B-21 Raider nasıl boyanacak?

B-21 Raider’in stealth özelliğini açığa çıkaran en önemli farklılıkların stealth tasarım, RAM boya ve RAM kaplaması olduğu tartışılmaz. Ancak RAM (Radiation Absorbent Material – Radyasyon Emici Malzeme) kaplamanın nasıl olacağına dair B-2 ve B-21 Raider üzerinden çeşitli yabancı mühendislerin dile getirdikleri görüşler forumlardakiler de dahil çok çeşitli. Bu konuda açık kaynak verisi veya diğer Batılı ülkelerin silahlı kuvvetlerinde hizmete özel yayınlanmış ve sonradan gizliği kaldırılmış (unclassified) veri bulmak da hemen hemen imkânsız. (Bkz; ABD VE ÇİN’İN STEALTH BOMBARDIMAN UÇAĞI | B-21 RAİDER VE XİAN H-20)

Son Güncelleme: 7/12/19

B-21 Raider’ın RAM Kaplaması Nasıl Olabilir?

Çünkü RAM teknolojisi hala gizliliğini koruyan bir teknoloji. B-21 Raider ise zaten tamamen gizli yürütülen bir proje. Türkiye gibi 5’nci nesil savaş uçağı projesi çalışan 5-10 ülkede de RAM boya teknolojisi ve uçakların RAM kaplamasına ait özellikler bu uçak projeleri de gizli yürütüldüğü için açık kaynaklara çok ayrıntılı yansımıyor. RAM boya ve stealth teknolojisini tüm ülkeler mümkün olduğunca “Gizli” statüsünde geliştirmeye çalışıyor.

Bugün, yukarıda bahsettiğim çeşitli mühendis görüş ve tahminleri ışığında B-2 ve B-21 Raider’in RAM kaplamasının nasıl olabileceği üzerine kafa yoracağız. RAM boya işini ise başka bir yazı dizisine bırakacağız. Öncelikle şunu belirtmek isterim ki genelde, “muteber” açık kaynaklar veya yetkili/uzmanların akademik yayınları ve çok çok nadiren de olsa çeşitli projede çalışan mühendislerin veya sorumluların “Yazabilirsin” dediği görüşlere göre yazdığım araştırma yazılarından farklı olarak bu makalede RAM kaplama konusunda sorulduğunda muteber bir kişi veya kaynak gösterebilecek durumda değilim.

Takdir edersiniz ki bu 200’den fazla makalem içinde de ilk kez B-21 Raider‘da olacak bir durum. Sebebi ise çok basit yukarıda bahsettiğim gibi gizlilik ve açık kaynak kıtlığı. Bu yüzden sizlere çeşitli görüşleri toparladığım, tartışmaya çok açık bir yazı sunuyorum. Bunu yapma nedenim, B-21 Raider hakkında çok kısıtlı sayıda yayının olması.

Üçüncü bölümde yayınladığım info-grafikte gördüğünüz üzere B-2 etkileyici bir RCS’ye (Radar kesit alanı) sahip. İşte bunun tek sebebi dikey stabilizesi olmayan uçan kanat şeklindeki stealth tasarımı veya RAM boyası değil. Ayrıca çok kritik ve yüksek teknoloji içeren RAM kaplama da buna yardımcı bir unsur.

F-35 savaş uçağının RAM kaplamaları diğer uçaklara göre RCS’yi 10db azaltıyormuş ve genel kanının tersine RAM kaplamalar her radar dalga boyunda işe yarıyormuş. Ancak F-35’in bu kabiliyeti ağırlık ve aerodinamik hususlar nedeniyle RAM malzemesinin kalınlığı ile sınırlı. Bununla birlikte B-2, B-21 Raider gibi LRS-B (Long Range Strike Bomber) uzun menzilli büyük uçaklar daha kalın RAM kaplamalarına sahip olabilir. Olduğunu söylemek de mantıksız olmaz.

