Sumário das Técnicas de Redução do RCS

• Reduzir o número de direções de reflexão ao concentra-las em algumas superfícies alinhadas de reflexão. As frestas devem ser tampadas com pontas denteados alinhadas com as superfícies principais. Ela é capaz de pegar a energia das ondas de radar funcionando como armadilha de triângulos;

• Usar bordas de fuga curvas para espalhar a reflexão;

• Evitar superfícies verticais sempre que possível e inclinar as superfícies para evitar refletores de canto de grande angulação. Ângulos retos e junções como cantos tipo mesa de bilhar refletem ondas de rádio direto para a fonte. A asa e fuselagem devem ter ângulos suaves para defletir os sinais para outras direções que não o radar;

• Levar armamento e combustível internamente;

• Minimizar ou eliminar as superfícies de controle;

• Eliminar a cavidade de transparência do cockpit empregando veículos aéreos não tripulados(UAV), ou reduzindo seu efeito tratando a transparência com uma camada de cobertura condutiva  para prevenir reflexão de objetos internos;

• Usar geometria externa limpa com protuberâncias mínimas nas entradas de ar, portinholas, frestas e antenas. Evitar cavidade e abertura. Excrescências, saliências, barbatanas ventrais, filetes, geradores de vortex, fendas e cercas de aeronaves convencionais são tabu em aeronaves furtivas. As antenas devem ser retrateis como o ILS e as antenas de comunicações;

• Evitar planos ou superfície de reentrâncias normais a radiação incidente. O F-22 e B-2 tem instrumentos de pressão de superfície e os pobres de sensores de ar do F-117 foram a maior dor de cabeça durante a fase de projeto;

• Esconder motores com entradas de ar e exaustores localizados na parte de cima da fuselagem para mascarar as cavidades. Usar ducto de entrada em forma em "S" ou "duplo-S" para esconder a face do compressor e forçar reflexões múltiplas na cobertura de RAM do ducto;

• Usar uma cobertura - com espaço pequeno em relação a radiação incidente - na entrada de ar, junto com defletores no ducto difusor e estender o comprimento das entradas de ar e arranja-los para levar a reflexões internas no RAM e mascarar a cavidade;

• Evitar entradas de ar de geometria variável para minimizar a reflexão das falhas e degraus entre as rampas e eliminar a porta do bypass;

• Projetar a borda da entrada de ar e do bocal alinhados com superfícies principais;

• O eliminador de camada limite deve ser feito ao redor do motor ou no ducto de bypass e não externamente;

• Projetar e construir qualquer estrutura interna com material transparente ao radar para reduzir reflexão em uma certa direção pois o efeito cumulativo das reflexões internas podem exceder o retorno de uma peça metálica;

• Usar RAM onde quer que seja apropriado como borda de ataque, anteparas e caixas pretas com cavidades de radar, no interior do ducto e em estrutura metálicas sobre coberturas transparentes ao radar;

• Usar métodos de fabricação de alta qualidade para evitar falhas, buracos, etc;

• Evitar descontinuidades em trilhas condutivas pois as ondas eletromagnéticas induzem a corrente em coberturas metálicas;

• Cobrir a saída do canhão, entradas de ar e exaustor do APU quando não usados;

• Se levar um radar, usar um sistema de baixa probabilidade de interceptação(LPI);

• Usar planejamento de missão automático, incorporando características do terreno e padrões de RCS da aeronave para otimizar o perfil de rota da missão, para acomodar atualizações de ameaças radar rapidamente e parâmetros de operação.

Principais contribuidores para o RCS de uma aeronave convencional:

• Faces frontais do compressor do motor e turbinas(traseira) devido a assinatura doppler;

• Entradas de ar do motor;

• Cargas externas incluindo cabeças de buscas dos mísseis;

• Borda de ataque das asas principalmente se não forem enflexadas;

• Refletores de canto na interseção da cauda e deriva;

• Asas diretamente de cima e de baixo;

• Radome do radar se transparentes para radares iluminadores;

• Cockpit incluindo efeito de cavidade devido ao grande número de refletores de canto. O canopy deve ser coberto com intercamadas de condução elétrica prevenir reflexo de objetos dentro.;

• Planos na fuselagem vistas de lado.

Pequenos contribuidores:

• Entradas de ar para resfriamento e ar condicionado;

• Fuselagem vista de frente;

• Falhas na borda de ataque e superfícies de controle que causam reflexos;

• Protuberâncias de superfície;

• Carenagens compridas incluindo mísseis, caudas e deriva.

Se os principais contribuidores para o RCS forem cuidadosamente manejados então os pequenos se tornam importante. A furtividade é difícil de conseguir e fácil de perder devido a falta de atenção.

Custos do Controle da Assinatura

Os requerimentos de furtividade resultam em configurações não convencionais e o desempenho, controlabilidade, fabricação e manutenção que se enchem de desentendimentos.
O efeitos adversos da redução da assinatura são os custos aumentados, manutenção adicional e peso e volume maior levando a perda na performance. A furtividade também leva a "acesso especial" de segurança que custa tempo e dinheiro.
Os custos econômicos da furtividade também são altos mas tem algumas vantagens. O F-22 não tem sistemas GE ativos caros - que tem que ser atualizados continuamente e não precisa de AAM de longo alcance(novo míssil) pois o AMRAAM pode ser lançado ainda fora do alcance de detecção dos caças inimigos.

