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Avión de ataque furtivo F-117
Vehículo terrestre furtivo PL-01
Fragata furtiva francesa Surcouf

La tecnología furtiva , también denominada tecnología de baja observación ( tecnología LO ), es una subdisciplina de tácticas militares y contramedidas electrónicas pasivas y activas , [1] que cubre una gama de métodos utilizados para fabricar personal, aviones , barcos , submarinos , misiles , satélites y vehículos terrestres menos visibles (idealmente invisibles ) al radar , infrarrojos , [2] sonar y otros métodos de detección. Corresponde acamuflaje militar para estas partes del espectro electromagnético (es decir, camuflaje multiespectral ).

El desarrollo de tecnologías furtivas modernas en los Estados Unidos comenzó en 1958, [3] [4] donde los intentos anteriores de prevenir el rastreo por radar de sus aviones espías U-2 durante la Guerra Fría por parte de la Unión Soviética no habían tenido éxito. [5] Los diseñadores empezaron a desarrollar una forma específica para aviones que tendía a reducir la detección al redirigir las ondas de radiación electromagnética de los radares. [6] También se probó y fabricó material absorbente de radiación para reducir o bloquear las señales de radar que se reflejan en las superficies de las aeronaves. Dichos cambios en la forma y la composición de la superficie comprenden la tecnología sigilosa que se usa actualmente en elNorthrop Grumman B-2 Spirit "Bombardero sigiloso". [4]

El concepto de sigilo es operar o esconderse sin dar a las fuerzas enemigas ninguna indicación de la presencia de fuerzas amigas. Este concepto se exploró por primera vez a través del camuflaje para hacer que la apariencia de un objeto se mezclara con el fondo visual. A medida que ha aumentado la potencia de las tecnologías de detección e interceptación ( radar , búsqueda y seguimiento por infrarrojos , misiles tierra-aire , etc.), también ha aumentado la medida en que el diseño y el funcionamiento del personal y los vehículos militares se han visto afectados en respuesta . Algunos uniformes militares se tratan con productos químicos para reducir su firma infrarroja . Un vehículo sigiloso moderno está diseñado desde el principio para tener una firma espectral elegida. El grado de sigilo incorporado en un diseño dado se elige de acuerdo con las amenazas de detección proyectadas.

Historia [ editar ]

El camuflaje para ayudar o evitar la depredación es anterior a la humanidad, y los cazadores han estado usando la vegetación para ocultarse tal vez desde que la gente ha estado cazando. Es imposible determinar la primera aplicación del camuflaje en la guerra. Los métodos para el ocultamiento visual en la guerra fueron documentados por Sun Tzu en su libro El arte de la guerra en el siglo V a.C., y por Frontinus en su obra Strategemata en el siglo I d.C. [7]

En Inglaterra, las unidades irregulares de guardabosques del siglo XVII fueron las primeras en adoptar colores apagados (comunes en las unidades irlandesas del siglo XVI) como forma de camuflaje , siguiendo ejemplos del continente.

Durante la Primera Guerra Mundial , los alemanes experimentaron con el uso de Cellon ( acetato de celulosa ), un material de cobertura transparente, en un intento de reducir la visibilidad de los aviones militares. Los ejemplos únicos del monoplano de combate Fokker E.III Eindecker , el biplano de observación de dos asientos Albatros CI y el prototipo de bombardero pesado Linke-Hofmann RI se cubrieron con Cellon . Sin embargo, la luz del sol que brillaba en el material hizo que la aeronave fuera aún más visible. También se descubrió que Cellon se degrada rápidamente por la luz solar y los cambios de temperatura en vuelo, por lo que cesó el esfuerzo por hacer aviones transparentes. [8]

En 1916, los británicos modificaron un pequeño dirigible de la clase SS con el propósito de realizar un reconocimiento nocturno sobre las líneas alemanas en el frente occidental . Equipada con un motor silenciado y una bolsa de gas negra, la nave era invisible e inaudible desde el suelo, pero varios vuelos nocturnos sobre territorio controlado por los alemanes produjeron poca inteligencia útil y la idea se abandonó. [9]

Camuflaje-luz difusa , una forma de a bordo en la contra-iluminación de camuflaje, fue probado por la Marina Real de Canadá de 1941 a 1943. El concepto fue seguida por la aeronave por los estadounidenses y los británicos: en 1945 un Grumman Avenger con luces Yehudi alcanzaron 3.000 yardas (2700 m) de un barco antes de ser avistado. Esta habilidad quedó obsoleta por radar . [10]

