Investigadores estadounidenses llevan la tecnología sigilosa a un nuevo nivel – PanaTimes


La tecnología cerámica desarrollada en el estado de Carolina del Norte ofrece mejoras dramáticas en la invisibilidad del radar.

La capacidad del B-2 para lanzar armas tan devastadoras en las profundidades del espacio aéreo mejor defendido lo convierte en una máquina de guerra premium y altamente especializada sin equivalente, al menos hasta que China ‘desarrolle un bombardero furtivo H-20 decente. Crédito: Departamento de Defensa de EE. UU.

A menos que y hasta que China desarrolle su bombardero furtivo H-20, el B-2 Spirit de Estados Unidos conserva la capacidad de lanzar armas devastadoras en lo más profundo del espacio aéreo mejor defendido, lo que lo convierte en una máquina de guerra especializada de primera calidad sin equivalente.

Un aspecto clave de la baja observabilidad del B-2 son los materiales absorbentes de radar (RAM).

Según The National Interest, la piel del B-2 se compone principalmente de un compuesto de grafito y carbono no conductor mezclado con titanio.

Las áreas más reflectantes, como las entradas, las aletas y los bordes de ataque de las alas, se rocían con recubrimientos RAM adicionales, que se han modificado repetidamente a lo largo de los años.

Además, la piel está recubierta con un elastómero (un polímero elástico similar al caucho) destinado a “suavizar” las costuras, tornillos o uniones entre diferentes materiales que podrían crear una grieta en su geometría sigilosa.

En conjunto, esta tecnología y la peculiar forma del B2 reducen en gran medida la sección transversal del radar del avión. Aunque es más discreto desde el frente, el B-2 está diseñado para permanecer bajo de observación desde todos los ángulos, ya que está destinado a penetrar profundamente en el espacio aéreo enemigo.

Sin embargo, con aviones cada vez más avanzados que emplean estas técnicas, existen inconvenientes.

En un intento por mejorar los materiales RAM actuales, un equipo de la Universidad Estatal de Carolina del Norte ha desarrollado un nuevo recubrimiento a base de cerámica que no solo ofrece mejoras dramáticas en la invisibilidad del radar, sino que probablemente resultará en una gran cantidad de mejoras en el rendimiento general de la aeronave. , Informó Christopher Plain en TheDeBrief.org.

Las alas extendidas del B-2 Spirit miden cincuenta y dos metros de ancho, la mitad de la longitud de un campo de fútbol, ​​y su cabina sobresale de la superficie como la de una nave espacial de ciencia ficción de la década de 1950, contrastando dramáticamente con los irregulares cerca de cuarenta y cinco. -Ángulos de grado de sus bordes posteriores. Crédito: Departamento de Defensa de EE. UU.

“Si obtenemos el apoyo que necesitamos para ampliar esto, los fabricantes de aviones podrán rediseñar fundamentalmente los aviones furtivos”, dijo Chengying “Cheryl” Xu, cuyo equipo de investigación de NC State desarrolló la nueva piel de avión furtivo en un comunicado de prensa que anunciaba su resultados.

“El material que hemos diseñado no solo es más absorbente de radar, sino que también permitirá que la próxima generación de aviones furtivos sea más rápida, más maniobrable y capaz de viajar más lejos”.

Actualmente, los aviones furtivos como el F117-A Stealth Fighter o el B2 ya están cubiertos por una capa de polímeros absorbentes de radar que, según la investigación del equipo de NC State, generalmente absorben entre el 70% y el 80% de la energía del radar de seguimiento.

Aún así, estos materiales tienen algunos inconvenientes, con dos justo en la parte superior de la lista.

Primero, son relativamente frágiles y pueden dañarse fácilmente por la exposición a la sal, la humedad o prácticamente cualquier material abrasivo.

En algunos casos, esto significa que el material furtivo se vuelve menos efectivo, y en otros, tal daño puede hacer que el material se desprenda por completo.

