Автор: Егор Андреевич Попов
Возраст: 17 лет
Места учёбы: МОБУ лицей №33, МБУ ДО ЦТТ
Город: Таганрог
Руководитель работы: Александр Петрович Колесников, МБУ ДО ЦТТ

Формирование концепции малозаметных самолётов
в России и в мире

1.Введение
2.1880-е — 1930-е годы
  2.1 Зарождение гипотезы радара
  2.2 Борьба с визуальным обнаружением самолётов
    2.2.1 Покраска самолётов во время Первой мировой войны
    2.2.2 Прозрачный самолёт
3.1930-е — 1940-е годы
  3.1 Появление первых радаров
  3.2 Борьба с визуальным и акустическим обнаружением самолётов
    3.2.1 «Ночные ведьмы»
    3.2.2 Покраска самолётов во время Второй мировой войны
    3.2.3 Ослепляющий камуфляж
    3.2.4 Огни Иегуди
4. 1940-е — 1990-е
  4.1 Радары в ответ на межконтинентальную угрозу
  4.2 Гонка за скоростью
  4.3 Первые ЗРК
  4.4 Полёт на предельно малой высоте
  4.5 Ответ систем ПВО на вызов высоты
  4.6 Радио-отражатели
  4.7 ФАР и ракеты с ТГС
  4.8 Противодействие ФАР и ракетам с ТГС
  4.9 Первый стелс самолет
  4.10 Появление технологий малозаметности в СССР
  4.11 АФАР и многостатические РЛС
  4.12 Борьба с АФАР
  4.13 Достижения СССР и США в годы холодной войны
5. 1990-е — Настоящее время
  5.1 Выжить любой ценой
  5.2 Качественно новый взгляд на развитие стел самолётов
  5.3 Догнать и перегнать
  5.4 Сверхманёвренность
6. Заключение
7. Список используемой литературы

Рассматривая эту обширную тему невозможно говорить о технологиях малозаметности, не затрагивая способы обнаружения самолётов. В своей работе я провёл параллель между развитием способов обнаружения и способами скрыть самолет от всё время совершенствующихся средств обнаружения. Поскольку они существуют в нашем мире как меч и щит. Каждое новое поколение меча заставляет создавать более совершенный щит, и наоборот.

Цель работы: Выявить закономерности, ключевые этапы и национальные особенности формирования концепции малозаметных самолётов в ведущих авиационных державах, а также определить влияние этого процесса на современные военно-воздушные доктрины.
Задачи работы:

1. Проанализировать предпосылки и ранние попытки снижения заметности летательных аппаратов в период до 1950-х годов.
2. Исследовать фундаментальный научно-теоретический прорыв в области расчёта радиолокационной заметности и его последующую прикладную интерпретацию.
3. Сравнить стратегические и технологические пути реализации концепции в СССР/России и США в период Холодной войны, выявив причины различий.
4. Проследить эволюцию концепции после 1990-х годов: переход от радиолокационной малозаметности к комплексной (всеспектральной) и её интеграцию в проекты 5-го поколения.
5. Оценить современное состояние и перспективы развития.

1.  Введение

Камуфляж, помогающий защититься от хищников или избежать нападения, появился ещё до человечества. Естественный камуфляж (мимикрия — защитная окраска) — древнейшая стратегия выживания. К примеру животные имеют окраску помогающую им слиться с окружающей средой, например: хамелеоны, насекомые-палочники, окраска многих хищников и их добычи. 

Исполинский лесной козодой отдыхает на дереве. Пример мимикрии.

Охотники использовали растительность, чтобы спрятаться, возможно, с тех самых пор, как люди начали охотиться. Невозможно установить, когда камуфляж начали использовать в военных целях. Методы визуального маскирования на войне были описаны Сунь Цзы в его книге «Искусство войны» в V веке до н. э. и Фронтином в его труде «Стратегематы» в I веке н. э.

Главными способами обнаружения были слух и зрение. В наши дни мы тоже обнаруживаем цель визуально и акустически, но уже не на прямую, а через цепочку сложных устройств.

В 19 веке появляется первый самолет. В начале 20 века, когда самолёты приобретают массовый характер, встаёт вопрос об их маскировке и различии своих от чужих в небе. Однако, возникает идея обнаруживать самолёты принципиально другим способом нежели визуально и акустически.

2.1880-е — 1930-е годы

2.1 Зарождение гипотезы радара

В конце 19-го века немецкий физик Генрих Герц в ходе своих экспериментов обнаружил, что радиоволны хорошо отражаются от металлических объектов. 

В 1897 году Русский учёный Александр Степанович Попов, работая с радиосвязью, заметил явление отражения радиоволн от кораблей и предложил идею использования этого для обнаружения судов в тумане, но не развил её в практическую систему.

В 1904 году немецкий изобретатель Кристиан Хюльсмайер первым применил прибор для обнаружения металлических объектов на море и в воздухе (в первую очередь, кораблей) с помощью радиоволн, назвав его — телемобилоскоп. Он мог обнаруживать корабли на расстоянии до 3 км, но не мог определять расстояние до них. Несмотря на успешные демонстрации, военные и моряки не проявили интереса: угроза с воздуха была призрачной, а в условиях прямой видимости на море прибор казался бесполезным. Изобретение было забыто.

Во время первой мировой войны авиация стала серьёзным оружием способным вести разведку и наносить бомбовые удары. Возникла острая нужда в загоризонтном обнаружении самолётов, особенно в тёмное время суток и в облачную погоду. Зенитная артиллерия была бесполезна без раннего предупреждения.

Основным средством дальнего обнаружения самолётов стали звукоулавливатели — огромные акустические «рупоры» или микрофонные массивы.

Звукоулавливатель ЗТ-5 на крыше бастиона Петропавловской крепости в Ленинграде. Звук улавливали на расстоянии до 15 км. (1942 год).

Их эффективность была крайне низкой из-за малой скорости звука, зависимости от погоды и ветра. Инженеры вспомнили об эффекте отражения радиоволн. В ряде стран начались несистемные эксперименты:

Во Франции инженер Люсьен Леви в 1916-1917 годах проводил опыты по обнаружению металлических объектов в котловане на территории Эйфелевой башни. Он первым предложил импульсный метод для измерения дальности, но не смог довести разработку до практического применения из-за отсутствия быстродействующей электроники.

