2013-07-27, 14:07
  #1
Medlem
Dr.Spins avatar
Innan jag börjar...

1 Installera Flashcript 2.1 som hittas här http://userscripts.org/scripts/show/77662
I Chrome så laddar ni ner det först (den laddas ner automatiskt när ni klickar installera), därefter går ni in i downloads-mappen (om ni inte ändrat var filer hamnat).
Gå sedan in på verktyg --> tillägg och dra den nedladdade filen från utforskaren till Chrome så installeras den. I Firefox behövs greasemonkey.
Varför ska ni göra detta? Jo, för att det kommer vara väldigt tekniskt fokus i tråden. Det kommer vara många förklarande bilder och då kommer detta script att underlätta intaget av information
2 Inget larv i tråden. Jag önskar nolltolerans mot fjanterier och drygheter då allt annat leder till att troll förstör tråden, ni vet alla vilka jag syftar på. No offense till er som sköter er men ni har ju sett hur trådarna har utvecklats under sommaren.
3 Diskussioner om flygplan X vs Y ska tas upp i lämplig tråd, det är ok att hänvisa dit härifrån om man nu tycker att t.ex Pak FA vs F22 eller Gripen vs F35 inte har debatterats tillräckligt på andra håll.

Om mod har möjlighet så önskar jag att detta meddelande ^^ blir en "sticky" på sidorna.



Grunder smygteknik.
Man kan börja med att dela upp det enl följande. (Blev visst en del vilket visar varför struktur är viktigt)

1 Radarsignatur vilken hanteras på följande sätt.
1.1 Använd Ufimtsevs lagar och skapa så få reflektionsvinklar som möjligt (mer om detta längre ner)
1.2 Material, något som delas upp i följande
1.2.1 Radarabsorberande material (RAM)
1.2.2 Radarreflekterande material (t.ex ytbehandlingen på cockpit, sk "gold canopy" vilken på F22 är iridiumtennoxid)
1.2.3 Radartransparenta material (ofta är RAM just radartransparenta vilket innebär att kompositen bakom, eller aluminiumet, sedan reflekterar tillbaka radarvågorna genom det radaraborberande materialet)
1.2.4 Konstruktionsmaterial (oftast komposit, titan, aluminium etc)
1.3 Utsläpp. När man kör med ebk tänd så kan avgaserna spåras via radar. Detta är lärdomen från SR71 (citerar här iom att det är en så liten del av ämnet). Därav är supercruise en viktig del idag.
Citat:
Ursprungligen postat av http://www.paperlessarchives.com/a12.html
It too, would employ two of the powerful J58 engines. Lockheed's major innovation in reducing radar return was a cesium additive in the fuel, which decreased the radar cross section of the afterburner plume.
(världens nyttigaste ämne btw)
1:4 Ufimtsev vs de lägre frekvenserna "creeping wave mm"
2 IR, finns inte så mycket man kan göra här men i princip så är det följande områden.
2.1 Isolering av motorn, dvs man kyler motorn med bränsle som sprutas in samtidigt som motorn isoleras från omgivningen genom att bäddas in i ett tjockt lager flygplansskrov.
2.2 Inte använda ebk då samma avgasmoln som radar kan följa även kan spåras av IR-system.
2.3 Använd så låg motoreffekt som möjligt, mindre flygplan har mindre motor --> mindre värme produceras av motorn.
2.4 Ha en flygplanskropp som har minimal friktion.
2.5 Om man har flera motorer, separera dem. Har motorerna plats mellan dem så kan de kylas bättre individuellt då de inte värmer varandra.
Tidigare var visuell signatur och ljud intressant men idag är det stenålderskapitel. Luftvärnet sitter inte med mikrofoner och lyssnar efter stridsflyg. Dessutom så OM man ser fienden visuellt så har övriga system redan snappat upp dem (troligtvis).

Motmedel kommer nog att diskuteras i samband med förmågan. Dvs få reflektionsvinklar kommer diskuteras parallellt med multistatisk radar, optimering mot flygande radar kommer diskuteras i kombination multistatisk markradar + datalänk osv.

3 Stealth i verkligheten, statistik från Allied Force och Desert Storm

4 Radar

4:1 Radarekvationen revisited
4:2 Radarekvationen vs flygplan i verkligheten
4:3 Dopplerradar och radarlåsning

Nu är iaf listan på olika delar uppe, får återkomma med resp del när tid och ork finnes.

