A radar-elnyelő anyagok ( RPM ) és a radar-elnyelő bevonatok ( RPC ) a lopakodó technológiában fegyverek és katonai felszerelések elfedésére használt anyagok az ellenséges radarészlelés elől. Ezek szerves részét képezik annak az általános iránynak, amely a főbb fizikai területeken a fegyverek és katonai felszerelések leleplező jeleinek csökkentésére szolgáló eszközök és módszerek kifejlesztésével kapcsolatos. Amikor az elektromágneses sugárzás kölcsönhatásba lép a fordulatszámmal, a rádióhullámok egyidejű elnyelési, szórási folyamatai (az anyag szerkezeti és geometriai inhomogenitása miatt) és interferenciák lépnek fel.
A tulajdonképpeni anyagok (RPM) és a bevonatok (RPC) közötti különbségtétel bizonyos mértékig feltételes, és feltételezi, hogy az előbbiek a tárgy szerkezetének részét képezik, míg az utóbbiakat általában a felületére alkalmazzák. Az elválasztás feltételessége összefügg azzal is, hogy bármely sugárzáselnyelő anyag nemcsak anyag, hanem mikrohullámú elnyelő eszköz is. Egy anyag nagyfrekvenciás sugárzás elnyelő képessége összetételétől és szerkezetétől függ. Az RPM és az RPP nem biztosít semmilyen frekvenciájú sugárzás elnyelését, éppen ellenkezőleg, egy bizonyos összetételű anyagot bizonyos frekvenciákon jobb abszorpciós kapacitás jellemzi. Nincs olyan univerzális elnyelő anyag, amely alkalmas lenne egy radarállomás (RLS) sugárzásának elnyelésére a teljes frekvenciatartományban.
Általános tévhit, hogy az RPM használata következtében az objektum láthatatlanná válik a lokátorok számára. Valójában a rádióelnyelő anyagok használatával csak egy adott radarfrekvencia tartományban lehet jelentősen csökkenteni az objektum effektív szórófelületét , ami azonban nem biztosítja az objektum teljes "láthatatlanságát" más sugárzási frekvenciákon. Az RPM-ek csak egy részét képezik egy objektum rossz láthatóságának biztosításának, beleértve: egy repülőgép konfigurációját (LA); szerkezeti és elrendezési megoldások; a kompozit anyagok elterjedt használata, az önsugárzás hiánya stb.
Az RPM legelső típusa, Schornsteinfeger márkanéven (a tengeralattjárókat a tengeralattjárókat a tengeralattjáró-elhárító repülőgépekre felszerelt szövetséges radarok általi észleléstől való megóvását célzó projekt kódneve után) ismert, könnyű réteges anyag volt, amelyet a németek használtak a második világban. Háború a snorkel (periszkóp) víz alatti csónakok visszaverő képességének csökkentésére, ha 3–30 cm-es működési hullámhosszú radarral sugározzák be [1] .
75 mm-es fordulatszám-vastagság mellett az anyag szerkezete hét egymást követő grafittal töltött félvezető papírrétegből állt, amelyeket közbenső dielektromos rétegek - polivinil-klorid hab - választottak el egymástól . Az RPM alapjául szolgáló Jaumann Absorber elv , lásd alább, megalkotójáról, Prof. Johann Jaumannról (Brun) kapta a nevét.
Más első fordulatszámokat és az ezeken alapuló bevonatokat karbonilvas- és ferritpor alapú kompozitok formájában hoztak létre . De ezek az RPP-k jelentős tömegük miatt nem használhatók repülőgépek, könnyű osztályú hajók és más könnyű katonai felszerelések rádiós álcázására [2] .
Az RPM és RPP típusok besorolása meglehetősen feltételes. Itt van egy besorolás, amelyet főleg Angliában és az USA -ban használnak .
Az RPM-eknek legalább három típusa van: rezonáns, nem rezonáns mágneses és nem rezonáns ömlesztett anyagok. A rezonáns vagy frekvenciahangolt RPM-ek részlegesen vagy teljes mértékben semlegesítik az abszorber felületéről visszavert sugárzást annak egy része, amely áthaladt az anyag vastagságán. A semlegesítő hatás akkor jelentős, ha az abszorber vastagsága megegyezik a sugárzás hullámhosszának egynegyedével . Ebben az esetben az abszorber felületéről visszavert hullámok "ellenfázisban vannak".
