Un avión invisible requiere las siguientes características para reducir su firma de radar y detección térmica:
- Reducción de la emisión térmica del empuje
- Reducción de la detección de radar al alterar alguna configuración general (como la introducción del timón dividido)
- Reducción de la detección de radar cuando el avión abre su compartimento de armas
- Reducción de la detección de infrarrojos y radar durante condiciones climáticas adversas
Pero para responder a su pregunta sobre la reducción de la firma infrarroja →
En resumen, es realmente difícil ocultar la firma de calor de un dispositivo que funciona al quemar grandes cantidades de queroseno y expulsar esos gases detrás de él. El sigilo IR es, por lo tanto, una preocupación secundaria (o inferior) para los diseñadores de luchadores furtivos, principalmente porque la firma IR solo importa a distancias mucho más cercanas donde la tecnología sigilosa tiene un valor reducido (puede esconderse del radar y camuflarse en cierta medida, pero usted no puede desaparecer por completo del rango visual).
Sin embargo, hay algunas cosas que se pueden hacer para que un avión sea menos obvio para los sensores IR. Aquí hay algunos:
- El F35C tiene un área de ala un 45% más grande que el F35A y, por lo tanto, una carga de ala mucho menor. ¿Eso hace que la C sea más maniobrable? ¿Cuáles son otras ventajas / desventajas? ¿Es necesario el ala más grande para operaciones de transporte?
- ¿Por qué el estancamiento no depende de la velocidad del avión?
- ¿Cómo transportan los aviones cisterna suficiente combustible extra para distribuirlo a otros aviones?
- ¿Qué hacen los diseñadores aeroespaciales, una vez que terminan con el diseño de un avión? ¿Los despiden hasta que la empresa anuncia un nuevo diseño o siguen trabajando en nuevos diseños conceptuales por adelantado?
- ¿Por qué los aviones requieren enfriamiento?
MOTOR DE ALTO PASO
No todo el aire que entra en un turbo
La entrada del motor del ventilador ingresa a la cámara de combustión real. El aire de derivación ayuda a enfriar el aire caliente quemado antes de que salga, reduciendo la firma IR.
El A-10 , no es un avión “sigiloso” en lo más mínimo, sin embargo, opera en situaciones en las que los MANPADS (SAM disparados por el hombro) son una gran amenaza, por lo que para reducir su firma IR utiliza algunos de los turbofans de mayor bypass jamás puestos un monoplaza militar, con una relación de derivación de 6: 1 . Sin embargo, estos motores de alto bypass reducen el rendimiento a grandes altitudes y velocidades altas; ninguna de las desventajas es un problema para el perfil bajo y lento de la misión del A-10, pero para un caza de superioridad aérea de más alto rendimiento esto es un gran problema.
Los motores a reacción de alto rendimiento en los cazas tienden a tener un bypass relativamente bajo en comparación con los motores de los aviones de pasajeros por este motivo. El F-15 y el F-16 funcionaban con un turboventilador P&W con una relación de derivación de solo 0.36: 1 , sin embargo, esto solo aumenta la firma IR al requerir mayores tasas de flujo de combustible para el mismo empuje a velocidades más bajas (la derivación más baja también reduce el efecto de los quemadores posteriores) porque hay menos aire de derivación no quemado para alimentar la combustión adicional).
El F-22 mitiga las pérdidas de eficiencia de un turboventilador con un sistema de admisión de derivación variable, lo que le permite funcionar como un turboventilador con derivación similar a otros cazas (aproximadamente 0.3: 1 ) a bajas velocidades y altitudes, pero convirtiéndose en un turborreactor cercano configuración (derivación casi cero) a grandes altitudes y velocidades supersónicas, que es más eficiente en el consumo de combustible que un postquemador (y por lo tanto permite que el F-22 supercruise).
Deflectores de escape
Lo que los diseñadores suelen evitar a toda costa es exponer al suelo el punto real de ignición y la combustión primaria en un motor a reacción; esto hace que la parte más caliente de la firma IR visible de un avión dentro del avión en lugar del flujo de aire caliente detrás de él, lo que permite una fácil orientación por IR SAM. Imagina ser un lanzador móvil SAM “Gopher” SA-13 y tener estas bolas de fuego gemelas de un F-15E para un objetivo:
Para ocultar esta fuente de calor masiva, los aviones sigilosos están diseñados con respiraderos de escape que enmascaran el punto de salida del escape del motor de la observación desde el suelo. Realmente no hay mucho que pueda hacer en cuanto al diseño para enmascarar la firma IR directamente detrás de la aeronave; Es el trabajo del piloto asegurarse de que nadie termine en ese ángulo dentro del alcance de los misiles.
Northrop es fanático de dirigir el escape sobre la parte superior de sus diseños de fuselaje. Aquí está el espíritu B-2 ; Puede ver las columnas de calor del camino de escape, pero la fuente de la combustión real está bien dentro de la carcasa del motor, y con el avión a cualquier altitud, la ventilación de escape se oscurecería por completo:
Aquí están los canales de escape del YF 23, que incorporaron las lecciones aprendidas del B-2; Observe las similitudes en la estrategia para dirigir el escape hacia la parte superior del borde posterior del avión:
El F-22 Raptor utiliza una teoría similar de colocar los motores detrás de los conductos de escape, pero estos conductos pueden moverse al empuje del vector o abrirse para permitir quemadores posteriores, por lo que para un mayor efecto, los conductos se colocan en la parte trasera en lugar de sobre la parte superior de el fuselaje como el diseño de Northrop tiende a
MATERIAL ABSORBENTE DE EMR
Una parte básica del diseño sigiloso es el uso de materiales que absorben el radar y el diseño de las superficies de la aeronave con ángulos que minimizan la cantidad de superficies que proporcionan un retorno directo en cualquier ángulo, sin dejar de ser aerodinámico. Otros materiales pueden absorber otras frecuencias en el espectro EMR incluyendo IR; Las superficies inferiores y principales del transbordador espacial estaban cubiertas de baldosas cerámicas especiales que podían absorber enormes cantidades de energía térmica mientras se enfriaban al tacto. Se usa un material similar, no tan efectivo pero también menos delicado, para proteger los conductos de escape de los cazas furtivos, y esto tiene un efecto secundario de reducir la firma de calor radiante de los motores porque las boquillas de escape se mantienen más frías. El material de absorción de radar utilizado en otros lugares tiene cierta capacidad para absorber calor en los bordes de ataque, lo que ayuda a evitar un buen bloqueo de los misiles IR de todos los aspectos, pero no es el trabajo principal del material.
En resumen, los diseñadores intentan minimizar la firma IR, pero tácticamente, si un enemigo puede lanzar un misil IR hacia usted, ya ha fallado en ser sigiloso. Un lanzamiento de misil infrarrojo requiere que el lanzador le diga al misil dónde mirar, y eso significa que al menos deben poder mirarte a ti mismo (utilizando misiles AA con casco), si no te apuntan el misil o el radar de seguimiento. . La idea del sigilo es minimizar la cantidad de tiempo que el enemigo sabe que existes al ser invisible en el radar, por lo que no pueden verte venir hasta que te vean visualmente, en ese momento ya están muertos o tienen solo segundos reaccionar. Luego, para una carrera en tierra, es “un pase y un asno” para evitar represalias de los sistemas antiaéreos, mientras que para un enfrentamiento aire-aire, el primer avión que lanza un misil tiene una ventaja extrema (y, por lo tanto, la ventaja comienza con el primer plano para saber dónde está el otro).