Litteraturlista:

Fysik och simuleringar:
Method of Edge Waves in the Physical Theory of Diffraction, P Ufimtsev
The Vendetta, Preliminary Design Report. Design av ett stealthflyg tillsammans med väldigt mycket simulerad data

Historia och intervjuer
B2, The spirit of innovation Rebecca Grant, via http://www.northropgrumman.com/Capabilities/B2SpiritBomber/SpiritOfInnovationBook/Pages/default.aspx

Statistik från the real world.
OPERATION DESERT STORM Evaluation of the Air Campaign United States General Accounting Office
NATO's Air War for Kosovo, A Strategic and Operational Assessment Benjamin S. Lambeth[/quote]
__________________
Senast redigerad av T-80U 2013-09-30 kl. 23:08. Anledning: Tillägg enligt TS önskan (/Mod)
Citera
2013-07-27, 14:49
  #2
Medlem
Dr.Spins avatar
Jag börjar med en kort historik.

Radarsignatur mäts i regel i dB, dBsm eller m². Vi börjar med obehandlade flygplan.

RCS karta enl bild (A26 Invader).
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9d/Sigma_invader_RCS.png

Normala RCSen framifrån var ca 15dBsm eller 32m² för ett litet flygplan i 10-tons klassen (dvs som dagens F16 eller Rafale), fast med en vikt med vapen och bränsle på ynka 12 ton.

Nu går vi över till ett större flygplan, Su27 med resp utan ytbehandling (RAM). Detta flygplan väger tom över 16 ton och har en normalvikt på över 23 ton (maxvikt 30,5...)
http://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/VRAN/03_10/STELLS03.GIF
Av någon anledning har man valt att köra i m² och inte dB så resultatet blir en RCS framifrån på ~17m² utan RAM-behandling. Med RAM blir snittet ca 10m². Man har alltså lyckats minska RCS med ca -5dB

Så varför är Su27, som bara med bränsle väger dubbelt så mycket som A26, en så pass mycket mindre måltavla?

Det handlar i stort sett om Ufimtsevs lagar och grundkonstruktion.

Som vi ser är motorn blottad (fast motorn är större på A26) och i ena fallet dessutom med propeller. Därutöver är A26 inte anpassad för hög hastighet vilket innebär färre skarpa kanter, mindre vinkel på vingarna och en mer rund kropp än Su27.

jmf
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Douglas_A-26_Invader.JPG
med
http://www.airforce-technology.com/projects/su27/images/su27_2.jpg

Detta visar var vi varit för obehandlade flygplan där man låtit bli att anpassa sig efter Ufimtsevs principer.
__________________
Senast redigerad av Dr.Spin 2013-07-27 kl. 15:20.
Citera
2013-07-27, 17:58
  #3
Medlem
Dr.Spins avatar
Grunderna om stealth och radar kan fås här:
http://www.ids.nic.in/tnl_jces_Jun_2011/PDF/pdf/5.%20Stealth%20technology.pdf
Lockheeds presentation.
http://www.youtube.com/watch?v=0LIqRshUoPc
Radarlära: http://www.tscm.com/rcs.pdf

1.1 Hur vinklar etc tillsammans används för att minska RCS/Radarmålyta.

Vi börjar med the basics. Radar är ljus i ett annat spektrum. Och beroende på vilket spektrum vi pratar om så har ljus lite olika egenskaper. Förenklat så ser det ut ungefär såhär:
http://www.rfcafe.com/references/electrical/ew-radar-handbook/images/imgp7A.gif

Det är anledningen till varför man föredrar en skarp kant på stealthflyg. De ger helt enkelt två platta vinklar i V-form istället för en cylinder. Skillnaden blir att du får två ytor med + minimal kant istället för en cylinder. Skillnaderna tydliggörs nedan.
Platt skiva
http://i44.tinypic.com/2wdy7gj.jpg
Medan cylindern skulle ge betydligt mer (beror på tjocklek och vinkel).
Se http://www.efieldsolutions.com/Pics/placyl7.jpg som då gäller modellen här: http://www.efieldsolutions.com/example_rcs_placyl.php

Vad man ser är att man genom platta ytor kan bestämma var allting ska reflekteras och då, bara genom att ändra formen på flygplanet kan få bort upp till 70dB eller minska målytan med en faktor på 10'000'000, typ, genom branta vinklar och då i den vinkel man antar att radarn befinner sig.
På F117 så var vinklarna på ovansidan på ca 60 grader vilket innebär att den mot flygplan på samma höjd hade en reduktion på ~-45dB eller en faktor på 33'000. Så jämfört med en stålplatta på 3x2m så skulle signaturen gått från 120X till 0,004X där X är reflektionen i det spektrumet. Vi utgår från värdena i grafen nedan gällande en platta på 0,093*0,093m och vi kör mitt i X-bandet, dvs 10GHz.

