Малая заметность (стелс) в реальных условиях - есть ли толк?

Сейчас все ломанулись вслед за американцами делать стелс-самолёты, ну а если не делать, то хотя бы покупать. Правда уже поугас пиар бородатых лет о том, что, де, стелс уаще невидим для радаров и такая супер-технология. Как-то потихоньку согласились, что это лишь "малая" заметность, а не незаметность. Очень занимает вопрос практической пользы от этой характеристики. Ни разу не видел нормального разбора, всё больше сравнение сферических коней в вакууме.

Почитал тут про ЭПР и радиопоглощающие материалы, чтобы попытаться составить представление об эффективности. Там всё непросто. Но вынес, что для снижения дальности обнаружения цели в 10 раз ЭПР нужно снизить в 10 000 раз. Но и снижение ЭПР в 10 раз даёт уменьшение дальности обнаружения в 2 раза, что тоже неплохо. То есть, при всех возможных ухищрениях порядок цифр тут ясен - 2-10 раз по дальности обнаружения выигрыш стелса у "обычного" самолёта. Вопрос только в том, какова исходная дальность обнаружения этого "обычного" самолёта, от которой придётся плясать.

Однако из-за того, что радиоволны могут быть сильно разной длины, характеристики отражения и поглощения их корпусом самолёта будут сильно различаться. Вплоть до того, что материал, для одного диапазона служащий поглотителем, для другого диапазона будет отличным рассеивателем. Поскольку в габариты истребителя невозможно впихнуть материалы и конструкции, поглощающие или отражающие куда надо, а не во все стороны, волны
метрового диапазона и выше, по всей видимости, для этого диапазона что стелс, что не стелс - всё едино.

Далее. В каких ситуациях с какими длинами волн стелсу придётся сталкиваться.

1) Стандартный случай сферических самолётов в вакууме. Поскольку в габариты истребителя не влезают РП-материалы для метровых длин волн (да и для дециметровых с трудом), то и антенны для подобного диапазона в самолёт можно впихнуть только всенаправленные. Антенна, способная разрешать какую-то картинку, не влезет. Таким образом, против радара истребителя стелс, потенциально, может работать эффективно и выжимать свои эти до 10 раз по дальности обнаружения. Но - только в сферической ситуации в вакууме.

Какие методы противодействия этому можно придумать? Ну, во-первых, не надо забывать про метровый диапазон. Да, мы не можем вставить в габарит самолёта антенну, эффективно разрешающую отражённый сигнал по углам (как это по-умному - по азимуту и углу места?). Но мы можем вставить в габариты самолёта антенну, которая способна просто отправить и уловить этот сигнал, и можем сделать так, чтобы была хотя бы какая-то ясность - вон, с той стороны, не знаю где именно, что-то чудится. Габаритов самолёта с крыльями достаточно, чтобы вставить туда секторную антенну, и, полагаю, можно добиться разрешения хотя бы в десяток-другой градусов. Даже если нельзя - добиться направленного конусом сигнала и его обратного приёма можно. К тому же, хотя по углам разрешения особого не будет, если вообще, но по дальности тут никаких проблем нет, по задержке отражённого сигнала расстояние до цели можно определять с точностью до десятков метров. Таким образом, пилот самолёта будет наблюдать интересную картину - хотя по данным основной РЛС перед ним никаких целей нет, но по данным метрового диапазона где-то впереди есть цель на расстоянии, скажем, 200 км, и скорость сближения с ней позволяет делать предположения о её типе.

Следовательно, "обычный" самолёт даже своими собственными силами способен вовремя узнать и среагировать на факт применения против него стелса. Группа самолётов же, обмениваясь данными, и подавно образует достаточно длинную базу, чтобы определить направление на цель хотя бы с точностью до километров. Дальность при этом должна быть не меньше, чем дальность обнаружения обычного самолёта основным радаром.

