Jak działa technologia stealth? Bombowiec B‑21 Raider jest jej dobrym przykładem

Kilka dni temu strategiczny, trudnowykrywalny bombowiec B-21 ponownie skupił na sobie uwagę świata. Amerykanie ujawnili dwie nowe fotografie samolotu, a widoczne na nich szczegóły bombowca przedstawiła szerzej Karolina Modzelewska.

Fotografie, choć budzą zrozumiałe zainteresowanie, są zarazem przykładem trudnej sztuki pokazywania nowej maszyny tak, aby ukryć wszystko, co istotne. Choć siły powietrzne Stanów Zjednoczonych pokazały już kilka zdjęć B-21, to – co zauważa Maciej Szopa z Defence24 – nadal nie wiemy, jak ten samolot wygląda z boku.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Równie tajemniczy pozostaje tył Raidera. Choć znamy jego ogólny kształt, Amerykanie wciąż nie pokazali żadnych szczegółów, jak choćby wyloty dysz silników. To jeden z kluczowych elementów, rzutujących na możliwość wykrycia samolotu.

Stealth to zbiór rozwiązań, utrudniających wykrycie danego obiektu za pomocą dostępnych środków obserwacji. Przed laty, gdy jedynym dostępnym narzędziem był wzrok, sprowadzało się to do zastosowania możliwie skutecznego kamuflażu.

Rozwój technologii sprawił, że istotne stało się maskowanie także w zakresie widoczności dla radarów, promieniowania cieplnego czy wszelkich emisji elektromagnetycznych. Odpowiada za nie odpowiednie ukształtowanie powierzchni, służące odbijaniu w pożądanych kierunkach (np. ku górze) lub rozpraszaniu fal radarowych, albo użycie materiałów, które je pochłaniają.

Stosowanie takiej właśnie, "antyradarowej" powłoki było związane z problemami trapiącymi samoloty F-35, które z powodu nietrwałości zastosowanych powłok szybko traciły część swoich właściwości stealth.

Kamuflaże służą różnym celom. Część – poprzez upodobnienie obiektu do tła i rozmycie jego konturów – służy zamaskowaniu jego obecności. Przykład takiego działania pokazał w zestawieniu kamuflaży Konstanty Młynarczyk.

Inaczej działa słynny, stosowany w czasie pierwszej wojny światowej kamuflaż Dazzle. Nie maskuje on samej obecności obiektu, ale utrudnia ocenę jego kształtu, kierunku ruchu czy prędkości poruszania się.

Jego warianty są stosowane nawet dzisiaj m.in. przez koncerny motoryzacyjne, testujące nowe pojazdy na drogach publicznych czy do oszukiwania algorytmów, odpowiedzialnych za inwigilację i rozpoznawanie twarzy.

Do ciekawych przykładów kamuflażu zaliczyć należy także stosowanie na kadłubach i skrzydłach samolotów dodatkowych świateł, co podczas misji nocnych miało utrudnić obserwację maszyn na tle rozgwieżdżonego nieba.

Prawdopodobnie najbardziej osobliwym (choć całkiem skutecznym!) kamuflażem pozostaje malowanie sprzętu wojskowego na kolor różowy. Ta osobliwa, jak na wojsko, barwa sprawdza się przede wszystkim o świcie i tuż po zapadnięciu zmroku – stosowano ją m.in. na okrętach, samolotach rozpoznawczych czy pojazdach sił specjalnych.

We współczesnych samolotach bojowych ze względu na wysokość i szybkość lotu, kamuflaż ma mniejsze znaczenie niż przed laty, jednak wciąż bywa stosowany. Jego specyficzną formą jest m.in. fałszywa kabina czy geometryczne wzory na skrzydłach, utrudniające szybkie dostrzeżenie konturów samolotu.

