الأساسيات الفيزيائية للخواص الشبحية

تقليص المقطع العرضي الراداري وخصائصه:

يعتبر المقطع العرضي الراداري للطائرة الحماية الحقيقية الفعالة الوحيدة للطائرات الشبحية لذلك فإن الباحثين لم يدخروا جهدا في مراعاة هذا الجانب في كثير من الأحيان على حساب خاصيات أخرى للطائرة كالسرعة وقدرة المناورة )خصوصا البى-2 و الإف-117) .

 وتعتمد الطائرات أساسا في تضليلها للرادار على 3 مبادئ فيزيائية سنحاول وصفها في ما يلي وهي تدمير الذبذبة الكهرومغناطيسية وامتصاصها وإرجاعها.

1- تدمير الموجة الكهرومغناطيسية :

نظريا يمكن تدمير موجة كهرومغناطيسية (أي موجات الرادار) عن طريق إرسال موجة معاكسة بنفس التردد والقوة لكن بطور معكوس حيث يكون مجموع الموجتين صفرا. وتصنف هذه الطريقة ضمن خانة الطرائق الإيجابية active في مقاومة الرادار واستعمالها يكون عادة في ميدان الترددات المنخفضة حيث يصعب استعمال المواد الممتصة للرادار في هذا المدى.

2- امتصاص الموجات الكهرومغناطيسية :

لبعض المواد قابلية امتصاص أشعة الردار أو الموجات الكهرومغناطيسية وتدعى عامة RAM اختصارا لمادة ماصة للرادار Radar Absorbent Materials.

و تقسم هذه المواد إلى نوعين نوع يطلق عليه اسم ممتص متردد وهو نوع مصمم عادة ضد تردد معين للرادار أما النوع الثاني فيسمى ممتص عالي المدى وهو مصمم ليمتص مدى كامل من ترددات الرادار. ولعل من أقدم وربما أشهر الآلات في مجال امتصاص الموجات هو ما يعرف بشاشة سالسبيري Salisbury screen وهي آلة تجريبية تبين طريقة عمل المواد الممتصة للرادار الترددية وتتكون من 3 طبقات مرصوصة خلف بعضها تنعكس على أولها جزء من الأشعة الرإدارية في حين يمر جزء من الأشعة عبر الطبقة الوسطى التي يبلغ سمكها ربع طول موجة الرادار فيتم إضعافه وأخير يتم إرجاع الموجة عند الطبقة الأخيرة بطور معكوس تقريبا لتخرج من شاشة سالسبيري وتتحد مع الموجة المنعكسة الأولى وتكون بذلك مجموع الموجتين صفرا، مما يجعل الرادار الذي ينتظر انعكاس الموجة الكهرومغناطيسية لتسجيل وجود الطائرة غير قادر على رؤيتها أو أنه في أحسن الأحوال لا يرى سوى توقيعا رإداريا صغير الحجم.

عيب هذه الطريقة هي أنها لا تمتص إلا نوعا واحدا أو طول موجة واحد مما يجعل رادارا يبث بموجات مختلفة الطول يكتشف الطائرة بالإضافة إلى سمك هذه المادة حيث أن شاشة سالسبيري تعمل في مدى 100 ميغاهرتز يجب أن يكون سمكه 75 سنتمترا وإّذا أردنا أن نصمم مادة مضادة للرادار بهذه الطريقة فإنه يجب تجميع شاشات مختلفة تعمل كل منها في طول موجة آخر وهو ما يسمى بشاشة جومان Jaumann screen مما سيجعل المادة أكثر سمكا (و وزنا).

البديل لهذه المادة الممتصة هو المواد الممتصة المغناطيسية التي تعتمد على تحويل موجة الرادار وتبديدها في صورة حرارة عوض عكسها. ويدخل في تكوين هذه المواد الفيرريت النيكل الكوبالت والحديد الكربونيلي مما يجعل منه قابلا للتأكسد بالإضافة إلى أن وصوله إلى درجات حرارة تعادل 500 درجة مئوية تزيد في هذا التآكل وهذا عيب من عيوب هذا النوع من المواد إلا أن سمكه يكون 10 مرات أقل من سمك المواد الممتصة بالانعكاس. في الأخير يجدر بالذكر أن الممتصات من النوع الأول مثلى للترددات العالية في حين أن المواد الممتصة المغناطيسية أمثل للترددات المنخفضة.

3- عكس الأشعة الرادارية:

زوايا انعكاسية لموجات الردار
صممت الطائرات الشبحية بحيث أن شكلها وحتى بعض الآلات الداخلية لا تعطي إلا مقطعا رإداريا صغيرا حيث حرص المصممون أن لا يرتطم الشعاع الرإداري على زوايا قائمة حتى لا يتم إرجاع الإشارات إلى الرادار. حيث أن معظم الرادارات اليوم تجمع بين آلية بث الموجة الرإدارية والمستقبل الرإداري. لذلك فإن الطائرات الشبحية ترجع الإشارة الرإدارية في كل الإتجاهات إلا في إتجاه الرادار.

كما يتم استعمال المواد الممتصة عند مداخل الهواء للمحركات حيث أنها كانت ستعطي مقطعا رإداريا كبيرا. كما أن تركيب المحركات فوق الجناح ولد مشكلة أن المحركات لا تتحصل على الكميات اللازمة من الهواء خاصة عن الإقلاع والهبوط مما جعل تصميم نظام ميكانيكي يزيد في تدفق الهواء يتم إخراجه من جسم الطائرة عند الإقلاع والهبوط. كما تم تصميم مدخل الهواء بطريقة لا تعكس أشعة الرادار في إتجاهه.

كما تم التخلي عن استعمال البراغي في تركيب الطائرة حيث يتم إلصاق أو لحم مكونات الطائرة. كما استعملت تقنية تسمى ال blending في توصيل الأجنحة بالجسم وهي تقنية تعني عدم بناء زوايا قائمة بين جسم الطائرة وجناحها. كما يتم تصميم مؤخرة الأجنحة في شكل مثلثات حيث أنه من المعروف أن هذه المنطقة تساهم مساهمة كبيرة في توسيع المقطع الرإداري. ويتم أيضا على مستوى قمرة القيادة استعمال فلم من الإنديوم والذهب لتقليص التوقيع الراداري.

الدكتور