2) Чуть менее стандартный случай двух сферических самолётов в реальном мире. Ещё 100 лет назад в книжке "Занимательная физика" Якова Перельмана была разобрана главная проблема стелса - если ты невидим, значит ты и сам ничего не видишь. Если вы надели шапку-невидимку и стали в полном смысле невидимы, если свет проходит свозь вас, не задерживаясь, то он проходит и сквозь ваши глаза - тоже не задерживаясь.

Каким образом невидимый стелс хочет видеть "обычный" самолёт? Да ещё если сам противник соблюдает радиомолчание? Напомню, случай двух сферических самолётов - внешнего целеуказания нет, и даже подсвета нет для работы радара в пассивном режиме. Но даже в пассивном режиме радар должен взаимодействовать с радиоволнами. Здесь он как раз сталкивается с проблемой невидимки. Его радар должен быть обнаружим, даже если работает в пассивном режиме, ведь так? Каким образом решается эта задача на стелсе? Ведь даже ОЛС - и ту стараются прятать, пока она неактивна, хотя работает полностью в пассивном режиме всегда. Здесь я весь в затруднении. Ну да ладно.

Всё равно, пассивный радар менее заметен, чем активный, и в своём пассивном режиме он может банально наводиться на сигнал, который излучает сам противник. Но как описано в первом случае, даже в габаритах истребителя можно устроить средства обнаружения стелс-угрозы. В случае подозрения на оную противник просто переходит сам в режим радиомолчания. Как стелс его тогда ловить будет? Обоим придётся полагаться разве что на ОЛС, что, как я понимаю, сильно нивелирует преимущество стелса в малозаметности, вплоть до того, что её не будет вовсе.

Ну а если он вздумает посветить и включит свой радар - вся конспирация будет нарушена, хоть ты 10 раз стелс.

3) Более реальный случай. Стелс летит, соблюдая режим радиомолчания, полностью выключив все свои средства обнаружения. Данные на него поступают, предположим, сверху, со спутников, соответственно, антенна, которая их принимает, направлена вверх - сверху никакой радар на стелс светить не будет и антенну эту не обнаружит. Кто-то эти данные должен передавать. Например, какой-нибудь авакс, какие-нибудь наземные системы и т.п.

То есть, для использования свойств малой заметности стелсом район действия самолёта должен контролироваться окружён иными средствами разведки. Правда, возникает вопрос - зачем здесь стелс? Если район и так контролируется союзными средствами ДРЛО и ПВО, то, наверное, можно и на обычных самолётах подлететь, пустить дальнобойные ракеты с максимальной дальности, и свалить? Но ладно, стелс в данном случае однозначно будет иметь преимущество, так как сам ничем лишним себя не выдаёт и самолётам противника его обнаружить в любом случае труднее, в то время, как сами они давно обнаружены другими средствами.

Но только это случай, когда вся королевская рать, вместе со стелсами, навалилась на бедный несчастный самолётик противника, а ему и ответить нечем, кроме собственных ракет да радара.

4) Ещё более реальный случай. В ещё более реальности стелсу придётся действовать не в пустыне, где летают редкие самолёты противника, при поддержке всей королевской рати, а на территории, которая контролируется ПВО противника. Тут всё становится совсем невесело для нашего стелса.

Во-первых, здесь могут быть понастроены РЛС метрового диапазона, которые разместить на земле куда проще, чем на самолёте. Аналогично, дальнобойные системы ПВО - аппараты достаточно крупные, там точно так же могут применяться метровые антенны. Это уже само по себе портит всю малину - придётся летать низко. Потому что если не летать, то, пусть метровые антенны дадут неточное положение, но в этот район они могут запросто вывести ракету, которая уже с близкого расстояния произведёт захват собственной ГСН.

Во-вторых, на небольшой высоте могут работать системы ПВО, предназначенные спецом для низколетящих целей. Тут снова беда - даже если на них стоит коротковолновая РЛС, то радиус работы системы ПВО всё равно уже исчисляется не сотнями, а десятками километров. Километров 30, скажем. А РЛС там может стоять ничуть не слабее, чем на истребителе. На дальности 30 километров и менее этот стелс уже вполне может быть обнаружим и обычными коротковолновыми радарами.

