«En mi hangar guardo un avión que es invisible a los radares».
Supongamos que yo le hago a usted una aseveración como ésa. A lo mejor le gustaría comprobarlo, verlo usted mismo. A lo largo de las décadas ha habido innumerables historias acerca de la invisibilidad a los radares, pero ninguna prueba real. ¡Qué oportunidad!
—Enséñemelo —me dice usted.
Yo le llevo a mi hangar. Usted mira y ve una escalera, bidones de queroseno vacíos y una APU vieja en un rincón, pero el avión no está.
—¿Dónde está el avión? —me pregunta
.—Oh, está aquí —contesto yo moviendo la mano vagamente—. Me olvidé de decir que es un avión invisible.
Me propone que cubra de harina el suelo del hangar para que queden marcadas las huellas del avión.
—Buena idea —replico—, pero este avión es incorpóreo.
Entonces propone encender los motores del avión y obtener la imagen térmica con un FLIR.
—Buena idea, pero los motores no generan calor.
Sugiere que le enseñe los análisis de la firma radar realizados al avión.
—Buena idea, pero me temo que esa información es clasificada y no se la puedo proporcionar..
Mi hangar, via http://forargyll.com
Y así sucesivamente. Yo contrarresto cualquier prueba física que usted me propone con una explicación especial de por qué no funcionará. Ahora bien, ¿cuál es la diferencia entre un avión invisible, incorpóreo que es invisible al radar y un avión inexistente? Si no hay manera de refutar mi opinión, si no hay ningún experimento concebible válido contra ella, ¿qué significa decir que mi avión existe? Su incapacidad de invalidar mi hipótesis no equivale en absoluto a demostrar que es cierta. Las afirmaciones que no pueden probarse, las aseveraciones inmunes a la refutación son verdaderamente inútiles, por mucho valor que puedan tener para inspirarnos o excitar nuestro sentido de maravilla. Lo que yo le he pedido que haga es acabar aceptando, en ausencia de pruebas, lo que yo digo.
El texto anterior es una versión adaptada al tema de esta entrada de la brillante analogía empleada por el astrónomo y divulgador estadounidense Carl Sagan, titulada 'Un Dragón en el garage'.
Desde finales de los años ochenta con la revelación del Lockheed-Martin F-117 Nighthawk se ha ido construyendo una farsa, una leyenda completamente alocada acerca de la tecnología furtiva (Stealth en inglés).
El YF-23 mostrando en este plano cenital las características necesarias para un diseño furtivo. USAF vía Wikipedia.
Lockheed-Martin, deseosa por justificar el elevado coste de sus aviones al contribuyente estadounidense, fue construyendo un mito, una leyenda de invencibilidad acerca de sus aviones. El F-117 disponía de esta puntera y secreta tecnología que solo ellos conocían. Posteriormente, los medios de información de masas fueron aumentando la bola. Lockheed, en una jugada propagandística de libro, apodo al Nighthawk, el avión invisible. Posteriormente el titulo de avión invisible se fue dando al avión del momento. Esto es, al B-2 'Spirit', a los contendientes del programa ATF del que salió el F-22 'Raptor' y actualmente al F-35 'Lightning II' Todavía algunos, traducen la palabra inglesa 'Stealth' como invisible debido al gran calado de la propaganda en los medios occidentales.
Hoy en día, en pleno siglo XXI, esos medios siguen alimentando la farsa. De hecho, un diario de gran tirada nacional en España publicaba el 13 de diciembre de 2016 un nefasto panfleto acerca del F-35 titulado, 'F-35, el invisible brazo de Israel'.
De ese texto se extraen dos infames citas, que posteriormente se repiten para que calen y arraiguen en la mente del lector:
"Su ejército recibe los dos primeros cazas F-35, cuya especialidad es que son capaces de sortear radares."
"Pueden aparecer y desaparecer cuándo y dónde quieran."
Sortean radares como Messi regatea adversarios. Aparecen y desaparecen porque ellos lo valen, nunca mejor dicho (ironía).
No se duda que el Lockheed F-35 'Adir', como se llama en Israel al 'Lightning II' proporcionará un aumento del poder ofensivo de la Fuerza aérea israelí, pero el panfleto esta lleno de numerosas perlas, algunas no solo relativas a la furtividad, lo que denota una alarmante falta de seriedad y profesionalidad por parte del firmante de ese texto, no solo en temas técnicos sino en otros mas mundanos como revisar la lista de entregas del F-35 a países aliados de EE.UU. (hasta en la Wikipedia aparece la lista de entregas).