Penalidades na aerodinâmica

Os problemas aerodinâmicos de uma aeronave furtiva, principalmente se for instável, são:

• Redução do L/D se a forma para baixo RCS comprometer a aerodinâmica. As formas facetadas do Have Blue contribuíram pouco para seu baixo L/D (7,5). O mais importante foram o enflechamento das asas de 72,5 graus e a baixa razão de aspecto da asa. O baixo L/D afeta o alcance. A falta de meios de alta sustentação e a trimagem da aeronave resulta em velocidade de pouso e decolagem alta;

• A estabilidade e controle são alterados pela necessidade de redução ou remoção das superfícies de controle e grande confiança no sistema de controle de vôo. Controle de vetoramento dos motores(TVC) pode ser necessário para reduzir a cauda e profundores;

• A necessidade de levar armas e combustível internamente aumenta o tamanho da fuselagem e o arrasto;

• Problemas de lançamento e aerodinâmica do paiol de bombas.

Penalidades na propulsão

Os problemas de propulsão de uma projeto furtivo são:

• Efeito na aeronave e desempenho do motor do posicionamento e forma da entrada de ar devido aos requerimentos de furtividade. Resulta em perda de potência devido a forma do ducto e controle da assinatura IR. Perda de 100% da linha de visada da face do motor através de ducto de duplo-S resulta em perda de pressão(e leva a perda de potência);

• Geometria fixa do ducto resulta em perda de pressão em Mach alto. O grande aspeto de ângulo de ataque necessário também será perdido;

• Entradas de ar com redução do RCS levam a perdas de pressão inaceitáveis. A necessidade de entradas de ar, vãos e defletores na porção subsônica reduzem a pressão e adicionam peso. Geradores de vortex são necessários para suprimir a separação do fluxo em entradas de ar fixas em grandes ângulos de ataque;

• Peças tridimensionais grandes e únicas integradas aerodinamicamente, eletromagneticamente e estruturalmente são possíveis com novos métodos de produção mas custam caro.

Penalidades no volume

Os caças já levam pouco combustível e levar armas internamente só piora o problema. Um paiol de armas interno leva a incertezas na estrutura, furtividade e lançamento de armas. O problema piora em aeronaves de ataque que devem levar grande número de armas de longo alcance internamente. Armas guiadas por GPS é a solução encontrada pela USAF.

O F-22 tem quatro paióis internos. Os principais tem dimensões de  0,6 x 1,2 em cada. Os secundários tem dimensões de 0,52 x 3,3. O volume total dos paióis é de 7,6 m3. O F-22 também leva 5 toneladas de combustível internamente que é o dobro do F-16 e a mesma quantidade do F-15. O S-37 Berkut tem dois paióis de bombas. O anterior de 3,75 x 0,8m e o traseiro de 4,6 x 2,2m.

Uma aeronave que leva armas e combustível internamente precisa de uma fuselagem grande, tendo componentes maiores e mais pesados que leva a um aumento no peso total. A entrada de ar e exaustor tendem a ser mais pesados e caros que convencionais.

Penalidades na fabricação

Os requerimentos de furtividade levam a cuidados e perfeição nunca antes usados na indústria aeroespacial. Assegurar um baixo RCS leva ao cuidado de milhares de detalhes. O número de painéis de acesso do F-22 foi reduzido em 1/3 e 80%(200 para 44) dos buracos de drenagem foram eliminados. O B-2 foi a primeira estrutura de engenharia que não precisou de acertos finais após a montagem final.

Penalidades na manutenção

O controle de assinatura afeta o sistema de apoio da aeronave. O uso de RAM na estrutura e como cobertura precisa de apoio, testes e processo de avaliação extra para verificar a continuidade do desempenho na assinatura. O demonstrador Have Blue foi detectado uma vez a 25km do radar de teste devido a três parafusos de um painel de segurança na superfície inferior que não foram bem apertados e apareciam na superfície com menos de 3mm. Até superfícies não visíveis são cobertas com RAP.
É necessário balancear furtividade com manutenção e custos de apoio. O primeiro passo é diminuir a necessidade de remover e restaurar as coberturas as coberturas LO ou selamento. As aeronaves furtivas tem sistema de diagnóstico que informa qual painel abrir para ir direto ao sistema defeituoso. O paiol de bombas e área do trem de pouso tem painéis que asseguram a manutenção de itens mais problemáticos sem comprometer a  "bolha LO". Os aviônicos principais são agrupados em poucos cabides para acessar os que precisam ser inspecionados freqüentemente.
O RAM é de manutenção difícil e sensível e tem que satisfazer a requerimentos eletromagnéticos, térmicos, vibratórios e estruturais de acordo com o local em que será usado. O pessoal de manutenção tem que usar pantufa para pisar na estrutura sem danificar e o F-117, por exemplo, costuma voar sem alguns painéis RAM e suavizar a pressão de manutenção. Qualquer arranhão descuidado ou excremento de pássaro pode aumentar o RCS.
O RAM pode ser danificado pela chuva, água, nuvem e gelo. Por isso a meteorologia é importante durante o planejamento da missão. Os painéis de acesso estão concentrados no paiol e trem de pouso para diminuir o número de frestas o que dificulta a manutenção. O problema era mais complicado com aeronaves e tecnologia antiga. O B-2 já não tem problemas de cancelamento de missão devido a manutenção relacionada com LO. A LO do F-22 foi baseado nas lições aprendidas com B-2 e F-117.

O JSF tem o RCS de uma bola de golf e o F-22 de uma bola de gude. A vantagem dos dois é que a cobertura furtiva precisa de 10% da manutenção de um B-2.