Warum haben russische Su-30SM-Jäger Radome mit weißer Nase?

Zusamenfassend

Weiße Radome sind in vielen Anwendungen üblich, dies ist die logische Wahl, ein weißes Material reflektiert Sonnenstrahlen, die sonst elektronisches Rauschen in die Antenne einbringen.

Schwarze Radome, die nur in schnell fahrenden Fahrzeugen zu finden sind, verdanken ihre Farbe antistatischem Kohlenstoffpulver, das verwendet wird, um elektrostatische Aufladungen zu beseitigen, die durch Luftreibung entstehen. Das Ersetzen von schwarzen Radomen durch graue Radome dient dazu, Radome zu verbergen, indem der Himmel/Radom-Kontrast verringert wird.

Das Erscheinungsbild von weißen Radomen für Flugzeuge ist darauf zurückzuführen, dass sich zufriedenstellende weiße Beschichtungen herausgestellt haben, sie werden verwendet, weil sie einen besseren Strahlenschutz bieten als graue Radome. Weiße leitfähige Radome vereinen alle Vorteile, sind jedoch schwieriger herzustellen und wahrscheinlich nur für die empfindlichsten Radargeräte nützlich.

Bei diesem Flugzeug befinden sich weiße Radome für die Nase (Radar), an den Spitzen der vertikalen Stabilisatoren (VHF) und oben auf dem Rumpf (Satcom).

Materialbeschränkungen

Materialien für Flugzeugradome müssen wie andere Flugzeugteile widerstandsfähig sein (Druck, Hitze, Regenerosion) und elektrisch leitfähig sein, um statische Ladungen zu tragen, ohne die Wellen zu/von der Antenne, die sie schützen, wesentlich zu beeinträchtigen. Beschichtungen mit leitfähigen Pigmenten auf Oxydbasis müssen so konstruiert sein, dass sie für die Antenne im verwendeten Frequenzband wie Luft erscheinen, um die Welleneigenschaften nicht zu verändern. Dies ist möglich, aber schwierig, da UV und Regen sie instabil machen. Die stabilen sind wahrscheinlich auf die beschränkt, die wir im Einsatz sehen.

White / Low Noise ist die beste Option für Festinstallationen

Bei festen Stationen ist es meistens das Hauptanliegen, die Antenneneffizienz nicht zu beeinträchtigen, und feste Radome sind weiß.

^{Seegestütztes X-Band-Radar, Quelle}

Weiß reflektiert ein großes Strahlungsband von Infrarot bis UV, die beide negative Auswirkungen haben.

• IR ist Wärme, die durch Kühlung eliminiert werden kann, was das System komplexer macht, aber leicht durchführbar ist. IR erzeugt auch zusätzliches Rauschen sowohl im Radommaterial als auch in der Antenne. Dies verringert die Radarleistung. Dieser Effekt kann nicht kompensiert werden, und wenn die Leistung kritisch ist, besteht die einzige Möglichkeit darin, Strahlung zu reflektieren, um zu verhindern, dass sie in das Radom eindringt.

• UV baut das Material ab und verändert seine dielektrischen Eigenschaften.

Schwarz ist eine bessere Option für die Beseitigung statischer Aufladungen

In der Luft befindliche Radome, insbesondere an der Nase, leiden unter einem anderen Problem. Bei hoher Fluggeschwindigkeit ionisiert Luftreibung das Außenmaterial. Ladungen sammeln sich an, wenn das Material nicht leitfähig ist und das Radom für Wellen undurchlässig wird.

Metalle sind die besten Leiter, aber sie blockieren auch Wellen. Leitfähige Radommaterialien oder -beschichtungen bestehen tatsächlich aus schwarzem Kohlenstoffpulver . Dies ist die Farbe, die wir sehen, da Radome normalerweise nicht lackiert sind, um Signalverluste zu minimieren.

^{F-16A Block 1, Quelle}

Schwarz ist nicht die beste Option für Funkrauschen, war aber zu einer Zeit notwendig, um die problematischeren statischen Aufladungen zu beseitigen.