En segundo lugar, los polímeros más avanzados y sigilosos se degradan a temperaturas superiores a 250 grados Celsius, un nivel de calor no infrecuente en los motores de los aviones y las superficies de control de alto rendimiento.

“Hay dos lugares en un avión que pueden calentarse particularmente”, dice el comunicado de prensa que anuncia los resultados.

“Para los aviones supersónicos, uno de esos lugares es el borde de ataque de las alas. Cuando el borde de un ala golpea el aire que se aproxima a altas velocidades, genera una tremenda cantidad de fricción. Esto puede crear puntos calientes en el borde del ala “por encima de los 250 ° C”.

Según la investigación, este calor extremo ha obligado a los diseñadores a adaptar la forma del ala, lo que a menudo resulta en una reducción del sigilo, la maniobrabilidad e incluso el alcance.

Como se señaló anteriormente, el daño por calor también entra en juego en la parte trasera del avión, donde los gases de escape de los motores alcanzan constantemente temperaturas superiores a 250 C.

Hasta ahora, los diseñadores tenían que compensar agregando boquillas de escape extra largas para desviar ese calor de la nave. Desafortunadamente, al igual que las adaptaciones realizadas en las alas, estos cambios también afectan negativamente el rendimiento de la aeronave.

Con todas estas limitaciones en mente, y con el apoyo de la Oficina de Investigación Naval, la Fundación Nacional de Ciencias y el Estado de Carolina del Norte, Xu y su equipo del Estado de Carolina del Norte analizaron una categoría de materiales que ya eran bien conocidos por su capacidad para manejar el calor extremo; cerámica.

Sorprendentemente, descubrieron que estos materiales también eran ideales para absorber radares.

“Por un lado, las pruebas de laboratorio encuentran que la cerámica es más absorbente de radar que los polímeros existentes, pudiendo absorber el 90% o más de la energía del radar”, señala el comunicado de prensa. “Es, en efecto, mucho más difícil de ‘ver’ para el radar”.

Con resultados descritos en detalle en un trío de estudios publicados por el equipo de NC State en la revista ACS Applied Materials & Interfaces, los investigadores señalan que las cerámicas también son mucho más resistentes a los efectos dañinos del aire, agua, calor e incluso cosas como la arena, que pueden causar un daño significativo a los materiales actuales basados ​​en polímeros.

También señalan que el material cerámico que utilizaron “conserva sus características de absorción de radar a temperaturas tan altas como 1.800 C (y tan frías como -100 C)”.

Al destacar la velocidad de aplicación de su material al afirmar que “este proceso lleva de uno a dos días”, Xu también destacó la facilidad de aplicación.

La cerámica se puede aplicar a la superficie de toda la aeronave, y su combinación de dureza y resistencia a la temperatura permitiría a los ingenieros aeroespaciales diseñar aeronaves que no estén limitadas por la fragilidad de los polímeros utilizados por generaciones anteriores de vehículos furtivos.

De hecho, aplicar la “piel” de cerámica es bastante sencillo.

Se rocía un precursor cerámico líquido sobre la superficie de la aeronave. Y a medida que el precursor líquido se expone al aire ambiente, sufre una serie de reacciones químicas y se convierte en material cerámico sólido.

Hasta ahora, el proceso del equipo de NC State solo se ha aplicado en un entorno de laboratorio y, debido a su presupuesto limitado, todavía tienen que probarlo en un avión a gran escala. Pero según Xu, eso puede estar a punto de cambiar.

“Recientemente obtuvimos fondos de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea que nos permitirá producir y probar muestras mucho más grandes, así que eso es en lo que estamos trabajando ahora”, dijo.

“En última instancia, esperamos trabajar con socios de la industria para ampliar esto y comenzar a trabajar en la próxima generación de aviones furtivos”.

Aún así, dada la nueva financiación y la necesidad inmediata de las fuerzas militares del siglo XXI, es posible que solo sea cuestión de tiempo antes de que los aviones cubiertos de cerámica estén volando sobre sus cabezas.

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