Tecnología furtiva

Armas furtivas

Avión furtivo F-117

Tanque furtivo PL-01

JS Kumano  , una fragata furtiva japonesa

La tecnología furtiva , también denominada tecnología de baja detectabilidad ( tecnología LO ), es una subdisciplina de las tácticas militares y las contramedidas electrónicas pasivas y activas . ^{[ 1 ]} El término abarca una gama de métodos utilizados para hacer que el personal, las aeronaves , los buques , los submarinos , los misiles , los satélites y los vehículos terrestres sean menos visibles (idealmente invisibles ) para el radar , el infrarrojo , ^{[ 2 ]} el sonar y otros métodos de detección. Corresponde al camuflaje militar para estas partes del espectro electromagnético (es decir, camuflaje multiespectral ).

El desarrollo de tecnologías furtivas modernas en Estados Unidos comenzó en 1958, ^{[ 3 ] [ 4 ]} donde los intentos previos de evitar el rastreo por radar de sus aviones espía U-2 durante la Guerra Fría por parte de la Unión Soviética habían fracasado. ^{[ 5 ]} Los diseñadores se dedicaron a desarrollar una forma específica para los aviones que tendía a reducir la detección al redirigir las ondas de radiación electromagnética de los radares. ^{[ 6 ]} También se probó y fabricó material absorbente de radiación para reducir o bloquear las señales de radar que se reflejan en las superficies de las aeronaves. Dichos cambios en la forma y la composición de la superficie constituyen la tecnología furtiva que se utiliza actualmente en el bombardero furtivo Northrop Grumman B-2 Spirit . ^{[ 4 ]}

El concepto de sigilo consiste en operar u ocultarse de la observación externa. Este concepto se exploró inicialmente mediante el camuflaje, que permitía que la apariencia de un objeto se mimetizara con el entorno visual. A medida que ha aumentado la eficacia de las tecnologías de detección e interceptación (radar, búsqueda y seguimiento por infrarrojos , misiles tierra-aire , etc.), también se ha visto afectado el diseño y la operación del personal y los vehículos militares. Algunos uniformes militares se tratan con productos químicos para reducir su firma infrarroja . Un vehículo sigiloso moderno se diseña desde el principio para tener una firma espectral específica . El grado de sigilo de un diseño determinado se elige en función de las amenazas de detección previstas.

El camuflaje para ayudar o evitar la depredación es anterior a la humanidad, y los cazadores han utilizado la vegetación para ocultarse, quizás desde que los humanos practican la caza. Es imposible determinar la primera aplicación del camuflaje en la guerra. Sun Tzu documentó métodos de ocultación visual en la guerra en su libro El arte de la guerra en el siglo V a. C., y Frontino en su obra Strategemata en el siglo I d. C. ^{[ 7 ]}

En Inglaterra, las unidades irregulares de guardabosques del siglo XVII fueron las primeras en adoptar colores apagados (comunes en las unidades irlandesas del siglo XVI) como forma de camuflaje , siguiendo ejemplos del continente.

Durante la Primera Guerra Mundial , los alemanes experimentaron con el uso de Cellon ( acetato de celulosa ), un material de recubrimiento transparente, en un intento por reducir la visibilidad de los aviones militares. Algunos ejemplares del monoplano de caza Fokker E.III Eindecker , el biplano de observación biplaza Albatros CI y el prototipo de bombardero pesado Linke-Hofmann RI fueron recubiertos con Cellon . Sin embargo, el reflejo de la luz solar en el material hacía que los aviones fueran aún más visibles. También se descubrió que el Cellon se degradaba rápidamente tanto por la luz solar como por los cambios de temperatura durante el vuelo, por lo que se abandonó el intento de fabricar aviones transparentes. ^{[ 8 ]}

En 1916, los británicos modificaron un pequeño dirigible de la clase SS para realizar reconocimientos nocturnos sobre las líneas alemanas en el Frente Occidental . Equipado con un motor silenciado y una bolsa de gas negra, el dirigible era invisible e inaudible desde tierra, pero varios vuelos nocturnos sobre territorio alemán arrojaron poca información útil y la idea se abandonó. ^{[ 9 ]}

El camuflaje de iluminación difusa , una forma de camuflaje de contrailuminación para buques , fue probado por la Marina Real Canadiense entre 1941 y 1943. El concepto fue adoptado posteriormente por los estadounidenses y los británicos para aeronaves: en 1945, un avión Grumman Avenger con luces Yehudi alcanzó los 2700 metros (3000 yardas ) de un buque antes de ser detectado. Esta capacidad quedó obsoleta con la llegada del radar . ^{[ 10 ]} 

