Tajnost

Stealth je charakteristická pro vojenské stroje navržené pro podepisování snížit nebo běžné, a proto i méně zjistitelné nebo identifikovatelné zařadit.

Vojenské zařízení (obvykle loď nebo letadlo ) vydává energii ve formě elektromagnetické (palubní radar, rádiová komunikace atd.), Tepelné (výstup propulze , kinetického ohřevu atd.) A akustické ( aktivní sonar , pohon hluk , průtok nebo pomocná zařízení); přijímá elektromagnetickou ( detekční radary , rádiové nebo televizní antény atd.), tepelnou (sluneční) a akustickou (aktivní sonary) energii ; stroj vydává nebo znovu vydává tuto energii ve všech směrech.

Detekční systémy na zemi nebo na palubě letadel, lodí nebo zbraní ( radary , sonary , detektory ESM nebo IR) přijímají část této energie a mohou ji použít k detekci, klasifikaci, identifikaci a sledování zařízení. Tajnost je sada technik a technologií používaných ke snížení emisí v daném směru nebo ve všech směrech, a proto činí zařízení méně detekovatelným, klasifikovatelným nebo identifikovatelným. Jsme se obecně hovoří o snížení nebo zlehčování na podpis terče.

Příběh

Letecká historie

Až do konce druhé světové války, před vynálezem radaru, mohla být letadla detekována pouze zrakem a zvukem. Tajemství spočívalo hlavně v malování letadla barvami, které mu umožňovaly splynout s okolím: hnědozelená nebo hnědožlutá kamufláž na horní části zařízení používaných nad kultivovanými nebo pouštními oblastmi a šedá nebo šedá barva. - modrá níže. Tímto směrem šlo také prodloužení výfukového potrubí na letadlech s nočními misemi, aby se zabránilo úniku plamenů.

Zlepšení elektromagnetických a poté infračervených detekčních prostředků během období studené války vedlo k potřebě snížit emise v těchto dvou frekvenčních spektrech. Teprve v 70. letech , kdy se vyvinul výpočetní výkon počítačů, bylo možné vypočítat ekvivalentní plochu radaru . Prvním letounem vyvinutým ke studiu tajných konceptů byli demonstranti Lockheed Have Blue a Northrop Tacit Blue . Výsledkem byla sériová výroba stíhacích bombardérů F-117 a strategických bombardérů Northrop B-2 Spirit .

Všechna letadla pro vojenské použití jsou nyní navržena tak, aby měla co nejnižší radarové a infračervené podpisy, aniž by příliš ovlivňovala letové vlastnosti letadla.

Tajný radar je charakterizován číslem: oblast ekvivalentu radaru (SER). Je to hodnota plochého povrchu, který by vracel stejnou energii jako letadlo. Při absenci léčby je hodnota RES letounu řádově několik desítek metrů čtverečních; po ošetření se získají hodnoty řádově metru čtverečního nebo i méně. Některá letadla jako například Lockheed Martin F-22 Raptor z USAF by SER rovnocenné těm ptákům, ale skutečná čísla jsou samozřejmě udržovány v tajnosti ze strany výrobců.

Technický

Letadlo

Aby bylo letadlo co nejvíce diskrétní, musí brát v úvahu několik faktorů, aby nebylo odhaleno. Vzhledem k tomu, že detekční systémy jsou různorodé, musí se letadlo vyhnout tomu, aby si ho všimli radary (diskrétnost radaru), vyvarovat se příliš velkého množství tepla (diskrétnost radaru), vyhnout se tomu, aby ho zachytil dálkoměr (diskrétnost laseru), vyhnout se viditelnosti (vizuální diskrétnost) , vyhněte se tomu, abyste byli slyšeni (akustická diskrétnost) a vyhněte se tomu, abyste byli viděni detektorem, který sám vydává radarové vlny.

