Стелс-технологии — теория, практика и ошибки

10 ноября 1988 года Пентагон опубликовал официальный пресс-релиз о первом в мире самолёте-невидимке F-117A, созданном по уникальной технологии, которая впоследствии будет названа «стелс» (stealth – невидимый).

Этот угловатый футуристический «инопланетный» самолёт создавался в условиях абсолютной секретности. Очень немногие в Пентагоне знали, что программа вообще существует, пока F-117 не был открыт для публики в 1988 году.

Предпосылками к созданию боевого самолёта, способного скрытно преодолевать ПВО противника, послужили большие потери тяжёлых бомбардировщиков США во Вьетнаме от действий советских зенитно-ракетных комплексов. Попытки создать самолёт-невидимку предпринимались и раньше, но все они были безуспешными пока не появилось теоретическое обоснование возможности создания такого самолёта.

В 1962 году в издательстве «Советское радио» небольшим тиражом в 6500 экземпляров вышла книга «Метод краевых волн в физической теории дифракции», которая не привлекла внимание широкой аудитории. Однако, опубликованные в ней расчёты, формулы, а главное — идеи, через несколько лет произведут настоящий фурор в мировом авиастроении. Автор книги — молодой математик Пётр Уфимцев разработал, ни много — ни мало, теорию создания самолёта-невидимки.

Учёный рассчитал, что если изменить форму фюзеляжа самолёта с привычной округлой на угловатую (фасеточную) и использовать плоские панели, наклонённые под определёнными углами, то они могут эффективно отражать сигналы радиолокационных систем в сторону от радара, а значит, оставаться для них невидимыми. Казалось бы, что теперь можно приступать к разработкам первого в мире самолёта-невидимки, но в Советском Союзе идеи Уфимцева сочли не перспективными, а расчёты учёного - противоречащими всем законам аэродинамики, и подобный самолёт даже не сможет оторваться от земли.

В 1964 году в журнале Московского института радиотехники (сейчас МИРЭА) была опубликована статья Уфимцева с таким же названием, что и книга. Именно её обнаружил аналитик компании Локхид Мартин Денис Оверхолcер. К началу 1970 годов компьютеры и программное обеспечение уже значительно продвинулись в своём совершенстве, и была подготовлена почва для расчётов внешнего облика самолёта-невидимки.

Спустя 16 лет, в июле 1978 года Главное разведывательное управление Генштаба Вооружённых сил СССР получило уведомление, что в США ещё с начала семидесятых активно ведутся разработки по технологии, позволяющей делать самолёты незаметными для радаров. Но, что это были за разработки? Выяснилось, что в основу американских технологий легли расчёты Петра Уфимцева, взятые из его книги.

В разгар «холодной войны» и гонки вооружений в отделе иностранных технологий ВВС США очень внимательно следили за тем, что выходило в советской печати и имело хоть какое-то отношение к радиоэлектронике и самолётостроению. Поэтому книгу Уфимцева перевели и с особой тщательностью изучили в отделе секретных исследований Локхид Мартин Skunk Works, который занимался как раз невидимками. Труд советского учёного почти полностью вошёл в техническое обоснование проекта будущего самолёта.

Изучив труд Уфимцева, американские специалисты по опубликованным в нём формулам рассчитали параметры нового самолёта и пришли к выводу, что подобный аппарат действительно может быть невидим для существующих на тот момент радаров. Разработка самолёта-невидимки началась незамедлительно, он стал сверхсекретным проектом Пентагона. А Бен Рич, который руководил программой разработки, называет теорию Уфимцева, краеугольным камнем, позволившим осуществить прорыв в технологии стелс.

Су-57 — рождён невидимкой

Проект F-117 начался в 1975 году с модели под названием «Безнадёжный бриллиант» (Hopeless Diamond). На следующий год Агентство оборонных перспективных исследовательских проектов (DARPA) заключило контракт с Локхид Мартин на создание и тестирование двух прототипов под кодовым названием «Есть Синий» (Have Blue).

