Nematomi „stealth“ lėktuvai vis dar turi vieną labai matomą problemą – sprendimas: nuo galinio vaizdo veidrodėlio iki viską ėdančios rūgšties (Foto) ()
Mokslininkai dar neišsiaiškino, kaip padaryti, kad dideliame aukštyje orlaiviai neleistų ryškiai matomų vandens garų takų.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Internetiniai kariniai forumai, tokie kaip „SecretProjects“, praėjusiais metais paskelbė prastos kokybės neaiškaus orlaivio nuotrauką.
Po nuotraukos skaitmeninio retušavimo, išryškėjo šikšnosparnį primenantis sparnuotas aparatas, nepanašus į bet kurį žinomą JAV karinį lėktuvą. Žiniasklaida sutarė, kad šis paslaptingas aparatas turi būti itin slaptas RQ-180 bepilotis orlaivis, naudojamas šnipinėjimo misijoms jautriausiose vietose, tokiose kaip Iranas ir Kinija.
Tai buvo antroji iš trijų tokių nuotraukų, pasirodžiusių per pastaruosius kelerius metus. Bet visi trys „nematomi“ (stealth) orlaiviai turėjo tą pačią ryškiai matomą ydą.
„Išgirdau silpną orlaivio triukšmą ir pastebėjau tiesiai virš mūsų lėktuvo paliktą vandens garų taką“, – „The Drive“ tinklalapiui pasakojo Joergas Arnu, matęs trečiąjį paslaptingą lėktuvą.
The Northrop Grumman RQ-180 is an American stealth unmanned surveillance aircraft intended for contested airspace. As of today there have been no images or statements released but below is one of the few photos (from 2020) of the craft believed to exist in the public domain. pic.twitter.com/x5RGCC483K
— George Allison (@geoallison) September 4, 2021
Į debesį panašus vandens garų pėdsakas, kurį palieka orlaiviai dideliame aukštyje – tai lyg ryškus pėdsakas, garsiai šaukiantis – aš čia.
„Tai prilygsta slaptam išėjimui iš tualeto, kai už bato užsikabinęs tualetinis popierius“, – sako fotografas Scottas Lowe'as, užfiksavęs U-2 lėktuvą.
Stealth technologija smarkiai sumažino orlaivių radarų ir infraraudonųjų spindulių signalus, kurie įspėjo oro gynybą apie jų buvimą. Anksčiau orlaiviai dažniausiai buvo užfiksuojami radaru iš didelio nuotolio. Inžinieriai taip pat sukūrė įvairius metodus, kaip visiškai pašalinti vandens garų pėdsakus. Taigi, kodėl kai kurie tariamai „slapti“ orlaiviai vis dar juos palieka?
Nuo metalo ir veidrodžių
Vandens garų pėdsakai (arba kondensato pėdsakai) matomi dėl tos pačios priežasties, kaip ir jūsų kvėpavimas ar automobilio išmetamosios dujos šaltą dieną. Šiltas, drėgnas oras susimaišo su šaltu, sausu oru ir sukuria kondensaciją. Lėktuvų atveju kondensatas susidaro mažų ledo kristalų pavidalu. Jie susidaro aplink mažas daleles, daugiausia suodžius, variklio išmetamosiose dujose.
Kondensatų pėdsakai pirmą kartą tapo problema Antrojo pasaulinio karo metu, kai JAV armijos oro pajėgų masinės bombonešių rikiuotės danguje palikdavo plačias vandens garų juostas. Vokiečių naikintuvai galėjo matyti juos iš labai toli, dar gerokai anksčiau nei buvo matomi patys lėktuvai.
Technikai surado sprendimą – sukūrė „atšvaitą“, sudarytą iš mažų metalinių juostelių, kad lėktuvai galėtų išmesti juos už savęs – maži metalo gabaliukai veikė kaip atspindintys debesys. Tai padėjo apakinti vokiečių radarus, bet pėdsakai vis tiek liko matomi. Dėl to naktiniai reidai tapo prioritetu. Po karo stūmoklinius variklius pakeitė reaktyviniai lėktuvai; deja, jie paliko dar ryškesnius pėdsakus.
Netrukus lakūnai išsiaiškino, kad pėdsakai dažnai gali būti pašalinti šiek tiek pakeitus aukštį, nors mokslas, susijęs su tuo, nebuvo visiškai suprantamas iki šeštojo dešimtmečio.
Problema buvo ta, kad pilotai kartais nepastebėjo, kad palieka pėdsaką dėl riboto matomumo už jų. Tai buvo tiesiogine prasme gyvybės ir mirties klausimas CŽA šnipinėjimo lėktuvų U-2 pilotams, skriejantiems virš sovietinės teritorijos. Netrukus lakūnai sugalvojo paprastą sprendimą: orlaivyje įtaisė galinio vaizdo veidrodėlį už kabinos, kad būtų galima matyti kas dedasi už orlaivio.
