Πώς υλοποιήθηκε και πώς εξελίχθηκε το απόλυτο όπλο του αέρα;

Στους πολέμους της εποχής μας αποφασιστικό ρόλο παίζει η αεροπορική υπεροχή. Η αεροπορική υπεροχή, με τη σειρά της, εξαρτάται από το πόσο ευάλωτα είναι τα πολεμικά αεροπλάνα. Ετσι εξηγείται γιατί οι ΗΠΑ αποφάσισαν να διαθέσουν 382 δισεκατομμύρια δολάρια για να προμηθευθούν 2.443 «αόρατα» αεροπλάνα F-35, τεχνολογίας stealth. Με αυτό το κόστος τα αεροπλάνα F-35 θα είναι το ακριβότερο αμυντικό σύστημα στον κόσμο. Για να γίνει αντιληπτό το ύψος της δαπάνης, ο στόλος των 10 πυρηνοκίνητων αμερικανικών αεροπλανοφόρων των ΗΠΑ κόστισε «μόνο» 45 δισεκατομμύρια δολάρια…

Οι πρώτοι διδάξαντες
Από την εποχή που χρησιμοποιήθηκε συστηματικά το ραντάρ σε στρατιωτικές επιχειρήσεις, κατά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο, άρχισε και η προσπάθεια κατασκευής αεροπλάνων που δεν θα ήταν ανιχνεύσιμα από αυτό. Η ανίχνευση ενός αεροπλάνου με το ραντάρ βασίζεται στην εκπομπή ραδιοκυμάτων από τον πομπό του ραντάρ, στην ανάκλασή τους από τον στόχο και στην επακόλουθη ανίχνευση των ανακλώμενων κυμάτων από τον δέκτη του ραντάρ. Το πρώτο αεροπλάνο με μειωμένη ανακλαστικότητα ραδιοκυμάτων ήταν ένα γερμανικό βομβαρδιστικό με στροβιλοκινητήρα (jet), το οποίο δεν κατασκευάστηκε ποτέ σε σειρά λόγω του τέλους του πολέμου. Ενα από τα πρωτότυπα όμως βρέθηκε από τους Αμερικανούς και μεταφέρθηκε στις ΗΠΑ για μελέτη. Τα βασικά σχεδιαστικά χαρακτηριστικά του ήταν η έλλειψη ατράκτου και ουραίου πτερυγίου, και έτσι μειωνόταν δραστικά η ανάκλαση των ραδιοκυμάτων. Η σχεδιαστική αυτή γραμμή χρησιμοποιήθηκε πολλά χρόνια μεταγενέστερα στην κατασκευή του δεύτερου σύγχρονου «αόρατου» αεροπλάνου, του αμερικανικού βομβαρδιστικού B-2.

Το πολυεπίπεδο F-117
Το πρώτο αεροπλάνο τεχνολογίας stealth ήταν το αμερικανικό F-117, που εμφανίστηκε το 1988. Ο σχεδιασμός του βασίστηκε στη γνωστή από το φως ιδιότητα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων να ανακλώνται έτσι ώστε η γωνία πρόσπτωσης των κυμάτων να ισούται με τη γωνία ανάκλασης. Αν η επιφάνεια του αεροπλάνου δεν είναι καμπύλη αλλά αποτελείται από πολλά επίπεδα, τότε κανένα από τα ανακλώμενα ραδιοκύματα δεν κατευθύνεται προς το ραντάρ, εκτός και αν τύχει η εκπεμπόμενη από το ραντάρ ακτίνα να πέσει «κάθετα» σε μία από τις επιφάνειες του αεροπλάνου. Το βασικό λοιπόν χαρακτηριστικό του F-117 ήταν ο πολυεπίπεδος σχεδιασμός σε συνδυασμό με τη χρήση ειδικής βαφής που κάνει το αεροπλάνο να φαίνεται «μαύρο» στα ραδιοκύματα. Το «εξωτικό» σχήμα του όμως είχε και αρνητικές συνέπειες. Επειδή ήταν κάθε άλλο παρά αεροδυναμικό, η ταχύτητα που μπορούσε να αναπτύξει το F-117 ήταν μικρή και το ευσταθές πιλοτάρισμά του ήταν δυνατό μόνο χάρη στον ισχυρό υπολογιστή με τον οποίο ήταν εφοδιασμένο το σκάφος. Ο σχεδιασμός του F-117 αποδείχθηκε πολύ καλός στη μάχη, αφού μόνο ένα αεροσκάφος αυτού του τύπου καταρρίφθηκε από αντιαεροπορικά πυρά στις επιχειρήσεις κατά της τότε Γιουγκοσλαβίας το 1999. Ωστόσο άλλα έξι αεροσκάφη κατέπεσαν από βλάβες και το αεροσκάφος αποσύρθηκε από την ενεργό υπηρεσία το 2008.

