Bir savaş uçağını radarda "yok etmek", sihirbazlık değil, ileri düzey malzeme bilimidir. Stealth (düşük görünürlük) teknolojisinde geometri, radar dalgalarını başka yöne saptırır; ancak uçağın üzerine çarpan ve saptırılamayan dalgaları emmek (absorbe etmek) kaplama malzemesinin görevidir. Eğer kaplama malzemesi görevini yapmazsa, en iyi aerodinamik tasarım bile radarda parlamayı engelleyemez.
Bu yazımızda, geçmişten günümüze "görünmezlik pelerinini" oluşturan 3 temel malzeme grubunu ve bunların çalışma prensiplerini detaylı örneklerle inceliyoruz.
Stealth teknolojisinin ilk yıllarında (F-117 ve B-2'nin ilk dönemleri) kullanılan en temel yöntemdir. Mantığı basittir: Radar dalgası elektromanyetik bir enerjidir. Bu enerjiyi manyetik bir malzeme içinde tuzağa düşürüp ısıya dönüştürmek gerekir.
Malzeme: Karbonil Demir Tozu (Carbonyl Iron Powder).
Çalışma Prensibi: Mikroskobik demir kürecikler, bir polimer boyanın içine karıştırılır. Radar dalgası bu boyaya çarptığında, demir molekülleri radarın frekansıyla titreşmeye başlar (manyetik rezonans). Bu titreşim, radar enerjisini sürtünme yoluyla ısıya çevirir. Enerji ısıya dönüştüğü için geri yansımaz.
Dezavantajı: Demir ağırdır. Uçağın ağırlığını ciddi oranda artırır ve menzilini düşürür. Ayrıca oksitlenme (paslanma) riski vardır.
Örnek: F-117 Nighthawk uçaklarında kullanılan ve bakım ekibinin "toksik macun" olarak adlandırdığı kaplamalar bu gruba girer.
Ağırlık sorununu çözmek için mühendisler nanoteknolojiye yöneldi. Amaç, demir kadar ağır olmayan ama elektriği iletebilen malzemeler kullanmaktır.
Malzeme: Karbon Nanotüpler (CNT), Grafen ve İletken Polimerler (Polianilin).
Çalışma Prensibi: Bu malzemeler manyetik değildir, dielektriktir (elektriksel kutuplanma). Reçine içine dağıtılmış milyarlarca karbon nanotüp, gelen radar dalgasının elektrik alan bileşeniyle etkileşime girer. Radar dalgası bu nano-ağ yapısı içinde ilerlerken dirençle karşılaşır ve enerjisini kaybeder.
Avantajı: Çelikten ve demirden kat kat hafiftirler. Ayrıca korozyona dayanıklıdırlar.
Örnek: F-35 Lightning II projesinde, gövde panellerinin birleştiği yerlerde ve yüzey kaplamasında "Fiber Mat" adı verilen özel bir nano-lif teknolojisi kullanılır. Bu sayede uçak boyanmış gibi değil, malzemesi kendinden stealth özellikli gibi davranır.
Bu, malzeme biliminin bilim kurguyla buluştuğu noktadır. Metamalzemeler doğada bulunmaz, laboratuvarda atomik yapısı değiştirilerek üretilir.
Malzeme: Negatif kırılma indisine sahip özel mühendislik yapıları.
Çalışma Prensibi: Normalde bir ışık veya radar dalgası bir cisme çarptığında yansır veya emilir. Metamalzemeler ise ışığı veya radar dalgasını cismin etrafından büker. Tıpkı bir deredeki suyun, ortadaki taşın etrafından dolaşıp arkada tekrar birleşmesi gibi, radar dalgası uçağın etrafından dolaşıp yoluna devam eder. Radar, arada bir cisim olduğunu fark edemez.
Durum: Halen Ar-Ge aşamasındadır ancak 6. nesil savaş uçaklarında (örneğin İngiltere'nin Tempest veya ABD'nin NGAD projeleri) kullanılması hedeflenmektedir.
Bir stealth kaplamanın en büyük sırrı "Empedans Eşleştirme"dir. Radar dalgası havadan gelip uçağın yüzeyine çarptığında, eğer yüzey çok sert veya çok iletken (saf metal) ise, dalga tıpkı duvara çarpan top gibi geri seker.
Kaplama malzemesi öyle bir ayarlanır ki, elektromanyetik direnci (empedansı) havanınkine çok yakındır (yaklaşık 377 Ohm). Radar dalgası yüzeye çarptığında "farklı bir ortama girdiğini anlamaz" ve kaplamanın içine girer. İçeri girdikten sonra alt katmanlara doğru malzeme yoğunluğu artar ve dalga orada sönümlenir (yutulur). Bu, radar dalgasını içeri davet edip yok etme taktiğidir.
Stealth kaplamalar sonsuz ömürlü değildir. Yağmur, sürtünme ve güneş ışığı bu hassas malzemeleri yıpratır. Bu nedenle stealth uçaklar özel iklimlendirmeli hangarlarda saklanır ve her uçuştan sonra kaplamaları milimetrik cihazlarla kontrol edilir. Nanoteknoloji, bu bakım süreçlerini azaltmak ve kaplamaları daha dayanıklı hale getirmek için en büyük yardımcıdır.