Первый полёт демонстратора технологий состоялся 1 декабря 1977 года. И хотя оба прототипа во время испытаний были потеряны, полученные данные оказались положительными. Финансирование работ по разработке стелс-технологий было увеличено, а 1 ноября 1978 года был заключен контракт на разработку «Ночного ястреба». ОКР поручались Skunk Works. Бен Рич пригласил Билла Шредера, математика фирмы Локхид, и Дениса Оверхолсера для разработки компьютерной программы под названием «Эхо». С её помощью был получен облик самолёта с плоскими панелями - гранями, которые располагались таким образом, чтобы рассеивать более 99% энергии сигнала радара, делая самолёт невидимым на экранах РЛС.

Несмотря на то, что полученный дизайн абсолютно противоречил законам аэродинамики и делал полёт такого самолёта неустойчивым, а его управление сложным, концепция невидимости стала для конструкторов Локхид идеей фикс.

Директор Skunk Works Кларэнс «Келли» Джонсон предложил округлую конструкцию фюзеляжа. Он полагал, что плавно смешанные формы обеспечат лучшее сочетание скорости и скрытности. Тем не менее, его помощник Бен Рич настоял на поверхностях с огранёнными углами, что позволяет значительно снизить сигнатуру радара, а необходимый аэродинамический контроль может быть обеспечен компьютерным управлением. В отчёте Skunk Works, опубликованном в мае 1975 года, представлена округлая концепция самолёта, которая была отвергнута в пользу фасеточного (гранённого) подхода.

Аэродинамическое качество F-117A равно 4 (для сравнения: у Су-27 - 11,6, у F-15С - 10), в результате полёт на сверхзвуковой скорости для него невозможен, ограничивается радиус действия, уменьшается боевая нагрузка и манёвренность. Его максимальная скорость составляла 993 км/час, боевой радиус 860 км, в двух отсеках вооружения размещалось по одной корректируемой бомбе или ракете, боевая нагрузка 2300 кг. Самолёт не имел БРЛС и средств РЭБ, т.к. их работа умножала на ноль все достигнутые параметры скрытности. Для наведения на цель использовалась инфракрасная система с лазерным дальномером-указателем, который вычислял дальность до цели для бомб с лазерным наведением, т.е. самолёт не мог с высокой точностью атаковать цели в облачную погоду. Для навигации использовалась инерциальная система и приёмник спутниковой навигации.

По курсу 1990 года программа разработки F-117A оценивалась в $6,56 млрд, а стоимость одного самолёта — $111,2 млн. Всего было произведено 64 машины, включая 5 опытных образцов.

И всё же штурмовик (а не истребитель) F-117A Nighthawk американцы назвали технологическим превосходством США над остальным миром. Его внешний вид действительно впечатлял — угловатый фантастический дизайн заставлял думать, что это — совершенство, которого другим странам никогда не достигнуть.

Формула успеха: Су-57=f22+f35

Первое боевое применение «Ночного ястреба» состоялось во время операции «Буря в пустыне». Есть несколько версий результатов применения F-117A в войне с Ираком. Со стороны американских военных и СМИ — это полные восторга последствия ночных налётов и ударов корректируемыми бомбами по военным и гражданским целям в Багдаде, когда самолёты в полном радиомолчании пересекают границу с Саудовской Аравией и незамеченные обширной сетью иракской ПВО атакуют свои цели. При этом участники тех налётов рассказывают, как вокруг них летали иракские МиГ-29, но из-за того что системы наведения истребителей «были слепы, не могли обнаружить и выполнить захват».

Есть, однако, и другие утверждения относительно результатов первых налётов. Так, телеканал «Звезда» рассказывает, что 17 января 1991 года повергло руководство Пентагона в шок — три из десяти F-117A были обнаружены средствами противо-воздушной обороны Ирака.