В-третьих, все эти средства ПВО не будут стоять одиноко в поле, они будут перекрывать районы действия друг друга, обмениваться данными, обеспечивать засвет цели с разных ракурсов, чтобы её могли засечь другие станции, в общем, делать всё, чтобы не только обнаружить цель, но и определить её место с максимальной точностью.

За стелсом в таком случае даже с ерадрома никто не поднимется лететь - ракета и так догонит.

То есть, полноценная система ПВО практически нивелирует всю малую заметность, так как на больших дальностях может использовать метровый диапазон волн и обеспечивать точность наведения за счёт использования нескольких РЛС, а на малых дальностях мощности радаров и ЭПР самолёта будут достаточными, чтобы надёжно обнаруживать цель и коротковолновыми радарами.

Резюме по рассмотренным случаям:
1/2) Обычный самолёт способен обладать средствами, позволяющими вовремя распознать стелс-угрозу и её направление, и предпринять действия, позволяющие нивелировать преимущество стелса в малой заметности для РЛС. Группа самолётов способна определить район, где находится стелс. Правильные действия позволят как минимум избежать потерь, а возможно - и нивелировать преимущество стелса и вести равный бой, если удастся сократить дистанцию, используя рельеф.
3) Случай подавляющего технического превосходства над противником и полного контроля воздушного пространства. Преимущество малой заметности можно реализовать, но оно уже ничего особо не решает - превосходство и так подавляющее. А на стоимость одного стелса и вовсе проще крылатыми ракетами противника засыпать.
4) У противника развязаны руки по применяемым диапазонам длин волн, мощностям передатчиков, ракурсам обнаружения и расстояниям до цели. Свойства малой заметности не могут покрыть все эти условия и нивелируются полностью.

Когда возможны эти случаи?
1 и 2 - когда самолёты действуют против самолётов, без поддержки с земли или издалека - это какая-то война бантустанов, у которых есть деньги на стелс, но почему-то нет денег на ПВО. Либо это действия над территорией, не являющейся зоной ПВО ни одной из сторон - что они тогда там все забыли? В общем, маловероятный случай.
3 - это случай занесения демократии на очередной бантустан, где применение стелса даёт преимущество, как стрельба из пушки даёт преимущество перед воробьями. Случай традиционный, но как показывает практика - там действительно как-то без стелсов предпочитают обходиться.
4 - это попытка занести демократию в более-менее вооружённую страну, и применение стелса не может дать никаких особых преимуществ. Как показывает практика - и со стелсом, и без стелса, желающих лезть особо не находится.

В таком случае, возникает закономерный вопрос - оправдан ли стелс ради стелса, если это идёт в ущерб иным характеристиками самолёта?
Не вызывает сомнений, что меньше заметность - лучше.
Однако стоит ли она того, чтобы жертвовать другими характеристиками, в том числе - экономическими и эксплуатационными?

Дополнения, возражения, соображения?

Ну, вообщето, вопрос получения преимущества всегда стоит не "как", а "на сколько".
Т.е., всегда компромисс.
При прочих равных, стелс даёт преимущество, при прочих НЕравных - вариантов вагон и маленькая тележка. Т.е., всё, как всегда упирается в тактику применения и в тактику противодействия - в теоретическую возможность и наличие практической реализации тактик, в их отработанность и ошибкоустойчивость.
Да. Теоретически, можно создать систему, позволяющую построить из группы самолётов "фазированную решётку", работающую на длинной волне, и обнаруживающую "стелс" даже эффективнее, чем "не стелс" уже отработанными методами. Но сама такая система достаточно сложна(а значит ненадёжна и уязвима), а самое главное - её ещё нет.
Так что, вопрос не "нужен ли стелс", а насколько важна "невидимость", и какой ценой.
Врядли кто-то стал бы заниматься "стелсами" только по соображениям "это сейчас модно".

