Jedinou šancí jak doletět ve zdraví až k cíli, je nebýt odhalen. Prastarý souboj mezi zbraní a protizbraní dále pokračuje ve své nekonečné spirále, a dnes nese tajuplné jméno STEALTH.
Moderní obranné protiletadlové systémy, složené ze stíhacích letounů, raket země-vzduch a jiných protiletadlových kompletů naprosto změnily možnosti relativně beztrestného proniknutí letounu nad nepřátelské území. Zatímco za druhé světové války byly létající pevnosti B-25 díky své operační výšce prakticky mimo dosah protivzdušné obrany, dnes není problém účinně zasáhnout i objekty pohybující se ve stratosféře. Proto pracují letecké firmy a výzkumné týmy tak usilovně a vývoji neviditelných letadel.
Neviditelné zbraně
Leteckou bitvu o Británii pomohly britským a spojeneckým (a mezi jimi i českým) pilotům vyhrát i radary. Radar nebyl prvním přístrojem, který odhaloval přítomnost nepřátelských letounů i v mlze či v noci, to dělaly již předtím naslouchací přístroje, podobné velkým trychtýřům, ale až radar umožnil vyhledávat letouny (a samozřejmě i jiné objekty) na velké vzdálenosti a umístěný na palubách letounů umožňoval vést noční boj.
První radary nebyly vždy účinně využívány, známou skutečností je, že útočný svaz japonských letadel mířících k Pearl Harboru byl radarem zpozorován, ale velící důstojník věřil spíše svému instinktu, než stroji (se smutným výsledkem několika tisíc mrtvých námořníků), stejně tak dělostřelecké souboje amerických a japonských bitevních lodí vedli zpočátku úspěšněji Japonci, přestože radary na rozdíl od svých amerických nepřátel neměli.
Ovšem již v padesátých letech minulého století byla tato technika zdokonalená natolik, že letoun byl nepřítelem odhalen vždy, o čemž se v roce 1960 na vlastní kůži přesvědčil Francis Gary Powers, pilot U2, sestřelený sovětskou raketou ve výšce, do které tehdejší Migy 15 nedokázaly vyletět.
Nastupují moderní technologie
Moderní protiletadlové systémy mají navíc tu nepříjemnou vlastnost, že jsou naváděny radiovými signály i tepelným zářením samotného letounu. Klasické letadlo s velkým radarovým odrazem a výraznou tepelnou stopou ze svých motorů je pro protiletadlové rakety snadným cílem. Jedinou šancí pak je žádné stopy nezanechávat, nebo je zanechávat tak slabé, aby je nepřítel zjistil příliš pozdě.
Nejjednodušší metodou, jak snížit odraz radarových signálů, je uzpůsobit tvar letadla. První letouny vyrobené technologií STEALTH tak měly trup složený z rovných ploch, které radiové signály odrážejí nikoli zpět k vysílači, ale pryč. Protože nejčastějším úhlem, pod kterým radiové signály k letounu přicházejí, je 30º, je snahou takovou plochu na letounu vůbec nemít. Pokročilejší metodou je pak použití zaoblených ploch s velkým poloměrem. Prvním letounem stavěným podle této technologie je výzvědný stroj SR-71 Blackbird.
Další možnou metodou je použití materiálů, které radiové vlny neodrážejí, ale pohlcují (RAM – RADAR ABSORBENT MATERIAL). Pokud si radarové signály představíme jako světlo vycházející z reflektoru, pak metoda šikmých ploch je podobná naklonění zrcadla tak, aby se tento světelný paprsek rozptýlil či odrazil někam pryč, zatímco druhou můžeme přirovnat k natření zrcadla černou barvou. Použití této techniky je běžnější, než tvarování celého letounu, protože je jednodušší a funguje ze všech stran (nakloněná plocha je logicky v určitém úhlu ke směru signálů kolmá a letoun je tedy „vidět“). V praxi se pak používá kombinace obou metod.
