بقا در آسمان؛ داستان و تاریخچه تکنولوژی رادارگریزی در هواپیماهای جنگی

در تقلا برای زنده ماندن در آسمان، یکی از مهم ترین قابلیت هایی که یک هواپیما می تواند داشته باشد، کاهش سطح مقطع راداری یا همان قدرت پنهانکاری است. در دنیایی که شناسایی شدن بحث مرگ و زندگی است، پنهانکاری یک قابلیت حیاتی و لازم برای جنگنده ها و بمب افکن هاست. در ادامه این مطلب می خواهیم به این موضوع بپردازیم که پنهانکاری چگونه رخ می دهد، و چطور نیروهای هوایی از آن برای شکست دادن دشمن در آسمان و روی زمین استفاده می کنند.

سیستم های دفاع هوایی یکپارچه

در دهه ۱۹۶۰، کشورهای سراسر جهان شروع به سرمایه گذاری در سیستم های دفاع هوایی یکپارچه کردند. رادارهای زمینی و هوایی با سیستم های فرماندهی و کنترل مرتبط شدند که به نوبه خود می توانستند به آتشبارهای موشک های سطح به هوا و پایگاه های هوایی که جت های جنگنده را آماده پرواز داشتند، دستور شلیک یا پرواز برای هدف قرار دادن اهداف دشمن را بدهند. در ویتنام، خاورمیانه و اروپای غربی، این یکپارچه سازی قوی باعث می شد که هر نیروی بمب افکن مهاجمی که قصد عبور از این سیستم را داشت، عمدتاً ناکام بماند.

در نتیجه، قدرت تهاجمی هوایی مجبور شد تا تاکتیک های جدیدی را خلق کند، مانند فرماندهی و کنترل ایربورن، جنگ الکترونیک، سرکوب سیستم های دفاع هوایی و بسیاری دیگر؛ تاکتیک هایی که همگی نشان می دادند تعداد کمی هواپیما می توانند از این سیستم های دفاع هوایی عبور کرده و به اهدافشان برسند. این موضوع باعث می شد که هواپیماها و خلبانانشان به شدت در معرض خطر قرار گیرند.

رادار مبنای سیستم های دفاع هوایی بود. رادار اولین ابزار برای شناسایی هواپیماها بوده و هنوز هم هست. رادار می تواند هواپیما را از فاصله ۱۶۰ کیلومتری یا بیشتر شناسایی کند و در حالی که نمی تواند بگوید که نوع هواپیما چیست، می تواند اندازه نسبی، سرعت، ارتفاع و مسیر حرکت آن را مشخص کند؛ پارامترهایی که برای سازماندهی دفاع هوایی، استقرار نیروهای مدافع و مقابله با حمله در حال وقوع کافی هستند.

همه این قابلیت ها باعث شد که برنامه ریزان نظامی و مهندسان هوافضا از خود بپرسند چه می شد اگر یک هواپیما بتواند بدون شناسایی شدن توسط رادار، وارد حریم هوایی دشمن شود؟ به جای اینکه تعداد بیشتری هواپیما به یک هدف حمله کنند، یک هواپیما که بمب حمل می کرد، می توانست به سیستم های پیچیده دفاع هوایی دشمن نفوذ کرده، پرتابه های خود را رها کرده و به خانه بازگردد.

ظهور تکنولوژی پنهانکاری (رادارگریزی)

رادارها با ارسال یک سری امواج رادیویی و رهگیری کردن آن ها در مسیر بازگشت کار می کنند. امواج رادیویی که در مسیر و برد خود با اشیاء برخورد می کند، پس از برخورد با آن شیء، منعکس می شوند و به مدافعان هشدار می دهند که مهاجمانی به حریم هوایی نفوذ کرده و در راه هستند. مهندسان می دانستند که امواج رادیویی در برخورد با سطوح مختلف واکنش های متفاوتی دارند اما هیچ یک نتوانسته بودند روشی برای پیش بینی کردن دقیق واکنش زودهنگام این امواج خلق کنند.

