Среда, 13.12.2017, 19:49
Приветствую Вас Гость | RSS
Пятнадцатая олимпиада
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Архив работ » Двенадцатая олимпиада (2014/15 уч.год)

Стелс-технология

Автор:Шамонин Игорь

Возраст:16 лет
Место учебы:МОУ Красноткацкая СШ
Город, регион:Ярославль, Ярославская обл.
Руководитель:Чернецова Лариса Владимировна, МОУ Красноткацкая СШ.
                                          Историко-исследовательская работа "Стелс-технология"

1.Введение
2.Первые опыты
3.Почему не удалось создать невидимый самолет?
4.Можно ли создать невидимый для радара самолет?
5.Самолеты "стелс" действительно нельзя обнаружить с помощью радара?
6.Будущее стелс-технологии.
Введение
В данной работе рассмотрим проблему самолетов-"нивидимок", иначе говоря самолетов со стелс-технологией.Данная проблема возникла еще после Первой Мировой войны, когда военные мечтали о полностью невидимом самолете разведчике.Данная проблема и ныне волнует военных многих стран.Итак, начнем.
                                                                                Первые опыты
Мечта о самолете-призраке восходит еще к началу XX в. После окончания Первой мировой войны печать обсуждала возможности создания идеального аэроплана-разведчика: сам он должен быть невидимым, но замечать все. И в разных странах было сделано несколько попыток построить невидимый самолет. В СССР работы по созданию визуально невидимого самолета велись в Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского до 1936 г. под руководством профессора С. Г. Козлова. Для этого полотно обшивки авиетки АИР-3 заменили на прозрачный материал типа целлулоид, а точнее — оргстекло французского производства (родоид). Стенки силовых балок лонжеронов и поверхности других несущих большую нагрузку металлических элементов конструкции также оклеили родои-дом, прикрытым с внутренней стороны зеркальной амальгамой. Капот, кабины, колеса и прочие части машины покрасили белой краркой, смешанной с алюминиевым порошком, и отлакировали.
Специально обработанные поверхности — прозрачные, зеркальные, белые, лакированные — должны были породить оптические погрешности, аберрации, искажающие вид самолета. Но стать только из-за этого полностью невидимым тело столь сложной формы едва ли могло. Да еще в движении — при разных поворотах, при различном освещении.
Самолет в воздухе быстро исчезал с глаз наземных наблюдателей... На кинокадрах не получалось изображение самолета, а на больших расстояниях не видно было даже пятен. Впрочем, родоид довольно скоро потускнел, потрескался, и эффект невидимости снизился.
Почему же так и не удалось создать невидимый самолет?
«Невидимка» больше так и не поднялась в воздух. Оказалось, что обшивку из оргстекла или целлулоида можно установить на ферменную конструкцию. Но она не могла выдержать напор набегающего воздуха при скоростях более 200—300 км/ч, что в середине 30-х гг. уже никого не устраивало. А рост скорости требовал применения полумонококовых и монококовых конструкций, несущей обшивки, которая тогда могла быть только металлической. Именно поэтому, скорее всего, эксперты, руководители оборонной промышленности и высшие военные чины СССР потеряли интерес к авиетке, уже тогда показавшейся им вчерашним днем авиации. Перед Второй мировой войной армии требовались уже совсем другие машины. Впрочем, идея создать малозаметный для глаз летательный аппарат не оставлена и по сию пору. А главным средством стала камуфляжная окраска. Уже традиционно нижняя поверхность военного самолета красится в голубой цвет безоблачного неба, а верхняя — расписывается буро-зелеными или серо-белыми разводами в тон подстилающему ландшафту.
Сегодня активно разрабатываются краски-хамелеоны, которые бы меняли свой цвет в зависимости от конкретной необходимости. Управлять этим процессом можно, например, с помощью наведенного электрического или магнитного поля, а то и просто за счет интенсивности окружающего освещения (как в известных очках со светофильтрами переменной оптической плотности). Или — покрытия на основе жидкокристаллических пигментов, как в плоских мониторах для портативных дисплеев. Вот только стоить будут они ох недешево! А кроме того, нужен ли такой «прозрачный» самолет на практике? Ведь современные средства ПВО ведут стрельбу, ориентируясь не на визуальные наблюдения, а по данным радара. А тут требуются иные критерии видимости.
РЛС и принцип работы.

