تکنیک های رادارگریزی را بشناسید

تکنیک های رادارگریزی چیست

تکنولوژی رادارگریزی یا استیلس یا TLO  تکنیکی است که به منظور جلوگیری از ردیابی توسط رادار، اشعه مادون قرمز ، سونار و دیگر روش‌های آشکارسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه شما را با تکنیک های رادارگریزی آشنا خواهیم کرد.

رادارها به گونه‌­ای طراحی شده‌­اند که امواج معینی را با طول موج و بسامد معین در فضا پخش می‌­کنند. در صورتی که مانعی در مسیر حرکت امواج منتشر شده ایجاد شود امواج با آن برخور نموده قسمتی از امواج جذب جسم و مقداری نیز بر اثر بازتابش در خلاف جهت باز می­‌گردد.

 

 

استتار در حقیقت به معنای از بین بردن اختلاف­‌های فیزیکی یک جسم با محیط اطراف آن است. این اختلاف‌ها می‌تواند در طیف­‌های مرئی مادون قرمز نزدیک و حرارتی و راداری باشد.

رادار با انتشار رادیوئی به تجسس و ردیابی و کشف اشیاء مورد نظر می‌پردازد. معمولا این عمل با انتشار امواج با فرکانس‌ بسیار بالا توسط فرستنده و برخورد آن به شیء مورد نظر و دریافت بازتاب توسط گیرنده و مشاهده آن در صفحه نشان دهنده صورت می‌پذیرد.

مقدمه تکنیک های رادارگریزی

وسایلی که از تکنیک های رادارگریزی استفاده می‌کنند، می‌توانند مأموریت خود را بدون اینکه دشمن از حضور آنان پی ببرد، به پایان برساند.

عمده وسایلی که از این تکنولوژی استفاده می‌کنند عبارتند از:

1. هواپیماها
2. کشتی‌ها
3. زیردریایی‌ها
4. موشک‌ها
5. هلی‌کوپترها
6. ماشین‌آلات نظامی

نکته مهمی که باید به آن توجه داشته باشیم، این است که ادواتی که از این تکنولوژی استفاده می‌کنند به طور کامل نامرئی و رادارگریز نیستند، بلکه با به کارگیری تکنیک‌هایی خاص، شناسایی آنها توسط رادار یا سایر روش‌های آشکارسازی مشکل‌تر می‌گردد.

انواع تکنیک های رادار گریزی

پنهان کاری راداری: با توجه به اینکه اصول کار رادارها، ارسال یک پالس رادیویی به هدف و دریافت امواج برگشتی از هدف است. اگر بتوانیم به طریقی بخشی از امواج بازگشتی را ذخیره کنیم یا مانع از برگشتن امواج رادیویی به مبدأ شویم، می‌توانیم هدف را از دید رادار پنهان نگه داریم.

در استیلس راداری، یک جنگنده باید پالس‌های راداری تابانده شده را جذب کند. یا باید با بازتاباندن عکس پالس‌های راداری یا با منحرف کردن امواج از رسیدن به آنتن گیرنده جلوگیری نماید.

 

 

کاهش سطح مقطع راداری

اولین و مهم‌ترین عاملی که باعث پنهان ماندن این نوع هواپیماها از دید رادار می‌شود، کاهش سطح مقطع راداری در این نوع هواپیماها می‌باشد. در استیلس راداری، یک جنگنده باید پالس‌های راداری تابانده شده را جذب کند، یا باید با بازتاباندن عکس پالس‌های راداری یا با منحرف کردن امواج از رسیدن به آنتن گیرنده جلوگیری نماید.

درواقع استفاده از سطح مقطع راداری مناسب باعث می‌شود که امواج رادار طوری منعکس شوند که تجهیزات راداری، انعکاس آن‌ها را دریافت نکنند.

اکثر هواپیماهای معمولی دارای سطح مقطع گرد می‌باشند که این امر باعث شناسایی آسان جسم پرنده توسط رادار می‌شود.

درواقع سطح مقطع گرد در هواپیماهای معمولی باعث می‌شود سیگنال ارسالی توسط رادار به هواپیما برخورد کرده و دقیقاً در همان مسیر به طرف رادار بازتاب شده و هدف توسط رادار شناسایی گردد. که شکل زیر نیز بیانگر همین موضوع است.

اما در یک هواپیمای رادارگریز یا استیلس، استفاده از سطح مقطع راداری مسطح و صاف سبب می‌شود که امواج برخورد کننده به بدنه‌‌ی هواپیما پراکنده شوند.

 

 

که این پراکنده شدن امواج در جهتی مخالف جهت سیگنال ارسالی از رادار می‌باشد. که این موضوع باعث می‌شود رادار انعکاس امواج را دریافت نکند و در نتیجه نتواند موقعیت هواپیما را شناسایی کند.