Za pierwszy samolot stelath jest uznawany Horten Ho 229, zbudowany w Niemczech w 1945 roku. Zaprojektowany przez braci Horten niemiecki, szybki bombowiec odrzutowy wyróżniał się nie tylko sylwetką, ale – związaną z nią – niższą sygnaturą radarową.

Zasięg wykrycia Hortena był mniejszy o około 20 proc. w porównaniu z samolotami o podobnych rozmiarach, ale zbudowanymi w klasycznym układzie aerodynamicznym. Twórcy maszyny mieli świadomie – a nie z powodu braków w zaopatrzeniu – stosować tam, gdzie to możliwe elementy drewniane, gorzej odbijające fale radaru od różnych stosowanych w lotnictwie metali.

Kluczowym atutem była jednak sylwetka samolotu – układ latającego skrzydła charakteryzuje się bowiem brakiem pionowych powierzchni sterowych, radykalnie zwiększających tzw. skuteczną powierzchnię odbicia.

Skuteczną powierzchnię odbicia zwiększają także elementy silników samolotu, jak choćby wirujące łopaty sprężarki. Z tego powodu wloty powietrza w samolotach bojowych są budowane tak, aby jak najlepiej zasłaniać wnętrze silników, co jest widoczne także w przypadku samolotu B-21 Raider. Wloty powietrza znajdują się na górnej powierzchni skrzydeł, więc są niewidoczne dla radarów umieszczonych na ziemi.

Przed radarem ukryte jest także wnętrze kabiny, która jest mocno obudowana kadłubem maszyny i pokryta powłoką, zmniejszającą przepuszczalność fal radiowych. Wczesne warianty takich powłok odpowiadały przed laty za charakterystyczny, złotawy kolor osłon kabin niektórych samolotów, jak wczesne wersje F-16, Growlerów (co służyło także ochronie zdrowia załogi) czy F-22.

Niezwykle ważną kwestią jest także ukrycie uzbrojenia wewnątrz kadłuba samolotu. W przeciwieństwie do maszyna takich, jak B-52 czy Tu-95, które część pocisków przenoszą po prostu pod skrzydłami (bo i tak są z daleka widoczne na radarze), B-21 i wiele innych, nowoczesnych konstrukcji ukrywa uzbrojenie w wewnętrznych komorach.

Rzutuje to na ilość przenoszonej broni, ale także na jej rozmiary – nowe pociski muszą być projektowane ze świadomością ograniczeń, narzucanych przez wielkość komór na uzbrojenie. 

Kwestią często bagatelizowaną w przypadku omawiania cech samolotów stealth jest ich sygnatura termiczna. Lecący z dużą prędkością samolot rozgrzewa się w wyniku tarcia o powietrze, a jego napęd generuje bardzo wysoką temperaturę.

Z tego powodu większość samolotów może być wykrywana z dużych odległości bez potrzeby używania radaru. Jego pasywnym odpowiednikiem są czujniki takie, jak IRST, który z odległości wielu dziesiątek kilometrów pozwala na tle zimnego nieba wykryć cieplejsze obiekty, jakimi są samoloty.

Dlatego nowoczesne maszyny, obok rozwiązań służących chłodzeniu gazów wylotowych, mają dysze silnika zbudowane tak, aby osłonić je z możliwie wielu kierunków, utrudniając tym samym wykrycie (a zarazem naprowadzanie pocisków przeciwlotniczych z głowicami termalnymi). Z tego powodu zdziwienie budziły zdjęcia rosyjskiego Su-57, którego podkreślane przez Rosjan cechy stealth mocno kontrastowały z pokazanymi na zdjęciach, odsłoniętymi dyszami silników.

Prawdopodobnie ta kwestia jest powodem, dla którego Amerykanie tak starannie dobierają ujawniane zdjęcia B-21 – choć od prezentacji samolotu minął już kwartał, wciąż nie wiadomo, jak wyglądają wyloty jego silników i jak dokładnie ukształtowana jest tylna część kadłuba.