Можно ли создать самолет, невидимый для радаров?
Еще в 1966—1969 гг. группе советских ученых во главе с Н. Кузьминым удалось разработать теоретические основы таких покрытий, которые делали летательный аппарат и ракету практически незасекаемой противовоздушной или противоракетной системами. А в СССР к подобному самолету остались равнодушны. Группа Н.Кузьмина была распущена. Инициатива создания самолета-невидимки перешла к США, Где на рубеже 1970—1980-х гг. появились самолеты F-117A и В-2, созданные по технологии «стелс». Металлический корпус самолета-невидимки обшивается специальным материалом, взаимодействуя с которым электромагнитная волна теряет значительную часть своей энергии. Она «увязает» в обшивке, как пуля в подушке. К тому же и форму самолета подбирают такую, чтобы падающие радиоволны как бы скользили по нему не отражаясь.


Самолеты «стелс» действительно нельзя обнаружить с помощью радара?
Как выяснилось, самолеты-невидимки не так уж и невидимы. Их покрытие в значительной степени теряет свои свойства под дождем и в тумане. А кроме того, уже созданы локаторы, позволяющие распознавать малозаметные объекты, в том числе и самолеты, сделанные по технологии «стелс». Принцип их действия базируется на следующих эффектах; 
Для обнаружения радиолокационных целей обычно используют дециметровые и сантиметровые волны. Это и понятно: чем короче волна, посылаемая радаром, тем с большей точностью она позволяет установить координаты «мишени». Если, конечно, обшивка самолета достаточно хорошо отражает пришедший от радиолокатора сигнал. Следовательно, для обнаружения самолета типа «стелс» необходимо увеличить рабочую длину волны локатора.
Используя современную вычислительную технику, конструкторы подобрали оптимальные режимы облучения и обработки информации, полученной от пришедших радиоволн. Погрешности измерения координат тут практически такие же, как при работе в сантиметровом диапазоне. И отражается сигнал от «невидимки» с такой же силой, как и от обычного, не покрытого защитной пленкой самолета. Более того, благодаря резонансу он даже усиливается. Чтобы заглушить подобное облучение, надо бы сделать покрытие такой толщины, что отяжелевший самолет вряд ли оторвется от земли.

F-117 Nighthawk - самый первый

F-117 «Ночной ястреба - первый в мире самолет, построенный на основе стелс-технологий. Его проектирование началось в конце 70-х годов прошлого века. На вооружении - с 1983-го. Слабое развитие вычислительной техники в те времена не позволило гармонично объединить в фюзеляже самолета требования геометрической незаметности и эффективную аэродинамическую конфигурацию, из-за чего F-117 имеет характерную граненую форму, сильно снижающую его летные характеристики. Несмотря на наличие буквы F в маркировке (от англ. Fighter - истребитель), «Ночной ястреб» не является истребителем вообще. Это чистый штурмовик, то есть самолет, предназначенный для поддержки наземных войск и атак по наземным целям. У F-117 даже пулемета нет: для своей зашиты он полагается исключительно на стелс-технилогии.

Другими словами, F-117 можно подбить из «кукурузника», но для этого его сначала нужно отыскать. «Ночной ястреб» действует исключительно под прикрытием темноты, незамеченным пролетает над радарами, втихую уничтожает цели и улепетывает назад на базу. Успешно применился в ряде военных конфликтов. В 2008 году F-117 был снят с вооружения, уступив место более современному F-22.

