L’altro “stealth” (seconda parte)

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Hughes 500P Penetrator, “The Quiet one”

Rendere silenzioso un elicottero può sembrare un’impresa fallita in partenza. Il battito delle pale può essere udito a oltre 3 km, a causa dell’interazione dei vortici di estremità. All’interno di uno studio Army/ARPA del 1968 è avvenuto un primo esperimento con la modifica da parte della Bell di un OH-58A, con un rotore più grande, elica anticoppia a quattro pale e un grosso silenziatore allo scarico. A 60 metri di distanza il rumore era di 77 dB, come un aspirapolvere. Ma a 1200 metri di quota era quasi un sussurro. L’ARPA ha chiamato altre ditte. La Hughes ha sviluppato una variante dell’OH-6A, la Kaman ha impiegato l’HH-43 e la Sikorsky l’SH-3. L’ARPA e l’esercito hanno selezionato la proposta Hughes, codificata NOH-6A e soprannominata  “The Quiet One”, dotata di rotore a cinque pale, elica anticoppia a quattro pale e un grosso silenziatore.

La Hughes aveva iniziato i lavori sugli elicotteri silenziosi già nel 1968; un sobborgo di Los Angeles aveva acquistato due Hughes 269 per la polizia e i cittadini si lamentavano per il rumore. Gli ingegneri hanno identificato nel rotore di coda la prima causa del rumore. Raddoppiando il numero delle pale a quattro, se ne era dimezzata la velocità. L’ARPA, informata dei lavori della Hughes, ha assegnato 200000 $ per effettuare le modifiche su un OH-6A, nel progetto Mainstreet. Ha poi avviato la fase 2, volta ad eliminare ogni possibile sorgente di rumore. I test sono iniziati nel 1971 in California con voli anche nell’Area 51 in Nevada. L’esercito era soddisfatto ma il progetto ha richiamato l’attenzione della CIA che ha richiesto ulteriori modifiche per una missione segreta.

La Hughes ha così realizzato due NOH-6P (Hughes 500P). Le modifiche includevano un rotore a 5 pale con mozzo in titanio ed estremità trapezoidali di 20cm che riducevano i vortici, un rotore di coda a 4 pale scalate a forbice, allungate di 9cm, lievemente arretrato, un motore Allison con potenza quasi raddoppiata con regolatore per rallentare la velocità del rotore al 66 % dei giri e iniezione d’acqua-etanolo per aumentarne la potenza al decollo, una presa d’aria rivestita per ridurre i rumori del motore/trasmissione, già migliorati per ridurne gli attriti e i cui compartimenti erano rivestiti con materiali insonorizzanti, un silenziatore maggiorato allo scarico con risuonatore per abbassare la frequenza del rumore e imbottiture in piombo-vinile. Non eliminava tutto il rumore ma quello generalmente associato ad un elicottero. Il risultato era eccezionale: non era possibile rilevare la posizione dell’elicottero oltre i 90-180 metri. I dati NASA indicavano una riduzione nella pressione sonora (OASPL) di 17-20 dB in hovering e 14-16 dB in volo rispetto all’OH-6A, con una riduzione di oltre 6 volte nel raggio di rilevamento. A 90 metri di quota non era udibile.

Le apparecchiature elettroniche comprendevano un FLIR AAQ-5 in torretta sotto al muso, con due bombole di azoto liquido, RWR, radar altimetro, fari IR sui pattini e sulla fusoliera per migliorare le prestazioni degli occhiali da visione notturna SU-50 del copilota, sistemi LORAN-C e un INS avanzato (con deriva inferiore a 460 m/ora) in due pod aerodinamici sui lati, oltre a diverse modifiche alla cabina e serbatoi aggiuntivi nel comparto passeggeri. Due anni dopo l’inizio del progetto ARPA Quiet Helicopter, la CIA ha registrato nell’Air America due Model 500P.

