Pyotr Ufimtsev, um russo, o “pai” da tecnologia furtiva em aviões ?

É comum, inclusive em meios especializados, a atribuição do título de “pai” da tecnologia stealth (furtiva) ao físico russo Pyotr Ufimtsev, mas até que ponto essa informação é de fato verdadeira ? Até que ponto o mesmo contribuiu para o desenvolvimento do famoso caça americano F-117 e seus análogos furtivos subsequentes ?

O que é Stealth ?

Em termos simples, a tecnologia stealth permite que uma aeronave seja parcialmente “invisível” ao radar ou a qualquer outro meio de detecção, mas a tecnologia stealth não pode fazer o avião de fato invisível, tudo o que pode fazer é reduzir a escala da detecção da aeronave. Isto é semelhante as táticas de camuflagem usadas por soldados em guerra na selva. A menos que o soldado aproxime-se de você, você não pode vê-lo.

O conceito por trás da tecnologia stealth em aeronaves é muito simples. É o princípio da reflexão e absorção das ondas de radar que torna uma aeronave “furtiva”. O objetivo é  desviar as ondas de radar em outra direção e reduzir o número de ondas que retornam para o radar. Outro conceito é absorver as ondas de radar e redirecionar a energia eletromagnética absorvida em outra direção. O nível stealth que uma aeronave pode alcançar depende totalmente do design e material com a qual ela é composta.

A forma de uma aeronave furtiva é responsável por 90% da redução da sua assinatura radar (RCS), para dominar a tecnologia stealth em uma aeronave era necessário primeiramente prever seu RCS e depois controla-lo. Mas para prever o RCS era necessário entender como as ondas do radar interagiam em um corpo complexo.

Calculando e controlando o RCS

As reflexões de radares são regidas pelas quatro equações codificadas por James Maxwell no início da década de 1860. Estas relacionam campos eléctricos e magnéticos com as propriedades eletromagnéticas e correntes elétricas dos materiais.

Estas reflexões podem ser classificadas em cinco maneiras:

  • Reflexões especulares
  • Difração de borda
  • Ondas viajantes
  • Ondas rastejantes
  • Ondas de borda

Utilizar as equações de Maxwell para calcular o RCS de um alvo complexo 3D em todos os  ângulos de visão é incrivelmente difícil. As técnicas matemáticas foram desenvolvidas, sendo a mais popular o Método dos Momentos, mas a computação necessária para gerar lotes RCS completos de alvos eletricamente grandes e com características complexas é tão grande, que desafia até mesmo os computadores modernos da atualidade.

A descoberta que de fato possibilitou o desenvolvimento do Lockheed F-117, a primeira aeronave verdadeiramente furtiva, foi alcançada pelo físico russo Pyotr Ufimtsev, que em 1962 publicou um artigo sobre um novo método (não o primeiro) para estimar a difração de borda, que se tornou conhecido como a Teoria Física da DifraçãoUfimtsev postulou que as equações de Maxwell tornariam possível calcular o comportamento das ondas de radar retransmitidas de um objeto reflexivo. O retorno do radar dependeria em parte da forma do objeto.

Ignorado por Moscou, o artigo em 1971 foi traduzido pela Divisão de Tecnologia Estrangeira da Força Aérea dos EUA. Em 1975, um engenheiro elétrico da Skunk Works da Lockheed, Denys Overholser, incorporou a abordagem de Ufimtsev em um programa de computador chamado “Echo 1.” Tratando uma aeronave como um grupo de formas geométricas, cada uma com suas próprias propriedades refletindo o radar, seria possível calcular o RCS da aeronave como um todo. O programa quebrou o alvo em milhares de facetas planas triangulares para estimar seu RCS individual e, em seguida, reuni-los para calcular a assinatura radar de toda a aeronave. A capacidade limitada do computador da época limitava o programa a calcular reflexões somente a partir de formas 2D. O F-117 usou uma forma puramente facetada porque Echo 1 não podia calcular o RCS de superfícies curvadas.

Antes da Teoria Física da Difração de Ufimtsev, muitos aspectos da interação da onda de radar com um corpo eram de conhecimento público, porém foi a mesma que “facilitou” o calculo necessário para quantificar a assinatura radar de um corpo complexo. Quando os engenheiros da Skunk Works sob o comando de Denys Overholser conseguiram quantificar o RCS de uma aeronave, o RCS passou a ser previsível, e se ele pode ser previsível, controlar tal comportamento foi o passo natural subsequente.

Conclusão

Se “Stealth” no meio aeronáutico é sobre a evasão dos mecanismos de detecção radar, enquanto o corpo está dentro de um feixe de onda, então o verdadeiro “pai” da furtividade é Overholser, não Ufimtsev, pois Overholser usou a teoria para criar um dispositivo funcional para realizar uma missão particular.  Dizer que Ufimtsev  é que o “pai” do stealth é como dizer que Heinrich Hertz (demonstrou a existência da radiação eletromagnética, criando aparelhos emissores e detectores de ondas de rádio) e James Clerk Maxwell (deu forma final à teoria moderna do eletromagnetismo, que une a eletricidade, o magnetismo e a óptica) inventaram o forno de micro-ondas, e não Percy Spencer. Overholser foi quem de fato quantificou e controlou o RCS de uma aeronave através do programa Echo 1, utilizando as equações de Pyotr Ufimtsev, que por sua vez utilizou as equações de James Maxwell.


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