Οι επίσημοι προσκεκλημένοι και οι εκπρόσωποι του Tύπου που βρίσκονταν στο Palmdale της Καλιφόρνια στις 22 Νοεμβρίου του 1988, κρατούσαν την ανάσα τους, καθώς ξεπρόβαλλε από το υπόστεγο η εξωτική σιλουέτα ενός επισκέπτη από το μέλλον. Ήταν η πρώτη επίσημη παρουσίαση του μελλοντικού στρατηγικού βομβαρδιστικού της USAF, ενός ακόμη αεροσκάφους (μετά το F-117) με εγγενή χαρακτηριστικά stealth, που άφησε έκθαμβους αναλυτές και ειδήμονες. Επρόκειτο φυσικά για το Β-2 της Northrop, η φουτουριστική σχεδίαση του οποίου ήταν βασισμένη στην από καιρό ξεχασμένη Ιπτάμενη Πτέρυγα!
Κείμενο-Σχέδια: Αχιλλέας Σαμαράς
Αρκετές δεκαετίες μετά την οριστική εγκατάλειψή της από τη Northrop, η Ιπτάμενη Πτέρυγα φάνηκε να αναβιώνει με ιδιαίτερα εντυπωσιακό τρόπο, όταν το πρωτότυπο του Β-2 έκανε την εμφάνισή του τον Νοέμβριο του 1988, εκπροσωπώντας τη μορφή των πραγμάτων που θα έρθουν. Το βομβαρδιστικό stealth ήταν στην ουσία μία ιπτάμενη πτέρυγα, γεγονός που αποτελούσε για τους ειδικούς μια -έστω- μεταθανάτια δικαίωση για τη διορατικότητα, τη σχεδιαστική δεινότητα, αλλά και την επιμονή του John K. Northrop. Πολλοί από αυτούς, άλλωστε, γνώριζαν ένα περιστατικό που συνέβη 40 χρόνια πριν από την ανάπτυξη της τεχνολογίας απόκρυψης ίχνους των αεροσκαφών, αλλά σχετίζονταν έμμεσα μ’ αυτή.
Την άνοιξη του 1949, ένας σταθμός ραντάρ, κάπου στο Monterey της Καλιφόρνια, τέθηκε σε επιφυλακή, προκειμένου να εντοπίσει ένα και μόνο αεροσκάφος, το οποίο θα επιχειρούσε να διεισδύσει από συγκεκριμένη κατεύθυνση και εντός προκαθορισμένου χρονικού πλαισίου. Η πτήση αυτή ήταν μέρος μιας σειράς δοκιμών, που αφορούσαν στην πιθανότητα εντοπισμού του αεροσκάφους από τα υπάρχοντα επίγεια συστήματα παρακολούθησης. Αν και οι χειριστές του ραντάρ διέθεταν αρκετή εμπειρία, διέκριναν μόλις μετά βίας ένα ίχνος, χρησιμοποιώντας εξοπλισμό που βρισκόταν στην αιχμή της τεχνολογίας την εποχή εκείνη. Το σκάφος που γινόταν αντιληπτό, όταν ήταν σχεδόν πάνω από το στόχο-ραντάρ, δεν ήταν άλλο από το ΥΒ-49.
Όταν δημοσιοποιήθηκαν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το Β-2, ανακαλύφθηκε κάτι ακόμη πιο εντυπωσιακό: το εκπέτασμά του ήταν ίδιο με αυτό του ΥΒ-49! Κάποιοι έσπευσαν να προσδιορίσουν τις καταβολές του Β-2, στα παλιά σχέδια των ιπτάμενων πτερύγων της Northrop, που προσαρμόστηκαν επιτυχώς στις επιταγές της σύγχρονης τεχνολογίας. Είναι πιθανό, άραγε, το Β-2 να προήλθε από τις βασικές σχεδιαστικές αρχές που χρησιμοποίησε ο Northrop πριν από τέσσερις δεκαετίες;
Βασίστηκαν, ενδεχομένως, οι σχεδιαστές του στα δεδομένα εκείνης της εποχής, για να δημιουργήστουν το πρακτικά αόρατο αυτό αεροσκάφος, στην ουσία έναν κρυφό συνεχιστή της σειράς των ΧΒ-35/ΥΒ-49 που έχει ενδυθεί τον τεχνολογικό μανδύα του 21ου αιώνα; Η άκρως ενδιαφέρουσα σχεδιαστική πορεία του Β-2 δίνει την απάντηση, ρίχνοντας φως σε άγνωστες μέχρι σήμερα πτυχές του κεφαλαίου stealth.
Ένα δυσεπίλυτο πρόβλημα
Η παρουσία ενός αεροσκάφους γίνεται αντιληπτή από τις διαφόρων ειδών διαταραχές που προκαλεί στον περιβάλλοντα χώρο, καθώς κινείται. Πέρα από το προφανές οπτικό, διαθέτει ―ανάμεσα στα άλλα― ένα ακουστικό, αλλά κι ένα υπέρυθρο (θερμικό) ίχνος. Κυρίως, όμως, διαθέτει ένα ίχνος που προέρχεται από την ανάκλαση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που εκπέμπει μία κατάλληλη πηγή. Αυτή είναι η αρχή, πάνω στην οποία βασίζεται η λειτουργία του ραντάρ. Ένας τρόπος αντιμετώπισης του τελευταίου ήταν η διείσδυση από χαμηλό ύψος, μια πρακτική που εκμεταλλεύεται τα φυσικά εμπόδια και τις ανακλάσεις του εδάφους, κάνοντας δύσκολη τη διάκριση του αεροσκάφους-στόχου.
