Letadlo vs. radar: jak fungují neviditelné letouny stealth

Martin Tůma  |  Technika
Bombardér B-2

Rušení nebo dokonce zničení radarů protivníka je velice účinným způsobem, jak si otevřít okna do jeho protivzdušné obrany (PVO). Ale nezbytně to vede k prozrazení útoku. Mnohem lepší je zaútočit naprosto nepozorovaně, udeřit a zase zmizet, jako duch… jako B-2 Spirit.

Rozespalý operátor si unaveně promnul pálící oči. Noční směna se pomalu vlekla a na obrazovce radaru nebylo nic než rutina, jenom normální letový provoz. Najednou se objeví rychle klesající cíl. Bomba! Stačí ještě spustit alarm, ale už je pozdě. Střežený komplex je v troskách. S výkřikem se probudí.

Chvála Alláhovi, že to byla jenom noční můra, pomyslí si s úlevou. Ale už velmi brzo se to může stát realitou. Jmenuje se Stealth.

Jak se protáhnout radarovou sítí

Nepozorovaně se přiblížit, udeřit a stejně nepozorovaně zmizet, to je ideální plán mise pro osamocený bombardér v hloubi nepřátelského území. Jak to ale udělat, když protivník provozuje výkonnou a dobře postavenou radarovou síť, schopnou zachytit každé přilétající letadlo?

Jednou z cest je protáhnout se místy, do kterých radary nevidí. Při přípravě takových misí je potřeba velmi podrobný průzkum a plánování, založené na znalosti rozmístění jednotlivých radarů, jejich výkonu a tvaru terénu. Potom následuje mise, u které platí, že čím níže, tím lépe. Letadlo musí letět velkou rychlostí těsně nad úrovní terénu a obvykle ještě v noci.

Podobné lety se podnikaly už od druhé světové války a fakt, že se z nich někdo vrátil, svědčil o mistrovství pilotů. Dnes řídí letadlo sofistikovaný program autopilota, ale i tak je to velký nápor pro posádku. Prudké manévry s vysokým přetížením a nakonec nastoupání do útočné výšky, rychlý úder a zase při zemi zpátky. Opravdovými mistry v rychlém přízemním letu jsou posádky útočných vrtulníků AH-64 Apache a hlavně autopilot střely s plochou drahou letu – BGM-109 Tomahawk.

Podzvuková letounová střela s plochou dráhou letu BGM-109 Tomahawk. Foto: Wikipedia
Podzvuková letounová střela s plochou dráhou letu BGM-109 Tomahawk. Foto: Wikipedia

Vy starší si možná ještě vzpomenete na údajně mírový let německého pilota Mathiase Rusta, který v roce 1987 přeletěl s malým letadlem z Finska a přistál na Rudém náměstí v Moskvě. Trasa jeho letu velmi připomínala trajektorii, kterou by z ponorky v Barentsově moři mířila na ruskou metropoli střela s plochou drahou letu. Rust vyplašil celou sovětskou protivzdušnou obranu (PVO) a určitě umožnil Američanům získat spoustu užitečných dat o sovětské radarové síti.

Stealth

Ale na řadu misí prostě potřebujete letadlo s posádkou. Systémy, jako je americký AWACS (připravujeme o něm článek) nebo ruský A-50M mají výkonné radary na palubách letadel, takže velmi dobře pokrývají slepá místa radarové sítě. Proto taktiku založenou na průniku v nízkých výškách nahrazuje nový typ letadel, která nejsou zachytitelná radarem – stealth (v angličtině se občas používá termín Low observable, obtížná zjistitelnost).

Letoun prozrazuje jeho radarový odraz (účinná odrazná plocha, anglicky radar cross-section RCS), dále jeho tepelná stopa, především od motorů, radiové vysílání palubních prostředků (radar, radiovýškoměr, komunikace). Pak jsou letadla samozřejmě viditelná prostým okem a je slyšet hluk jejich motorů.

Probereme krok po kroku, co potřebujeme udělat, abychom dokázali zkonstruovat neviditelný letoun.

Snižování radarového odrazu

Účinnou odraznou plochu můžeme nejlépe snížit zmenšením letadla, avšak to není ta pravá cesta. Konstruktéři proto hledají metody, jak co nejlépe zabránit odrazu signálu zpět k přijímači radaru.

Letouny typu stealth jsou proto plné ostrých hran a mají exotické tvary, aby se dopadající radarový paprsek co nejvíce rozptýlil do stran a neodrazil se zpět k radaru. Při konstrukci se ve velké míře uplatňují materiály, které pohlcují dopadající záření nebo jsou pro radarový signál průhledné. Kromě toho jsou trupy a křídla letounu potaženy speciálním povrchem, který velmi dobře absorbuje elektromagnetické vlnění.

