F-35 H ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΤΗΣ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΤΟΥ - ΜΕΡΟΣ Α2: ΡΑΔΙΟΤΟΜΗ - Active News

Σημείωση: η ανάλυση που ακολουθεί βασίζεται ουσιωδώς αφ’ ενός στο άρθρο Low Observable Principles, Stealth Aircraft and Anti-Stealth Technologies[1] των Επγού (Μ) Ζηκίδη Κωνσταντίνου, Ανθγού (Ι) Αλέξιου Σκόνδρα και Ανθγού (Ι) Χαρίσιου Τόκα, αφ΄ετέρου σε άρθρα του Carlo Copp που δημοσιεύονται στον ιστότοπο http://www.ausairpower.net.)

Το βασικό χαρακτηριστικό του αεροσκάφους F-35 είναι πως είναι αεροσκάφος «stealth», δηλαδή είναι δύσκολο να γίνει αντιληπτό στον αντίπαλο. Η έννοια αυτή αναφέρεται συνολικά σε όλα τα χαρακτηριστικά που επιτρέπουν τον εντοπισμό ενός αεροσκάφους, και πρακτικά συνοψίζονται σε τρία βασικά στοιχεία: στη ραδιοδιατομή του αεροσκάφους, το ίχνος του στο υπέρυθρο φάσμα, και τις ηλεκτρομαγνητικές του εκπομπές, είτε από τους αισθητήρες, είτε από τα τηλεπικοινωνιακά του συστήματα. Στην παρούσα ενότητα θα μας απασχολήσει η ραδιοδιατομή (Radar Cross Section – RCS) του αεροσκάφους, μιας και αυτή αποτελεί το κατ’ εξοχήν χαρακτηριστικό μικρού ίχνους του αεροσκάφους. Ήδη, από το κείμενο που προηγήθηκε, καθίσταται σαφές ότι το αεροσκάφος έχει αξιοσημείωτες επιδόσεις και στον τομέα του περιορισμού των ηλεκτρομαγνητικών εκπομπών του.

Το αεροσκάφος F-35 είναι αναμφισβήτητα αεροσκάφος μικρής ραδιοδιατομής, γεγονός που εξασφαλίζει στους χρήστες του βασικά επιχειρησιακά πλεονεκτήματα. Όμως, ακόμη κι αυτό παραμένει ένα σύνθετο ζήτημα.

Για να συνοψίσουμε με απλό τρόπο τα βασικά του θέματος, ραδιοδιατομή ενός στόχου εξαρτάται από τη γεωμετρία της κατασκευής του του, το υλικό κατασκευής του, το μήκος κύματος της η/μ ακτινοβολίας που προσπίπτει επάνω του καθώς και την κατεύθυνση από την οποία γίνεται η πρόσπτωση αυτή. Σε γενικές γραμμές τα αεροσκάφη έχουν βελτιστοποιημένη, δηλαδή ελάχιστη, ραδιοδιατομή σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, (δηλαδή για ένα συγκεκριμένο στερεό τόξο), και σε μία συγκεκριμένη περιοχή συχνοτήτων, ενώ το χαμηλό ίχνος μειώνεται (δηλαδή η ραδιοδιατομή αυξάνεται) καθώς μεταβάλλεται η συχνότητα εκπομπής και αλλάζει η γωνία παρατήρησης του στόχου. Επισημαίνεται εδώ ότι σε γενικές γραμμές, τα εν χρήσει στρατιωτικά ραντάρ επιτήρησης εκπέμπουν στις ζώνες συχνοτήτων L και S (0.5 έως 1.5 GHz και 2 έως 4 GHz αντίστοιχα) ενώ τα ραντάρ των μαχητικών αεροσκαφών εκπέμπουν γενικά στην X ζώνη συχνοτήτων (8 έως 12 GHz).

(Για τη διευκόλυνση του αναγνώστη, παρατίθεται ο Πίνακας 1 με τους χαρακτηρισμούς των ζωνών Η/Μ ακτινοβολίας)

Πίνακας 1

Συνεπώς, το πρόβλημα του «πόσο χαμηλού ίχνους» είναι ένα αεροσκάφος χαμηλού ίχνους θα μπορούσε ποιοτικά να διατυπωθεί ως εξής: α) πόσο χαμηλή είναι η ελάχιστη τιμή της ραδιοδιατομής του σε κάθε ζώνη συχνοτήτων και β) πόσο έντονα αυξάνει η ραδιοδιατομή καθώς μεταβάλλεται η γωνία παρατήρησης του στόχου – και πάλι, ανά ζώνη συχνοτήτων.