El U-boat U-480 pudo haber sido el primer submarino furtivo. Presentaba un revestimiento de caucho de baldosas anecoicas , una capa de la cual contenía bolsas de aire circulares para derrotar al sonar ASDIC . [11] La Kriegsmarine utilizó pinturas absorbentes de radar y materiales compuestos de caucho y semiconductores (nombres en clave: Sumpf , Schornsteinfeger ) en submarinos en la Segunda Guerra Mundial. Las pruebas demostraron que eran eficaces para reducir las firmas de radar en longitudes de onda cortas (centímetros) y largas (1,5 metros). [12]

En 1956, la CIA comenzó a intentar reducir la sección transversal del radar (RCS) del avión espía U-2 . Se desarrollaron tres sistemas, Trapeze, una serie de cables y perlas de ferrita alrededor de la forma en planta de la aeronave, un material de cobertura con circuitos de PCB incrustados y pintura absorbente de radar. Estos se desplegaron en el campo en las llamadas aves sucias, pero los resultados fueron decepcionantes, los aumentos de peso y resistencia no valieron ninguna reducción en las tasas de detección. Más exitoso fue aplicar camuflaje a la aeronave originalmente de metal desnudo; se encontró que un azul profundo era más efectivo. El peso de este costó 250 pies en altitud máxima, pero hizo que el avión fuera más difícil de ver para los interceptores. [13]

En 1958, la Agencia Central de Inteligencia de Estados Unidos solicitó fondos para un avión de reconocimiento para reemplazar los aviones espías U-2 existentes, [14] y Lockheed aseguró los derechos contractuales para producirlo. [3] "Kelly" Johnson y su equipo en Lockheed's Skunk Works fueron asignados para producir el A-12 (o OXCART), que operó a gran altitud de 70.000 a 80.000 pies y una velocidad de Mach3.2 para evitar la detección de radar. En prototipos anteriores, se desarrollaron varias formas planas diseñadas para reducir la detección de radar, denominadas A-1 a A-11. El A-12 incluía una serie de características sigilosas que incluían combustible especial para reducir la firma de la columna de escape, estabilizadores verticales inclinados, el uso de materiales compuestos en ubicaciones clave y el acabado general en pintura absorbente de radar. [13]

En 1960, la USAF redujo la sección transversal del radar de un dron Ryan Q-2C Firebee . Esto se logró mediante pantallas especialmente diseñadas sobre la entrada de aire y material absorbente de radiación en el fuselaje y pintura absorbente de radar. [15]

Durante la década de 1970, el Departamento de Defensa de EE. UU. Lanzó el proyecto Lockheed Have Blue , con el objetivo de desarrollar un caza furtivo. Hubo una puja feroz entre Lockheed y Northrop para asegurar el contrato multimillonario. Lockheed incorporó a su oferta un texto escrito por el físico ruso - soviético Pyotr Ufimtsev en 1962, titulado Método de ondas de borde en la teoría física de la difracción , Radio soviética, Moscú, 1962. En 1971 este libro fue traducido al inglés con el mismo título por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, División de Tecnología Extranjera. [16] La teoría jugó un papel fundamental en el diseño de los aviones furtivos estadounidenses F-117 y B-2. [17][18] [19] Las ecuaciones descritas en el documento cuantificaron cómo la forma de un avión afectaría su detectabilidad por radar, denominada sección transversal de radar (RCS). [20] Esto fue aplicado por Lockheed en simulación por computadora para diseñar una forma novedosa que llamaron "Hopeless Diamond", un juego de palabras sobre el Hope Diamond , asegurando los derechos contractuales para producir el F-117 Nighthawk a partir de 1975. En 1977 Lockheed produjo dos Maquetas al 60% bajo el contrato Have Blue. El programa Have Blue fue un demostrador de tecnología furtiva que duró de 1976 a 1979. The Northrop Grumman Tacit Bluetambién jugó un papel en el desarrollo de materiales compuestos y superficies curvilíneas, baja observación, fly-by-wire y otras innovaciones tecnológicas furtivas. El éxito de Have Blue llevó a la Fuerza Aérea a crear el programa Senior Trend que desarrolló el F-117. [21] [22]

Principios [ editar ]

La tecnología sigilosa (o LO para baja observabilidad ) no es una tecnología. Es un conjunto de tecnologías, utilizadas en combinaciones, que pueden reducir en gran medida las distancias a las que se puede detectar una persona o un vehículo; más bien reducciones de la sección transversal del radar , pero también aspectos acústicos , térmicos y de otro tipo.