В Великобритании и США проводились разрозненные эксперименты по обнаружению кораблей с помощью прерывания радиоволн, но без серьёзного прогресса.

В России Физик Михаил Александрович Бонч-Бруевич экспериментировал с катодными лампами и генерацией радиоволн, что позже станет основой для радиолокации, но не в годы Первой мировой войны.

2.2 Борьба с визуальным обнаружением самолётов

2.2.1 Покраска самолётов во время Первой мировой войны

В разгар Первой мировой войны, пока самолёты строили в основном из дерева, ткани и фанеры, требования к покраске радикально отличались от современных. Во всех странах велась активная работа над подходящими лакокрасочными материалами. Они должны были обеспечить маскировку, должное натяжение тканей, не вызывать трещин в тканевых обшивках, и, на заре авиастроения, не слишком утяжелять самолет. Разрабатывались новые разновидности, модернизировались старые. В одном только СССР к началу второй мировой войны было более сорока разновидностей различных лакокрасочных материалов, предназначенных для самолётов.

Начиная с 1916 года Россия, Франция, Германия и Британия активно разрабатывали и внедряли стандартизированные окраски самолётов как для маскировки, так и для опознавания и защиты покрытий самолета от внешних факторов. Начали окрашивать самолёты в чёрный цвет для ночных бомбардировщиков в то время как для выполнения конкретных задач, таких как обстрел траншей, применялись самые разные экспериментальные камуфляжи, в том числе многоцветные.

2.2.2 Прозрачный самолёт

В 1935 году советский авиаконструктор Сергей Григорьевич Козлов решил создать невидимый самолёт на базе АИР-4. Он строился бригадой ВАКШС под руководством проф. С. Г. Козлова в 1935 г. Целью проекта было создать самолёт, по возможности незаметный в небе. Отличительной особенностью самолёта была обшивка его поверхностей прозрачным материалом — «родоидом» — органическим стеклом французского производства. Однако, для достижения эффекта невидимости самолёта в полёте одной прозрачной обшивки было недостаточно, — требовалось обеспечить отражение света от поверхностей, которые не были прозрачными. Капот, кабины, колёса, стойки и прочие детали были окрашены белой краской с алюминиевым порошком и отлакированы. Стенки лонжеронов крыла и другие поверхности в конструкции были оклеены родоидом, покрытым изнутри слоем амальгамы, подобно зеркалу. Фермы и раскосы, нервюры, расчалки, ободы и другие части были окрашены серебристо-белой краской. Обшивка из родоида крепилась к каркасу на алюминиевых заклёпках и пистонах.

АИР-4ПС перед первым полётом в 1935 год.

 Разработчикам удалось добиться значительных результатов: Самолёт в воздухе быстро исчезал с глаз наземных наблюдателей. Для визуального контроля эффекта невидимости самолёта непосредственно в воздухе были проделаны опыты полётов «Невидимого самолёта» рядом с У-2 на определённом расстоянии. С третьего самолёта оба были засняты на киноплёнку.

Во время испытательного полёта АИР-4ПС вместе с У-2.

 На кадрах кинохроники изображение самолёта не визуализировалось, а на больших расстояниях не было видно даже пятен. Тем не менее, материал покрытия — родоид — вскоре потускнел, потрескался и эффект невидимости снизился. По окончании испытаний самолёт был разобран и работы по нему прекращены. Проектировался, но не был построен специальный «невидимый» самолёт с каркасом из хромированных труб. В последствие проект был закрыт в связи с малой эффективностью данного метода.

3.1930-е — 1940-е годы

3.1 Появление первых радаров

По итогам Первой Мировой войны была осознана потребность, были сделаны первые шаги, но практических, работающих систем создано не было. Технологии (вакуумные лампы, схемы генерации и приема коротких импульсов) отставали от идей. Главным «радаром» войны оставалось ухо наблюдателя.

С окончания Первой Мировой войны и до середины 30-х годов шли разработки технологий, позволившие создать технологический бум в 30-х годах. Таким образом к 30-м годам были решены все теоретические и многие практические задачи:

• Была доказана эффективность импульсного метода обнаружения радарами для точного определения дальности.
• Создана техническая база (лампы, антенны, индикаторы и т.д.)
• Появилось осознание того, что радары станут неотъемлемой часть армии.

Это привело к тому, что в середине 1930-х годов, практически одновременно и независимо, в СССР, Великобритании, США и Германии начались полномасштабные государственные программы по созданию военных радиолокационных станций, которые в дальнейшем были использованы во Второй мировой войне.

В 1933 году молодой военный инженер Павел Кондратьевич Ощепков написал докладную записку, где научно обосновал возможность создания "электромагнитного прожектора" для обнаружения самолётов. Это дало старт государственной программе. 

3 января 1934 года в Ленинграде под руководством Ю.К. Коровина на импульсной радиолокационной установке «Буря» были зарегистрированы отражённые от самолета радиоволны. Самолёт был засечён на удалении 600 — 700 м на высоте 100 — 150 м. Этот день поистине можно считать днём рождения советской радиолокации!

Импульсная радиолокационная установка «Буря».

К концу 1930-х под руководством А.И. Берга, Ю.Б. Кобзарева, П.К. Ощепкова были созданы серийные станции РУС-1 «Ревень» (1939 год) и РУС-2 «Редут» (1940 год) обнаруживающие цель в метровом диапазоне. Метровый диапазон волн позволял обнаруживать самолеты в плохую погоду и на большой расстоянии.

В начале войны производство и ученные были эвакуированы из Ленинградского ЛФТИ в Горький (ныне Нижний Новгород). Работы велись в тяжелейших условиях. Требовалось наладить массовый выпуск. Под руководством Александра Ивановича Берга станция РУС-2 была кардинально упрощена. Появилась РУС-2с "Редут-С" с одной мачтой и одной антенной вместо двух у прототипа. Дальность обнаружения составляла 150 км. Её производство было налажено на заводе им. Коминтерна в Горьком. За годы войны было выпущено более 600 станций типа РУС-2, которые составили костяк системы радиолокационного дозора ПВО. На момент войны наши станции были не самые лучшие в мире, но они играли жизненно важную роль в защите наших городов и заложили основы для послевоенного технологического рывка.