Τα σύγχρονα ραντάρ, όμως, μπορούν να διακρίνουν όλο και καλύτερα το πραγματικό ίχνος από τις επιστροφές του εδάφους και αν αυτό δεν είναι απολύτως εφικτό, υπάρχουν εναέριες πλατφόρμες με ραντάρ κατόπτευσης (look down) που λύνουν το πρόβλημα. Γνωρίζοντας το ισχυρό δίκτυο σταθμών ραντάρ που είχε αναπτύξει η ΕΣΣΔ, οι ΗΠΑ αναζήτησαν τρόπους να το παρακάμψουν, έχοντας επίγνωση αφενός της αδυναμίας ενός βομβαρδιστικού απέναντι στους ταχύτατους «έξυπνους» πυραύλους που θα κατευθύνονταν εναντίον του, πάραυτα μετά την ανακάλυψή του, και αφετέρου του μικρότερου κόστους ενός πυραύλου, σε σχέση με το κόστος του δυνητικού του στόχου, γεγονός που τον καθιστούσε αναλώσιμο, δίνοντας ένα σαφές πλεονέκτημα κινήσεων στον αμυνόμενο.
Αν κι έγινε ένα μεγάλο βήμα στον περιορισμό του ίχνους που παρουσίαζαν στα ραντάρ τα βομβαρδιστικά, από το τεράστιο ίχνος του Β-52, στο δέκα φορές μικρότερο του Β-1Α και στο εκατό φορές μικρότερο του Β-1Β, κανένα από αυτά τα αεροσκάφη δεν σχεδιάστηκε έχοντας σαν βασική παράμετρο το ελαχιστοποιημένο ίχνος. Οι αλλαγές που ενσωματώνονταν εκ των υστέρων αποτελούσαν αναμφισβήτητα ημίμετρα και, προκειμένου να υλοποιηθεί ένα νέο βομβαρδιστικό με ίχνος 10 φορές μικρότερο κι από αυτό του Β-1Β (στην ουσία σαν αυτό ενός αρπακτικού πουλιού στην οθόνη του ραντάρ), έπρεπε να σχεδιαστεί εξαρχής με γνώμονα τη μείωση του ίχνους του.
Αυτό δεν είχε γίνει ακόμη απολύτως αντιληπτό κάπου στα μέσα της δεκαετίας του ’70, όταν η DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) αναζήτησε ανάμεσα στους μεγάλους κατασκευαστές αεροσκαφών, αυτούς που θα ενδιαφέρονταν ν’ ασχοληθούν με τον τομέα της απόκρυψης ίχνους, αναλαμβάνοντας τη μελέτη μιας καινούργιας τεχνολογίας που ονομάστηκε stealth. Κανείς δεν γνώριζε τότε τις πιθανές εφαρμογές μιας τέτοιας τεχνολογίας και δεν φανταζόταν τη σπουδαιότητα που θ’ αποκτούσε πολύ σύντομα, οπότε η πρόσκληση εκδήλωσης ενδιαφέροντος έγινε φανερά και απευθύνθηκε σε όλους ανεξαιρέτως.
Σ’ αυτή την κίνηση εντοπίζονται οι απαρχές του προγράμματος που γέννησε το Β-2, με τη Lockheed και τη Northrop να αναλαμβάνουν από ένα συμβόλαιο κατασκευής ενός πρωτοτύπου, γι’ αυτό που αργότερα θα γινόταν γνωστό ως XST (eXperimental Survivable Testbed). Η Northrop μειονεκτούσε εξαρχής σ’ αυτή την αντιπαράθεση, αφού η Lockheed είχε μια ιστορία στο χώρο αυτό με το SR-71 και ήδη γνώριζε αρκετά σχετικά με το θέμα των υλικών RAM (Radar Absorbing Materials).
Θεωρώντας το ίχνος του οπίσθιου τμήματος του σκάφους λιγότερο σημαντικό, κάτι με το οποίο δεν συμφωνούσαν τελικά οι απαιτήσεις της DARPA, υιοθέτησε μία ρομβοειδή άτρακτο με ραχιαία εισαγωγή αέρα, που φαίνεται ότι στην απόκρυψη ίχνους δεν τα κατάφερνε τόσο καλά όσο το ανταγωνιστικό σχέδιο, οπότε κι έχασε από τη Lockheed, η οποία ανέλαβε το ’76 να κατασκευάσει το XST υπό το πρόγραμμα «Have Blue».
Η DARPA και η Αεροπορία, όμως, ήθελαν να διευρύνουν τις γνώσεις τους σχετικά με την τεχνολογία stealth, χρησιμοποιώντας τη στο σενάριο της ανάσχεσης μιας πιθανής προέλασης της τεράστιας δύναμης των σοβιετικών αρμάτων στην κεντρική Ευρώπη με όπλα ακριβείας, η καθοδήγηση των οποίων θα βασιζόταν σε μία εναέρια πλατφόρμα ραντάρ. Έχοντας πλέον επίγνωση του όπλου που είχαν στα χέρια τους με τη συγκεκριμένη ―υπό ανάπτυξη― τεχνογνωσία, απέφυγαν να πραγματοποιήσουν έναν καινούργιο διαγωνισμό, με σκοπό να μην τραβήξουν τη γενικότερη προσοχή.
Η DARPA, υπό το πρίσμα αυτό, αποφάσισε να αναθέσει το πρόγραμμα απ’ ευθείας στη Νorthrop, για να μην αποσπάσει τη Lockheed από το «Have Blue» (προκαλώντας ανεπιθύμητες χρονοτριβές στην εξέλιξη του τελευταίου), αλλά και για να έχει μία ακόμη εταιρεία δραστήρια στο νέο αυτό πεδίο έρευνας. Το νέο αεροσκάφος BSAX (Battlefield Surveillance Aircraft eXperimental) αποτελούσε ένα πολύ πιο δύσκολο αντικείμενο σε σχέση με το «Have Blue», που θα έπρεπε να περάσει απλώς τη γραμμή άμυνας και να κατευθυνθεί προς το στόχο του, παραμένοντας στον εχθρικό χώρο όσο το δυνατό λιγότερο κι έχοντας τις διατάξεις των ραντάρ κυρίως κατά μέτωπο.
Για το BSAX τα πράγματα δεν ήταν τόσο εύκολα, αφού θα έπρεπε να είναι «αόρατο» από όλες τις κατευθύνσεις, μιας και θα δεχόταν ακτινοβολία από πολλές και διασκορπισμένες μονάδες ραντάρ, περιπολώντας στο πεδίο της μάχης επί μακρόν κι έχοντας μια ισχυρή και (κυρίως) ανιχνεύσιμη πηγή ακτινοβολίας, στη μορφή του ραντάρ επιτήρησης που θα μετέφερε.