Il motivo di tante precauzioni era una missione segreta organizzata durante Linebacker II e i colloqui di pace tra Stati Uniti e Vietnam del Nord, rivelata dopo più di 20 anni. Era vitale poter conoscere le intenzioni del nemico. La CIA conosceva un punto debole nella rete di comunicazioni del North Vietnam: una linea telefonica usata dai comandanti, 24 km a sud-est della città industriale di Vinh, su un crinale non sorvegliato. La Hughes ha inviato due Quiet One a Taiwan in ottobre 1971 e l’addestramento è terminato a giugno del 1972.  Gli elicotteri, su un C-130, sono arrivati a una pista isolata in Thailandia, chiamata LS-05. Di notte hanno poi raggiunto la base dei commando laotiani PS-44, ancor più segreta, nel sud-est del Laos. Gli elicotteri sono stati nascosti in un hangar a 500 metri di distanza nella foresta, con misure di sicurezza straordinarie.

Nella notte del 5-6/12/1972, caricati i soldati e lasciata la pista di Ho Chi Minh, un Quiet One ha scavalcato le montagne per poi seguire il profilo del terreno. Identificato il punto di intercettazione telefonica, ha scaricato i due commando. Poi si è diretto a ovest passando il fiume Cau verso un monte di 300 metri per installare il relay. L’albero adatto era stato individuato dopo mesi di ricognizioni fotografiche, abbastanza alto e in posizione elevata, con ottima visuale verso ovest. Il commando, uniti i fili telefonici, ha inserito l’intercettore telefonico, registrato l’antenna trasmittente a corto raggio e fissato dei piccoli pannelli solari. Per poi essere recuperato dall’elicottero. Il dispositivo ha funzionato solo 1-3 mesi, ma ha fornito sufficienti informazioni, impiegate nei colloqui che hanno portato alla pace del gennaio 1973.

Alcune delle innovazioni del Quiet One sono comparse sugli elicotteri successivi, come il rotore di coda degli AH-64. Il Pentagono e la CIA hanno continuato lo sviluppo di elicotteri silenziosi e stealth. Durante la missione in Pakistan, per eliminare Osama Bin Laden, un elicottero è precipitato. La coda è rimasta intatatta, rivelando un programma segreto, soprannominato “Stealth Hawk”, forse un derivato dell’UH-60. Da allora nulla è trapelato.

Mimetica tradizionale

Il sistema più intuitivo per nascondere un mezzo militare è l’impiego di colori mimetici simili all’ambiente circostante. Se questo funziona abbastanza bene per i mezzi terrestri, per quelli navali è meno efficace e ancor meno per i velivoli. Le caratteristiche di diffusione della luce e la trasparenza atmosferica porterebbero ad orientarsi verso un rosa uniforme, colore decisamente poco… combattivo, e adottato solo su alcuni Spitfire da ricognizione. Il grigio chiaro è preferito ed è ormai molto diffuso ovunque. Eppure non sono mancate mimetiche a dir poco astruse e cambiamenti di pensiero radicali, come nel caso della US Navy, passata dal blu scuro lucido uniforme al grigio gabbiano con fondo bianco semilucido al grigio uniforme opaco. Il problema è che lo sfondo può variare moltissimo e così la quota di volo. Non esiste una mimetica perfetta per ogni occasione. Ma in qualche caso il risultato è mirabile.

Haze Paint

Nel 1940 un produttore di vernici, S.Cabot, ha contattato l’esercito degli Stati Uniti, dopo aver scoperto le strane proprietà di una nuova vernice bianca, una soluzione colloidale di ossido di zinco in olio, codificata L31340. Le caratteristiche dipendevano dai grani del pigmento, il cui diametro era inferiore alla lunghezza d’onda della luce blu-viola, che causavano un’alta riflessione in queste frequenze per effetto Tyndall. Secondo Cabot, spruzzando la vernice su un fondo nero o blu scuro, sarebbero stati riflessi solo i colori blu e viola, la base scura avrebbe assorbito tutti gli altri. Angoli di riflessione diversi avrebbero cambiato l’assorbimento e l’aereo si sarebbe confuso col cielo. Non prometteva l’invisibilità ma, in certe condizioni, sicuramente buoni risultati. Il MIT ha giudicato che l’idea potesse funzionare e ha subito richiesto all’Army Air Corps un test, avvenuto a dicembre 1941, verniciando un P-43 con buoni risultati. Nel marzo del 1942 la Lockheed ha iniziato a dipingere i ricognitori F-4 Lightning in “Haze Paint”.