Союзники СССР, Великобритания и США также вели разработки.  Британцы к 1939 году возвели цепь радиолокационных станций Chain Home, что позволяло обнаружить немецкие бомбардировщики летящие над Ла-Маншем и своевременно поднимать истребители в воздух на перехват. Во время Первой мировой войны британцам приходилось все время патрулировать Ла-Манш. Учитывая, что вражеские аэродромы по ту сторону Ла-Манша находились всего в 20 минутах лёта, бомбардировщики сбрасывали бомбы и возвращались на базу до того, как истребители-перехватчики успевали набрать высоту. Для закрытия воздушного пространства истребителями потребовались бы огромные военно-воздушные силы.

Американцы свои разработки проводили в исследовательская лаборатория ВМС США(NRL). В 1940 году британцы и американцы успешно провели миссию по передаче секретных разработок, включая резонансный магнетрон. Магнетрон позволял генерировать мощные и компактные микроволновые сигналы (10-см и 3-см диапазоны). Это давало огромные преимущества: высокая точность, меньшие размеры антенн, возможность обнаружения низколетящих целей (которые не видели метровые радары), но сокращалась дальность обнаружения таких радаров. Американская промышленность смогла наладить производство микроволновых (10 см и менее) радаров на мощностях Western Electric и Bell Labs. К 1940-му — первый серийный армейский радар SCR-270 метрового диапазона 7 декабря 1941 года зафиксировал налёт на Перл-Харбор. Дальность обнаружения была 240 км (150 миль).

В Германии немецкие инженеры к 1939 году создали одни из самых передовых в мире систем. Этому поспособствовало ранние начало работ. В 1934 году компания GEMA построила опытный образец радара, обнаруживший корабль на расстоянии 10 км. К 1938 году на вооружении имелась станция дальнего обнаружения Freya c дальностью обнаружения до 120 км работающая на длинных волнах (2,4 м). Недостаток данной станции являлось крайне приблизительное определение высоты цели. К 1939 году на вооружение гитлеровской Германии заступили радары Würzburg (Вюрцбург). Это была компактная, точная станция наведения зенитной артиллерии и ночных истребителей. Работала станция на 50-ти сантиметровых волнах, определяла дальность, азимут и угол места с высокой точностью. Имела параболическую антенну диаметром 3 метра. Было выпущено несколько тысяч штук. Сочетание радаров коротких и длинных вол позволяло создавать мощную систему ПВО. Но союзники научились бороться с радарами “Вюрцбург” сбрасывая с самолётов полоски алюминиевой фольги, ослепляя немецкие радары. 

3.2 Борьба с визуальным и акустическим обнаружением самолётов

3.2.1 «Ночные ведьмы»

8 октября 1941 года по приказу НКО СССР № 0099 был сформирован 588-й ночной легкобомбардировочный авиационный полк. Формирование, обучение и слаживание полка проводилось в городе Энгельс. Авиаполк отличался от прочих формирований тем, что был полностью женским. Он был оснащён самолётами У-2. Самолёты У-2 были разработаны конструкторским бюро Николая Николаевича Поликарпова в 1928 году. Эти самолёты имели ряд модификаций для применения в сельскохозяйственной, почтовой, медицинской и пассажирской авиации и первоначально не предназначались для боевых операций. В войну их приспособили нести боевую нагрузку в 350 кг. У-2 могли летать на низкой высоте со скоростью около 100 км/ч, что делало их неуязвимыми к атакам врага. Первый боевой вылет состоялся 12 июня 1942 года. Низкая скорость и малая высота полёта превратились в преимущества во время ночных боевых операций. Лётчицы могли тихо подлетать к цели с приглушёнными двигателями, что позволяло им совершать точные бомбовые удары. Благодаря конструкции биплана с двумя крыльями большой площади самолёт мог планировать при выключенном двигателе.  Из-за тихого стрекотания мотора при приближении к позициям немецких войск, они прозвали их Kaffeemuehlen (“кофемолки”) .

Перерывы между вылетами составляли 5—8 минут, порой за ночь экипаж совершал по 6—8 вылетов летом и 10—12 зимой. 15 октября 1945 года полк был расформирован, а большинство лётчиц демобилизовано.

Дальнейшее развитие и распространение радиолокационных станций обнаружения поставило точку в истории этого полка.

3.2.2 Покраска самолётов во время Второй мировой войны

Практически все противоборствующие стороны окрашивали низ самолета в светло-голубой цвет за исключением ночных самолётов низ которых был окрашен в чёрный либо серый. Верхняя часть самолета окрашивалась в зависимости от места боевых действий. Так к примеру советские ВВС окрашивали в зелёный либо белый в зависимости от времени года. Американские ВВС на тихоокеанском театре военных действий окрашивали свои самолёты в темно синий и песчаный. Британские ВВС во время Североафриканской компании окрашивали свои самолёты в песчаный цвет.

3.2.3 Ослепляющий камуфляж

Во время двух мировых войн шли эксперименты над интеграцией ослепляющего камуфляжа с кораблей на самолёты, но широкого распространения этого не получило.

Американский истребитель P-51 Mustang с ослепляющим камуфляжем

Ослепляющий камуфляж на море осложнял определение положения, расстояния и тип судна.

Пример применения ослепляющего камуфляжа на транспортном судне.

3.2.4 Огни Иегуди

В первые годы Второй мировой войны немецкие подводные лодки часто избегали атак с воздуха, потому что замечали самолёт ещё на большом расстоянии в виде чёрной точки в небе, независимо от того, какие цвета использовались для маскировки. Чтобы решить эту проблему, в 1943 году ВМС США, следуя примеру канадских испытаний камуфляжа с рассеянным освещением на военных кораблях, провели эксперименты по контрподсветке в рамках проекта «Огни Иегуди». Герметичные балки были установлены на передней кромке крыла самолёта Grumman TBM-3D Avenger и вокруг его моторного обтекателя, при этом лампы были направлены вперёд. Интенсивность ламп была отрегулирована таким образом, чтобы соответствовать фоновому освещению неба, которое видит наблюдатель с надводного корабля.

