Bir savaş uçağını veya İHA'yı radarda görünmez kılmak işin sadece yarısıdır; diğer yarısı ise o uçağın tek parça halinde eve dönmesini sağlamaktır. Geleneksel radar emici boyalar (RAM), genellikle ağır ve kırılgandır. Manyetik dolgularla (demir bilyeler vb.) dolu bu yapılar, sert bir manevrada çatlayabilir veya dolu yağışında yüzeyden ayrılabilir.
Bu sorunun çözümü, mikro malzemelerin mekanik desteğinde yatmaktadır. Bu yazımızda, mikro boyuttaki takviyelerin stealth yapıları nasıl birer "zırha" dönüştürdüğünü inceliyoruz.
Eskiden stealth, uçağın üzerine sürülen bir "boya" idi. Şimdi ise "Yapısal Stealth" kavramı konuşuluyor. Yani uçağın kanadı, hem yükü taşıyan bir iskelet hem de radarı yutan bir sünger görevi görüyor. Bunu başarmak için polimer matrisin içine katılan mikro malzemeler kritik rol oynar.
Bir malzeme hem radar dalgasını yutup (yumuşak bir özellik) hem de darbe aldığında kırılmayacak kadar sert (mekanik özellik) nasıl olabilir? İşte mikro malzemelerin "çatlak durdurucu" rolü burada devreye girer.
Mikro tozlar ve elyaflar, kompozit yapı içinde sadece radar sinyalini dağıtmakla kalmaz, aynı zamanda fiziksel streslere karşı koyar. İşte kullanılan temel yöntemler:
Bunlar, mikron boyutunda, içi boş cam baloncuklardır.
Mekanik Katkısı: Bu küreler, "kurbanlık tampon" görevi görür. Bir darbe anında (örneğin bir taş çarpması), matrisin tamamen çatlaması yerine bu mikro küreler ezilerek darbe enerjisini sönümler (absorbe eder).
Stealth Katkısı: Düşük yoğunluklu oldukları için kaplamanın ağırlığını ciddi oranda azaltır ve malzemenin dielektrik sabitini düşürerek radar dalgasının yüzeyden yansımasını engeller.
Mikron uzunluğunda kesilmiş karbon parçacıklarıdır.
Mekanik Katkısı: Betonun içindeki demir çubuklar gibi davranırlar. Malzeme içinde mikro çatlaklar oluşmaya başladığında, bu çatlaklar karbon elyaflara takılır ve ilerleyemez. Buna "köprüleme etkisi" (bridging effect) denir. Yapının çekme ve eğilme dayanımını artırır.
Stealth Katkısı: İletken oldukları için radar dalgalarını yüzeyde dağıtarak sönümlenmesine yardımcı olurlar.
Epoksi gibi sert reçinelerin içine katılan daha esnek plastik tozlarıdır (örneğin Poliamid tozları).
Mekanik Katkısı: Sertleşmiş bir stealth kaplama cam gibi kırılgan olabilir. Termoplastik mikro tozlar, yapıya "mikro esneklik" katar. Ani sıcaklık değişimlerinde (süpersonik uçuşta ısınma ve soğuma) kaplamanın genleşip büzülmesine izin vererek çatlamayı önler.
Bir İHA kanadının ön kenarını (leading edge) düşünelim. Bu bölge radar sinyallerinin en çok vurduğu, aynı zamanda havada cisimlerle çarpışma riskinin en yüksek olduğu yerdir.
Senaryo A (Eski Nesil): Sadece Ferrit tozu ve reçine kullanılmış. Kuş çarpması anında kaplama buz gibi kırılır ve dökülür. Alttaki metal açığa çıkar, uçak radarda parlar.
Senaryo B (Mikro Takviyeli): Matrise Silisyum Karbür (SiC) mikro fiberleri eklenmiş. Darbe anında enerji fiberler tarafından emilir. Yüzeyde sadece lokal bir ezilme olur ancak kaplama dökülmez. Radar emici özellik %90 oranında korunmaya devam eder.
Mikro malzemeler, stealth teknolojisini laboratuvar ortamından çıkarıp zorlu savaş sahası koşullarına hazırlar. Bir stealth uçağın başarısı sadece radara yakalanmamasıyla değil, o kaplamanın uçuş ömrü boyunca gövdede sağlam kalabilmesiyle ölçülür.
Geleceğin hava araçlarında, gövde malzemesinin kendisi hem zırh hem de radar yutucu olarak görev yapacak ve bu, mikro yapıların mükemmel mühendisliği sayesinde mümkün olacaktır.
