HX-ohjelma: Mitä häivetekniikka on ja mitä se ei ole.

HX ohjelmassa on puhuttu paljon häive, eli stealth, koneista ja tekniikasta. Vaikka 1980 luvulla F-117 Nighthawk oli lähes näkymätön, ja pesi 1991 Irakin Kari ilmatorjuntajärjestelmän menne tullen ja palatessa, onnistuivat Serbit ampumaan koneen alas käyttäen itseasiassa vielä vanhempaa tekniikkaa ja vähän aivoja maaliskuussa 1999. Niinsanottu “stealt fighter” oli vain yhden tempun taikuri, ja siksi se vedettiin pois käytöstä 2008. Kone suunniteltiin nimenomaan 1970 luvulla yleistyneitä mikrometritutkia vastaan. Hauska yksityiskohta tässä jutussa on, että teoreettisen viitekehyksen antoi neuvostoliittolainen fyysikko Pyotr Yakovlevich Ufimtsev, lasertutkija. Hänen työtään Radiotekniikan koulussa ei pidetty sotilaallisesti tai taloudellisesti tärkeänä, ja hän sai julkaista tutkimuksensa radioaaltojen käyttäytymisestä kappaleiden rajapinnassa ulkomaille. Lockheedin insinöörit saivat tästä viitekehyksen, jolla he kehittelivät sitten häivetekniikkaa.

Ufimtsevin tutkimus siis kuivaili radioaaltojen liikettä esineiden rajapinnassa, ja huomasi että niinkään tärkeää ei ole esineen koko, vaan mihin suuntaan se heijastaa siihen osuneet radioaallot. Tietenkin esineen koolla ja myös materiaalilla on merkityksensä, mutta tärkein asia on muotoilu. Erityisen pahoja ovat suuret toisiinsa 90º kulmassa olevat, esimerkiksi siivet ja pystyvakaajat, laajat pinnat. Ne heijastavat säteilyn erehtymättä takaisin lähettäjälleen. Siksi koneet ovat eri suunnista tarkastellessa hyvinkin pieniheijasteisia tai suuriheijasteisia. Tämä jatkumo menee koko koneen ympäsi oikealta vasemmalle 360 astetta SEKÄ edestä yläkautta taakse ja alakautta takaisin 360 astetta. Niinsanoakseme pallona koneen ympärillä. RCSHäivekoeella Kuva otettu http://s619.photobucket.com/user/SpudmanWP/media/2b1a549e.jpg.html kuva on demonstraatiotarkoituksessa, ja en väitä sen kuvaavan minkään yksittäisen lentokoneen Radar Cross Sectionia eli RCSää. Valitsin kuvan, koska siihen oli hahmoteltu eri taajuuksilla toimivien tutkien aihuttamia muutoksia RCSään. Kuten huomaamme, suoraan sivuille tämä kone antaa erittäin kauniin ja voimakkaan kaiun. Edestä sensijaan kaiku vaimenee voimakkaasti. Hauska juttu sinänsä vielä nykyhävittäjissä, että niiden tutka, vaikkei se olisi päälläkään, tarjoaa erittäin tasaisen ja kauniin heijastavan pinnan naapurin tutkan heijastua takaisin. Siksi tuossa edellämainitussa F-117A koneessa ei ollut tutkaa ollenkaan.

Hienosti tämä muotilu näkyy US Navyn Zumvalt luokan hävittäjissä, jotka ovat erittäin kulmikkaita ja erikoisen näköisiä aluksia. Myös aseistus on sijoitettu mahdollisimman pitkälle kuoriin, jotka estävä näiden 90 heijastuspintojen syntymisen. 640px-Future_USS_Zumwalt's_first_underway_at_sea

F-35 JSF ei ole amerikkaisten mukaan häivekone, se on “low observable aircraft” eli suurinpiirtein vaikeasti havaittava lentokone. USAF määrityksen mukaan vain F-22 Raptor on häivekone, mutta sitä ei olla myymässä edes läheisimmille liittolaisille. Siksi esimerkiksi Japani on aloittanut oman häivekone ohjelmansa. Raptoria ei valmisteta enää, vaan se on ennenpitkää poistuvaa kalustoa. Mitsubishi Shinsin on “tekninen demo” vaiheessa. Wikipediassa aiheesta TÄÄLLÄ.

Myös muissa HX ohjelman koneissa on pyritty tutkavasteen pienentämiseen, mutta ei, kuten JSFn tapauksessa, kaikkien muiden ominaisuuksien kustannuksella. Muunmuassa F-18E/F/G tarjoaa mahdollisuutta sijoittaa aseistusta runkoon kiinnitettävään gondoliin, jolloin heijastukset pienenevät paljon. SAAB puhuu E-stealth konseptista, jossa, ilmeisesti omalla tutkalla, lähetetään sopivaan aikaan sopivalla aaltomuodolla olevia pulsseja. Tällä, ainakin teoriassa, voidaan vaimentaan tulevaa tutkasingnaalia.