Northrop B-2 Spirit - стелс-бомбардировщик

150-тонное «Привидение» - единственный бомбардировщик в нашем списке. Разработка В-2 Spirit началась в США в конце 1970-х годов, в разгар холодной войны, исходя из требований, которой самолет и создавался. Этот тяжелый стратегический бомбардировщик разрабатывали для прорыва насыщенной ПВО, незаметного проникновения вглубь территории противника (то есть Советского Союза) и доставки к особо важным целям ядерного оружия. Когда в июле 1989 года, преодолев кучу технических трудностей и «высосав» из бюджета более 23 миллиардов долларов, первый прототип поднялся в воздух, самолет, по сути, окапался не нужен холодная война закончилась.

В начале 1990-х у США просто не оказалось противников, против которых требовалось настолько грозное оружие. В-2 способен доставлять 27 тонн управляемых высокоточных бомб на расстояние свыше 11 000 км, хотя с учетом дозаправки в воздухе боевой радиус данной машины становится практически безграничным - постоянно дозаправлялись, В-2 может «висеть» в воздухе сутками. Величина эффективной площади радиолокации (ЭПР) для «Привидения» засекречена, однако специалисты оценивают ее значение в пределах от 0,0014 до 0,1 м2.

Много это или мало? Ну, скажем, если В-2 Spiritc размахом крыльев 52 метра будет лететь под прикрытием стаи гусей, то даже самые современные зенитные комплексы будут сбивать гусей.

В-2 уникален не только из-за впечатляющей грузоподъемности или возможности при таких габаритах незаметно для радаров проникать вглубь территории врага. Это самый дорогой самолет за всю историю авиации: единица обходится американским налогоплательщикам в два миллиарда долларов. Всего построен 21 самолет. «Привидения» использовались во время операции НАТО в Югославии, в последних войнах в Ираке и Афганистане, а также для бомбардировки Ливии в 2011 году.

F-22 Raptor – дорогое удовольствие

Па сегодня американский F-22 Raptor - единственный массово производящийся и официально поставленный на вооружение истребитель пятого поколения. Все остальные - F-35, ПАК ФА и J-20 на стадии летных испытаний. Первый полет F-22 совершил в 1990-м, на вооружении ВВС США - с 2001-го. «Раптор» также является самым дорогим истребителем мира (стоимость производства одного экземпляра -146,2 млн долларов, полная стоимость с учетом затрат на разработку - 350 млн), однако следует отметить, что самолет стоит этих денег. Мощный, маневренный, сверхзвуковой, практически незаметный и фантастически автоматизированный.

Если бы в этом списке истребители размещались не в хронологическом порядке, а основываясь на сравнении их боевых, летных и тактических характеристик, «Раптор» заслуженно занимал бы первое место. «Раптор» - единственный в мире боевой самолет с возможностью пуска ракет и сбрасывания бомб в режиме сверхзвукового полета. Самый большой недостаток F-22 - его цена. Об F-22 можно смело говорить, что он «на вес золота»: стоимость 19,7 тонн чистого золота (вес пустого F-22A) составляет 350 млн долларов. Даже Америка не может позволить себе содержать более 200 самолетов данного типа. По состоянию на декабрь 2013-го в военных конфликтах не участвовал. Поставки F-22 Raptor на экспорт запрещены Конгрессом США.

F-35 Lightning II - рабочая лошадка

 

F-22 Raptor - отличный самолет. Однако когда специалисты окончательно подсчитали стоимость производства и эксплуатационные расходы (себестоимость часа полета - 44 тыс. долларов), ребятам из Пентагона немного поплохело.

Со времен окончания Второй мировой войны каждый новый тип истребителя стоил дороже предыдущего и требовал ощутимо больших эксплуатационных затрат. Американские аналитики вычислили: если так будет продолжаться дальше, то к 2050 году ВВС США смогут покупать один самолет в год, не больше. С этим нужно было что-то делать. Так возникла программа под названием JSF (англ. JointStrikeFighter - единый ударный истребитель), цель которой разработка универсального истребителя для воздушных сил. флота и морской пехоты США, Великобритании, а также других стран НАТО, который заменит устаревшие самолеты 4-го поколения (F-16, А-10 Thunderbolt, F/A-18 Hornet, SeaHarrier) и при этом будет стоить дешевле сверхсовременного F-22 Raptor. Самолетик, который нарекли F-35 Lightning II, получился красивый, но, безусловно, не такой мощный и функциональный, как его «старший брат» F-22. Зато цена оказалась относительно низкой - приблизительно 100 млн долларов за единицу.

