¿Por qué los cazas rusos Su-30SM tienen radomos de nariz blanca?

En breve

Los radomos blancos son comunes en muchas aplicaciones, esta es la elección lógica, un material blanco refleja las radiaciones solares que, de lo contrario, introducen ruido electrónico en la antena.

Los radomos negros, que solo se encuentran en vehículos de movimiento rápido, deben su color al polvo de carbón antiestático que se usa para eliminar las cargas electrostáticas creadas por la fricción del aire. El reemplazo de los radomos negros por radomos grises es para ocultar los radomos al reducir el contraste entre el cielo y el radomo.

La apariencia de los radomos blancos para aeronaves se debe al hecho de que se han encontrado recubrimientos blancos satisfactorios, se utilizan porque brindan una mejor protección contra la radiación que los radomos grises. Los radomos conductores blancos combinan todas las ventajas, pero son más difíciles de producir y probablemente solo sean útiles para los radares más sensibles.

En esta aeronave se encuentran radomos blancos en el morro (radar), en las puntas de los estabilizadores verticales (VHF) y en la parte superior del fuselaje (satcom).

Restricciones en los materiales

Los materiales para los radomos de las aeronaves deben ser resistentes como otras partes de las aeronaves (presión, calor, erosión por lluvia) y deben ser eléctricamente conductores para transportar cargas estáticas, sin afectar significativamente las ondas hacia/desde la antena que protegen. Los recubrimientos que utilizan pigmentos a base de óxidos conductores deben diseñarse de manera que parezcan aire a la antena en la banda de frecuencias utilizada, para no modificar las características de las ondas. Esto es posible pero difícil ya que los rayos UV y la lluvia los vuelven inestables. Es probable que los estables se limiten a los que vemos en uso.

Blanco/bajo ruido es la mejor opción para instalaciones fijas

Para las estaciones fijas, no degradar la eficiencia de la antena suele ser la principal preocupación y los radomos fijos son blancos.

^{Radar de banda X basado en el mar, fuente}

El blanco refleja una gran banda de radiaciones desde infrarrojo hasta UV, ambas con efectos negativos.

• IR es calor que puede ser eliminado por enfriamiento, esto hace que el sistema sea más complejo pero es fácilmente factible. IR también crea ruido adicional tanto en el material del radomo como en la antena. Esto reduce el rendimiento del radar. Este efecto no se puede compensar y, cuando el rendimiento es crítico, la única forma es reflejar las radiaciones para evitar que entren en el radomo.

• Los rayos UV degradan el material y cambian sus propiedades dieléctricas.

El negro es una mejor opción para la eliminación de cargas estáticas.

Los radomos aerotransportados, especialmente en la nariz, sufren otro problema. A alta velocidad aerodinámica, la fricción del aire ioniza el material exterior. Las cargas se acumulan si el material no es conductor y el radomo se vuelve opaco a las ondas.

Los metales son los mejores conductores, pero también bloquean las ondas. Los materiales o revestimientos de radomo conductores en realidad están hechos de polvo de carbón negro . Este es el color que vemos ya que los radomos no suelen estar pintados para minimizar las pérdidas de señal.

^{F-16A Bloque 1, fuente}

El negro no es la mejor opción para el ruido de radio, pero ha sido necesario en un momento para eliminar las cargas estáticas más problemáticas.

El gris es un buen compromiso para la visibilidad y las cargas estáticas.

Se descubrió que el negro tiene un inconveniente significativo para un caza: aumenta el contraste sobre un cielo despejado, lo que hace que el avión sea más visible. Los materiales grises conductores resuelven parcialmente los problemas de ruido y visibilidad. Desde esta página :

Debido a que el radomo negro hacía que la aeronave pareciera pequeños puntos negros sobre papel blanco, los lotes posteriores de F-16 cambiaron a radomos grises.

El material podría ser un material negro conductor que reciba una capa muy fina de revestimiento gris especialmente diseñado para las longitudes de onda utilizadas. O el material podría ser gris y también conductor.

^{F-16AM Fighting Falcon, fuente: avión-imagen.net}

Los radomos blancos antiestáticos son mejores que los grises para el ruido

Muchos recubrimientos antiestáticos no conservan sus propiedades bajo la erosión de la lluvia a alta velocidad y el calor de la fricción. Su conductividad aumenta con el tiempo, afectando la transmisión de ondas. Hay disponibles revestimientos blancos estables, por ejemplo, este acabado blanco antiestático :

ofreciendo capacidad de disipación de carga estática y personalización de color, así como transmisión de radar de acuerdo con los requisitos actuales de revestimiento de radomo.

Resuelven los problemas de visibilidad y cargas electrostáticas de los aviones militares que ya estaban cubiertos con radomos grises, y además deducen el ruido electromagnético:

^{Su-27, fuente}

Radomos para aeronaves civiles: no tan exigentes como los radomos militares

Los radomos para aeronaves civiles han sido blancos o del color de la aeronave desde hace mucho tiempo.

Se utiliza material antiestático resistente al calentamiento. Se puede pintar de blanco o de cualquier color a expensas de cierta pérdida de señal y error de puntería, que son aceptables para un radar meteorológico (objetivos grandes) o aplicaciones ATC y satcom (pérdidas de ruta limitadas).

No presumo conocer el razonamiento de Rusia, pero creo que lo siguiente podría ser útil:

1. Desde al menos los años 70, cualquier color se hizo posible, en comparación con el llamativo negro de los años anteriores.
2. Los radomos blancos ofrecen protección adicional contra los destellos nucleares .

Entonces:

1. Rusia está utilizando una solución simple (es decir, un color uniforme y discreto en diferentes libreas); y/o
2. Protección del radomo contra la guerra nuclear .

Citas y referencia:

Puede ser deseable un recubrimiento de control térmico blanco para la superficie exterior del radomo para eliminar la pequeña cantidad de ablación del Duroid debido al destello nuclear.

y

Hasta este último desarrollo, los revestimientos antiestáticos para radomos han utilizado carga de negro de humo para disipar las cargas estáticas y, por lo tanto, no ha sido posible hacer coincidir el color del revestimiento con el esquema de color del fuselaje.

Moraveck, JF y PW Sherwood. "Nuevos recubrimientos de poliuretano para aplicaciones de radomos". Actas del 14º Simposio sobre ventanas electromagnéticas, Instituto de Tecnología de Georgia, Atlanta. 1978. pp 3 y 153. ( PDF vía dtic.mil )

Nariz desnuda (sin pintar) en los años 60 antes de la evolución del color; el resto del fuselaje está pintado en blanco anti-flash (gracias a @mins por encontrar la interesante foto de arriba; wikimedia.org )