Foto:Por Edmundo Ubiratan | Imagens: Divulgação
24/09/2019 19:15
Como um avião pode ser invisível?
Tudo ao custo de US$ 2 bilhões por unidade. B-2 completa 30 anos e continua sendo a mais invisível das aeronaves em serviço

Trinta anos atrás, em julho de 1989, um novo avião de formato estranho e de cor escura subiu ao céu pela primeira vez na lendária Plant 42 em Palmdale, Califórnia. Assim começou o texto de cerimônia da comemoração dos 30 anos de serviço do bombardeiro B-2 Spirit, um dos mais sofisticados aviões produzidos desde então.

A fabricante do B-2, Northrop Grumman, fabricante do avião, organizou um evento para marcar o 30º aniversário do seu primeiro voo em um evento na Plant 42.

 

 

O avião criado a partir do princípio de asa voadora, ou seja, a fuselagem e as asas são basicamente o mesmo corpo, se tornou o mais caro avião de todos os tempos. Cada unidade encerrou o ciclo de produção custando mais de US$ 2 bilhões. Ainda assim, se tornou um marco no poder aéreo norte-americano.

SE TORNANDO INVISÍVEL

YB-49 em voo de testes na década de 1940, logo após o final da Segunda Guerra Mundial

Por várias décadas, a Northrop trabalhou com o conceito de asa voadora, como nos programas YB-35 e YB-49, criados logo no pós-Guerra, onde acreditava que a tecnologia poderia auxiliar na criação de uma aeronave com baixa assinatura tanto radar como infravermelho.

 

Os dados obtidos com o YB-49 claramente foram empregados no desenvolvimento do B-2 – não por acaso sua envergadura é a mesma. Com a eliminação dos estabilizadores verticais e horizontais, foi possível criar uma aeronave com uma pequena área frontal e uma assinatura radar (RCS), ou seja, o quanto um avião emite de retorno ao radar inferior a 0,1 m². O formato da fuselagem segue o conceito de placa plana infinita, e o desenho criado por computador que permite anular a assinatura radar em qualquer ângulo. O conceito, conhecido como curvatura contínua, emprega dados avançados na dinâmica de fluidos. Apenas o cockpit se pronuncia sobre a superfície, mas foi concebido após uma série de projetos experimentais comprovarem sua eficiência. A fuselagem foi construída com um arranjo de materiais que prevê um arranjo geométrico, incluindo do para-brisa, permitindo drástica redução RCS. Além disso, as entradas de ar do motor foram montadas sobre a fuselagem para anular a ação dos radares de solo e infraverlhos numa das áreas mais sensíveis do avião.

IMPOSSÍVEL CONTROLAR SEM UM COMPUTADOR

Todavia, o avião se tornou extremamente instável em voo. Só é possível controlá-lo pela complexa suíte de computadores e sistemas de voo fly-by-wire. O B-2 conseguiu um perfil imperceptível em um grau que sua presença só pode ser notada quando o compartimento de bombas abre e suas armas são disparadas, mas, ainda assim, o que o radar verá é um ponto não identificável.

 

Assinatura radar do B-52 é de 100m² ante 20 cm² do B-2

Caso um radar consiga detectá-lo frontalmente, sua assinatura será de 10 cm². Como comparação, o RCS de um bombardeiro B-52 é de 100 m² e do caça Gripen, de aproximadamente 2 m².

ASSINATURA RADAR

Qualquer projeto militar se preocupa com uma série de fatores que podem comprometer o andamento de uma missão. Uma delas é o reconhecimento das aeronaves, que, em geral, podem ser facilmente identificadas por diferentes tecnologias. O radar é a principal delas, graças à chamada assinatura radar ou RSC (radar cross section). De maneira simplificada, quando as ondas de um radar atingem a superfície de uma determinada aeronave, são absorvidas e, em seguida, rebatidas (isotropicamente) de volta ao receptor do radar. O princípio lembra o da luz de uma lanterna atingindo um espelho, com o reflexo retornando à lanterna. As aeronaves stealth possuem um desenho, que, combinado a outras soluções, interfere na forma como o sinal de radar retorna ao emissor.