Jak funguje radar
Základem radaru je zdroj elektromagnetického vlnění, vlastně stejný, jako kupříkladu vysílač rozhlasového signálu nebo mobilní telefon. Pokud přinutíme elektrony, aby v nějakém vodiči běhaly tam a zpátky (to dělá kupříkladu střídavý proud, který máme všichni v zásuvce) a frekvence střídání tohoto pohybu bude dostatečně vysoká, začne se tento pohyb sem-tam šířit i mimo vysílač, což je v našem případě drát, ve kterém ten proud běhá.
Tomuto šíření říkáme elektromagnetické vlnění a šíří se směrem kolmým na onen drát (pokud držíme drát v rukou natažený před sebou, bude se toto vlnění šířit směrem od nás – a samozřejmě i za nás).
Pokud se toto vlnění dostane k nějakému jinému vodiči – třeba k jinému drátu – začnou stejným způsobem běhat i elektrony v tomto vzdáleném drátu, i když samozřejmě v nižší intenzitě. Takže vlastně na dálku vyrobíme z onoho vzdáleného drátu vysílač stejného vlnění, jaké jsme způsobili my, a to se opět šíří i mimo ten vzdálený drát a dorazí zase k nám. Říkáme, že se původní signál odrazil, ale jak je z popisu zřejmé, aby se od nějakého předmětu odrazil, musí být tento předmět vodivý.
Elektromagnetické vlnění vyrobené tímto předmětem můžeme zachytit nějakým přijímačem – řekněme opět kusem drátu, ve kterém začnou běhat elektrony a vznikne tím elektrický proud. Protože víme, jakou frekvenci jsme původně použili, dokážeme určit, zdali je tento proud ten náš a tedy jsme odhalili nepřátelské letadlo, nebo je nějaký cizí, třeba z vysílačky nebo mobilního telefonu.
Pokud si nahradíme radarové signály signály světelnými – i světlo je elektromagnetické vlnění – funguje to stejně, jako kdybychom posvítili na oblohu třeba zeleným reflektorem. Pokud se na obloze objeví zelená tečka, objevili jsme tam letadlo. Pokud bude třeba červená, pak tam něco svítí samo od sebe, naše světlo to není (to je zelené).
Jak ošálit radar a jak se ošálení vyhnout
Na první pohled se může zdát, že STEALTH radiolokátory porazil a že jeho vítězství je konečné. Radiové signály jsou odráženy pryč nebo absorbovány a neviditelný letoun se beztrestně prohání nad územím protivníka. To by ovšem platilo jen v případě, že protivník má jenom jeden radar.
Letouny STEALTH jsou řešeny tak, aby je neodhalily radiové signály vysílané radarem umístěným před letounem na zemi. Některé antiradarové technologie vysílají stejný signál, jako onen radar, ale s opačnou fází, aby se oba signály navzájem anulovaly. Jenomže protivník je mizera a používá radarů několik, navíc každý radar má jiné signály, takže vysílat řadu různých antisignálů je příliš složité.
Kromě toho nutně dojde k situaci, že alespoň jeden radar vysílá své radarové impulsy z boku či dokonce zezadu letadla a to je tak odhaleno. Letoun je tak většinou schopen doletět až k cíli, moderní STEALTH letouny jsou zjistitelné na vzdálenost řádově 20 km, ale samy mohou útočit na vzdálenost až 80 km. Nejspíš tedy dokáží útok dokončit, ale hrozí, že budou zničeny při návratu.