Reducciones de la sección transversal del radar (RCS) [ editar ]

Artículo principal: sección transversal de radar

Casi desde la invención del radar , se han intentado varios métodos para minimizar la detección. El rápido desarrollo del radar durante la Segunda Guerra Mundial condujo a un desarrollo igualmente rápido de numerosas medidas contra el radar durante el período; un ejemplo notable de esto fue el uso de paja . Los métodos modernos incluyen la interferencia de radar y el engaño .

El término sigilo en referencia a aviones de firma de radar reducida se hizo popular a finales de los años ochenta, cuando el caza furtivo Lockheed Martin F-117 se hizo ampliamente conocido. El primer uso a gran escala (y público) del F-117 fue durante la Guerra del Golfo en 1991. Sin embargo, los cazas furtivos F-117A se utilizaron por primera vez en combate durante la Operación Causa Justa , la invasión estadounidense de Panamá en 1989. . [23]

Forma del vehículo [ editar ]

Aeronaves [ editar ]

Artículo principal: proceso de diseño de aeronaves
El F-35 Lightning II ofrece mejores características sigilosas (como esta puerta del tren de aterrizaje) que los anteriores cazas estadounidenses multifunción, como el F-16 Fighting Falcon.

La posibilidad de diseñar aeronaves de tal manera que se reduzca la sección transversal de su radar se reconoció a fines de la década de 1930, cuando se emplearon los primeros sistemas de seguimiento por radar, y se sabe desde al menos la década de 1960 que la forma de la aeronave marca una diferencia significativa. en detectabilidad. El Avro Vulcan , un bombardero británico de la década de 1960, tenía una apariencia notablemente pequeña en el radar a pesar de su gran tamaño, y ocasionalmente desaparecía por completo de las pantallas de radar. Ahora se sabe que tenía una forma furtiva fortuita aparte del elemento vertical de la cola. A pesar de haber sido diseñado antes de que una sección transversal de radar baja (RCS) y otros factores de sigilo fueran siempre una consideración, [24]Una nota técnica del Royal Aircraft Establishment de 1957 afirmaba que de todas las aeronaves estudiadas hasta ahora, el Vulcan parecía, con mucho, el objeto de eco de radar más simple, debido a su forma: solo uno o dos componentes contribuían significativamente al eco en cualquier aspecto (uno de los siendo el estabilizador vertical , que es especialmente relevante para RCS de aspecto lateral), en comparación con tres o más en la mayoría de los otros tipos. [25] [27] Mientras escribían sobre sistemas de radar, los autores Simon Kingsley y Shaun Quegan señalaron que la forma del Vulcano actúa para reducir el RCS. [28] En contraste, el bombardero ruso de largo alcance Tupolev 95 ( nombre de informe de la OTAN 'Bear') fue conspicuo en el radar. Ahora se sabe quelas hélices y las palas de las turbinas de reacción producen una imagen de radar brillante; [ cita requerida ] el oso tiene cuatro pares de hélices contrarrotantes grandes (de 5,6 metros de diámetro) .

Otro factor importante es la construcción interna. Algunos aviones furtivos tienen una piel que es transparente o absorbente al radar, detrás de la cual hay estructuras denominadas triángulos reentrantes . Las ondas de radar que penetran en la piel quedan atrapadas en estas estructuras, se reflejan en las caras internas y pierden energía. Este método se utilizó por primera vez en la serie Blackbird: A-12 , YF-12A , Lockheed SR-71 Blackbird .