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Os principais aviões stealth da força aérea dos EUA, o B-2 e o caça F-22 Raptor

Outra assinatura potencialmente perigosa para uma aeronave militar é a térmica. Dentro do espectro de ondas eletromagnéticas está a faixa infravermelho, ou seja, o comprimento de onda abaixo da cor vermelha. Sua principal característica eletromagnética é a transmissão de calor. Por meio dela é possível identificar uma aeronave, mesmo que ela seja invisível às ondas de radar. O problema, causam aquecimento o deslocamento da aeronave em si por atrito, as ações da luz solar (que é refletida pela pintura e também aquece partes e peças da máquina ao incidir sobre elas) e os gases produzidos e expelidos pelo avião. O desafio dos projetistas foi conseguir formas de anular a assinatura dos gases de exaustão e do aquecimento da fuselagem pelo sol ou pelo atrito de deslocamento. Qualquer objeto aquece durante seu descolamento, pela fricção da fuselagem com o ar. Analistas apontam que, com um IRST de dois canais, é possível uma detecção de CO₂ com máxima de absorção de 4,3 μm, criando condições para se rastrear o B-2. Porém, a assinatura IRST do B-2 é estimada em menos da metade. Os gases de exaustão são misturados ainda sobre a fuselagem, nos bocais do motor, para serem expelidos com uma taxa de detecção muito baixa.

Há ainda a assinatura magnética, proporcionada pela reflexão das ondas de radar em superfícies metálicas – um princípio similar ao do radar original. Sensores identificam materiais metálicos por meio da reflexão de ondas eletromagnéticas, o que obrigou a indústria a desenvolver materiais de construção e pinturas capazes de absorver a maior parte do sinal eletromagnético.

Seu formato e disposição também anulam a radiação dos radares aéreos, inclusive o de plataformas de alerta aéreo antecipado, extremamente eficientes contra aviões convencionais.

CONDENSAÇÃO

O cockpit do B-2 segue o padrão dos modelos dos anos 1980

Outra solução inusitada e onerosa foi criada para evitar a formação de trilhas de condensação, aqueles riscos vistos no céu quando uma aeronave voa em regiões que a diferença de tempratura do ar externo e o ar quente dos motores permite a imediata condensação da água e que permitiriam a assinatura visual da aeronave. Inicialmente foi desenvolvida uma solução química altamente corrosiva, que era expelida junto aos bocais de exaustão dos motores, anulando o efeito da condensação. Por seu poder corrosivo, o custo de manutenção de todo o sistema era extremamente elevado, obrigando a criação de um recurso economicamente viável. Após uma série de estudos, a conclusão foi mudar o nível de voo do avião quando fosse detectada a criação de esteiras de condensação. Evidentemente, que, em um avião como o B-2, isso não seria algo simples, tampouco barato.

Para mudar de nível, os pilotos têm de ser alertados da formação de condensação, o que foi solucionado com o desenvolvimento de um radar laser capaz de monitorar o ar logo atrás da aeronave.

O modelo ainda possui um sistema ativo de guerra eletrônica, capaz não apenas de cancelar a assinatura radar, mas também de confundir os sistemas inimigos. O sistema é tão sigiloso que até hoje nenhum dado foi revelado sobre ele. Além disso, nenhum detalhe sobre sua operação é público. Quando ingressa em território inimigo, a avião realiza uma série de manobras para confundir o radar inimigo. Qual tipo de manobra? “Sorry! Top Secret”, afirma a força aérea norte-americana.

A expectativa é que o B-2 seja substituido até o final da próxima década, pelo B-21 Raider, que promete ser ainda mais avançado. Até lá, o B-2 terá completado aproximadamente 40 anos, ainda como a bala de prata do arsenal dos Estados Unidos e como um dos mais sofisticados aviões de todos os tempos.

Texto/Fonte: Boletim Semanal AERO Magazine