إن القدرة على البقاء على قيد الحياة وإكمال مهمتها في المجال الجوي المتنازع عليها تتوقف مباشرة على قدرتها على تجنب أو خلط أو هزيمة الرادار العدو ونظم التعقب تحت الحمراء، وأهم القياس لهذه القدرة هو رادار الصليبي، وبينما تظل السرعة والمناورات قيمة، فإن تصميمات المناورات المنخفضة - المعروفة عموما باسم الجيل الخامس من القنابل.

فالسرقة ليست تكنولوجيا واحدة، بل هي تخصص هندسي على مستوى النظم يدمج الديناميكا الهوائية وعلم المواد ونظرية الكهرومغناطيسية والحرب الإلكترونية في فلسفة تصميم موحدة، وتدرس هذه المادة الاستراتيجيات الأساسية التي يستخدمها المهندسون العسكريون لتحقيق مستوى منخفض للغاية من نظم RCS، وتحافظ على ميزة تكتيكية حاسمة ضد نظم الدفاع الجوي المتكاملة المتقدمة.

فيزياء رادار كروس - قطاع

ومقياس الأشعة المقطعية هو مقياس لطريقة اكتشاف الجسم بالرادار، وهي نسبة الطاقة التي تنعكس في جهاز استقبال الرادار لكل وحدة، مقارنة بالطاقة التي يمكن أن تنعكس في مجال إجراء دقيق ذي حجم معين، وهي عادة ما تعبر عن علامات قياسية بالنسبة لمتر مربع واحد (الدموم).

وهناك مجال معدني موحد يبلغ طوله ١ متر مربع يحتوي على مقياس خام قدره صفر من الدي بيزوم، بينما يوجد مقاتل من الجيل الرابع مثل F-16 أو MiG-29 لديه نظام RCS من حوالي ٥ م2 )٧ ميغاغرام( - وهو ما يعادل طائر كبير أو طائرة صغيرة، وعلى النقيض من ذلك، فإن طائرة من الجيل الخامس مثل طائرة الإضاءة الثانية من طراز F-35 تهدف إلى تحقيق المدى اللازم للكشف عن الجرثروبو.

وينظم معادلة نطاق الرادار أثر نظام الرصد والمراقبة على إمكانية الكشف:

Pr = (P]t Gt G]r /(4)3 R4)

Where Pr] is received power and ENT is the target RCS. because the ratio of RCS to detection range follows a fourth-root relationship, reducing the RCS by a factor of 100 reduces the detection range by a factor of 10. An F-35 with an RCS of -30 dBsm can fly much closer to an enemy than an F-16

ويتأثر قطاع الرادار للطائرة بثلاث عوامل رئيسية هي: الهندسة (الشكل)، والتكوين المادي (المنتجة والمرونة)، والآثار المتكررة، ويجب أن يتحكم التصميم في الثلاثة جميعا في آن واحد.

تشكيلة الإطار الجوي: " كورنرستون " من أجل عدم إمكانية رصده

لو كانت موجة الرادار تسافر في خطوط مستقيمة إذا كانت موجة تصطدم بسطح و تنعكس في المصدر، يتم اكتشاف هذا الهدف الرئيسي للتشكيل الخفي هو تطهير موجات الرادار بعيدا عن الهوائي المستقبلي بغض النظر عن توجه الطائرة فيما يتعلق بالخطر

Faceted Geometry

وقد اعتمدت الطائرات الأولى المسروقة، بما فيها طائرة F-117 ليثوك، على سطح مسطح مسطح، وبتشييدها للإطار الجوي من لوحات ثلاثية مسطحة كبيرة، كفل المصممون أن تنعكس الطاقة الرادارية في أحزمة ضيقة ويمكن التنبؤ بها بدلا من العودة إلى الرادار، وفي حين أن هذا النهج يُفرض عقوبات جوية شديدة - فالإف-117 غير مستقرة في جوهرها.

استمرار الاقتحام والارتطام بالدغ

تستخدم الطائرات الحديثة السطو أسطحا محفورة باستمرار إلى جانب مواءمتها الحافة الصارمة، ويستخدم الرابط من طراز F-22 جناحاً من دلتا من نوع الماس مع أطراف متأرجحة في 42 درجة، وتتقاسم المثبتات الأفقية والرأسية هذه الزاوية المتحركة تماماً، وتركز هذه المواصفات على الرادارات إلى أربعة مسامير ضيقة، وتخفض إلى أدنى حد العودة من كل زاوية أخرى.