El chaff se inventó en Gran Bretaña y Alemania a principios de la Segunda Guerra Mundial como un medio para ocultar los aviones del radar. En efecto, el chaff actuaba sobre las ondas de radio de forma similar a como una cortina de humo actuaba sobre la luz visible. ^{[ 11 ]}

El submarino alemán U-480 pudo haber sido el primer submarino furtivo. Presentaba un revestimiento de caucho anecoico , una de cuyas capas contenía bolsas de aire circulares para contrarrestar el sonar ASDIC . ^{[ 12 ]} La Kriegsmarine utilizó pinturas absorbentes de radar y materiales de caucho y compuestos semiconductores (nombres en clave: Sumpf , Schornsteinfeger ) en submarinos durante la Segunda Guerra Mundial. Las pruebas demostraron su eficacia para reducir las firmas de radar tanto en longitudes de onda cortas (centímetros) como largas (1,5 metros). ^{[ 13 ]} El concepto Tipo 29 fue el primer diseño en utilizar costados facetados y una vela angular similar al caza furtivo F-117, pero en lugar de desviar las ondas de radar, su objetivo era desviar los pulsos de sonar activo de los buques de guerra enemigos. ^{[ 14 ]}

En 1956, la Agencia Central de Inteligencia (CIA) de Estados Unidos comenzó a intentar reducir la sección transversal de radar (RCS) del avión espía U-2 . Se desarrollaron tres sistemas: Trapeze, una serie de cables y perlas de ferrita alrededor del fuselaje; un material de recubrimiento con circuitos impresos integrados; y pintura absorbente de radar. Estos sistemas se implementaron en los aviones espía , pero los resultados fueron decepcionantes: el aumento de peso y resistencia aerodinámica no compensaba la reducción en las tasas de detección. Más exitoso fue aplicar pintura de camuflaje a los aviones, originalmente de metal desnudo; se descubrió que un azul oscuro era el más efectivo. El peso de esta pintura aumentaba la altitud máxima en 76 metros (250 pies ) , pero dificultaba la detección del avión por parte de los interceptores. ^{[ 15 ]}  

En 1958, la CIA solicitó financiación para un avión de reconocimiento que sustituyera a los aviones espía U-2 existentes, ^{[ 16 ]} y Lockheed obtuvo los derechos contractuales para producirlo. ^{[ 3 ]} "Kelly" Johnson y su equipo en Skunk Works de Lockheed fueron asignados para producir el A-12 (u OXCART), que operaba a gran altitud de 70 000 a 80 000 pies (21 000 a 24 000 m) y a una velocidad de Mach 3,2 (2400 mph; 3800 km/h) para evitar la detección por radar. En prototipos anteriores, denominados A-1 a A-11, se desarrollaron diversas formas de avión diseñadas para reducir la detección por radar. El A-12 incluía varias características de sigilo, como combustible especial para reducir la firma de la columna de escape, estabilizadores verticales inclinados, el uso de materiales compuestos en puntos clave y el acabado general con pintura absorbente de radar. ^{[ 15 ]}     

En 1960, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) redujo la sección transversal de radar de un dron Ryan Q-2C Firebee . Esto se logró mediante pantallas especialmente diseñadas sobre la entrada de aire, material absorbente de radiación en el fuselaje y pintura absorbente de radar. ^{[ 17 ]}

El Ejército de los Estados Unidos emitió una especificación en 1968 que requería una aeronave de observación acústicamente indetectable desde tierra al volar a una altitud de 1500 pies (460 m) durante la noche. Esto dio como resultado el Lockheed YO-3A Quiet Star , que operó en Vietnam del Sur desde finales de junio de 1970 hasta septiembre de 1971. ^{[ 18 ]}  