Perlas que contradicen los principios y leyes físicas que rigen el universo y que claman contra todo sentido común. ¿Alguna vez algo desapareció o apareció de la nada? Una cosa es desconocer como apareció o desapareció y otra muy distinta es asumir que las cosas aparecen y desaparecen sin más. Esto es como la combustión espontánea para aquellos que desconocen la autoignición.
Esta visto que hoy mas que nunca, debido a la escalada de costes de los sistemas de armamento, buscan ocultar mala gestión y avaricia desmedida aduciendo gran complejidad técnica y alta tecnología. El programa Joint Strike Fighter, del que nace el F-35 es sin duda uno de los estandartes aunque no el único, de la escalada de costes y la indefensión de Occidente que trae aparejada.
El objetivo de la furtividad es reducir la firma en todo el espectro electromagnético. Ahora se trabaja en la furtividad en las bandas X y L, es decir, las bandas en las que operan los radares modernos.
No es un parámetro discreto, puntual o absoluto, no se tiene o no se tiene (no es blanco o negro), sino que es un parámetro gradacional, continuo (tiene también toda una paleta de grises).
Un avión furtivo, estrictamente hablando, es el avión que tiene medidas que disminuyen su firma en parte del espectro electromagnético. Estas medidas pueden ser los esquemas de baja visibilidad en el visible, la aplicación de materiales RAM y diseño cuidado de la geometría para las microondas y difusores térmicos para reducir la firma en el Infrarrojo térmico por ejemplo.
El objetivo de la furtividad es reducir la firma en todo el espectro electromagnético. Ahora se trabaja en la furtividad en las bandas X y L, es decir, las bandas en las que operan los radares modernos.
No es un parámetro discreto, puntual o absoluto, no se tiene o no se tiene (no es blanco o negro), sino que es un parámetro gradacional, continuo (tiene también toda una paleta de grises).
Un avión furtivo, estrictamente hablando, es el avión que tiene medidas que disminuyen su firma en parte del espectro electromagnético. Estas medidas pueden ser los esquemas de baja visibilidad en el visible, la aplicación de materiales RAM y diseño cuidado de la geometría para las microondas y difusores térmicos para reducir la firma en el Infrarrojo térmico por ejemplo.
La clave del tema es por tanto, la firma radar, tambien conocido como Eco Radar o RCS (del inglés, Radar Cross Section). Veamos pues.
Sección recta de retrodispersión (RCS)
Se define como el área equivalente de un objeto que interceptaría la cantidad de potencia incidente para producir la misma densidad de potencia dispersa en el receptor si el objeto dispersara de manera uniforme en todas direcciones, de forma isótropa. Es una medida de detectabilidad de objetos por el radar. También se conoce como Sección recta de Radar (una traducción literal del inglés, Radar Cross Section).
Es decir, la fórmula matemática es:
Es un parámetro que mide la energía reflejada por un objeto que llega al emisor. Por tanto depende de:
Es decir, la fórmula matemática es:
Es un parámetro que mide la energía reflejada por un objeto que llega al emisor. Por tanto depende de:
- Potencia de emisión del radar que lo ilumina (a mas potencia, mas refleja bajo las mismas condiciones)
- Distancia desde el punto de emisión (la potencia se atenúa al cuadrado de la distancia, d).
- incidencia del haz de ondas sobre el objeto.
- Características de las ondas que emite el radar (frecuencia y polarización).
- geometría del objeto.
- Características reflectivas del objeto.
Como podemos ver, los dos primeros parámetros de la lista se refieren a cuanta energía llega al objeto (Pi en la fórmula). Por tanto depende del radar que ilumina.
El tercer parámetro es aleatorio, depende de la situación espacial del objeto en relación al radar....Dependiendo de que sector ilumine al objeto, tendrá mayor o menor RCS. A efectos científicos e ingenieriles se hace una simplificación y se emplea siempre el RCS frontal que es el menor valor en aviación generalmente, pero el RCS nunca es un parámetro puntual. El RCS cambia en función de donde llegue la onda radárica. En artículos científicos es mas habitual ver diagramas de araña o gráficos como el mostrado aquí, donde se visualiza en los diferentes planos, donde aun siendo simplifcado es mucho mas completo que un simple valor.
El cuarto parámetro depende del radar que ilumina el objeto.
Como se puede ver, el RCS no es un parámetro puntual como nos hace creer la propaganda y mercadotécnia de las compañias. Vía www.nato.int.