Bandymai buvo atlikti naudojant specialiai modifikuotą U-2, kad būtų išbandytos įvairios stealth technologijos, įskaitant ankstyvuosius radarą sugeriančius dažus, vadinamus „juoduoju aksomu“, ir galinio vaizdo veidrodį. Išsami informacija apie 1958 m. projektą „Article 349“ buvo paskelbta tik 2003 m. ir net tada ataskaitos buvo redaguotos, tačiau akivaizdu, kad projekte dalyvavo U-2 gamintojai „Lockheed“ ir oro pajėgos.
Bandymai parodė, kad pilotas veidrodėlio pagalba galėjo matyti pėdsaką, kai jis buvo trumpesnis nei 1,5 km; buvo tikimasi, kad jis taip pat gali būti naudingas perimantiems kovotojams pastebėti. Išorinis galinio vaizdo veidrodis tapo standartine įranga ir buvo sumontuotas daugelyje vėlesnių U-2 versijų.
Sieros dūmų uždanga
Tuo tarpu oro pajėgų inžinieriai ieškojo sprendimų, pagal kuriuos orlaiviui nereikėtų keisti skrydžio trajektorijos. Jie sutelkė dėmesį į išmetamųjų dujų daleles, aplink kurias susidaro vandens lašeliai.
„Ledo kristalų skaičius labai priklauso nuo suodžių dalelių skaičiaus. Jei jas sumažintume, sumažėtų paliekamas pėdsakas“, – sako daktaras Marcas Stettleris, Londono universiteto koledžo transporto išmetamųjų teršalų ekspertas.
Tyrėjai išsiaiškino, kad vienas iš pagrindinių veiksnių buvo sieros trioksidas, susidaręs dėl sieros degimo degaluose, todėl jie išbandė mažai sieros turinčius kuro mišinius. Galiausiai poveikis nebuvo pakankamas, tačiau tyrimai tęsėsi keletą metų.
Tas pats tyrimas atskleidė, kad gali būti ir kitas būdas kovoti su pėdsakais keičiant degalus. Užuot sumažinę sieros kiekį, mokslininkai padidino sieros kiekį taip, kad išmetamosiose dujose buvo dar daugiau dalelių – jos neleido susidaryti kondesato pėdsakui. Idėja buvo ta, kad tai pakeis lašelių dydį, kad jis taptų nematomas.
Remiantis 1962 m. JAV oro pajėgų tyrimu, jei dalelių dydį pavyktų sumažinti iki mažiau nei pusės mikrono, pėdsakas atrodytų kaip mėlyna migla, o ne baltas pėdsakas: „Iš bet kokio atstumo ši mėlyna migla būtų iš esmės nematoma dėl kontrasto su atmosfera stokos“.
Tyrėjai pradėjo pūsti sieros dioksidą tiesiai į oro įsiurbimo angą, tačiau ir to nepakako. Daktaras Rogeris Teohas, tyrinėjantis aviacijos poveikį klimato kaitai, teigia, kad net didžiulis sieros kiekio padidėjimas nedavė norimo efekto. „Įdėjus didelį kiekį sieros, pėdsakų susidarymas sumažėjo labai nedaug; ir be to gali kilti nenumatytų pasekmių“, – sako Teohas.
Veiksmingos, bet kenksmingos rūgšties injekcijos
Iki 1961 metų oro pajėgos pasiekė kažką tikrai veiksmingo. Demonstracijos su keturių variklių bombonešiu B-47 „Stratojet“ nuotraukose matyti, kad varikliai vienoje pusėje palieka įprastą pėdsaką, tačiau kitoje pusėje nieko nesimato. Bombonešyje buvo sumontuota nauja sistema, kuri į išmetamąsias dujas įpurškė chlorosulfono rūgšties. Taip buvo pasiekta tai, ko nepavyko padaryti atliekant eksperimentus su siera: buvo sukurtas pėdsakas su mažytėmis dalelėmis, per mažomis, kad jas būtų galima pamatyti.
Ši technika buvo labai efektyvi, tačiau pėdsakų slopinimo įranga bombonešiui pridėjo 180 kg papildomą svorį, taip sumažinant bombos apkrovą. Be to, lėktuvui prireikė maždaug 900 kg pėdsakų slopinimo cheminių medžiagų.
Nors nėra duomenų, kad ši technologija būtų naudojama bombonešiuose, ši sistema buvo pritaikyta „Ryan Firebee“ bepiločiams orlaiviams, skraidantiems žvalgybos misijas virš Vietnamo ir Kinijos. Šie maži ir greiti reaktyviniais varikliais varomi dronai dažniausiai vengdavo stebėjimo, tačiau kartais juos išduodavo jų pėdsakai.
Rūgščių įpurškimo sistemai pavyko išlaikyti mažus dronus nematomus, tačiau ji buvo nepopuliari dėl kitų priežasčių. Chlorosulfoninė rūgštis yra itin ėsdinanti ir gadina variklius, sutrumpina jų naudojimo laiką. Ji taip pat labai toksiška ir pavojinga antžeminėms įguloms.