Haze Paint era un sistema di ombreggiatura/contro-ombreggiatura realizzato tramite strati di vernice di spessore variabile, specie nelle aree in ombra. L’aereo veniva prima dipinto in nero. Un velo di vernice era spruzzato sulle superfici superiori, che diventano blu scure. Uno strato spesso su quelle inferiori, specie nelle parti in ombra,  dava una finitura finale con toni da azzurro a quasi bianco. Le parti intermedie  ricevevano uno strato medio. Sfortunatamente non c’era un  modo per controllare l’applicazione degli strati, lasciata all’abilità dei pittori, col risultato di avere spessori e quindi riflettenze diverse, così la finitura di molti aerei risultava inaccettabile.

Gli aerei andavano verniciati solo di giorno, per poter valutare gli strati e andavano asciugati per 12 ore essendo la vernice a base oleosa. Altre 2-4 ore/uomo erano necessarie per rimuovere la polvere dalla finitura. I vapori, dopo 8 ore di verniciatura, obbligavano il personale al ricovero. I ritocchi erano impossibili e col tempo gli aerei scurivano. La Lockheed ha provato a sostituire la vernice con una lacca chiamata “Cloudmist”, rifiutata perché di pessima finitura. Una successiva “Ken-Haze” a smalto è stata anch’essa rifiutata. Non trovando una vernice adatta, la Lockheed nell’ottobre 1942 ha avuto il permesso di usare lo standard Olive Drab/Neutral Gray. Tanto più che il Proving Ground Command aveva bocciato la Haze Paint, giudicandola  appena superiore solo in caso di foschia. Ma i reparti in missione la chiedevano, preferendo un vantaggio anche lieve. Nel gennaio del 1943, è stata nuovamente autorizzata l’applicazione, finchè non si fosse trovato qualcosa di meglio. Alla fine sono stati verniciati 130 Lightning.

Alcuni test eseguiti con maggior rigore, avevano dato risultati inaspettati, risultando gli aerei brillanti oltre i 6000 metri di quota. Le prove precedenti si erano, infatti, svolte solo a bassa quota senza velivoli di controllo. La Lockheed ha sviluppato una nuova base blu denominata “Sky Base Blue”. Successivamente lo smalto Synthetic Haze Paint, “Flight White”, veniva verniciato con un colore denominato “Flight Blue”. I Lightning F-5A hanno ricevuto lo schema in Flight Blue nelle aree in ombra e uno strato leggero sui lati e superiormente. Questa volta l’ombreggiatura è risultata ottimale, l’aereo appariva monocolore. In un test, un F-5A a 9000 metri si è avvicinato fino a 300 metri da un B-17 con sei osservatori prima di essere visto. Da marzo 1943 lo schema è diventato stadard sugli F-5A/B. Il colore, comunque non è più stato usato dopo la metà del 1944, quando i Lightning sono apparsi verniciati in PRU Blue della RAF inglese.

Mimetica diruttiva

L’obbiettivo della mimetica diruttiva non è tanto nascondere l’oggetto, quanto renderne l’dentificazione estremamente difficoltosa e impossibile la valutazione dei movimenti. Tra gli accorgimenti più semplici, la falsa cabina inferiore, simulazione a volte completata con un falso timone con tanto di ombra. Un eccellente esempio lo ha fornito il prototipo dell’F-16XL. Precedentemente il pittore K.Ferris aveva realizzato la mimetica sperimentale degli F-14 ed F-15 impiegati in AIMVAL-ACEVAL. E’ stata applicata anche sugli F-4S. Alla Top Gun, oltre a mimetiche molto particolari, è apparso un A-4 con la mimetica di un MiG-17 sovrapposta.