Durante la década de 1970, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos lanzó el proyecto Lockheed Have Blue , con el objetivo de desarrollar un caza furtivo. Hubo una feroz competencia entre Lockheed y Northrop para obtener el contrato multimillonario. Lockheed incorporó a su oferta un texto escrito por el físico soviético-ruso Pyotr Ufimtsev de 1962, titulado Método de ondas de borde en la teoría física de la difracción , Radio Soviética, Moscú, 1962. En 1971, este libro fue traducido al inglés con el mismo título por la División de Tecnología Extranjera de la USAF. ^{[ 19 ]} La teoría jugó un papel crítico en el diseño de los aviones furtivos estadounidenses Lockheed F-117 Nighthawk y Northrop B-2 Spirit . ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} Las ecuaciones descritas en el artículo cuantificaban cómo la forma de un avión afectaría su detectabilidad por radar, la RCS. ^{[ 23 ]} En ese momento, la Unión Soviética no tenía la capacidad de supercomputación para resolver estas ecuaciones para diseños reales. Lockheed aplicó esto en simulación por computadora para diseñar una forma novedosa que llamaron "Hopeless Diamond", un juego de palabras con Hope Diamond , asegurando los derechos contractuales para producir el F-117 Nighthawk a partir de 1975. En 1977, Lockheed produjo dos modelos a escala del 60% bajo el contrato Have Blue. El programa Have Blue fue un demostrador de tecnología furtiva que duró de 1976 a 1979. El Northrop Grumman Tacit Blue también jugó un papel en el desarrollo de materiales compuestos y superficies curvilíneas, baja detectabilidad, fly-by-wire y otras innovaciones de tecnología furtiva. El éxito de Have Blue llevó a la USAF a crear el programa Senior Trend que desarrolló el F-117. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

A principios del siglo XXI, la proliferación de la tecnología furtiva comenzó fuera de Estados Unidos. Tanto Rusia como China probaron sus aeronaves furtivas en 2010. Rusia fabricó diez prototipos funcionales del Sukhoi Su-57 , mientras que China produjo dos aeronaves furtivas: el Chengdu J-20 y el Shenyang FC-31 . ^{[ 26 ]} En 2017, China se convirtió en el segundo país del mundo en desplegar una aeronave furtiva operativa, desafiando a Estados Unidos y sus aliados asiáticos. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

La tecnología furtiva (o LO, por sus siglas en inglés, de baja detectabilidad ) no es una sola tecnología. Es un conjunto de tecnologías, utilizadas en combinación, que pueden reducir considerablemente las distancias a las que una persona o un vehículo pueden ser detectados; principalmente mediante la reducción de la sección transversal de radar , pero también mediante aspectos acústicos , térmicos y de otra índole.

Casi desde la invención del radar, se han intentado diversos métodos para minimizar su detección. El rápido desarrollo del radar durante la Segunda Guerra Mundial propició un desarrollo igualmente rápido de numerosas medidas contra el radar durante ese período; un ejemplo notable fue el uso de contramedidas electrónicas (chaff). Los métodos modernos incluyen la interferencia y el engaño del radar .

El término sigilo, en referencia a aeronaves con firma de radar reducida, se popularizó a finales de la década de 1980, cuando el caza furtivo Lockheed Martin F-117 se hizo ampliamente conocido. El primer uso a gran escala (y público) del F-117 tuvo lugar durante la Guerra del Golfo en 1991. Sin embargo, los cazas furtivos F-117A se utilizaron por primera vez en combate durante la Operación Just Cause , la invasión estadounidense de Panamá en 1989. ^{[ 29 ]} Las aeronaves furtivas suelen diseñarse para tener secciones transversales de radar que son órdenes de magnitud menores que las aeronaves convencionales. La ecuación del alcance del radar implicaba que, en igualdad de condiciones, el alcance de detección es proporcional a la raíz cuarta de la RCS; por lo tanto, reducir el alcance de detección en un factor de 10 requiere una reducción de la RCS en un factor de 10 000.