Reflektionen blir då [Yta i m²]/0,093²*[faktor för frekvensen] => 6/0,00865 = 694m². Detta ska sedan delas med vinkelns effekt vilket ger 694/33'000 = 0,021. Detta förutsätter dock att det är ramplinkande facettering (vilket det inte är) och att vi ignorerar sidovinklarna och materialet (kommer vid senare tillfälle). Jag orkar inte försöka förklara hur vinklarna blir i 3D då beräkningarna är sjukt komplicerade även för mig :P
http://www.rfcafe.com/references/electrical/ew-radar-handbook/images/imgp74.gif (från länken om radarlära)

Hur som haver så ger detta oss en rätt intressant start i att förstå hur stealth fungerar. F117 och A26 är hyffsat lika framifrån när det kommer till cross section (svenska?), dvs total frontal yta. Ändå har vi en som genom former troligtvis hamnat närmare ~0,021m² mot ca 30m². Dvs man minskar signaturen med en faktor över 1400 eller -31dB
Varför lämnade man denna modell då?

Jo, för att flygprestandan var ganska usel. Det behövdes bättre algoritmer och bättre målfokus kring designen.

Vet man att fienden befinner sig i +/-15 grader vertikalt och +/-300 grader horisontellt (motorn går aldrig att gömma helt om man vill ha kvar prestanda) så börjar man närma sig en modell som går att jobba med.

Då behöver man egentligen se till att vinkeln mot dessa objekt aldrig närmar sig 90 grader utan helst ligger under 70 samtidigt som man undviker reflekterande hörn. Detta betyder invändig last och vinklade tails. Det är därför rodren baktill i regel är vinklade på nyare designer. Se reflektorn i bilden nedan (CORNER >).
http://www.rfcafe.com/references/electrical/ew-radar-handbook/images/imgp76.gif
15 grader innebär att för varje km bort som den potentiella fienden befinner sig så är höjdskillnadens toleransnivå 250 meter (enl tan(15grader)). Det betyder att på 40km så klarar man stealthkraven om fienden befinner sig mellan +/- 30'000 fot. Dvs det är en helt lagom toleransnivå.

Och helt plötsligt har man rätt mycket flexibilitet när det kommer till design och man kan fortfarande nå sina -35dB mot referensdesign (medan 4,5 gen jaktflyg ofta ligger runt 1-3m² istället för på 0,1-0,3m² från formgivning). Så vi pratar om att dagens jaktflyg sannolikt ligger på -15dB mot A26, ett stealthflygplan med en ramp som har täcker 6m² framifrån ger -31dB.



1.2.2, Radarreflekterande material. Varför i helsike vill man ha det egentligen?
Det beror på att vissa saker som IRST, cockpit, etc behöver ha iaf semitransparenta material. Att göra en cockpit genomskinlig för en våglängd och absorberande i en annan är nästan science fiction och det man lyckats med hitintills är att göra material som är reflekterande i utvalda delar av spectrumet.

Så istället för att radarvågorna ska ta sig in i cockpit och studsa omkring så kan man styra detta genom att helt enkelt reflektera bort vissa frekvenser så att de studsar bort från cockpit, med en vinkel som är ordentligt avvikande från sändaren. Det testas naturligtvis massor med lösningar men detta är den mest vanliga så vitt jag vet och det är därför man använder "gold canopies".

Ironiskt nog så innebär ökad reflektion här alltså att man får sänkt radarmålyta.



Har ni frågor kring formgivning så ska jag försöka ge en förklaring.

TILLÄGG; Om bilder/text överskuggas av en missfärgad ram så kan ni i Chrome ta bort den genom att högerklicka, granska komponent och deleta <div id="site-right" *****"> i kodrutan. Flashscript 2.1 tar inte hand om detta.
__________________
Senast redigerad av Dr.Spin 2013-07-27 kl. 18:43.
Citera
2013-07-27, 22:40
  #4
Medlem
Riktigt roligt tråd. Kan bli något intressant, bra initiativ!! Frågan är om den inte skulle passa bättre i fysik-forumet (om det inte vore för risken att den inte blir läst).

