Плазменный «стелс» — наш ответ американским «невидимкам»
Внизу мелькали костистые гребни цепей великого хребта Гиндукуш, "убийцы индуса". Шеренги скалистых безлесных гор строго параллельно главному хребту. Арцыбашев вгляделся в горизонт. Там, впереди, должна вздыматься главная гряда сияющих вершин, и бортовой радар, светясь зеленым, показывал эту великую стену.
"Ганнибал у ворот!" Это означало, что группа уже на месте, и объект находится в поле зрения. Арцыбашев двинул рычажок на пульте, и только чутье подсказало ему, что заработал стокилограммовый плазмогенератор в носу машины. Через несколько секунд МиГ окутала голубоватая дымка.
В этот момент его отметка исчезла с экранов радиолокаторов Кабульского аэроузла и даже с индикаторов мощного А-50. Четыре самолета разом растаяли в пространстве, словно исчезнув в очередном "Бермудском треугольнике"...
Трудно сказать, кто является автором идеи о плазменных стелсах-генераторах, но Максим Калашников (чей отрывок стал эпиграфом к статье) был далеко не первый. Идея быстро проникла в массы и накрепко завладела умами.
Чтобы понять, как работает “плазменный стелс”, необходимо перенестись на сто лет в прошлое.
1919 год. Дж. Хеттингер получает патент на плазменную антенну. Устройство для излучения и приема радиоволн, в котором вместо металлических проводников используется ионизированный газ. Изобретение Хеттингера нашло применение не сразу. Лишь в наши дни, с появлением плазменных твердотельных антенн, появилась возможность создания высокоскоростных сетей обмена данными (WiGig).
Военных, наоборот, заинтересовала возможность формирования плазменных антенн в открытом пространстве. Основной задачей ставится повышение скрытности боевой техники. Такая система обладает лучшей помехозащищенностью и способна к безынерционному изменению её параметров.
Что мы имеем в итоге?
Как и любой металл, содержащий свободные электроны, ионизированный газ (плазма) обладает великолепной электропроводностью.
Теперь обратимся к основам радиолокации. Здесь все определяет принцип изменения направления движения радиоволн при прохождении сквозь неоднородную среду. И чем выше электропроводность отражающей среды, тем сильнее отражение радиоволн от границы раздела двух сред.
Подтверждением высокой отражающей способности плазмы служит отражение радиоволн от ионосферы Земли.
Кого-то может смутить упоминание о снижении заметности военной техники. Но заметность снижается не за счет каких-то эффектов при работе плазменной антенны, а в момент её отключения. В отличие от металлических конструкций, плазменная антенна существует лишь во время работы генератора. А потом она бесследно исчезает.
Также существует эффект временного пропадания радиосвязи во время спуска космических аппаратов с орбиты. Но ведь связь пропадает не из-за невидимости КА. Это банальные помехи, создаваемые в антенных устройствах самого спускаемого аппарата, вызванные сильными электромагнитными полями. С Земли спускаемую капсулу видно, а вот связаться с сидящими внутри космонавтами невозможно. При необходимости, данную проблему можно решить оригинальным способом. Инженеры предлагают использовать в качестве антенны… само облако плазмы, окутавшее спускаемый аппарат.
Урок физики. 9-й класс. Тема: “Плазма”
Четвертое агрегатное состояние вещества — частично или полностью ионизированный газ. Согласно современным расчетам, плазма является фазовым состоянием 99,9% барионного вещества во Вселенной.
Различают низкотемпературную (меньше миллиона К) и высокотемпературную (свыше миллиона К) плазму.
1 000 000 К = 999 727 °С.
Представить такое сложно.
Предположим, создатели “стелс-генератора” выбрали низкотемпературную плазму, подобную той, что используется в плазменных резаках (температура факела ~ от 5000 до 30 000 °C).
ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ
Первый (и последний) полет сверхсекретного “стелс-самолета” с установленным на его борту плазмагенератором
Светимость и ИК-сигнатура “плазменного облака” будут подобны метеориту, а сам “стелс” заметен на расстоянии в тысячи километров.
Наконец, простой и известный факт. Врывающиеся в атмосферу Земли на скорости 11...72 км/с метеориты (как и боеголовки МБР) хорошо обнаруживаются с помощью РЛС, несмотря на окутавшее их облако плазмы.
Не меньший интерес вызывают способы создания и удержания “плазменного экрана” вокруг летательного аппарата. Чем создавать плазму? Как подавать на обшивку? Как, при этом, защитить обшивку ЛА от нагрева?
