Исследовательская работа НЕВИДИМЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Среднее общеобразовательная школа №10» городского округа город Кумертау Республика Башкортостан

Исследовательская работа

на тему

«Перспектива «невидимых» летательных аппаратов в современном мире»

Подготовила

Учащаяся 11 класса:

Ишмаева Диана

Руководитель:

Габбасова Диана Ханифовна

Преподаватель истории

КУМЕРТАУ 2019 г.

План

Введение

1. Что же такое «невидимый» летательный аппарат?

2. Невидимка в истории

3. Уязвимость перед средствами обнаружения

4. Современные «невидимые» летательные аппараты

5. «Невидимый» вертолет: реальность или быль?

6. Возможности КумАПП

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Актуальность. Современный мир не стоит на месте. Каждый день создается что-то новое, обновляется и улучшается старое. Это касается и авиации. Ученые-инженеры создают гидрозвуковые двигатели, беспилотникии многое другое. Одним из этого является и «невидимые» летательные аппараты.

Целью исследования является концепция работы таких летательный аппаратов. Их внешнего вида и особые функции.

Задачи:

1. В чем заключается «невидимость» СТЕЛС

2. Значимость в современном мире

3. Возможно ли применение СТЕЛС-технологий на вертолетах

Что же такое «невидимый» летательный аппарат?

Другое же название летательных аппаратов «невидимки» – СТЕЛС. Комплекс способов снижения заметности боевых машин в радиолокационном, инфракрасном и других областях спектра обнаружения посредством специально разработанных геометрических форм и использования радиопоглощающих материалов и покрытий, что заметно уменьшает радиус обнаружения и тем самым повышает выживаемость боевой машины. Технологии снижения заметности являются самостоятельным разделом военно-научной дисциплины электронных средств противодействия, охватывают диапазон техники и технологий изготовления военной техники (самолетов, вертолетов, кораблей, ракет и тд.).

Следует заметить, что поглощения радиоволн можно добиться только в сантиметровом диапазоне, и гораздо хуже в дециметровом. В силу физики распространения радиоволн сделать объект малозаметным в метровом диапазоне,когда длина волны сравнима с собственными размерами объекта, изменением его формы в принципе невозможно. Также на нынешнем уровне технологий невозможно добиться полного поглощения любого радиоизлучения, падающего на объект под произвольным углом. В частности средствами стелс-технологий названная задача неразрешима вовсе. Поэтому в настоящее время главная цель при выборе формы объекта (например боевого самолета) есть отражения волн в сторону от излучателя, - таким образом, часть сигнала поглощается специальными покрытиями, а остальная часть отражается так, что радиоэхо не возвращается к наблюдающей РЛС (что особенно эффективно против совмещенных приёмопередающих станций).

Невидимка в истории

Первый «невидимка» была создана 1936 году.

В наши дни любая новая технология в области военной авиации, едва появившись на свет, сразу попадает под гриф «Совершенно секретно». В конце 1930-х годов в Советском Союзе все было с точностью наоборот. Едва прошли испытания чудо-самолета, как об этом в 1936-ом году тут же сообщил журнал «Изобретатель и рационализатор». Корреспондент И. Вишняков на страницах популярного издания подробно описал первый полет чудо-машины. По его словам, на летное поле из специального ангара выкатили ярко блестевший на солнце самолет, сильно напоминавший У-2. Следом за ним из соседних ангаров появились два И-16. Предполагалось, что истребители будут сопровождать полет самолета-невидимки, а их пассажиры снимать уникальное действо на кинокамеру. Наступил момент взлета. Моноплан легко оторвался от земли и стремительно взмыл в воздух. В первые минуты полета ничего удивительного не происходило. Самолет было отлично видно в синем небе. Но вот моноплан выступил струю газа и в следующее мгновение медленно растворился в воздухе. То, что чудо-машина все еще кружит в воздухе, было ясно только благодаря характерному стрекоту мотора. Истребителям тут же был отдан приказ возвращаться на аэродром, чтобы ненароком не сбить самолет-невидимку.

Стекло и газ – залог успеха. На первый взгляд описанный эксперимент выглядит как фантастика. Однако испытание удивительного воздушного судна происходили на самом деле. Авторами этого необычного проекта стали: известный в СССР авиаконструктор Роберт Бартини и профессор Академии им. Н. Е. Жуковского Сергей Козлов. Дело в том, что в 1930-ые годы во многих странах Европы преддверии очередной мировой войны шла самая настоящая гонка вооружении. В этой ситуации появление самолета-невидимки было для советских ВВС как нельзя кстати. Причем технология его создания была чрезвычайно проста. Поверхность самолета покрывалась специальным солнцеотражающим оргстеклом – родоидом. Во время полета обшивка воздушного судна создавала оптический эффект его полного исчезновения в воздухе. Для получения дополнительного эффекта Бартини оборудовал самолет устройством распыление газа голубого цвета, также способствующего оптическому исчезновению самолета в воздухе. Успех был налицо.