forma del vehículo

Aeronave

La posibilidad de diseñar aeronaves de manera que redujeran su sección transversal de radar se reconoció a finales de la década de 1930, cuando se emplearon los primeros sistemas de seguimiento por radar, y se sabe desde al menos la década de 1960 que la forma de la aeronave marca una diferencia significativa en la detectabilidad. El Avro Vulcan , un bombardero británico de la década de 1960, tenía una apariencia notablemente pequeña en el radar de radiofrecuencia de microondas a pesar de su gran tamaño, y ocasionalmente desaparecía por completo de las pantallas de radar. Ahora se sabe que tenía una forma fortuitamente sigilosa, excepto por el elemento vertical de la cola. A pesar de haber sido diseñado antes de que una baja RCS y otros factores de sigilo fueran siquiera considerados, una nota técnica del Royal Aircraft Establishment de 1957 afirmaba que, de todas las aeronaves estudiadas hasta el momento, el Vulcan parecía, con mucho, el objeto de eco de radar más simple, debido a su forma: solo uno o dos componentes que contribuían significativamente al eco en cualquier aspecto (uno de ellos era el estabilizador vertical , que es especialmente relevante para la RCS de aspecto lateral), en comparación con tres o más en la mayoría de los otros tipos. ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]} Al escribir sobre sistemas de radar, los autores Simon Kingsley y Shaun Quegan destacaron la forma del Vulcan como un factor que reduce la RCS. ^{[ 33 ]} En contraste, el bombardero ruso de largo alcance Tupolev Tu-95 ( nombre de la OTAN 'Bear') era conspicuo en el radar. Ahora se sabe que las hélices y las palas de la turbina del reactor producen una imagen de radar brillante; el Bear tiene cuatro pares de grandes hélices contrarrotatorias de 5,6 m (18 pies) de diámetro . 

Otro factor importante es la construcción interna. Algunos aviones furtivos tienen una superficie transparente o absorbente al radar, detrás de la cual se encuentran estructuras denominadas triángulos reentrantes . Las ondas de radar que penetran la superficie quedan atrapadas en estas estructuras, reflejándose en las caras internas y perdiendo energía. Este método se utilizó por primera vez en la serie Lockheed Blackbird: A-12 , YF-12A y SR-71 .

La forma más eficiente de reflejar las ondas de radar hacia el radar emisor es mediante placas metálicas ortogonales, que forman un reflector de esquina compuesto por un diedro (dos placas) o un triedro (tres placas ortogonales). Esta configuración se encuentra en la cola de un avión convencional, donde los componentes vertical y horizontal de la cola están dispuestos en ángulo recto. Los aviones furtivos, como el F-117, utilizan una disposición diferente, inclinando las superficies de la cola para reducir las reflexiones de esquina que se forman entre ellas. Un método más radical consiste en omitir la cola, como en el B-2 Spirit. La configuración de ala volante limpia y de baja resistencia del B-2 le confiere un alcance excepcional y reduce su perfil de radar. ^{[ 34 ] [ 35 ]} El diseño de ala volante se asemeja más a una denominada placa plana infinita (ya que las superficies de control verticales aumentan drásticamente la RCS), la forma furtiva perfecta, puesto que no tendría ángulos para reflejar las ondas de radar. ^{[ 36 ]}

Además de modificar la cola, el diseño furtivo debe integrar los motores dentro del ala o el fuselaje , o, en algunos casos donde se aplica a aeronaves existentes, instalar deflectores en las tomas de aire para que las palas del compresor no sean visibles al radar. Una forma furtiva debe carecer de protuberancias o salientes complejos de cualquier tipo, lo que significa que las armas, los tanques de combustible y otros suministros no deben transportarse externamente. Cualquier vehículo furtivo deja de serlo cuando se abre una puerta o escotilla.

La alineación paralela de bordes o incluso superficies también se utiliza con frecuencia en diseños furtivos. Esta técnica consiste en emplear un número reducido de orientaciones de borde en la forma de la estructura. Por ejemplo, en el F-22A Raptor , los bordes de ataque del ala y los planos de cola están alineados con el mismo ángulo. Otras estructuras más pequeñas, como las compuertas de derivación de la entrada de aire y la abertura de reabastecimiento en vuelo , también utilizan los mismos ángulos. El efecto es que se refleja una señal de radar estrecha en una dirección muy específica, alejándose del emisor, en lugar de una señal difusa detectable desde múltiples ángulos. Este efecto se conoce a veces como "destellos" debido a la breve señal que se observa cuando el haz reflejado atraviesa un detector. Para el operador del radar, puede resultar difícil distinguir entre un destello y un fallo digital en el sistema de procesamiento.

Las estructuras de los aviones furtivos a veces presentan estrías distintivas en algunos bordes expuestos, como las tomas de aire del motor. El YF-23 tiene dichas estrías en las tomas de escape. Este es otro ejemplo de la alineación paralela de elementos, en este caso en la estructura externa del avión.

Los requisitos de diseño afectaron considerablemente las propiedades aerodinámicas del F-117 . Es inherentemente inestable y no puede volarse sin un sistema de control fly-by-wire .