Προς στιγμήν, τέθηκε ακόμη και θέμα οριστικής εγκατάλειψης της συγκεκριμένης τεχνολογίας, λόγω του φόβου ότι οι Σοβιετικοί θα μπορούσαν να αναπτύξουν τα κατάλληλα αντίμετρα πολύ σύντομα και με πολύ μικρότερο κόστος. Το 1977, μία ομάδα του Πενταγώνου, αφού απεφάνθη πως ήταν προτιμότερο να προχωρήσουν με την τεχνολογία stealth, εξέτασε στη συνέχεια δύο εκδοχές για την άμεση εφαρμογή της.
Η μία αφορούσε σε μία μεγεθυσμένη έκδοση του Have Blue, που θα υιοθετούσε όσο το δυνατό λιγότερες αλλαγές και θα χρησιμοποιούσε υποσυστήματα που βρίσκονταν ήδη υπό εξέλιξη. Η άλλη αναφερόταν σε ένα μεγαλύτερων διαστάσεων σκάφος, με αυξημένη ικανότητα μεταφοράς φορτίου, μια επιλογή που φάνηκε να κερδίζει έδαφος μετά και την ακύρωση του προγράμματος του Β-1, που ήταν γεγονός από τον Ιούνιο του ’77. Η απόφαση της αεροπορίας να στραφεί προς την επιλογή του πρώτου σκάφους (που αργότερα θα κατέληγε στο F-117), ελήφθη το καλοκαίρι του ’78. Η προοπτική του μεγαλύτερου σκάφους όμως δεν εγκαταλείφθηκε, λόγω της ακύρωσης του Β-1 που άφηνε τη SAC (Strategic Air Command) εκτεθειμένη, με μόνο όπλο στα χέρια της το στόλο των αειθαλών Β-52.
Οι άνθρωποι πίσω από τη δημιουργία του Β-2
Ο John Cashen μέχρι το 1973 εργαζόταν για λογαριασμό της Hughes, στους κόλπους της οποίας ασχολήθηκε με την εικόνα που παρουσίαζαν ετερόκλητοι στόχοι στους υπέρυθρους αισθητήρες και τα ραντάρ που κατασκεύαζε η εταιρεία. Έχοντας ένα τέτοιο παρελθόν, όταν μεταπήδησε στη Northrop, για να εργαστεί σε εφαρμογές λέιζερ, τέθηκε επικεφαλής του τμήματος των ειδικών στον ηλεκτρομαγνητικό τομέα. Ο Cashen είχε ήδη κατανοήσει ότι το ίχνος που παρουσίαζε ένας στόχος στην οθόνη του ραντάρ δεν σχετιζόταν άμεσα και απόλυτα με το μέγεθος, την επιφάνεια ή τον όγκο του.
Από τη θέση του επικεφαλής, ξεκίνησε αμέσως την έρευνα γύρω από το κεφάλαιο RCS (Radar Cross Section), δηλαδή το ίχνος στο ραντάρ, που θ’ αποτελούσε τον παράγοντα-κλειδί στην τεχνολογία stealth. Η ομάδα της Northrop στελεχώθηκε το ’74, από τον Irv Waaland, τον έτερο «πρωταγωνιστή» των σχεδιαστών του Β-2, που προερχόταν από την Grumman. Στο σχεδιασμό του BSAX, η επιλογή καμπύλων επιφανειών (εν αντιθέσει με το «Have Blue») κατέληξε σε ένα πιο αποδεκτό από αεροδυναμικής πλευράς σχήμα, ικανό να αντιμετωπίζει μεγαλύτερη γκάμα συχνοτήτων εκπομπής, προερχόμενων από κάθε δυνατή γωνία.
Στα τέλη του ’77, έχοντας βρει την απάντηση στο θέμα του RCS, το BSAX όδευε προς την ολοκλήρωσή του, αποφέροντας εντός του επομένου έτους ένα συμβόλαιο κατασκευής πρωτοτύπου από την DARPA. Η τεχνολογία που είχε αναπτύξει η Northrop έδειχνε ότι μπορούσε να προσαρμοστεί τέλεια στο πρόγραμμα κατασκευής ενός βομβαριστικού stealth, το οποίο εγκρίθηκε μυστικά από την κυβέρνηση Carter το ’79. Έχοντας να διεισδύσει σε βάθος εντός της σοβιετικής επικράτειας, θα έπρεπε να παρουσιάζει πολύ χαμηλό RCS από όλες τις πλευρές και σε ευρύτατο φάσμα συχνοτήτων λειτουργίας ραντάρ.
Στη συνέχεια, το σκάφος θα έπρεπε να εφοδιαστεί με ένα ραντάρ υψηλής ανάλυσης και μεγάλης εμβέλειας, παρόμοιο με αυτό που εξέλισσε η Northrop από κοινού με τη Hughes, στο πλαίσιο του προγράμματος Tacit Blue, που αφορούσε στο πρωτότυπο του BSAX. Η Northrop είχε (φαινομενικά) μια έτοιμη απάντηση στις απαιτήσεις της SAC.
Η έρευνα που διεξήγαγε η εταιρεία κατέδειξε την ανάγκη ενός σκάφους ικανού να διεισδύει από μεγάλο ύψος (70.000 πόδια), όπως ακριβώς και το κατασκοπευτικό U-2, κάτι που μεταφραζόταν σε αυξημένο εκπέτασμα και πτερυγική επιφάνεια. Από τις πρώτες κιόλας μελέτες, φάνηκε ότι ένα καμπυλοειδές σχήμα, ικανό να ενσωματώσει όλα τα υποσυστήματα, παρουσιάζοντας ελάχιστες ή και καθόλου κάθετες επιφάνειες, θα ήταν η ιδανική λύση. Η επιλογή της μορφής της ιπτάμενης πτέρυγας θεωρήθηκε προφανής, μιας και δεν υπάρχει τίποτα πιο αόρατο από μία επίπεδη επιφάνεια, που δίνει την εικόνα δίσκου από μπροστά.