Возникает естественный вопрос , почему не перед Второй мировой войной, не после неё самолеты-невидимки не были выпущены в серийное производство? А ответ прост. Дело в том, что данные самолеты были невидимы только для наблюдателей с земли, радары же противника продолжали их фиксировать. Этот факт практически полностью нивелировал все оптические достоинства чудо-машины.

Также в 1944-1945 в Германии авиаконструкторы братья Хортены разработали и испытали самолет Но-229, который показал блестящие летные характеристики (Vmax=960км/час) и т.д. Его схема была необычна, летающее крыло, но дело не в этом - он мог смело претендовать на роль «самолета-невидимки» для радиолокаторов. Хортены впервые целенаправленно применили технологию «Unsichtbar» (невидимость), сутью которой явилось снижение радиолокационной и инфракрасной заметности самолета. Они:

1. Выбрали схему «летающее крыло», обеспечив малозаметность для РЛС;

2. Расположили турбореактивные двигатели в центроплане, разработали систему охлаждение выхлопных струй и конструкцию типа «бобровый хвост», снизив заметность в ИК – диапазоне;

3. Применили обшивку из радиопоглощающих материалов.

Уязвимость перед средствами обнаружения

По большинству боевых и специальных вспомогательных машин, созданных с применением СТЕЛС-технологий, отсутствуют независимые данные по величине эффективности поверхности рассеивания (ЭПР) в различных диапазонах, так как экспертная оценка этой информации может повысить их уязвимость. Часть данных о заметности подобных машин основана на теоретических оценках, также существуют случаи намеренной дезинформации, завышающие либо, наоборот, занимающие реальное значение ЭПР. Поэтому ко всем оценкам величин заметности малозаметных машин следует относиться с высокой степенью осторожности.

По мнению начальника противовоздушно обороны ВКС России генерал-майора В. Гумённого, в настоящее время «невидимки», созданные по технологии СТЕЛС, не невидимы для отечественных средств ПВО, - такие цели благополучно берутся на сопровождение и своевременно уничтожаются. Однако не упоминается ни расстояние, на котором возможно осуществлять подобные операции, ни количество целей, которое средство обнаружения способно сопровождать .

Современные «невидимые» летательные аппараты

В-2: Американский «дух»

Имеет необычный внешний вид. Главный недостаток такого самолета - размещение в специальном ангаре с искусственным микроклиматом,в противном случае ультрафиолетовое излучение повредит радиопоглощающее покрытие. Невиден устаревшим радарам, но современные зенитные ракетные установки Российского производства способны его обнаружить.

F-117: Американский «хромой гоблин»

Предназначен для скрытного проникновения через систему ПВО противника и атак стратегически важных наземных объектов. Имеет специфическую угловатую форму корпуса по концепции «плоскостей отражателей»,применены композитные и радиопоглощающие материалы и специальное покрытие.

F-22:Американский «Раптор».

Самолет выполнен по интегральной схеме, он имеет высокорасположенное крыло трапециевидной формы. В конструкции планера широко использованы титановые сплавы, алюминиевые сплавы, композитные и радиопоглощающие материалы. Композитные материалы не только позволили уменьшить уровень радиолокационной заметности самолета, но и значительно снизили его массу.

Все стыки, образованные на месте соединения различных деталей и частей самолета, имеют пилообразную форму, которая уменьшает отражение электромагнитных волн.

Кабина пилота имеет беспереплетный фонарь, изготовленный из поликарбоната. Он имеет особое покрытие, которое рассеивает радиоволны.

Кроме того, эти двигатели оснащены управляемым вектором тяги, что значительно повышает маневренность истребителя. Сопла имеют неподвижные боковые стенки и отклоняющиеся нижние и верхние грани, что позволяют машине менять отклонения вектора тяги и регулировать сечение сопла. Кроме того, плоские сопла уменьшают заметность самолета в ИК-диапазоне.

J-20: Китайский «могучий дракон».

Самолет выполнен по схеме утка: пара подфюзеляжных килей и близкорасположенные двигатели (аналогично МиГ 1.44), фонарь и носовая часть – идентичная этим же элементам на F-22. Расположение воздухозаборников имеет схожую с F-35 конструкцию вертикальное оперение являетсяцельноповоротным и имеет схожую с оперением истребителя F-35 геометрию.

T-50: Российская невидимка.

ПАК ФА впервые применен целый спектор новейших углепластиков. Они в два раза легче алюминия сопоставимой прочности и титана, в четыре-пять раз легче стали. Новые материалы составляет 70% покрытия истребителя материалов, в результате удалось резко снизить конструктивную массу самолета – он весит в четыре раза меньше самолета собранного из привычных материалов. В Т-50 реализовано высокая интеллектуализация борта. Радиолокационная станция истребителя с новой активной фазированной антенной решеткой (АФАР) НИИ им.

