Eksperymentalna technologia, zaprezentowana w chińskich kręgach akademickich i na forach obronnych, łączy sztuczki pochłaniania radaru z wytwarzaniem energii - sugerując, że przyszłe samoloty bojowe mogą dosłownie „żywić się” systemami, które próbują je wykryć.
Inteligentna powłoka, która „wypija” radar
Sednem tej koncepcji jest tzw. „inteligentna powierzchnia” ułożona na strukturze statku powietrznego. Zamiast tylko pochłaniać fale radarowe, aby pozostać niewidzialną, powierzchnia przekształca część nadchodzących fal elektromagnetycznych w użyteczną energię elektryczną.
Ten sam impuls radarowy, używany do polowania na samolot stealth, mógłby teoretycznie pomóc w ładowaniu jego elektroniki pokładowej.
Chińscy naukowcy opisują system jako połączenie trzech technologii:
- Materiały pochłaniające fale elektromagnetyczne
- Rekonfigurowalne macierze antenowe
- Zminiaturyzowane układy pozyskiwania energii
Ta „inteligentna skóra” działa bardziej jak programowalne urządzenie niż statyczna powłoka. Drobne elementy osadzone w powierzchni można na bieżąco dostrajać, aby zmieniać sposób obsługi sygnałów: blokować je, odchylać, komunikować się z sieciami sojuszniczymi lub odprowadzać energię.
Powiązania z 6G i przyszłymi sieciami pola walki
Badania nie dotyczą wyłącznie samolotów bojowych. Chińskie zespoły wielokrotnie łączą tę technologię z ambicjami wokół 6G - standardu bezprzewodowego, który ma nadejść po 5G.
Koncepcje 6G w dużym stopniu opierają się na falach o wysokich częstotliwościach, gęstych środowiskach sygnałowych oraz tzw. „inteligentnych powierzchniach”, które kształtują i przekierowują ruch bezprzewodowy. Te same klocki technologiczne mogą pojawić się także na platformach wojskowych.
Prace Chin nad inteligentną powierzchnią leżą na styku inżynierii stealth i następnej generacji ultraszybkiej łączności.
Wykorzystując poszycie samolotu jednocześnie jako „płaszcz” radarowy i interfejs komunikacyjny, chińscy planiści mogą ograniczyć potrzebę stosowania zewnętrznych anten oraz tradycyjnych, energochłonnych systemów zdradzających pozycję odrzutowca. Inteligentna warstwa staje się w jednym: węzłem sieci, pozyskiwaczem energii i narzędziem zarządzania sygnaturą.
Jak mogłoby działać pozyskiwanie energii z radaru
Od wrogiego sygnału do użytecznego prądu
Radary wojskowe emitują silne impulsy fal radiowych na duże odległości. Gdy fale uderzają w cel, część energii odbija się z powrotem, dając radarowi „obraz” tego, co znajduje się w przestrzeni. Samoloty stealth próbują rozpraszać lub pochłaniać tę energię, aby do anteny radaru wracało jak najmniej.
Chińska koncepcja dodaje kolejny etap. Kiedy energia radaru trafia w powierzchnię samolotu, zaprojektowane wzory z elementów metalowych i półprzewodnikowych - czasem nazywane metapowierzchniami - przechwytują i kierują energię do mikroukładów. Te układy prostują zmienne fale radiowe, zamieniając je na prąd stały.
| Etap | Funkcja |
|---|---|
| 1. Dotarcie impulsu radarowego | Radar przeciwnika oświetla samolot falami radiowymi o dużej mocy. |
| 2. Sterowanie inteligentną powierzchnią | Elementy powierzchni dostrajają się, aby pochłaniać określone częstotliwości i kąty padania. |
| 3. Konwersja energii | Układy przekształcają część pochłoniętej energii w elektryczność. |
| 4. Dystrybucja zasilania | Wytworzona energia trafia do akumulatorów, czujników lub systemów misji. |
Taka moc nie wystarczy do napędu silników ani dużych systemów, ale mogłaby podtrzymywać zasilanie czujników, łączy danych lub urządzeń zakłócających podczas długich misji, gdy dostęp do światła słonecznego albo tradycyjnego tankowania jest ograniczony.
Równoważenie stealth i zysku energetycznego
Istnieje delikatny kompromis. Każda struktura, która „wciąga” więcej energii, ryzykuje też odbicie większej części sygnału z powrotem do radaru. Chińscy badacze twierdzą, że potrafią precyzyjnie dostrajać pojedyncze komórki powierzchni, tak by niektóre obszary maksymalizowały ukrycie, a inne koncentrowały się na przechwycie energii w określonych sytuacjach.
W strefach wysokiego zagrożenia system mógłby priorytetowo tłumić sygnaturę. W środowisku o niższym ryzyku mógłby przechodzić na bardziej agresywne pozyskiwanie energii - zwłaszcza z radarów sojuszniczych lub wiązek łączności, gdzie ryzyko wykrycia jest mniejsze.
Dlaczego Chiny forsują ten pomysł właśnie teraz
Chińscy stratedzy wojskowi otwarcie mówią o „dominacji elektromagnetycznej” jako filarze przyszłej wojny. Samoloty, drony, pociski i satelity będą konkurować o ograniczone zasoby mocy i pasma, działając pod silnym zakłócaniem i obserwacją.