Американский бомбардировщик B-25 Mitchell с огнями Иегуди.

Самолёты с фарами Йегуди обнаруживались на расстоянии до 2 миль (3,2 км) в условиях, когда самолёты без фар обнаруживались на расстоянии до 12 миль (19 км). Несмотря на успешное тестирование, система не была запущена в производство из-за улучшения характеристик обнаружения радарами.

4.1940-е — 1990-е

4.1 Радары в ответ на межконтинентальную угрозу

С 1946 года до второй половины 80-х годов в мире шла холодная война. Она сопровождалась гонкой вооружений между двумя сверх державами СССР и США. В ходе этой гонки создавались самые различные образцы и системы вооружений с целью достичь преимущества в потенциально возможном конфликте. В 50-е годы эволюция дальних бомбардировщиков, появление атомных бомб и зарождение межконтинентальных баллистических ракет поставило под угрозу безопасность СССР и США. 

Обе стороны начали возведения сверхдальних РЛС ПВО и ПРО. СССР возвёл систему надгоризонтальную РЛС первого поколения “Днестр” и “Дунай-2”.

США возвели DEW Line (Distant Early Warning) (Раннее предупреждение на расстоянии) — она представляет из себя цепь радаров за Полярным кругом проходящая от атлантического побережья Канады до Аляски, предназначенная для обнаружения советских бомбардировщиков и межконтинентальных баллистических ракет (МБР).

Одна из станций DEW Line расположенная в населённом пункте Пойнт-Лей (Аляска).

4.2 Гонка за скоростью

После окончания Второй мировой войны СССР и США стремились летать выше всех, дальше всех, быстрее всех. После второй мировой войны реактивные самолёты начинают набирать массовый характер в свете развития технологий. До 50-х годов СССР и США обзавелись самолётами способными развивать скорость свыше 1-го маха. К середине 50-х годов отдельные самолёты уже могли похвастаться скоростью в два маха. Скачек в скорости и технологиях был колоссален. Целью было прорыв вражеских систем ПВО на большой высоте и скорости.

Дальность поражения авиационного комплекса Т-4 «Сотка» с противокорабельной ракетой Х-45.

В 1950-е годы появление стратегических бомбардировщиков, прорывающих на большой высоте и скорости тогдашние системы ПВО, было главным вызовом для СССР и США. Ответом стало создание нового поколения вооружений, что привело к революции в системах противовоздушной обороны.

4.3 Первые ЗРК

В достаточно короткий срок, до 60-х годов на вооружение СССР заступил первый в мире стационарный ЗРК С-25 «Беркут» поражающий цель на высоте 20-25 км летящую со скоростью до M=3. В 1955 году он стал главным щитом Москвы. В 1957 году на вооружение поступил мобильный ЗРК С-75 «Двина», поражающий цель на высоте до 30 км и летящую на скорости до 2300 км/ч. С-75 «Двина» стал прикрывать небо СССР на многих его просторах.

Американцы до 60-х годов создали первый американский ЗРК MIM-3 Nike Ajax, а так же сверхдальний (до 140 км) и сверхвысотный (до 45 км) MIM-14 Nike-Hercules. Он мог нести ядерную боеголовку для гарантированного поражения всего строя бомбардировщиков или высотных целей.

4.4 Полёт на предельно малой высоте

Руководство стран поняло, что дальше за скоростью гнаться будет все менее эффективно и необходимы координально новые подходы к решению данного вопроса. Было принять решение перевернуть все с ног на голову и разработать тактику применения авиации на предельно малых высотах (ПМВ), где Импульсные радары не могли засечь самолет на фоне земли.

4.5 Ответ систем ПВО на вызов высоты

Для решения проблемы высоты потребовалась новая мобильная и быстродействующая техника с большой автоматизацией, способная вести огонь по цели с ходу. В СССР такой самоходной установкой стала принятая на вооружение в 1962 году «Шилка» с 23-мм счётверённой автоматической пушкой АЗП-23 «Амур». В США появилась установка М163 вооруженная 20-ти мм пушкой и радиодальномером. Эффективность таких комплексов на ближней дистанции была крайне велика, но дальность эффективной стрельбы едва доходила до двух километров.

Проблема всех ранее изобретённых радаров состояла в том, что радар не мог определить низколетящую цель на фоне земли поскольку земля отлично отражала все радиоволны обратно. До 1960-х годов в науке было два отдельных понятия: Импульсный радар — излучающий короткие импульсы и замеряя время до возврата эха. Отлично определяет дальность и позволяет отделять цель от ближних помех по времени. Но он не может отличить движущуюся цель от неподвижного фона земли по скорости; а так же Доплеровский радар — излучающий непрерывный сигнал и ловящий отражение. По изменению частоты отражённого сигнала (эффект Доплера) точно определяет радиальную скорость цели. Но он не может измерить дальность (все отражения смешиваются), и очень уязвим для помех.

С 1960-х годов истребители начали оснащаться импульсно-доплеровскими (ИД) радарами способными выделять и сопровождать цели на фоне земли. Но Требовалась невероятная стабильность и когерентность (синхронность) передатчика, а также вычислительные мощности для реализации БПФ-фильтров (быстрое преобразование Фурье), выделяющих доплеровские частоты. Это было на грани возможностей тогдашней электроники на лампах. 

Постановка на вооружение ИД РЛС на истребители и ЗРК лишило преимущества полётов на ПМВ. Самолётам пришлось вновь подняться на в высоту, но на этот раз с новым способом обойти ПВО противник.

4.6 Радио-отражатели

Была возрождена идея сбрасывания с самолёта кусочков фольги для подавления радара, но против ИД РЛС они бесполезны тк практически не имеют скорости и радар их не видит. Тогда были разработаны специальные дипольные пачки (радио-отражатели) с начальной скоростью. Они сбрасываются с большой скоростью или оснащаются маленькими ракетными ускорителями, которые придают облаку диполей значительную радиальную скорость. Радар видит это как быстро движущуюся цель и переключается на неё.

Уголковые радио-отражатели.