La forma más eficiente de reflejar las ondas de radar de regreso al radar emisor es con placas de metal ortogonales, formando un reflector de esquina que consta de un diedro (dos placas) o un triédrico (tres placas ortogonales). Esta configuración se produce en la cola de un avión convencional, donde los componentes vertical y horizontal de la cola se colocan en ángulos rectos. Los aviones furtivos como el F-117 usan una disposición diferente, inclinando las superficies de la cola para reducir los reflejos de las esquinas que se forman entre ellas. Un método más radical es omitir la cola, como en el B-2 Spirit . La configuración de ala voladora limpia y de baja resistencia del B-2 le da un alcance excepcional y reduce su perfil de radar. [29] [30]El diseño del ala volante se asemeja más a la llamada placa plana infinita (ya que las superficies de control verticales aumentan drásticamente el RCS), la forma perfecta de sigilo, ya que no tendría ángulos para reflejar las ondas de radar. [31]

La admisión de aire del motor YF-23 S-duct oculta el motor de las ondas de radar de sondeo

Además de alterar la cola, el diseño sigiloso debe enterrar los motores dentro del ala o el fuselaje , o en algunos casos donde se aplica sigilo a una aeronave existente, instalar deflectores en las tomas de aire, de modo que las palas del compresor no sean visibles para el radar. Una forma sigilosa debe estar desprovista de protuberancias o protuberancias complejas de cualquier tipo, lo que significa que las armas, los tanques de combustible y otras provisiones no deben llevarse al exterior. Cualquier vehículo sigiloso deja de ser sigiloso cuando se abre una puerta o escotilla.

La alineación paralela de bordes o incluso superficies también se usa a menudo en diseños furtivos. La técnica implica el uso de un pequeño número de orientaciones de los bordes en la forma de la estructura. Por ejemplo, en el F-22A Raptor , los bordes de ataque del ala y los planos de la cola están colocados en el mismo ángulo. Otras estructuras más pequeñas, como las puertas de derivación de entrada de aire y la apertura de reabastecimiento de aire , también utilizan los mismos ángulos. El efecto de esto es devolver una señal de radar estrecha en una dirección muy específica lejos del emisor de radar en lugar de devolver una señal difusa.detectable en muchos ángulos. El efecto a veces se llama "brillo" después de la señal muy breve que se ve cuando el haz reflejado pasa a través de un detector. Puede ser difícil para el operador del radar distinguir entre un evento de brillo y una falla digital en el sistema de procesamiento.

Los fuselajes sigilosos a veces muestran estrías distintivas en algunos bordes expuestos, como los puertos del motor. El YF-23 tiene esas estrías en los puertos de escape. Este es otro ejemplo en la alineación paralela de características, esta vez en el fuselaje externo.

Los requisitos de forma restaron mucho a las propiedades aerodinámicas del F-117 . Es inherentemente inestable y no se puede volar sin un sistema de control fly-by-wire .

De manera similar, recubrir el dosel de la cabina con un conductor transparente de película delgada ( oro depositado en vapor o óxido de indio y estaño ) ayuda a reducir el perfil del radar de la aeronave, porque las ondas de radar normalmente entrarían en la cabina y se reflejarían en los objetos (el interior de la cabina tiene forma compleja, con un casco de piloto solo formando un retorno considerable), y posiblemente regresar al radar, pero el revestimiento conductor crea una forma controlada que desvía las ondas de radar entrantes lejos del radar. El recubrimiento es lo suficientemente delgado como para no tener ningún efecto adverso en la visión del piloto.

K32 HMS Helsingborg , un barco furtivo

Barcos [ editar ]

Artículo principal: Arquitectura naval

Los barcos también han adoptado métodos similares. Aunque el anterior destructor clase Arleigh Burke incorporó algunas características de reducción de firmas. [32] [33] la corbeta noruega clase Skjold fue la primera defensa costera y la fragata francesa clase La Fayette el primer barco furtivo oceánico en entrar en servicio. Otros ejemplos son la corbeta furtiva taiwanesa Tuo Chiang , las fragatas alemanas clase Sachsen , la corbeta sueca clase Visby , el muelle de transporte anfibio USS San Antonio y la mayoría de los buques de guerra modernos. diseños.

Materiales [ editar ]

Fuselaje no metálico [ editar ]

Los materiales compuestos dieléctricos son más transparentes para el radar, mientras que los materiales conductores de electricidad como los metales y las fibras de carbono reflejan la energía electromagnética que incide en la superficie del material. Los compuestos también pueden contener ferritas para optimizar las propiedades dieléctricas y magnéticas de un material para su aplicación.