Σύμφωνα με τα λεγόμενα του Waaland, η συγκεκριμένη επιλογή υπαγορεύτηκε βασικά λόγω των χαρακτηριστικών stealth που διέθετε αφ’ εαυτού η ιπτάμενη πτέρυγα, αν και πρόσφερε, επιπλέον, στιβαρότερη δομική κατασκευή και ικανοποιητική εμβέλεια λόγω της αεροδυναμικής της αρτιότητας. Το καλοκαίρι του ’79, ο σχεδιαστής Hal Markarian έφτιαξε κάποια σχέδια που αποτελούν εμφανέστατα τον πρόγονο του Β-2, όπως το ξέρουμε όλοι σήμερα. Το σκάφος είχε τη μορφή μπούμερανγκ, αποτελούμενο από οκτώ ευθείες σε κάτοψη, με μία καμπυλωμένη άτρακτο ενσωματωμένη στην πτέρυγα.
Η μορφή, το μέγεθος, αλλά και κάθε χαρακτηριστικό του σχεδίου, υπαγορεύονταν από κάποιο διαφορετικό σκέλος των απαιτήσεων που είχαν καθοριστεί για το προφίλ της αποστολής. Το φορτίο και η απαιτούμενη ακτίνα δράσης έθεσαν ένα κατώτατο όριο στην τιμή του εκπετάσματος. Η επιλογή της υψηλής υποηχητικής ταχύτητας πλεύσης και η ανάγκη τοποθέτησης του κέντρου εφαρμογής της άντωσης κοντά στο κέντρο βάρους, καθόρισαν τη γωνία οπισθόκλισης του χείλους προσβολής (δεδομένου ότι η πτέρυγα εκτείνεται και μπροστά από την θεωρητική άτρακτο, πρέπει να στραφεί προς τα πίσω, τόσο, ώστε να φέρει το κέντρο άντωσης στη σωστή θέση).
Το μήκος του κεντρικού τμήματος της ατράκτου υπαγορεύτηκε από τον εσωτερικό όγκο που έπρεπε να εξασφαλιστεί για το κόκπιτ και το διαμέρισμα του οπλικού φορτίου. Εφόσον στο σχεδιασμό ενός αεροσκάφους συντρέχουν και λόγοι αεροδυναμικής, η ενσωμάτωση του δεδομένου αυτού όγκου απαιτούσε κάποια αεροδυναμικά τελειώματα, προκειμένου ν’ αποφευχθεί η αύξηση της οπισθέλκουσας στις υψηλές υποηχητικές ταχύτητες, γεγονός που καθόριζε ένα ελάχιστο αποδεκτό μήκος.
Το πάχος της χορδής (πέρα από το κεντρικό τμήμα της ―θεωρητικής― ατράκτου) καθορίστηκε από τη διάμετρο των κινητήρων που θα χρησιμοποιούνταν και των πολύπλοκων διατάξεων εισαγωγής κι εξαγωγής που ήταν απαραίτητες για την απόκρυψη του ίχνους τους. Σύμφωνα με τον Cashen, δεν υπήρχε η δυνατότητα να δοθούν απαντήσεις ως προς σημαντικές παραμέτρους στο στάδιο αυτό του σχεδιασμού, αφού δεν υπήρχαν εκείνη την εποχή υπολογιστές ικανοί να δημιουργήσουν μοντέλα εξομοίωσης του πραγματικού RCS, οπότε οι σχεδιαστές αναγκάστηκαν να βασιστούν περισσότερο στις εμπειρικές τους γνώσεις για να βρουν τις λύσεις.
Η φιλοσοφία και οι βασικές αρχές σχεδιασμού
Οι λεπτομέρειες του αρχικού σχεδίου αντανακλούν στο σύνολό τους τη σχεδιαστική φιλοσοφία της Νorthrop, ως προς την ελάττωση του RCS. Eξελιγμένη και δοκιμασμένη στο πρόγραμμα Tacit Blue, η προσέγγισή της ήταν ιδιαίτερα αποτελεσματική, αλλά κατέληγε μάλλον σε παράξενα αεροσκάφη, κι αυτό γιατί οι δύο βασικές αρχές, πάνω στις οποίες βασιζόταν, επηρέαζαν τα επιμέρους τμήματα ενός αεροσκάφους με τελείως διαφορετικούς τρόπους.
Το RCS ενός συμβατικού σκάφους εξαρτάται από τη γωνία πρόσπτωσης της ακτινοβολίας του ραντάρ σ’ αυτό. Το μεγαλύτερο μέρος αυτής θα ανακλαστεί σε κάποια από τις επιφάνειες του σκάφους (όπως ακριβώς και σε έναν καθρέφτη) και ό,τι απομείνει θ’ ακολουθήσει τη γραμμή τους σκάφους, δημιουργώντας κάτι σαν επιφανειακό ενεργειακό ρεύμα που θα διαχυθεί, όταν συναντήσει ένα κενό στην εξωτερική επιφάνεια ή μία αλλαγή στην αγωγιμότητά της.
Μία επίπεδη επιφάνεια, στραμμένη παράλληλα προς τη διεύθυνση μετάδοσης των κυμάτων του ραντάρ, παρουσιάζει αμελητέο RCS, το οποίο μειώνεται ακόμη περισσότερο με την κατάλληλη κάμψη αυτής. Η ομάδα του Cashen, που ασχολούνταν με το ηλεκτρομαγνητικό ίχνος του σκάφους, ανακάλυψε ότι μπορούσε να το ελαχιστοποιήσει, δημιουργώντας μία ενιαία εξωτερική επιφάνεια, με καμπύλες φόρμες διαρκώς μεταβαλλόμενης ακτίνας, κατά τρόπο που δεν δημιουργούσε ορατές ακμές, αποφεύγοντας έτσι αυτά τα καίρια, για το ζήτημα του RCS, σημεία. Αυτή ήταν η πρώτη βασική αρχή, που υιοθετήθηκε αρχικά στο πρόγραμμα Tacit Blue και, αν και δεν εφαρμόστηκε στην περίπτωση του F-117, έπαιξε μείζονα ρόλο στο σχεδιασμό του Β-2.
