فيما يلي الاختلافات بين طائرات الرادار المقاتلة الأمريكية والروسية

منذ ذروة سباق التسلح في الحرب الباردة بين الولايات المتحدة وروسيا، كان يُنظر إلى هاتين القوتين العظميين على أنهما عملاقان متعارضان. جيش تطور الفضاء الجوي على هذا الكوكب. ومع ذلك، منذ سقوط الاتحاد السوفييتي في أوائل التسعينيات، واصل الجيش الأمريكي تحقيق قفزات نوعية في تكنولوجيا الدفاع الجوي. وحققت القاعدة الصناعية الروسية بعض المكاسب، لكن الكثير من التكنولوجيا ظلت راكدة.

ويتجلى هذا التفاوت في اعتماد صناعة الطيران الروسية الكبير على المنتجات الغربية، بما في ذلك هياكل طائرات إيرباص وبوينغ. يذهب الأمر بشكل أعمق مع صانعي مثل سوخوي, استخدمت شركة توبوليف وشركة الطائرات المتحدة الموحدة العديد من المكونات الغربية لتصميم أنظمتها الخاصة. يمكن العثور على نقطة ممتازة للمقارنة في بناء قباب الرادار المستخدمة لإيواء الرادارات التكتيكية على الطائرات المقاتلة.

في الولايات المتحدة، المعيار هو استخدام مواد مركبة نقية للغاية، بما في ذلك الكوارتز، والألياف الزجاجية، وألياف الأراميد المرتبطة بالراتنجات الخالية من أي عيوب تقريبًا، وفقًا لشركة Global Security. وهذا يمنع أي تداخل مع إشارات الرادار المستلمة أو المنبعثة من المصفوفة الموجودة بالداخل. ومن ناحية أخرى، لا تزال روسيا تستخدم الألياف الزجاجية والسيراميك لبناء أنظمة الرادار على هياكل طائراتها التكتيكية.

النافذة الكهرومغناطيسية للتفوق الجوي

يعد أداء رادار الطائرة المقاتلة أحد أكثر العوامل تأثيرًا في تحديد أدائها القتالي الشامل. لقد انتهى عصر القتال البصري بالأسلحة النارية بين الطائرات المقاتلة منذ فترة طويلة، وبعيدًا عن النطاق البصري، أصبحت الاشتباكات الصاروخية أكثر سيطرة من أي وقت مضى في سماء ساحة المعركة في القرن الحادي والعشرين. على الرغم من أنه من المأمول ألا تلتقي الطائرات العسكرية لهاتين الدولتين أبدًا في أعمال عدائية، إلا أن كل منهما يواصل تحسين الأسلحة والرادار والصواريخ المواجهة لهزيمة الآخر.

سعت روسيا جاهدة للحاق بالولايات المتحدة من خلال تطوير الطائرة المقاتلة الشبح من الجيل الخامس من طراز Sukhoi Su-57 Felon على الرغم من أنها لم تظهر لأول مرة إلا بعد مرور 15 عامًا على الحرب. لوكهيد مارتن حلقت طائرة F-22 رابتور في السماء. يكمن الاختلاف الأساسي بين F-22 وSu-57 في كيفية تصميم أنظمة الرادار الخاصة بهما ودمجها في مقدمة الطائرة.

تستخدم الطائرة F-22 مصفوفة واحدة ضخمة وموجهة للأمام من طراز AN/APG-77 النشطة الممسوحة ضوئيًا إلكترونيًا. ويضم ما يقرب من 1500 وحدة إرسال/استقبال للحالة الصلبة تعمل في تردد النطاق X. تم دمج قبة الرادار التي تحيط بهوائي AESA بشكل مثالي مع جسم الطائرة الذي يشتت الرادار، مما يسمح لموجات الرادار بالمرور دون تشويه المقطع العرضي للرادار الأمامي المجهري للطائرة F-22.