Проект JSF финансировали несколько стран: Великобритания, Канада, Австралия, Италия, Турция, Норвегия, Нидерланды и Дания. К 2020-му все они собираются принять F-35 на вооружение. F-35 станет «рабочей лошадкой» для многих стран мира на ближайшие 30-40 лет. Примечательно, что одна из модификаций «Молнии» - F-3513, созданная для Корпуса морской пехоты США и Королевского флота Великобритании, обладает возможностью вертикального взлета и посадки, что делает возможным использование этого истребителя на авианосцах Некоторые эксперты высказывают предположение, что F-35 станет последним пилотируемым истребителем в истории авиации - на смену ему придет эра беспилотных боевых летательных аппаратов.

Т-50 - Российский ПАК ФА

Первые работы над проектированием малозаметного истребителя 5-го поколения в России начались еще во времена Советского Союза в конце 1980-х годов. Однако развал СССР и последовавший за ним экономический кризис поставили крест на планах разработки - денег на такой масштабный проект в постсоветской России просто не было. Работы возобновились только в 2002 году, когда армада американских «Рапторов» уже стояла на вооружении ВВС США. Российский проект получил название Перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации или, сокращенно, ПАК ФА (другие обозначения истребителя - Т-50, Изделие-21).

Первый полет российского стелса состоялся 29 января 2010 года. По состоянию на 2013 год построено 6 самолетов Т-50, использующихся в испытаниях. Серийное производство планируется начать в 2015 году. Большинство технических характеристик Т-50 засекречено, встречающиеся в прессе данные сильно различаются между собой, тем не менее, судя по фотографиям первых прототипов, можно сделать вывод, что ПАК ФА массивнее и мощнее своего главного противника - F-22. Скорее всего, большие габариты означают, что Т-50 будет иметь больший радиус действия и более тяжелое вооружение.

В принципе так было всегда: большинство советских/российских истребителей (в частности всемирно известный Су-27) проектировались «вдогонку» за западными аналогами. Соответственно, самолеты получались лучше западных, «обгоняя» их но основным параметрам, однако почти всегда поступали на вооружение с задержкой в 10-15 лет. Кроме этого, нельзя не заметить внешнее сходство ПАК ФА с F-22. Это вовсе не означает, что самолеты одинаковы, подобны только компоновочные схемы, что, впрочем, не помешало американской прессе окрестить Т-50 полушутливым названием F-Lvventy-Lwoskiy(читается «эф-твентитуский»).

Chengdu J-20 - неизвестная китайская поделка

 

В декабре 2010 года китайские СМИ внезапно сообщили о завершении работ над созданием собственного истребителя-невидимки, обозначенного ChengduJ-20. Было представлено несколько низкокачественных фотографий, на которых вроде бы запечатлено новое чудо китайского авиапрома.


Долгое время фотоснимки не воспринимались специалистами всерьез, их считали Photoshop-подделкой до тех пор, пока в январе 2011 года J-20 не совершил свой первый полет, что было подтверждено видеоматериалами. Мировое сообщество наконец-то поверило - у Китая есть собственный истребитель нового поколения. Точнее - будет, поскольку ввод в эксплуатацию J-20 запланирован на 2018 2019 гг. Летные и боевые характеристики J-20 удерживаются китайцами в тайне.

YF-23 - проигравшая «Черная вдова»

 

У самолета, обозначенного YF-23 и окрещенного разработчиками - компаниями Northrop и McDonnellDouglas - «Черной вдовой II» (англ. BlackWidowII), весьма трагичная история. Буква Y в обозначении означает, что это прототип, так и не попавший в массовое производство.