Ping pong s ionosférou
Pro neviditelné letouny je nejvýhodnější tvar samonosného křídla, jako má strategický bombardér B-2. Není zde trup, nejsou zde svislé ocasní plochy, nic, co by mohlo odrážet radarové impulsy. Pokud jsou tyto impulsy vysílány zepředu. Zato shora je odrazná plocha letounu obrovská a toho detekční metody využívají. Pokud totiž vyšlete elektromagnetický signál v určitém úhlu k obloze, dorazí k ionosféře, což je vrchní vrstva atmosféry. Jak název ionosféra napovídá, je zde mnoho iontů, tedy částic s nábojem a ionosféra tak funguje jako vodič, který „odrazí“ náš radarový signál zpět k Zemi…on se odrazí opět k ionosféře…a tak pořád dokola, až zpět k vysílači. Jestliže mu během jeho pouti kolem světa něco vleze do cesty, třeba letadlo, náš signál se změní a my zjistíme, že k nám něco letí. Není to metoda úplně přesná, možných příčin takových změn je více, ale pokud ji doplníme dalšími, nic nám neunikne. (Na tomto principu je ostatně založena zatím hypotetická metoda detekce neviditelných letounů pomocí mobilních telefonů).
Slavná česká Tamara
Ani dokonale provedený STEALTH letoun s bezchybným tvarem a nátěrem spolehlivě pohlcujícím radiové signály není neodhalitelný – ještě jsou zde pasivní sledovací systémy, jako je známá česká Tamara. V samotném letounu pracuje řada elektrických systémů, které vytvářejí sekundární elektromagnetické pole, piloti spolu hovoří pomocí radiostanice, letoun určuje svou polohu pomocí vlastního radaru a podobně. Veškeré tyto radiové signály je možné zachytit (opět si můžeme představit, že se jedná o světelné záření – letoun tak vlastně svítí, to je onen červený bod, i když my nesvítíme vůbec nebo zeleně). Pokud jsou zachyceny z více míst, typicky se používají tři detektory, můžeme polohu letounu určit naprosto přesně, navíc my sami letounem odhaleni nejsme.
Při válečné misi jsou proto veškeré činnosti, produkující elektromagnetické vlnění, omezeny na minimum, letoun je naváděn družicemi, aby sám žádný radar používat nemusel, vysílačky mlčí. Ale motory se zastavit nedají a nějaké signály tak z letadla vyzařují vždy.
Létající ledničky
Dalším způsobem, který umožňuje určit přítomnost a polohu letadla je teplo, které vychází z jeho motorů. Detektory tepelného záření jsou používány běžně, pracují s nimi všechny bezpečnostní systémy, znáte je z bank, kanceláří a možná je máte i doma. Tepla vycházejícího z trysek proudových motorů je tolik, že slouží jako cíl protiletadlových raket. Zde je možná jediná obrana – horké plyny vycházející z motorů co nejvíce rozptýlit a vypouštět je nikoli z úplného konce letadla, ale ještě nad křídlem, aby zespoda pokud možno nebylo „cítit“. Navíc je nutné ochladit celý letoun, který se během letu díky tření vzduchu ohřívá až o několik set stupňů, křídla letounu jsou tedy protkána sítí chladícího systému.
Zrádný hluk motorů
No, řekněme, že letoun není vidět (je černý a je tma), není jej možné zachytit radarem, protože je natřený a má ideální tvar, nevyzařuje dost tepla, abychom na něj přišli – unikne nám? Neunikne, protože ho slyšíme. Proudové motory spotřebují velké množství vzduchu a dmychadla, která jej nasávají, vydávají pekelný rachot. Zde pomůže jen použití dmychadel bez rozváděcích lopatek nebo urychlení nasávaného vzduchu na nadzvukovou rychlost před dmychadlem a jeho zpomalení v něm – protože hluk vydávaný dmychadlem se dere kupředu rychlostí zvuku, ale vzduch proudící do dmychadla je rychlejší, žádný hluk se ven nedostane – je to jako kdybyste se snažili plavat proti proudu, který je rychlejší než vy. Letoun způsobuje hluk i svým pohybem ve vzduchu, a tomu se dá zabránit jen dokonale aerodynamickým tvarem.