4.7 ФАР и ракеты с ТГС

В 1970-е годы на истребители начали устанавливать ФАРы (Фазированные решётки) представляющую собой антенну без механического вращения. Лучом управляют электронно, меняя фазы. Это даёт невероятную скорость обзора, помехозащищенность и надёжность.

Первой серийной машиной с ФАР стал МиГ-31 в 1975 году с РЛС РП-31 "Заслон". Это была фантастическая для своего времени система, способная отслеживать 10 целей и атаковать 4 одновременно. Этому поспособствовало появление программируемых процессоров для обработки цифрового сигнала. Это позволило использовать сложные сигналы, адаптироваться к помехам и улучшить разрешение.

В 1970-х годах были разработаны ракеты с тепловым самонаведением (ТГС), дальность действия которых превышала остроту зрения пилотов. Теперь у маскировки самолётов было два основных недостатка, с которыми она не могла полностью справиться: обнаружение радарами и инфракрасное обнаружение.

4.8 Противодействие ФАР и ракетам с ТГС

Были модернизированы средства РЭБ, поскольку простые шумовые помехи стали неэффективны. Требовалось гибкое воздействие. Новые станции РЭБ на самолётах теперь не просто "кричит" на частоте радара для имитации помехи, а точно анализирует его сигнал (частоту, период повторения) и генерирует ложный отражённый сигнал. Она создаёт множество фантомных целей с разными скоростями и дальностями, переполняя и блокируя систему обработки радара. 

Снижение ИК излучения осуществлялось за счёт проектирования выхлопных соплов таким образом, чтобы они смешивали горячие газы с холодным окружающим воздухом, или разместив сопла над крылом, чтобы скрыть их от наземных средств обнаружения. Так же начали использовать новые марки топлива.

В случае, если ракете с ТГС удалось захватить цель применялись тепловые ловушки. Они отстреливались от самолета таким образом, что ракета с ТГС захватывало облако тепловых ловушек, принимая их за сопло самолета.

 
Самолёты ИЛ-76 отстрелили тепловые ловушки.

4.9 Первый стелс самолет

В 1960-е годы серьёзно задумались о фундаментальном ответе. Если цель имеет очень низкую ЭПР, ИД-радар просто не получает достаточного для обработки отражённого сигнала, даже если теоретически может его обнаружить. Мощный сигнал, отражённый от земли, "забивает" слабый сигнал от стелс-самолёта.

Как летать незаметно для всех в СССР, изучали за стенами секретного радиолокационного института, известного как 108-й. Чтобы определить оптимальную форму отражающей поверхности, которая бы обеспечивала минимальный отражённый сигнал, необходимо провести  расчёты.  Строгие методы решения дифракционных задач более сложным телам не подходили.  Методами расчёта занялся молодой учёный Пётр Яковлевич Уфимцев, который пришёл в 108 институт в 1954 году. Формулы, графики, расчёты, уравнение. После шести лет упорного труда выходит статья на страницах которой показан алгоритм вычисления радарного отражения. Совершён прорыв в радиофизике. Но возникло неожиданное препятствие. Оказалось, что форма, предложенная Уфимцевым, противоречила существующим принципам самолётостроения. В самолётостроении СССР основное требование состояло на тот момент в том, чтобы форма самолета была идеальной с точки зрения аэродинамики. И поэтому всякие предложения по изменению формы специалистами по самолётостроению не принимались серьёзно. Вывод военных специалистов был категоричен. Правило летать выше всех, дальше всех, быстрее всех продолжало действовать в СССР. 

Летать незаметно для всех в США начинают с 1958 года в центре пустыни Невады, на территории секретного правительственного объекта, известного как Зона 51. Самолёты с плавными обводами в сочетании с элементами из радиопоглощающих материалов имеют меньшую ЭПР (эффективную площадь рассеяния), чем угловатые. Но это был побочный эффект аэродинамики, которые были замечены впервые ещё на немецком Horten Ho 229 во Второй мировой войне.  По задумке учёных, радиолокационная невидимость должна быть обеспечена за счёт специальной поверхности летательного аппарата. Чтобы определить оптимальную форму такой поверхности, необходимо провести математические расчёты. Алгоритм, который американцы использовали для вычисления радарного отражения, не давал положительных результатов. 

В годы холодной войны американская разведка активно мониторила сотни советских научных журналов (таких как «Радиотехника и электроника», «Журнал технической физики» и т.д.). Статьи, потенциально связанные с радиолокацией, антеннами, дифракцией, автоматически отбирались для перевода и рассылки по «списку интересов».

Статья П.Я. Уфимцева «Метод краевых волн в физической теории дифракции».

В 1962 году статья Пётра Яковлевича Уфимцева была опубликована в советском научном журнале «Радиотехника и электроника». Она не была изначально засекречена, так как имела чисто теоретический, фундаментальный характер. В 1971 году статья попала в руки инженера Дениса Оверхользера из отделения Lockheed Skunk Works работавшего над ЭПР для разведывательного самолёта SR-71. Содержание этой книги становится самой актуальной темой для обсуждения. Получив математические расчеты американцы приступили к проектированию самолёта-невидимки. Денис Оверхолзер написал компьютерную программу под названием «Echo 1». 

С помощью «Echo 1» команда Lockheed смогла итеративно — путём тысяч виртуальных экспериментов — подобрать форму, которая давала минимальную радиолокационную заметность в нужных секторах обзора. 

Проект получает название «Стелс». Скрытный. Формы, реализованные в архитектуре самолета, обеспечат до 90% снижение эффективной площади рассеивания.  Примеру истребители того времени имели ЭПР порядка 5-10 и более квадратных метров (соизмеримо с баскетбольным мячом). По разным оценкам ЭПР будущей невидимки F-117 составлял по разным оценкам от 0,001 до 0,01 метра квадратного (соизмеримо с крупным жуком). Происходит это за счёт отражения поверхностями планера радиолокационных лучей вверх и вниз, а не назад к радару. 23 августа 1982 года ВВС США получают свой первый стелс. Самолётам этой серии присваивают наименование F-117A «Найт-Хоук» – «Ночной ястреб». 

Сборка первого предсерийного F-117A.