Rivestimenti elettrocromici

Un articolo di S.Douglass e B.Sweetman, apparso nel maggio del 1997, ha trattato diffusamente delle nuove mimetiche attive. Nel 1980 l’USAF ha collaudato un piccolo aereo senza pilota nel progetto IMCRS con rivestimenti a fessura nella parte inferiore delle ali con lenti di Fresnel ad emissione anteriore e posteriore, forse correlato alle ricerche DARPA sulle mimetiche attive. In questo programma, un telecomandato di 2 metri con lampade fluorescenti è stato collaudato a White Sands, scomparendo alla quota di 300 metri. Il progetto è stato secretato.

Il Pentagono ha collaudato un F-15 con sottili pannelli fluorescenti, simili a quelli per il volo notturno in formazione, a Tonopah. A 1,6 km l’aereo era identificabile, oltre i 3,2 km era già difficile da individuare. 

Un sistema più avanzato, impiegava strati di un polimero che emetteva luce e cambiava colore a seconda del voltaggio, con sfumature di azzurro, grigio o bianco, facilmente applicabile a velivoli esistenti, su fondo bianco. Uno di questi polimeri elettrocromici realizzato all’università della Florida, era studiato dall’USAF per il tettuccio dei caccia.

Un rivestimento ancor più particolare era in collaudo su due aerei invisibili a Groom Lake in Nevada, nell’area 51. Composto trasparente  a base di polianilina, elettromagneticamente conduttivo, se caricato elettricamente,  cambiava istantaneamente luminosità e colore, sul principio dei display a cristalli liquidi. Fotocellule sulle superfici dell’aereo rilevavano la luce ambientale e il colore del cielo e del terreno. Un computer regolava la luminosità e la gradazione di colore per eguagliare gli sfondi. Il rivestimento disperdeva pure le onde radar riducendo fino al 50 % la portata di rilevamento. Serviva comunque molta potenza per simulare la luminosità del cielo, diverse volte più del radar di bordo.

Rivestimenti a contorni sfumati potrebbero ingannare i sensori IR a piano focale, che individuano i bordi del bersaglio. In una dimostrazione a Groom Lake l’intero rivestimento di un aereo è divenuto una emittente di disturbo per missili applicando un rivestimento pulsante nel visibile e nell’IR. Speciali vernici possono anche variare selettivamente il coefficiente di emissione infrarossa.

Da allora sicuramente vi sono stati molto progressi ma nulla è trapelato. Gli F-35 sembravano destinati a montare i nuovi rivestimenti ma gli elevati livelli di invisibilità raggiunti e le modalità di combattimento sul medio raggio e a media quota, hanno reso probabilmente meno importante la loro adozione. L’obbiettivo attuale è la riduzione delle segnature di un velivolo su tutte le bande dello spettro elettromagnetico, compresa la banda ottica, per ingannare l’occhio e i sensori elettroottici.

Fonti

Popular Science (5/1997)

http://www.popflock.com/learn?s=Stealth_plane

Kozlov PS , el primer avión invisible de la historia

https://en.wikipedia.org/wiki/Yehudi_lights

http://www.yo-3a.com/

http://yo-3a.com/images/ARMY_LOCKHEED_POWERPOINT-sept06-copy2.pdf

https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/753646.pdf

https://www.airspacemag.com/military-aviation/air-americas-black-helicopter-24960500/

https://medium.com/war-is-boring/the-cia-built-a-special-helicopter-to-sneak-into-north-vietnam-b1bb0ea35a7b

https://ww2aircraft.net/forum/threads/p38-haze-paint-camo-schemes.9108/

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