Radar tajnost

Radary mohou oklamat tři formy utajení:

Stealth pasivní radar , kde je konstrukce zařízení navržena tak, aby se zabránilo radarové vlny. Snažíme se tedy snížit podpis zařízení snížením jeho ekvivalentního povrchu radaru dvěma způsoby:

Geometrický: eliminace vzepětí tvarů, které koncentrují energii a nahrazení zaoblenými tvary (šíření energie) nebo rovinnými tvary (emise privilegovaným směrem); jejich účelem je odrážet radarové vlny v jiných směrech než ve vysílači.
S absorpčními materiály . Přijatá energie je transformována ve formě tepla, které omezuje výkon odražených radarových vln: proto snižuje radarový podpis, ale zvyšuje tepelný podpis . Tyto materiály jsou izolátory se specifickými dielektrickými nebo magnetickými vlastnostmi, které jsou kvantifikovány podle jejich elektrické permitivity (uvedeno ) nebo podle jeho magnetické permeability (uvedeno ). Tyto parametry, které závisí na frekvenci, jsou komplexní čísla (v matematickém smyslu, tj. Jsou reprezentována skutečnou částí a imaginární částí). Imaginární část představuje ztráty, tedy přeměnu dopadající elektromagnetické energie na teplo. $\ epsilon$ $\ mu$

Příklad letadel využívajících pasivní utajení: F-117 , B-2 , F-22 , F-35 , Su-57

Aktivní radar stealth , přičemž zařízení v zařízení je vyvolat chybu v radaru. Chcete-li poskytnout obraz, „neviditelnost“ se zde získá oslepením detektoru.

návnada , systém protiopatření používaných jako sebeobrana. Obzvláště se používá k oklamání vedení raket.
rušení , jsou záměrně vyzařovány rádiové signály, které narušují provoz radaru , nasycením jeho přijímače , hlasitým hlukem nebo falešnými daty.
aktivní potlačení, které spočívá v zabránění radaru detekovat cíl návratem signálu se stejnou frekvencí jako přijímaný signál, ale posunutý přesně o polovinu vlnové délky. Energie dosahující radar pak nemá žádnou frekvenci a nelze ji detekovat.
Plazmová tajnost , která zahrnuje obklopení letadla plazmovým polem, které absorbuje radarové vlny. Technologie stále studovaná.

Příklad letadel využívajících aktivní tajnost: Rafale a jeho SPECTRA (návnada, rušení, aktivní potlačení), EA-18G Growler letadlo elektronického boje (návnada, rušení ).

Taktické stealth radar , kde se přizpůsobí jízdě přístroj vyhnout radarových vln. Let v malé výšce umožňuje zejména uniknout radarovým vlnám skrýváním za zemským reliéfem. U vrtulníku pak budeme hovořit o VOLTACu, tedy o taktickém letu méně než 50 metrů od země, velmi procvičeném na ALAT . Let ve velmi vysoké nadmořské výšce se také může vyhnout radaru nebo alespoň být mimo dosah raket, stejně jako velmi vysoká rychlost.

Systém sledování země , sada senzorů pomáhá pilotovi přiblížit se k zemi pod radarovým krytem.

Příklad letadel využívajících taktickou tajnost: Rafale (průnik v malé výšce a vysoké rychlosti, použití vrstev vlhkosti a teploty, pomalý let k oklamání Dopplerových radarů ), U-2 (let ve vysoké výšce), SR-71 (vysoká rychlost let).

Vývoj technik stealth radaru má jako důsledek nový vývoj v detekčních technikách. Jeden z nich spočívá v konstrukci protistradárního radaru složeného z radaru s více vysílači, druhý ( pasivní radar ) ve využívání vln několika existujících vysílačů (televize atd.).

Pasivní antiradary, které se vyvíjejí, miniaturizují a mohou být přepravovány na palubě.

Tento vývoj technik detekce radaru je tak rychlý, že hrozí ve střednědobém horizontu zastarání pasivního radaru.