Material absorbente de radar [ editar ]

Artículo principal: material absorbente de radiación
Piel de bombardero B-2

Los materiales absorbentes de radiación (RAM), a menudo como pinturas, se utilizan especialmente en los bordes de las superficies metálicas. Si bien el material y el grosor de los recubrimientos RAM pueden variar, la forma en que funcionan es la misma: absorben la energía radiada desde una estación de radar terrestre o aérea en el recubrimiento y la convierten en calor en lugar de reflejarla. [34] Las tecnologías actuales incluyen compuestos dieléctricos y fibras metálicas que contienen isótopos de ferrita. La pintura consiste en depositar colonias piramidales en las superficies reflectantes con los huecos llenos de RAM a base de ferrita. La estructura piramidal desvía la energía incidente del radar en el laberinto de RAM. Un material de uso común se llama pintura de bolas de hierro . [35]Contiene esferas de hierro microscópicas que resuenan en sintonía con las ondas de radio entrantes y disipan la mayor parte de su energía en forma de calor, dejando poco para reflejarse en los detectores. Los FSS son estructuras planas periódicas que se comportan como filtros para la energía electromagnética. Las superficies selectivas de frecuencia consideradas se componen de elementos de parche conductores pegados en la capa de ferrita. Los FSS se utilizan para filtración y absorción de microondas.

Contramedidas y límites del radar sigiloso [ editar ]

Radar de baja frecuencia [ editar ]

El modelado ofrece muchas menos ventajas de sigilo frente a los radares de baja frecuencia . Si la longitud de onda del radar es aproximadamente el doble del tamaño del objetivo, un efecto de resonancia de media onda aún puede generar un retorno significativo. Sin embargo, el radar de baja frecuencia está limitado por la falta de frecuencias disponibles (muchas son muy utilizadas por otros sistemas), por la falta de precisión de los sistemas de difracción limitada debido a sus largas longitudes de onda y por el tamaño del radar, lo que dificulta su transporte. Un radar de onda larga puede detectar un objetivo y ubicarlo de manera aproximada, pero no proporcionar suficiente información para identificarlo, apuntarlo con armas o incluso para guiar a un luchador hacia él. [36]

Múltiples emisores [ editar ]

Gran parte del sigilo viene en direcciones diferentes a las de un retorno directo. Por lo tanto, la detección se puede lograr mejor si los emisores están separados de los receptores. Un emisor separado de un receptor se denomina radar biestático ; uno o más emisores separados de más de un receptor se denomina radar multiestático . Existen propuestas para utilizar reflejos de emisores como transmisores de radio civiles , incluidas las torres de radio de teléfonos celulares . [37]

Ley de Moore [ editar ]

Según la ley de Moore, la potencia de procesamiento de los sistemas de radar aumenta con el tiempo. Esto eventualmente erosionará la capacidad del sigilo físico para ocultar vehículos. [38] [39]

El barco se despierta y rocía [ editar ]

Los radares de barrido lateral de apertura sintética se pueden utilizar para detectar la ubicación y el rumbo de los barcos a partir de sus patrones de estela. [40] Estos son detectables desde la órbita. [41] Cuando un barco se mueve a través de una vía marítima, lanza una nube de rocío que puede ser detectada por radar. [42]

Acústica [ editar ]

Consulte también: Firma acústica , Ruido de aeronaves y Reducción de ruido de helicópteros

El sigilo acústico juega un papel primordial para los submarinos y vehículos terrestres. Los submarinos utilizan extensos soportes de goma para aislar, humedecer y evitar ruidos mecánicos que pueden revelar ubicaciones a las matrices de sonar pasivas submarinas .

Los primeros aviones de observación furtivos usaban hélices de giro lento para evitar ser escuchados por las tropas enemigas debajo. Los aviones furtivos que permanecen subsónicos pueden evitar ser rastreados por un boom sónico . La presencia de aviones furtivos supersónicos y de propulsión a chorro como el SR-71 Blackbird indica que la firma acústica no siempre es un factor importante en el diseño de aviones, ya que el Blackbird se basó más en su altísima velocidad y altitud.

Un método para reducir el ruido del rotor del helicóptero es el espaciado de palas modulado . [43] Las palas de rotor estándar están espaciadas uniformemente y producen mayor ruido a una frecuencia dada y sus armónicos . El uso de un espaciado variado entre las palas propaga el ruido o la firma acústica del rotor en un rango mayor de frecuencias. [44]

Visibilidad [ editar ]

Más información: camuflaje militar , camuflaje activo , camuflaje de aviones y camuflaje de barcos

La tecnología más simple es el camuflaje visual ; el uso de pintura u otros materiales para colorear y romper las líneas de un vehículo o persona.