وتستخدم الطائرة Su-57 نظام الرادار N036 Byelka، وفقًا لموقع War Wings. المجرم يأخذ نهجًا مختلفًا جذريًا مع خمسة أشعة رادارية مختلفة مدمجة في خمس قباب رادارية منفصلة في مواقع مختلفة على هيكل الطائرة. تحتوي الطائرة على واحد في مخروط الأنف الرئيسي، واثنان في ألواح الخد، واثنان في شرائح الجناح الأمامية. إنه يشتمل على النطاق X في المقدمة بينما تتحد صفيفتا النطاق L في الجناح لإجراء عمليات مسح تطلعية لاكتشاف تهديدات RCS المنخفضة جدًا مثل الطائرات الشبح الأمريكية. وفي الوقت نفسه، تعمل المصفوفتان الجانبيتان أيضًا على النطاق X.

معارضة المذاهب الهندسية

الائتمان: شترستوك

وتستخدم الولايات المتحدة زرنيخيد الغاليوم كمادة أساسية لتصنيع أشباه الموصلات للرادار الموجود على طائرات F-22 والطائرات المقاتلة الأخرى، حسبما أفادت شركة Air Power Australia. تم تطوير هذه التقنية في التسعينيات، وقد تطور الجيل الحالي من رادار AESA إلى نيتريد الغاليوم للحصول على طاقة رادارية أكثر قوة ودقة، وفقًا لمجلة Aviation Week. ومن ناحية أخرى، لا تزال روسيا تستخدم السيليكون ومواد الجرمانيوم السليكونية الأقدم في صفائف الرادار الخاصة بها.

ما يعنيه كل ذلك حقًا هو أن الرادار الأمريكي الصنع يمكن أن يعمل بكثافة طاقة أعلى، مما يجعل مجموعة واحدة قادرة على مسح ترددات أكبر بكثير في إطار زمني معين مقارنة بالمثال الروسي الصنع. تم تجهيز الطائرات المقاتلة الأمريكية برادار عالي الجهد لكل لوحة، وهو ما يترجم مباشرة إلى المزيد من الطاقة لكل عملية مسح. ولهذا السبب تحتاج الطائرة الروسية Su-57 إلى عدة مصفوفات للتنافس مع الطائرة F-22.

لم تختر شركة الطيران الروسية طوعًا استخدام هذه المادة الرديئة. وقد فشل الاتحاد السوفييتي في تحقيق التحول في الثمانينيات، قبل أن ينهار بالكامل. لقد فوتت روسيا فرصة ثورة الإلكترونيات الدقيقة التي حدثت في الولايات المتحدة ودول الكتلة الغربية الأخرى. يقتصر تصنيع الطيران المحلي في روسيا على عقد السيليكون الأكبر حجمًا، والتي تكون أقل كفاءة.

الترجمة التكتيكية لنتائج المصنع

الائتمان: القوات الجوية الأمريكية

السيليكون غير فعال إلى حد كبير عند ترددات الرادار؛ يتم فقدان كمية هائلة من الكهرباء التي يتم ضخها في الرادار كحرارة ضائعة بدلاً من تحويلها إلى شعاع راداري. ولمنع رادار Su-57 من الذوبان، يتعين على روسيا بناء أنظمة ثقيلة ومعقدة للتبريد السائل وإدارة الحرارة داخل مخروط الأنف. يتعين على راداراتهم استخدام القوة الغاشمة لتوجيه إشارة عبر السماء. من الناحية العملية، فإن تشغيل رادار الطائرة Su-57 يشبه تشغيل مصباح يدوي عملاق في غرفة مظلمة.