«Иракские ВВС и ПВО смогли подбить три «невидимки» F-117А. Два самолёта были сбиты МиГ-25 и МиГ-29 ВВС Ирака и упали на территорию, контролируемую армией США. Третий, сбитый из ЗРК «Оса» советского производства, упал недалеко от линии фронта, но был оперативно эвакуирован американским спецназом на двух транспортных вертолётах", - рассказывает военный эксперт журнала «Арсенал Отечества» Алексей Леонков. При этом официальных или каких-либо других прямых или косвенных подтверждений этих фактов нет, за исключением отсылок к неуказанным арабским СМИ того времени.

27 марта 1999 года самолёт-невидимка F-117A (серийный № 82-0806) был сбит в районе деревни Буджановцы в 40 км к западу от Белграда. Согласно сербской версии, цель была поражена через 17 секунд после пуска двумя ракетами 5В27Д зенитно-ракетного комплекса С-125. Первая ракета оторвала крыло, а вторая попала в сам самолёт. По американской версии, в самолёт - в крыло - попала только одна ракета, вторая прошла мимо.

Высказываются предположения, что командир 3-го ракетного дивизиона С-125 «Нева» 250-й зенитно-ракетной бригады полковник Золтан Дани по личной инициативе купил тепловизор западного производства, который был интегрирован в систему наведения ракет его комплекса, что позволило произвести сопровождение и поражение цели.

29 апреля 1999 года другой F-117A был повреждён югославской ракетой "земля-воздух", но благополучно вернулся на базу Авиано в Италии (по некоторым источникам, самолёт сел в Германии). Издание United Press International со ссылкой на анонимных чиновников в Пентагоне сообщает, что возможно, его увидели и произвели прицеливание при свете полной луны. Там же предполагается, что и первый сбитый в Сербии F-117A был сбит при полной луне. Сообщение бредовое, но из него можно предположить, что оба самолёта были сбиты из переносного ЗРК. Получается, что захват цели ракетой всё же произошёл и она не отклонилась от цели, не потеряла её.

До этого американцам удавалось все сбитые самолёты эвакуировать с места крушения, но в этот раз скрыть потерю невидимки Штатам не удалось. Новость о первом сбитом самолёте-невидимке стала сенсацией, это был сильнейший удар по американскому военно-промышленному комплексу. Вплоть до 25 ноября 1999 года — более полугода, военные США не признавали, что F-117A - гордость их авиастроения могла быть обнаружена радарами противника и уничтожена. Теперь об этом знал весь мир.

F-117A - сверхоружие, которое должно было заставить дрожать от страха всех врагов США, самый совершенный самолёт в мире, специально созданный для скрытного проникновения через системы ПВО противника. Но реальная жизнь показала, что амбициозная, дорогостоящая, высокотехнологичная разработка оказалась не так эффективна, как рассчитывали. Неужели американские инженеры ошиблись? Как получилось, что радары устаревших систем ПВО смогли обнаружить самолёт-невидимку?

Малозаметные самолёты не являются абсолютно невидимыми для средств обнаружения ПВО. В первую очередь для радиолокационных станций существенно снижается дальность их обнаружения. Эффективность используемых американцами стелс-технологий зависит от частоты, на которой работает и облучает цель РЛС. Американская технология радиолокационной невидимости была рассчитана на радиоволны Х-диапазона — от 8 до 12 ГГц. Это сантиметровая длина волны, на которой работают большинство современных радаров ПВО и бортовые радиолокационные станции самолётов. Более старые советские РЛС используют L-диапазон — дециметровые волны с частотами от 1 до 2 ГГц. Эти РЛС прекрасно видят самолёты-невидимки на больших расстояниях.

Почему американские самолёты-невидимки не скроются от российских РЛС

Получается немыслимое — во время испытаний самолёты облучались всеми доступными американцам средствами радиолокационного обнаружения, и все они не «видели» самолёт, а испытать его против РЛС, работающих в других частотных диапазонах, не додумались. Поверить в такое крайне трудно, поэтому остаётся предположить, что облучались самолёты на испытаниях радарами в разных диапазонах частот, просто дальность обнаружения длиноволновыми РЛС была настолько мала, что результат посчитали приемлемым. Это подтверждается тем, что в Сербии F-117 был сбит на удалении 13 км. от пусковой установки, а полёт ракеты продолжался всего 17 секунд.

