فناوری پنهانکاری چطور کار می‌کند و راز علمی پشت آن چیست؟ در این مقاله، قرار است با زمینه تاریخی سیر و سیاحتی کنیم به دنبای پرنده‌ها و تسلیحات رادارگریز؛ پس با تکراتو همراه باشید.
ظهور هواپیماهایِ نظامی شاید بارزترین ویژگیِ جنگ مدرن بوده است. از زمان معرفی‌ِ‌شان در جنگ جهانی اول، هواپیماهای نظامی از نیروهای زمینی به روش‌هایی حمایت کرده‌اند که در طول هزاران سال تاریخ بشر حتی تصور هم نمی‌شد. از آن زمان به بعد، این فناوری به سرعت پیشرفت کرد و دولت‌ها منابع زیادی را برای اطمینان از برتری هواپیماهای‌شان نسبت به هواپیماهای دشمنان اختصاص دادند. جنگنده‌ها در طی جنگ جهانی اول، در ابتدا فقط برای شناسایی استفاده می‌شدند، اما رفته‌رفته به مسلسل مجهز شدند و کمی بعدتر به سلاح‌های آفندیِ تاکتیکی.
فناوران نظامی، همچنان به ساخت جنگنده‌ها و هواپیماهای نظامی قدرتمندتر و مؤثرتر ادامه دادند، اما معرفی رادار در جنگ جهانی دوم، استفاده از جنگنده‌ها را پر هزینه کرد. چنان‌که دو ابرقدرت جنگ سرد تمرکز جدی بر ایجاد هواپیماهایی داشتند که می‌توانستند بدون شناسایی وارد حریم هوایی دشمن شوند، چه برای جاسوسی، چه بمباران و چه حملات مستقیم و رو به جلو. این رویکردِ تهاجمی – دفاعی منجر به پدید آمدنِ فناوری‌های نوظهور شد، هم‌اکنون اما فقط یکی از آنها با نتایج موفقیت‌آمیزش به طور گسترده عملی شده است. مُراد همان استفاده‌ٔ ترکیبی از فناوری‌هایِ بنیادی است که در فرآیند ساخت هواپیماهای نظامی و جنگنده‌های مدرن رادارگریز به کار رفته‌اند و به آن فناوری پنهانکاری یا همان Stealth میگویند که امروزه ورد زبان‌هاست. در این بررسی که ترجمه‌ای است از نشریه‌ٔ اسلش‌گیر، با کمی اطلاعات بافتی – تاریخی، نحوهٔ عملکرد علمی پشت آن را زیر ذره‌بین می‌گیریم.
ادامه مطلب در ادامه
بیشتر بخوانید:
ظهور رادار و نحوه کارکرد آن علیه فناوری پنهانکاری
جنگ جهانی دوم دوران شتابِ نوآوری بود. با نیاز به دفاع در برابر دشمنی سرسخت و از بین بردن تهدیدی که توسط آن ایجاد می‌شد؛ بنابراین نیروهای متفقین شبانه‌روز برای توسعه علمی که می‌توانست به فناوری تسلیحاتی تبدیل شوند، حسابی عرق ریختند. یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها، همان توسعه رادار بود که از سردیس کلمات «Radio Detection and Ranging» (تشخیص و اندازه‌گیری رادیویی) بر سر زبان‌ها افتاده است.
تحقیقات دربارهٔ امواج رادیویی که برای ایجاد رادار استفاده می‌شد، درازای عمرش به اواخر دهه 1800 می‌رسد، اما یکی از اولین کاربردهایش برای مکان‌یابی هواپیماها، به طور رسمی در سال 1940 برای تأمین امنیت سواحل بریتانیا به کار گرفته شد. چطور؟ اپراتورها می‌توانستند موقعیت هواپیماهای دشمن و سرعت حرکت‌شان را با ارسال امواج رادیویی به جوّ و فعال‌سازی گیرنده‌هایی که بازگشتِ این امواج را پس از برخوردِ با اشیاء در آسمان می‌شنیدند، تعیین کنند. به عنوان نمونه، با این ابزار، بریتانیایی‌ها توانستند اسکادران‌های آلمانی را تا 120 کیلومتری (75 مایل)، دورتر از مرزهای خودی تشخیص دهند و بدین ترتیب، نتیجهٔ نبردهای نخستینِ جنگ، به ویژه نبرد بریتانیا را تغییر دهند.