يمكن لرادار GaAs الخاص بالطائرة F-22 استخدام أشكال موجية ذات احتمالية منخفضة للاعتراض (LPI). إنه يغير تردده بسرعة كبيرة ويستخدم أشعة منخفضة الطاقة ومركزة بإحكام بحيث لا تعرف طائرات العدو أنها مقفلة عليها. يتطلب بناء مصفوفات GaAs أو GaN نقاءًا كيميائيًا شديدًا. وبما أن روسيا لا تستطيع شراء الرقائق المصنوعة في الغرب بعد فرض العقوبات عليها في عام 2022 بعد غزو أوكرانيا، فقد اضطرت إلى الاعتماد فقط على المنتجات المنتجة محليا أو البضائع المهربة.

يتخلص المصنعون الروس من نسبة أعلى بكثير من الرقائق التي ينتجونها مقارنة بمنافسيهم الأمريكيين. وللتغلب على مسابك الرقائق المحلية الرهيبة، أمضت روسيا العقد الأول من القرن الحادي والعشرين والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين سراً أو علناً في شراء الرقائق التجارية الغربية ذات الاستخدام المزدوج لبناء مكوناتها المقاتلة. هذا النقص في الكفاءة هو السبب الرئيسي وراء قيامهم ببناء بضع عشرات فقط من طائرات Su-57 خلال 15 عامًا، في حين قامت الولايات المتحدة ببناء ما يقرب من 200 طائرة من طراز F-22 منذ عقود وأنتجت بالفعل أكثر من 1000 نموذج من أحدث طائراتها المقاتلة من الجيل الخامس.

رادوميس: تجميع كل شيء معًا

الائتمان: شترستوك

تفسر الفجوة في مواد أشباه الموصلات بشكل مباشر سبب قيام الولايات المتحدة وروسيا ببناء قبب الرادار الخاصة بهما بطرق مختلفة تمامًا. تشكل قبة الرادار الخاصة بالطائرة المقاتلة والرادار الخاص بها نظامًا بيئيًا فيزيائيًا واحدًا متكاملًا. تحتوي كل مادة على ثابت عازل يحدد مقدار إبطاء موجة الرادار وتشويهها، وفقًا لما ذكره موقع ScienceDirect. ويكشف الاتصال المادي بين اختيار الشريحة وتصميم قبة الرادار أيضًا عن تناقض صارخ في القدرات التشغيلية.

يعمل رادار Su-57 N036 Byelka ساخنًا بشكل لا يصدق. ولمنع رقائق السيليكون من الذوبان، يتعين على روسيا ضخ سائل تبريد عالي الضغط عبر مصفوفة الرادار. وهذا يخلق مشكلة بيئية خطيرة داخل مخروط الأنف. لا تستطيع روسيا استخدام قبب رادارية دقيقة ومتعددة الطبقات على الطراز الأمريكي. إن الحرارة الشديدة المنبعثة من داخل الرادار، جنبًا إلى جنب مع الاحتكاك الديناميكي الهوائي من الخارج، من شأنها أن تتسبب في تشقق وتشقق الراتنجات الأمريكية المتقدمة.

تتميز وحدات GaAs الخاصة بطائرة F-22 بالكفاءة العالية، حيث تحول معظم طاقتها إلى طاقة ميكروويف نظيفة مع الحد الأدنى من الحرارة المهدرة. ونظرًا لأن تجويف الرادار يظل باردًا نسبيًا، فيمكن للمهندسين الأمريكيين تحسين قبة الرادار بالكامل من أجل التخفي والوزن. علاوة على ذلك، نظرًا لأن الولايات المتحدة تتمتع بإمكانية الوصول المحلي المستقل إلى المواد المركبة عالية الجودة، فقد تم ضبط رادار الطائرة F-22 رياضيًا ليكون أكثر من 99٪ شفافًا كهرومغناطيسيًا لرادار X-band الخاص بها.