Platformy autonomiczne energetycznie dają wyraźną przewagę. Samolot stealth, który potrafi „popijać” energię z sygnałów radarowych i komunikacyjnych, zmniejsza zależność od podatnych na atak tankowców lub dużych zapasów paliwa na potrzeby generatorów. Wpisuje się to też w szersze chińskie prace nad:
- Powłokami solarnymi dla dronów wysokopułapowych
- Bezprzewodowym przesyłem energii z naziemnych stacji do statków powietrznych
- Rozproszonymi sieciami sensorów, które współdzielą energię oprócz danych
Najnowsze badania nad inteligentną powierzchnią dobrze pasują do tej strategii, sygnalizując, że pozyskiwanie energii staje się równie ważne jak jej magazynowanie.
Co to może oznaczać dla samolotów stealth
Jeśli chińska technologia dojrzeje, przyszłe myśliwce stealth i bezzałogowe drony bojowe mogłyby przenosić mniej ciężkich akumulatorów lub zapasowych generatorów. Zwolniłoby to masę i przestrzeń na uzbrojenie, czujniki i paliwo.
Skóra zasilana radarem zamieniłaby każdą misję w rodzaj powolnego doładowywania - szczególnie w niebie nasyconym radarami.
Największe korzyści mogłyby odnieść długodystansowe drony rozpoznawcze krążące nad spornymi obszarami. Przez wiele godzin są „kąpane” w falach radarowych, wiązkach walki elektronicznej i sojuszniczych łączach danych. Każdy wat odzyskany z tego środowiska wydłuża czas dyżurowania lub pozwala zabrać bardziej wymagające zestawy sensorów.
Załogowe myśliwce nadal polegałyby na klasycznych silnikach dla ciągu, ale systemy misji - odbiorniki ostrzegania o opromieniowaniu radarem, zakłócacze, łącza danych i elektronika kabiny - mogłyby częściowo czerpać energię z inteligentnej powłoki. W skrajnych scenariuszach pozyskana energia mogłaby utrzymać krytyczne systemy, jeśli generatory zawiodą lub zabraknie paliwa.
Zastrzeżenia techniczne i strategiczne
Koncepcja napotyka wyraźne bariery. Fale radarowe gwałtownie słabną wraz z odległością, co oznacza, że do powierzchni odrzutowca dociera tylko ułamek pierwotnej energii. Efektywne przetworzenie tego ułamka - w wielu pasmach częstotliwości i podczas manewrów bojowych - to poważne wyzwanie inżynieryjne.
Powierzchnia musi też wytrzymać trudne warunki: naddźwiękowy przepływ powietrza, skoki temperatury, deszcz, oblodzenie i szybkie zmiany ciśnienia. Integracja delikatnych komórek elektronicznych z wytrzymałą, łatwą w utrzymaniu powłoką lotniczą nie jest trywialna.
Strategicznie wojska będą martwić się niezawodnością. Piloci i dowódcy raczej nie zaufają krytycznym systemom zależnym od tego, czy wróg ma włączony radar. Projektanci traktowaliby więc odzyskiwaną energię jako uzupełnienie, a nie główne źródło zasilania - przynajmniej w najbliższym czasie.
Kluczowe pojęcia stojące za modnymi hasłami
Za chińskimi ogłoszeniami stoi kilka terminów technicznych:
- Metapowierzchnia (metasurface): Zaprojektowana warstwa drobnych, powtarzalnych struktur, która może zginać, pochłaniać lub przekierowywać fale elektromagnetyczne w sposób niemożliwy dla zwykłych materiałów.
- Rekonfigurowalna inteligentna powierzchnia (RIS): Metapowierzchnia regulowana elektronicznie w czasie rzeczywistym, zmieniająca sposób obsługi sygnałów dla celów komunikacyjnych lub stealth.
- Pozyskiwanie energii RF: Proces zamiany sygnałów o częstotliwościach radiowych - takich jak Wi‑Fi, radar czy sieci komórkowe - na użyteczną energię elektryczną.
Te koncepcje są już testowane w inteligentnych budynkach, gdzie ściany odbijają i kształtują sygnały bezprzewodowe, poprawiając zasięg wewnątrz, a przy okazji odzyskując niewielkie ilości energii dla czujników. Chiński „zwrot” polega na przeniesieniu tej samej logiki na zaawansowane samoloty bojowe.
Co może wydarzyć się dalej
Prawdopodobnym wczesnym krokiem będzie montaż takiej inteligentnej powłoki na naziemnych zasobach: radarach, wyrzutniach obrony powietrznej lub mobilnych stanowiskach dowodzenia. Działają one w środowisku intensywnego ruchu elektromagnetycznego i nie podlegają ekstremalnym obciążeniom lotu, co czyni je łatwiejszym poligonem doświadczalnym.
Następnie pomniejszone wersje mogą trafić do amunicji krążącej i małych dronów, gdzie liczy się każda dodatkowa minuta lotu. Tani dron, który doładowuje czujniki z radaru próbującego go zestrzelić, stanowi kłopotliwy cel dla każdego obrońcy.
W zastosowaniach cywilnych podobne powierzchnie mogą pojawić się na budynkach i pojazdach, po cichu zbierając energię z sygnałów 5G i przyszłego 6G do zasilania czujników, znaczników śledzących lub monitorów środowiskowych. Szerszy rynek daje Chinom dodatkową motywację, by iść naprzód, łącząc badania wojskowe i komercyjne w kolejnej strategicznie użytecznej dziedzinie.
Komentarze
Brak komentarzy. Bądź pierwszy!
Zostaw komentarz