پاتک نازی‌ها با توسعهٔ علیه فناوری پنهانکاری
با وجود دستاوردهای فناورانّهٔ متفقین، آلمانی‌ها هم بی‌کار ننشستند و به طور همزمان سیستم خود را به نام فرِیا توسعه دادند. سیستمی که نخستین‌بار در سال 1938 روی کار آمد و به بازی موش و گربه‌ای که برای بهبود فناوری به راه افتاده بود، حسابی دامن زد. اما رقابت بین قدرت‌های محور و متفقین که در سال 1945 پایان گرفت سرآغاز یک جنجال جهانی دیگر شد: جنگ سرد. این جنگ نوظهور به این معنی بود که رقابت تکنولوژیکی همچنان بخش مهمی از جغرافیای سیاسی است که تا به امروز هم پایان نگرفته. امروز هنوز هم رادار نقش مهمی را در آفند و پدافند ایفا می‌کند؛ حتّی نمونه‌اش را در درگیری بین ایران و اسرائیل هم دیدیم. و اگرچه نوع و شکل فناوری بسیار پیشرفته‌تر و توانمندتر نسبت به سال 1940 شده، اما اصول فناوری همچنان بدون تغییر باقی مانده است.
بیشتر بخوانید:
فناوری رادارگریزی چیست و چرا به آن احتیاج بود؟
با وجود درگیری‌های مستقیم اندکی که بین اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده در طول دوره جنگ سرد پیش آمد، شناسایی و جاسوسی به اولویت اصلی مقامات دو کشور تبدیل شد. ایالات متحده هواپیمای جاسوسی U-2 را با قابلیت پرواز بر فراز اتحاد جماهیر شوروی بدون شناسایی توسعه داد، اما اتکایش به جای فناوری پنهانکاری فرا رفتن از برد راداری با پرواز در سطوح بسیار بالا بود. ساخت هواپیماهایی که با رادار قابل شناسایی نباشند، همچنان بخش مهمی از تحقیق و مهندسی هواپیما بود و این موضوع دانشمندان و مهندسان را در مکان‌هایی مانند بخش اسکاخ ورکس لاکهید به تلاش‌های هماهنگ برای یافتن راه‌حل‌ها سوق داد.
هواپیمای جاسوسی U-2 برای اولین بار در اواسط دهه 50 پرواز کرد و از تحرکات و تأسیسات نظامی در اتحاد جماهیر شوروی عکس‌های هوایی حیاتی ارائه داد. با این حال، پروازها بر فراز خاک شوروی زمانی پایان یافت که گری پاورز در سال 1960 ساقط شد. عوامل شوروی به برنامه U-2 نفوذ کرده بودند و با انتقال اطلاعات پرواز به کا.گ.ب، زمینهٔ شکار این هواپیمای جاسوسی را با همراهی جنگنده‌های میگ شوروی فراهم کردند که به هدایت یک حمله موشکی زمین به هوای موفق علیه پاورز کمک مهمی کرد. این امر باعث شد آژانس اطلاعات مرکزی امریکا (CIA) لاکهید را تحت فشار قرار دهد تا نوع جدیدی از هواپیما با سطح مقطع راداری (RCS) بسیار کاهش یافته‌ای را توسعه دهد.
توسعه فناوری پنهانکاری یا Stealth
همان‌طور که پیش‌تر گفتیم علی‌رغم آن‌که U-2 از شگرد ارتفاع گرفتن، برای اجتناب از شناسایی شدنش استفاده می‌کرد، به هیچ‌وجه هواپیمای پنهانکار نبود. نخستین فناوری‌هایِ توسعه‌یافته برای کاهشِ کشف راداری، پوشش‌ها و روکش‌های جذب‌کننده رادار بودند و نخستین مدلی که فناوری پنهانکاری را دریافت کرد، لاکهید A-12 بود که توسط CIA پرواز می‌کرد که در نهایت هم، به SR-71 بلک‌برد نیروی هوایی امریکا تبدیل شد. این هواپیما با داشتن سقف پروازی 85000 پایی و شاید مهمتر از آن، سرعت نهایی 3.3 ماخیِ خود، به نوعی از U-2 پیروی کرده و آن را به سریع‌ترین جت طراحی‌شده تا به امروز تبدیل ساخته است.