تتمتع الألياف الزجاجية المحلية والطلاءات الحرارية السميكة في روسيا بثبات عازل عالي، مما يعني أنها تعمل مثل النوافذ المتسخة، حيث تمتص وتشتت ما بين 15% إلى 20% من طاقة الرادار قبل أن تغادر الطائرة. نظرًا لأن رقائق السيليكون الخاصة بها تنتج بالفعل إشارة أضعف من رقائق GaAs الغربية، يتعين على Su-57 ضخ المزيد من الطاقة الكهربائية الخام إلى النظام. وهذا يمنح الطائرات المقاتلة الأمريكية ميزة على خصومها الروس في أي اشتباك، وذلك بفضل ميزة الأداء الأساسي.

الجودة والكمية: كيف فازت أمريكا بلعبة الأرقام

الائتمان: القوات الجوية الأمريكية

أغلقت الولايات المتحدة خط إنتاج طائرات F-22 في عام 2012 عند 195 طائرة، ليس بسبب الفشل، ولكن لأن قاعدتها التكنولوجية كانت جاهزة للتوسع. اليوم، خلفت طائرة Lockheed Martin F-35 Lightning II الطائرة F-22 وهي الآن الطائرة الشبح الأكثر إنتاجًا في التاريخ. إن خط التجميع في فورت وورث، تكساس، في “مصنع القنابل” التابع للقوات الجوية الأمريكية، يسير على الطريق الصحيح لتصنيع ما لا يقل عن 2500 نموذج من الطرازات A، وB، وC.

انتقلت طائرة F-35 إلى ما هو أبعد من رادار GaAs الذي يركز على الأمام في طائرة F-22 من خلال دمج AN/APG-81 AESA مع نظام الاستهداف الكهروضوئي ونظام الفتحة الموزعة بزاوية 360 درجة. وفي الوقت نفسه، حصلت شركة بوينغ على عقد برنامج الجيل القادم للهيمنة الجوية، ومن المتوقع أن تكون طائرتها المقاتلة من طراز F-47 أول مقاتلة شبح من الجيل السادس في العالم عندما تظهر لأول مرة في عام 2028. ومن المتوقع أن تحقق الطائرة F-47 قفزة أجيال أخرى في تكنولوجيا الرادار، وتكنولوجيا التخفي متعددة الأطياف، والحرب الإلكترونية التي ستطغى إلى حد كبير على أي شيء قيد التطوير حاليًا في روسيا.

انتقاد مشترك ل الإستراتيجية العسكرية الأمريكية هو أن قواتها منتشرة بشكل ضئيل للغاية في جميع أنحاء أوروبا والشرق الأوسط ومنطقة المحيط الهادئ الهندية. ومع ذلك، فإن الحجم الهائل لنظام F-35 يبطل هذا التحدي الجغرافي عند مواجهة خصم محلي مثل روسيا. إذا اندلع صراع في أوروبا، فيمكن للقوات الجوية والبحرية ومشاة البحرية الأمريكية أن تقوم على الفور بدمج طائراتها من طراز F-35 المنتشرة في الأمام مع أساطيل الحلفاء. وفي أي قطاع على خط المواجهة، تستطيع القوات الغربية حشد ما بين 50 إلى 100 مقاتلة شبحية في غضون ساعات.

وعلى العكس من ذلك، يمكن لروسيا، في أفضل الأحوال، نشر رحلة واحدة مكونة من أربع أو خمس طائرات من طراز Su-57، والتي يجب أن تطير بحذر لتجنب خسارة أصول دعائية لا يمكن تعويضها. تظل Su-57 بمثابة أصل إنتاج أولي منخفض السعر ولا يمكن المخاطرة به في قتال عالي الكثافة. وحتى لو حدث ذلك، فإن الطائرات المقاتلة أمريكية الصنع تتمتع بميزة بفضل ملفها الخفي المتفوق، والذي سيسمح لها باكتشاف طائرة Su-57 قبل أن تتمكن Su-57 من اكتشافها. ثم كل ما يحتاجه الطيار المقاتل الأمريكي هو إطلاق صاروخ من فوق الأفق.