Οι κατάλληλα καμπυλωμένες άνω και κάτω επιφάνειες του σκάφους θα μπορούσαν μεμονωμένα να διευθετήσουν άψογα το θέμα του RCS, αλλά έπρεπε να ληφθεί υπόψη και ο σημαντικός παράγοντας του σημείου τομής τους. Εκεί που θα συναντούσε η μία την άλλη, θα δημιουργούνταν αναπόφευκτα μία ακμή. Και οι ακμές, όπως είδαμε, ακόμη κι αν καλύπτονταν από απορροφητικά υλικά RAM, δεν μπορούσαν να φτάσουν τη μικρή ανακλαστικότητα των υπόλοιπων επιφανειών.
Εδώ εφαρμόστηκε η δεύτερη βασική αρχή σχεδιασμού. Την παραμένουσα ακτινοβολία, που δεν μπορούσε να εξαλειφθεί, οι σχεδιαστές συνειδητοποίησαν ότι μπορούσαν να την κατευθύνουν, εκμεταλλευόμενοι το γεγονός ότι η ισχυρότερη ανάκλαση γινόταν σε κάθετες γωνίες ως προς μία ακμή. Αφού o διασκορπισμός της ακτινοβολίας θα προέλθει από την ακμή που βλέπει το ραντάρ, αλλά και αυτή που είναι στην αντίθετη πλευρά, το μικρότερο δυνατό ίχνος θα εξασφαλιστεί με τον προσανατολισμό των δύο ακμών σε δύο μόλις κατευθύνσεις, δημιουργώντας ένα ρομβοειδές σχήμα, κάτι που ο Markarian έλαβε υπόψη του, φτιάχνοντας το πρωτόλειο σχέδιο του Β-2 με τις οκτώ ακμές ανά τέσσερις παράλληλες.
Οι ακμές, λοιπόν, διευθετήθηκαν έτσι, ώστε να εμφανίζουν διακριτά ίχνη στα ραντάρ μόνο περιστασιακά και δεδομένου ότι τα τελευταία θα ήταν σε κάθετη θέση, κάτι που θα συνέβαινε μία και μόνη φορά, καθώς το σκάφος θα κινούνταν ως προς αυτά, μια και όλες οι ακμές είχαν τον ίδιο προσανατολισμό. Αργότερα ανακαλύφθηκε ότι μ’ αυτή τη μέθοδο μπορούσε να αντιμετωπιστεί αποτελεσματικά και το θέμα των θυρίδων προσιτότητας και των κάθε λογής ασυνεχειών της ατράκτου, οι οποίες, εφόσον ήταν προσανατολισμένες στους ίδιους άξονες, ελάττωναν τις ανεπιθύμητες επιστροφές. Στην περίπτωση που μία ευθεία δεν ήταν δυνατό ν’ ακολουθήσει αυτό τον κανόνα, μπορούσε να μετατραπεί σε μία τεθλασμένη, τα επιμέρους ―ευθύγραμμα― τμήματα της οποίας θα ήταν απόλυτα προσανατολισμένα.
Η επιλογή του αρχικού σχεδίου
Τον Αύγουστο του ’79, η Νorthrop εμφάνισε δύο διαφορετικά σχέδια/εκδοχές για το βομβαρδιστικό stealth: την ιπτάμενη πτέρυγα του Markarian, προϊόν της τεχνικής μορφοποίησης που εξελίχθηκε στο πλαίσιο του «Tacit Blue» και ένα ρομβοειδές σκάφος, που έμοιαζε να προέρχεται από το σχέδιο-πρόταση της εταιρείας για το «Have Blue». Οι αρμόδιες κυβερνητικές υπηρεσίες που εξέτασαν τις δύο εκδοχές στράφηκαν προς το σχέδιο της ιπτάμενης πτέρυγας, ζητώντας τη διεξαγωγή μιας αναλυτικότερης μελέτης, που θα έπρεπε αναγκαστικά να περιοριστεί σε προϋπολογισμό $2 εκατ., λόγω του ότι αυτό ήταν το όριο κόστους, μέχρι το οποίο δεν ήταν απαραίτητο να τεθεί υπόψη του Κογκρέσου η χρηματοδότηση ενός στρατιωτικού προγράμματος.
Ο Waaland μαζί με τον ειδικό επί της αεροδυναμικής Hans Grellmann και τον Dick Scherrer, που είχε προστεθεί στην ομάδα της Northrop ερχόμενος από τη Lockheed, ξεκίνησαν τη διαδικασία καθορισμού των λεπτομερειών του σχεδίου. Μετά την πρόταση που κατέθεσαν, η Νorthrop έλαβε τον Ιανουάριο του 1980, ένα συμβόλαιο για το αποκαλούμενο ASPA (Advanced Strategic Penetration Aircraft).
Η USAF γιορτάζει την 30η επέτειο από την παρθενική πτήση του Β-2 Spirit
Οι απαιτήσεις όμως της SAC για μεγαλύτερη μεταφορική ικανότητα, ανάγκασαν τη Northrop να τροποποιήσει ελαφρώς την πρότασή της, αυξάνοντας τη χωρητικότητα της ατράκτου και ταυτοχρόνως το συνολικό βάρος του αεροσκάφους, κάτι που σήμαινε ότι το ύψος πτήσης δεν θα προσέγγιζε πλέον τα επίπεδα του U2.
Η Northrop μπορούσε να σταθεί κάτι παραπάνω από άνετα απέναντι στον ανταγωνισμό με την τεχνογνωσία που διέθετε, όταν η USAF εξέδωσε την αίτηση υποβολής προτάσεων για το ATB (Advanced Technology Bomber), τον Σεπτέμβριο του 1980. Έχοντας ν’ αντιμετωπίσει τις Lockheed και Rockwell, που είχαν ήδη συνεταιριστεί στο πλαίσιο του συγκεκριμένου διαγωνισμού, η Northrop απευθύνθηκε για συνεργασία στην Boeing (που δεν γνώριζε το παραμικρό για όσα συνέβαιναν στο πεδίο της τεχνολογίας stealth), μαζί με την οποία υπέβαλε την πρότασή της τον Δεκέμβριο, υπό το κωδικό όνομα Senior Ice.