SR-71 با شکل متمایز و رنگ مشکی ماتش حسابی توی چشم است. فناوری پنهانکاری تعبیه‌شده در بدنهٔ آن، همان مواد کامپوزیتی برای باله‌های دم و لبه‌های جلویی است که با شکل متمایز و رنگ مشکی آغشته به ذرات فریت (برای کمک به جذب بازتاب راداری)، جملگی از آن یک هواپیمای رادارگریز قابل اعتنا می‌سازد. علاوه بر این، سوخت جت JP-7 مورد استفاده در این هواپیما، سزیوم توری‌دار شده است که ابری از پلاسما ایجاد می‌کند تا سطح کشف راداری آن را بیشتر کاهش دهد و دود عظیم خروجی موتورها را پنهان سازد.
این هواپیما برای چندین دهه در ماموریت‌های ویتنام و خاورمیانه فعالیت کرد، بدون اینکه حتی یک هواپیما را از دست بدهد. موفقیت آن، طراحان هواپیما را به رهبری نسل بعدی هواپیماهای پنهانکار سوق داد که امروزه نشانهٔ نیروی هوایی مدرن شناخته می‌شوند.
بیشتر بخوانید:
اجرای فناوری پنهانکاری روی هواپیماهای مدرن
برای اینکه فناوری پنهانکاری موثر باشد، باید از همان ابتدا به طور کامل اصولش در طراحی هواپیما گنجانده شود. برخی از بدنه‌های هواپیما می‌توانند با ارتقاءهایی شبیه به پنهانکاری با قابلیت مشاهده کم (Low Observable) مانند سوپر هورنت‌های F/A-18E/F نیروی دریایی ایالات متحده، به‌روزرسانی شوند، اما هرگز روی رادار به اندازه یک کبوتر کوچک به نظر نمی‌رسند.
شکل، مواد، موتورها و تجهیزات جانبی همگی باید با یک تمرکز واحد به‌روی پراکنده کردن سیگنال‌های رادار به‌دور از هواپیما طراحی شوند. بدنه‌ای گِرد، سیگنال‌های راداری را از هر نقطه‌ای روی قوس منحنی منعکس می‌کند و در نتیجه هدف راحتی برای شناسایی می‌شود. از همین‌روی، برای جلوگیری از این امر، از سطوح صاف و چین‌های تیز به طور عمدی استفاده می‌شود تا آن سیگنال را در جهت دیگری منعکس کند و به گیرنده‌اش بازنگردد. این رویکرد درست همان چیزی است که منجر به شکل زاویه‌ای عجیب F-117 Nighthawk، اولین جنگنده جت پنهانکار نیروی هوایی ایالات متحده شد.
برای اینکه جت برای رادار نامرئی شود، تقریباً از تمام سطوح صافش استفاده می‌کند و دلیل عجیب بودن شکل آن هم همین است؛ خوب در آن روزگار ابرکامپیوترهای پیشرفته‌ٔ امروزی برای طراحی هواپیماهای پنهانکار مدرن وجود نداشتند و نمی‌شد همه‌جور احتمالات را در نظر گرفت. هواپیمای مدل F-117 بهترین فناوری‌ای بود که در دهه 1970 می‌شد به‌اش دست یافت. اما به مرور با طراحی پیشرفته‌تر و کمک کامپیوترها، مهندسان توانستند هواپیماهایی با ظاهری معمولی‌تر بسازند که RCS کوچکی را حفظ می‌کنند، اگرچه همچنان از سطوح صاف و تیز بیشتری به نسبت بدنه‌های غیر پنهانکار استفاده می‌کنند.
هواپیماهای با قابلیت پنهانکاری
فهرست هواپیماهایی که با قابلیت‌های کامل فناوری پنهانکاری طراحی شده‌اند آن‌چنان هم بلندبالا نیست. این سری هواپیماها با F-117 Nighthawk آغاز شدند و با B-2 Spirit، F-22 Raptor و F-35 Joint Strike Fighter ادامه یافتند. یکی از ویژگی‌های مشترک همه این هواپیماها فقدان تثبیت‌کنندهٔ عمودی و سکان است.
طراحی هواپیماهای پنهانکار با دقت هر سطحی را که مستعد کشف رادار است، از جمله ورودی‌های موتور یا سطوح قطعات مجاور با زاویه قائمه حذف می‌کند. به همین دلیل است که تثبیت‌کننده‌های دوقلو در زاویه‌های تهاجمی قرار گرفته‌اند و ورودی‌های موتور هرگز سوراخ‌های مستطیلی‌شکل یا گردِ یکنواخت نیستند. هر چین روی بدنه هواپیما با دقت برای پراکنده کردن سیگنال‌های رادار محاسبه می‌شود. نتیجه این است که RCS (سطح مقطع راداری) برای مثال، F-35 باعث می‌شود آن از یک مرغ مگس‌خوار (0.0014 متر مربع) کمی بزرگتر به نظر برسد (حدود 0.005 متر مربع).