Διερευνώντας το θέμα της ραδιοδιατομής, θα πρέπει να έχουμε υπ΄όψιν ότι πρακτικά (επιχειρησιακά) σημαντικές μειώσεις της ραδιοδιατομής είναι αυτές που αφορούν τάξεις μεγέθους και όχι οι απλοί υποπολλαπλασιασμοί. Έτσι, πχ, η μείωση ενός ίχνους κατά 50% δεν έχει μεγάλη επιχειρησιακή αξία. Η μείωση αρχίζει να είναι σημαντική όταν μετριέται σε δεκάδες, εκατοντάδες ή χιλιάδες φορές – ή και περισσότερες. Για να αποκτήσουμε μια ποιοτική αίσθηση των μεγεθών, μπορούμε να εξετάσουμε ενδεικτικά πως μειώνεται η ακτίνα αποκάλυψης ενός στόχου με τη μείωση της ραδιοδιατομής του τελευταίου. Έστω ότι σε ένα σύνηθες ραντάρ επιτήρησης (από αυτά που λειτουργούν στις L ή S ζώνες), ένας τυπικός στόχος μαχητικού με (μετωπική) ραδιοδιατομή 1 τ.μ αποκαλύπτεται χοντρικά στα 200 ν.μ. ή στα 370 χλμ. (εννοείται όταν κατευθύνεται μετωπικά προς το ραντάρ). Τότε, ένας στόχος με δέκα φορές μικρότερη ραδιοδιατομή, δηλαδή με 0,1 τ.μ. (ή -10 dBsm) υπό τις ίδιες συνθήκες αποκαλύπτεται στο ίδιο ραντάρ σε απόσταση 112 ν.μ. ή στα 208 χλμ. Ένας στόχος με εκατό φορές μικρότερη ραδιοδιατομή, δηλαδή με 0,01 τ.μ. (ή -20 dBsm) αποκαλύπτεται στα 63 ν.μ. ή στα 117 χλμ. και ένας στόχος με 0,001 τ.μ. (ή -30 dBsm) αποκαλύπτεται στα 36 ν.μ. ή στα 67 χλμ. Τέλος, στο ίδιο ραντάρ και υπό τις ίδιες συνθήκες, ένας στόχος με ραδιοδιατομή 0,0001 τ.μ. (ή -40 dBsm) αποκαλύπτεται στα 20 ν.μ. ή στα 37 χλμ. Επισημαίνεται ότι στο ενδεικτικό αυτό παράδειγμα αναφέρθηκαν ακτίνες αποκάλυψης και όχι ιχνηλάτησης – διαδικασία πιο απαιτητική σε στοιχεία, και ως εκ τούτου με σημαντικά μικρότερες ακτίνες.

Πίνακας 2

Το παράδειγμα αυτό δίνεται για να υπάρχει μια ποσοτική αίσθηση του τι σημαίνει «μείωση της ραδιοδιατομής».

Τι εκτίμηση μπορεί να γίνει για τη ραδιοδιατομή του F-35;

Προκαταρκτικά, πρέπει να επισημανθεί ότι οι σχετικές πληροφορίες είναι αυστηρά διαβαθμισμένες. Από την άλλη, ακριβώς επειδή είναι τόσο κρίσιμες, οφείλουν να είναι στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος της Π.Α.. Κι επειδή είναι πρακτικό δύσκολο να υπάρξουν «πληροφορίες» («intelligence») σχετικά με το θέμα, μπορεί κανείς να ελπίζει ότι το ζήτημα είναι αντικείμενο εντατικής μελέτης και προσομοιώσεων από το Γ.Ε.Α. με τους – καθόλου ευκαταφρόνητους – πόρους που έχει στη διάθεσή του.