Letadlo jako podivný slepenec
Postavit dokonalý STEALTH letoun znamená respektovat všechny možné detekční systémy protivníka, které ovšem využívají rozličných technologií a požadavky na vlastnosti letounu jsou tak protichůdné. Kupříkladu tvar, který rozptyluje radarové signály není zrovna ideální po stránce aerodynamické a letoun se pak více zahřívá a více hlučí díky vyššímu odporu vzduchu. Absence svislých ocasních ploch zhoršuje letové vlastnosti a tak dále. Neviditelné letouny jsou pak složeny z různých komponentů a snahou konstruktérů je najít nějaký rozumný kompromis mezi protichůdnými požadavky. Dokonale neviditelný letoun pro radiolokátory pak vypadá jako obluda z různých ploch, ve vzduchu značně nestabilní, jako byl již v roce 1975 americký Have Blue. Bez výkonného palubního počítače se takový letoun okamžitě zřítí k zemi.
Většinou můžeme na neviditelných letounech najít tyto společné prvky:
1. samonosné křídlo bez svislých ocasních ploch
2. použití nevodivých materiálů (obě tyto vlastnosti měl již německý letoun Horten Go-229 vyrobený koncem II. světové války, tím nevodivým materiálem bylo v tomto případě dřevo)
3. nátěr pohlcující radiové signály
4. všechny zbraňové systémy jsou skryté v trupu
5. povrch nemá žádné výstupky, prohlubně nebo rýhy
Letouny STEALTH v boji
Dítětem ploškové obludy Have Blue je americký podzvukový bombardér F 117A Nighthawk. Bojový křest si odbyl ve válce v Perském zálivu, kde podnikl 1300 náletů a nezaznamenal žádné ztráty a většinou nebyl iráckou PVO (protivdušnou obranou) vůbec zachycen. Cenou za nízkou odhalitelnost radary je jeho špatná manévrovatelnost, což bylo příčinou jeho sestřelení během útoků na Miloševičovu Jugoslávii – jugoslávská PVO tehdy prokázala velkou zkušenost, protože po zachycení jedním radarem dokázala odhadnout, kde se tento letoun bude pohybovat a další radar tak na letoun střílel ještě dříve, než jej skutečně zaznamenal (jinak by mu letoun unikl). Pilot nedokázal protiletadlové raketě uniknout a musel se katapultovat.
Praktickým důsledkem zkušeností s F 117A je nově vyvíjený americký stíhací letoun F 22A Raptor firmy Lockheed. Jeho odrazná plocha, tedy jakási velikost radarového odrazu, je sice o něco větší, než u F 117A, ale pořád asi 100x menší, než u současné americké klasiky F 15. Zato má mít letoun mnohem lepší manévrovací schopnosti a nadzvukovou rychlost až 2 655 km/h. V závěru loňského roku se ovšem objevila zpráva, že vývoj tohoto letadla byl dokončen a první nadzvukový STEALTH letoun se už možná prohání nad našimi hlavami
A co konkurence?
Jedinou zemí, která představovala pro USA strategického protivníka, byl Sovětský Svaz. Rusko, jeho dědic, zatím plnohodnotný STEALTH letoun nemá a v nejbližší době mít asi nebude. Důvodem je ekonomická situace této euroasijské velmoci. Ruské vzdušné síly používají co možná nejlevnější metody, soustřeďují se na snížení radiolokačního odrazu z pohledu zepředu a na nátěry pohlcující radiové signály.
Na prknech konstruktérů se ovšem nové ruské STEALTH letouny rodí, o čemž svědčí obrázky bombardéru Suchoj T 60S a stíhacích letounů Suchoj S 54 a Mikojan I-2000. Zatím se jedná spíše o studie, nežli projekty, již vzhledem k předpokládanému použití technologie STEALTH za použití plazmy.