القضاء على أجهزة إعادة النظر في القانون

وعندما يجتمع سطحان متمرسين في زاوية يمنى، يخلقان مفكراً في الزاوية يعيد طاقة الرادار مباشرة إلى المصدر، وترمي الطائرات الاصطناعية إلى القضاء على الزوايا الخروطية، وتختلط المقاطع بين الرش والبيع بملء كبير، وتتفادى الزوايا الدوارة والأفقية للذيل 90 درجة، وتفتح أبواب الأسلحة المثبتة وأبواب العتاد الهزلية.

مواد وهياكل رادار - آبسوربنت

وحتى مع التشكيل الأمثل، ستضرب بعض الطاقة الرادارية الحاسوب الجوي، وتحوّل المواد الرادارية - الأبسرة هذه الطاقة الكهرومغناطيسية إلى حرارة، مما يحولها دون إعادة إشعالها.

حركة صواريخ ماغنتيك (MAGRAM)

(ج) تستخدم شركة MAGRAM جسيمات الحديد أو الكربونية المعلّقة في مصفوفة متعددة، وعندما تتفاعل موجات الرادار مع هذه الجسيمات، تدور المجالات المغناطيسية وتُفرّق الطاقة كثيفة، وهذا النوع من المواد الكيميائية ذات النطاق الترددي العالي ولكن النطاق العريض، وتستخدم F-22 بلاطيد ماجرام على أطرافها الرئيسية، وتُستخدم الشفاه لاستيعاب الطاقة في الترددات X وأجهزة الترددات ذات النطاقات.

Dielectric RAM and Lossy Composites

وتستوعب حركة الديكلتريا للطاقة الرادارية من خلال الهيستيريز الكهربائي بدلا من الهيستيريز المغناطيسي، وتُدرج الألياف السلوكية مثل الألياف السوداء الكربونية أو الفلزية في مصفوفة غير موصلية (الطائرات المطلية، كيلو متر مربع) وعندما تمر موجة رادارية من خلال المواد، فإن العناصر السلوكية تؤدي إلى تسخين مقاومة.

Resonant and Circuit Analog RAM

ويُستخدم السميك المثالي لمصطف متردد في الموجات الرادارية، ويستخدم مواصفات جومان طبقات متعددة تفصل بين العاملين في الفضاء لتحقيق استيعابها على نطاق أوسع.

طلاء الكرة الحديدي

استعملت الطائرة الـ (إف-117) معاطف متخصصة تُعرف بـ "طلاء الكرة الحديدية" تحتوي على نواة صغيرة مُستقطبة، وقد استوعبت هذه الطلاء طاقة رادارية في الفرق العالية التردد بينما بقيت صعبة بما يكفي لتحمل التدفئة الهوائية، وكانت ثقيلة، ومطلوبة على تطبيق دقيق في البيئات التي تسيطر على المناخ، وكانت عرضة للكسر.

تكامل الإطار الجوي والتجمع

وبالإضافة إلى التشكيل الواسع والمواد، يجب أن تُدمج بدقة خصائص الإطار الجوي المحددة لمنع الكشف عن الرادار.

خليج الأسلحة الداخلية

المخازن الخارجية، القنابل، الدبابات، وأجهزة التقاط الرؤوس، وأجهزة التتبع الرادارية الضخمة، وجهاز واحد من طراز AIM-120 AMRAAM، مركب على جناح واحد، يمكن أن يزيد من جهاز RCS للطائرات من 10 إلى 20 درهم، وترمي تصميمات الفولث على النقل الخارجي بالكامل، وتُخزن الأسلحة في العصا الداخلية خلف أبواب مكتظة بالكهرباء.

وهذا يفرض قيودا كبيرة، ويجب أن تكون الطائرة أكبر حجما لاستيعاب نفس الحمولة، ويجب على أجهزة الإطلاق المصنوعة من الفخس أن توسّع بسرعة الذخيرة إلى مجرى الهواء وأن تضمن الفصل الإيجابي، ويمكن استخدام أبواب الخليج كسطح جوي الديناميكية؛ وتستخدم القاذفات F-22 و F-35 أبوابها المفتوحة كبؤر سريعة أثناء إطلاق الأسلحة.

Engine Inlet and Exhaust Design

لو كان هناك رادار للعدو يستطيع أن يرى المروحة الطائرة RCS زيادة كبيرة تصميمات الإنقاذ تمنع هذا من خلال خط التجميل

أما القنوات (الخنادق) فتتم منحنها قنوات ملتوية تحجب خطا مباشرا لوجه المحرك، وتستخدم F-35 قناة S-duct ذات منحنى عاليا تتحول إلى التدفق الجوي 180 درجة عموديا قبل أن تصل إلى المحرك، كما أن التدفق B-2 يضخ نسيجها فوق الجذر الجناح، باستخدام الرادار المزود بالبخار نفسه لحماية المحرك من أي رادار أرضي.