Выходит, что конструкторы и учёные компании Локхид Мартин допустили ошибку и узнали об этом только после реального боевого применения F-117A, первых результатов и потерь. А может им помогли допустить такую ошибку?

* * *

В январе 1977 года недалеко от посольства США в Москве к машине с дипломатическими номерами подошёл неизвестный человек. Он пытался заговорить с водителем на английском языке, но в итоге ничего не получилось. Тогда он бросил в окно записку и ушёл. Текст в письме был довольно лаконичным: «Мне хотелось бы обсудить некоторые вопросы на строго конфиденциальной основе с компетентным американским официальным лицом».

Почти год, с января 1977-го по февраль 1978-го, этот человек искал способ выйти на связь с американскими спецслужбами. Но сотрудники посольской резидентуры ЦРУ не отвечали, подозревая, что это может быть ловушка КГБ. После нескольких безуспешных попыток встретиться с американскими агентами, предатель понял, действовать надо иначе.

Уже в следующем письме он сообщил, что имеет доступ к секретным военным разработкам СССР, и чтобы подкрепить слова делом, он приложил к письму документы из библиотеки одного закрытого московского НИИ. Документы были настолько важными, что КГБ никогда бы не выдал подобную информацию, поэтому в ЦРУ поверили и вышли на связь с этим человеком. Так у американской разведки появился новый агент - «Сфера», с которого началась история предательства, чуть не стоившего СССР десятков лет секретных разработок.

За шесть лет агент «Сфера» передал ЦРУ информацию о 54 совершенно секретных разработках и получил в качестве оплаты около 800 тысяч рублей — по тем временам это была немыслимая сумма для советского гражданина. На эти деньги в 1985 году можно было купить более 100 автомобилей «Жигули». Но кроме того, на счетах в иностранных банках предателя ждали ещё два миллиона долларов. При этом стоимость военных секретов, которые получали американцы, исчислялась десятками миллиардов долларов.

Агент передавал бесценные материалы для американской разведки. Это были новейшие данные об электронных системах управления истребителей «МиГ», данные об уникальных радарах «Сапфир» и «Заслон», секретный проект «Штора». На каждой из двух десятков личных встреч со связными он передавал им по 100–200 фотоплёнок с новейшими разработками ВПК. В их числе - данные о работе системы «свой-чужой», РЛС ПВО и ПРО страны, новейших военных самолётов, крылатых ракет. Если бы началась война между СССР и США, американские ВВС имели бы абсолютное преимущество в небе.

Как работает авиационная БРЛС

В СССР утечку секретной информации на Запад заметили уже в начале 80-х годов. По оперативным каналам КГБ, а также из открытых американских источников поступали сведения, говорящие о том, что США в курсе новейших советских разработок. В одном из отчётов начальнику Управления КГБ СССР генералу армии Андропову говорилось: «Они хорошо осведомлены о ведущихся в СССР закрытых работах. Кроме того, в области авиации дана оценка перспектив развития радиоэлектронных систем военной авиации СССР и предлагается программа соответствующей модернизации истребителей США». Это натолкнуло КГБ на мысль, что информация сливается из НИИ, занимающихся радиоэлектроникой и авиацией. Оставалось только выяснить, из какого конкретно НИИ идёт утечка. КГБ СССР начал поиски предателя.

Расследование проходило в строгой секретности, стали выяснять, кто в закрытых НИИ получал доступ к документам, содержащим ушедшие в США сведения. Круг сужался, и уже через несколько недель КГБ вышел на след предателя. Всё оказалось очень просто, информатора выдали библиотечные формуляры — карточки, в которых фиксируются все данные о том кто, когда и какую литературу или документацию брал. Оказалось, что иностранным агентом был ведущий конструктор секретного НИИ «Фазотрон» Адольф Толкачёв.