Rezonáns anyagokat visznek fel a maszkoló tárgy fényvisszaverő felületeire. Az RPM vastagsága a radarsugárzás hullámhosszának negyedének felel meg. A nagyfrekvenciás sugárzás beeső energiája az RPM külső és belső felületéről visszaverődik, az eredeti hullám semlegesítésének interferenciamintázatával. Ennek eredményeként a beeső sugárzás elnyomódik. A várható sugárzási frekvencia számítotttól való eltérése az abszorpciós jellemzők romlásához vezet, ezért ez a fajta RPM hatékonyan takarja el a szabványos, változatlan monofrekvencián működő radarsugárzást.
A nem rezonáns mágneses fordulatszámok ferrit részecskéket tartalmaznak az epoxiban vagy a bevonatban diszpergálva. A nem rezonáns mágneses fordulatszámok nagy felületen oszlatják el a nagyfrekvenciás sugárzás energiáját. A nem rezonáns mágneses RPM-ek fő előnye a szélessávúság, azaz a sugárzáselnyelés hatékonysága széles frekvenciatartományban. Éppen ellenkezőleg, a rezonáns RPM-ek hatékonyságát a számított sugárzási frekvenciák szűk tartománya korlátozza.
A nem rezonáns ömlesztett RPM-eket általában viszonylag vastag rétegekként használják, amelyek elnyelik a bemenő energia nagy részét, mielőtt a hullám közeledne, és esetleg visszaverődik a fém hátlapról. A működési elv a dielektromos és a mágneses veszteségek felhasználásán alapul, utóbbi a ferritvegyületek hozzáadásának köszönhető. Egyes esetekben grafitot alkalmaznak a poliuretán hab mátrixba.
A dielektrikumokból és vezetőkből készült vékony bevonatok keskeny sávúak, így ahol a hozzáadott tömeg és költség nem kritikus, ott mágneses anyagokat használnak mind a rezonáns, mind a nem rezonáns RPM-ekben.
A gradiens RPM-ek olyan többrétegű szerkezetek, amelyeknél a komplex dielektromos (vagy mágneses) permeabilitás vastagsága egyenletesen vagy lépcsőzetesen változik; a dielektromos veszteségszög tangensének növekedése a hátsó felület felé hajlamos biztosítani. Ezt a fajta fordulatszámot technológiailag nehéz előállítani.
Az RPP egyik legismertebb típusa a „ vasgolyós festék ” bevonat, amely diszpergált mikrogömböket tartalmaz karbonil- vassal vagy ferrittel bevonva . A bevonatra ható nagyfrekvenciás radarsugárzás váltakozó mágneses tér hatására molekuláris rezgéseket okoz a bevonatban, ami az EM sugárzási energia hővé alakulásával jár. A hő átadódik a repülőgép szerkezetére és eloszlik.
A Lockheed SR-71 Blackbird felderítő repülőgépen használták . A repülőgép vázának speciális kialakítását fejlesztették ki, amely nem tartalmaz függőleges felületeket. A bevonat bizonyos radarfrekvenciás tartományban képes elnyelni a rádióhullámokat. Rádióhullámokkal történő besugárzáskor a bevonatban lévő ferritmolekulák váltakozó mágneses tér hatására oszcilláló mozgásba kerülnek, és a nagyfrekvenciás sugárzás energiáját hővé alakítják. Ebben az esetben ugyanaz a fizikai elv megy végbe, amelynek keretében mikrohullámú sütőben (nagyfrekvenciás) a vizet melegítik . Az F-117 Nighthawk repülőgépen a törzs felületére ragasztott RPM lapok közötti hézagokat ferrit mikrogömbökkel ellátott bevonattal töltötték ki.
Az RPM egy másik típusa, amely a mágneses veszteségek hasonló elvén működik, neoprén gumilemezek formájában készül , amelyek töltőanyaga egy polimer mátrixban eloszlatott ferritszemcsék vagy grafitrészecskék (amelyek körülbelül 30% kristályos szenet tartalmaznak). Ebből az anyagból készült lapokat az F-117A repülőgép első módosításaira szerelték fel.
Az Egyesült Államok légiereje ferrofluid és nem mágneses anyagok összetételén alapuló radar-elnyelő bevonatot fogadott el . Ha ezt a bevonatot csökkenti az elektromágneses hullámok visszaverő képességével, akkor a repülőgépek radar láthatósága csökken.
A JSC "NII Ferrit-Domen"-nél ferromágneses nanorészecskéket tartalmazó, vékony, hidrogénezett amorf szénrétegen alapuló kísérleti RPP mintákat szereztek aramidszövetből készült rugalmas hordozóra. A nanoszerkezeteken alapuló RPP fő előnyei az alacsony fajsúly, szilárdság és hőállóság, valamint az agresszív közegekkel szembeni ellenállás [2] .