La mayoría de los aviones furtivos usan pintura mate y colores oscuros, y operan solo de noche. Últimamente, el interés en la luz diurna Stealth (especialmente por parte de la USAF) ha enfatizado el uso de pintura gris en esquemas disruptivos , y se supone que las luces Yehudi podrían usarse en el futuro para ocultar la estructura del avión (contra el fondo del cielo, incluso en de noche, los aviones de cualquier color aparecen oscuros [45] ) o como una especie de camuflaje activo. El diseño original del B-2 tenía tanques en las alas para un químico inhibidor de estelas de vapor, alegado por algunos como ácido clorofluorosulfónico, [46]pero esto fue reemplazado en el diseño final con un sensor de estela que alerta al piloto cuando debe cambiar de altitud [47] y la planificación de la misión también considera altitudes donde la probabilidad de su formación se minimiza.

En el espacio, se pueden emplear superficies espejadas para reflejar vistas del espacio vacío hacia observadores conocidos o sospechosos; este enfoque es compatible con varios esquemas de radar furtivo. Es esencial un control cuidadoso de la orientación del satélite en relación con los observadores, y los errores pueden conducir a una mejora de la detectabilidad en lugar de la reducción deseada.

Infrarrojos [ editar ]

Artículo principal: firma infrarroja
Ver también: contramedida infrarroja

Una columna de escape aporta una firma infrarroja significativa. Un medio para reducir la firma IR es tener un tubo de escape no circular (en forma de hendidura) para minimizar el área de la sección transversal del escape y maximizar la mezcla de escape caliente con aire ambiente frío (ver Lockheed F-117 Nighthawk). A menudo, se inyecta deliberadamente aire frío en el flujo de escape para impulsar este proceso (ver Ryan AQM-91 Firefly y Northrop Grumman B-2 Spirit ). La ley de Stefan-Boltzmann muestra cómo esto resulta en menos energía ( radiación térmicaen el espectro infrarrojo) se libera y, por lo tanto, reduce la firma de calor. En algunos aviones, el escape del jet se ventila por encima de la superficie del ala para protegerlo de los observadores que se encuentran debajo, como en el Lockheed F-117 Nighthawk y el malsano Fairchild Republic A-10 Thunderbolt II . Para lograr el sigilo infrarrojo , el gas de escape se enfría a las temperaturas en las que las longitudes de onda más brillantes que irradia son absorbidas por el dióxido de carbono atmosférico y el vapor de agua , lo que reduce en gran medida la visibilidad infrarroja de la columna de escape. [48] Otra forma de reducir la temperatura de escape es hacer circular líquidos refrigerantes como el combustible dentro del tubo de escape, donde los tanques de combustible sirven comodisipadores de calor enfriados por el flujo de aire a lo largo de las alas. [ cita requerida ]

El combate terrestre incluye el uso de sensores infrarrojos activos y pasivos. Por lo tanto, el documento de requisitos de uniformes de combate en tierra del Cuerpo de Marines de los Estados Unidos (USMC) especifica los estándares de calidad de los reflectores infrarrojos. [49]

Reducir las emisiones de radiofrecuencia (RF) [ editar ]

Ver también: Onda de radio

Además de reducir las emisiones infrarrojas y acústicas, un vehículo furtivo debe evitar irradiar cualquier otra energía detectable, como la de los radares a bordo, los sistemas de comunicaciones o las fugas de RF de los gabinetes electrónicos. El F-117 usa infrarrojos pasivos y sistemas de sensores de televisión de bajo nivel de luz para apuntar sus armas y el F-22 Raptor tiene un radar LPI avanzado que puede iluminar los aviones enemigos sin activar una respuesta del receptor de advertencia de radar .