Tepelná diskrétnost

Jakékoli letadlo produkuje teplo, zejména svým motorem, ale také třením vzduchu, zejména při vysoké rychlosti. Proto generuje silný tepelný podpis, který lze měřit a detekovat infračerveným senzorem ( termokamera ). Je možné odhadnout infračervený podpis letadla s názvem SIR. Některá letadla mají zabudované infračervené senzory, například Rafale , které dokážou detekovat nepřátelská letadla vzdálená 100 km . Aby zůstala diskrétní, bude tedy technikou provést snížení tepelného podpisu.

Například na bojovém vrtulníku Tiger jsou výfukové plyny na výstupu z trysky zředěny a odkloněny: nejprve jsou smíchány (pod kapotou zvanou tryskový ředič / odvaděč , DDJ) se studeným vzduchem zachyceným takovým způsobem dynamicky oddělenými přívody od motorů a poté směřující nahoru čelem k výbuchu hlavního rotoru, který je znovu zředí. Kromě toho se na nejžhavější části nanášejí barvy s nízkými emisemi, které rychleji rozptylují teplo.

Laserové utajení

Cílem tohoto uvážení je uniknout cílení dálkoměru. Dálkoměr používal k označení cíle a míření před střelou nebo dělem. V tomto poli hovoříme o tajnosti laserového ekvivalentního podpisu (SEL).

Vizuální diskrétnost

Aby bylo možné být viděno co nejdále lidským okem nebo sofistikovanějšími optickými prostředky, jako je optronika , letadlo bere v úvahu několik faktorů. Velikost samozřejmě platí, že čím menší bude, tím těžší bude vidět, ale také tvar a barva. Kontrastům s okolním prostředím se předchází a používá se při tom maskování . Vzhledem k tomu, že kouř z motorů je velmi viditelný, je u moderních letadel snížen. Vizuální utajení je obzvláště důležité pro bezprostřední podporu letadel , jako je A-10 , která může být vypálena na dohled pomocí DCA . Tuto vizuální diskrétnost je možné zvýšit taktickými prostředky, například nočním zásahem.

Akustická diskrétnost

Letadla, která jsou docela hlučná, mohou být detekována podle zvuku, při nízké nadmořské výšce a při snížené rychlosti, podle lidského ucha nebo podle akustických senzorů, jako je SmarTek Systems SAS-1.

Letadla založená na pasivním radarovém utajení jsou obecně hlučnější než ostatní, protože jejich tvary jsou méně aerodynamické a protože jsou masivnější, protože musí nést své zbraně v nákladním prostoru, vyžadují výkonnější motory. Pasivní diskrétnost radaru je proto prováděna na úkor akustické diskrétnosti.

Akustický podpis vrtulníků lze snížit díky lopatkám přizpůsobených tvarů. Například takzvané čepele Blue Edge jsou extrémně efektivní a mají konce, které vypadají trochu jako bumerangy. Marketingové oddělení vrtulníků Airbus uvádí, že tento systém umožňuje snížení hluku o 50% ve srovnání se současnými letadly.

Diskreční emise

Letadlo, které lze detekovat vydáváním radarových vln radarovým výstražným systémem, lze jeho senzory upravit různými způsoby:

diskrétní radar: jako radar F-22, který mění frekvenci více než 1 000krát za sekundu, aby snížil pravděpodobnost zachycení svých emisí. Avšak i diskrétní takové vysílání má stále šanci zařízení spatřit.
nezjistitelné senzor: jako infračervený senzor OSF z praskla . Jednoznačná výhoda kompenzovaná nižším rozsahem. Například na Rafale má radar RBE2-AESA dosah 200 km, zatímco jeho infračervený senzor má dosah 100 km.
radarové letadlo: další letadlo se stará o radarový dozor a přenáší získané informace, jako AWACS prostřednictvím odkazu 16 . Riziko detekce se tak přenáší na radarové letadlo, obecně lépe chráněné, umístěné dále od konfrontační zóny.

Válečné lodě

Na konci 80. let se studie zaměřovaly na tajné lodě . Nejznámější je Sea Shadow (IX-529) , tajný katamarán vyvinutý firmami Lockheed Martin Missiles and Space v roce 1985. S délkou padesáti metrů může dosáhnout rychlosti třinácti uzlů.