اما دانش مهندسان در مورد اینکه چطور یک هواپیمای رادارگریز ساخت چندان هم کم نبود. مهندسان می توانستند یک هواپیمای ۲۰ تنی بسازند که برای یک رادار به اندازه یک زنبور بود و این یعنی اینکه حتی برای شناسایی شدن نیز باید بسیار به رادار نزدیک می بود. اگر این قابلیت می توانست آسیب پذیری هواپیما به سیستم راداری را از ۱۶۰ کیلومتر به تنها ۳۶ کیلومتر کاهش می داد، هواپیماهای رادارگریز یا پنهانکار می توانستند با دقت تمام مسیر خود را از بین سیستم های راداری انتخاب کرده و بدون اینکه دشمن متوجه شود، به اهداف خود برسند.

در دهه ۱۹۶۰، یک فیزیکدان روسی به نام پیوتر اوفیمتسف مدلی را برای پیش بینی اینکه چطور امواج الکترومغناطیسی، از جمله امواج راداری، بعد از برخورد با سطوح دو بعدی و سه بعدی پخش می شوند ابداع کرد. اگر چه نتیجه تحقیقات او در اتحاد جماهیر شوروی منتشر شده بود، تحقیقات او ظاهراً هیچگاه دارای کاربرد عملی در نظر گرفته نشد. این تا زمانی بود که لاکهید مارتین متوجه این تحقیقات شده و کارهای او را به زبان انگلیسی ترجمه کرد و بدین ترتیب بود که آثار و تحقیقات اوفیمتسف به پایه تکنولوژی رادارگریزی مدرن تبدیل شد.

لاکهید مارتین از کارهای اوفیمتسف نهایت بهره را برد زیرا این تحقیقات ثابت می کرد که شکل خاص هواپیماها می تواند ردپای راداری آن ها را کاهش دهد. سطوح اصلی یک هواپیما مانند دماغه، بدنه، بال ها، بالچه ها، کابین خلبان و غیره می توانست بررسی شده و بدین ترتیب بود که «سطح مقطع راداری» خلق شد. هواپیماهایی با سطوح بزرگ و صاف مانند بدنه بمب افکن های B-52 یا تثبیت کننده عمودی بمب افکن تاکتیکال  F-111 مقداری زیادی انرژی راداری منعکس می کردند. انبارهای بیرونی مانند بمب ها، موشک ها و مخازن سوخت نیز انرژی راداری قابل توجهی منعکس می کردند.

بدین ترتیب توجه به جزییات بسیار حیاتی بود: ورودی ها می توانستند انرژی راداری را متمرکز کنند، بازگشتی تیز و تند را باعث شوند، در حالی که شکاف ها، سوراخ ها و حتی کوچکترین بیرون زدگی ها نیز می توانست انرژی راداری را منعکس نماید.

جنگنده ها و بمب افکن های رادارگریز

اولین هواپیمایی که با قابلیت های رادارگریزی یا پنهانکاری به عنوان یک اولویت طراحی شده بود Have Blue نام داشت. این هواپیما که توسط لاکهید مارتین ساخته شد، شبیه هیچ هواپیمایی نبود که تا آن زمان ساخته شده بود. برخلاف اکثر هواپیماها که انحناها، سطوح عمودی و ورودی هایی با دهان باز برای به درون کشیدن هوا بودند، Have Blue مانند یک الماس چند وجهی بوده و سطحی زاویه دار با ورودی های کوچک داشت. تثبیت کننده های عمودی Have Blue کاملاً به سمت بالا متمایل نشده بودند و به جای این طراحی قدیمی، به سمت یکدیگر متمایل شده بودند تا به طور مستقیم انرژی راداری را منعکس نکنند.

Have Blue یک نمایش دهنده تکنولوژی جدید رادارگریزی بود. چهار سالبعد بود که اولین جت رادارگریز  F-117A Nighthawk تولید شده و برخلاف Have Blue، برای نبردهای هوایی طراحی شده بود. این جنگنده بسیار شبیه Have Blue بود اما بزرگ تر بوده و می توانست بمب هایی با قابلیت هدایت لیزری به وزن حدود ۹۰۰ کیلوگرم را در داخل انباری درونی که در بدنه تعبیه شده بود، نگهداری کند. برخلاف Have Blue، این جنگنده دارای دو تثبیت کننده عمودی در ساختاری با دم بلعنده بود که دارای زاویه ای رو به داخل در قسمت مرکزی بود.

