Trenutačno se projektiranjem i gradnjom “nevidljivih” ratnih brodova bave sve velike ratne mornarice

Vjerojatno više nego bilo koji drugi način ratovanja, ratovanje na moru obuhvaća najširi raspon uporabe tehnologija niske zamjetljivosti. Morska su prostranstva nepregledna, a brodovi, ma kako veliki bili, u usporedbi s njima tako mali. Zbog toga je od samih početaka ratovanja na moru glavna zadaća bila pronaći neprijatelja prije nego što on pronađe vas. To je jedan od glavnih razloga zbog čega se toliko povijesnih bitaka na moru dogodilo u neposrednoj blizini obale, jer su samo tako zapovjednici mogli biti sigurni da će pronaći neprijatelja. Tek će II. svjetski rat i njemačka taktika “vučjih čopora” pomaknuti pomorsko ratovanje na prostranstva Atlantskog oceana.
Danas je ratovanje na moru, zahvaljujući najmodernijim elektroničkim motrilačkim sustavima, moguće i na golemim oceanima kao što je Pacifik. Najsuvremeniji radari i elektrooptički sustavi postavljeni na brodove, letjelice, pa čak i na satelite, danas bez problema otkrivaju brodove na velikim udaljenostima, bez obzira na njihovu veličinu. U skladu s napretkom mogućnosti otkrivanja brodova na velikim udaljenostima, razvijena su i protubrodska oružja (prije svega protubrodski vođeni projektili), koja na temelju prikupljenih podataka mogu pogađati svoje ciljeve na vrlo velikim udaljenostima.

Zbog toga je niska zamjetljivost ratnih brodova tako važna jer pruža mogućnost da otkrijete i napadnete neprijatelja i prije nego što je on uspio otkriti vas. U zadnja dva desetljeća tehnologija niske zamjetljivosti prvo je uporabljena na jurišnicima i bombarderima, ali se vrlo brzo proširila i na ratne brodove, da bi se danas čak i projektili zrak-zemlja i zemlja-zemlja izrađivali tako da budu “nevidljivi”. U aviona i projektila naglasak je bio na smanjenju radarskog odraza i na infracrvenom potpisu, dok je kod ratnih brodova to još šire.
Ako želite da vaš ratni brod postane “nevidljiv”, onda pri njegovom projektiranju i gradnji morate zadovoljiti tri glavna uvjeta:

Oblik
Primjenom odgovarajućih oblika (površina) na brodovima, avionima i projektilima moguće je bitno smanjiti njihov radarski odraz, tako da se smanji reflektirajuća površina s koje se radarske zrake odbijaju natrag prema radarskoj anteni. Taj se pristup najviše oslanja na moćna računala koja su dovoljna jaka da realno simuliraju odbijanje radarskih zraka s određene površine. Uspijete li na taj način dovoljno smanjiti radarski odraz objekta na kojem radite, postigli ste golemi uspjeh jer ste na taj način izbjegli potrebu uporabe posebnih (čitaj skupih) specijalnih materijala sposobnih upijati radarske zrake. S druge strane taj pristup ima i svoju negativnu stranu. Naime, bez obzira na to koliko dobro postavili površine, one će uspješno smanjivati brodski odraz samo pod određenim kutovima dolaska radarskog zračenja. Dođe li radarsko zračenje pod nekim drugim kutem brodska će radarska “nevidljivost” ili potpuno nestati ili biti mnogo manja. Na primjer, bombarder može imati minimalni radarski odraz sa svog čeonog dijela, ali je njegov odraz kada ga se osvijetli radarima s donje ili gornje strane možda veći nego u aviona s klasičnom konstrukcijom. Kod broda je sve to još mnogo složenije, kako zbog njegove veličine tako i zbog raznih operativnih potreba, kao što je postavljanje oružja na palubu ili helikopterske palube.