اگرچه هواپیماهای آمریکایی در این زمینه پیشرو هستند، اما تنها جنگنده‌های پنهانکار آسمان نیستند. فناوری شوروی بسیار از غرب عقب افتاده بود و روسیه را تا سال 2019 بدون هواپیمای پنهانکار رها کرد. حتی در آن زمان، Su-57 آن در مقایسه با فناوری غرب کم رنگ می‌شود، زیرا RCS آن حدود 1000 برابر بزرگتر از F-35 است و جایی بین 0.1 تا 1.0 متر مربع قرار دارد.
علاوه بر این، روسیه در ناوگان خود کمتر از 20 جنگنده پنهانکار دست‌ساز دارد، در حالی که ایالات متحده تاکنون صدها فروند هواپیمای F-35 تولید کرده است. یک Su-75 Checkmate برنامه‌ریزی‌شده هنوز وارد مرحله تولید نشده است. در غیر این صورت، چین جنگنده پنهانکار Chengdu J-20 خود را در تعداد متوسط تولید کرده است.
بیشتر بخوانید:
موفقیت‌ها و شکست‌های هواپیماهای پنهانکار
SR-71 در طول خدمت خود ده‌ها پرواز عملیاتی را بر فراز ویتنام انجام داد، اگرچه به احتمال زیاد برای فرار از دست دشمنان خود بیشتر از سرعت فوق‌العاده‌اش استفاده می‌کرد تا از تکنولوژی رادارگریزی خودش. مورد بعدی استفاده از یک جنگنده پنهانکار، به‌کارگیری F-117 Nighthawk بود. این هواپیما برای اولین بار در سال 1989 در پاناما مستقر شد و برای تسهیل تسلیم، بمب‌هایی را در نزدیکی پادگان‌های نیروی دفاعی انداخت. با این حال، در عراق، طی طوفان صحرا بود که Nighthawk توانایی‌های خود را ثابت کرد، با سرعت از سدهای دفاعی عراق گذشت و منجر به غلبه بر نیروهای عراقی شد. F-117ها دوباره در جریان تجزیه یوگسلاوی در بالکان وارد عمل شدند، اما رادار صربستان یک F-117 را در هوا با درب‌های محفظه سلاح‌هایش که باز بود شناسایی کرد و یک موشک زمین به هوا پرتاب کرد که به Nighthawk برخورد کرد و هواپیما را ساقط کرد.
B-2 Spirit بسیاری از مأموریت‌ها را بر فراز عراق انجام دادند، در حالی که F-22ها بعداً در درگیری با اهداف داعش خدمت کردند. امروزه، F-35 Joint Strike Fighter بهترین جنگنده چندمنظوره در بخش‌های مختلف نیروی نظامی آمریکا است و در اسکادران‌های بسیاری از کشورهای عضو ناتو خدمت می‌کنند. اگرچه روسیه باید فرصتی برای استفاده از Su-57 پنهانکار خود در جنگ علیه اوکراین داشته باشد، گزارش‌های مربوط به مأموریت‌های موفق کمیاب است.
سایر کاربردهای فناوری پنهانکاری
اگرچه فناوری پنهانکاری برای هواپیما توسعه یافته است، اما به هواپیماهای جنگنده و بمب‌افکن محدود نمی‌شود. جدیدترین توسعهٔ این کاربردها، ساخت پنهانکار در طیف وسیعی از پرنده‌های بدون سرنشین بوده که اغلب به عنوان پهپاد شناخته می‌شوند. تهیه فهرستی از پهپادهای پنهانکاری اصلاً ساده نیست. ایالات متحده پهپادهایی نظیر RQ-180 و XQ-58A Valkyrie را توسعه داده که هر دو وارد خدمت شده‌اند. علاوه بر این، بسیاری از کشورها و شرکت‌های خصوصی دیگر نیز در سراسر جهان وارد تجارت پهپاد شده‌اند و بسیاری‌شان می‌توانند با استفاده از عناصر پنهانکاری ساخته شوند. به عنوان نمونه، بایکار ترکیه با موفقیت محصولات خود در اوکراین، نویدهای زیادی را در این بخش داده است.
