فناوری پنهان کاری

مقدمه

فناوری پنهان کاری ابتدا برای گذر از سیستمهای دفاعی شدید روسیه طراحی شده بود. در اواخر دهه 50 میلادی هواپیماهای جاسوسی U-2 برای بیرون ماندن از دسترس شلیک ضد هوایی ها در ارتفاع 80000 فوتی ( 24000 متری) پرواز می کردند، ولی بعدها مشخص شد که رادار قادر به ردیابی آنها نبوده است.
موفقیت پروازهای در ارتفاع بالا، با هواپیماهای U-2، آغاز به کار تحقیقاتی شد که بعدها « پنهان کاری» نام گرفت و هدف آن ساخت هواپیماهایی بود تا از دید پنهان باشد. U-2 تا مدتها از دید رادارهای دشمن پنهان ماند، به خاطر اینکه در ساخت آن از مواد غیر فلزی استفاده شده بود که امواج رادار را جذب کرده و آنها را به طرف ایستگاه زمینی رادار انعکاس نمی داد، حالتی که در مورد دیگر هواپیماها اتفاق می افتاد. انقلاب پنهان کاری از دید رادار در دهه 1970 اتفاق افتاد، زمانی که کامپیوترها به قدر کافی قدرتمند شدند تا معادلات ماکسول را در مورد انتشار امواج الکترومغناطیسی حل کنند. این معادلات نشان می دادند که امواج رادار چگونه منعکس شده و پراکنده می شوند و با طراحی برنامه ای که قادر به پیش بینی RCS از کل بدنه هواپیما در تمام زوایا بود ( RCS امواج برگشتی از شی به طرف ایستگاه رادار) ، طراحان به صورت موثری قادر به کاهش دادن RCS شدند. تنها محدودیت برنامه اخیر این بود که برنامه فقط قادر به آنالیز سطوح صاف، آن هم به دلیل ضعف کامپیوتر ها بود ، بنابراین F-117 و مدلهای مشابه آن از تعدادی سطوح صاف تشکیل شده بودند.


F-117

برنامه طراحی و ساخت هواپیمای F-117 جنگنده پنهان کار Nighthawk که توسط Lockheed Martin اجرا می شد بعد از سالیان سال کار روی فن آوری پنهان کاری و بر اساس آزمایشات که در سال 1975 انجام شده بود، در سال 1978 شروع شد و اولین پرواز آن در سال 1981 بود.ولی تا سال 1988 که به طور عمومی خبر وجود چنین پرنده هایی پخش نشده بود هنوز یک پروژه سری بود.Nighthawk اولین هواپیمای پنهان کار عملیاتی بود. از سال 1978 تا 1985 نورثروپ گرومن نیز روی یک پروژه پنهان کاری ، کار می کرد. این هواپیما به نام « Tacit Blue» (آبی خاموش) نامگذاری شد. این پروژه اطلاعات مهندسی ارزشمندی را برای طراحی بمب افکنB2 فراهم آورد. Tacit Blue اولین هواپیمایی بود که برای کاهش سطح مقطع راداری در بدنه آن از سطوح خمیده استفاده شده بود.



اصول کار اولیه


روشی که برای تشخیص هواپیماها استفاده می شود، بمباران فضای هوایی توسط سیگنالهای راداری به صورت متداوم است.
وقتی که هواپیماهایی به مسیر راداری وارد می شود، سیگنال برخورد کرده به آن طرف سنسور واقع در ایستگاه رادار که اندازه و مکان هواپیما را تشخیص می دهد بر می گردد( لازم به ذکر است که توان سیگنال فرستاده شده در حدود چندین مگاوات است در حالیکه سیگنال برگشتی از بدنه یک هواپیما در حدود چند میل وات است که این سیگنال در گیرنده مدار چندین بار تقویت می شود.)



