Bir savaş uçağını radarda bir "sinek" kadar küçük gösteren şey nedir? Sadece köşeli tasarımı mı? Hayır. Eğer bir F-35'in boyasını kazırsanız, altından çıkan gri metalik astar, sıradan bir boya değildir. O, yüksek teknolojiyle üretilmiş Ferro Alaşım Tozları içeren bir elektromanyetik tuzaktır.
Havacılık ve savunma sanayisinde "Görünmezlik" (Stealth), aslında bir enerji yönetimi sanatıdır. Bu sanatta kullanılan fırça darbeleri ise mikroskobik metal tozlarından oluşur. Bu yazımızda, demir bazlı (ferro) alaşım tozlarının radar dalgalarını nasıl yuttuğunu ve modern hayalet uçakların "derisini" nasıl oluşturduğunu inceliyoruz.
Ferro alaşımlar, demirin (Fe) diğer elementlerle (Silisyum, Manganez, Krom, Nikel vb.) birleştirilmesiyle elde edilir. Ancak stealth teknolojisinde kullanılanlar, inşaat demiri alaşımları değildir. Bunlar, gaz atomizasyonu veya kimyasal yöntemlerle üretilen, mikron veya nano boyutundaki küresel, manyetik parçacıklardır.
En popüler olanı Karbonil Demir Tozu (Carbonyl Iron Powder - CIP) ve özel Ferrit alaşımlarıdır. Bu tozlar, radar emici boyaların (RAM) ve kompozitlerin ana hammaddesidir.
Radar sistemi, uçağa bir elektromanyetik dalga (enerji) gönderir ve geri dönmesini bekler. Uçağı gizlemek için bu enerjiyi yok etmeniz gerekir. Elektromanyetik dalganın iki bileşeni vardır: Elektriksel ve Manyetik.
Karbon Malzemeler: Elektriksel kısmı emer (Dielektrik kayıp).
Ferro Alaşım Tozları: Manyetik kısmı emer (Manyetik kayıp).
Ferro alaşım tozları, üzerine radar dalgası geldiğinde moleküler düzeyde titreşmeye başlar. Bu parçacıkların içindeki manyetik alanlar (domainler), radarın frekansına uyum sağlamaya çalışırken zorlanır ve sürtünme oluşur. Bu süreçte radar enerjisi ısı enerjisine dönüşür. Yani ferro tozlar, radyo dalgasını yakalayıp ısıya çevirerek yok eder. Uçak ısınır (mikroskobik düzeyde), ama radara yakalanmaz.
Ferro alaşım tozları, İHA ve savaş uçaklarında üç farklı şekilde kullanılır:
Bu, en eski ama en yaygın yöntemdir.
Teknoloji: Epoksi veya poliüretan bazlı bir taşıyıcının içine, %80 oranında mikroskobik küresel ferro alaşım tozları karıştırılır.
Uygulama Örneği: F-117 Nighthawk veya F-22 Raptor uçaklarının yüzeyindeki o mat, pütürlü gri kaplama aslında ferro toz dolu bir boyadır. Radar dalgası boyanın içine girer, metal tozlarına çarparak sönümlenir ve metal gövdeye ulaşıp geri sekemez. Buna "Tuzaklama Etkisi" denir.
Yeni nesil İHA'larda (örneğin ANKA-3 veya Kızılelma gibi projelerde hedeflenen), tozlar boyaya değil, doğrudan uçağın gövdesine karıştırılır.
Teknoloji: Karbon fiber kumaşlar reçine ile ıslatılırken, reçinenin içine nano boyutlu Nikel-Çinko Ferrit tozları eklenir.
Uygulama Örneği: İHA'nın kanat hücum kenarı, hem aerodinamik bir parça hem de bir radar emici panel görevi görür. Boya çizilse bile, malzemenin kendisi radar emici olduğu için görünmezlik özelliği kaybolmaz. Bu, bakım maliyetlerini düşüren devrim niteliğinde bir adımdır.
Her radarın frekansı farklıdır. Ferro alaşım tozlarının kimyasal yapısı (örneğin demir-silikon oranı) değiştirilerek belirli frekanslara karşı duyarlı hale getirilebilirler.
Teknoloji: Farklı boyut ve alaşımlardaki tozlar katman katman uygulanır.
Uygulama Örneği: Bir katman X-bandı radarlarını (atış kontrol radarları) emerken, altındaki diğer katman L-bandı radarlarını (uzun menzilli arama radarları) emer. Böylece İHA, geniş bir spektrumda görünmezlik kazanır (Broadband Stealth).
Karbon fiber hafif ve sağlamdır ancak radar dalgalarını metal kadar olmasa da yansıtır. Tam görünmezlik için "manyetik kayıp" mekanizmasına ihtiyaç vardır ve doğada bunu en iyi sağlayan element demirdir. Ancak demir ağırdır.
İşte mühendisliğin zirvesi buradadır: Ağırlık yapmadan yeterli manyetik emilimi sağlamak. Bunun için de nano teknoloji kullanılarak, tozların yüzey alanı artırılır ve az miktarda tozla maksimum emilim sağlanır.
Ferro alaşım tozları, tonlarca ağırlığındaki metal kuşları gökyüzünde bir hayalete dönüştüren simyadır. Metalurji bilimi ile elektromanyetik teorinin bu dansı, modern hava harbinin kaderini belirlemektedir. Ülkelerin kendi radar emici tozlarını (RAM) üretebilmesi, en az uçağın motorunu üretebilmesi kadar stratejik bir bağımsızlık meselesidir.
Ferro alaşım tozları paslanır mı? Saf demir paslanır ve bu, radar emici özelliğini bozar. Bu yüzden ferro tozların her biri, üretim aşamasında silika veya özel polimerlerle mikroskobik olarak kaplanarak oksitlenmeye karşı korunur.
Bu tozlar uçağı ağırlaştırır mı? Evet, demir bazlı oldukları için ağırdırlar. Bu yüzden tasarımcılar tüm uçağı değil, sadece radarın en çok çarptığı "sıcak bölgeleri" (burun, kanat önleri, hava alıkları) bu malzemelerle kaplar.