Od roku 1997 má Francie své tajné fregaty třídy La Fayette . V obou případech je snížení OZE dosaženo použitím velkých plochých kovových desek nebo potažených absorpční barvou, které odrážejí elektromagnetickou energii radaru v jiných směrech. Jsou určeny k práci s radary jiných lodí i s radary letadel nebo raket vzduch-moře.Použití elektronických zařízení je možné, ale nejsou k dispozici žádné informace o tomto tématu.

Od té doby se námořní utajení vyvinulo a do určité míry se považuje za konstrukci vojenských lodí mnoha národů.

Ponorky

Tyto raketové ponorky na jaderný pohon balistické jsou vynikajícím příkladem stealth, jejich hlavní funkcí je zůstat nezjištěný týdny nebo měsíce pryč.

Elektromagnetického utajení (včetně tepelného a optického, což jsou elektromagnetické projevy na určitých frekvencích) se jednoduše dosáhne udržováním ponorky ponořené, přičemž mořská voda neumožňuje šíření elektromagnetických vln více než několik metrů a úplnou absencí indiskrétů (rádiové přenosy, radar, použití periskopu atd.).

Akustické utajení je dosaženo kombinací několika technik.

Tajemství vis-a-vis aktivních sonarů se získává použitím anechoických povlaků , jejichž první použití se uskutečnilo na ponorkách během druhé světové války a poté pokračovalo od 70. let v moderních námořnictvách.

Snížení hluku proudění je dosaženo dokonale profilovaným trupem, kde je veškeré servisní zařízení integrováno do profilu nebo skryto pod poklopy, které jsou samy integrovány do profilu.

Snížení hluku pohonu bylo nejprve dosaženo vynásobením počtu lopatek vrtule a optimalizací jejich tvaru (zaměřené na snížení nebo zrušení fenoménu velmi hlučné kavitace ), poté použitím '' usměrněné vrtule (čerpadlo-vrtule). Elektromotor, přímo spojený s převodovým hřídelem, je sám o sobě podstatně tišší než naftový nebo turbovrtulový pohon a navíc nevyžaduje redukční převod, jehož ozubená kola mají charakteristický akustický podpis .

Hluky přicházející zevnitř SNLE jsou omezeny na jedné straně u zdroje, na druhé straně tím, že jim brání v probuzení trupu:

přednostní použití stejnosměrného proudu s ohledem na střídavý proud ,
chlazení elektronických zařízení tepelnými odtoky chlazenými spíše pomalou cirkulací vody než radiátory chlazenými ventilátory,
zavěšení všech zařízení, která mohou emitovat vibrace, na silentbloky ,
k trupu není přímo připojeno žádné vybavení: veškeré externí vybavení (antény atd.) je namontováno na silentblocích, veškeré vnitřní vybavení je připojeno k jedné z palub lodi,
všechny paluby lodi jsou zavěšeny na trupu malým počtem obřích silentbloků,
systém monitorování akustického stavu umožňuje detekovat jakékoli vibrace, které se dostanou k trupu, a lokalizovat jejich původ.

Obzvláště tiché břitvy byly dokonce vyvinuty speciálně pro posádku těchto ponorek. Výsledkem je loď, která je za dobrého počasí tišší než mořský zvuk na pozadí .

Tajné ponorky lze detekovat indukovanou bioluminiscencí, když projdou mrakem fytoplanktonu produkujícím toto světlo .

Obrněná vozidla

Od nejméně 90. let proběhlo několik projektů pozemních vozidel s prvky tajnosti . AMX-30 byl také používán jako testovací několik stealth technologie, včetně vzduchu chlazení z povrchu těla a použití vizuální maskování. Tento prototyp je znám jako demonstrátor Stealth Track. Jeho trup a věž jsou zcela zakryty nástavbou konstruovanou ze šikmých desek materiálu absorbujícího radar.

V roce 2000 společnost běloruský představila prototyp bojového vozidla s názvem 2T Stalker (in) , které mají kradmý architektury.