نیروی هوایی ایالات متحده در خفا ۵۹ فروند هواپیمای F-117A را در پایگاه Tonopah Test Range به پرواز درآورد، یک مکان سری برای هواپیماهای آزمایشی که در عمق بیابان نوادا قرار دارد. این ۵۹ جت در واقع آس های در آستین آمریکا بودند، ۵۹ جتی که می توانستند وارد حریم هوایی دشمن شده و با دقت بالایی، اهدافی روی زمین را هدف قرار دهند. در آن زمان هیچ چیزی شبیه این هواپیماها در جهان وجود نداشت.

تنها در سال ۱۹۸۸ بود که وجود ناوگان F-117A فاش شد، همان سالی که از بمب افکن پنهانکار B-2 Spirit رونمایی شد. بال های خفاشی B-2 Spirit و شکل بومرنگی آن به طول کامل استابلایزرهای عمودی را کنار گذاشته و به یک سطح مقطع کوچکتر نیز منجر شده بود. جت های پنهانکار بعدی مانند  F-22 Raptor , F-35 Lightning II و بمب افکن استراتژیک B-21 Raider قابلیت پنهانکاری را بهتر و آسان تر کرده بودند.

جعبه ابزاری برای نبردهای هوایی

زمانی که مشخص شد رسیدن به قابلیت رادارگریزی و پنهانکاری در هواپیماهای تهاجمی امکانپذیر است، ساخت جنگنده های پنهانکار گام قابل پیش بینی بعدی بود. جنگنده های رادارگریزی مانند F-22 می توانند در ارتفاعات بالا از شناسایی شدن در امان مانده و به هواپیماهای دشمن شبیخون های غافلگیر کننده بزنند. امروزه، طراحی هواپیماهای رادارگریز به عنوان بخشی کلیدی از چیزی که یک جنگنده نسل پنجمی باید داشته باشد تبدیل شده و طراح های اسمی نسل ششمی ایالات متحده،ژاپن، بریتانیا و دیگر کشورها نیز از قابلیت پنهانکاری بالایی برخوردارند.

هنوز هم قابلیت پنهانکاری یک راه حل معجزه آسا برای حل مشکل نفوذ به حریم هوایی دشمن یا پاک کردن جنگنده ها و بمب افکن های دشمن از آسمان ها نیست. همانند هر چیز دیگری در صحنه نبردهای بین المللی، پنهانکاری نیز در رقابت تسلیحاتی ابدی حمله و ضدحمله قرار گرفته و این امکان وجود دارد که پیشرفت های تکنولوژیکی مانند رادارهای کوانتومی بتوانند قابلیت پنهانکاری امروزی را بلااستفاده سازند.

بسیار مهم است که به پنهانکاری یا رادارگریزی تنها به عنوان یک ابزار در جعبه ابزار موجود برای هواپیماهای مدرن نگاه کرد که شامل چیزهایی مانند رادارهای چندمنظوره، جنگ الکترونیک، سلاح های اسکرمجت، هوش مصنوعی، لیزرهای تهاجمی/دفاعی و غیره است. تکنولوژی پنهانکاری به شدت نبردهای هوایی پس از جنگ جهانی دوم را تغییر داده و توازن قدرت را یکبار دیگر از سمت مدافعان به سمت مهاجمان متمایل ساخت. پیچیدگی فنی و هزینه بالای آن بدین معناست که تکنولوژی پنهانکاری تنها در اختیار کشورهای اندکی خواهد بود. روزی خواهد آمد که یک تکنولوژی جدید برای قابلیت پنهانکاری دردسرساز شده، یا اثرگذاری آن را کاهش داده یا به طور کامل بلااستفاده خواهد کرد. چیزی که نیروهای هوایی امروزی ضروری می دانند، شاید فردا بی ارزش باشد.