De manera similar, recubrir la cúpula de la cabina con una fina película conductora transparente ( óxido de indio y estaño depositado por vaporización de oro u óxido de indio y estaño ) ayuda a reducir el perfil de radar de la aeronave, ya que las ondas de radar normalmente entrarían en la cabina, se reflejarían en los objetos (el interior de una cabina tiene una forma compleja, y solo el casco del piloto genera una reflexión considerable) y posiblemente regresarían al radar. Sin embargo, el recubrimiento conductor crea una forma controlada que desvía las ondas de radar entrantes lejos del radar. El recubrimiento es lo suficientemente delgado como para no tener ningún efecto adverso en la visión del piloto.

barcos

Los buques también han adoptado métodos similares. Aunque los primeros destructores estadounidenses de la clase Arleigh Burke incorporaron algunas características de reducción de firma. ^{[ 37 ] [ 38 ]} las corbetas noruegas de la clase Skjold fueron las primeras de defensa costera y las fragatas francesas de la clase La Fayette los primeros buques oceánicos furtivos en entrar en servicio. Otros ejemplos son las fragatas holandesas de la clase De Zeven Provinciën , las corbetas taiwanesas de la clase Tuo Chiang , las fragatas alemanas de la clase Sachsen , la corbeta sueca de la clase Visby , los buques de transporte anfibio estadounidenses de la clase San Antonio y la mayoría de los diseños modernos de buques de guerra .

Materiales

Estructura no metálica

Los materiales compuestos dieléctricos son más transparentes al radar, mientras que los materiales conductores de electricidad, como los metales y las fibras de carbono, reflejan la energía electromagnética incidente en su superficie. Los compuestos también pueden contener ferritas para optimizar las propiedades dieléctricas y magnéticas del material según su aplicación.

Material absorbente de radar

Los materiales absorbentes de radiación (RAM), a menudo en forma de pinturas, se utilizan especialmente en los bordes de las superficies metálicas. Si bien el material y el espesor de los recubrimientos RAM pueden variar, su funcionamiento es el mismo: absorben la energía radiada de una estación de radar terrestre o aérea en el recubrimiento y la convierten en calor en lugar de reflejarla. ^{[ 39 ]} Las tecnologías actuales incluyen compuestos dieléctricos y fibras metálicas que contienen isótopos de ferrita. El recubrimiento compuesto cerámico es un nuevo tipo de sistema de materiales que puede soportar temperaturas más altas con mejor resistencia a la erosión por arena y resistencia térmica. ^{[ 40 ]} La pintura consiste en depositar colonias en forma de pirámide sobre la superficie reflectante con los huecos rellenos con RAM a base de ferrita. La estructura piramidal desvía la energía del radar incidente en el laberinto de RAM. Un material comúnmente utilizado es la pintura de bolas de hierro . ^{[ 41 ]} Contiene microesferas de hierro que resuenan en sintonía con las ondas de radio entrantes y disipan la mayor parte de su energía en forma de calor, dejando poca para reflejar hacia los detectores. Las FSS son estructuras periódicas planas que se comportan como filtros para la energía electromagnética. Las superficies selectivas en frecuencia consideradas están compuestas por elementos conductores adheridos a la capa de ferrita. Estas superficies se utilizan para la filtración y la absorción de microondas.

El sigilo acústico desempeña un papel fundamental en los submarinos y vehículos terrestres. Los submarinos utilizan extensos soportes de goma para aislar, amortiguar y evitar ruidos mecánicos que puedan revelar su ubicación a los sistemas de sonar pasivo submarino .

Los primeros aviones de observación furtivos utilizaban hélices de giro lento para evitar ser detectados por las tropas enemigas que volaban por debajo. Si bien el vuelo subsónico es preferible al supersónico para maximizar el sigilo acústico (debido a la evitación de estampidos sónicos ), los aviones furtivos supersónicos propulsados ​​por reactores, como el F-22, siguen siendo viables, ya que dependen principalmente de su sigilo de radar y térmico.

Un método para reducir el ruido del rotor del helicóptero es la modulación del espaciado de las palas . ^{[ 49 ]} Las palas de rotor estándar están espaciadas uniformemente y producen mayor ruido a una frecuencia determinada y sus armónicos . El uso de un espaciado variable entre las palas distribuye el ruido o la firma acústica del rotor en un rango de frecuencias mayor. ^{[ 50 ]}

La tecnología más sencilla es el camuflaje visual; el uso de pintura u otros materiales para colorear y disimular las líneas de un vehículo o una persona.