Midiendo [ editar ]

El tamaño de la imagen de un objetivo en el radar se mide mediante la sección transversal del radar o RCS, a menudo representada por el símbolo σ y expresada en metros cuadrados. Esto no es igual al área geométrica. Una esfera perfectamente conductora con un área de sección transversal proyectada de 1 m 2 (es decir, un diámetro de 1,13 m) tendrá un RCS de 1 m 2 . Tenga en cuenta que para longitudes de onda de radar mucho menores que el diámetro de la esfera, RCS es independiente de la frecuencia. Por el contrario, una placa plana cuadrada de área 1 m 2 tendrá un RCS de σ = 4π A 2 / λ 2 (donde A = área, λ = longitud de onda), o 13,982 m 2a 10 GHz si el radar es perpendicular a la superficie plana. [50] En ángulos de incidencia anormales , la energía se refleja lejos del receptor, reduciendo el RCS. Se dice que los aviones furtivos modernos tienen un RCS comparable con pájaros pequeños o insectos grandes, [51] aunque esto varía mucho según el avión y el radar.

Si el RCS estuviera directamente relacionado con el área de la sección transversal del objetivo, la única forma de reducirlo sería hacer el perfil físico más pequeño. Más bien, al reflejar gran parte de la radiación o al absorberla, el objetivo logra una sección transversal de radar más pequeña. [52]

Tácticas [ editar ]

Los aviones de ataque furtivos, como el Lockheed F-117 Nighthawk , generalmente se usan contra sitios enemigos fuertemente defendidos, como centros de comando y control o baterías de misiles tierra-aire (SAM). El radar enemigo cubrirá el espacio aéreo alrededor de estos sitios con cobertura superpuesta, lo que hará que la entrada sin ser detectada por aviones convencionales sea casi imposible. También se pueden detectar aviones sigilosos, pero solo a distancias cortas alrededor de los radares; para un avión furtivo, existen lagunas sustanciales en la cobertura del radar. Por lo tanto, un avión sigiloso que vuela por una ruta adecuada puede pasar desapercibido por el radar. Incluso si se detecta un avión furtivo, los radares de control de fuegoque operan en las bandas C, X y Ku no pueden pintar (para guía de misiles) chorros de baja observación (LO) excepto a distancias muy cortas. [53] Muchos radares terrestres utilizan el filtro Doppler para mejorar la sensibilidad a los objetos que tienen un componente de velocidad radial en relación con el radar. Los planificadores de misiones utilizan su conocimiento de las ubicaciones de los radares enemigos y el patrón RCS de la aeronave para diseñar una ruta de vuelo que minimice la velocidad radial al tiempo que presentan los aspectos de RCS más bajos de la aeronave al radar de amenazas. Para poder volar estas rutas "seguras", es necesario comprender la cobertura de radar de un enemigo (ver inteligencia electrónica ). Sistemas de radar aerotransportados o móviles como AWACS puede complicar la estrategia táctica para la operación sigilosa.

Investigación [ editar ]

Después de la invención de las metasuperficies, los medios convencionales de reducción de RCS se han mejorado significativamente. [54] [55] [56] Como se mencionó anteriormente, el objetivo principal en la configuración de propósito es redirigir las ondas dispersas lejos de la dirección de retrodispersión, que suele ser la fuente. Sin embargo, compromete el rendimiento en términos de aerodinámica. [57] Una solución factible, que ha sido ampliamente explorada en los últimos tiempos, es usar metasuperficies que pueden redirigir ondas dispersas sin alterar la geometría de un objetivo. [54] [55] [56] Tales metasuperficies se pueden clasificar principalmente en dos categorías: (i) Metasuperficies de tablero de ajedrez, (ii) Metasuperficies de índice de gradiente. Similar,Los metamateriales de índice negativo son estructuras artificiales para las cuales el índice de refracción tiene un valor negativo para algún rango de frecuencia, como en microondas, infrarrojos o posiblemente ópticos. [58] Estos ofrecen otra forma de reducir la detectabilidad y pueden proporcionar casi invisibilidad electromagnética en longitudes de onda diseñadas.