För övrigt är termen du leter efter på Svenska: Tvärsnitt eller radartvärsnitt.

Jag kan fortsätta med att förtydliga att plana ytor egentligen aldrig är plana på riktigt.
Problemet är att man i dessa sammanhang inte kan räkna på mikrovågsstrålning enbart som vågor. Fotoner är trots allt enskilda partiklar och vissa av dessa kommer (med ett visst mått av sannolikhet) att reflekteras tillbaka trots att huvuddelen av ytan inte är 90 grader mot en eventuell sensor. Mikrovågor uppför sig generellt på samma sätt som synligt ljus (dvs en B2 är klart synlig för blotta ögat och således kan det även ses med radar under rätta förhållanden).

När det gäller radarreflektion från avgaser så är det knappast något som man spårar flygplan med (annat än i teoretiska vetenskapliga sammanhang).
Anledningen till att Lockheed jobbade med motorer och bränslen har med med IR än med mikrovågor att göra (man måste skilja på inmätning, identifikation och bekämpning).

Visuella och audiella egenskaper är fortsatt viktiga och bör inte förringas. Speciellt när det gäller helikoptrar eller flygplan som uppträder på lägre höjd. Att måla undersidan på flygplanet ljusblått (som vissa Ryska förband gör) är faktiskt ingen dum idé. Huvuddelen av alla flygfarkoster som skjutits ned genom historien har blivit nedskjutna av finkalibrig eld, och inte robot eller kvalificerat LV, trots allt.
Citera
2013-07-28, 01:51
  #5
Medlem
Dr.Spins avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Praetori
Riktigt roligt tråd. Kan bli något intressant, bra initiativ!! Frågan är om den inte skulle passa bättre i fysik-forumet (om det inte vore för risken att den inte blir läst).

För övrigt är termen du leter efter på Svenska: Tvärsnitt eller radartvärsnitt.
Tack.

Problemet i att lägga den i fysikforumet är att jag inte går på tillräckligt djup nivå (jag saknar detaljkunskaperna på den nivån nämligen), så mitt fokus blir i första han tillämpning med förenklade modeller. Hur som haver så är det öppet fält att diskutera fritt så länge det är relevant. Mer info kommer.

Målgruppen, dvs stealthfantasterna, råkar dock finnas i V&M så tråden får nog landa här.
Citera
2013-07-28, 09:58
  #6
Medlem
Intressant och redan väldigt informativ tråd!

Jag har inga kunskaper i ämnet men är intresserad av att veta hur man nått ett lika bra resultat med dagens fighters typ F22 som med F117?

1.
Om man ser på F117 så kan man lätt förstå att den reflekterar radar och ger önskat resultat med sina extremt skarpa vinklar. Finns ju inga motsvarande designer?
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a1/F-117_Nighthawk_Front.jpg

Jämför man med exempelvis F22 så har den ju trots allt en hel del rundade ytor speciellt runt cockpit och runt den främre radarn i nosen. Hur inverkar detta på förmågan att reflektera radar? Är det här dagens absorberande radarteknik kommit väl till hands? Eller är det enbart en effekt av skillnaden mellan datoreffekt för beräkning som gjort skillnaden? Man förstår ju att det skiljer enormt mycket på flygprestanda och drag mellan dessa två helt olika flygplanstyper men jag hoppas ni förstår vart jag vill komma.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/99/F22_Combat_Hammer.jpg

2.
Skulle även vilja veta tekniken kring det "taggiga" mönster man använder vid öppningar/skarvar i skrovet typ bombluckor, cockpit osv. Exakt hur fungerar detta?
http://attach.high-g.net/attachments/f22_raptor_bay_crop_120.jpg

3.
Varför är det bara F22 som har fullt ut anpassat sina utblås till stealthtekniken? Kostnadsfråga?
Man mister ju 3D thrust vectoring men det verkar ju inte finnas varken på PAK-FA, J-20 eller J31 ändå? Nu kanske ingen av de flyplanstyperna är i behov av 3D thrust vectoring, jag är inte helt insatt i respektive flygplans tilltänkta roller.
http://www.flickr.com/photos/brentc2/4429073263/
Citera
2013-07-28, 10:56
  #7
Medlem
Dr.Spins avatar
Citat:
Ursprungligen postat av germaniko
Intressant och redan väldigt informativ tråd!

Jag har inga kunskaper i ämnet men är intresserad av att veta hur man nått ett lika bra resultat med dagens fighters typ F22 som med F117?