La mayoría de los aviones furtivos usan pintura mate y colores oscuros, y operan solo de noche. Últimamente, el interés en el sigilo diurno (especialmente por parte de la USAF) ha enfatizado el uso de pintura gris en esquemas disruptivos , y se supone que las luces Yehudi podrían usarse en el futuro para ocultar la estructura del avión (contra el fondo del cielo, incluso de noche, los aviones de cualquier color parecen oscuros ^{[ 51 ]} ) o como una especie de camuflaje activo. El diseño original del B-2 tenía tanques en las alas para un químico inhibidor de estelas de condensación , pero esto fue reemplazado en el diseño final por un sensor de estelas que alerta al piloto cuando debe cambiar de altitud y la planificación de la misión también considera altitudes donde la probabilidad de su formación es mínima. ^{[ 52 ]}

En el espacio, se pueden emplear superficies reflectantes para reflejar imágenes del espacio vacío hacia observadores conocidos o sospechosos; este método es compatible con varios sistemas de sigilo radar. Es fundamental controlar con precisión la orientación del satélite con respecto a los observadores, ya que los errores pueden aumentar su detectabilidad en lugar de reducirla.

Una columna de escape contribuye con una firma infrarroja significativa. Una forma de reducir la firma IR es tener un tubo de escape no circular (en forma de hendidura) para minimizar el área de la sección transversal del escape y maximizar la mezcla del escape caliente con el aire ambiente frío (ver Lockheed F-117 Nighthawk, toberas rectangulares en el Lockheed Martin F-22 Raptor y flaps de tobera dentados en el Lockheed Martin F-35 Lightning II ). A menudo, se inyecta aire frío deliberadamente en el flujo de escape para potenciar este proceso (ver Ryan AQM-91 Firefly y Northrop B-2 Spirit). La ley de Stefan-Boltzmann muestra cómo esto resulta en una menor liberación de energía ( radiación térmica en el espectro infrarrojo) y, por lo tanto, reduce la firma de calor. En algunas aeronaves, el escape del reactor se ventila por encima de la superficie del ala para protegerlo de los observadores que se encuentran debajo, como en el Lockheed F-117 Nighthawk y el Fairchild Republic A-10 Thunderbolt II , que no es furtivo . Para lograr el sigilo infrarrojo , los gases de escape se enfrían a temperaturas en las que las longitudes de onda más brillantes que emiten son absorbidas por el dióxido de carbono y el vapor de agua atmosféricos , lo que reduce considerablemente la visibilidad infrarroja de la columna de escape. ^{[ 53 ]} Otra forma de reducir la temperatura de los gases de escape es hacer circular fluidos refrigerantes , como combustible, dentro del tubo de escape, donde los tanques de combustible actúan como disipadores de calor enfriados por el flujo de aire a lo largo de las alas. ^{[ 54 ]}

El combate terrestre incluye el uso de sensores infrarrojos tanto activos como pasivos. Por lo tanto, el documento de requisitos del uniforme de combate terrestre del Cuerpo de Marines de los Estados Unidos (USMC) especifica estándares de calidad de reflectancia infrarroja. ^{[ 55 ]}

Además de reducir las emisiones infrarrojas y acústicas, un vehículo furtivo debe evitar irradiar cualquier otra energía detectable, como la proveniente de radares a bordo, sistemas de comunicación o fugas de radiofrecuencia de las carcasas electrónicas. El F-117 utiliza sistemas de sensores infrarrojos pasivos y de televisión de baja luminosidad para apuntar sus armas, y el F-22 Raptor cuenta con un radar LPI avanzado capaz de iluminar aeronaves enemigas sin activar la respuesta del receptor de alerta de radar .

El tamaño de la imagen de un objetivo en el radar se mide mediante la RCS, representada a menudo por el símbolo σ y expresada en metros cuadrados. Esto no equivale al área geométrica. Una esfera perfectamente conductora con un área de sección transversal proyectada de ¹ m² ( 11 ^ft² ) ( es decir, un diámetro de 1,13 m (3,7 ft) ) tendrá una RCS de 1 m² (11 ft² ) . Cabe señalar que ^{, para longitudes de onda} de radar mucho menores que el diámetro de la esfera, la RCS es independiente de la frecuencia. Por el contrario, una placa plana cuadrada de área 1 m² (11 ft²) ^{tendrá una RCS} de 𝜎 = 4 π ^A² / 𝜆² ( donde A = área , 𝜆 = ^longitud de onda ) , o 13.982 m² ( 150.500 ^{ft² )} a          10  GHz si el radar es perpendicular a la superficie plana. ^{[ 56 ]} En ángulos de incidencia no normales , la energía se refleja lejos del receptor, reduciendo la RCS. Se dice que los aviones furtivos modernos tienen una RCS comparable a la de pájaros pequeños o insectos grandes, ^{[ 57 ]} aunque esto varía ampliamente dependiendo de la aeronave y el radar.

