Com o fim da Guerra Fria a furtividade
passou
a ser considerada indesejada as novas ameaças e aos custos. O
fim Guerra Fria
levou a um objetivo de compromisso como o uso de RAM de baixo custo
sendo
instalado nas aeronaves de caça existentes e a maioria dos
projetos furtivos
sendo atrasados ou cancelados.
Os requerimentos de furtividade resultam
em
configurações não convencionais e o desempenho,
controle de vôo, fabricação e
manutenção se enchem de desentendimentos.
Os efeitos adversos da
redução da assinatura
são os custos aumentados, manutenção adicional e
peso e volume maior levando a
perda no desempenho. A furtividade também leva a "acesso
especial" de
segurança que custa tempo e dinheiro.
Os custos econômicos da
furtividade também
são altos mas tem algumas vantagens. O F-22 não tem
sistemas guerra
eletrônicos ativos caros que tem que ser atualizados
continuamente e não
precisa de mísseis ar-ar de longo alcance pois o AMRAAM pode ser
lançado ainda
fora do alcance de detecção dos caças inimigos.
Já os custos podem ser
considerados
baseando-se no custo por alvo ao invés de custo por arma ou
plataforma. O F-117
ataca com menos apoio externo e os custos finais podem ser mais baixos.
O F-117
também é considerado barato, fácil de manter e com
alta razão de saída.
Penalidades na aerodinâmica
Os problemas aerodinâmicos de uma
aeronave
furtiva, principalmente se for instável, são:
-
Redução do L/D se a forma para baixo RCS comprometer a
aerodinâmica. As formas
facetadas do Have Blue contribuíram pouco para seu baixo L/D
(7,5). Os mais
importantes foram o enflechamento das asas de 72,5 graus e a baixa
razão de
aspecto da asa. O baixo L/D afeta o alcance. A falta de meios de alta
sustentação e a trimagem da aeronave resulta em altas
velocidades de pouso e
decolagem;
-
A estabilidade e controle são alterados pela necessidade de
redução ou
remoção das superfícies de controle e é
necessária uma grande confiança nos
sistemas de controle de vôo. Controle de vetoramento dos
motores(TVC) pode ser
necessário para reduzir a cauda e profundores;
-
A necessidade de levar armas e combustível internamente aumenta
o
tamanho da fuselagem e o arrasto;
-
Problemas de lançamento e aerodinâmica do paiol de bombas.
Penalidades na propulsão
Os problemas de propulsão de uma
projeto
furtivo são:
-
Efeito na aeronave e desempenho do motor do posicionamento e forma da
entrada
de ar devido aos requerimentos de furtividade. Resulta em perda de
potência
devido a forma do ducto e controle da assinatura IR. Perda de 100% da
linha de
visada da face do motor através de ducto de duplo-S resulta em
perda de pressão
o que leva a perda de potência;
-
Geometria fixa do ducto resulta em perda de pressão em Mach
alto. O
grande aspeto de ângulo de ataque necessário também
será perdido;
-
Entradas de ar com redução do RCS levam a perdas de
pressão
inaceitáveis. A necessidade de entradas de ar, vãos e
defletores na porção
subsônica reduzem a pressão e adicionam peso. Geradores de
vortex são
necessários para suprimir a separação do fluxo em
entradas de ar fixas em
grandes ângulos de ataque;
-
O exaustor de duas dimensões é pesado e menos eficiente.
-
Peças tridimensionais grandes e únicas integradas
aerodinamicamente,
eletromagneticamente e estruturalmente são possíveis com
novos métodos de
produção mas custam caro.
Penalidades no volume
Os caças já levam pouco
combustível e levar
armas internamente apenas piora o problema. Um compartimento interno de
armas leva
a incertezas na estrutura, furtividade e lançamento de armas. O
problema piora
em aeronaves de ataque que devem levar grande número de armas de
longo alcance
internamente. Armas guiadas por GPS é a solução
encontrada pela USAF.
Uma aeronave que leva armas e
combustível
internamente necessita de uma fuselagem grande, tendo componentes
maiores e
mais pesados que leva a um aumento no peso total. A carga X raio
é ruim
comparado com uma aeronave do mesmo tamanho, mas o problema é
bem menor em uma
aeronave grande como o B-2. A entrada de ar e exaustor tendem a ser
mais
pesados e caros que os convencionais. O F-22 leva 5 toneladas de
combustível
internamente, ou seja, a mesma quantidade do F-15 e o dobro do F-16.
Penalidades na
fabricação
Os requerimentos de furtividade levam a
cuidados e perfeição nunca antes usados na
indústria aeroespacial. Assegurar um
baixo RCS leva ao cuidado de milhares de detalhes. O número de
painéis de
acesso do F-22 foi reduzido em 1/3 e 80% (200 para 44) dos buracos de
drenagem
foram eliminados. O B-2 foi a primeira estrutura de engenharia que
não precisou
de acertos finais após a montagem final.