1.
Om man ser på F117 så kan man lätt förstå att den reflekterar radar och ger önskat resultat med sina extremt skarpa vinklar. Finns ju inga motsvarande designer?


Jämför man med exempelvis F22 så har den ju trots allt en hel del rundade ytor speciellt runt cockpit och runt den främre radarn i nosen. Hur inverkar detta på förmågan att reflektera radar? Är det här dagens absorberande radarteknik kommit väl till hands? Eller är det enbart en effekt av skillnaden mellan datoreffekt för beräkning som gjort skillnaden? Man förstår ju att det skiljer enormt mycket på flygprestanda och drag mellan dessa två helt olika flygplanstyper men jag hoppas ni förstår vart jag vill komma.
Vad man gjorde var, som jag beskrev tidigare, att man bestämde ett spann där fienden beräknas vara. T.ex +/-15 grader vertikalt och 360 grader horistonellt.

I princip så innebär det att man bara behöver ha en viss vinkel mot hoten så länge de befinner sig inom den delen. Kommer de närmare så har du andra problem liksom. (Dvs säg 30-45km)

Iom detta kunde man gå över till mjukare kurvor. Säg att du har en basvinkel på ca 60 grader, det innebär att du har en radarreflektion som är [basvärde]*-50dB --> jämfört med att täcka ytan med en plåt vid 0 grader (tärsnittet) så får du den reflektionen/100'000 vilken då pendlar +/-70% i radarreflektion.

Dvs det gör varken till eller från. Du får skillnaden i räckvidd genom att ta [kvoten mellan RCS värden]^0,25 eller fjärde roten ur. I detta fall ser det ut såhär vid RCS-ökning.

(1,7/1)^0,25=1,14. Dvs inom spannet 0/+15 grader så pendlar upptäcktsavståndet mellan X km och 14% mer.

EDIT: Noterade att det var lite otydligt.. Om man jämför flygplanets tvärsnitt med en stålvägg av samma storlek så är det typ som en gigantisk spegel för radarn. Jämfört med detta tar man då vinkelns effekt vilket innebär att man dividerar RCSen vid perfekt reflektion för storleken med 100'000. Därefter behöver vi titta på materialen.
Citat:
Ursprungligen postat av germaniko
2.
Skulle även vilja veta tekniken kring det "taggiga" mönster man använder vid öppningar/skarvar i skrovet typ bombluckor, cockpit osv. Exakt hur fungerar detta?
http://attach.high-g.net/attachments/f22_raptor_bay_crop_120.jpg
Det är intressant för att man kommit ner till en sådan nivå att skarvar börjar bli det som avslöjar en. Så för att minska risken att det blir en rak reflektion så sätter man dessa jack. Du ser även att dessa inte är rätvinkliga vilket beror på principerna i 1.1

Citat:
Ursprungligen postat av germaniko
3.
Varför är det bara F22 som har fullt ut anpassat sina utblås till stealthtekniken? Kostnadsfråga?
Man mister ju 3D thrust vectoring men det verkar ju inte finnas varken på PAK-FA, J-20 eller J31 ändå? Nu kanske ingen av de flyplanstyperna är i behov av 3D thrust vectoring, jag är inte helt insatt i respektive flygplans tilltänkta roller.
Det kan väl delvis ha att göra med faktumet att om någon är bakom dig så kan du
trixa bäst du vill med RCS. Man hittar dig ändå iom att motorn inte går att gömma.

I Ryssland har man valt att i vanlig ordning satsa på manöverduglighet vilket
innebär bättre luftgenomflöde i motorn än alla flygplan med DSI har. Man har även
3D thrust vectoring, rätt extrema levcons (se bild nedan) och såklart hyperrörliga
roder baktill.
http://imageshack.us/scaled/landing/560/20101225indiarussiapakf.jpg

Tyvärr så finns inget "bäst", då skulle alla nämligen bygga likadana flygplan (en
utveckling man börjar se på UCAV-sidan och i viss mån bland jet trainers). Man
bygger flygplan för lite olika roller med olika prestandakrav och optimeringar i
olika områden, därför ser de olika ut.

Nedan ser du olika konfigurationer baserat på var USAF anser att de är bäst
optimerade.
http://i42.tinypic.com/28h2xr9.jpg

Så det bästa är att skicka upp en form av lätt kilformad skapelse, sett ur signatursynpunkt.