Si la RCS estuviera directamente relacionada con el área de la sección transversal del objetivo, la única forma de reducirla sería disminuir el tamaño de su perfil físico. En cambio, al reflejar gran parte de la radiación o al absorberla, el objetivo logra una sección transversal de radar menor. ^{[ 58 ]}

Los aviones de ataque furtivos, como el Lockheed F-117 Nighthawk, se utilizan habitualmente contra emplazamientos enemigos fuertemente defendidos, como centros de mando y control o baterías de misiles tierra-aire (SAM). El radar enemigo cubrirá el espacio aéreo alrededor de estos emplazamientos con cobertura superpuesta, lo que hace que la entrada sin ser detectada por aeronaves convencionales sea prácticamente imposible. Los aviones furtivos también pueden ser detectados, pero solo a corta distancia de los radares; para un avión furtivo existen importantes lagunas en la cobertura del radar. Por lo tanto, un avión furtivo que vuele por una ruta adecuada puede permanecer sin ser detectado por el radar. Incluso si se detecta un avión furtivo, los radares de control de tiro que operan en las bandas C , X y Ku no pueden identificar (para la guía de misiles) aviones de baja observabilidad (LO) excepto a distancias muy cortas. ^{[ 59 ]} Muchos radares terrestres utilizan filtros Doppler para mejorar la sensibilidad a objetos que tienen un componente de velocidad radial con respecto al radar. Los planificadores de misión utilizan su conocimiento de la ubicación de los radares enemigos y el patrón de sección transversal de radar (RCS) de la aeronave para diseñar una trayectoria de vuelo que minimice la velocidad radial y presente los aspectos de menor RCS de la aeronave al radar enemigo. Para poder volar estas rutas "seguras", es necesario comprender la cobertura de radar del enemigo (véase inteligencia electrónica ). Los sistemas de radar aerotransportados o móviles, como los de alerta temprana y control aerotransportados (AEW&C, AWACS), pueden complicar la estrategia táctica para operaciones furtivas.

Tras la invención de las metasuperficies electromagnéticas , los medios convencionales para reducir la RCS han mejorado significativamente. ^{[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]} Como se mencionó anteriormente, el objetivo principal en la conformación de propósito es redirigir las ondas dispersas lejos de la dirección de retrodispersión, que suele ser la fuente. Sin embargo, esto generalmente compromete el rendimiento aerodinámico. ^{[ 63 ]} Una solución factible, que se ha explorado ampliamente en los últimos tiempos, es el uso de metasuperficies que pueden redirigir las ondas dispersas sin alterar la geometría de un objetivo. ^{[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]} Dichas metasuperficies se pueden clasificar principalmente en dos categorías: metasuperficies de tablero de ajedrez y metasuperficies de índice de gradiente. De manera similar, los metamateriales de índice negativo son estructuras artificiales para las cuales el índice de refracción tiene un valor negativo para algún rango de frecuencia, como en microondas, infrarrojo o posiblemente óptico. ^{[ 64 ]} Estos ofrecen otra forma de reducir la detectabilidad y pueden proporcionar casi invisibilidad electromagnética en longitudes de onda diseñadas.

El sigilo por plasma es un fenómeno que propone el uso de gas ionizado, denominado plasma , para reducir la sección transversal de radar (RCS) de los vehículos. Las interacciones entre la radiación electromagnética y el gas ionizado se han estudiado ampliamente para diversos fines, incluyendo la ocultación de vehículos al radar. Existen varios métodos para formar una capa o nube de plasma alrededor de un vehículo con el fin de desviar o absorber el radar, desde descargas electrostáticas más simples hasta descargas láser de radiofrecuencia (RF) más complejas, pero su implementación práctica puede resultar difícil. ^{[ 65 ]}

Existen varios esfuerzos de investigación y desarrollo tecnológico para integrar las funciones de los sistemas de control de vuelo de aeronaves, como alerones , elevadores , elevones , flaps y flaperones , en las alas para cumplir el propósito aerodinámico con las ventajas de una menor RCS para el sigilo, a través de geometrías más simples y menor complejidad (mecánicamente más simple, menos o ninguna pieza o superficie móvil, menos mantenimiento), y menor masa, costo (hasta un 50% menos), resistencia (hasta un 15% menos durante el uso) e inercia (para una respuesta de control más rápida y fuerte para cambiar la orientación del vehículo y reducir la detección). Dos enfoques prometedores son las alas flexibles y la fluidodinámica.