تصاویر زیر نشان دهنده انعکاس سیگنال‌های راداری، پس از برخورد به سطح مقطع هواپیمای f117 رادارگریز می‌باشند. که در این نوع هواپیماها، سطح مقطع راداری در جلوی هواپیما کمترین حد و در بالای هواپیما بیشترین میزان است.

اما برای کاهش سطح مقطع راداری، علاوه بر اینکه طراحی خارجی این‌گونه از هواپیما برای ما اهمیت دارد. ساختمان داخلی آنها نیز در کاهش سطح مقطع راداری اهمیت فراوانی دارد. که به همین دلیل در پشت پوسته‌ی هواپیماهای رادارگریز ساختاری به صورت re-entrant triangles وجود دارد.

این مورد باعث می‌شود امواج ارسالی از رادار، در این ساختار گرفتار شده و مرتباً در این ساختار نوسان کنند. تا انرژی این سیگنال‌ها از بین رفته و در نتیجه امواجی به رادار برگردانده نشود.

 

 

نرم‌افزارها و سیستم‌های اندازه‌گیری وجود دارد که از آنها برای بررسی کاهش سطح مقطع جهت طراحی رادار گریزی بدنه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از دیگر عواملی که در کاهش سطح مقطع راداری مؤثرند، عبارتند از :

• استفاده از صفحات متعامد فلزی به صورت دو یا سه وجهی در بدنه‌ی هواپیما.
• کج کردن دم‌های هواپیما برای کاهش بازتاب امواج (f-117) و راه بهتر حذف دم (b-2).
• عاری بودن از هرگونه برجستگی و برآمدگی، که به این منظور سلاح‌ها و مخازن سوخت و … را در داخل هواپیما جاسازی می‌کنند.
• حذف پایلون‌ها و انتقال آنها به قسمت‌های درونی.
• بهبود در قسمت کابین و حتی تیغه‌های کمپرسور.
• حذف شکاف‌های روی بدنه‌ی هواپیما برای ایجاد یک سطح صاف.
• انحنا و خم نمودن سکان عمودی و حتی حذف آن در هواپیما و … از دیگر موارد است.

فناوری سطوح شیب دار در تکنیک های رادارگریزی

در این فناوری از روش انحراف موج بازتابش برای جلوگیری از رهگیری پرنده استفاده می‌شود. همانطور که در بحث اپتیک (نور) در زمان دبیرستان به یاد داریم زاویه تابش و انعکاس نور به یک سطح صاف همواره برابر و در عوض زاویه تابش و انعکاس یک دسته پرتو موازی به یک سطح ناصاف و خمیده همواره متفاوت است. این همان اصل در فناوری کاهش سطح مقطع می‌باشد.

در جنگنده های قدیمی به دلیل بالا بودن تعداد مکان‌های خمیده و سطوح ناصاف ناشی از محل استقرار بمب‌ها و موشک‌ها و نیز خمیده و یا گرد بودن مقطع پرنده امواجی که از طریق رادار در فضا منعکس می‌شد پس از برخورد با پرنده در جهات گوناگون انعکاس میافت که قسمتی از آن توسط ایستگاه‌های کنترل زمینی دریافت و موقعیت پرنده شناسایی می‌شد.

 

 

جای شکی نبود که با منحرف کردن تمامی موج انتشار یافته شده در یک مسیر می‌توان شانس دریافت امواج را در زمین برای آنتن‌های زمینی بسیار کاهش داد. پس در جنگنده های نسل جدید تا حد ممکن سعی شد تا سطح مقطع زیرین اکثر هواپیما ها یا به صورت صاف باشد و یا به صورت شکسته تا موج تابیده شده را فقط و فقط در یک جهت منحرف کند.

مواد جاذب راداری

سومین عاملی که باعث پنهان ماندن این نوع هواپیماها و رادار گریزی می‌شود، استفاده از مواد جاذب رادار که امواج ارسالی از رادار را جذب و یا از خود عبور می‌دهند.

این مواد معمولاً رنگی هستند و اغلب در لبه‌های سطوح فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. حاوی ریزدانه‌هایی هستند که با «کربونیل‌ آهن» یا «فریت» پوشانده شده‌اند. امواج راداری باعث القای امواج ریزی در این دانه‌ها می‌شوند که باعث تبدیل انرژی رادار به گرما در این دانه‌ها می‌شوند. سپس این گرمای تولیدی، به بدنه هواپیما سرایت می‌کند و از بین می‌رود در نتیجه سیگنالی از هدف به رادار بازگردانده نمی‌شود. البته هیچ RAM نمی‌تواند همه‌ی امواج تابیده شده را کاملاً جذب کند.