Az RPM típusa, amely a dielektromos és vezető rétegek váltakozása. A visszavert jel szintjének csökkenése a tárgy fémfelületéről, a dielektromos rétegekből és az elektromosan vezető rétegekből visszavert hullámok antifázisú hozzáadásának köszönhető.
A Jaumann burkolat vagy abszorber egy radar elnyelő eszköz. 1943-ban készült, két fényvisszaverő felületből és egy vezetőképes földpajzsból állt, köztük egyenlő távolsággal. Vannak, akik úgy gondolják, hogy a Yauman borító a Salisbury többrétegű képernyő általános esete , működési elveik hasonlósága miatt.
Mivel rezonáns abszorber (hulláminterferenciát használva a visszavert hullám elnyomására), a Jaumann bevonat rögzített λ/4 (negyed hullámhossz) távolságot használ az első fényvisszaverő felület és a talajpajzs, valamint mindkét visszaverő felület között (teljes vastagság λ/4). + λ/4).
A Jaumann lefedettség (kétrétegű séma esetén) két abszorpciós maximumot ad a hullámhossz-tartományban. Minden bevonatrétegnek párhuzamosnak kell lennie egymással és párhuzamosnak az általuk árnyékolt vezető felülettel.
A végső változatban, amelyet tengeralattjáróra szereltek fel, a Jaumann bevonata párhuzamos fényvisszaverő lapok sorozata volt, amelyeket dielektrikum (hab) rétegek választottak el. Ezeknek a lemezeknek a vezetőképessége a védett fémfelülethez közeledve nő.
"Szuperműanyagok" (az angol superplasts szóból ) - polimer kompozit anyagok (PCM) csoportja, amelyek fajlagos szilárdsága meghaladja a nagy szilárdságú acélokat és titánötvözeteket , és képesek elnyelni az elektromágneses sugárzást. A repülőgép törzsének kialakítása során „átlátszóak” a radarsugárzás számára, ellentétben a fémekkel, amelyeknek az a tulajdonságuk, hogy visszaverik a beeső sugárzást a kibocsátó felé, és a repülőgép felülete általában a beeső sugárzáshoz képest helyezkedik el.
A kifejezetten elektromágneses sugárzás elnyelőként történő felhasználásra tervezett anyagok vagy természetesen vezető polimerek exportellenőrzés alá esnek, különösen:
A repülőgépek , rakéták, hajók és más típusú katonai felszerelések radarláthatóságának csökkentése érdekében alapvetően fontos az RCS csökkentése . Alacsonyabb RCS esetén egy repülőgépet vagy más típusú hordozót hosszú ideig nem észlelhet a földi légvédelmi rendszerek radarja vagy egy másik repülőgép fedélzeti radarja. Az RCS csökkentésének különféle módjai és módjai vannak. Ebben az esetben a következők fontosak, adott típusú radar esetén a cél észlelési tartománya a célpont RCS-ének negyedik hatványgyökével arányosan változik. Az észlelési tartomány 10-szeresének csökkentéséhez az objektum (célpont) RCS-ét 10 ezerszeresére kell csökkenteni.
Ez az egyik hatékony módja a repülőgép RCS-jének csökkentésének, amelynek során a visszaverő felületei képesek visszaverni az elektromágneses energiát a sugárforrástól. A cél ebben az esetben egy "rádiócsend-kúp" létrehozása a repülőgép mozgási irányához képest. Tekintettel arra, hogy energiakibocsátás történik, a módszer ellenintézkedése a passzív (multisztatikus) radarok alkalmazása.
Az 1970-es évek közepén a DARPA felügyelte a repülőgépek fejlesztését a HAVE Blue projekt – egy „lopakodó technológiai bemutató” (1976-tól 1979-ig) – keretében, amely először 1977 végén repült. Később ennek a projektnek az alapján létrehozták az F-117A csapásmérő repülőgépet - az első igazi harci repülőgépet, amely alacsony látótávolságú.
Az Egyesült Államokban az 1950-es évek végén kezdték használni az RPM-eket a hagyományos repülőgép-tervezésben. Ilyen anyagokat használnak a Lockheed U-2 nagy magasságú felderítő repülőgépeken . Az RPM használatának kettős célja van - a repülőgép EPR-jének csökkentése egy adott radarfrekvencia tartományban, valamint számos fedélzeti antennaeszköz működésének elkülönítése a kölcsönös interferencia elkerülése érdekében.
Az RPM használata repülőgép-tervezésben, amelynek túlélőképességének kulcsfontosságú eleme az alacsony láthatóság .