والإدارة المفرطة لها نفس القدر من الأهمية بالنسبة للتوقيع بالأشعة تحت الحمراء، ولكن أنابيب الطائرة نفسها هي أيضا مجس رادار، وتستخدم F-22 زهرة مسطحة ومستقيمة تخفي الوجه التربيني، وتستخدم ب-2 زهرة غير معدنية شفافة للرادار في ترددات معينة.

النفقة والأثاث

كل هوائي وجهاز استشعار وجهاز مراقبة على طائرة تقليدية هو مُجسّد رادار محتمل، في تصميم التسلل، هذه الفتات إما أن تُسترجع إلى الجلد أو تُغطى بمواد مُنقّعة بالترددات تسمح بالرادار الودود والاتصالات بأن تمر بينما تُغلق الرادار الخارجي، نظام الإستهداف الكهرومغناطيسي F-35 مُثبت في نافذة مُراقبة الوجه التي تُبقي على الطائرة

البيع بالقطعة: تخفيض التوقيع بالأشعة تحت الحمراء والصوتية

فالرادار ليس مجال الكشف الوحيد، إذ إن نظم البحث والتعقب ذات الأشعة تحت الحمراء والمجسات الصوتية قد تقدمت بشكل كبير، ويجب على الطائرات الحديثة السطو أن تدير توقيعاتها عبر الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله.

قمع المخدرات

محركات الطائرات تنتج حرارة شديدة، إنّ عمود العادم مصدر رئيسي لتوقيعات (آي آر) خاصة في الموجات المتوسطة التي يستخدمها الباحثون عن الصواريخ، تصاميم العجلات تتضمن خليط العادم والتبريد، إنّ قناة (إف-35) تسحب في الهواء المحيط البارد عبر خط ثانوي،

التسخين الجوي

في السرعة الخارقة، يسخن الاحتكاك جلد الطائرة، ويخلق توقيعاً واسع النطاق على IR، ويخفف المصممون من هذا من خلال اختيار المواد بعناية وإدارة حرارية، وقد استخدم الطائر الأسود الـ (SR-71) التيتانيوم ورسماً أسوداً خاصاً لتشعير الحرارة بكفاءة، وإن لم يكن طائرة متسللة، فحدّد الطائرات العمودية البحرية المستمرة للحد من التراكم الحراري.

التوقيع الصوتي

وفي حين أن التوقيع الصوتي أقل أهمية بالنسبة لمقاتلي الطائرات النفاثة، فإنه يعتبر من الاعتبارات الرئيسية بالنسبة للمركبات الجوية غير المأهولة والطائرات العمودية، حيث أن مدافعي الدفع المنخفضي الضوضاء والدوارات الملتوية والملاحين المصفحين يحدون من إمكانية الكشف الصوتي، وقد قامت طائرة هليكوبتر من طراز RAH-66 كومانشي، رغم إلغائها، بتضمينها روابر رئيسي من خمسة بلبلدات، ومنتج ذيل مصمم للحد الأدنى من الضوضاءة.

التوقيع الافتراضي

وترسم الطائرات ذات القدرة المنخفضة على المراقبة باستخدام المايت، والملابس ذات القدرة المنخفضة على المشاهدة التي تقلل من الجلينة وتتناقض مع السماء، ويمكن تحويل نظم الإضاءة إلى أساليب عمل غير مقصودة للعمليات الليلية، وتمنع الكشف البصري، وتسمح في الوقت نفسه للطيار بأن يرى من خلال نظارات الرؤية الليلية.

التدابير المضادة الإلكترونية وسرقة الأنشطة

التصميم المادي يقلل من عودة الرادار، ولكن نظم الحرب الإلكترونية توفر الحماية النهائية، وتقنيات التسلل النشطة الخداعية أو التشويش على الرادار العدو قبل أن يتم الكشف عنها.

انخفاض احتمال اعتراض الرادار

إن نبضات الرادار التقليدية عالية الطاقة ويسهل اكتشافها، وتستخدم رادارات LPI تقنيات التنقيب عن الأنظار، وأجهزة التكرار، والأورام الموجية المعقدة التي تنشر طاقتها عبر نطاق واسع، وجهاز استقبال من أجهزة الدعم الإلكتروني للعدو، تبدو إشارة من طراز LPI ضوضاء خلفية إلى أن تكون الطائرة قريبة جدا، والرادار الذي يصدر عن الطائرة F-35 هو مثال رئيسي على تكنولوجيا LPI.