Проблема, что у стелса таких прочих равных по умолчанию нет, так как чтобы отслеживать ситуацию вокруг себя, он сам должен проявлять себя тем же своим радаром. То есть, тут ты хоть 100% радиопоглощающий самолёт сделай, но с включенным радаром от этого толку нет.

Что касается группы самолётов с длинноволновыми антеннами - им и не нужно строить никакую решётку, достаточно трёх самолётов, разнесённых в пространстве на несколько километров. Если каждый самолёт способен достаточно точно определить расстояние до цели, то это позволяет установить точку, откуда отражается сигнал. Это лишь вопрос вычислений. В простейшем случае, измерив расстояние до цели, получаем сферическую поверхность с радиусом, рпавным этому расстоянию, и центром, совпадающим с положением антенны. Совместив 3 и больше таких сфер, можно получить очень ограниченное число точек, где все они сходятся вместе. Сдаётся мне, что-то такое реализовано давным давно.

А относительно моды - когда американцы только понаделали первых своих стелсов, не сильно похоже, что у нас, или ещё где-либо, очень беспокоились по этому поводу. Вот на каждый новый самолёт или новую угрозу делали какой-то свой ответ. А на стелс - что-то даже не почесались. И лишь сейчас, когда наука и технология продвинулись достаточно, чтобы сделать стелс похожим на нормальный самолёт (то есть, не принося в жертву иные характеристики), активизировались. Не потому ли, что все специалисты ещё тогда поразмыслив похожим образом, пришли к выводу, что сама по себе малозаметность даёт настолько мало преимуществ в реальной ситуации, что заморачиваться ей стоит, лишь когда будет возможно получить её, не разменивая на что-то другое?

Рассуждения про включенный радар в полной мере относятся и к нестелсам.
Так что, тут, как раз, "прочие равные".
Да. Теоретически, никаких проблем по трём точкам и расстоянию до них. А практически - достаточно сложная система синхронизации.
А если ещё учесть, что чем длиннее волна, тем труднее определить расстояние?
Никто не скрывает, что стелс, по сути - наступательное оружие.
Кстати, в этом случае, вариант "я ничего не вижу, но и меня никто не видит" - вполне себе неплох, т.к. позволяет выиграть время от начала атаки до начала противодействия. И тут счёт идёт даже на секунды, не говоря уже про минуты.

Ну рассмотрим ситуацию слепого стелса. Вот он летит, соблюдая маскировку, причём сам данные извне ни от кого не получает. В какой-то момент ему нужно принимать решение о "всплытии". Но он точно также, как и все нестелсы вокруг, не владеет текущей обстановкой. Он начнёт получать информацию об окружающем пространстве только в тот момент, когда сам демаскируется. Точно так же, как нестелсы получат информацию о нём именно в момент демаскировки. Да, он может "всплыть", обнаружить цели (главное не обнаружить их километрах в 20 впереди себя), отстреляться по ним ракетами, оснащёнными собственной РЛС для самонаведения, и снова замаскироваться. Опять же, ситуация, применимая в достаточно ограниченном диапазоне условий. Если попытаться отработать с большого расстояния, тогда цели ракет будут иметь довольно много времени на выполнение манёвров или перехват выпущенных ракет (это, вроде, возможно?). Если же расстояние слишком сократить, то можно нарваться на оптические и ИК локационные средства. Даже если не сокращать расстояние слишком сильно, всё равно когда стелс обнаружит себя, ожидающий его появления противник, если не затупит, также успеет отстреляться, и где гарантия, что ракета не успеет сократить дистанцию достаточно, чтобы с собственной или внешней РЛС переключиться на оптический или ИК каналы? В общем, очень важен выбор дистанции для атаки, но без знания воздушной обстановки (а стелс-то и не знает, он же слепой, пока замаскирован) с этим как раз и проблема. Опять же, вроде и есть потенциальное преимущество, но реализовать его на практике оказывается не так-то просто. Особенно в условиях, когда противник тоже не дурак, и понимает, в каких именно местах нужно создавать проблемы.