F-35: американская «молния»

Ф-35В представляет собой модель, которую разработали специально для морской пехоты Соединенных штатов и английского флота. Он отличается тем, что взлетает быстро, а садиться может по вертикальной траектории. Это легкий авианосец, который должен будет выполнять одну функцию: доставку десанта. Хвостовая часть содержит элементы, состоящие из титана. Не имеет возможности крейсерского полета на сверхзвуковых скоростях без использования форсажа.

Су-57: российская «невидимка»

Су-57 имеет сверхзвуковую крейсерскую скорость, малозаметен, способен маневрировать с большими перегрузками, оснащен передовой электроникой, многофункционален. С внутренней стороны фонаря наносится радиопоглощающее покрытие, снижающее радиозаметность на 30%. Также для снижения заметности используется его специфическая форма и камуфляжное окрашивание планера. Также важную роль в малозаметности играет получение информации о противнике, не обнаруживая себя.

«Невидимый» вертолет: реальность или быль?

Новой ступенькой в XXI веке становиться создание «невидимого» вертолета, на данный момент подобного летательного аппарата еще не было. Хотя, ходят слухи о том, что Российскими ученами создан вертолет КА-58 «Черный призрак».

Точных заявлений пока не было. Как говорят, на нем фактически отсутствуют поверхности, расположенные под углом 90 градусов к оси фюзеляжа. Тетраэдная форма отдельных элементов снижает уровень радиоэлектронного излучения. Выполнен по соосной схеме винтов. Два ряда лопастей отвечающие за управление и маневриность. Хвостовое оперение V-образное, между ними располагается решетка для выхлопа двигателя. Благодаря этому, снижается заметность винтокрылой машины в инфракрасном излучении. Для уменьшения «температурного фона», по которому можно определить вертолет в небе, используется специальная система охлаждения выхлопных газов.

Возможности КумАПП

Изучая технологии СТЕЛС, можно выявить способы использования такой система на КумАПП:

1. Для подавления шума лопастей, возможно использование устройства Muzo компании Sono. Это устройство позволяет приглушать шум, создавая тем самым такую же частоту, что и издающийся звук. Примерный диапазон частот равный 150 дБ.

2. При поглощении радиомагнитных волн, использовать суперпластики. Это группа полимерных композиционных материалов, превосходящие по удельной прочности стали и титановых сплавов. При использовании в фюзеляже вертолета, являются «прозрачными»для

радиолокационного излучения.

1. Применение QuantumStealth (материала-обманщика) компании Hyperstealth, позволит вертолету быть «невидимым» для глаз человека.Скрывает не только в диапазоне видимого света, но и от инфракрасных тепловых приборов.

2. Поглощение элетромагнитных волн, возможно с помощью ферритов. Являются относительно тугоплавкими , не растворимыми в воде и органическими.

Таким образом, применив эти способы вертолетостроения, возможно создание «невидимого» самолета на КумАПП.

Заключение

В современном мире СТЕЛС-технологии вышли на новый уровень. В этой системе стараются продумать все, и это действительно удивляет. Несмотря на то, что имеются недоработки, цены на Мировом рынке растут. Можно предположить, что уже к 2025 году, СТЕЛС будет использоваться не только в военных действиях, но и в более благих целях.

Как для меня, СТЕЛС-технологии не вызывают огромного восторга, ввиду того, что используются не в мирных целях. Их применение возможно намного обширнее, чем кажется. Эта система позволит наблюдать за жизнью животных, не пугая их. Применять в ювелирных и брендовых магазинах, вместо сигнализации, предотвращая кражи и многое др.

Можно с точностью сказать, что такая технология в современном мире может позволить еще больше совершенствоваться в науке, предавая сил людям о новых познаниях.

Список используемой литературы:

1. МедведевЮ., Российские "стелс-технологии" востребованы на мировом рынке/Российская газета - Федеральный выпуск №3460 с.3

2. Панфилова И., Первый самолет-невидимка был создан в СССР// (режим доступа:https://plus.google.com/+ИннаПанфилова/posts/STmtvzpg1G6)

3. ЛеонковА. Что стоит за «Вундер машиной»?/«Арсенал Отечества» № 2 (22), 2016 с.5-11

4. Кулясов А., Петров В.Видимые невидимки: самые известные самолеты-"стелс"// (режим доступа: https://fishki.net/1898250-vidimye-nevidimki-samye-izvestnye-samolety-stels.html )

5. АлдохинД.,Шесть самых знаменитых самолетов-невидимок// (режим доступа: https://42.tut.by/418862?crnd=70226)