Edelleen esimerkiksi venäläisen S-400 järjestelmän (NATO nimellä SA-21 Growler) noin 3 GHz taajuuden desimetri alueen tutka. Siis aallonpituus on noin 10cm, Tämä mahdollistaa juurikin häivekoneiden havaitsemisen, koska aallonpituus on niin pitkä, että se ei heijastu takaisin koneen pinnasta (paksuus max millimetrejä), vaan koneen sisärakenteista. 0,9GHz alapuolella RCS alkaa kasvaa ekspotentiaalisesti, joten  oikeastaan vaikeutena on tehdä niinhuono vastaanotin, että kaikkea pientä ei havaita ilmasta. Vieläkin matalemmilla taajuuksilla olisi edelleen parempi havaitsemiskyky, mutta Mhz alueilla toimii jos jonkinlaista siviili ja muuta lähetintä, että avaruus on tukossa.

Kuitenkin tietokoneella avustettuna S-400 tutka antaa valvontakuvaa, jonka perusteella voidaan ainakin aavistella mistäpäin häivekonetta olisi tulossa. Oikeastaan vaikeutena on jo se, että havainnointikyky on liian hyvä. Jo pilvetkin voidaan havaita riittävän alhaisen taajuuden tutkilla, mutta silloin alkaa tutka havaita jo niinpaljon tavaraa, että jyvien erottelu akanoista vaatii jo paljon laskutehoa järjestelmän tietokoneilta. Lentokoneissa ei näitä tutkia voida käyttää, koska antennikoko kasvaa niin suureksi, että semmoista ei voi lentokoneeseen mahduttaa. Ajatellaampa vaikka saksalaisten yöhävittäjien tutka-antenneja, ne olivat niin suuria ja vastustivat ilmavirtaa niin pahasti, että koneiden huippunopeudet putosivat 50-100km/h. Lukaista voi vaikkapa saksalaisesta tutkasta. Havaitsisi muuten F-35 aika hyvin, eri asia sitten mitä voisi sille tehdä.

Mutta siis valvontatutkalla voidaan ohjata tulenjohtotutkat seuraamaan mielenkiintoisia alueita, jolloin tutkittavan tilavuuden valtavuus ei ole enään haaste. Edelleen kun yhtälöön liitetään IRST ja muita infrapuna sensoreita, voidaan koneen jättämä lämpöjälki nähdä kylmää avaruutta vasten, vaikkei muuta nähtäisikään. Kun kahdelta tai kolmelta infrapunasensorilta saadaan suuntatietoja ja niiden oma paikkatieto, on jokaiselle pythagoraan lauseensa opetelleelle ysiluokkalaiselle pikkujuttu laskea koneen koordinaatit. Tietokone tekee sen reaaliajassa, jolloin voidaan ruveta jo ohjuksiakin poksuttelemaan sopivaan suuntaan.

Kaikissa hävittäjissä on suihkumoottorit, jotka ovat kuumina kohteina helposti havaittavissa jopa yli 100km päästä. F-35 koneella on tässäsuhteessa sellainen ongelma, että sen ainoa suihkumoottori joutuu tekemään paljon töitä pitääkseen “liian raskaan” koneen ilmassa, joten se käy hyvin kuumana, ja on siten helpommin kuin esimerkiksi JAS-39 Gripen, havaittavissa IRST järjestelmällä kaukaa.

Tutkat voidaan vielä rakentaa multistaattisiksi,eli monikeskiöisiksi, jolloin nuo ensimäisessä kuvassa näkyvät “piikit” tulevat hyvin merkityksellisiksi: Kun tyhmä säteilijä on keskellä ja vasntaanottajat mikä missäkin, ei häivekone voi suunnitella sellaista reittiä kohteelle, että se tietäisi että se ei missään olosuhteissa heijasta energiaa tutkan suuntaan, ja tule havaituksi. Säteilijä on helppo tuhota, mutta niin halpa, että sen tuhoaminen ei oikeastaan ole ohjuksen käyttämisen väärttiä (ainakaan hinnaltaan), ja kun yksi on tuhottu, niin käynnistetään kilometrin päässä toinen, ja sama peli jatkuu.

Ilmavoimienkaan ei siis kannata pelkkään häivetekniikkaan hirttäytyä.

Advertisements

About epamuodikkaitaajatuksia

Reilu nelikymppinen jannu, joka on huolissaan siitä miten maanpuolustus ja turvallisuus makaa Lapissa, Suomessa ja Euroopassa. Harrastuksina Amerikkalainen jalkapallo, ja SRA ammunta. A guy about 45, who has a "thang" for military current issues, defense and shooting. Not to forget American football.
This entry was posted in Epäselvää ajatustenlentoa, HX-ohjelma, Jotain aivan muuta, teknologia. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s