V roce 2010 byl polským výzkumným střediskem OBRUM vyvinut s podporou britské skupiny BAE Systems další prototyp hlavního projektu bitevního tanku , PL-01 . Projektový koncept vozidla byl představen v roce 2013 na mezinárodní výstavě obranného průmyslu (MSPO-2013) v polských Kielcích dne 2. září 2013. Celý prototyp by měl být dokončen v roce 2016, přičemž projekt bude dokončen a schválen na základě posouzení, s masovou výrobou by měla být zahájena v roce 2018. Systém tepelné kamufláže tanku je založen na technologii ADAPTIV vyvinuté společností BAE Systems.

Další systémy podobné ADAPTIV jsou také vyvíjeny po celém světě v roce 2010, mimo jiné v Izraeli pod názvem IRAP ( Invisible Reactive Armor Protection ), stejně jako ve Spojených státech .

Nevýhody a kompromisy

Stealth má velmi vysoké přímé náklady na studium, vývoj a výrobu. The Northrop B-2 Spirit oficiálně stojí více než 2 miliardy dolarů za jednotku, nebo dokonce 4 až 6 miliard podle jiných zdrojů, což odpovídá skrytým nákladům, což je mnohem více, než přijde další americký bombardér, Rockwell B-1 Lancer . na přibližně 300 milionů USD za jednotku a který také obsahuje prvky ke snížení jeho radarového podpisu, ale na nižší úroveň. Program utajeného útočného vrtulníku RAH-66 Comanche byl opuštěn kvůli nafouknutí rozpočtu nezbytného pro jeho realizaci.

Stealth vyžaduje náročnou údržbu: barvy a nátěry na zařízeních musí být pravidelně udržovány a měněny, aby zůstaly účinné. Jedná se o velmi křehké a nepříznivé počasí, například, může narušit utajení i během mise. Lockheed Martin F-35 tedy vyžaduje 50 hodin údržby za hodinu letu , zatímco Rafale vyžaduje pouze 8, což znamená v oblasti v mnohem nižší dostupnosti: a Rafale bude moci létat několik hodin denně, zatímco ‚An F- 35 bude moci létat pouze jednu hodinu každé dva dny. Díky této zvýšené potřebě údržby je paradoxně tajné letadlo méně diskrétní, zdroj francouzského letectva, což signalizuje, že „je velmi snadné zjistit misi B-2. Když se USAF rozhodne jej zaměstnat, víme to okamžitě kvůli velmi neobvyklé úrovni činností, postupů, logistické podpory, velmi specifické podpory této záležitosti, rozmístěné ve velmi omezených oblastech “ .

Stealth má také nepřímé náklady na provozní charakter letadel a lodí. Tvářené tvary letounů například snižují aerodynamický výkon , což vede k pomalejším letům, nižším letům, méně manévrovatelnosti a spotřebě více petroleje pro nižší užitečné zatížení . Tvarované tvary mrtvých děl korvety a tajných fregat způsobují, že paluba je nepoužitelná pro manipulaci s ozubeným kolem, což musí být provedeno z oken zmenšené velikosti, a způsobují významná omezení geometrie a umístění antén.

Nepřímé náklady se ale mohou dokonce promítnout do konfliktů mezi několika formami utajení. Fazetovaný tvar lze použít ke snížení podpisu ponorek vůči aktivním sonarům , ale mělo by to za následek takový pokles způsobilosti k plavbě a především takovou degradaci podpisu oproti pasivnímu sonaru, že nikdy použitý. Překvapivější je, že schopnost odrážet velmi málo energie, která je důležitá proti aktivním senzorům, nyní dosáhla stadia, kdy mohou být ponorky a letadla zradeny "dírou", kterou způsobují v pozadí hluk zaznamenaný letadly pasivní detektory.