حوزه دیگری که از فناوری پنهانکار بهره می‌برد، تولید سلاح است. موشک‌های کروزی که رادار قادر به شناسایی آنها نیست، تهدیدی جدی برای رقیبانی به شمار می‌روند که قادر به ردیابی آنها با سیستم‌های هشدار پیشرفته نیستند. نمونه‌ای از این موشک‌ها، موشکِ استوم شدو (Storm Shadow) است که به طور مشترک توسط فرانسه و بریتانیا تولید شده و از فناوری پنهانکاری به همراه ارتفاع کم پرواز برای رادارگریزی استفاده می‌کند. این موشک‌ها اخیراً برای دفاع به اوکراین تحویل داده شده‌اند و با موفقیت علیه نیروهایی اشغالگر، مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
علاوه بر این، یکی دیگر از توسعه‌های اخیر فناوری رادارگریزی در سلاح‌های دریایی و کشتی‌سازی پنهانکار بوده است، به گونه‌ای که یک قایق جنگی یا حتی یک ناوشکن در رادار به اندازه یک قایق ماهیگیری کوچک به نظر می‌رسد.
بیشتر بخوانید:
تاثیر آلودگی هوا بر سلامت انسان
آینده فناوری پنهانکاری
احتمالاً همان‌طور که تا کنون متوجه‌اش شده باشید، ساخت هواپیماهای پنهانکار در کنار نوآوری در پرنده‌های هدایت‌پذیر و فناوری تسلیحاتی، ساحت روبه رشدی برای صنعت هواپیمایی نظامی از کار در آمده. با اینکه مواردی قبلاً پیاده‌سازی شده‌اند اما ابزارهای بیشتری نیز در راه‌اند. زین پس، با برخط شدن قابلیت‌های تهاجمی جدید، وزارتخانه‌های دفاع کوشا به دنبال توسعهٔ نسل بعدی سیستم‌های هشداردهندهٔ نخستین خود خواهند بود و تکنولوژی راداری ممکن است با ابزارهای قدرتمندتری جایگزین شود تا بتوانند در برابر تکنولوژی رادارگریزی مدرن‌تر خطوط دفاعی خودشان را حفظ کنند.
ایالات متحده در حال حاضر در حال ساخت اسکادران‌های نسل بعدی بمب‌افکن خود برای جایگزینی B-2 Spirit، یعنی B-21 Raider است که معرفی‌اش را در سال‌های گذشته دیدیم. از آن سو، روسیه جنگنده نسل بعدی خود Su-75 Checkmate را به نمایش گذاشته است، اما نبود نمونه‌های اولیه پروازی، تولید انبوه آن را به ویژه با کیفیت پایین Su-57 موجود، تردیدآمیز می‌کند. به احتمال زیاد، بزرگ‌ترین پیشرفتهای پنهانکاری همزمان در سراسر جهان رخ می‌دهد، با جنگنده‌های پیشرفتهای که در ترکیه، هند، کره جنوبی و جاهای دیگر در حال توسعه هستند. هیچکس نمی‌داند آینده چه در سر دارد، اما ادامه توسعه هواپیماهای پنهانکار مطمئناً نقشی پررنگ در آن ایفا خواهد کرد.
سوالات متدوال
فناوری رادارگریزی چیست؟
فناوری رادارگریزی یا Stealth به اختراع هر گونه موشک یا وسیلهٔ نقلیهای میگویند که از رادارها و ابزارهای الکترونیک دشمن نامرئی بماند.
بهترین فناوری پنهانکاری به کار رفته در هواپیماهای نظامی کداماند؟
دانش ساخت و توسعهٔ فناوری پنهانکاری جزو اطلاعات طبقهبندی شده است اما بر اساس بررسی کارشناسان نظامی، B-2 Spririt و B-21 Raider بهترین تکنولوژیهای موجود در طراحیشان به کار رفته است.
بیشتر بخوانید:
- هوش مصنوعی چیست
- بهترین سایت های هوش مصنوعی برای گرافیست ها
- طراحی لوگو با هوش مصنوعی
- سایت ساخت عکس با هوش مصنوعی
- بهترین سایت های هوش مصنوعی
نظر شما دربارهٔ کاربردهای فناوری پنهانکاری چیست؟ آیا نمونه‌های بیشتری را سراغ دارید که در مقاله بدان اشاره نکردیم؟ لطفاً نظرات خود را در بخش کامنت‌ها برای تکراتو بنویسید.