Grau ist ein guter Kompromiss für Sichtbarkeit und statische Aufladung

Es wurde festgestellt, dass Schwarz einen erheblichen Nachteil für einen Jäger hat: Es erhöht den Kontrast bei klarem Himmel und macht das Flugzeug besser sichtbar. Leitfähige graue Materialien lösen teilweise sowohl die Geräusch- als auch die Sichtbarkeitsprobleme. Von dieser Seite :

Da das schwarze Radom das Flugzeug wie kleine schwarze Punkte auf weißem Papier aussehen ließ, wechselten die nachfolgenden Chargen von F-16 zu grauen Radomen.

Das Material könnte ein leitfähiges schwarzes Material sein, das eine sehr dünne Schicht einer grauen Beschichtung erhält, die speziell für die verwendeten Wellenlängen hergestellt wurde. Oder das Material könnte grau und auch leitfähig sein.

^{F-16AM Fighting Falcon, Quelle: aircraft-picture.net}

Antistatische weiße Radome sind besser als graue für Lärm

Viele antistatische Beschichtungen behalten ihre Eigenschaften unter Erosion durch Regen bei hoher Geschwindigkeit und Hitze durch Reibung nicht bei. Ihre Leitfähigkeit nimmt mit der Zeit zu, was die Wellenübertragung beeinträchtigt. Stabile weiße Beschichtungen sind erhältlich, z. B. dieser weiße antistatische Decklack :

Sie bieten die Fähigkeit zur Ableitung statischer Ladungen und kundenspezifische Farbanpassungen sowie eine Radarübertragung, die den aktuellen Anforderungen an die Radombeschichtung entspricht.

Sie lösen die Sichtbarkeits- und elektrostatischen Aufladungsprobleme von Militärflugzeugen, die bereits mit grauen Radomen bedeckt waren, und leiten zusätzlich das elektromagnetische Rauschen ab:

^{Su-27, Quelle}

Radome für zivile Flugzeuge: Nicht so anspruchsvoll wie militärische Radome

Radome für Zivilflugzeuge sind seit langem weiß oder in der Farbe des Flugzeugs.

Es wird ein antistatisches Material verwendet, das einer Erwärmung widersteht. Es kann auf Kosten von Signalverlusten und Zielrichtungsfehlern in Weiß oder einer anderen Farbe lackiert werden, die beide für ein Wetterradar (große Ziele) oder ATC- und Satcom-Anwendungen (begrenzte Pfadverluste) akzeptabel sind.

Ich maße mir nicht an, die Argumentation Russlands zu kennen, aber ich denke, das Folgende könnte dennoch hilfreich sein:

1. Spätestens seit den 70er Jahren ist im Vergleich zum auffälligen Schwarz der Vorjahre jede Farbe möglich.
2. Weiße Radome bieten zusätzlichen Schutz vor nuklearen Blitzen .

So:

1. Russland verwendet eine einfache Lösung (dh eine einheitliche unauffällige Farbe über verschiedene Bemalungen hinweg); und/oder
2. Schutz des Radoms vor nuklearer Kriegsführung .

Zitate und Referenzen:

Eine weiße Wärmeleitbeschichtung kann für die Außenfläche des Radoms wünschenswert sein , um die geringe Menge an Abtragung des Duroids aufgrund von Kernblitzen zu beseitigen.

Und

Bis zu dieser neuesten Entwicklung haben antistatische Beschichtungen für Radome Rußbeladung verwendet, um statische Ladungen abzuleiten, und daher war eine Farbanpassung der Beschichtung an das Farbschema der Flugzeugzelle nicht möglich.

Moraveck, JF und PW Sherwood. "Neue Polyurethanbeschichtungen für Radomanwendungen." Proceedings of the 14th Symposium on Electromagnetic Windows, Georgia Institute of Technology, Atlanta. 1978. S. 3 und 153. ( PDF via dtic.mil )

Nackte (unlackierte) Nase in den 60er Jahren vor den Farbentwicklungen; Der Rest der Flugzeugzelle ist in Anti-Blitz-Weiß lackiert (danke an @mins für das Auffinden des obigen interessanten Fotos; wikimedia.org )