Gällande att dölja utblåset så gjprde man det rätt bra på F117 förresten.
http://www.air-and-space.com/20080422%20Palmdale/_BEL5480%20F-117A%2082-0800%208FS%20right%20rear%20take-off%20l.jpg
__________________
Senast redigerad av Dr.Spin 2013-07-28 kl. 11:09.
Citera
2013-07-28, 11:51
  #8
Medlem
Dr.Spins avatar
Vill bara understryka att jag verkligen rekommenderar er att använda Flashcript 2.1 vilket
kommer göra bl.a. detta inlägg betydligt lättare att hänga med i.

En av de bästa genomgångarna av en stealthdesign finns att läsa här (om ni är intresserade),
man får följa hela design och testfasen av ett virtuellt flygplan kallat Vendetta. http://aerosim.calpoly.edu/media/cms_page_media/14/Vendetta%20-%20Final%20SAWE%20Paper_1.pdf

http://i39.tinypic.com/2ql96cz.jpg
Detta illustrerar väldigt väl varför RCS är ett så svårt begrepp att diskutera och det är en
bra utgångspunkt till varför jag vill undvika direkta jämförelser mellan vad olika tillverkare
hävdar.

Från bilden blir det tydligt att man med lätthet kan hävda en RCS framifrån på -50dBsm
eller 0,00001m² medan verkligheten är närmare 0,003m² (-25dB) vilket innebär att
skillnaden i upptäcktsavstånd går från t.ex 25 km till över 100km.

Tror jag kommer gå in lite mer på materialen ikväll.
Citera
2013-07-28, 17:27
  #9
Medlem
Dr.Spins avatar
Happ, då var det dags för en mjukstart inom material. Vi börjar med formgivning och varför en
"spegel" ändå är reflekterande i riktningar man ej är vinklad mot.
Vissa funderingar kanske har dykt upp när man ser att en platt yta bara reflekterar
mindre ljus tillbaka till sändaren istället för att som en spegel bara vinkla bort "allt" ljus. Detta
beror på att det inte existerar perfekta plana ytor. Enklast illustreras detta med en perfekt
glasskiva och laser.
http://stellafane.org/tm/atm/polish/images/laser-test.jpg

Som synes så ska egentligen ljuset speglas bort från oss men det syns ändå på två olika
platser. På samma sätt ser det ut med radar. Dessa små hack gör att delar av
flygplanskroppen knappt reflekterar någonting (majoriteten av flygplanskroppen ligger på
0,0001 i reflektion eller -40dB). Dessa hack lyser sedan upp och det är utifrån dessa blippar
som radarbilden av objektet byggs.
1.2.4 Konstruktionsmaterial.
Varför ska man då byta bort aluminium och titan?

Det är helt enkelt för att man genom att byta till kolfiberbaserade kompositer, antingen
CFRP eller med grafit så kan man få en reduktion på -10 till -15dB.
http://cpl.iphy.ac.cn/EN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=43435

Sedan finns även andra fördelar vilka blir uppenbara när man kikar här:
http://i619.photobucket.com/albums/tt271/SpudmanWP/c5a4a454.png

Så jämfört med en plåtkonstruktion så försvinner ca 95% av radarekot bara genom att man
gått över till moderna kolfiber, med de som används idag är det troligtvis närmare 70-90%
reduktion.




Nästa del (dvs 1.2.1 resp 1.2.3) kommer ta ett bra jävla tag att skriva ihop men ni om är
sugna på en introduktion kan ju rodda i dessa.


Introduktion RAM (klassisk, modern, nanofiberbaserad), dvs kap 1.2.1

Klassisk RAM http://infomesr.org/attachments/W09-0001.pdf

Review of Radar Absorbing Materials (46 sidor) http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA436262

Introduktion till grafenbaserade nanorör av kolfiber: http://www.umc.edu.dz/vf/images/emc/PDFs/Papers/038_278.pdf

Microwave absorbing properties of activated carbon fibre polymer composites (med bra grafer) http://www.ias.ac.in/matersci/bmsfeb2011/75.pdf

Rysk kommersiell "ultralätt RAM" som erbjuder -8/-30dB i lager med under 3mm tjocklek http://rusnanonet.ru/download/documents/radar_absorbent_material.pdf

Denna har sedan gjorts i en tyngre variant som i 8-12GHz ger en större absorption än -30dB
vid 6mm, värmebeständighet -100/+200 grader och reflektion av radiovågor är 0. Dvs materialet
är ickereflekterande. Det exakta medelvärdet är en minskning av RCS med faktorn 1430, dvs
1m² innan applicering blir 0,0007m² efteråt.

