La tecnologia stealth (letteralmente tecnologia furtiva) è l'insieme di accorgimenti di varia natura (tattica, tecnica e tecnologica), che permettono di diminuire la propria evidenza all'osservazione da parte nemica. Più che una scienza precisa, si tratta di una vera e propria "filosofia", perché essa è in genere posta al di sopra della tecnologia, che viene applicata per concretizzare il senso del concetto, essenzialmente tattico, d'essere visti il meno possibile per non soccombere alla reazione di eventuali nemici.
Il concetto di "bassa osservabilità" viene studiato in maniera empirica, da quando si è scoperto che usare colori di un certo tipo rende possibile nascondersi e dissimularsi con l'ambiente circostante. In natura, la mimetizzazione è la base di questa filosofia di sopravvivenza, spesso usata anche per compiti offensivi. È importante rimarcare che stealth in inglese significa in effetti "furtività" e non "invisibilità". Tra le tante applicazioni naturali, si può ben definire stealth un orso polare sulla banchisa, un leone nella savana, una mantide religiosa nella vegetazione. Tra le applicazioni umane storiche, stealth era pure un ninja, come lo sono attualmente gli attuali commando e sabotatori.
La concezione scientifica della stealthness parte non ufficialmente dalla mimetizzazione, adottata soprattutto dopo l'invenzione delle armi da fuoco, quando queste fecero diventare troppo pericoloso esporsi e manovrare eserciti in piena vista, con le loro sgargianti uniformi e le armature individuali, sempre più inutili. Tutto questo avvenne soprattutto nel XX secolo in campo terrestre, navale e aereo.
Radar Design La tecnologia stealth maggiormente nota è quella legata alla riduzione della segnatura radar. Questa riduzione è dovuta soprattutto alle caratteristiche forme che gli oggetti progettati con tali accorgimenti finiscono per assumere. Lo studio di questo aspetto della tecnologia stealth, molto impegnativo, ha dato luogo a dei risultati sorprendenti.
Dopo l'invenzione del radar, inizialmente sembrò che i problemi di localizzazione dei mezzi navali e aerei fosse stata risolta con successo. D'altra parte la velocità delle macchine volanti era troppo elevata per controllare la penetrazione sul proprio territorio di bombardieri veloci ad elica, che oramai superavano i 300 km/h di velocità media e potevano volare spesso al di sopra della copertura delle nubi. La necessità di un apparato con capacità di avvistamento molto superiore rispetto ai tradizionali binocoli era molto sentita.
Ad un certo punto, grazie alla portata dei radar e alla capacità di localizzare oggetti, sembrò che nessun oggetto volante o in navigazione potesse sfuggirne alla ricerca, che avviene in ogni condizione di tempo grazie alla riflessione e alla dispersione delle onde radio. Per un certo periodo anche la mimetizzazione passò in secondo piano, apparentemente superata dallo sviluppo dei dispositivi radar di scoperta.
Ben presto ci si accorse che anche i nuovi apparati erano ingannabili con varie tecniche che sono basate su vari principi: disturbo attivo (ECM - Electronic Countermeasures), uso di falsi bersagli come i chaff (striscioline metalliche, inizialmente semplice carta stagnola, usati già nella seconda guerra mondiale dagli inglesi con il nome window ("finestra") nel luglio 1943, dai giapponesi nell'autunno 1943, con il nome di "Giman-shi" (carta che inganna), dai tedeschi con il nome "Düppel" nel settembre 1943), oppure con tecniche di volo radente alla superficie cercando il mascheramento del terreno o della curvatura terrestre, come durante l'impiego degli aerei General Dynamics F-111 o Tornado. Un esempio dell'efficacia di queste tecniche si ebbe con l'episodio dell'aereo da turismo di Mathias Rust, che volando a bassa quota atterrò indisturbato, nel 1987, sulla Piazza Rossa.