Bir iddiaya göre B-21 Raider için ideal RAM kalınlığının yaklaşık 26 inch olacağı tahmin ediliyor.

Bunu 360 derece anlamamak lazım. Özellikle kalınlık olarak maksimuma ulaştığı yerler uçağın ve kanatların altı ve uçağın gövdesidir. Gittikçe incelen kısım da tabi olarak kanatların firar ve hücum kenarları olacaktır. Ancak bu iddia sahiplerinin görüşünü bazı malzeme bilimciler ve mühendislere sorduğumda sonuçta bu teknolojiye uzak olduklarından yani B-21 Raider vs. projede çalışmadıklarından net bilgi veremediler. Tamamı bu kalınlıkta bir kaplamaya özel bir köpük bile olsa inanmakta güçlük çektiler.

Hem ağırlık hem de daha çok uçakta kaplayacağı yer açısından. Ancak B-2’nin kanat açıklığının 52 metre olduğunu ve B-21 Raider’in de 60 metre civarı olacağı tahmin edildiğine göre bu kaplama bir ihtimal olabilir diye düşünüyorum.  (Bkz; İHA’LARIN GELECEĞİ VE TÜRKİYE )

Diğer yandan B-2 fotoğraflarında gözüken iniş takım kapaklarının kalınlığına bakarsak en azından kapak kısmında bu kalınlık imkânsız. Sonuçta kaplama kalınlığı ayrı bir tartışma konusu. Bazıları ise bu kalınlıktaki RAM kaplamaların ancak özel test odalarının duvarlarını kaplamak için kullanıldığını yani yerde yapılan çeşitli radar-RAM kaplama testleri için kullanılabileceğini, uçak yüzeyinde bu kalınlığın imkânsız olduğunu savunmakta. Bu kalınlık mevzusunu ayrı bir tartışma konusu olması sebebi ile burada noktalayarak diğer ayrıntılarına geçmek istiyorum. Zaten konumuz RAM kaplamanın kalınlığı değil, içeriği ve kabiliyeti.

Güya iddia o ki 24 inch’lik RAM kaplama, yüzeyi dışbükey olan karbon emdirilmiş köpük piramitlerinden oluşacakmış veya diğer deyişle dışbükey fasetlere sahip karbon emdirilmiş köpük piramitlerden. Bunun üzerinde köpük silindirleri üzerindeki dolgu ve üst kaplama, yüzeyden daha fazla artan yoğunlukta (uçak yüzeyinden kaplamanın dışına doğru azalan yoğunlukta) ferrit ve demir karbonil formunda nanosferleri/demir nanosferleri (mikronize demir tozu) olacakmış. Her şey iki parçalı bir epoksi (tutkal/reçine veya malzemeyi birbirine tutturan kimyasal) içine sığdırılması gerektiğinden çok yüksek teknoloji üretimi olmalıdır.

Ferrit: Baryum, manganez, nikel, bakır ve çinko gibi metallerle harmanlanmış büyük oranlarda demir (III) oksitin karışımı ile elde edilen seramik. Demir Karbonil ise [Fe2(CO)9].

Böyle bir RAM kaplamanın LRS-B için anlamı nedir? RAM’in derinliği kesinlikle herhangi bir UHF elektromanyetik (EM) ışımayı veya enerjiyi emecektir ve enerjileri ısı olarak dağıtılacaktır. Ancak bu karbon emdirilmiş köpük piramitleri 24 inch uzunluğundaki EM dalgalarını (burada bahsedilen radar dalgasının boyu, RAM kalınlığı değil) neredeyse tamamen emecektir.

Yani RAM kaplama elektromanyetik dalgaları neredeyse tamamen emeceğinden düşman radarları uçağı tespit etmek için uzun dalga boylu VHF bandına geçebilir.