Jag tror att det kanske börjar bli tydligt varför nanomaterial är the shit och varför det är viktigt
att forska inom området.
__________________
Senast redigerad av Dr.Spin 2013-07-28 kl. 17:47.
Citera
2013-07-31, 19:31
  #10
Medlem
Dr.Spins avatar
Kap 1.2.1 Radarabsorberande material
Efter många långa funderingar har jag kommit fram till hur jag ska ta upp det. Det blir kort enligt följande stege:
* Kort historik kring RAM
* Vilka två typer som vi ser i den närmaste framtiden
* Vilken effekt dessa ger


Historik:
Från början var RAM ganska enkelt, man blandade mycket grafit i gummi/epoxybaserad färg, en del tester gjordes med "iron ball"-färg. Tyvärr var effekten rätt dålig och i regel lyckades man knappt halvera RCSen. De flesta RAM-färgerna klarade ända in på 90-talet i regel endast -5dB även om man runt 1990 började greppa materialsidan. Men det handlade fortfarande om att man blandade material som gummi, epoxy, vissa metaller, och såklart grafit i olika kombinationer. De bästa varianterna landade strax över -10dB. Detta är den gamla typens ram som endast hade marginell förbättringspotential.

Nästa steg var RAM baserat på nanoteknik och det är här vi ser en explosion i prestanda. (F22 är dock inte designad i denna era utan lever på formgivning och "gamla" metoder kring just RAM, F35 och Pak FA däremot är byggda med nanopartiklar i åtanke från start).

Vilka två typer som vi ser i den närmaste framtiden.
I huvudsak är det två varianter. Det ena är nanomaterial i form av små skivor "flakes" eller så "bygger/odlar" man nanorör/CNT (CNT = Carbon Nano Tube, MWCNT = Multi Walled Carbon Nano Tube) vilka i regel klumpas ihop till större fibrer och täcks med ett annat material, t.ex Nickel. Detta binds sedan upp med andra partiklar, t.ex flakes, i en epoxyblandning eller i ett kolfiberbaserat material likt en fibermatta.

Vilken effekt dessa ger.
Vi har kommersiella produkter idag som ger mellan -8/-30 dB över i princip alla radarband och normala frekvenser. Detta i lager som är under 3mm tjocka.

Här är ett sådant material. CверхлегКие радиопоглощающие материалы

Detta har sedan utvecklats till ett material som är 6mm tjockt, värmebeständigt nog för att klara av hettan även när man flyger över mach 2.


Så vad är basen i detta material? Jo, det är UNM Taunit. Egenskaperna är följande för råmaterialet.
Citat:
Ursprungligen postat av http://nanotc.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=11&Itemid=37
Radar absorbent coatings based on UNM "Taunit"

The Institute of Physics & Technology named after A.F. Ioffe undertook research on the absorption of microwave radiation by a film of UNM "Taunit" in a polymer matrix. They discovered that the layer with a thickness of 1 mm reduced the intensity of the microwave radiation by 400-450 times, the reflection coefficient to 0.
Detta är dock endast testmaterialet och absorptionen är -26/-27dB samtidigt som reflektionen från materialet är obefintlig för en film på 1mm i tjocklek. Detta har sedan förbättrats till ett faktiskt material på 6mm som är värmebeständigt, slitstarkt och ger ~-31,5dB i absorption i ett ganska brett spektrum.

Nedan visas vad man kan få om man satsar på att pricka en specifik våglängd/frekvens.
http://i39.tinypic.com/2gxgpq9.jpg

-71,6 dB var högsta absorptionen vid 10GHz. Från s. "206" i denna http://www.umc.edu.dz/vf/images/emc/PDFs/Papers/038_278.pdf

Detta är en graf där man testat bredare.
http://i43.tinypic.com/m9ylxi.jpg

Från http://mse.tju.edu.cn/uploadfile/homepage/article/201110295.pdf

Jag tror detta täcker RAM faktiskt. Finns frågor så ställ dem. Annars avslutar jag kapitlet RAM här. Det är iaf intressant att se vilka prestanda material har där universitet lägger ut exakta kompositioner och absorptionsvärden.