Materijali
Već je spomenuto da se u svrhu smanjivanja radarskog odraza mogu uporabiti materijali koji upijaju radarsko zračenje. Njihova uporaba učinkovito smanjuje radarski odraz broda bez obzira na njegovu konstrukciju. Stoviše, njihovom uporabom na posebno osjetljivim mjestima uvelike se može smanjiti radarski odraz brodova koji prvotno nisu bili projektirani kao radarski “nevidljivi”. Uporaba tih materijala ima i svoje nedostatke. Osnovni je njihova nedostupnost, a ako ih i uspijete kupiti, onda ćete za njih platiti jako visoku cijenu. Drugi je nedostatak što ne postoji univerzalni materijal koji će djelovati na sve frekvencije radarskog zračenja, već samo na relativno uski frekventni raspon. Tako su projektanti jurišnika F-117 predvidjeli mogućnost izmjene ploča oplate aviona izrađenih od različitih radarski upijajućih materijala, kako bi se avioni što bolje prilagodili očekivanim uvjetima djelovanja. Na žalost kod ratnog broda to je nemoguće, jer će se on tijekom bitke naći pod najrazličitijim radarskim zračenjima koja će dolaziti s najrazličitijih platformi u svim mogućim frekvencijama.
No, smišljena uporaba materijala koji upijaju radarske zrake (Radar-Absorbing Material – RAM) na ratnim brodovima može donijeti velika smanjenja radarskog odraza. Tako je tijekom devedesetih godina prošlog stoljeća američka ratna mornarica unutar projekta Outlaw Bandit RAM-ovima obložila okomite površine na palubama nekih razarača klase Spruance i korvetama klase Perry. Testiranja su pokazala veliko smanjenje njihovog radarskog odraza, ali samo u određenim rasponima radarskih frekvencija. I ratna je mornarica Sovjetskog Saveza intenzivno razvijala RAM materijale, a taj je razvoj nastavljen i za potrebe ruske ratne mornarice. Neslužbeni izvori već duže vrijeme tvrde da su ruski stručnjaci svoja iskustva “podijelili” s kineskim kolegama, te da se rezultat te suradnje danas može vidjeti na najnovijim kineskim razaračima klase Guangzhou i Lanzhou (vidi Hrvatski vojnik broj 46/47).

Velika prednost uporabe RAM materijala je da se njihova ugradnja na brodove ne mora vidjeti. Krajem osamdesetih godina prošlog stoljeća neke su ratne mornarice država NATO saveza svoje fregate opremile RAM materijalima. Iako se njihova ugradnja nije mogla zamijetiti okom, njihova je uporaba uvelike smanjila radarski odraz brodova i povećala njihovu mogućnost preživljavanja u borbi. Vjerojatno najesktremniji i zbog toga najbolji primjer uporabe posebnih materijala u gradnji brodova jesu švedske korvete klase Visby. Njihov je trup izgrađen od kompozitnih materijala (ugljičnih vlakana) kroz koje radarske zrake prolaze bez odbijanja. Ako takve materijale premažete posebnim RAM bojama, dobit ćete vrlo visoki stupanj absorcije radarskog zračenja, bez obzira na to iz kojeg kuta radarski osvjetljavali brod i u kojem frekventnom rasponu.

Elektroničko nadmudrivanje
Unatoč svim naporima da se radarski odraz trupa učini što manjim, potpunu brodsku nevidljivost teško je postići. Problem je u činjenici da suvremeni ratni brodovi zrače velike količine elektromagnetskih valova. Najveći dio se proizvede u radarskim motrilačkim sustavima, a ostatak u najrazličitijim sustavima veza. Uz to, suvremeni radarski sustavi za motrenje zračnog prostora imaju velike ravne antene koje je teško sakriti u unutrašnjosti trupa. Jedina je mogućnost da se antene sakriju ispod radoma koji će se svojim konturama uklopiti u brodske i tako sakriti radarsku antenu. Materijal od kojeg je radom napravljen optimiziran je za propusnost uskog frekvencijskog raspona u kojem radar radi te stoga odbija radarsko zračenje na isti način kao i ostatak brodskog nadgrađa. Problem se javlja kad vaš radar ima mogućnost brze promjene radne frekvencije (freyuency hopping) koja se rabi kako bi se izbjeglo ometanje. U tom slučaju i radom mora imati sposobnost propuštanja šireg spektra frekvencija. Aktivni radari sa stealth odlikama, kao što su Thalesov Scout i Boforsov Pilot, služe se tom tehnologijom kako ne bi utjecali na povećanje radarskog odraza brodova na koje se ugrađuju.