При проверке формуляров, которыми пользовался Толкачёв, выяснилось, что в них внесены не все инвертарные номера документов, которые он брал за последние годы. Библиотекарь помнила, что примерно год назад в его карточке уже не оставалось места для записей, а теперь она была едва заполнена. В КГБ провели экспертизу и выяснили, что формуляр ведущего конструктора был подделан. Более того, стало известно, что Толкачёв неоднократно брал в научно-технической библиотеке секретные издания, напрямую не связанные с его специализацией.

Подтверждение того, что этот человек работает на ЦРУ, пришло из двух независимых источников. Сначала в октябре 1984-го его сдал Эдвард Ли Ховард, которого готовили к командировке в Москву в качестве связника для «Сферы», но перед отъездом он не прошёл проверку на полиграфе из-за пристрастия к наркотикам. После увольнения из ЦРУ Ховард приехал в Вену, где за 150 тыс. долларов раскрыл схему работы с Толкачёвым сотруднику КГБ в советском посольстве в Австрии. В начале 1985-го эту информацию подтвердил новый «крот» КГБ Олдрич Эймс.

После того, как в КГБ выяснили, кто передаёт американцам секретные данные, задачей №1 стало нейтрализовать тот вред, который Толкачёв нанёс оборонной промышленности СССР. Органы госбезопасности разработали план спецоперации, по которому предателя решили пока не арестовывать, а использовать в качестве источника дезинформации. В специальное хранилище НИИ «Фазотрон», откуда Толкачёв черпал секретные данные, поместили документы с дезинформацией настолько изощрённой, что она не вызывала ни малейшего подозрения.

Девять месяцев, с октября 1984 года по июнь 1985, Толкачёв продолжал снабжать ЦРУ сверхсекретными данными о советских разработках, но эта информация уже была филигранной подделкой КГБ.

В результате этой спецоперации в течение девяти месяцев американские учёные и техники получали информацию, которая должна была направить их исследования и разработки по ложному пути. Что это была за информация - неизвестно. Можно, конечно, предположить, что она касалась стелс-технологий и самолёта F-117A, но если сопоставить даты ареста Толкачёва и сроки разработки самолёта, предположение выглядит сомнительным. "Ночной ястреб" впервые поднялся в воздух в июне 1981 г., в 1982 году первые машины были переданы ВВС США. С октября 1983 г. F-117A были готовы к боевому применению, и только с осени 1984-го началась передача дезинформации - к этому времени все ОКР и испытания давно были завершены.

Как бы там ни было, для конструкторов ОКБ Микояна и Сухого невидимость самолёта на радарах не является панацеей. Это подтверждает и первый советский прототип истребителя пятого поколения МиГ-1.44, и современный Су-57. Да и в самих Соединённых Штатах поняли и извлекли ошибки из опыта F-117A – самолёты F-22 и F-35 совершенно не похожи по своему дизайну на первый стелс - фюзеляж имеет округлые формы, что говорит также и о том, что дальность их обнаружения намного больше, чем у фасеточного «Ночного ястреба».

Все современные российские комплексы ПВО и БРЛС боевых самолётов работают в нескольких диапазонах волн и сканируют пространство в различных диапазонах частот. Поэтому планы Пентагона на то, что новый бомбардировщик B-21 Raider или страдающий от недоработок истребитель F-35 смогут свободно и безнаказанно проникнуть в воздушное пространство России или стран, оснащённых российскими системами ПВО, могут быть реальностью только в головах американских генералов, год из года требующих средства для противостояния мнимой российской угрозе.

Источники:
АиФ

Арсенал Отечества

Военное обозрение

Wikipedia, F-117 Nighthawk

Вэб-архив

Теория дифракционных краевых волн, pdf

Метод краевых волн в физической теории дифракции, pdf

Телеканал «Звезда», программа «Не факт» от 3 мая 2019 г., 9:20

News bank archives

Пентагонус.ру

Голосовать ПРОТИВГолосовать ЗА (14 оценок, среднее: 4,43 из 5)
Загрузка...