En las alas flexibles, gran parte o la totalidad de la superficie del ala puede cambiar de forma en vuelo para desviar el flujo de aire. Las alas adaptables son un proyecto tanto militar como comercial. ^{[ 66 ] [ 67 ] [ 68 ]} El ala aeroelástica activa X-53 fue un proyecto conjunto de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, Boeing y la NASA .

En fluidodinámica , se está investigando la inyección de fluidos en flujos de aire para su uso en aeronaves con el fin de controlar la dirección, de dos maneras: control de circulación y vectorización de empuje. En ambos casos, las piezas mecánicas más grandes y complejas se reemplazan por sistemas fluidodinámicos más pequeños, simples y de menor masa, en los que las fuerzas mayores en los fluidos se desvían mediante chorros o flujos de fluido más pequeños de forma intermitente, para cambiar la dirección de los vehículos. Las superficies de control mecánicas que deben moverse constituyen una parte importante de la sección transversal de radar de la aeronave. ^{[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]} La omisión de superficies de control mecánicas puede reducir los retornos de radar. ^{[ 71 ] [ 72 ] [ 73 ]} A partir de 2023, se sabe que al menos dos países están investigando el control de fluidos. En Gran Bretaña, BAE Systems ha probado dos aeronaves no tripuladas controladas por fluidos, una que comenzó en 2010 llamada Demon , ^{[ 72 ] [ 71 ]} y otra con la Universidad de Manchester que comenzó en 2017 llamada MAGMA. ^{[ 73 ]} En los Estados Unidos, el programa de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa ( DARPA ) llamado Control de Aeronaves Revolucionarias con Efectores Novedosos (CRANE) busca "... diseñar, construir y probar en vuelo un nuevo avión X que incorpore el control de flujo activo (AFC) como una consideración de diseño principal. ... En 2023, la aeronave recibió su designación oficial como X-65", ^{[ 74 ] [ 75 ]} o más completamente: Aurora X-65 CRANE . En enero de 2024, comenzó la construcción en la subsidiaria de Boeing Aurora Flight Sciences . ^{[ 76 ] [ 77 ]} Según DARPA, las pruebas de vuelo debían comenzar en el verano de 2025, ^{[ 76 ] [ 77 ]} pero se pospusieron hasta 2027. ^{[ 78 ]}

En el control de circulación, cerca de los bordes de salida de las alas, los sistemas de control de vuelo de las aeronaves se reemplazan por ranuras que emiten flujos de fluido. ^{[ 79 ] [ 80 ] [ 81 ]}

• F-117 Nighthawk
• Espíritu B-2
• F-22 Raptor
• F-35 Lightning II
• J-20
• Su-57
• B-21 Raider
• J-35
• Jaque mate del Su-75

• Boeing–Sikorsky RAH-66 Comanche
• Hughes 500P

Los buques de guerra de todo el mundo han incorporado características de reducción de firma, principalmente con el propósito de reducir el alcance de detección de los misiles antibuque y mejorar la eficacia de las contramedidas, más que para evitar la detección propiamente dicha. Algunos ejemplos de estos buques son:

• Fragata clase Bhumibol Adulyadej
• Buque de combate litoral de la clase Independence
• Corbeta de la clase Kamorta
• Lancha de ataque rápido clase Klewang
• Destructor de la clase Kolkata
• Fragata de la clase La Fayette
• Fragata clase Nilgiri
• Fragata clase Sachsen
• Corbeta de la clase Shahid Soleimani
• Fragata clase Shivalik
• Corbeta clase Skjold
• Fragata clase Talwar
• Corbeta clase Tuo Chiang
• Destructor tipo 055
• Destructor de la clase Visakhapatnam
• Corbeta de la clase Visby
• Destructor de la clase Zumwalt

• Camuflaje activo
• Camuflaje multiespectral
• Dispositivo de camuflaje
• Ayuda para la penetración

• ¿Diseño furtivo utilizado en aeronaves militares?
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