Почему «невидимые» самолеты, на самом деле, видны на радарах и зачем тогда этот «стэлс»
На изображении ниже – истребитель-бомбардировщик F-35I Adir, замеченный в сервисе отслеживания полетов. Малозаметный военный самолет во время боевого патрулирования израильского неба оказался виден в абсолютно «гражданском» приложении. Неужели это и есть хваленый «стэлс»? Не все так просто, и вокруг этого термина много мифов, поэтому давайте разберемся.
По поводу того инцидента в июле 2018 года, честно говоря, до сих пор ясности нет. Распространенное мнение гласит, будто ВВС Израиля таким оригинальным образом наглядно показали всем соседям свой новый арсенал. Летчику просто сказали не выключать транспондер, чтобы любой диспетчер мог видеть новейший F-35 в небе. Хотя не стоит исключать и фактор банальной халатности. Тем не менее появление «самолетов-невидимок» на сервисах типа Flightradar не является чем-то из ряда вон выходящим. Во время полетов в мирное время военные часто включают такие же транспондеры ADS-B, как и гражданские борта. Это сильно упрощает навигацию и повышает безопасность в районах с оживленным воздушным движением. Однако никто не запрещает военным летательным аппаратам передавать искаженные или вовсе поддельные данные на открытых частотах. Такое осуждается, поскольку в некоторых случаях может привести к катастрофическим инцидентам, но помешать им невозможно.
Возвращаясь к теме «невидимости»
Пусть гражданские радары не могут увидеть «стэлс» с выключенным транспондером, но есть же военные РЛС – что с ними? Какова для них разница между обычным самолетом и «невидимкой», или они его тоже не замечают? Говоря кратко, видят, но не всегда или плохо и только вблизи.
Иными словами, невидимость самолета достижима только в теории, да и то в крайне ограниченном диапазоне излучений. Современный комплекс технологий, объединяемых неофициальным термином «стелс», направлен на снижение заметности техники. Главная идея: сделать так, чтобы противник заметил нас уже после того, как мы приблизились на расстояние удара.
Достигают этого путем множества сложных технических решений, трюков и особенностей тактики применения. Дабы объяснить, как это происходит, придется немного погрузиться в азы радиолокации и воздушной навигации.
Иголка в стоге сена
Вне зависимости от того, какими методами мы пользуемся – визуальным в диапазоне видимого света, в инфракрасном диапазоне или с помощью радиолокации, – задачи диспетчеров, летчиков или операторов ПВО делятся на два класса: поиск и идентификация. Чтобы найти объект где-либо (в нашем случае речь идет о воздухе, конечно), можно воспользоваться испускаемым им или отраженным от него излучением. В последнем случае также разделяют излучение, исходящее от стороннего источника, и то, что было специально направлено на искомый летательный аппарат.
Проще всего это демонстрируется на бытовых примерах. Когда мы видим в небе самолет, наш глаз получает отраженный от него свет солнца. В ночных условиях используются проблесковые маяки на концах крыльев, килей и фюзеляже. Во времена, когда радаров еще не было, их заменяли поисковые прожекторы ПВО – излучатели, отраженный от фюзеляжей вражеских самолетов свет которых видели наводчики зениток.
Самолеты с поршневыми двигателями с переменным успехом обнаруживали при помощи акустических пеленгаторов. Фактически это были звуковые локаторы с большими раструбами, роль приемника в которых играли человеческие уши либо простые электронно-механические приспособления. С появлением реактивной авиации их эффективность сошла на нет: предупреждение стало слишком поздним.
После изобретения радаров принципиально ничего не изменилось – лишь расстояния обнаружения стали больше. Но и самолеты стали летать быстрее. К тому же оказалось, что у разных диапазонов длин волн могут быть сильно различающиеся сферы применения. Например, коротковолновые радары дают высокое разрешение и помогают очень точно определить траекторию и скорость полета даже артиллерийского снаряда. Но их радиус работы весьма мал: атмосфера эффективно поглощает такое излучение. В свою очередь, длинноволновые радары позволяют видеть на сотни километров вокруг, однако «картинка» получается весьма неточной. Забегая немного наперед, стоит отметить, что «стэлс» снижает эффективность именно коротковолновых РЛС.
Это птица? Это самолет?
А вот с идентификацией летательных аппаратов все гораздо сложнее. На протяжении многих лет как до, так и после Второй мировой войны все расчеты ПВО назубок учили силуэты самолетов вероятного противника. При визуальном обнаружении это позволяло быстро и довольно точно определить, что за борт летит. Хотя от ошибок все равно никто не был застрахован. С радиоволнами никакого привычного изображения нет: в лучшем случае – примерные размеры, скорость и направление движения.
Для гражданских РЛС ситуацию спасает транспондер самолета. Ответчик постоянно передает ряд параметров воздушного судна: идентификатор, скорость и высоту, а в более поздних системах – и точные координаты. Но когда его нет, все становится непросто.
Еще в середине XX века физики обнаружили, что на количество отражаемых радиоволн влияет не только размер самолета. Яркий пример – стратегические бомбардировщики 1950-х. Британский Avro Vulcan и советский Ту-95 впервые взлетели примерно одновременно, и ни о каком «стэлсе» тогда речи еще не шло. Но на экранах радаров тех лет отечественный самолет «светился», будто новогодняя елка, а его конкурент из Туманного Альбиона был виден как истребитель. Притом что Vulcan меньше всего на 40%, если смотреть на размах крыла и длину фюзеляжа.
Поначалу операторы радиолокаторов, а затем и специальные вычислительные комплексы по ряду базовых характеристик обнаруженной цели быстро ее определяли в основные классы. Например, если объект летит со сверхзвуковой скоростью, не маневрирует и плавно снижается – это, скорее всего, ракета. Если же он двигается на постоянной высоте, изменяет курс и поддерживает дозвуковую скорость – почти наверняка самолет.
Отдельным сложным квестом для служб радиолокационной разведки всего мира стала охота за сигнатурами самолетов – характерными для каждой модели диаграммами отраженного сигнала. Снимая своеобразные отпечатки с самолетов вероятного противника путем облучения их радарами с разных ракурсов, можно было собрать «картотеку». Потом такие «слепки» загружали в компьютеры РЛС – и отличать истребители от бомбардировщиков или ракет стало гораздо проще.