دیگر روش های تشخیص با سیگنالهای صوتی و فراصوتی ، دیداری و مشخصه های مادون قرمز (حرارتی) کار می کنند. فناوری پنهان کاری به وسیله کاهش یا حذف این سیگنالهای تشخیص دهنده کار می کنند.
پانلهای روی بدنه F-117 طوری زاویه دار شده اند که امواج رادار را منحرف کرده و سیگنالی به طرف پایگاه زمینی بر نمی گردد.
در F-117 از پنجره های صاف و مواد جاذب امواج رادار در خود پنجره ها و روی پنجره های سیستم هدایت لیزری که از ورود امواج رادار به داخل ایم محفظه جلوگیری می کند، استفاده شده است.
پانل های بدنه مجهز به لایه ای از مواد مرکب خاص که جذب کننده امواج رادار و در نتیجه کاهش دهنده هر نوع نشانه ای که باعث شکار شدن هواپیما می شود، هستند.
کاهش دادن مشخصه های حرارتی ایجاب می کند که یک هواپیما بسیار مخفی تر ساخته شود.
اگزوز موتور F-117 ، قبل از خروج گاز موتور توسط هوای سرد خنک می شود و این هوا توسط پره هایی به درون اگزوز فرستاده می شود. این پره ها، روزنه های عریض در روی لبه فراز دو بال هستند.
هواکش و اگزوز B2 روی سطح بالایی بال یعنی جاییکه از دسترس رادارهای زمینی محافظت شده اند گنجانده شده است.
جدیدترین هواپیماهای با فناوری پنهان کاری F-22 Raptor ، جنگنده F-35 و جنگنده اروپایی Typhoon هستند.


F-35


F-22

همه آنها قادرند یا قادر خواهند بود در سرعتهای مافوق صوت بدون استفاده از پس سوز که شدت سیگنال های مادون قرمز منتشر شده را تحت شرایط مافوق صوتی کاهش می دهد، پرواز کنند.




پنهان کاری در دریا !!


اشتباه نکنید این مربوط به جیمزباند نیست، این قایق متعلق به نیروی دریایی ایلات متحده است!
سری ناوشکن های چند کاره DD21 Zumwalt در سال 2010 وارد عمل خواهند شد تا جایگزین ناوشکن های Oliver Hazar Perry و ناوشکن های Sprunace موجود شوند.بر خلاف سری های قبلی، ماموریت اصلی DD21 مهیا کردن پشتیبانی برای حمایت از نیروهای زمینی است.
کاهش علایم دیداری، راداری، مادون قرمز و علایم مغناطیسی الی ترین اهداف طراحی هستند.
این کشتی ضمنآ برای عملیات ضد هوایی، ضد دریایی و ضد زیر دریایی طراحی شده است.
همچنین طرح کشتی شامل مواد مرکب خاص ، بعضی مواد جاذب رادار و شکل خاص بدنه کشتی هم روی سطح آب و هم زیر سطح آب است.دقت بسیار زیادی برای کاهش صدای کشتی و کم کردن صدای سیستم های تسلیحاتی و موتوری کشتی اتخاذ شده است.سیستم قدرت یکپارچه IPS برای حمل بی صدای کشتی طراحی شده است. IPS یک سیستم با ساختار کاملآ الکتریکی برای کشتی های آینده است و نیروی محرکه کل کشتی به خط الکتریکی وصل است.
IPS هزینه نگهداری کمتر، هزینه ساخت کمتر، قابلیت بقاپذیری بهتر با ساختار انعطاف پذیرتر را برای دارندگان کشتی به ارمغان آورده است.
ساخت یک پیشرانه الکتریکی باعث حذف شفت پیشرانه و کاهش چرخ دهنده ها و نیز باعث کاهش علاءم ردیابی کننده مثل صدا، حرارت و ... می شود و همچنین باعث افزایش قدرت موجود در سیستم های تسلیحاتی( قابلیت حمل مهمات بیشتر) و افزایش راحتی خدمه کشتی می شود.سری DD21 Zumwait با تسلیحات 5-inch/62 و تو پهای Howitzer 155 mm مجهز خواهند شد و کشتی قادر خواهد بود که قدرت پشتیبانی توپخانه ای با برد 100 مایل را داشته باشد.
یک سیستم موشکی دریایی زمینی هم خواهد توانست که با برد 100 تا 200مایل، کار پشتیبانی نیروهای زمینی را انجام دهد.
موشک های تاکتیکی کروز Tomhawk هم قادر خواهند بود تا اهداف در فاصله 200 تا 1600 مایل دریایی را مورد اصابت قرار دهند.
DD21 به پیشرفته ترین سیستم های ردیابی زیر دریایی که روی سطح جنگنده نصب خواهد شد، مجهز خواهد گردید.
سیستم پد فرود کشتی قادر به میزبانی از فرود هلیکوپترهای نیروی دریایی خواهند بود.
دیگر ناوچه ضد رادار رزمناو Visby سوءدی است.
سری رزمناو های Visby اولین سری کشتی در جهان هستند که کاملآ منطبق با فن آوری پنهان کاری طراحی گردیده اند، که با مهارت عملیاتی بسیار بالایی هم ترکیب شده اند.