В ночь с 16 на 17 января 1991 года первая группа из 10 ночных ястребов взлетела, чтобы нанести первые удары по Ираку. Через две недели войны стало ясно, что боевая эффективность стелсов довольно высока.  Для США это была победа в стелс самолётах на тот момент, но слава продлилась не долго. 

4.10 Появление технологий малозаметности в СССР

К 1970-м годам СССР стал стремиться разработать свои технологии позволившие уменьшить видимость самолётов на радарах. В НПО «Алмаз»  и ЦНИРТИ им. Берга активно исследовали радиопоглощающие материалы (РПМ) и покрытия для снижения ЭПР ракет и самолётов. Были созданы летающие лаборатории на базе уже существующих самолётов. В конце 1970-х несколько разведчиков МиГ-25 получили РП-покрытие «Аметист». Это позволило снизить ЭПР примерно в 5-10 раз. Это была первая попытка на практике создать малозаметный боевой самолёт в СССР. Малозаметность рассматривалась как одна из боевых характеристик, которую нужно сбалансировать с манёвренностью, мощью вооружения и радара.

Технологии малозаметности были заложены в основы вертолёта Ка-50. Использовалась специальная аэродинамическая форма фюзеляжа позволявшая отражать сигнал РЛС под другим углом. Несущий винт имеет специальный аэродинамический профиль, лопасти и втулка частично изготовлены из стеклопластика, который прозрачен для радиоволн. На критические с точки зрения отражения элементы конструкции (кромки крыла, зализы, некоторые панели фюзеляжа) нанесены специальные покрытия и мастики на основе ферритов и углеродных материалов. Радиолокационная заметность вертолёта Ка-50 вышла в 5-7 раз ниже, чем у вертолётов традиционной схемы (типа Ми-24).

Опытный образец вертолёта Ка-50Ш (ночной).

4.11 АФАР и многостатические РЛС

В 1980-е годы появились улучшенные версии ФАР, это АФАР — активная ФАР.Каждый элемент решётки — это мини-передатчик. Это позволило выйти на качественно новый уровень обнаружения целей. Новые АФАРы стали неуязвимы к тогдашним помехам, появилась многолучевость, что позволили одновременно сопровождать, наводить и обнаруживать цели. Возможность излучать сложные, маломощные, сигналы, которые почти невозможно выделить из фонового шума, что повышало скрытность самолета использующий такой радар. У АФАРов была высока надёжность поскольку вывод из строя одного элемента решётки не выводило из строя всю РЛС.

Появились многостатические РЛС у которых приёмник и передатчик разнесены. Такая система может засечь отражение от стелс-самолёта в неожиданном направлении. С сочетанием на переход РЛС вновь на метровый диапазон подняло эффективность обнаружения. Стелс-технологии оптимизированы против сантиметрового диапазона. Метровые волны резко увеличивают ЭПР стелс-объектов, но имеют низкую точность.

4.12 Борьба с АФАР

В ответ на АФАР стелс технологии перешли на следующее поколение: 

• Если против ФАР работала форма, то против АФАР критически важны радиопоглощающие материалы и структуры РПМ широкополосного действия. АФАР может быстро «перепрыгивать» по частотам, поэтому защита должна работать во всем диапазоне. 
• Строжайшее радиомолчание: бортовая РЛС самолета и радиопереговоры стали объектами обнаружения пассивных РЛС . Любое излучение (даже режима «друг-враг») моментально детектируется чувствительными приемниками АФАР. 
• Физическое уничтожение: противорадиолокационными ракетами нового поколения имеющими несколько РЛС разных диапазонов и возможность распознавать, а так же приоритизировать конкретные типы АФАР.

4.13 Достижения СССР и США в годы холодной войны

СССР ставу делали на максимально мощные и дальнобойные радары, а так же на средства РЭБ для подавления радаров противника. СССР вышел лидером в производстве мощных генерирующих ламп(магнетроны, клистроны) и пассивных ФАР. Результатом деятельности стали например системы ПРО и ПВО "Дунай-2" и "Дарьял", самолёт дальнего радиолокационного обнаружения и управления А-50, РЛС истребителей "Заслон" на МиГ-31.

США пошли по другому пути развития. Ставка была сделана на микроминиатюризация, сети и стелс технологии. США вырвались в перед в АФАР, цифровой обработке и в стелс-технологиях. Этому поспособствовало раннее создание компьютерных систем.  Результатом стало создание цепи радаров раннего обнаружения на севере Северо Американского континента, производство серийных стелс самолётов и создание оперативных сетей связи.

27 марта 1999 года в небе над Югославией был обнаружен и сбит американский самолёт-невидимка. Кадры сбитого F-117 охватили мировые СМИ, ведь это была сенсация. Самолёт-невидимка был зафиксирован и сбит. Значит, он все-таки не до конца невидим. Ранние стелс-технологии  F-117 были оптимизированы против современных РЛС сантиметрового диапазона, используемых истребителями и системами наведения. Метровые волны вызывали резонансное рассеяние на крупных элементах конструкции (крыло и фюзеляж), делая самолет хоть и слабой, но заметной целью на фоне шумов. В момент атаки пилот, предположительно, открыл створки бомболюка для сброса боеприпасов. Это резко увеличило ЭПР самолета, так как внутри бомбоотсека — идеальный уголковый отражатель. На эти несколько секунд F-117 стал «яркой» целью. Теперь весь мир задумался, а так ли идеальны самолеты на которых ставка сделана исключительно на стелс?

5. 1990-е — Настоящее время

5.1 Выжить любой ценой

В 1991 году прекращает своё существование главная мировая держава —СССР. В вновь образовавшийся России происходят катастрофическое сокращение бюджета. Возрастают угрозы: сохранения ядерного паритета, локальных конфликтов на окраинах, расширение НАТО.

 В этот момент США чувствовали себя как никогда хорошо. Главный противник штатов был раздроблен на кусочки. Гигантский бюджет и неоспоримое лидерство в мире развязало руки для расширения своего влияния в мире.

Новой России в условиях нависшей угрозы с запада и ограниченных ресурсов требовалось предпринимать меры по выживанию.  Многие работы велись в режиме «заморозки». Сохранялись коллективы в ОКБ Сухого, МиГ, ЦАГИ, НИИ, занимавшиеся РП-материалами и теорией.

