¿Ángulos similares en un avión lo hacen más sigiloso?

Aprendí en mi introducción a la clase de ingeniería en mi universidad que los cazas de quinta generación (que son aviones furtivos) están diseñados con ángulos similares para evadir el radar.

¿Por qué es esto cierto?

Además, ¿importa el ángulo? Muchos de estos luchadores modernos parecen tener ángulos muy similares (sin juego de palabras).

Sukhoi PAK FA

Respuestas (4)

Respuesta corta: Sí.

Respuesta larga: hay dos formas de evitar que la energía del radar se refleje hacia su fuente para evitar la detección:

  1. Absorción, y
  2. Reflexión dirigida.

Los absorbentes funcionan bien solo en una pequeña banda de longitud de onda, por lo que es inevitable cierta reflexión. Ahora la idea es recolectar toda la energía reflejada a lo largo de direcciones específicas, por lo que el avión reflejará muy poca energía en todas las demás direcciones.

Los radares pueden ajustar su sensibilidad y, si funcionan en su configuración más sensible, detectarán muchos falsos positivos, pero también un avión sigiloso. Si la aeronave furtiva maniobra, momentáneamente hará brillar un lóbulo de la energía del radar reflejada hacia el receptor del radar, lo que hará que reduzca la sensibilidad de modo que no se registren los débiles retornos en todas las demás direcciones. Compare esto con un diamante que reflejará la luz en ángulos específicos, haciendo que brille.

Hay diseños de dos lóbulos (Northrop YF-23 y B-2) y diseños de cuatro lóbulos (Lockheed F-117 y F-22), pero la idea es la misma en todos los casos. La energía del radar reflejada se enfoca en haces estrechos, por lo que se emite muy poca en todas las demás direcciones.

Esto no quiere decir que tales aeronaves puedan evadir la detección. Cuando las estaciones de radar están conectadas en red, pueden rastrear bastante bien esos destellos y unir la ubicación del avión. Además, las tripulaciones aéreas de la OTAN que habían participado en maniobras internacionales estaban menos que impresionadas con las capacidades furtivas de sus colegas, pero estaban bajo orden de mordaza para ser más específicos.

Y luego está el infrarrojo. ¿En qué ayuda ser invisible en el radar si el calentamiento aerodinámico del borde de ataque puede ser captado por un receptor IR a 300 km de distancia? Cuando los B-2 fueron llevados al Salón Aeronáutico de Farnborough, los Eurofighter británicos ya podían detectarlos más allá del Atlántico.

¿"Sus colegas" significa Rusia? ¿Los Estados Unidos? ¿Alguien más?
@raptortech97: Los rusos son mucho menos optimistas con respecto al sigilo, y esas maniobras se realizaron en los estados del oeste de EE. UU. Entonces, las tripulaciones aéreas de la OTAN eran de Europa occidental y los colegas eran pilotos estadounidenses.

El ángulo importa porque el radar funciona como un espejo. Imagina sostener un espejo frente a ti. Si comienza a girarlo en cualquier dirección, llegará a un cierto punto en el que la luz que sale de usted ya no rebota en sus ojos, sino que se refleja en otra dirección. Sin embargo, el radar nunca se puede reflejar por completo, pero este mismo principio permite que una parte significativa de la energía del radar se desvíe en una dirección inútil, en lugar de regresar al plato.

Los ángulos son similares porque se determinó que ese ángulo tiene la firma de radar más pequeña. Entonces tiene sentido que todas las demás facetas en el mismo plano (geométrico) estén en el mismo ángulo. Esto significa que la energía del radar se aleja en una dirección muy específica (lejos de la fuente), en lugar de un montón de ángulos diferentes (eso sería más probable que devuelva la energía a la fuente).

Buena respuesta. Agregaría lo siguiente en analogía: imaginar una linterna potente en una bola de discoteca y un espejo plano a 100 metros de distancia. No verías el reflejo en el espejo a menos que esté casi exactamente apuntado hacia ti; la bola de discoteca, por otro lado, daría una clara "señal de regreso" desde cualquier ángulo. Es por eso que el F-117 era todo superficies planas.
@DarkWanderer Gracias, ahora no puedo quitarme la idea de la discoteca en forma de F-117, ehm, bola de mi cabeza.

Supongo que está utilizando el término 'ángulos similares' en un sentido geométrico, lo que significa que el ángulo desde una referencia como la línea central del avión hasta las líneas formadas por dos características estructurales es el mismo. Su foto lo muestra bien, con el ángulo del borde de ataque del ala igual que el ángulo del borde de ataque del estabilizador horizontal y el mismo que el ángulo de entrada (?).

Creo que la razón de esto es que la probabilidad general de detección de radar es menor porque cada una de estas características reflejará la señal de radar en la misma dirección que la otra. Esto significa que el reflejo será mucho más fuerte en la dirección en que reflejan, pero ese reflejo tiene una dispersión muy estrecha. Por el contrario, las características no reflejarán fuertemente el radar en todos los demás ángulos. Por lo tanto, el plato de radar tiene que tener la "suerte" de estar exactamente en el ángulo correcto con respecto a la aeronave para recibir la firma fuerte, por lo que la probabilidad general de detección se reduce ya que en la mayoría de los ángulos se reduce la firma de reflexión. Esta es también la razón por la que se utilizan superficies planas en muchos diseños ocultos.

Creo que el OP está hablando de la orientación similar de los bordes de ataque del cuerpo, las alas y las puñaladas horizontales. Lo que me falta en todas las respuestas es por qué los bordes de ataque serían importantes. Puedo entender que las partes de gran área que actúan como reflectores (parte inferior de las alas, etc.) estarían orientadas de formas particulares. Pero los bordes parecen tener solo una pequeña sección transversal en comparación.

Defina "con ángulos similares". En sí misma la frase no significa nada.
La forma básica del fuselaje es, por supuesto, una función principalmente de su función requerida para proporcionar sustentación y volumen interior suficiente para los componentes del avión.
El sigilo depende de varios factores:

  • absorción
  • dispersión
  • desviación

Estas son funciones de la forma y los materiales utilizados. La creación de superficies que hacen que las ondas EM entrantes se dispersen en muchas direcciones en lugar de reflejarse directamente hace que la señal de retorno recibida por un sistema RADAR sea mucho más débil, lo que reduce el rango de detección.
Pero también se juega un papel importante colocando rejillas en las tomas de aire, protegiendo los bordes afilados con superposiciones de dientes de sierra (vea el dosel y las puertas de bahía, por ejemplo) y cubriendo diferentes partes de la aeronave con diferentes materiales.

El fraseo está bien. Él dice que los ángulos similares en todos los nuevos aviones furtivos se ven muy similares entre sí. Planta similar, fuselajes similares. No solo eso, sino que en cada avión individual, el ángulo del barrido del ala es similar al ángulo del barrido del elevador es similar al barrido del estabilizador vertical, y así sucesivamente.