Επιστρέφοντας στο θέμα, μπορούμε να κάνουμε τις ακόλουθες εκτιμήσεις:

Ξεκινώντας από την ζώνη συχνοτήτων Χ και διερευνώντας αρχικά τη μετωπική ραδιοδιατομή, η συνήθης τιμή που δινόταν αρχικά για το F-35 είναι «της τάξης» του 0,001 τ.μ. (-30 dBsm). Για την ακρίβεια, δίνεται ένα εύρος τιμών ανάμεσα σε 0,0015 και 0,005 τ.μ. (-28,3 dBsm έως -23 dBsm). Η τιμή αυτή είναι σύμφωνη με το γεγονός ότι το F-35 ανήκει στην κατηγορία αεροσκαφών πολύ χαμηλού ίχνους, καθώς και ότι είναι «λιγότερο» stealth από το μαχητικό F-22, με συνήθως αποδιδόμενη ελάχιστη ραδιοδιατομή -40 dBsm. Επιπλέον, η τιμή αυτή δε δίνεται ρητά για τη ζώνη Χ, αλλά δεδομένου ότι το μαχητικό είναι βελτιστοποιημένο για να αποφεύγει, κατ’ αρχάς, τα αντίπαλα μαχητικά, είναι εύλογο να αποδίδεται εκεί. Με την τιμή αυτή συνηγορούν οι εκτιμήσεις του Carlo Copp, που είναι ο μόνος που μέχρι σήμερα έχει δώσει ποσοτικές εκτιμήσεις για το ίχνος του F-35, βασισμένες σε υπολογιστικά μοντέλα που εφαρμόστηκαν σε πρότυπο του αεροσκάφους αυτό δημιουργήθηκε με βάση φωτογραφικά τεκμήρια. Για την ακρίβεια, η προσομοίωση του Copp έδωσε τιμή RCS<-30 dbsm στο εμπρόσθιο τόξο ±15^ο, αν και η τιμή αυτό προκύπτει από ένα σχετικά «ιδανικό» μοντέλο, με την τιμή -25 dBsm να είναι πρακτικά πιο πιθανή. Αυτό αποτελεί και το επικρατέστερο μέχρι σήμερα σενάριο, και το πλέον διαδεδομένο. Με δεδομένη αυτή την τιμή ως «τιμή βάσης», η κατανομή του ίχνους περιμετρικά φαίνεται στο ακόλουθο Σχήμα 1 (από τον ιστότοπο www.ausairpower.net) και παρουσιάζεται αριθμητικά στον Πίνακα 3

Σχήμα 1

Υπάρχουν, όμως, διάσπαρτες ενδείξεις ότι το ίχνος του αεροσκάφους, τουλάχιστον για τις εξαγωγικές εκδόσεις του, μπορεί να είναι αισθητά μεγαλύτερο. Κατ’ αρχάς, επισημαίνεται ότι κατά την εξέλιξη οποιουδήποτε αεροσκάφους και εξ αιτίας των – έστω και ήσσονος σημασίας – τροποποιήσεων που γίνονται σε αυτό σταδιακά, το σχήμα του έχει την τάση να γίνεται πιο πολύπλοκο, και άρα αυξάνει αντίστοιχα η ραδιοδιατομή. Επιπλέον, και κυρίως, υπήρχε εξ αρχής η εύλογη υποψία και διάχυτη φήμη ότι οι ΗΠΑ θα υποβαθμίσουν το χαμηλό ίχνος των αεροσκαφών εξαγωγής – ενδεχομένως με εξαίρεση αυτών της Μεγάλης Βρετανίας. Στη σκέψη αυτή έχει κατά καιρούς αντιταθεί το επιχείρημα ότι διαφορετικό ίχνος θα απαιτούσε (ελαφρώς, τουλάχιστον) διαδικασία παραγωγής, στοιχείο που θα επιβάρυνε το κόστος του μαχητικού, μια παράμετρο ιδιαίτερα λεπτή, όπως έχει εξελιχθεί το πρόβλημα. Το επιχείρημα αυτό στερείται βάσεως. Αφ’ ενός, το πολύ χαμηλό ηλεκτρομαγνητικό ίχνος είναι ευαίσθητο ακόμη και σε πολύ μικρή τροποποίηση του σχήματός του. Αφ’ ετέρου, η συναρμολόγηση ενός μαχητικού αεροσκάφους δεν είναι αποτέλεσμα μιας «φορντιανής» γραμμής παραγωγής αλλά αποτελεί μια εξαιρετικά «εξατομικευμένη» διαδικασία, με αποτέλεσμα να είναι πολύ εύκολες οι περιορισμένες παρεμβάσεις σε μέρος της παραγωγής.

Ποιες είναι οι ενδείξεις ότι η ραδιοδιατομή του αεροσκαφών εξαγωγής μπορεί να είναι μεγαλύτερη από αυτή των αμερικανικών; Τα στοιχεία είναι διάσπαρτα, αλλά θα παρατεθούν δύο ενδεικτικά αλλά ιδιαίτερα χαρακτηριστικά.