Η ανταγωνιστική πρόταση με κωδικό Senior Peg, κρατείται ακόμη απόρρητη, κάνοντας αδύνατη μια σύγκριση μεταξύ των δύο. Ο Waaland αναφέρει ότι συνεργάστηκαν με την Boeing, παρά το ότι στερούνταν της δικής τους τεχνογνωσίας, μιας και θα μπορούσε να συνεισφέρει ―όπως κι έκανε― με τη σημαντική εμπειρία της στην κατασκευή μεγάλων αεροσκαφών.
Το ζήτημα της ανανέωσης του στόλου των βομβαρδιστικών αντιμετωπίστηκε εκ νέου από την καινούργια κυβέρνηση του προέδρου Reagan (τη στιγμή που ετοιμάζονταν οι τελικές προτάσεις του ΑΤΒ), η οποία και αποφάσισε να προχωρήσει στην άμεση παραγωγή 100 βελτιωμένων Β-1, που θα είχαν κάποια χαρακτηριστικά stealth (μια κίνηση που θα ολοκληρωνόταν εντός της δεκαετίας του ’80) και στη συνέχεια στην παραγωγή 132 συνολικά ΑΤΒ.
Η Νorthrop κέρδισε φυσιολογικά το συμβόλαιο του ΑΤΒ τον Οκτώβριο του ’81, αν κι επίσημα το Πεντάγωνο ανακοίνωσε την ανάθεση μιας απλής μελέτης για λογαριασμό του. Το συμβόλαιο περιλάμβανε την πλήρους κλίμακας εξέλιξη και την κατασκευή έξι αεροσκαφών (συν δύο ατράκτους που προορίζονταν για στατικές δοκιμές), μαζί με τις απαραίτητες προετοιμασίες για την παραγωγή, με προοπτική ολοκλήρωσης 127 ακόμη βομβαρδιστικών.
Τροποποιήσεις λόγω αλλαγής προσανατολισμού
Παρά την πίστη στις ικανότητες της αναπτυσσόμενης τεχνολογίας απόκρυψης ίχνους, αποφασίστηκε να διατεθεί το 1% των κονδυλίων που αυτή απορροφούσε, σε έρευνες αντι-stealth. Αυτές ανατέθηκαν σε δύο ομάδες που εργάζονταν χωριστά, η μία έχοντας διαρκή και άμεση πρόσβαση σε όλα όσα ανακαλύπτονταν γύρω από την τεχνολογία αυτή και η άλλη έχοντας πρόσβαση μόνο στα δημοσιεύματα του Τύπου, στην ουσία δηλαδή στο τίποτα!
Το αποτέλεσμα ήταν να αποδειχθεί ότι ένα αεροσκάφος stealth από μόνο του δεν ήταν αόρατο και θα μπορούσε σίγουρα να εντοπιστεί, αν δεν χρησιμοποιούσε εκ παραλλήλου τακτικές, που εκμεταλλεύονταν τα χαρακτηριστικά απόκρυψης ίχνους που διέθετε, όπως οι προεπιλεγμένες διαδρομές προς το στόχο, με βάση τη γνώση των υπαρχόντων σταθμών ραντάρ. Το δίκτυο ραντάρ της ΕΣΣΔ θεωρούνταν ήδη ικανότατο και υπήρχε επίσης η προοπτική δημιουργίας ενός νέου πανίσχυρου δικτύου, ικανού ν’ αντιμετωπίσει τα βομβαρδιστικά stealth.
Με το σκεπτικό αυτό, το ΑΤΒ αποφασίστηκε ν΄ αποκτήσει την επιπλέον δυνατότητα διείσδυσης από χαμηλό ύψος, προκειμένου να χρησιμοποιεί τις εδαφικές ιδιομορφίες για την απόκρυψή του. Η απαίτηση αυτή παρουσιάστηκε το 1983, καθώς η οργάνωση της υποδομής παραγωγής είχε ήδη προχωρήσει. Το χαμηλό ύψος πτήσης, θα ανάγκαζε τους σχεδιαστές να ισχυροποιήσουν συγκεκριμένα σημεία του σκάφους, τα οποία θα καλούνταν ν’ αντεπεξέλθουν στα αυξημένα φορτία καταπόνησης, ένα ζήτημα, το οποίο αποδείχθηκε αρκετά πολύπλοκο στην πράξη.
Φτιάχνοντας ένα μοντέλο στον υπολογιστή, οι σχεδιαστές συνειδητοποίησαν ότι μια πιο στιβαρή δομή θα επιβάρυνε το σκάφος με 10.000 λίβρες επιπλέον βάρους. Η λύση που προτιμήθηκε ήταν ο επανασχεδιασμός του σκάφους με βάση τις νέες απαιτήσεις, κάτι που οδήγησε στην τελική μορφή του Β-2.
Υπό αυτές τις συνθήκες, το σχέδιο της Northrop άλλαξε σημαντικά. Τα εξωτερικά τμήματα των πτερύγων κόντυναν κι έγιναν πιο λεπτά. Το πίσω μέρος υπέστη ριζικές αλλαγές, αποκτώντας το γνωστό σχήμα διπλού W. Οι επιφάνειες ελέγχου, που ήταν συγκεντρωμένες στο εξωτερικό τμήμα των πτερύγων, εξαιρουμένου ενός ειδικού πτερυγίου στο κεντρικό κομμάτι της πτέρυγας (beaver tail), κάλυψαν τώρα σχεδόν ολόκληρο το χείλος εκφυγής, αφήνοντας μόνο δύο σταθερά τμήματα για τις εξαγωγές των κινητήρων. Το σχήμα των ίδιων των εξαγωγών άλλαξε επίσης.
To B-2 δοκιμάζει πιο «τρομερή» έκδοση του πυρηνικού όπλου Β-61
Αν και το σχέδιο σε κάτοψη ήταν γωνιώδες, η ομαλή ενσωμάτωση των όγκων του κεντρικού διαμερίσματος και των κινητήρων παρουσίαζε μόνο καμπύλες, κάτω από οποιαδήποτε γωνία σε οριζόντιο επίπεδο. Την ίδια στιγμή, η ομάδα που ήταν υπεύθυνη για το RCS, κατέληξε σε μια νέα, διαφορετική δομή για το χείλος προσβολής της πτέρυγας, που μπορούσε να επιτύχει την επιθυμητή απορρόφηση ακτινοβολίας, έχοντας μικρότερο βάθος. Αυτό σήμαινε ότι το κόκπιτ και η κύρια δοκός της πτέρυγας μπορούσαν να μεταφερθούν προς τα εμπρός και οι αγωγοί των κινητήρων να βρεθούν λίγο πιο πίσω από τη δοκό, απλουστεύοντας τη δομική κατασκευή και καταλήγοντας σε ένα ελαφρύτερο σχέδιο.