Проблемы эти столь велики, что здесь не отделаться “100-кг генератором под носовым обтекателем” (привет М. Калашникову).
Наконец, никто из сторонников плазменных “стелс-экранов” не задумывается над тем, откуда черпать энергию для облака плазмы размером с самолет!
Современным боевым самолетам с трудом хватает электроэнергии для обеспечения работы БРЭО, систем радиоэлектронной борьбы и ЭДСУ.
Система электроснабжения истребителей Су-27 состоит из двух систем постоянного и переменного тока. В качестве источников питания используются два интегральных привода-генератора ГП-21 (2 х 30 кВт) и два бесколлекторных генератора постоянного тока (2 х 12 кВт).
В качестве примера типовой нагрузки — мощный радар Н035 “Ирбис” (Су-35). Средняя мощность излучения — 5 кВт, макс. пиковая мощность — 20 кВт.
Для сравнения: простейшая плазменная мусоросжигательная установка (плазменный факел в ограниченном объеме плавильной камеры, t = 1500...2000°С, производительность 250 кг/ч) имеет установленную мощность плазмотрона 150 кВт!
В итоге для создания плазменного экрана размером с самолет придется поднимать в небо целую АЭС.
Потом еще возникнет вопрос о сохранности аппаратуры ЛА и об угрозе жизни пилота вследствие воздействия электромагнитных полей высокой напряженности. Впрочем, тепловой нагрев гораздо быстрее поставит точку в данном вопросе.
Вывод
Прежде чем бросаться сверлить тысячи отверстий в обшивке и ставить на крыло ядерный реактор, необходимо ответить на вопрос: ДЛЯ ЧЕГО?
Все попытки найти хоть какие-то сведения о разработке и создании “плазменных стелсов”, как правило, приводят к одному и тому же вымышленному интервью со специалистами Исследовательского центра им. Келдыша.
«Мы приняли решение делать «невидимки» по технологиям, основанным на принципиально иных физических принципах», — рассказал директор Исследовательского центра им. Келдыша Анатолий Коротеев. По его словам, если создать вблизи летательного аппарата экран из плазмы, то самолет становится невидимым для радаров.
Простой пример: если бросить в стену теннисный мячик, он отскочит и вернётся обратно. Так же и сигнал РЛС отражается от самолёта и возвращается на приёмную антенну. Самолет обнаружен. Если у стенки угловатые грани и наклонены они в разные стороны, то мячик отскочит куда угодно, но назад не вернется. Сигнал потерян. На этом принципе основаны американские «стелс». Если же обложить стенку мягкими матами и кинуть в них мяч, то он просто шлепнется об нее, потеряет энергию и упадет рядом со стенкой. Так же и плазменное образование поглощает энергию радиоволн.”
Простой пример: если бросить в стену теннисный мячик, он отскочит и вернётся обратно. Так же и сигнал РЛС отражается от самолёта и возвращается на приёмную антенну. Самолет обнаружен. Если у стенки угловатые грани и наклонены они в разные стороны, то мячик отскочит куда угодно, но назад не вернется. Сигнал потерян. На этом принципе основаны американские «стелс». Если же обложить стенку мягкими матами и кинуть в них мяч, то он просто шлепнется об нее, потеряет энергию и упадет рядом со стенкой. Так же и плазменное образование поглощает энергию радиоволн.”
— Легенда из Интернета, 2010 год.
Уважаемый ученый, д.т.н. Анатолий Сазонович Коротеев, вряд ли бы стал рассказывать подобное о свойствах плазмы. Очевидно, что “утку” про стелс-генератор придумал какой-то безграмотный журналист. Плазменное образование в силу своей природы не способно поглощать радиоволны, так, как это описано в цитируемом “интервью”.
В силу своей высочайшей электропроводности плазма не может способствовать снижению радиолокационной заметности. При включении такое “облако” засияет ярчайшей отметкой на экранах всех радаров, а его заметность станет еще выше, чем у цельнометаллического самолета. Во всех без исключения спектрах!
Утверждать обратное — все равно, что заявлять о том, что Земля плоская.
И вызывает немалую тревогу, что обитатели самой читающей в мире страны с поголовным 10-классным образованием с такой легкостью верят в разную чепуху.
Ну, а пока — угловатость форм, параллельность граней, использование радиопоглощающих красок и композитов. “Сухой” Т-50 с технологией “стелс”. Будущее отечественной авиации без плазма-генераторов.
По мотивам спора на сайте "ВО" и комментариев от посетителя opus.
Информация