los aviones furtivos pueden actuar como centros de control AWACS para otros aviones. Los aviones furtivos son también una buena escolta para aviones de ataque al suelo.
Wikipedia-Ria Novosti