Buna rağmen RAM kaplaması ile B-21 Raider, L-bandı radarı için de düşük görünürlüklü yani stealth olacaktır. Bu kaplamaların bileşimi yani içeriği gizlidir ve askeri sır kapsamında korunmaktadır. Tabi ki üzerindeki RAM boyanın yani F-35, J-20 hatta bizim MMU TF-X veya İngiliz TEMPEST’de olacak olan RAM boyanınki de teknolojik gizlilik prensipleri ile korunacaktır.

RAM kaplama radarı yenmek için, rezonans emiciler, ön yüzden (havanın çarptığı en dış yüzey) ve arka yüze doğru (metal substrat, uçağın içine doğru RAM kaplamanın sonu) dalgaları tahrip edici bir şekilde karıştıran dalga boyunu faz kaydırmalı yansımalar üreterek çalışırlar. Bu tip emiciler dar bant genişliği Salisbury’yi içerir.

Stealth teknolojisinin ilk aşamalarında ilk stealth ilan edilen uçak F-117’nin yapısı tamamen değişik açılı yüzeyler ile kaplanarak yapılmıştı. O zamanın süper bilgisayarları daha karmaşık modellerin RCS’lerini hesaplayamadılar. F-117’den sonra tasarlanan her stealth uçak, yüzey dalga yayılımı ve bölgedeki muhtemel çoklu radar alıcıları nedeniyle çok daha düşük bir RCS’ye sahip harmanlanmış fasetleme kullandı. (Fasetlemek, faset kesim: Elmas gibi değerli taşların ışığı yansıtacak şekilde yüzeyinin farklı açılarda düz yüzeyler şeklinde kesimi.

Stealth uçaklar içinde açılı yapı taşları ile kaplama. Bunu hem mikro hem makro düzeyde düşünebiliriz). Oysa birçok uzmana göre F-117, F-35 gibi uçaklarla kıyaslandığında stealth bile kabul edilmez. 1999 yılına gelindiğinde klasik veya konvansiyonel Rus radarları dahi Bosna örneğinde olduğu gibi F-117’yi tespit edebilmişti.

Diğer yandan EM (elektromanyetik) enerjinin ikincil etkileri de bir foot’un (30,48 cm) az üzerindeki bir kalınlıktaki RAM kaplama tarafından zaten yok edilir. Bunun yapılamadığı yani uçağın görüldüğü sadece bir an vardır. Yapısal fasetlemede radar dalgaları ile yüzleşmenin püf noktası uçağın üzerinde doğrudan bir radar kaynağına bakan düz bir yüzeye sahip olmamaktır. Oysa B-2’nin altı düzdür. Bunun arkasındaki fikir ise B-2’nin düz tabanının doğrudan radarın tam üzerinden geçerken dik açılarda tespit edilebilmesi yani bundan kaçınmasıdır. Tam üstünden geçmemesi gerekir ki, bu en zayıf noktasıdır.

Öte yandan bir radar dalgasıyla karşılaşıldığında yapısal kenar saçılması oluşur (radar dalgalarının dağılması). Bu, bir RCS’nin en önemli bileşenidir. Bir yapı radar dalgasına ne kadar çok maruz kalırsa saçılma o kadar eğik olur. Tamamen fasetli bir yapı üzerinde, radar yansıması geniş bir alana dağılmıştır. Her faset farklı bir yansıma derecesine sahiptir ve dolayısıyla daha düşük enerji algılamasını zorlaştırır. Bununla birlikte, kenar saçılması azaltılabilir. Bir EM emisyonuna bakan her yüzey, EM enerjisinin belli bir yüzdesini dalganın geri yönüne yansıtacaktır.

Ancak yayılan EM enerjinin kaynağı karmaşıktır ve geri saçılma ile sınırlı değildir. Aslında radar bir nesneyi EM dalga boylarının bir yayıcısına dönüştürerek çalışır. Yani bu durumda bir radar dalgasının doğrudan “yansıması” yoktur. Radar bir yapıya enerji ekler ve yapıların bu enerjiye yanıtını gözlemler. Aslında radar dalgasının temas ettiği yüzeyde bir nevi yayıncı olur. Sonuç bir radar dalgası bir yapıyla karşılaştığında, ona enerji ekler. Bu enerji düz yüzeyler boyunca yayılır ve radarda geri yansırsa saptamaya neden olabilecek saçılmalara neden olur. İşte RAM’deki olay da budur. RAM malzeme ve boya bu saçılmaları önemli ölçüde azaltır.

