В 1962 году в издательстве «Советское радио» вышла монография физика Петра Яковлевича Уфимцева «Метод краевых валов в физической теории дифракции», которая заложила теоретические основы появления в будущем самолетов, невидимых для средств ПВО и бортовых РЛС истребителей. В работе приводятся итоги исследований, проведенных ученым, по дифракции плоских электромагнитных волн на идеально проводящих телах, чья поверхность имеет изломы.
В своей работе Петр Уфимцев описывал компьютерный алгоритм, способный высчитать эффективную площадь рассеяния (ЭПР) для самолета с любыми формами планера. В 1971 году монография ученого попала в Соединенные Штаты и была перемещена на английский язык. На нее сразу же обратили внимание в компании Lockheed Martin, которая почти полностью включил ее текст в теоретическое обоснование своей заявки на многомиллионный госзаказ на создание истребителя-невидимки, а алгоритм Уфимцева был перенесен в компьютерную программу Есһо, какая смоделировала геометрию самолета, невидимого для радаров. В результате в начале 1980-х годов ВВС США получили истребитель-бомбардировщик, выполненный по технологии «стелс» — F-117 Nighthawk.
Для того, чтобы снизить ЭПР самолета применяются различные способы — от использования радиопоглощающих материалов и персоной геометрии планера к гофрированной конструкции спинки кресла пилота, рассеивает радиоволны.
Планеры самолетов-невидимок не имеют закругленных частей, геометрия фюзеляжа, покрывала, вертикального и горизонтального оперения выполнена таким образом, чтобы отражать падающий луч РЛС в как можно меньшее количество направлений от источника излучения.
Для снижения мощности отраженного сигнала от воздухозаборников двигателей, перед компрессором устанавливается особый диффузор, который отражает излучение в канал воздухозаборника и таким образом гасит его.
Для снижения заметности в инфракрасном диапазоне волн уменьшают температуру выхлопа двигателя. Доля холодного воздуха, поступающего в воздухозаборники, подается в зону выхлопа, там он смешивается с горячими реактивными газами и охлаждает их.
Эти и множество других способов снизить заметность в радиолокационном, инфракрасном и УФ диапазонах валов, обеспечивают самолете сопоставимого по размерам с Су-35С ЭПР сопоставимую с теннисным мячом.
Казалось бы, что США получили неоспоримое преимущество перед советскими средствами ПВО с появлением тактического ударного самолета F-117. Но вскоре выяснилось, что это не так.
«Первое разочарование янки постигло во время иракской кампании. Об этом написали арабские СМИ: иракские ВВС и ПВО смогли подбить три «невидимки» F-117А. Два самолета были сбиты Миг-25 и Миг-29 ВВС Ирака и упали на территорию, контролируемую армией США. Третий, сшибленный ЗРК «Оса» советского производства, упал недалеко от линии фронта, но был оперативно эвакуирован американским спецназом на двух транспортных вертолетах», — пишет на страницах еженедельника «Звезда» военный эксперт журнала «Арсенал Отечества» Алексей Леонков.
Но то, что удалось замять в Ираке, не вышло сделать в Сербии.
27 марта 1999 года самолет-невидимка F-117A (серийный № 82-0806) был сбит в районе села Буджановцы недалеко от города Рума в 40 км к закату от Белграда. Согласно сербской версии, цель была поражена через 17 секунд после пуска двух ракет 5В27Д зенитно-ракетного комплекса С-125. Первая ракета отвлекла крыло, а вторая попала в сам самолет.
Как же так получилось, что «невидимку» обнаружили системы ПВО поступили на вооружение ПВО СССР в 1961 году? «Дело в том, что эффективность используемых янки стелс-технологий зависит от диапазона частот РЛС, на которых она облучает цель», — говорит Алексей Леонков.
Наиболее эффективно стелс-технологии проявляют себя в X-диапазоне радиоволн (сантиметровая длина валы), в котором работают сегодня большинство радаров ПРОТИВОВОЗДУШНОЙ БРЛС самолетов. Гораздо хуже технологии снижения ЭПР работают в L-диапазоне — дециметровом. РЛС зенитно-ракетного комплекса С-125 трудился как раз в дециметровом диапазоне волн, поэтому увидеть F-117 для него не составило особых проблем.
«Современные российские РЛС ПВО и самолетов оснащаются радарами с АФАР (деятельные фазированные антенные решетки). Они не только позволяют увеличить мощность излучателя и чувствительность приемника, но обнаруживают сразу несколько целей, используют цифровую обработку сигналов, отсеивая любые преграды. Самое главное свойство радаров с АФАР в том, что они могут одновременно сканировать пространство в различных диапазонах частот», — отмечает специалист.
Собственно поэтому фронтовой многоцелевой истребитель пятого поколения Су-57 оснащен радиолокационным комплексом Ш-121, состоит из пяти антенн: 1) АФАР Х-диапазона Н036-01-1, размещенная под назализованным обтекателем, 2) две АФАР бокового обзора Н036Б и Н036Б-01, 3) и две АФАР Н036Л и Н36Л-01 L-диапазона в носках крыла.
Радиолокационный комплекс Ш-121 истребителя Су-57
Кроме этого в состав российских комплексов обнаружения мишеней входят также оптико-локационные станции, которые дополняют возможности РЛС и обеспечивают распознавание целей в видимом оптическом диапазоне, а также в ИК — и УФ-спектрах.
«Информация о том, что россияне без проблем показывают в небе их стелс-самолеты, застала американцев врасплох. Они уже успели создать 195 самолетов F-22 Raptor, 21 бомбардировщик B-2 Spirit и 305 единиц F-35 Lightning II, потратив на все про все, находя разработку, более 170 миллиардов долларов», — заключает Алексей Леонков.
Зная все это, в США не стали искать что-то более эффективное взамен, они попросту стали тратить больше усилий и денег на совершенствование существующих стелс-технологий.