Download
1 / 35
360 likes | 578 Views
Stealth. Historia, Nutid och Framtidsutsikter. Jakob Bjerkemo 10 19 2010 Flygteknik 2010, Stockholm. Stealth, LO, VLO, smygteknik, signaturanpassning. Kärt barn har många namn. Stealth = Förtäckt, gömd, smygande LO = Low Observable, Svår att observera VLO = Very Low Observable
E N D
Stealth Historia, Nutid och Framtidsutsikter Jakob Bjerkemo 10 19 2010 Flygteknik 2010, Stockholm
Stealth, LO, VLO, smygteknik, signaturanpassning • Kärt barn har många namn. • Stealth = Förtäckt, gömd, smygande • LO = Low Observable, Svår att observera • VLO = Very Low Observable • Smygteknik = Svensk översättning av Stealth Technology • Signatur = Ett objekts detekterbara särdrag inom olika betraktningsområden, t ex radar, infrarött, synligt ljus, akustik m m. • Signaturanpassning = Att anpassa ett objekts signatur, normalt så att det överensstämmer med bakgrunden.
Tidiga försök med optisk signatur • 1912 : Första försöket att klä ett flygplan med genomskinlig celluloid istället för duk 1912 (Petroczy). • 1913 : Försök inleds i Tyskland med klädsel av Cellon, ett cellulosaacetat-material med bättre hållfasthet.
Tyskland 1916 • Vetenskapliga försök under stor sekretess. • Minst sju exemplar av fem olika typer utvärderades. • Utvärderingen visade på minskad synlighet i soligt väder men obefintlig skillnad i mulet väder och det fanns många praktiska nackdelar.
Jämförelse av konventionell Fokker E.III med cellonklädd version
Radar – det främsta hotet • RAdio Detection And Ranging – Detektion av föremål med radiovågor. • Den första praktiska radaranläggningen konstruerades 1935 av Robert Watsson-Watt. • Andra världskriget gjorde snabbt radar till den mest betydelsefulla konstgjorda sensorn. • Så dominerande att begreppet Stealth oftast tolkas som låg radarsignatur. • Den objektberoende delen av styrkan i ett radareko betecknas radarmålarea. • Upptäcktsavståndet beror på fjärderoten ur radarmålarean.
Horten IX – det första stealthflygplanet • Första flygplanet med inbyggda radardämpande åtgärder. • Vingklädseln bestod av ett plywoodlaminat med förlustmaterial av kol. • En protoyp flög 1945 men troligen utan radarabsorberande material. • Northrop gjorde försök 2008 som visade en signatur på 40% av ett konventionellt flygplan.
50-talet, USA börjar vakna • Under femtiotalet växer förståelsen för behovet att undgå radarupptäckt fram inom USAs flygvapen. • Radarmålarea blir ett begrepp i samband med flygplansutveckling. • Försök görs med att minska radarmålarean hos spaningsplanet U-2, dels med ytapplicerade absorbenter och dels med vajrar spända utanför flygkroppen.
60-talet, De första försöken • Under 60-talet byggs de första flygplanen där hänsyn till radarsignatur har tagits redan i konstruktionsstadiet. • Radardämpande åtgärder appliceras på så väl flygplan (Lockheed A-12 / SR-71) som robotar (North American Hound Dog) och obemannade drönare (Ryan Firefly och Lockheed D21). • En rudimentär förståelse om vilka detaljer som är problematiska växer fram. • Man lyckas dock inte nå hela vägen fram, föremålen blir svårare att följa men går fortfarande att upptäcka. • I slutet av 60-talet tar Lockheed fram tysta spaningsplan som når stealth-nivå vad gäller akustik.
Lockheed A-12 ”Blackbird” • Spaningsplan som var tänkt att undgå upptäckt / nerskjutning genom sin höjd och fart. • Designen ändrades dock för att även minska radarmålarean. • Utvecklades senare till SR-71 • Chines på kroppen och inåtlutande fenor minskade signaturen. • Fenor i komposit planerades. • Sågtandat radarabsorberande material i vingkanterna. • Luftintagen största problemet.