F-117 Nighthawk
F-117 Nighthawk: ať žije trojúhelník

Abyste měli představu: zmíněná opatření dokážou snížit radarový odraz natolik, že ohromný bombardér B-2 Spirit má účinnou odraznou plochu přibližně stejně velkou jako čáp (uvádí se od 0,75 do 0,1 m2). F-117 se může na radaru jevit jako malý pták (0,003) a F-35 s F-22 mají radarový odraz na úrovni většího brouka. Pojednání o materiálech stealth je téma na celý velký článek, proto bych rád odkázal zájemce z řad čtenářů na následující stránky:

Při snižování odrazu jsou největším problém motory. Rychle se otáčející lopatky turbín proudových motorů jsou velmi výrazným demaskujícím prvkem. Proto je potřeba ukrýt motory do hloubky trupu stejně jako zavěšenou výzbroj.

Bombardér B-2
Bombardér B-2

V této souvislosti je potřeba zmínit, že radarový odraz letounu závisí na jeho poloze vůči radaru. Obvykle radar zachytává čelní nebo naopak zadní odraz. Odraz od spodku nebo vršku letadla je poměrně silný. Proto se spekuluje o vývoji radaru, který by odrazem od troposféry dokázal zasáhnout vrch neviditelného letounu a tak ho odhalit.

Sovětský svaz provozoval dokonce celou spojovací síť (BARS), založenou na tomto principu a některé prvky v současnosti provozuje i Čína. Nicméně v oblasti radiolokace se jedná pouze o nepotvrzené spekulace. Další šancí, jak zjistit letoun stealth, je sledování zvířeného vzduchu v brázdě za letounem. Ani o této metodě se ale prozatím nedaří zjistit nic určitého.

Tepelná stopa

Umístění motorů do trupu F-117 a B-2 má za úkol snížit jejich tepelnou stopu, protože rozžhavené spaliny proudových motorů jsou citlivými přístroji viditelné na velkou vzdálenost. Letouny mají složité systémy, které mixují žhavé motorové spaliny s okolním chladným vzduchem, čímž svoji tepelnou stopu snižují. Horká místa na letounu, která by vytvářela výrazné bodové stopy, jsou potažena materiálem, který teplo rozvádí do větší plochy, čímž opět snižuje jejich teplotu.

Na tomto videu je vidět, jak vypadá tepelná stopa F-22 Raptor při letu v nízké výšce:

V současnosti se při hledání letounů stealth nejvíce spoléhá na infračervenou detekci (termovizi). Její přesnost a dosah ovšem výrazně zaostává za schopnostmi radaru. Ale na druhou stranu pracuje v pasivním režimu a je tedy na rozdíl od vyzařování radaru prakticky nezjistitelná.

Vysílání palubních přístrojů

U letounů stealth se jedná o zdaleka největší demaskující příznak. Proto se snaží veškeré vysílání omezit na co nejnutnější míru, případně jej nahradit laserem (výškoměr) a v navigaci přechodem na inerciální navigační soustavu + GPS. Ovšem při útoku na cíl musí letoun radar stejně nakonec zapnout, obzvlášť pokud se jedná o F-22 útočící na jiný letoun.

Řešení je v dělbě práce mezi více stroji. Jeden z bezpečné vzdálenosti zaměřuje cíle, zatímco druhý se nepozorovaně přiblíží a odpálí střely z blízka. Při cvičení, kdy proti sobě nastoupil výkvět letectva U. S. Air Force na strojích F-18 a F-15 proti letce F-22, utrpěl tento výkvět zdrcující porážku, aniž by v podstatě měl šanci si vystřelit.

Vidím a slyším letadlo

Letadlo, které je nezjistitelné pro radar, je ještě pořád viditelné lidským okem. Proto se od začátku letectví vyvíjely různé druhy maskovacích nátěrů. Bombardéry stealth dávají přednost klasické černé barvě, protože obvykle létají v noci. F-22 naopak využije především šedé odstíny, neboť je to stroj určený k vybojování vzdušné nadvlády; tedy k boji proti jiným letadlům v každé denní době a za každého počasí.

F-22 Raptor
F-22 Raptor

Zvuk u proudových strojů nepředstavuje takový problém, protože se oproti rychlosti letounu šíří poměrně pomalu. Jiné je to u vrtulníků. Například nový typ obtížně zjistitelného vrtulníku, který byl použit při útoku na bin Ládina v Pákistánu, měl velmi sofistikované uspořádání hlavního a vyrovnávacího rotoru, které zřejmě výrazně eliminovalo celkovou hlučnost stroje. Více najdete v článku U Usámy na dvorku spadl neviditelný vrtulník Stealth.

Nyní, když máme letoun velmi dobře zamaskovaný, můžeme se podívat na jednotlivé typy letounů stealth, které jsou již v provozu, případně prozatím jen na papíře. Po Spojených státech amerických je asi nejdále Čína následovaná Ruskem. Zajímavá je například ruská technologie ukrytí letounu pomocí ionizované plazmy. Ale o tom až v dalším díle.

Nejčtenější