Kad antenu i uspijete sakriti ispod odgovarajućeg radoma, još uvijek imate problem velikog elektromagnetskog zračenja koje je moguće otkriti na vrlo velikim udaljenostima. Zbog toga je razvijena tehnologija kompresije radarskih impulsa kojom se drastično umanjuje mogućnost otkrivanja. Komprimiranje impulsa pogoduje sistemskoj izmjeni frekvencija, što pak olakšava otkrivanje i ometanje. Ali najnovija digitalna kontrola može olakšati uporabu nasumične promjene frekvencije rada. Uz sve to, stalni razvoj elektronike omogućava da se isti domet motrenja ostvari s mnogo manjom izlaznom snagom, što u konačnici otežava otkrivanje.
Umreženje radara i ostalih senzora također uvelike pridonosi brodskoj “nevidljivosti”, jer brodovima u mreži omogućava stvaranje potpune taktičke slike uz vrlo malo emitiranja elektromagnetskih valova. Zbog toga američka ratna mornarica mnogo ulaže u razvoj i operativnu uporabu Raytheonovog sustava Cooperative Engagement Capability (CEC). Trenutačni je interes američke mornarice u razvoju “mrežnog ratovanja”, između ostalog i povećanje stealth odlika brodova. “Mrežno ratovanje” teoretski omogućava da svaki ratni brod unutar mreže ima podatke na svojim motrilačkim senzorima i bez njihove uporabe. Potrebne informacije stižu s vanjskih senzora (na drugim brodovima, na letjelicama ili satelitima), čiji rad ne može otkriti lokaciju broda koji se njima koristi. Uz to, američka je ratna mornarica usvojila politiku po kojoj se sva duža komunikacija između brodova ili prema zapovjedništvima mora obavljati u obliku internetskih poruka. Na taj način podaci se prenose vrlo brzo u zgusnutom obliku i ne zahtijevaju stalnu povezanost broda s mrežom, što dodatno smanjuje mogućnost otkrivanja pozicije broda.

Pitanje balansa
Jasno je da će brodska “nevidljivost” jako ovisiti o uspjehu projektanata da konstrukcijom trupa smanje radarski odraz, iako to nije cijeli posao. Ako želimo da naš ratni brod doista bude nevidljiv, onda je potrebno smanjiti i njegov toplinski potpis, ali i buku pogonskog sustava. Unatoč tome, danas se najviše napora polaže upravo u smanjenje radarskog odraza pri uporabi točno određenih vrsta radara.
Naime, na radare dugih valova (koji rade u metričnom ili većem frekvencijskom rasponu), oblik i veličina trupa broda imaju vrlo mali utjecaj. Udar radarskih zraka ove frekvencije izaziva rezonancije cijelog objekta što za posljedicu ima odbijanje zraka. Na sreću za sve stealth platforme, metrički radari namijenjeni motrenju zraka i morske površine nisu osobito učinkoviti. Radari s dugim valovima pate od mnogobrojnih lažnih odraza. Kako se radarske zrake dugih valova lako odbijaju od morske površine, njihova uporaba u zadaćama otkrivanja brodova vrlo je teška. Zbog toga se za te zadaće uglavnom rabe mikrovalni radari. Negativna strana mikrovalnih radara je da je njihova učinkovitost povezana s veličinom objekta i njegovim oblikom. No, stalni razvoj radara i tu je donio unapređenja. Tako je osamdesetih godina prošlog stoljeća britanska tvrtka Marconi razvila visokofrekventni (high frequency – HF) radar namijenjen motrenju morske površine predviđen za ugradnju na brodove i obalne motrilačke postaje. Ispitivanja su pokazala da radar može otkriti brod na udaljenosti od 180 nautičkih milja, a avion na čak 250, bez obzira na veličinu i oblik. Bez obzira na taj uspjeh, Marconi s tim radarom nije ostvario veći komercijalni uspjeh.