اما نکته‌ای که باید به آن توجه داشته باشیم، این است که جذب کنندگی یک ماده در یک فرکانس بستگی به محتوای آن ماده دارد و همچنین هیچ RAM در تمام فرکانس‌های راداری مناسب نیست.

این مواد باید دارای خصوصیات زیر باشند:

• تا حد امکان مانند مواد رایج استفاده شده در ساخت بدنه‌ی هواپیماها سبک باشند.
• بتواند در سرعت‌های بالا فشار وارد شده را تحمل کنند.
• این که مقاومت مناسبی با توجه به شرایط محیطی و زمانی داشته باشند.

شرکت ارائه دهنده‌ی موادی که قابلیت رادارگریزی را دارند، این مواد را به شکل زیر معرفی کرده است:

الاستومرز برای رادار گریزی

برای کاهش سطح مقطع راداری (RSS) و EMI به کار می‌رود.

فوم در رادار گریزی

که می‌توانند به عنوان سلول‌های مشبک توری، پلیمرهای مستحکم یا فوم‌های ترکیبی مورد استفاده قرار گیرند.

 

کاتوینگس در رادار گریزی

همان پوششی است که می‌تواند امواج ماکروویو را جذب کند، یا به صورت کامپوزیت یا متالیک.

 

همان پارچه که طیف وسیعی از پارچه را در برمی‌گیرد.

فابریکس مورد استفاده در تکنیک های رادارگریزی

هونیکومب

همان شبکه‌ی لانه زنبوری خانه مانند است که می‌تواند جاذب امواج راداری باشد و وزن سبکی دارد و می‌تواند در طیف وسیعی مورد استفاده قرار گیرد.

مواد RAM 

همان مواد جاذب امواج رادار هستند که به روش‌ها و تکنیک‌های مختلفی تولید می‌شوند، مانند تزریق رزین، وکیوم و … .

با توجه به کاربرد، از الیاف تقویتی مختلفی در مواد کامپوزیت استفاده می‌شود.

مواد FSS 

این نوع مواد انتخاب کننده‌ی فرکانس مواد هستند که برای پوشش‌های آنتن به کار می‌روند و همچنین قابلیت انطباق با شرایط رادارگریزی را هم دارند.

پنهان کاری حرارتی

فاکتور دیگری که باعث پنهان ماندن این نوع هواپیماها از دید رادار می‌شود، کم کردن بازتاب حرارتی از هواپیما برای در امان ماندن از حس‌گرهای حرارتی دشمن است. که برای این منظور گازهای خروجی هواپیما را قبل از خروج در طی مراحلی سرد می‌کنند.

 

 

تا علائم مادون قرمز هواپیماهای استلیت به حداقل برسند و در نتیجه توسط حس‌گرهای دشمن قابل شناسایی نباشند. شکل زیر نشان دهنده‌ی حرارت تولیدی در قسمت‌های بال و جاهایی که با هوا اصطکاک وجود دارد، می‌باشد.

 شكل 10.  حرارت تولید شده در قسمت های مختلف هواپیمای مسافربری

 

پنهان کاری صدا جهت رادار گریزی 

عامل مهم دیگری که باعث پنهان ماندن این نوع هواپیماها از دید رادار می‌شود این است که، موتور این نوع هواپیماها کمترین صدا را تولید می‌کند تا از طریق امواج صوتی قابل شناسایی نباشند.

هواپیماهای استیلتی از قبیل F-117 و بمب‌افکن B-2، مافوق صوت نیستند، موتور کمکی ندارند و دهانه‌ی آنها طوری تنظیم شده که سر و صدای کمتری داشته باشند تا از طریق امواج صوتی نیز قابل شناسایی نباشند.

 

پنهان کاری ظاهری

یعنی بدنه‌ی هواپیمای جنگنده را طوری رنگ‌آمیزی کنیم که شباهت زیادی با محیط اطراف خودش پیدا کند. مثلاً یک هواپیما که قرار است در فاصله زیادی از سطح زمین در شب پرواز کند، بهتر است که به رنگ مشکی رنگ‌آمیزی شود.

عوامل دیگر موثر بر تکنیک های رادار گریزی

حذف رادارهای مرسوم در هواپیما (رادار فعال) و کسب اطلاعات از رادارهای غیرفعال:مثلاً هواپیمای رادار گریز به جای ارسال امواج رادار، هواپیمای دشمن را از طریق امواجی که از خودشان ارسال می‌کنند، شناسایی می‌کنند.

استفاده از حس‌گرهای حرارتی، رادارهای لیزری و تکنیک های رادار گریزی

استفاده از حس‌گرهای حرارتی، رادارهای لیزری و کسب اطلاعات از طریق ماهواره از دیگر راه‌هایی است که هواپیماهای رادارگریز برای پایین نگه‌داشتن امواج و سیگنال ساطع شده از خود استفاده می‌کنند تا شناسایی نشوند.