El sigilo del plasma es un fenómeno propuesto para utilizar gas ionizado, denominado plasma , para reducir el RCS de los vehículos. Las interacciones entre la radiación electromagnética y el gas ionizado se han estudiado ampliamente para muchos propósitos, incluido el ocultamiento de vehículos del radar. Varios métodos pueden formar una capa o nube de plasma alrededor de un vehículo para desviar o absorber el radar, desde descargas electrostáticas más simples hasta descargas de láser de radiofrecuencia (RF) más complejas, pero esto puede ser difícil en la práctica. [59]

Existen varios esfuerzos de investigación y desarrollo de tecnología para integrar las funciones de los sistemas de control de vuelo de las aeronaves , como alerones , elevadores , elevadores , flaps y flaperones en las alas para realizar el propósito aerodinámico con las ventajas de un RCS más bajo para el sigilo, a través de geometrías más simples y menor complejidad. (mecánicamente más simple, menos o sin partes o superficies móviles, menos mantenimiento) y menor masa, costo (hasta un 50% menos), arrastre (hasta un 15% menos durante el uso) e inercia (para una respuesta de control más rápida y fuerte a cambiar la orientación del vehículo para reducir la detección). Dos enfoques prometedores son las alas flexibles y la fluídica.

En alas flexibles, gran parte o toda la superficie del ala puede cambiar de forma en vuelo para desviar el flujo de aire. Las alas adaptables compatibles son un esfuerzo militar y comercial. [60] [61] [62] El Ala Aeroelástica Activa X-53 fue un esfuerzo de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, Boeing y la NASA .

En fluídica , se está investigando la inyección de fluidos para su uso en aviones para controlar la dirección, de dos maneras: control de circulación y vectorización de empuje. En ambos, las piezas mecánicas más grandes y complejas se reemplazan por sistemas fluídicos más pequeños y simples, en los que las fuerzas más grandes en los fluidos son desviadas por chorros o flujos de fluido más pequeños de manera intermitente, para cambiar la dirección de los vehículos. Las superficies de control mecánico en movimiento causan una parte importante de la sección transversal del radar de la aeronave. [63] Omitir las superficies de control mecánico puede reducir los retornos del radar. [63] [64] [65] BAE Systems ha probado dos aviones no tripulados controlados por fluidos, uno a partir de 2010 llamado Demon, [64] [63]y otro a partir de 2017 llamado MAGMA, con la Universidad de Manchester . [sesenta y cinco]

En el control de circulación, cerca de los bordes posteriores de las alas, los sistemas de control de vuelo de la aeronave se reemplazan por ranuras que emiten flujos de fluidos. [66] [67] [68]

Lista de aviones furtivos [ editar ]

Artículo principal: Lista de aviones furtivos
  • F-117 Nighthawk
  • Espíritu B-2
  • F-22 Raptor
  • F-35 Lightning II
  • J-20
  • Su-57

Lista de barcos de firma reducida [ editar ]

Artículo principal: barco sigiloso

Los barcos de la Armada de todo el mundo han incorporado funciones de reducción de firmas, principalmente con el propósito de reducir el rango de detección de misiles antibuque y mejorar la efectividad de las contramedidas en lugar de evitar la detección real. Dichos barcos incluyen:

  • Fragata de clase Bhumibol Adulyadej
  • Barco de combate litoral clase Independencia
  • Corbeta clase Kamorta
  • Destructor clase Kolkata
  • Fragata clase Maharaja Lela
  • Fragata clase Nilgiri (2019)
  • Fragata clase La Fayette
  • Corbeta clase Visby
  • Corbeta clase Skjold
  • Tuo Chiang -class Stealth Corvette
  • Fragata clase Sachsen
  • Fragata clase Shivalik
  • Fragata clase Talwar
  • Destructor tipo 055
  • Destructor clase Visakhapatnam
  • Destructor clase Zumwalt

Lista de helicópteros furtivos [ editar ]

Artículo principal: helicóptero Stealth
  • Boeing / Sikorsky RAH-66 Comanche

Ver también [ editar ]

  • Hermanos Horten : ingenieros alemanes cuyos aviones fueron los modelos de los bombarderos furtivos.
  • Camuflaje multiespectral
  • Petr Ufimtsev - Soviético - Físico ruso que creó gran parte de la teoría original detrás del sigilo del radar.
  • Radar

Referencias [ editar ]

  1. ^ Rao, GA; Mahulikar, SP (2002). "Revisión integrada de la tecnología furtiva y su papel en el poder aéreo". Revista aeronáutica . 106 (1066): 629–641.
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Enlaces externos [ editar ]

  • ¿Diseño sigiloso utilizado para aviones militares?
  • Un libro de consulta de Stealth Satellite
  • Sigilo en la guerra de huelgas
  • Tecnología sigilosa
  • El cambio de paradigma en la superioridad aérea (sigilo)