Questi principi di funzionamento erano anche interpretabili in un modo diverso: se il segnale si poteva ingannare, esaltare o distorcere con sistemi attivi, si sarebbe potuto anche agire sulla forma dell'oggetto che lo rinviava al ricevitore del sistema radar. Un esempio venne dato involontariamente dal bombardiere YB-49, lontano avo del B-2. Mentre era impiegato in voli sperimentali, durante una virata venne letteralmente perso dai radar di terra. La cosa si sarebbe in seguito ripetuta per altri tipi di oggetti volanti, come i velivoli sperimentali dotati di lifting body. Queste esperienze mostravano quello che sarebbe stato importante capire dei principi di scoperta radar.
Quello che i radar mostrano sugli schermi dipende dal segnale di ritorno, che è proporzionale, essendo un'eco, a diversi elementi, tra cui la forma dell'oggetto. Detto in altri termini, un Boeing 747, pur essendo molto più grande di un camion offre un ritorno radar inferiore. Il motivo di questo fenomeno è che l'aereo ha forme affusolate (per ragioni aerodinamiche) che tendono a riflettere le onde radar in varie direzioni, mentre il camion ha forme squadrate, che provocano una forte eco nella direzione del radar che emette il segnale. Lavorando sulla forma delle superfici esterne, come nel caso dei Lockheed SR-71, si cercò quindi di ridurre l'eco di ritorno con superfici opportunamente inclinate.
Le indagini sperimentali resero possibili le deduzioni necessarie: per esempio, un bombardiere B-17 ha una RCS (Radar Cross Section, sezione radar equivalente) di circa 75 m². La sezione radar frontale è la minore che ha un velivolo, perché la parte anteriore è in genere più affusolata di quella posteriore, soprattutto per la coda, che ha bordi di uscita quasi verticali. La RCS di un DC-3 ha un valore di circa 25 m², che non si spiega con la minore dimensione della macchina. La mancanza delle torrette era un motivo, i motori con le loro grandi carenature costituiscono un altro motivo, e soprattutto, mentre il DC-3 ha un muso metallico, il B-17 ne ha uno vetrato, il che consente alle onde radar di passarvi attraverso e di rimbalzare contro gli oggetti metallici interni. Questo dà un motivo di ritorno radar maggiore che con un muso metallico arrotondato, che diffonde in maniera molto più uniforme l'eco radar.
Le dimensioni della RCS, misurata in banda S, sono tipicamente così valutabili in m²: Passero: 0,0025 Corvo: 0,006 Piccione: 0,008 Germano reale: 0,009 F-86: 2,9 MiG-29: 3 F-104: 4,3 FB-111: 7 KC-135: 21 DC-3: 23 B-52: 40 B-17: 74 B-747: 100 Autocarro: 200 Nave di piccole dimensioni: 500 Navi di grandi dimensioni: 5000+
Con il tempo le macchine sono diventate più aerodinamiche, e così nonostante una massa paragonabile a quella di un bombardiere, un F-111 ha una RCS di 7 m², un F-4 di 6, un MiG-21 di 4. In genere la RCS di un caccia moderno è valutata in 5 m² ma questo si riferisce al velivolo senza carichi esterni, specie quelli sotto i piloni. Gli F-117 e i B-2 a questo scopo sono dotati di sole stive interne per il trasporto delle armi, che sono sviluppate per restare aperte il meno possibile proprio per restare nascosti ai radar, invece B-1B e gli F-22 hanno stive interne e attacchi supplementari esterni, rispettivamente sei e quattro, che se impiegati aumentano il payload, ma sacrificando la RCS.
Nelle parti in cui vi sono le maggiori riflessioni sono presenti le prese d'aria e i motori (specie per i sensori Radar Doppler, sensibili al movimento delle pale della turbina), i bordi d'attacco delle ali, l'abitacolo e i suoi montanti, i piani di coda e i carichi esterni. Ridurre la traccia può essere relativamente facile. Esistono soluzioni come l'angolazione ottimale delle prese d'aria per evitare i ritorni radar, il raccordo curvilineo tra ali e fusoliera, la schermatura delle turbine e altre soluzioni. Tra queste vi è anche una sottile doratura dell'abitacolo, per rendere il vetro radar riflettente e quindi, dissipare le onde radar attraverso la struttura arrotondata, cosa molto migliore che lasciare le onde penetrare nell'abitacolo e rimbalzare a 90 gradi sul sedile, il pilota, l'HUD. Quello che non può essere evitato è che le onde radar rimbalzino sulla struttura metallica piana del radar del muso, protetto da un materiale aerodinamico ma dielettrico e quindi, trasparente al radar.
