In questi ultimi tempi il termine “Stealth” viene sempre piu associato ai caccia, bombardieri o navi di ultima generazione, spesso basandosi solo su un fatto “estetico” piuttosto che ad un analisi di tipo scientifico. Va subito sfatato il concetto di “invisibilità“: nulla è invisibile né sarà mai possibile (attraverso le attuali tecnologie) creare un aeromobile, mezzo o nave che possa non essere identificato tramite radar. In questo articolo verranno esposte le basi e i principi di questa tecnologia attraverso un punto di vista fisico ed ingegneristico.

radar

Per comprendere la tecnologia Stealth dobbiamo partire dalle basi di funzionamento del radar: le onde elettromagnetiche emesse da un radar, raggiunto un ostacolo, vengono riflesse all’apparecchio, tornando così al luogo di emissione; da lì poi si procede ad elaborate. Il segnale elaborato serve a stabilire la posizione, grandezza e direzione dell’oggetto.

 

funzionamento del radar

Sezione Radar (Radar Cross-Section o RCS)

Il RCS è la misura di quanto un oggetto (quindi non solo velivoli) appare grande sullo schermo radar: più è grande il RCS di un oggetto, più possibilità ci sono di essere intercettato da un radar. Per esempio un F22 o un B2 hanno un RCS (stimato) di 0.0001 m², in pratica sono invisibili alla maggioranza dei radar odierni. Ecco un esempio grafico che compara veicoli, velivoli e imbarcazioni.

paragone RCS tra oggetti diversi

scala di paragone rcs tra veicoli velivoli e animali

Il basso valore di RCS di alcuni particolari velivoli (o mezzi terrestri e navali) non deve far pensare all’invisibilità totale di questi ultimi. Un radar moderno avrà sicuramente difficoltà nell’intercettare un velivolo stealth a lunghe distanze ma potrebbe facilmente riuscire ad individuarlo a distanze minori: con la tecnologia stealth si può essere individuati a 10-20 km ma non a 150-200km come accade ad oggett non-stealth. E’ possibile fare un paragone con un piccolo insetto: con i nostri occhi possiamo intravederlo da vicino, riuscire a sentirlo con le orecchie, ma avremo difficoltà nel seguirlo con lo sguardo a causa delle sue dimensioni e della sua velocità.

Il RCS rappresenta quindi un valore numerico, precisamente un’area (calcolata in m²), che più generalmente è definito σ (sigma) e sta ad indicare l’attitudine a riflettere il segnale di un radar. Questo parametro dipende da numerose variabili tra cui (parlando di velivoli):

  • la geometria del velivolo e le caratteristiche esterne
  • la posizione del radar
  • la frequenza del trasmettitore del radar
  • i materiali utilizzati nel velivolo

Nel caso di una sfera, il RCS sarà:

In cui 4πr² indica l’area di un cerchio mentre S(r) è la potenza riflessa per unità di area dall’oggetto (W/m²) mentre S(t) è la potenza intercettata dal velivolo per unità di area (W/m²)

La Tecnologia Stealth funziona sul principio di eliminare i riflessi radar attraverso:

a) Assorbire le onde radio (RAM Coating)

b) Deviare le onde radio (Modellazione della superficie)

screen radar della us navy

Assorbimento delle Onde Radio

La tecnologia di assorbimento delle onde radio avviene principalmente attraverso il RAM (Radio Absorbent Material): il meccanismo è talmente segreto che ancora oggi a distanza di decadi sappiamo poco o nulla del sistema RAM del SR 71 (uno dei primi aerei stealth costruiti dalla Lockheed) e ciò fa capire quanto questa tecnologia sia importante per gli anni a venire. Per quello che è possibile comprendere, l’assorbimento avviene attraverso la conversione dell’energia delle onde radio in calore che viene dissipato sulla superficie dell’aereo.

SR71 BlackBird Stealth

Per aumentare l’assorbimento delle onde radio, la vernice utilizzata su questi velivoli stealth ha una forma di tipo piramidale come mostrato in figura. Questa particolare forma permette alle onde elettromagnetiche di rimbalzare all’interno della struttura piramidale cosi da perdere energia sotto forma di calore e diminuire l’intensità di segnale.

Forma Piramidale per materiale stealth RAM

Deviazione delle Onde Radio

Modellando la forma del velivolo (veicolo/nave) attraverso piani netti angolati permette di deviare le onde radio in direzioni diverse, diminuendo cosi il riflesso delle onde all’apparecchio di provenienza. Dopo l’F117, sono stati progettati velivoli come il B2 e in seguito l’F22 che hanno un design piu “curvilineo“, abbandonando cosi l’angolosità del primo velivolo stealth progettato; è soprattutto per questo design che gli aerei stealth sono molto costosi. Generalmente è da questa estetica curvilinea/angolosa che spesso si afferma che un velivolo è “stealth”.

funzionamento della deviazione delle onde radio tramite tecnologia stelath

Anche nel campo navale la tecnologia Stealth è in fase di sviluppo. Il problema principale in questo campo è la grandezza delle navi: un radar riuscirà comunque ad individuare una nave nel proprio range di azione, ma in caso di uso di tecnologia stealth la nave potrebbe essere scambiata per un piccolo mercantile o un’imbarcazione di media dimensioni piuttosto che ad una fregata o incrociatore di grandi dimensioni.

Nave con Tecnologia Stealth Visby Class

Svantaggi della Tecnologia Stealth

Anche se questi velivoli o mezzi Stealth sono avanzati, la tecnologia in uso non è invicibile. Ecco una lista di problematiche comunque presenti sebbene si usi una tecnologia di questo tipo.

a) Radar con tecnologia Banda-L potrebbero rilevare velivoli Stealth.

b) Un velivolo crea una firma infrarossi IR dovuta al calore emesso. Usare vernici stealth non elimina la firma IR dal cielo.

c) I vani di carico di bombe o missili non sono stealth. Una volta aperto il vano il velivolo è completamente non-stealth.

Problematica relativa ai vani di carico nella tecnologia stealth

Fonti: Defencyclopedia.com

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2 Commenti

  1. mi piacerebbe sapere perche’ i doria e le FREMM hanno sovrastrutture asimmetriche (cosa diversa da angolate, curve …) mi sono fatto l’ idea che la differenza di fase causata dalle diverse distanze possa dare interferenza distruttiva nel rilevatore. grazie

    • Ciao Pietro,
      parli di tutte le strutture posizionate sotto al radome principale che non sono angolate? Beh hai ragione nel dire che la forma non è più simmetrica né angolata ma credo che dipenda da scelte ingegneristiche (e di costo). Se prendiamo la Zumwalt si avrà una quasi totale simmetria a forma angolata con i relativi sistemi radar e d’arma all’interno. Inoltre il discorso dell’RCS, come scritto sopra, non riguarda solo l’angolatura ma i materiali utilizzati, quindi ciò non toglie che quelle strutture asimmetriche abbiano comunque un RCS limitato.

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