Tęsinys kitame puslapyje:
Pėdsakų aptikimas lazeriu
Kai devintojo dešimtmečio pabaigoje buvo kuriamas stealth bombonešis B-2 „Spirit“, iš pradžių jame buvo sumontuota chlorosulfonrūgšties įpurškimo sistema, panaši į tą, kuri yra „Firebee“ dronuose. Tačiau dėl priežasčių, kurios niekada nebuvo atskleistos, tai niekada nebuvo panaudota.
Motyvas galėjo būti aplinkosauginis; augo supratimas, kad slaptas labai toksiškų cheminių medžiagų purškimas iš orlaivių gali sulaukti kritikos. Tai buvo dar prieš 90-ųjų „chemtrail“ sąmokslo teorijų, kurios apkaltino JAV vyriausybę purškiant paslaptingas chemines medžiagas iš orlaivių, kurie paliko ilgalaikius pėdsakus, atsiradimą. Nėra jokių įrodymų, kad ši teorija buvo susijusi su realiais pėdsakų tyrimais, kurių tikslas buvo užkirsti kelią tokių pėdsakų susidarymui.
Oro pajėgų sekretorius Edwardas Aldridge'as atskleidė, kad 1989 m. spaudos konferencijoje apie B-2 buvo rastas alternatyvus sprendimas, tačiau žurnalistams neleista spėlioti, kokia tai naujoji technologija. „Pėdsakų problema buvo išspręsta, bet aš nepasakysiu, kaip tai padaryti“, – sakė Aldridge'as.
Buvo daug spėlionių, kad sprendimas buvo arba naujas degalų priedas, arba pertvarų sistema, skirta sumaišyti šaltą orą su išmetamosiomis dujomis.
Tik po kelerių metų tikroji paslaptis buvo atskleista – PAS arba pilotinė įspėjimo sistema. Sukurtas jutiklių kompanijos „Ophir“, PAS naudoja tam tikrą lidarą: jis paleidžia lazerio spindulį atgal į reaktyvinio variklio paliktą pėdsaką ir matuoja šviesos sklaidą nuo ledo dalelių. Tai gali iš karto aptikti, kada pradeda formuotis pėdsakas, įspėdamas pilotą pakeisti aukštį, prieš tai kol jis tampa matomas.
PAS neabejotinai buvo patobulinimas, palyginti su U-2 galinio vaizdo veidrodžiu, tačiau oro pajėgų planuotojai tikrai norėjo, kad būtų galima skristi be jokios rizikos, kad susidarys pėdsakas.
Atgal prie pagrindų
Aukščio keitimas veikia, nes pėdsakas susidaro tik tam tikromis temperatūros ir drėgmės sąlygomis. Vokiečių mokslininkas Ernstas Schmidtas žengė pirmuosius žingsnius moksliniam šio proceso supratimui 1941 m., o 1953 m. Herbertas Applemanas iš Amerikos meteorologijos draugijos sukūrė tikslią pėdsako susiformavimo formulę. Žinomas kaip Schmidt-Appleman kriterijus, tai galima tiksliai išreikšti kaip temperatūros ir drėgmės grafiką: kad nesusidarytų pėdsakas, tiesiog vengti ploto, pažymėto grafiko viduryje.
Oro pajėgų planuotojai naudojo Schmidt-Appleman kriterijų, kad sukurtų vis sudėtingesnius programinės įrangos modelius, kad nuspėtų, kur susidarys pėdsakas. Iki 1998 m. oro pajėgos įvertino, kad JETRAX programinė įranga yra 84 procentai patikima nustatant, ar skrydžio trajektorijoje atsiras pėdsakai. Planuotojai gali pakeisti slaptų misijų maršrutą, kad nepaliktų pėdsakų danguje.
Nors karinė pėdsakų nuspėjimo programinė įranga visada buvo po slaptumo šydu, komercinio sektoriaus raida smarkiai išaugo. Priežastis: klimato kaita.
Ekologiškesnė priežastis užkirsti kelią pėdsakams
Kai kurie pėdsakai greitai išnyksta, kiti išplinta ir susidaro didelio aukščio plunksniniai debesys, kurie turi didelį šildantį poveikį. Tiesą sakant, atšilimo efektas, atsirandantis dėl plunksninių pėdsakų, iš tikrųjų yra didesnis už deginamo aviacinio kuro išskiriamo CO₂. Pašalinus pėdsakus, skraidymas būtų mažiau kenksmingas planetai.
Kondensato pėdsakai sudaro 59 procentus kelionių oro transportu poveikio klimatui. Tai prilygsta 1,8 milijardo tonų CO₂ per metus.
Pabaigai
Tačiau kalbant apie RQ-180 nuotraukas, kodėl tas pats tariamai itin slaptas orlaivis tris kartus iš eilės paliko gerai matomus vamzdžius, kiekvieną kartą šviesiu paros metu virš apgyvendintos vietos?
Esmė ta, kad mes matome pėdsakus, kurie mus veda į orlaivį, nes jie to nori. Ta linija danguje yra tyčinė rodyklė. Kodėl taip turėtų būti ir kas iš tikrųjų slepiama – tai dar viena paslaptis.