Jedini visokofrekventni radar za koji se zna da je u operativnoj uporabi jest Raytheonov sustav postavljen u Kanadi, namijenjen nadgledanju krivolova u području Grand Banksa. To začuđuje jer sve ukazuje na to da upravo ti radari mogu otkrivati i stealth brodove koji su nevidljivi za konvencionalne mikrovalne radare postavljene na brodovima, zrakoplovima ili obalnim motrilačkim postajama.
Kad je Marconi predložio uporabu HF radara za obalno motrenje, istodobno je istaknuo i njihovu mogućnost ugradnje na brodove. Američka je ratna mornarica tijekom 1998. financirala studiju koja je trebala razmotriti mogućnost uporabe HF radara na brodovima u ulozi otkrivanja vođenih projektila. Pokazalo se da je u to vrijeme potreba za instaliranom snagom obrade signala bili preveliki za tada dostupnu tehnologiju. Sada BAE Systems pokušava ponovno pobuditi zanimanje američke ratne mornarice za taj projekt. Odlučujući im je argument da su danas računalni čipovi dovoljno brzi i mali da se mogu napraviti HF radari koji će se ugrađivati na ratne brodove. Dodatan je razlog taj da će ti radari vjerojatno moći otkrivati i “nevidljive” brodove i letjelice. Ostaje otvoreno pitanje kada će, ako će uopće, HF radari na brodovima ući u operativnu uporabu.

“Nevidljivost” ima svoju cijenu
Danas više nema dvojbi da se brodski radarski odraz može smanjivati do krajnjih granica, sve dok su cijena broda i njegova uporabljivost još uvijek u prihvatljivim granicama. Još uvijek je otvoreno pitanje opravdavaju li forme trupa, kao što su na ispitnom plovilu Sea Shadow ili na najnovijim američkim razaračima DD(X), svoju cijenu. Njihovi zagovornici ističu njihovu sposobnost “skrivanja” od klasičnih mikrovalnih radara koji se najčešće rabe na današnjim brodovima i borbenim avionima.
Veliko je pitanje hoće li ta sposobnost opstati u skoroj budućnosti? Ako je odgovor ne, onda su svi ti projekti bačen novac. Već smo spomenuli da HF radari imaju veliku vjerojatnost otkrivanja stelth plovila. Činjenica da brzina njihovog razvoja u Sjedinjenim Američkim Državama i Europi nije velika ne znači da njihov razvoj u Rusiji i Kini nije na višem stupnju. Kad se jednom razviju dovoljno kompaktni HF radari za ugradnju na borbene avione naoružane protubrodskim projektilima, kako se obraniti od te opasnosti. Suvremeni protubrodski projektili imaju različite sustave samonavođenja: radarske i/ili elektrooptičke. I dok radari na avionima budu radili na visokim frekvencijama oni u vrhu protubrodskih projektila i dalje će raditi u mikrovalnom spektru.

Preveliko smanjenje radarskog odraza ratnih brodova može dovesti do druge krajnosti. Naime, poznato je da se radarske zrake uobičajeno odbijaju od vrhova valova. Te lažne odraze (clutter) moderni radari sami eliminiraju tijekom obrade signala te ih operateri na svojim konzolama i ne vide. Savršeni ili gotovo savršeni stealth brod idealno će odbijati ili upijati sve radarske zrake koje osvijetle njegov trup. U praksi to znači da će operater koji bude gledao neobrađenu radarsku sliku na svojoj konzoli imati “crnu rupu” na mjestu stealth broda. Jednostavno je razviti računalne programe koji će sadašnjim brodskim radarima omogućiti da pri obradi signala prepoznaju takve “crne rupe” i o tome obavijeste operatera. Isto se načelo može primijeniti i na radarima postavljenim na zrakoplovima.
Iako već razvijeni HF radari mogu otkriti stealth brod na udaljenosti od 150 do 180 nautičkih milja od obale, drugo je pitanje tko ima dovoljno novaca da ga kupi. Velika većina ratnih mornarica i ovako nema dovoljno snage da se suprotstavi onim najjačim mornaricama, pa im je sasvim svejedno hoće li vidjeti napadača prije nego što ih napadne. Vjerojatno je mnogo bolje novac uložiti u najmoderniju klasičnu podmornicu kojom ćete istovremeno dobiti istureno motrilačko mjesto i ubojiti stroj sposoban potopiti i najsuvremenije “nevidljive” ratne brodove.

