Плазменный «стелс»: мифы и реальность

Уточним — в этой истории ещё достаточно секретного, и многое тут скорее предположения, чем точные факты. Но и открытой информации хватает для некоторых выводов.

Чуть-чуть физики

Чтобы понять, что такое «плазменный „стелс“», стоит немного поговорить о физике. Плазма, или ионизированный газ — одно из четырёх агрегатных состояний вещества, следующее за газообразным, получаемое за счёт насыщения энергией. Если говорить максимально просто, это газ, насыщенный свободными электронами, оторвавшимися от ядер, которые, в свою очередь, стали ионами.

У плазмы огромное количество интересных особенностей, но нас интересует пока лишь одна: как плазма взаимодействует с электромагнитными волнами, а конкретно — с радиоволнами? Если частота плазменных колебаний ниже частоты радиоволны — последняя пройдёт через плазму и не заметит. Если выше — радиоволна отразится от плазмы, как от металла. Наконец, если частоты совпадут, радиоволна будет частично поглощена и лишь частично отражена.

Известное применение этого свойства — отражение радиосигналов низкой частоты от ионосферы Земли, которая, по сути, тоже состоит из плазмы.

Именно на этом и держится идея плазменного «стелса». Если подобрать нужную частоту плазмы (например, с помощью изменения её плотности), то радиоволны радаров будут просто поглощены. Следующий вопрос — как нам создать облако плазмы вокруг самолёта? И как его поддерживать? Тут уже точных данных куда меньше, но один из возможны методов нам известен — использовать электронную пушку, выбивающую электроны из атомов, превращая их в ионы и ионизируя некий объём воздуха. На выходе имеем облако ионизированного газа — чего мы и добивались.

Чуть-чуть истории

Сейчас «плазменный „стелс“» чаще всего связывают с нашей страной и с потерянными технологиями могучего СССР. Обычно этот миф рассказывается примерно так.

Пока глуповатые американцы работали над снижением заметности самолётов в радиодиапазоне с помощью форм и радиопоглощающих материалов, в СССР прекрасно понимали, что это тупик. Рубленные и фасеточные самолёты ведь плохо летают и почти непригодны для нормального боя, да и стоят немыслимых денег.

Вместо этого наши учёные разработали настоящую невидимость для радаров!

Плазменные генераторы, способные создать поглощающие радиоволны облака ионизированного воздуха, можно было установить на абсолютно любой самолёт.

Всё уже было почти готово к началу их серийного выпуска — вот-вот вся авиация СССР стала бы абсолютно невидимой для радаров… Но Союз рухнул, наука деградировала, а технологию то ли потеряли, то ли продали американцам.

Дальнейшие рассуждения зависят от политических предпочтений автора.

В реальности всё было совсем не так. Работы над плазменным «стелсом» начали как раз те самые американцы в далёком 1956 году. Именно тогда впервые задумались о возможности поглощения радиоволн облаком ионизированного воздуха. Не прошло и десяти лет, как теоретические проработки стали реальностью. Перспективный разведывательный самолёт для ЦРУ А-12 (из него потом получился знаменитый «Чёрный дрозд» SR-71) задумывался как малозаметный, но реализовать это на достигнутом технологическом уровне не вышло. Тогда и родилась идея всё же уменьшить ЭПР (эффективную площадь рассеивания) за счёт «плазменного „стелса“».

Всего на А-12 должны были применить два решения.

Первое, под кодовым обозначением KEMPSTER, предполагало установку на самолёт двух электронных пушек, создающих облако ионизированного воздуха перед соплами. Это была наиболее заметная для радаров часть самолёта, и, если бы её удалось экранировать, ожидалось снижение ЭПР А-12 почти в два раза.

Второе решение — использовать специальную добавку к топливу А50, состоящую из цезия и диалкила фосфата. Эта смесь, нагреваясь в двигателе, переходила бы в состояние плазмы и формировала вокруг выхлопа самолёта (хорошо заметного для радаров) облако плазмы. Его частоту специально подобрали под частоту радаров обнаружения для ЗРК С‑75.

Оба способа были реально испытаны. Добавку к топливу А50 даже приняли на вооружение и использовали в различных операциях с участием А-12. Правда, эффективность её оказалась околонулевой, поскольку плазменное облако выходило нестабильным, и частота получалась каждый раз разной, так что оно то просто пропускало лучи радаров, то само отлично обнаруживалось ими.