Οι αλλαγές πήραν σχεδόν ένα χρόνο και πρόσθεσαν περίπου $1 δισεκατομμύριο επιπλέον στον προϋπολογισμό. Όταν ο επανασχεδιασμός ολοκληρώθηκε, η Νorthrop μπορούσε να προσφέρει το τροποποιημένο ΑΤΒ με ικανότητα πτήσης σε χαμηλό ύψος με Mach 0.55, ένα νούμερο που αργότερα έγινε περίπου 0.8, λόγω της επάρκειας ισχύος και του πολύ καλού αεροδυναμικού σχεδιασμού του Β-2. Η πρόκληση, τώρα, ήταν η κατασκευή του σκάφους.
Σχεδιασμός 3D σε υπολογιστή
Το τελευταίο μεγάλο αεροσκάφος που είχε κατασκευάσει η Νorthrop ήταν η σειρά των Β-35/49 τη δεκαετία του ’40. Σε σχέση με την απλή διαδικασία παραγωγής των Β-35/49, ο αριθμός του εξειδικευμένου προσωπικού και οι εργατοώρες που απαιτήθηκαν, για τη δημιουργία των πρώτων σχεδίων (και μόνο) του Β-2 στον υπολογιστή, απείχε παρασάγγας. Χωρίς τη βοήθεια των τρισδιάστατων γραφικών που χρησιμοποίησε η Northrop, εισάγοντας τη χρήση υπολογιστών στη διαδικασία σχεδιασμού, θα ήταν πιθανότατα αδύνατο να βρεθεί στον αέρα το Β-2.
Η Northrop αποτέλεσε μια από τις πρώτες εταιρείες, που δημιούργησαν ένα ισχυρό δίκτυο υπολογιστών κι εξέλιξαν μια βάση δεδομένων και λογισμικού, προκειμένου να μπορούν να σχεδιάζουν και να ελέγχουν ποικιλοτρόπως ένα αεροσκάφος, πριν καν κοπούν τα κομμάτια μετάλλου του πρωτοτύπου. Και δεν ήταν μικρή πρόκληση για την εποχή εκείνη, το να βάλεις τους εργαζομένους να σκέφτονται σε τρεις διαστάσεις.
Αυτός ο νεωτερισμός στο σχεδιασμό, με την τρισδιάστατη εξαρχής προσέγγιση, από κοινού με τη δυνατότητα άμεσης μετάδοσης των σχεδίων που προέκυπταν από τη συγκεκριμένη διαδικασία, σε οποιονδήποτε από τους σταθμούς εργασίας εντός της εταιρείας για επιθεώρηση, ανάλυση ή διόρθωση, εξασφάλισε μια ευέλικτη και κατά συνέπεια αποτελεσματική μέθοδο εξέλιξης, ελαχιστοποιώντας τον αριθμό των προβλημάτων, που σε αντίθετη περίπτωση θα περνούσαν απαρατήρητα, για να εντοπιστούν αργότερα κατά το πρόγραμμα δοκιμών του πρωτοτύπου και να δημιουργήσουν καθυστερήσεις στα χρονοδιαγράμματα.
Χαρακτηριστικά, ο σχεδιασμός με τη βοήθεια του υπολογιστή, εξασφάλισε μια σημαντική βελτίωση στην κατασκευή των πολύπλοκων καμπυλωτών τμημάτων (με λόγο 17:1 μάλιστα) και μείωσε παράλληλα τα προβλήματα εφαρμογής (με λόγο 6:1). Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διαδικασίες, το ποσοστό του υλικού που ήταν άχρηστο μετά την κατεργασία και τον ποιοτικό έλεγχο ενός κομματιού ή ενός συστήματος του αεροσκάφους, μειώθηκε από ένα ποσοστό απώλειας της τάξης του 25% σε μόλις 4% μέσω της χρήσης των υπολογιστών.
Όταν ένα κομμάτι δεν απέδιδε, σύμφωνα με τα αναμενόμενα, κατά τις δοκιμές στην αεροσήραγγα, αντί να ξαναγυρίσουν στα σχεδιαστήρια και να ξεκινήσουν από την αρχή, τροποποιούσαν το κομμάτι στο πρόγραμμα κι έδιναν εντολή στον υπολογιστή να φτιάξει το καινούργιο που δοκιμαζόταν λίγες μόλις ώρες αργότερα. Η χρήση από το προκαταρκτικό στάδιο κιόλας των τρισδιάστατων μεθόδων απεικόνισης, κατήργησε την ανάγκη της υποδομής και των χρονοβόρων και δαπανηρών διαδικασιών κατασκευής του πρωτοτύπου.
Με τη συγκεκριμένη διαδικασία, η εξαιρετικά δύσκολη κατασκευή του πρωτοτύπου ενός τόσο εξωτικού αεροσκάφους, ολοκληρώθηκε απίστευτα σύντομα. Και οι ανοχές που εξασφάλισε η Northrop, στο θέμα της εφαρμογής των επιμέρους τμημάτων, είναι τουλάχιστον εκπληκτικές, με περιθώριο ακρίβειας μόλις ? της ίντσας, από ακροπτερύγιο σε ακροπτερύγιο! Πέραν αυτών, το ποσοστό επιτυχίας του σχεδιασμού και της ενσωμάτωσης των υδραυλικών και ηλεκτρικών υποσυστημάτων βελτιώθηκε κατά 50% σε σχέση με την παραδοσιακή μέθοδο της εφαρμογής και του λάθους (trial and error).