Los dos últimos parámetros son los que si dependen del objeto y son sobre los que se han actuado para reducir el eco radar de los aviones debido a que de ellos depende la potencia dispersa en el lugar del receptor (Pd). La energía que llega al objeto puede reflejarse (geometría) o se absorbida (características reflectivas) por el objeto.
Como el RCS es una medida de la energía reflejada que vuelve al emisor, podemos jugar con la geometría del objeto para intentar que la energía se disperse en otras direcciones y no vuelvan al emisor. Dentro de la geometría podríamos jugar además de los ángulo (los ángulos rectos entre superficies son grandes reflectores radar) con el tamaño, es decir, la superficie expuesta a la emisión del radar y que debe reflejar y/o absorber esa energía. Pero es uno de tantos parámetros y por tanto no hay relación directa entre tamaño y RCS.
El radar también puede jugar y poner el receptor en un lugar diferente al emisor, lo que se conoce como radar biestático en contraposición a los habituales radares monoestáticos.
El radar también puede jugar y poner el receptor en un lugar diferente al emisor, lo que se conoce como radar biestático en contraposición a los habituales radares monoestáticos.
Las características reflectivas del objeto se pueden modificar aplicando pinturas especiales, o mejor dicho, aplicando una capa de material que tenga unas propiedades excepcionales absorbiendo ciertas bandas de frecuencia. Esto son los RAM (Radar Absorbent Materials). Un ejemplo clásico, en el espectro visible son los objetos negros. Los objetos negros son así porque absorben todas las frecuencias del espectro visible (el famoso arcoiris) y no reflejan la luz. En cambio el blanco refleja toda la luz. Al absorber energía, el material se calienta (por algo los coches negros en el desierto se ven poco*). Lo malo es que los RAM no funcionan en todas las bandas de frecuencia, por lo que deben diseñarse para estar optimizados en un rango de frecuencias específico (de ahí que los viejos radares como el P-18 soviético pueda ver mejor a los furtivos que los radares mas modernos).
También es necesario reducir la cantidad de grandes reflectores radar en los aviones. Estos suelen ser los álabes del compresor las turbinas (y las palas de los rotores de los helicópteros), las derivas verticales y los estabilizadores horizontales de los aviones, las juntas y huecos entre paneles además de las municiones y tanques que cuelgan del fuselaje del avión.
También es necesario reducir la cantidad de grandes reflectores radar en los aviones. Estos suelen ser los álabes del compresor las turbinas (y las palas de los rotores de los helicópteros), las derivas verticales y los estabilizadores horizontales de los aviones, las juntas y huecos entre paneles además de las municiones y tanques que cuelgan del fuselaje del avión.
F-117A Nighthawk sobrevolando el sur de California en febrero de 2001. Material para fondo de pantalla (subida en alta resolución). Foto: Judson Brohmer.
Reduciendo el RCS se consigue disminuir la distancia máxima a la cual un radar es capaz de detectar el objeto, en este caso, una aeronave. Pero no siempre, dado que como se ha visto, el RCS depende en parte de la incidencia de la onda en el objeto.
La propaganda y las historias de la guerra fría nos han hecho creer que el RCS de los nuevos aviones furtivos era como el de una canica de aluminio o el de una pelota de golf, era tan baja que eran invisibles, estos son valores del orden de 0,0001 m². Y esto pudiera ser cierto, pero unicamente para la sección frontal del avión.
Pincha para ampliar. Indicaciones del RCS medio del manual ruso de operación del sistema antiaéreo Almaz S-125M Pechora. Vía Scar79.
La finalidad ultima del concepto de furtividad es conseguir abrir huecos en espacios aéreos altamente protegidos, como era el espacio aéreo soviético para el cual se comenzó a desarrollar esta tecnología. De la imagen inferior, se verian disminuidos las circunferencias. La idea es evitar que esas circunferencias se solapen y por tanto, obtener pasillos seguros por donde nuestros aviones furtivos entrarían en espacio enemigo sin ser detectados.
¿Furtivos? si, ¿invisibles? no.
Red de radares de vigilancia aérea española desde 2013. Se muestra el alcance máximo de detección en CMANO.
___________________*El tema de los Tuaregs es diferente porque los seres vivos tenemos mecanismos como la sudoración para la regulación de la temperatura.
Definición de RCS extraída de 'Fundamentos de electromagnetismo para ingeniería' de David K. Cheng.
Tambien es interesante consultar la biblia de los Radares, 'Radar Handbook de Merril Skolnik
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