Penalidades na manutenção
O controle de assinatura afeta o sistema
de
apoio da aeronave. O uso de RAM na estrutura e como cobertura precisa
de apoio,
testes e processo de avaliação extra para verificar a
continuidade do
desempenho na assinatura. O demonstrador Have Blue foi detectado uma
vez a 25km
do radar de teste devido a três parafusos de um painel de
segurança na
superfície inferior que não foram bem apertados e
apareciam na superfície com
menos de 3mm. Até superfícies não visíveis
são cobertas com RAP.
É necessário balancear a
furtividade com
manutenção e custos de apoio. O primeiro passo é
diminuir a necessidade de
remover e restaurar as vedações. As aeronaves furtivas
têm sistema de
diagnóstico que informa qual painel abrir para ir direto ao
sistema defeituoso.
O compartimento interno de armas e a área do trem de pouso
têm painéis que
asseguram a manutenção de itens mais problemáticos
sem comprometer a
"bolha LO".
Os aviônicos principais são
agrupados em
poucos cabides para acessar os que precisam ser inspecionados
freqüentemente. O
F/A22 tem equipamentos de falhas freqüentes com locais mais
acessíveis com a
porta da cabine, compartimento de armas e trem de pouso além de
outros painéis
de acesso freqüente. Se o sistema falha muito, é melhorado
ou colocado painel
de acesso rápido.
O material RAM é de
manutenção difícil e
sensível e tem que satisfazer os requerimentos
eletromagnéticos, térmicos,
vibratórios e estruturais de acordo com o local em que
será usado. O pessoal de
manutenção tem que usar pantufa para pisar na estrutura
sem danificar e o
F-117, por exemplo, costuma voar sem alguns painéis RAM para
diminuir a manutenção.
Qualquer arranhão descuidado ou excremento de pássaro
pode aumentar o RCS.
O RAM pode ser danificado pela chuva,
água,
nuvem e gelo. Por isso a meteorologia é importante durante o
planejamento da
missão. O problema era mais complicado com aeronaves e
tecnologia antiga. O B-2
já não tem problemas de cancelamento de missão
devido a manutenção relacionada
com tecnologia furtiva. A tecnologia furtiva do F-22 foi baseado nas
lições
aprendidas com B-2 e F-117.
O B-2 não teve prioridade na
manutenção e
sim na tecnologia furtiva. Foi projetado para voar uma ou duas
missões na
Guerra Fria com a força dividida em alerta e treino e não
precisava manutenção
após a missão. A agora pode voar quase todo dia durante
um conflito e teve que
ter alterações na tecnologia furtiva para facilitar a
manutenção.
Um problema no inicio da
operação das
aeronaves furtivas era a falta de meios para medir o RCS de uma
aeronave no
solo. No inicio era usado uma área de teste externa. Na
década de 1980 foi
iniciado o teste no solo.
A frota de 59
caças F-117
tem vários padrões diferentes de RAM. Era todo coberto de
RAM para evitar
descontinuidades eletromagnéticas. O RAM pesava 900kg no total.
O resultado era
um gasto de mais de 100 homens hora de manutenção
por hora voada (MMH/FH).
Em cerca de 90% das saídas a aeronave volta com necessidade de
manutenção do
sistema furtivo. Em 1989 este índice melhorou para 45 MMH/FH
após várias modificações.
O RAM foi
removido de toda a
aeronave e substituído por um RAM em spray, mais resistente ao
tempo que as
folhas antigas. Em 1996 foi iniciado o programa Single Configuration
Fleet
(SCF) para padronizar a frota. Também foi instalado databus
1760A para poder
usar armas JDAM. O programa foi completado em 2000.
O B-2 usa uma
conduta diferente
no projeto furtivo e não usa RAM em toda a superfície. A
superfície também é
continua com RAM em spray para evitar corrente de
superfície.
O B-2 gasta 40% da
manutenção com a
tecnologia furtiva ou 31% do total se não considerar
manutenção não esperada.
O MMH/FH chegava a 70-100 no inicio e agora chega a 55-60 no block 30,
sendo 20
para a tecnologia furtiva. O dado compara bem com outros bombardeiros.
É bom
lembrar que carga de armas é 10 vezes a de um caça que
teria que ter um MMH/FH
5-6 vezes menor para colocar a mesma quantidade de armas no alvo.
O F-22 segue a mesma abordagem
do B-2
usando RAM o mínimo possível pois tem que agüentar o
atrito do ar e as altas
temperaturas das velocidades supersônicas. O F-22 deve ter um
MMH/FH de
mais de 20.
Atualizado
em 11 de Dezembro de 2005
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