Convair Kingfish • Konkurerande design till Lockheeds A-12 • Hade lägre RCS men bedömdes som ett osäkrare kort
Ryan Firebee och Firefly • Ryan modifierade ett antal Firebee drönare med radarabsorberande material och nät över luftintagen • Firefly konstruerades från grunden för låg signatur med motorn ovanpå flygkroppen och inåtlutande fenor
Lockheed D-21 • Drönare för fotospaningsuppdrag. • Framtagen för att skickas in på områden för farliga för A-12. • Lägre signatur och högre hastighet än A-12.
Akustisk Stealth – Lockheed Quiet Star och OY-3A • Långsam propeller drevs med remdrift • Ljuddämpad motor med långt avgasrör
70-talet, Genombrottet • Genom förbättrade datorer och Ufimtsevs formulering av GTD kunde man för första gången beräkna radarmålarean från olika föremål. • Datorkapaciteten begränsade dock beräkningarna till ett begränsat antal plana ytor. • Beräkningar på facetterade objekt visade mycket lägre nivåer än man kunnat föreställa sig. • Lockheed utvecklade teknikdemonstratorn Have Blue från ”the hopeless diamond”.
80-talet, tekniken mognar • Teknikdemonstartorn Northrop Tacit Blue visar att stealth-flygplan kan ha krökta ytor och radar (1982). • Lockheed F-117A är första stealth-flygplanet i tjänst (1983) • Stealth-teknik studeras även i Europa (MBB Lampyridae) • Utvecklingen av Northrop B-2 (första flygning 1989). • ATF-projektet inleds.
90-talet, ATF, F-22 och JSF • Stealth-förmågan sträcks ut till att omfatta en större del av den normala flygenvelopen, överljudshastighet, manövrerbarhet och sensorer. • Signaturanpassning anses nu en given egenskap hos nya stridsflygplan. • Teknologin dispergerar, radardämpande åtgärder även på ”konventionella” flygplan. • Det generella receptet på smygflygplan är nu känt men detaljerna är fortfarande en utmaning och utvecklingen dyr. • Uttrycket ”affordable stealth” myntas för JSF-projektet.
Sensorer Sensorer Stealth Stealth Flygprestanda Flygprestanda Området för stealth växer
BAe REPLICA 1994-1999 • Framtagning av mock-up i full skala av ett stealth-jaktplan i klass med F-22. • Stora likheter med det tredje JSF-konceptet från BAe och McDonnel-Douglas
2000-talet, F-35 och UAV:er • F-35 är det största stealth-projektet någonsin och drabbas av flera förseningar och stegrande priser. • UAV:er med mycket låg radarsignatur studeras i ett flertal länder, koncepten konvergerar mot liknande designer. • Ryssland, Indien och Kina ger sig in i leken. • Stealth har mognat från att vara en unik, totalt avgörande egenskap till ytterligare ett av områdena i kompromissen när man designar flygplan. • Gränsen mellan flygplan med reducerad signatur (LO) och Stealth (VLO) börjar suddas ut. • Signaturanpassade åtgärder införs eller planeras på alla nya stridsflygplan.
Chengdu J-10 • J-10A med konventionellt luftintag och radarskott. • J-10B modifierad med bumpintag och lutande radarskott för lägre signatur, eventuellt AESA.
Framtiden? • Signaturanpassning är en förutsättning för krigförning mot högteknologiska motståndare. • Stealth-tekniken förbättras men även anti-stealth. • Kraven för att uppnå osynlighet blir allt högre och därmed även prislappen. • Endast UAV:er med subsonisk prestanda kommer att designas som rena stealthflygplan. • För övriga flygplanstyper kommer målsättningen troligen att ändras till mer balanserade designer och koncept. • Avståndet för störning / ECM beror på roten ur radarmålarean istället för fjärderoten som för upptäckt. • Intern vapenlast och signaturanpassad skrovform blir standard.
