Modern hava savaşlarının kaderi artık kimin daha hızlı uçtuğuyla değil, kimin daha geç fark edildiğiyle belirleniyor. Radar görünmezliği (RF Stealth) yıllardır konuşulsa da, bir savaş uçağının hayatta kalmasını sağlayan en kritik unsurlardan biri genellikle göz ardı edilir: Termal İz (Infrared Signature).
Bu yazımızda, 5. nesil savaş uçaklarının ısı güdümlü füzelerden nasıl kaçtığını, motor nozulu tasarımlarını ve nanoteknolojik kaplamaların termal gizlilikteki rolünü derinlemesine inceliyoruz.
Her cisim, sıcaklığına bağlı olarak elektromanyetik spektrumun kızılötesi bölgesinde radyasyon yayar. Savaş uçaklarında bu durum, motor egzozu, sürtünme ile ısınan gövde ve motorun sıcak metal parçaları nedeniyle devasa bir "ısı haritası" oluşturur.
Isı güdümlü füzeler (Örn: AIM-9 Sidewinder veya MANPADS sistemleri), bu termal kontrastı takip ederek uçağa kilitlenir. İşte bu yüzden, Termal İz Azaltma (IR Suppression), uçağın sadece radardan değil, termal sensörlerden de saklanması anlamına gelir.
Termal izi azaltmak için önce kaynağı tespit etmek gerekir. Bir savaş uçağındaki temel ısı kaynakları şunlardır:
Egzoz Dumanı (Plume): Motordan çıkan sıcak gazlar.
Sıcak Metal Parçalar: Türbin kanatçıkları ve nozul iç duvarları.
Aerodinamik Isınma: Ses hızının üzerine (Supersonic) çıkıldığında hava sürtünmesiyle kanat hücum kenarlarının ve burun konisinin ısınması.
Güneş Yansıması: Gövdenin güneş ışığını yansıtması (Güneş glint'i).
Mühendisler, bir uçağın termal görünürlüğünü düşürmek için aerodinamik, termodinamik ve malzeme bilimini birleştirir. İşte en etkili yöntemler:
En büyük ısı kaynağı motordur. Modern jet motorlarında, sıcak egzoz gazı doğrudan dışarı atılmaz. Bunun yerine By-pass havası (soğuk hava) ile karıştırılarak sıcaklık düşürülür.
Tırtıklı Nozul (Chevron Nozzle): F-35 ve F-22 gibi uçaklarda, motor çıkışları düz değil, tırtıklı yapıdadır. Bu tasarım, sıcak egzoz gazının atmosferdeki soğuk hava ile daha hızlı ve türbülanslı bir şekilde karışmasını sağlayarak termal izi dağıtır.
2D Dikdörtgen Nozullar: F-22 Raptor’da görülen yassı nozullar, egzoz gazını geniş bir alana yayarak inceltir ve soğumayı hızlandırır.
B-2 Spirit ve geliştirilmekte olan bazı İHA tasarımlarında motorlar gövdenin derinliklerine yerleştirilir. Egzoz çıkışı kanat üstüne verilerek, alttan bakan yer tabanlı tehdit sensörlerinin sıcak parçaları (hot parts) görmesi engellenir.
Motorun ön tarafındaki kompresör kanatçıkları, radar sinyallerini çok fazla yansıtır ve termal bir iz oluşturabilir. S şeklindeki hava kanalları, dışarıdan bakıldığında motorun iç kısmının görünmesini engeller. Bu hem radar gizliliği (RCS) hem de termal gizlilik sağlar.
İşte işin içine kimya ve nanoteknoloji giriyor. Standart boyalar ısıyı yansıtırken, özel kaplamalar ısıyı emebilir veya dağıtabilir.
Düşük Emisyonlu (Low-E) Kaplamalar: Bu kaplamalar, metal yüzeylerin yaydığı IR radyasyonunu minimize eder.
Seramik Matris Kompozitler (CMC): Motorun en sıcak bölgelerinde metal yerine özel seramikler kullanılarak hem dayanıklılık artırılır hem de ısı transferi kontrol altına alınır.
Punto Boyalar ve Nano-Katkılar: Uçağın yüzeyindeki termal kontrastı (sıcak ve soğuk noktalar arasındaki farkı) eşitlemek için kullanılan, içerisinde özel metal tozları veya karbon nanotüpler barındıran boyalardır.
Gelecek nesil uçaklar, sadece "pasif" soğutma ile yetinmeyecek. Adaptif Çevrimli Motorlar (Adaptive Cycle Engines), uçuşun her aşamasında hava akışını optimize ederek hem yakıt tasarrufu sağlayacak hem de termal izi aktif olarak yönetecek.
Türkiye'nin milli muharip uçağı KAAN da, süperseyir (supercruise) yeteneği ve gövde içi silah istasyonları ile aerodinamik ısınmayı ve radar izini minimize edecek şekilde tasarlanmaktadır. KAAN'ın motor entegrasyonunda kullanılan yerli kompozit teknolojiler, termal gizlilik açısından kritik öneme sahiptir.
Savaş uçaklarında termal iz azaltıcı sistemler, tek bir parçadan ibaret değildir. Bu; motor mühendisliği, malzeme bilimi ve aerodinamiğin kusursuz bir dansıdır. Bir uçak radarda görünmese bile, termal kamerada parlıyorsa o uçak "Stealth" değildir. Geleceğin hava savaşlarını, ısıyı en iyi yönetenler kazanacaktır.