Κατά τη διάρκεια συνέντευξης τύπου που δόθηκε στην Αεροπορική Έκθεση των Παρισίων το καλοκαίρι του 2011 από υπευθύνους του προγράμματος JSF, προερχόμενους τόσο από την κατασκευάστρια εταιρεία Lockheed όσο και από αξιωματούχους του Διακλαδικού Γραφείου Προγράμματος (Joint Program Office – JPO) ετέθη από ιταλό δημοσιογράφο το ερώτημα αν η κατασκευάστρια εταιρεία υποβαθμίζει το χαμηλό ίχνος του F-35 για τους μη αμερικανούς πελάτες της. Αφορμή του ερωτήματος ήταν πληροφορίες που είχαν εμφανιστεί διαδικτυακά και αποδίδονταν σε αυστραλό αξιωματούχο, σύμφωνα με τις οποίες τα μη αμερικανικά F-35 ήταν υποβαθμισμένα ως προς το ίχνος. Οι απαντήσεις[2], τόσο των εκπροσώπων του κατασκευαστή όσο και το γραφείου διαχείρισης υπήρξαν – το λιγότερο – παράξενες. Για την ακρίβεια, όλα τα μέρη απέφυγαν πολύ επιμελώς να απαντήσουν στο ερώτημα αυτό. Η επιμελής αυτή αποφυγή απαντήσεως σε ένα ερώτημα που θα μπορούσε να έχει απαντηθεί με ένα απλό «όχι» και να λήξει το θέμα, είναι τουλάχιστον… ύποπτη.

Η εταιρεία Boeing σε αρχικές της αναφορές στην έκδοση χαμηλού ίχνους Silent Eagle του μαχητικού F-15 διεκήρυξε ότι το ίχνος του είναι «ίδιο με του F-35». Η Boeing έχει έκτοτε ανασκευάσει την αρχική θέση της, ισχυριζόμενη ότι αναφερόταν μόνον «στις εξαγωγικές εκδόσεις του F-35». Φυσικά, οι ισχυρισμοί της Boeing μπορεί να είναι υπερβολικοί για εμπορικούς λόγους, και σίγουρα αποσιωπά το γεγονός ότι είναι αδύνατον να είναι συγκρίσιμο συνολικά, δηλαδή ολόπλευρα, το ίχνος ενός αεροσκάφους που έχει εξ αρχής σχεδιαστεί ως stealth με ενός αεροσκάφους που έχει προέλθει από συμβατική σχεδίαση. Όμως είναι επίσης απίθανο να ήταν και παντελώς αυθαίρετη η δήλωση αυτή. Επίσης, είναι εξαιρετικά απίθανο το F-15SE να έχει ίχνος μικρότερο από -10 dBsm – αφού αυτό είναι το όριο για να διεκδικήσει ένα αφος τον χαρακτηρισμό «χαμηλού ίχνους», αλλά είναι μάλλον αδύνατο να έχει πέσει πιο κάτω μια τόσο παλιά σχεδίαση με όσες μετατροπές κι αν έχει υποστεί. Σε κάθε περίπτωση, και ανεξάρτητα από συγκεκριμένες τιμές, το βασικό είναι ότι υπήρξε μια αναφορά που φαίνεται να διαφοροποιούσε ουσιωδώς τη ραδιοδιατομή μεταξύ των «αμερικανικών» και των εξαγωγικών F-35.