Προσωπικό περίπου 14.000 ατόμων από τη Northrop και τους υπόλοιπους υποκατασκευαστές, ξόδεψε σχεδόν οκτώ χρόνια, μέχρι να φτάσει το Β-2 από το στάδιο της αρχικής σύλληψης στη στιγμή της απογείωσης στις 17/7/89. Ας σημειωθεί ότι αυτό δεν ήταν απλώς κάτι που δεν είχε επιτευχθεί ποτέ στο παρελθόν, αλλά έγινε και κάτω από απόλυτη μυστικότητα!
Το παρελθόν και το μέλλον
Οι υπεύθυνοι της Northrop είναι κατηγορηματικοί. Η μορφή της σύγχρονης ιπτάμενης πτέρυγας υπαγορεύτηκε απόλυτα από τις απαιτήσεις ελαχιστοποίησης του ίχνους στα ραντάρ και προέκυψε από τις έρευνες που πραγματοποιήθηκαν στο συγκεκριμένο τομέα. Το πρόβλημα δεν ήταν μόνο να κατασκευαστεί ένα αεροσκάφος με συγκεκριμένα (και απαιτητικά) χαρακτηριστικά πτήσης και ικανότητα μεταφοράς φορτίου, αλλά να συνδυαστούν τα παραπάνω με μια χωρίς προηγούμενο ικανότητα αποφυγής κάθε συστήματος ανίχνευσης.
Το να συνδυαστεί η εμβέλεια και η μεταφορική ικανότητα του Β-52, με την επιβιωσιμότητα του F-117, ήταν η υπέρτατη πρόκληση. Προκειμένου να συμμορφώνεται με τις επιταγές της τεχνολογίας stealth, τo B-2 έπρεπε να χρησιμοποιεί όσο το δυνατό λιγότερο μέταλλο στην κατασκευή του, κι αυτό δεν αφορά μόνο το εξωτερικό του περίβλημα, αλλά και την εσωτερική δομή του σκάφους! Και δεν είναι καθόλου εύκολο να φτιαχτεί ένα σκάφος σε τέτοιο βαθμό από συνθετικά υλικά, ειδικά όταν υπάρχουν τμήματα που φέρουν μεγάλα θερμικά φορτία, όπως τα διαμερίσματα των κινητήρων.
Οι διατάξεις εισαγωγής κι εξαγωγής των τελευταίων έπρεπε να σχεδιαστούν κατά τρόπο που ν’ αποκρύπτει αυτούς, αλλά και το υπέρυθρο ίχνος τους. Η επίστρωση με απορροφητικά υλικά RAM αποτέλεσε την τελευταία πινελιά, στο πιο προηγμένο αεροσκάφος του κόσμου.
Οι διαστάσεις του εκπετάσματος αποδείχθηκαν μια απλή σύμπτωση, αφού το Β-2 ξεκίνησε στην ουσία από ένα κομμάτι λευκό χαρτί. Οι ομοιότητες με τα Β-35/49 σταματούν εδώ.
Αν και το Β-2 χρησιμοποιεί παρόμοια διάταξη επιφανειών ελέγχου με το ΥΒ-49, χρησιμοποιεί ταυτόχρονα κι ένα υπερσύγχρονο τετραπλό σύστημα FBW, που βασίζεται στη χρήση υπολογιστών, οι οποίοι τροποποιούν τις εντολές του πιλότου, ούτως ώστε να επιτυγχάνονται οι επιθυμητές κινήσεις ακριβείας. Το σύστημα απλώς δεν επιτρέπει στο σκάφος να βρεθεί εκτός φακέλου πτήσης, τη στιγμή που τα χειριστήρια του ΥΒ-49 με την υδραυλική υποβοήθηση, δεν μπορούσαν να εξασφαλίσουν τέτοιους περιορισμούς ασφάλειας.
Παρά το γεγονός ότι το Β-2 ήταν εντελώς διαφορετικό από τους μακρινούς του προγόνους, η Northrop φτάνοντας στο στάδιο του τελικού σχεδιασμού, ζήτησε τη γνώμη όλων όσων είχαν συμμετάσχει στην κατασκευή της Ιπτάμενης Πτέρυγας, προκειμένου να σιγουρευτεί πως οτιδήποτε γνώριζαν αυτοί από την προηγούμενη εμπλοκή τους με το θέμα, δεν θα παραβλεπόταν στη σύγχρονή του σχεδιαστική εκδοχή. Το μεγαλύτερο μειονέκτημα του εγχειρήματος ήταν ότι συνέπεσε με το λυκόφως της ψυχροπολεμικής περιόδου.
Μέχρι να ολοκληρωθεί το Β-2, η κατάρρευση του Ανατολικού Μπλοκ σε συνδυασμό με τις πολιτικές πιέσεις που ασκούνταν από τους επικριτές του, κατόρθωσαν να περιορίσουν τον αριθμό των αεροσκαφών παραγωγής σε μόλις 21! Οι αποφάσεις που καταδίκασαν το Β-2, πάρθηκαν κατά τη διετία ’89-’91, όταν οι περισσότερες λεπτομέρειες του προγράμματος ήταν ακόμη απόρρητες. Έστω κι έτσι όμως, το παράξενο παιχνίδι της ιστορίας έφερε την εταιρεία, που αφιερώθηκε στην εξέλιξη και καταξίωση του σχεδίου της ιπτάμενης πτέρυγας, να φτιάξει το πιο προηγμένο αεροσκάφος με τη συγκεκριμένη μορφή.
Κι εδώ εμφανίζεται μια ακόμη (τελευταία) ομοιότητα μεταξύ των Β-35/49 και του Β-2. Ο τρόπος με τον οποίο εμφανίστηκαν, σε μια περίοδο έντονων ανακατατάξεων σε παγκόσμια κλίμακα και σημαντικών περικοπών των αμυντικών προϋπολογισμών. Αν μη τι άλλο, το Β-2 κατόρθωσε να βρει το δρόμο προς την επιχειρησιακή αξιοποίηση, έστω και περιορισμένο στον ελάχιστο αριθμό των 21 αεροσκαφών, δικαιώνοντας τις προσδοκίες του ιδρυτή της Northrop.
ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Το άρθρο δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά στο τεύχος 179 – Μάιος 2000. Πρώτη δημοσιεύση στο ptisidiastima.com