29 февраля 2000 года, как свет в конце тёмного и мрачного туннеля,  на аэродроме ЛИИ им. Громова в г. Жуковском совершил свой первый полет МиГ 1.44 (летный прототип, без полного комплекса оборудования). Разработка самолета заняла порядка 30-ти лет. Для России и новому руководству России это был знак, что ОКБ МиГ и российская авиапромышленность ещё живы и способны создавать технологии высочайшего уровня. МиГ 1.44 представлял с собой опытный многофункциональный истребитель пятого поколения, разрабатывавшийся ОКБ МиГ. Разработка началась в конце 1980-х как ответ на американский F-22 Raptor.

29 февраля 2000 года МиГ 1.44 на аэродроме ЛИИ им. Громова в г. Жуковском.

В мировом авиастроении МиГ 1.44/1.42 поднялся в воздух на 5 лет позже первого полёта серийного F-22 Raptor. К этому моменту американцы уже вовсю отрабатывали тактику применения своего истребителя 5-го поколения. Надо было догонять. Или есть иной путь?

У России от СССР остался большой авиационный парк устаревшей уже к тому моменту техники. Вместо массовой постройки новых самолётов 90-е и 2000-е прошли под знаком глубокой модернизации проверенных платформ. Таким образом получалась максимальная отдача от гигантского советского наследства, продлевая срок его службы на 20-30 лет, можно поддерживать боеспособность ВКС при минимальных затратах. 

Приведу несколько цепочек модернизаций советских самолётов:

Су-27 → Су-27СМ → Су-27СМ3 → Су-35С. Из перехватчика создан многоцелевой истребитель 4++ поколения с новой авионикой и частичными стелс-решениями (РП-покрытия).

МиГ-29 → МиГ-29СМТ → МиГ-35.  Фронтовой истребитель превращен в многофункциональный самолет с подвесными топливными баками, новой РЛС и расширенной номенклатурой вооружения.

Таким образом были созданы многофункциональные платформы, способные выполнять различные задачи, а не быть узко направленными, что делать авиационный парк более универсальным в плане применения. Тоже самое коснулось и вооружения. Одна и та же ракета (Х-35, Х-38, Х-59) или прицельный комплекс может использоваться на разных носителях. Это удешевляет эксплуатацию и логистику.

5.2 Качественно новый взгляд на развитие стел самолётов 

После 1990-х годов развитие технологий малозаметности в США перешло от создания уникальных «демонстраторов» к их системной интеграции, цифровизации и расширению спектрального диапазона. Если до 90-х был сделан акцент на радиолокационной невидимости, то далее концепция эволюционировала в «малозаметность 2.0» — всеспектральную, адаптивную и сетецентричную. 

Ранние стелс боролись в основном с РЛС в определенных диапазонах. После 90-х угроза стала комплексной:

— Развитие тепловизоров и ИК-ГСН ракет потребовало снижения тепловой заметности. (Плоские/щелевые сопла, Экранирование выхлопа элементами планера, Термостойкие покрытия, рассеивающие тепло)

— Развитие спутникового наблюдения и БПЛА с HD-камерами потребовало снижение визуальной заметности. (Специализированные матовые краски, снижающие блики, адаптивные камуфляжные системы, меняющие цвет/яркость)

— Радиочастотный диапазон (кроме РЛС) (Скрытность собственных излучений)

Радары новых типов это не просто сканеры, а элементы малозаметности. Они могут работать в режиме ЛПИ (радар с низкой вероятностью перехвата), излучая сложные, трудные для обнаружения сигналы, и выполнять функции РЭБ. Внедряются новые адаптивные метаматериалы (искусственные материалы, свойства которых обусловлены не химическим составом, а намеренно разработанной внутренней структурой) с динамически изменяемыми свойствами.

Если F-117 и B-2 были штучными, то F-35 Lightning II — это программа на 2500+ самолетов. Это потребовало удешевления и упрощения производства стелс-технологий.

Развитие российских и китайских средств ПВО/ПРО (С-400, С-500, HQ-9) с пассивными РЛС и системами в разных диапазонах заставило США пересмотреть подходы:

— Акцент сместился с абсолютной невидимости на управляемую заметность и выживаемость в условиях обнаружения.

— Развитие средств электронной атаки и кибервойны для подавления сетей ПВО еще до входа в их зону действия.

— Кооперативная стелс-сеть, где группа малозаметных летательных аппаратов действует как единая распределенная система, управляя своей совокупной сигнатурой для обмана ПВО противника.

После 1990-х американская стелс-программа перестала представлять единичные экземпляры ударных самолётов. Она превратилась в массовую, цифровую, всеспектральную дисциплину, встроенную в ДНК всей новой авиатехники — от истребителей 5-го поколения до стратегических бомбардировщиков и беспилотников. Главная тенденция — интеграция малозаметности с сетецентричностью, искусственным интеллектом и адаптивными технологиями, что создаёт не просто «невидимый самолет», а «невидимую воздушную экосистему».

5.3 Догнать и перегнать

Умеренные технологии малозаметности и достойные лётные характеристики удалось объединить конструкторам ОКБ Сухого в Российском самолёте пятого поколения Су-57 (заводское обозначение Т-50).

Специальная форма планера, размещение вооружения во внутренних отсеках, воздухозаборники, скрывающие лопатки двигателей всё это снижает дальность обнаружения радарами противника, при этом сохраняет высокие лётные характеристики. Основное вооружение размещается во внутренних отсеках (два основных отсека под фюзеляжем + два боковых для ракет ближнего боя), в случае необходимости достижения максимальной незаметности. Подвеска на пилонах используется только в не стелс-конфигурации для второстепенных задач. Незаметность самолёта так же повышает сетецентричность, то есть когда обмен данными между самолётами происходит без включения бортовой РЛС, дабы не раскрывать себя. Фронтальная ЭПР оценивается зарубежными экспертами в диапазоне 0,1–1 м², тогда как Су-35 имеет ЭПР ~10–15 м². Су-57 менее заметен предыдущих поколений, но уступает американским аналогам в чисто радарном отношении.