جهاز تصوير رقمي للترددات الراديوية

المزدحمات الـ دي آر إم) يُعدّل نبض الرادار القادم) ويخزنه ويعيد نقله مع التعديلات هذا يسمح للمربّى بأن يُنشئ أهدافاً زائفة متماسكة تبدو حقيقية للرادار

حرق السفن وقطع الغيار المنتهية

إن العواطف الرادارية المطلية، مثل الطائرة ALE-50 و ALE-55، هي أجهزة إرسال صغيرة تُسحب خلف الطائرة، وهي تبعث إشارة مصممة لاجتذاب القذائف الموجهة بالرادار، وسحبها بعيدا عن الطائرة، والطائرات المصغرة المطلة بالطائرات ذاتيا القاذفات التي تستنسخ التوقيعات الرادارية لمقاتل كامل الحجم أو مفجر.

الهجوم الإلكتروني وحرب الفضاء

وتجمع عمليات السرقات الحديثة بين الآثار الحركية والهجوم الإلكتروني، ويهدف نظام الجيومر القادم إلى قمع دفاعات العدو الجوية بحرمانه من طيف الرادار نفسه، ويمكن أن تعطل قدرات الحرب الإلكترونية شبكات القيادة والسيطرة، مما يخلق نوافذ من الفرص أمام أجهزة الاختراق.

العمليات العقارية والصيانة

وتحتاج تكنولوجيا التصريف إلى مستوى عال من الاكتفاء، وتعاني المعاطف المنخفضة القابلية للملاحظة من الهشاشة والانحسار بمرور الوقت، وتخفض الأمطار والغبار والرمل والرحلات العالية السرعة من سطح الرادار - المبردات، وتحتاج طاقم الصيانة من طراز F-117 إلى قضاء 20 إلى 40 ساعة لإعادة استخدام مشغل الرادار - الصوت والطلاء لكل ساعة طيران.

وقد تحسنت الطائرات الحديثة بشكل كبير، وكانت الطائرة F-35 مصممة بمعطف قابل للتدوير، يتطلب صيانة أقل بكثير من الطائرة F-22 أو F-117، وتطبق المعاطف في مجموعات كبيرة ومجهزة مسبقا يمكن استبدالها بسرعة، غير أن العمليات من مطارات أو متضررة لا تزال تشكل تحديا، وقد استثمرت القوة الجوية الأمريكية في مرافق صيانة الشحن " القابلة للتشغيل " التي يمكن أن تجهز في حاويات.

كما أن السرقة تتطلب مراقبة صارمة للانبعاثات، والطائرات الخفية التي تبث إشارة إذاعية عالية الطاقة لم تعد متسللة، ويجب على الطيارين أن يديروا اتصالاتهم، ووصلات البيانات، وانبعاثات الرادار بعناية لتجنب تنبيه أجهزة الاستشعار التابعة للعدو، والطائرة الـ F-35 (Multi Advanced Data Link) هي وسيلة توجيهية وضيقة الحزم التي تقلل من فرص التسلل إلى شبكة التسلل.

الاستنتاج: مستقبل عدم التقيد

ويتواصل مصارعة الذراع بين الكشف والسرقة، ويمكن للرادارات المنخفضة التردد (VHF، UHF) أن تكتشف الطائرات المتسللة، ولكن لديها حل ضعيف ولا يمكنها توفير حل لضبط الحرائق، كما أن الرادارات الكهرمائية وشبكات الرادار البستانية السلبية تهدد بتقويض ميزة التصميمات الحالية للسرقة، واستجابة لذلك، فإن الجيل القادم من نظم القتال الجوي سيدفع بالسرقة أكثر.

برنامج القوات الجوية الأمريكية القادم للجيل الجوي و (بي-21 ريدر) يتضمنان دروساً مستفادة من عقود من العمليات السرية

ولا تزال الفيزياء الأساسية كما هي: التقليل إلى أدنى حد من العودة، واستيعاب البقايا، وخلط بين أجهزة الاستلام، ومع تطور تكنولوجيا الاستشعار، وكذلك الاستراتيجيات الرامية إلى تحقيق السرقة، وضمان أن يظل انخفاض القابلية للملاحظة هو العامل الحاسم في المعارك الجوية في المستقبل.