Già il MiG-29 ha una RCS di 3 m² grazie ai raccordi alari molto arrotondati e alle doppie derive con angoli multipli, mentre per altre macchine come il Rafale, sviluppato con criteri stealth, a suo tempo si parlava di 2 m², che potrebbe essere una stima in eccesso: un Alpha jet, con la sua fusoliera particolarmente affusolata, pur non avendo accorgimenti stealth, ha una RCS di circa 1 m². Un'altra possibilità sono i piani di coda e le ali di materiali esotici. In molte macchine, come gli AV-8 Harrier, queste strutture sono in materiali sintetici e non metallici, il che spesso riduce il ritorno del radar in maniera netta. Questo è particolarmente vero per i rotori degli elicotteri, da lungo tempo fatti con materiali come il kevlar.
Tra le macchine non necessariamente note per la stealthness vi è lSR-71 Blackbird, che nella sua progettazione, nonostante le eccezionali prestazioni di velocità e quota è stato pensato anche per la riduzione della RCS, adottando un'ala speciale munita di bordi d'attacco particolarmente arrotondati ed estesi, con una struttura esterna ricca di triangoli nel bordo d'attacco, che fanno rimbalzare le onde in maniera non lineare, mentre i piani di coda non sono verticali ma inclinati all'indietro. La macchina ha una struttura tale da essere rilevabile ai radar in maniera assai minore di quanto le dimensioni facciano supporre e non solo frontalmente, ma anche sui lati e in coda. Le parti che invece, dato il fatto che sono piatte, possono rimandare una forte eco radar sono il ventre e il dorso, ma essi sono rilevabili, alla quota di volo standard, solo da satelliti o da radar terrestri che sono quasi sulla verticale, in basso, per cui lo scopo di ridurre il tempo di scoperta era raggiunto, anche se queste macchine erano localizzabili e potevano essere fatte oggetto di fuoco contraereo, ma nessun missile riuscì a raggiungerle una volta che esse erano riuscite ad evitare di essere ingaggiate frontalmente (perché la loro velocità era paragonabile a quella dei missili SAM).
L'F-117 apparso negli anni ottanta ha rappresentato la macchina invisibile per eccellenza, con una serie di accorgimenti specifici contro i radar e anche i sensori termici. Le sue superfici sfaccettate, la coda a farfalla, le prese d'aria coperte da una rete metallica, vetri "dorati", bordo della vetratura con forma triangolare hanno consentito di ridurre la RCS a 0,1 m² se non meno. Anche qui l'unico punto debole è la parte ventrale, ma l'F-117 può volare a bassa quota evitando la localizzazione dal basso.
Lo stealth di seconda generazione ha visto macchine come il B-2, l'F-22 e l'YF-23. Questi apparecchi hanno linee molto più armoniose di quelle, alquanto grottesche, dell'F-117. Le esigenze di maggiori prestazioni (ottimizzando l'aerodinamica di conseguenza) e le migliori capacità di progettazione computerizzate hanno forgiato forme migliori, tra cui quella più notevole è stata quella dell'YF-23, caccia supersonico altamente stealth, ma non scelto per la vittoria dell'F-22, che è stato considerato più maneggevole, ma l'evoluzione di quest'ultimo è avvenuta da allora (1991) sempre più con criteri stealth.
Per capire come la progettazione di dettaglio possa aiutare, anche un progetto in fase di concretizzazione, basterà citare come la riduzione dell'RCS abbia avuto luogo nei bombardieri americani. Il B-52 è variamente indicato con una RCS di circa 40–100 m². Il B-1A, aereo supersonico da mach 2 e attacco in quota, era indicato, grazie alle ali di piccole dimensioni, i motori meno numerosi e l'aerodinamica meglio studiata per il volo supersonico, con una RCS pari a un decimo.