Систему KEMPSTER тоже испытали на реальном самолёте. Даже на на самых больших скоростях полученное облако плазмы было крайне нестабильным и нужными свойствами не обладало. Не менее важным минусом стало ионизирующее излучение (по сути — радиация), создаваемое работой KEMPSTER, которое серьёзно вредило пилоту. А на защиту не хватало габаритов кабины — да и вес бы вырос слишком сильно.

В итоге к концу 60-х работы по плазменному «стелсу» в США свернули, сосредоточив внимание на других методах достижения незаметности, в чём вскоре и преуспели.

С тех пор не было даже слухов об использовании подобных технологий американцами, а эстафету в разработке плазменного «стелса» принял СССР. И тут достоверной информации, несмотря на множество разговоров, почти нет.

Судя по всему, «плазменный „стелс“» наши разрабатывали в 80-е годы — возможно, из-за успехов американцев в создании «обычных» малозаметных самолётов. Судя по отрывочной информации, больше всего эти работы напоминали программу KEMPSTER — создание с помощью электронной пушки облаков ионизированного воздуха, прикрывающих наиболее заметные части самолёта или ракеты (чаще всего — воздухозаборники).

Наверное, единственная точная информация — это использование подобного решения для экранирования воздухозаборника на сверхзвуковой стратегической крылатой ракете 3М25 «Метеорит». Есть слухи и об использовании подобных технологий на Ту-160 и истребителе МиГ-1.44.

Другая интересная идея применения концепции плазменного «стелса» — прикрыть с его помощью радиопрозрачный носовой обтекатель бортовой радиолокационной станции. Если подобрать нужную частоту плазмы, то для своего радара она станет достаточно прозрачной, а вот волны наземных станций будут поглощены.

Вероятно, такой вариант собирались использовать для истребителей пятого поколения. Но никакой точной информации, дошли ли все эти идеи до испытаний и попали ли какие-то из них в серию, у нас нет.

Чуть-чуть мифа

А теперь давайте, используя всё выше сказанное, всё же разберёмся, что в мифе о «плазменном стелсе» правда, а что фантазии. В принципе сама концепция может существовать в реальности — но ключевое слово тут «в принципе». Успешное применение постоянно натыкается на множество «но».

Первое «но» — это невозможность создать облако ионизированного воздуха вокруг всего самолёта: совершенно не ясно, как реализовать это даже с помощью самых современных технологий.

Второе — факт, что облако ионизированного газа надо создавать не для статичного объекта, а для довольно быстро летящего самолёта. Это вредит стабильности «плазменного щита» и мешает контролировать его плотность.

Третье — всё это действо опасно для пилота, а значит, его кабину надо защищать, что съедает объём и полезный вес.

Кроме того, стоит помнить, что, даже если удалось сделать облако плазмы с частотой радара, — часть волн всё равно отразится обратно. И достигнуть того же уровня незаметности, что и у обычного «стелса», плазменный «стелс» не сможет даже в идеальных условиях. А если частоты не совпадут, такой метод сделает самолёт даже заметнее.Ещё один важный момент — огромное энергопотребление: ионизация воздуха электронными пушками требует забора значительной части мощности от двигателей, что не может не сказаться на ЛТХ.

И вот перед нами — вместо некоего идеального плаща-невидимки — технология, которая, по сути, работает только в теории. А истоки мифа о прорыве лежат в той необычной ситуации, которая сформировалась в нашем обществе в начале «нулевых». Уже прошло время национального самобичевания, и людям хотелось гордиться как своей страной, так и прошлым. Тогда и возник вопрос — а почему СССР с такой сильной наукой и продвинутой авиацией столь сильно отстал от США по технологиям «стелс». Реальный ответ был сложным и неприятным, поэтому миф о «настоящем плазменном „стелсе“», возникший на основе пробивавшихся слухов и редких заявлений, и стал так популярен.

Что интересно — по сути, и СССР, и США занимались этим вопросом лишь на самых первых этапах освоения технологий снижения заметности. И со временем отказались — ведь сейчас мы видим, что наши стелс-проекты основаны на вполне традиционных решениях: «плазменным „стелсом“» там даже не пахнет (или же он настолько секретный, что наружу не прорвался ни один слух).

Возможно ли, что «плазменный „стелс“» ещё вернётся в будущем? Конечно, отрицать это нельзя, но всё же пока для такого нет никаких предпосылок. И, судя по всему, несмотря на всю кажущуюся футуристичность, это уже давно пройденный этап в истории мировой авиации.