Optimalna “nevidljivost”
Zbog svega navedenog možda je bolje napraviti brod s optimalnom radarskom “nevidljivosti”, koja neće bitno povećati cijenu gradnje i smanjiti uporabljivost broda, a istovremeno povećati njegove borbene mogućnosti. Takva optimalna, ili bolje rečeno primijenjena “nevidljivost”, više je usmjerena na obranu od protubrodskih vođenih projektila nego na onemogućavanje otkrivanja broda. U praksi bi primijenjena “nevidljivost” značila da je brodski radarski odraz dovoljno mali da se brod može sakriti iza lažnih mamaca koje ispaljuje, plus elektroničko ometanje koje dodatno zbunjuje sustav vođenja u projektilu. Jasno, mnogo toga će ovisiti i o vrsti sustava za samonavođenje u projektilu. Velika je vjerojatnost da će radar u nosu projektila raditi na višoj frekvenciji nego radari na zrakoplovu ili brodu s kojeg je lansiran. Uz to će instalirana snaga obrade signala na projektilu biti “relativno mala”. “Relativno mala” jer snaga računalnih procesora neprestano raste – svakih osamnaest mjeseci ili manje procesori postanu dvostruko jači. Jači procesori omogućavaju ne samo bolju obradu signala već i uporabu novih taktika napada, koji se mogu nositi sa stealth brodovima i raznim sustavima za ometanje.
Poznato je da su Rusi svoje protubrodske projektile P-500 Granit (SS-N-19 Shipwreck) i Brahmos opremili linkovima za prijenos podataka. Ti su linkovi primitivni i s ograničenom mogućnošću prijenosa podataka, ali njihove će se mogućnosti za deset godina povećati za barem sto puta.
Toplinsko pitanje
Već smo spomenuli da radarski odraz nije jedini čimbenik brodske “nevidljivosti”. Infracrveni potpis broda rabe mnogi elektrooptički sustavi smješteni na zrakoplovima ili na obalnim motrilačkim postajama. U usporedbi s radarom ti sustavi imaju mnogo manji doseg motrenja, ali s druge strane osiguravaju precizniju identifikaciju cilja. Uz to su pasivni te je vrlo teško otkriti njihovo djelovanje. Podjednako ih je teško i ometati. Te su prednosti iskorištene da bi se razvili suvremeni sustavi samonavođenja protubrodskih projektila. Češće se rabe kao samostalni sustavi, ali postoje i primjeri kombinacije s radarskim sustavima vođenja. U drugom slučaju uvelike otežavaju ometanje. Da bi ometači uspjeli zavarati infracrveni sustav navođenja, moraju biti vrlo topli kako bi svojom energijom premašili toplinsku energiju brodskih sustava. Ako se, pak, u projektil ugradi termovizijska kamera, mogućnosti ometanja su minimalne.

Termovizijska slika broda

Zbog toga projektanti suvremenih ratnih brodova pokušavaju pronaći načine kako smanjiti infracrveni odraz broda, prije svega ispušnih plinova pogonskog sustava. Najčešće se rabi tehnika miješanja hladnog zraka i ispušnih plinova. Bitan je i odabir pogonskog sustava. Tako su ispušni plinovi dizelskih motora hladniji od onih iz plinskih turbina. Uz to, dizelski motori proizvode mnogo manju količinu ispušnih plinova koja se može izbacivati preko ispuha postavljenih ispod razine mora. S druge strane, dizelski su motori mnogo glasniji u radu i proizvode mnogo više vibracija. Plinske turbine su mnogo snažnije od dizelskih motora iste veličine, a one najsuvremenije imaju i bolji odnos potrošnja/snaga.
Idealno bi bilo razviti pogonski sustav koji proizvodi vrlo malo ili ništa topline. Jedno od rješenja su gorive ćelije i elektromotori visoke iskoristivosti. Za sada se gorive ćelije rabe samo na podmornicama, a najsuvremeniji ratni brodovi su dobili električni pogonski sustav u kojem se potrebna električna energija dobiva pomoću dizelskih motora ili plinskih turbina.
Međutim i dalje ostaje problem što će brod uvijek biti barem nekoliko stupnjeva topliji od svoje okoline. Za najsuvremenije termovizijske kamere to će biti više nego dovoljno da ga otkriju.

Tomislav JANJIĆ