Από όλα τα παραπάνω συνάγεται ότι είναι ένα υπαρκτό ενδεχόμενο, τα αεροσκάφη εξαγωγής να έχουν ίχνος μεγαλύτερο από τα αυτά που προορίζονται για τις Αμ. Ε.Δ. Πόσο μπορεί να είναι το ίχνος αυτό; Μία ρεαλιστική εκτίμηση είναι ότι για να υπάρχει τεχνική κι επιχειρησιακή μείωση του ίχνους αλλά ταυτόχρονα το αεροσκάφος να διατηρεί τον χαρακτήρα του μαχητικού χαμηλού ίχνους, η αύξηση της ραδιοδιατομής θα πρέπει να είναι της τάξης της δεκάδας, δηλαδή θα ανεβάζει τη (μετωπική) ραδιοδιατομή στα -20dBsm (0,01 τ.μ.) στη ζώνη Χ. Μια τέτοια τιμή εξακολουθεί να κατατάσσει το αεροσκάφος στα χαμηλού ίχνους, όμως σε ότι αφορά τις επιδόσεις του αεροσκάφους έναντι των πλέον προηγμένων συστημάτων (ραντάρ), η διαφορά μπορεί να είναι σημαντική. Στην περίπτωση αυτή, η κατανομή των τιμών της ραδιοδιατομής περιφερειακά δεν ακολουθεί κατ’ ανάγκην την αρχική (κατά Copp) κατανομή, αφού προφανώς εξαρτάται από τον συγκεκριμένο τρόπο με τον οποίον έχει προκύψει. Όμως, δεδομένου ότι αφ’ ενός ένα μέρος της μείωσης είναι πιθανόν να έχει προκύψει από λιγότερο αποτελεσματικά απορροφητικά υλικά – και άρα η αύξηση του ίχνους είναι εξ αυτού λίγο ή πολύ, ομοιόμορφη – αφ’ ετέρου επειδή και κατά το «μηχανικό» μέρος της, η εικαζόμενη αύξηση είναι απίθανο να προέλθει από μία συγκεκριμένη διαφοροποίηση (που άλλωστε θα γινόταν σχετικά εύκολα αντιληπτή από τους διεθνείς αγοραστές) αλλά πιθανότερο είναι να προέλθει από μια συνολική υποβάθμιση σε όλο το σκάφος (πχ, στην επιφάνειά του), μπορεί να γίνει η υπόθεση ότι η κατανομή των τιμών ραδιοδιατομής στις υπόλοιπες κατευθύνσεις θα είναι αναλογική με αυτή της κατανομής του Copp. Τονίζεται ότι η υπόθεση αυτή είναι από τεχνικής απόψεως επισφαλής και θα εξεταστεί ενδεικτικά και μόνον. Η υπόθεση αυτή αποτελεί ένα ευνοϊκό σενάριο που δεν είναι το πλέον πιθανό, αλλά υπάρχουν ενδείξεις ότι δεν είναι απίθανο. Για το σενάριο αυτό, οι τιμές συνοψίζονται στον Πίνακα 3.

Περνώντας στις ζώνες συχνοτήτων L και S (0.5 έως 1.5 GHz και 2 έως 4 GHz αντίστοιχα), όπου λειτουργούν τα ραντάρ επιτήρησης, επισημαίνεται εξ αρχής ότι οι μόνες διαθέσιμες από ανοικτές πηγές τιμές προέρχονται από την προσομοίωση του Copp, χωρίς να υπάρχει καμία άλλη γνωστή ένδειξη σχετικά με αυτές. Οι τιμές αυτές συνοψίζονται στον Πίνακα 3, ενώ οι αντίστοιχες κατανομές φαίνονται στο σχήμα 2. Εκτιμάται ότι στις περιοχές S και L, δεν πρόκειται να υπάρξει μείωση της ραδιοδιατομής εξ αιτίας σκόπιμης υποβάθμισης του εξαγωγικού μοντέλου ή, εάν υπάρξει, θα είναι πολύ μικρότερη έως οριακή. Η εκτίμηση αυτή βασίζεται στα εξής δύο βασικά στοιχεία: Αφ’ ενός, η ραδιοδιατομή στις χαμηλές ζώνες είναι ήδη – συγκριτικά – μεγάλη για αεροσκάφος χαμηλού ίχνους, και η υποβάθμισή της θα οδηγούσε σε μη αποδεκτές τιμές ακόμη και για τα εξαγωγικά μοντέλα, αφ’ ετέρου η ενίσχυση του ίχνους στις χαμηλές συχνότητες με «γεωμετρικό» τρόπο θα ήταν εξ ανάγκης πιο εμφανής σε σχέση με την αντίστοιχη απαιτούμενη για υψηλές συχνότητες. Όπως είναι εμφανές από τον πίνακα, η επίδοση χαμηλού ίχνους είναι εμφανώς υποδεέστερη στις ζώνες χαμηλών συχνοτήτων, αν και πρέπει να τονιστεί ότι παραμένουν επιδόσεις αεροσκάφους χαμηλού ίχνους. Οι τιμές αυτές είναι χρήσιμη κατά την εξέταση των εξοπλιστικών και επιχειρησιακών μέτρων αντιμετώπισης του F-35 που θα ακολουθήσουν στη συνέχεια.