Min gissning är att dessa grafer är ganska långt ifrån prestandan som industrin lyckas få till.
__________________
Senast redigerad av Dr.Spin 2013-07-31 kl. 19:35.
Citera
2013-08-09, 17:00
  #11
Medlem
Dr.Spins avatar
Fortsättning antennlära. (med Flashcript blir det tydligare)

Stealth handlar om att avge så små signaler att man försvinner i bruset eller att man hamnar under antennens känslighet. Detta går även att applicera på RFID t.ex där principen är att man skickar ut energi (i 125KHz, 13,56MHz eller 9000MHz), detta går genom en krets som sedan ger ifrån sig en svarssignal.

RFID, ffa i 13,56MHz är plattformar som kör Java där man alltså driver en liten processor som kan skapa unika kodnycklar osv medan t.ex 125KHz varianterna är lite "dummare" och bara skickar standardsvar.

Såhär mycket kan man med specialbyggda plånböcker minska effekten.
http://i43.tinypic.com/2lu4949.png

Vi ser mellan -30 och -70dB (dock är det viktigt att förstå att detta inte följer radarekvationen rakt av pga mekanismen i RFID-kretsar). Och det enda som inträffar är att signalen är svag, inte obefintlig.

Hela presentationen finns här, med demo för aktiv RFID-störning och energiabsorption.
http://youtu.be/HRXb-FZ6WFM?t=40m22s

Vad man lyckats göra är att använda så mycket energi så man driver en störningsgenerator (som skapar brus), man tänder en lampa och drar igång en högtalare... på ett kort som har helt passiv teknik, dvs den saknar strömkälla.

Vad som visas i demon är att kortet absorberar så mycket energi och skapar så mycket brus att det man är ute efter blir osynligt för läsaren.

Egentligen är även det ett separat kapitel inom stealth men mig veterligen har bara B2 utrustats med det från start.
Citera
2013-09-29, 18:53
  #12
Medlem
Dr.Spins avatar
1:4 Ufimtsev vs de lägre frekvenserna "creeping wave mm", Have blue vs Northrop XST
Detta kapitel sammanfattar delvis informationen i boken B2, the Spirit och innovation som hittas HÄR
Radarn i Ufimtsevs teorier är uteslutande i de högre frekvenserna (GHz och uppåt) då han upptäckte att ljuset i dessa radarband i princip agerade som synligt ljus. Detta gjorde att man ganska enkelt kunde förutspå hur ljuset skulle bete sig. Hans teori innebar att man skulle hantera flygplanet som flera mindre geometriska enheter, dvs rektanglar, trapetser, trianglar, hexagoner osv. Och genom detta skulle man kunna styra hur mycket man reflekterade.

I de lägre frekvenserna är det däremot mer komplext vilket bl.a förklaras såhär i boken.
Citat:
Radar waves were not vaporized,
but organized. Sometimes they
popped off the aircraft in
unexpected ways. RCS testing on the
range quickly revealed that they
would have to work harder to deal
with phenomena such as traveling
waves. According to Cashen, the
phenomena of travelling waves had
been seen on the SRAM missile, but
SRAM was symmetric. With their
XST design, they found “that in
flush, edge-dominated designs, the
same phenomenon occurred on the
edges.”
Edge waves occurred when the
radar wave encountered an edge and
began a loosely-coupled traveling
along the edge. As the wave went
down the edge, controlling RCS
depended on catching and directing
its energy.
“Two things will happen,” said
Cashen. “It’s going to reflect, or
its going to go around. When you
have a sharp edge, most of its going
to reflect.”
XST had a sharp nose. The solution
was to put RAM on the reflecting
point, then catch the wave coming
the other way with RAM as well.
“We shed it at the other end and
we killed the edge wave beautifully
that way,”

I slutändan så såg vi följande två designer byggda på olika principer.

Northrop XST
http://www.hitechweb.genezis.eu/stealth2.files/northrop_xst_02.jpg

Have Blue
http://img.wp.scn.ru/camms/ar/1381/pics/3_1.jpg

Och följande RCS-resultat.
http://www.hitechweb.genezis.eu/stealth2.files/lockheed_northrop_RCS_comparison.jpg

Dvs vi ser effekten av travelling wave bli väldigt tydlig på just Have blue medan Northrop XST som hade mjukare former och färre skarpa kanter klarade sig betydligt bättre i lägre frekvenser.

Formler och liknande för just detta finns i inlägg nr 3, https://www.flashback.org/sp44500737
Citera
  • 1
  • 2

Skapa ett konto eller logga in för att kommentera

Du måste vara medlem för att kunna kommentera

Skapa ett konto

Det är enkelt att registrera ett nytt konto

Bli medlem

Logga in

Har du redan ett konto? Logga in här

Logga in