По реализации радиолокации по группе самолётов - в чём именно может быть сложность реализации такой системы? Раньше нужно было как-то изворачиваться с определением собственных координат. А сейчас есть глонасс. Да и жпс давно уже. Необходимый минимум - получать текущие свои координаты, получать расстояние до источника (или источников) отражённого сигнала, и затем отдавать эти данные другим самолётам группы. Это для сферическо-вакуумного случая всенаправленного сигнала.

Если луч конусообразный или ещё какую направленность имеет, то нужно также давать текущее направление самолёта и луча. Но и это не выглядит большой проблемой при наличии глобальной навигации и инерциальных навигационных систем, которые могут "подхватить знамя", даже если спутниковая навигация будет заглушена соответствующими средствами. Со спутниковой навигацией можно считать, что собственная позиция известна с пренебрежимо малой погрешностью. По инерциальным не смог быстро найти конкретных данных - ну хоть с точностью до километров можно? Определение расстояния по длинноволновому отражённому сигналу должно быть с точностью до десятков метров, в худшем случае до сотен. Да, по такому сигналу ракету на цель не навести, но это и не надо, а надо лишь знать, в какой район запулить ракету с широкоугольной головкой самонаведения, работающей всё в тех же оптическом или ИК диапазонах, чтобы она сама обнаружила и захватила цель. Да хоть и с РЛС - если на малой дистанции, то тоже может сработать. Противокорабельные ракеты так и работают - летят в заданный район (корабли-то, даже если плывут, далеко не уплывут), там включают свои средства наведения, у кого что есть, и выбирают даже из группы кораблей нужные цели. А если ракет несколько - так они ещё и между собой их сами распределяют, чтобы все в одну не полетели.

А ещё, вот эти интересные радары, которые для ПАК-ФА и для Су-35 предназначаются, встраиваемые в кромку крыла. Там правда диапазон заявлен 15-30 см, не знаю, насколько это хорошо против именно стелсов. И там в любом случае много версий об их конкретном назначении, точной информации не видел. Я же хочу сказать, что в габаритах крыла неплохо можно разместить даже линейный массив для около-метрового диапазона. Это, по идее (насколько мне представления о физике подсказывают), должно позволять направлять основную мощность сигнала в узкий вертикальный сектор и сканировать им пространство впереди подобно лучу нормальной АФАР. Что позволит даже одному самолёту довольно точно измерять азимут, по которому находится цель.

В общем, средства и способы эффективного противодействия стелсу выглядят как-то на порядки дешевле и проще, чем сам стелс. Ну, в плане, что например полноценная-то система ПВО должна быть в любом случае, и построение её таким образом, чтобы она могла бороться бороться ещё и со стелсом, не должно сильно удорожать и усложнять её. В конце концов, не одни стелсы у нас малозаметные, есть ещё крылатые ракеты, есть всякие деревянные кукурузники, которые тоже надо обнаруживать, и т.п.

Это всё не в плане спора, просто хочется понять, насколько правильны мои умозаключения, есть ли какие-то неучтённые мной условия и т.п.
Потому что если правильно всё моё, то это значит, что стелс самолётам нужен где-то в одну из последних очередей, после всего остального. Мол, полезно, но не очень важно, так как легко бьётся. Я не занимаюсь отстаиванием данной точки зрения, а хочу, так сказать, выяснить истину. Лично я пока не додумался ни до какой более-менее приближенной к реальности ситуации, в которой бы именно стелс давал решающее превосходство, так как даже сферическо-вакуумный вариант оставляет возможности для эффективного противодействия.

Да конечно оставляет. Кто бы спорил. Стелс - не "вундервафля" :).
Вопрос лишь в количестве и качестве способов противодействия, по сравнению с "нестелс".
Всё дело только в "количественных отличиях".
Если малозаметность позаоляет улучшить шансы, то "почему бы и не па"?