Visby

مشخصه های پنهان کاری برجسته کشتی، قابلیت انعطاف و بهبود کارآیی کشتی در انواع عملیات را باعث شده است.
Visby دارای سطح خمیده خاصی است، که برای ایفای نقش های خاص طراحی شده است: جنگ روی سطح دریا (ASUM) ، جنگ ضد دریای ( ASW)، خنثی سازی مین دریایی ( MCM)، فرماندهی و ... .
Visby طوری طراحی شده که تمام علاءم آشکار کننده وجود کشتی مانند علاءم نوری و مادون قرمز ، علاءم صوتی و فراصوتی، پتانسیل الکتریکی زیر دریایی و علاءم مغناطیسی ، علاءم فشار، ضد رادار و سیگنالهای فعال پخش شده را به حداقل رساند.


Visby

سیستم MCM شامل ترکیبی از علاءم کوتاه، سنسورها و تسلیحات و مقاومت بالا در مقابل شوک است.
یک سیستم پیشرفته سونار برای ردیابی، تشخیص ، مکان یابی و پشتیبانی داده ها برای سلاح ها طراحی شده است. بدنه کشتی بر اساس اصول پنهان کاری یا سطوح صاف بسیار بزرگ خمیده طراحی شده است. هر ابزاری که ضرورتی بری ماندن در بیرون کشتی را ندارد به درون کشتی منتقل شده یا با صفحات با طرحی خاص پوشانده شده است.


Visby

اگزوزهای توربین گاز در نزدیکی سطح آب در عقب کشتی پنهان شده اند.کشتی با فیبر کربن با ساخت ساندویچی، با پلاستیک فشرده (CFRP) ساخته شده است.
این مواد دارای استحکام و قدرت بالا، در برابر شوک بالا، علاءم مشخص کننده راداری کم و مشخصه مغناطیسی بسیار پایین هستند.
بهره گیری از این مواد ، وزن مجموعه را تا 50% کاهش داده و این مزیت باعث می شود که با هزینه حمل و نقل کمتر( مصرف سوخت کمتر) کشتی سریعتر حرکت کند و مسافت طولانی تری را طی کند.Visby به توربین پیشرانه ترکیبی دیزل یا گاز (CODOG) مجهز شده است که قادر است سرعت بالایی را برای کشتی فراهم کند و در واقع غیر ضروری 2 پیشرانه دیزلی یا سرعتی کمتر کشتی را یه حرکت در می آورند.
موتورها حداکثر سرعتی بالغ بر 15 گره دریایی را برای فواصل طولانی و 35 گره دریایی را برای فواصل کوتاه مهیا می کنند.
کشتی دارای موتورهای با نیروی پرتابی خاص برای مانور دادن در لنگرگاه است.


منبع : انجمن هوا و فضا