V oblasti letectví vyžaduje pasivní utajení radaru formou vnitřní zátěž zbraně, to znamená v nákladním prostoru. To mechanicky zvětšuje velikost zařízení, které bude muset mít výkonnější motory, tedy větší, aby kompenzovaly nadváhu, tyto motory vyzařují více tepla, čímž se zvyšuje tepelný podpis zařízení. Pokud je tedy F-35 z hlediska radaru tajnější letadlo, než je průměr, je s ohledem na infračervené senzory snáze detekovatelné než jeho konkurence.

Poznámky a odkazy

(en) „ Stealth in the air “ , o otázkách obrany ,17. ledna 2014(zpřístupněno 3. prosince 2016 )
„ Soubor: trh bojových letadel “ na portálu-aviation.com (přístup 14. listopadu 2016 )
„ Stealth: koncepty a popularizace “ , na portal-aviation.com (přístup 14. listopadu 2016 )
„ Návštěva Le Driana v Mérignacu: Zásadní pokroky pro Rafale, ale nejen ... “ , na portal-aviation.com (přístup 22. listopadu 2016 )
„ Nový kódovač pro EA-18G Growler - Aerobuzz “, Aerobuzz ,13. srpna 2013( číst online , konzultováno 6. prosince 2016 )
„ ALAT Tactical Flight (videa) “ , na csuweb.fr (zpřístupněno 6. prosince 2016 )
„ Stealth letadla dokonalá zbraň?“ » , Na YouTube (přístup 19. listopadu 2016 )
Ministerstvo obrany , „ [webová řada] Stealth: bojová letadla (1/5) “ ,18. září 2015(zpřístupněno 3. prosince 2016 )
„ První francouzský let palubního pasivního radaru, slibná technologie pro detekci tajných letadel “ , v zóně Militaire (přístup 3. prosince 2016 )
„ Je stealth stíhacího letadla relevantní?“ » , Ve vojenské zóně (přístup 3. prosince 2016 )
„ Statistický odhad rozptylu infračerveného podpisu letadla “ , na inria.fr ,22. května 2009(zpřístupněno 19. prosince 2015 )
„ Frontální sektorová optika Rafale “ , na optronique.net ,24.dubna 2010(zpřístupněno 19. prosince 2016 )
ministerstva obrany , " [web série] Stealth: Tiger bojový vrtulník (3/5) " ,1 st 10. 2015(zpřístupněno 19. prosince 2016 )
„ La Furtivité - Dossier “ , na aeroweb-fr.net (přístup 19. prosince 2016 )
(in) Greg Pieper, „ Detekce nízko letících letadel pomocí pasivní akustické technologie “ [PDF] na smarteksys.com ,15. ledna 2014.
„ H160, neuvěřitelná sázka vrtulníků Airbus “ , na challenge.fr ,3. března 2015(zpřístupněno 19. prosince 2016 )
(in) rhbrown, „Předběžná analýza detekce objektů bioluminiscencí“ Zpráva NRL 7065, 2. června 1970
(in) „ 2T STALKER COMBAT VEHICLE RECOGNITION “ na Minotor-Service (přístup k 25. lednu 2015 ) .
Julien Bergounhoux, „ Polsko vyvíjí tajný tank “ , na Industrie & Technologies ,2. dubna 2014(zpřístupněno 25. ledna 2015 ) .
„ Plášť neviditelnosti: BAE odhaluje adaptivní infračervenou kamufláž pro bojová vozidla “ , o optice a obraně ,5. září 2011(zpřístupněno 25. ledna 2015 ) .
"Podívejte se na technologie stealth - část 2 " , na dedefensa.org ,23. července 2005
Briconique: tajný soubor
(in) „ NAVAIR považuje F-35 Údržba vyžadující až 50 hodin za letovou hodinu “ na defense-aerospace.com (přístupné 12.12.2016 )
(in) „ Volba Indie: Rafale, Su-35 nebo HAL Tejas? » , Na sldinfo.com (přístup 12. prosince 2016 )
„ Opravený JSF, ale neopravitelný “ , na dedefensa.org ,4. března 2013
(in) „ Jak je kradmý F-35 “ v otázkách obrany ,19. října 2013