Истребитель пятого поколения Су-57

Обнаружить первым, атаковать первым, а если противник обнаружил — иметь преимущество в манёвре и РЭБ. Су-57 — это компромисс между стоимостью, технологической реализуемостью и требованиями к многофункциональности. Для России такой подход оказался оптимальным в условиях бюджетных ограничений и необходимости сохранять паритет с более технологичными противниками.

5.4 Сверхманёвреность

В своё время генеральный конструктор НПО «Люлька Сатурн» Виктор Михайлович Чепкин рассказал, что технология стелс была давно и хорошо известна советским конструкторам. Он говорил, «Вместе с разными институтами мы тщательно анализировали, что такое стелс и вообще технология невидимости, как она реализуется в бою и прочее. И пришли к выводу, что гипертрофированное применение стелсовской технологии стелс, ради стелса, чрезвычайно сужает диапазон боевого применения самолётов. Чисто стелсовские самолёты можно применять только в очень узком боевом диапазоне для специфических целей, а технология при этом очень дорогая».

Фигуры высшего пилотажа «Кобра» и «Колокол»

При встрече двух малозаметных истребителей в небе тактика ведения боя будет возвращаться к прошлому, когда сверхманёвренность снова может играть важную, а может и решающую роль. Кроме того, борьба за господство в воздухе давно уже переместилась в область радиоэлектроники. В наши дни воздушный бой представляет собой невидимую схватку электромагнитных лучей на расстоянии в сотни километров. Но при этом по-прежнему действует старое правило боя, которое гласит, что эффект неожиданности дает большое преимущество. Однако теперь этого эффекта, можно добиться куда более простыми и дешёвыми способами, нежели исключительно с помощью стелс-технологий.

6. Заключение

В наше время системы ПВО шагнули на столько вперёд, что к примеру штурмовикам работающим за линией боевого соприкосновения (ЛБС), крайне смертельно попадать в зону действия ПВО противника. Большинство самолётов на сегодняшний день приспособлены сбрасывать ракетно-бомбовую нагрузку намного раньше ЛБС. Это повышает их выживаемость после боевых вылетов.

Эволюция средств обнаружения ЛА фактически создаёт бесполётные зоны.

Современные РЛС видят на сотни километров самые различные цели, на различных высотах и скоростях.  

На сегодняшний день концепции России и США в области малозаметности отличаются координально. Для объективного сравнения всех аспектов и наглядности я составил таблицу:

У самолётов с абсолютной стелс есть свои достоинства и недостатки в использовании. Их я собрал в отдельных табличках:

В современных конфликтах: Карабах (2020), Украина (2022–2026) — массово применялись БПЛА, ракеты, РЭБ, а не стелс-авиация. В конфликтах средней интенсивности стелс не всегда необходим — дешёвые дроны и ракеты могут решать задачи. Но в гипотетическом конфликте между крупными державами (США–Китай, НАТО–Россия) стелс остаётся критичным для прорыва ПВО первого эшелона.

Стелс-технологии — это не «магический плащ-невидимка», а тактический инструмент, который нужно применять в сочетании с другими средствами. Их разработка продолжается, но акцент смещается с «полной невидимости» к комплексной малозаметности и адаптивности.

Свою работу хочу закончить мыслью, которая посетила меня в момент написания работы : "Самолёт — это многогранное творение инженеров, сочетающее в себе технологии, грацию и душу."

7. Список используемой литературы

1. Уфимцев, П. Я. Метод краевых волн в физической теории дифракции / П. Я. Уфимцев // Радиотехника и электроника. – 1962. – Т. 7, № 9. – С. 116-130. – (На рус. яз.).
2. Рич, Б. Р. Skunk Works: Личные мемуары о моих годах в Lockheed : пер. с англ. / Бен Р. Рич, Лео Яннос. – Москва : АСТ, 2016. – 510 с. – ISBN 978-5-17-092771-4.
3. Уэствик, Питер. Stealth: Секретное соревнование по изобретению невидимого самолета / Питер Уэствик. – Нью-Хейвен : Yale University Press, 2020. – 376 с. – ISBN 978-0-300-24352-3.
4. Скрытность (стелс) // Популярная механика [Электронный ресурс]. – 2018. – № 5. – Режим доступа: https://www.popmech.ru/technologies/ 
5. Михеев, С. В. Вертолёты Ка-50 и Ка-52 / С. В. Михеев // Авиация и космонавтика. – 1996. – № 3. – С. 1–8.
6. Фомин, А. В. Истребитель пятого поколения МиГ 1.44 / А. В. Фомин // Вестник авиации и космонавтики. – 2001. – № 1. – С. 12–19.
7. Погосян, М. А. Перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации (ПАК ФА): этапы создания и испытаний / М. А. Погосян // Труды ЦАГИ. – 2019. – Вып. 2768. – С. 3–15.
8. Леонов, В. А. Радиоэлектронная борьба в авиации: учебное пособие / В. А. Леонов, С. П. Платонов. – Воронеж : ВАИУ, 2015. – 210 с.
9. Сыромятников, А. А. Современные средства защиты летательных аппаратов от ракет с тепловыми головками самонаведения / А. А. Сыромятников // Специальная техника. – 2017. – № 4. – С. 24–31.
10. Радиотехнические системы извлечения, обработки и передачи информации (1087875), страница 25 [Электронный ресурс] // СтудИзба. – URL: https://studizba.com/show/1087875-25-radiotehnicheskie-sistemy-izvlecheniya.html 
11. Aircraft camouflage [Электронный ресурс] // Wikipedia. – 2026. – URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Aircraft_camouflage 
12. Запись на стене сообщества «История оружия и военного дела» [Электронный ресурс] // ВКонтакте. – URL: https://vk.com/wall-178944281_22602?ysclid=mkh2bsy6h871657208 
13. Stealth technology [Электронный ресурс] // Wikipedia. – 2026. – URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Stealth_technology 
14. Судьба «Невидимки» [Электронный ресурс] // Авиация и космонавтика. – 2006. – № 11. – URL: http://www.razlib.ru/transport_i_aviacija/aviacija_i_kosmonavtika_2006_11/p9.php