Β-2, η «Φτερούγα»
Το δεύτερο χρονολογικά αεροσκάφος τεχνολογίας stealth ήταν το αμερικανικό βομβαρδιστικό B-2. Το σχήμα και αυτού του αεροσκάφους ήταν ασυνήθιστο αφού, ακολουθώντας το γερμανικό πρωτότυπο του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου ήταν μια τεράστια «φτερούγα», χωρίς άτρακτο και χωρίς ουραία πτερύγια. Επειδή την εποχή του σχεδιασμού του η τεχνολογία εντοπισμού αεροσκαφών είχε εξελιχθεί με την ανάπτυξη ανιχνευτών υπέρυθρης ακτινοβολίας που εντοπίζουν τα καυσαέρια των αεροσκαφών, οι έξοδοι των καυσαερίων του B-2 βρίσκονται στο πάνω μέρος της «φτερούγας», προσθέτοντας στην πρωτοτυπία του τελικού σχήματος. Η επίστρωση του αεροπλάνου, που είναι ένα από τα καλύτερα διαφυλαγμένα απόρρητα, εξασφαλίζει επίσης προστασία από ηχητική και οπτική αναγνώριση, αλλά έχει και μεγάλες απαιτήσεις συντήρησης. Το αεροπλάνο πρέπει να σταθμεύει σε ειδικά κλιματιζόμενα σιλό, πλάτους 52 μέτρων, όσο είναι δηλαδή το άνοιγμα των πτερύγων του. Τα αεροσκάφη αυτά προγραμματίζεται να μείνουν σε υπηρεσία ως το 2020.

Μόνο το σχήμα, η επίστρωση του αεροπλάνου και η απόκρυψη των καυσαερίων όμως δεν αρκούν για να παραμένει ένα αεροπλάνο «αόρατο» σε όλες τις μεθόδους ανίχνευσης. Για παράδειγμα, το ίδιο το αεροπλάνο εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα όταν χρησιμοποιεί το ραντάρ του για να εντοπίζει στόχους ή όταν ο πιλότος χρησιμοποιεί τον ασύρματο για να επικοινωνήσει με τη βάση του. Ετσι τελικά η τεχνολογία stealth δεν περιορίζεται μόνο σε τεχνολογικές εφαρμογές μιας επιστήμης, όπως είναι η Φυσική της διάδοσης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και της θερμικής εκπομπής, αλλά ενσωματώνει και ηλεκτρονικά, κρυπτογραφία και κλασικές μεθόδους απόκρυψης. Για παράδειγμα, ένα από τα «ασθενή» σημεία των αεροπλάνων τεχνολογίας stealth είναι ότι η ικανότητά τους να «κρύβονται» από τα ραντάρ χάνεται μόλις ανοίξει η θυρίδα του οπλισμού, οπότε αλλάζει το εξωτερικό τους περίγραμμα. Για τον λόγο αυτόν στα πιο πρόσφατα μοντέλα η θυρίδα αυτή ανοίγει όταν χρειαστεί να γίνει χρήση του οπλισμού, μόλις για ένα δευτερόλεπτο!

Η νεότερη γενιά
Καθώς οι γνώσεις για την τεχνολογία stealth γίνονται όλο και πληρέστερες και η χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών για τον σχεδιασμό «αόρατων» αεροσκαφών όλο και εντονότερη, το σχήμα των νέων αεροσκαφών stealth άρχισε και πάλι να θυμίζει την «κλασική» εικόνα αεροπλάνου που έχουμε συνήθως στο μυαλό μας. Παράλληλα όμως η Φυσική πίσω από τη φιλοσοφία του σχεδιασμού γίνεται όλο και πιο δύσκολο να κατανοηθεί. Πέρα από το αμερικανικό F-22, από το οποίο έχουν ήδη κατασκευασθεί 186 αεροσκάφη, σήμερα βρίσκονται σε διάφορα στάδια δοκιμών άλλα πέντε αεροσκάφη τεχνολογίας stealth από τις ΗΠΑ, τη Ρωσία, την Κίνα και την Ινδία. Από αυτά το αμερικανικό F-35 έχει ήδη μπει στο στάδιο της παραγωγής και το 2012 αναμένεται να παραδοθούν τα πρώτα 32 αεροσκάφη. Η τιμή της συνολικής παραγγελίας των 2.443 αεροσκαφών έχει εκτιμηθεί στα 382 δισεκατομμύρια δολάρια, όσο δηλαδή είναι χονδρικά και το συνολικό δημόσιο χρέος της Ελλάδας. Είναι πολύ πιθανό το τελικό κόστος να αποδειχθεί ακόμη μεγαλύτερο αλλά, ακόμη και έτσι, το F-35 είναι το πιο ακριβό οπλικό σύστημα στον κόσμο ως σήμερα.

Χάρης Βάρβογλης
Καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