Yeri gelmişken birkaç paragraf ile RAM boyadan da bahsedeyim.

RAM boya da kaplama kadar önemli ve “Radar Absorbsiyon Malzemeler” yani radar dalgalarını absorbe eden malzemeler içeriyor. Işımanın enerjisini emerek mümkün olduğunca geri yansıtmayan, içeriğinde micro elmas kristalleri ile bunları soğuran bir boya. EM adeta bu boyanın içindeki micro elmas kristalleri veya grafit malzemede dolaşırken (birinden birine yansırken) enerjisini kaybediyor. Bu teknolojinin bir diğer çok önemli ayağı da grafit teknolojisidir.

Bilmeyenler için konumuz dışında ama tıpkı nano teknoloji gibi geleceğin en önemli teknolojik enstrümanlarından biri olan “Grafit”i de kısaca açıklamakta fayda var. Grafit ve elmas iki farklı karbon formudur. Elmas her yönde sert bir malzeme iken, grafit katmanlar şeklinde yığılmış bir formasyondur.

Her katman kendi arasında elmas kadar mukavemetli iken katmanlar arasındaki bağın zayıf olması nedeni ile katmanlara yandan gelen etkilere karşı zayıftır. Bu özelliği bize grafitin yumuşak ve kaygan bir malzeme hissi vermesine neden olur ama bu katmanların oluşum şekli düzgün tabakalar yerine karmaşık yumaklar halinde yapılması ile elmasa yakın sertlikte malzemeye dönüşmesine neden olur. Grafit, istenildiğinde yumuşak, istenildiğinde de çok sert veya mukavemetli malzeme haline gelebilmesi ile zaten şaşırtıcı bir element olan karbonun daha da şaşırtıcı bir formudur.

Radar absorbsiyon malzemeleri konusunda uzun yıllar çalışmalar yapılmış, çok farklı malzemeler üzerine çalışılmış ama neredeyse tüm çalışmalarda karbon temelli malzemeler ana girdi olmuştur. Tarihçesine bakıldığında karbonize edilmiş hayvan kılları bile denenmiştir. Gelişen teknoloji ve yeni karbon temelli malzemeler bu alanda yer almaya başlamıştır. Başlangıçta karbonize materyaller ve karbon karası ile başlayan çalışmalar yeni bulunan karbon türevleri ile gelişime uğramıştır.

Bunlar Glassy Carbon, Graphene ve Carbon Nanotube formlarıdır. Grafit, Glassy Carbon tozu, Graphene, Carbon Nanotube formlarının aslında birbirinden farkı yoktur. Grafit üst üste paralel levhalardan, Glassy Carbon üstübü lifleri gibi karışık levhalardan, Graphene 1-3 plakalık bağımsız levhalardan, Carbon Nanotube ise 5-10 atom çapında karbon borucuklarından oluşur. (Bkz; YERLİ UÇAK GEMİSİ NASIL OLACAK? | MİLLİ UÇAK GEMİSİ)

Gelecek, beşinci bölümde F-35’i bir süre tespit etmeyi başaran Almanya’daki “Pasif” radarı, pasif radarları ve olayın analizini yapmaya çalışacağız. Sonraki bölümlerde dünyadaki beşinci nesil savaş uçağı projelerinde son durumu ve sonrasında Çin H-20 uçağı ile Çin’deki stealth çalışmaları ile ilgili bölümlere başlayacağız. Gelecek bölümde görüşmek üzere

Kaynak: www.kokpit.aero / Hakan Kılıç / B-21 Raider