YF-23 был одним из двух тестовых самолетов, участвовавших в конкурсе на создание перспективного многоцелевого истребителя для ВВС США. Его конкурентом был... YF-22, прототип, разрабатываемый компаниями Lockheed Martin, Boeing и General Dynamics, позже ставший известным миру иод названием F-22 Raplor.

У Northrop и McDonnell Douglas получился хороший самолет. YF-23 - прекрасно вооруженный стелс с экранируемыми двигателями - проходил по всем формальным требованиям, установленным руководством воздушных сил США. однако... F-22 Raptor оказался лучше. Победитель должен быть один. Как следствие - F-22 пошел в производство, став самым дорогостоящим и самым грозным (на сегодня) истребителем мира, а «Черная вдова II» канула в Лету. Было построено всего 2 экземпляра, после закрытия программы оба переданы в музеи.

Х-32 - попытка корпорации «Боинг»

Компания «Боинг» известна всему миру как передовой производитель пассажирских лайнеров. Во время Второй мировой войны, а также в разгар холодной войны «Боинг» был ведущим производителем стратегических бомбардировщиков (В-52, В-47, В-29, В-17 и пр.).

При этом после 1945-го компания почти никогда не была задействована в проектировании истребителей («Боинг» выпускает составляющие для F-22 Raptor, однако разработку F-22 осуществляла компания Lockheed Martin). В 1993 году «Боинг» решил включиться в борьбу в рамках проекта JSF и самостоятельно создал прототип, обозначенный Х-32. В 2001 году, по результатам углубленного тестировании и всесторонних летных испытаний, Х-32 проиграл разработанному все той же корпорацией Lockheed прототипу Х-35, который после доработок пошел в серию и превратился в F-35 Lightning II.

Следует отметить, что Х-32 проиграл вполне заслуженно. Несмотря на это, он все же включен в наш список, поскольку формально отвечает требованиям самолета-невидимки.   


Будущее стелс-технологии

В будущем стелс-технология может радикально измениться.Еще одной актуальной разработкой, которая пока так и остается на стадии исследований, является технология А. Коротеева, в которой с целью снижения видимости самолета в лучах радара используется искусственное плазменное образование , получаемое при помощи выброса электронных пучков в атмосферу. Таким образом, возле летательного аппарата создаются плазменные облака, активно поглощающие электромагнитные волны. Данная технологии сравнительно дешевая, может сделать невидимым любой самолет. Генератор облаков весит не более 150 килограммов, поэтому его можно установить на любой летательный аппарат.


Кроме основных технологий, современные ученые предлагают множество различных решений, благодаря которым самолет можно сделать невидимым для глаз или радара. Но ни одно из решений не реализовано, так как все они по тем или иным причинам неактуальны – одни требуют особых условий, другие – серьезных финансовых вложений и т.д. Поэтому вопрос все еще остается открытым...

Источники:
wikipedia.org;

http://www.airalania.ru/samolet/nevidimiy.php;
Авиационные справочники и рассказы представителей ВВС и ПВО.
 

Категория: Двенадцатая олимпиада (2014/15 уч.год) | Добавил: Service (14.01.2015) | Автор: Шамонин Игорь W
Просмотров: 1178 | Рейтинг: 4.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК ОТКРЫТ!
ТЕСТИРОВАНИЕ ОТКРЫТО!
ПРИЁМ РАБОТ ОТКРЫТ!

Google+
Их многие читают
Ахметшин Тимур Рамилевич (35168)
Зарипова Рузиля Ильфатовна (20383)
Щур Илья Андреевич (19128)
Нурсултан Данияр Ербулатович (17870)
Нурсултанов Данияр Ербулатович (17436)
Перемота Алексей Юрьевич (14332)
Миргазетдинова Розалия (13537)
Комлев Фёдор Михайлович (13124)
Киселёв Андрей Валерьевич (12950)
Щур Илья Андреевич (12947)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2017