Rusko zatím zvládlo výrobu STEALTH lodí. Kromě ruské floty je jimi vyzbrojeno i námořnictvo Indie, která si v Petrohradských loděnicích objednala tři fregaty třídy Krivak a jednu z nich, INS Trishul, převzala 25. ledna tohoto roku.
Co nás čeká dál?
Možnosti současných STEALTH technologií budou podle amerických expertů do třiceti let nedostačující. Řešením bude buďto použití bezpilotních letounů a smíření se se ztrátami těchto strojů, nebo nové technologie, kupříkladu plazma.
Plazmou nazýváme vysoce žhavý plyn, natolik rozžhavený, že látka přechází do ještě nestabilnějšího skupenství, nežli je plynné. Letoun obtékaný plazmou by byl několikanásobně rychlejší, nežli klasické letouny. Ale technologie využívající plazmu ještě není vyřešena ani teoreticky, navíc plazma, což je vlastně směs iontů a elektronů, září na obrazovce radaru jako lampion a o neviditelnosti letounu si můžeme nechat zdát. Některé studie však naznačují, že plazma by mohla být, pokud se ji naučíme ovládat, použita i k eliminaci radiolokačního odrazu.
Zatím se tedy můžeme těšit na zdokonalení stávajících metod. Většina států světa nemá dostatek prostředků, aby se vybavila PVO prostředky odhalujícími neviditelné letouny. Ve vývojových dílnách tak vznikají modernější verze stávajících typů letounů STEALT, jako je Boeing Bird of Prey nebo zmíněné ruské stroje.
OLPI radar
Jednou z nejvýraznějších stop, které prozrazují přítomnost a polohu STEALTH letounů, je vysílání jejich vlastních radarů. Letoun se bez radaru neobejde, zjišťuje jím svou výšku nad terénem a zaměřuje cíle. Záření radaru je samozřejmě vidět na přijímačích protivníka a to je pro letadlo smrtelně nebezpečné.
Obdobný problém ovšem řeší i PVO. Radary, které pátrají po případných letadlech nepřítele, jsou snadno zjistitelné a protiradarové střely mohou být z letounu vystřeleny ze vzdálenosti, na jakou je samotný STEALTH letoun pro radar neviditelný.
Řešením je OLPI (Omnidirectional Low Probability of Intercept) radar (všesměrový radar s malou pravděpodobností odhalení).
Klasický radar vysílá silné, krátké signály jedním směrem (asi jako kdybychom namířili svítilnu jedním směrem a blikali jí). To jej samozřejmě odlišuje od jiných zdrojů elektromagnetického vlnění, protože ty vysílají vlnění stálé, dlouhodobé. OLPI radar se chová stejně, jako třeba televizní vysílač – vysílá všemi směry najednou neustálé slabé elektromagnetické vlnění. Díky tomu splývá s nevojenskými zdroji signálu a je obtížné jej identifikovat.
Aby bylo jeho maskování ještě dokonalejší, vysílá obdobné vlnění i několik falešných vysílačů, takže i při případném odhalení protivník neví, který ze zdrojů vlnění je radar a který jen návnada. Podobný systém se sice používá i u klasických radarů, ale v tomto případě falešný radar mate nepřítele jen co se týče přesného umístění skutečného radaru, nezakryje skutečnost, že v prostoru se nachází systém protivzdušné obrany, u OLPI radaru je maskování díky podobnosti s nevojenskými vysílači mnohem účinnější.
Daní za „splynutí s davem“ jiných zdrojů slabého elektromagnetického vlnění je velice náročné vyhodnocování odražených signálů. Odrazů je mnoho, přicházejí z různých směrů a díky proměnlivé délce vlnění jich ho hodně druhů. Navíc se mísí s šumem pocházejícím z jiných zdrojů elektromagnetického vlnění. K analýze je proto využíváno srovnání výsledků z analogových i digitálních přijímačů pro každý směr a každou vlnovou délku.
