ASSINATURA VISUAL

As aeronaves furtivas não são fisicamente invisíveis. Contudo, voando a noite e com técnicas de camuflagem as tornam difíceis de serem vistas a olho nú. A silhueta das aeronaves furtiva também tende a ser pequenas e planas principalmente no aspecto frontal.

A redução da assinatura visual depende de táticas e técnicas. Durante a Primeira Guerra Mundial, os caças já usavam técnicas de camuflagem, posicionamento com o sol pelas costas para cegar o inimigo e se escondiam nas nuvens. Nesta época já se dizia "perca a visão, e perderá a luta" (Lose sight, lose fight), demonstrando que já haviam percebido a relação entre visibilidade e a sobrevivência. Outra frase era "se for superado em número, esconda-se em uma nuvem".

Em 1912, a Força Aérea Austro-Húngara tentou fazer uma aeronave furtiva usando papel celofane para cobrir o monoplano Taube para ficar menos observável. O problema é que refletia muito o sol, mostrava o motor e ficava pesado se fosse molhado.

Para entender a assinatura visual primeiro tem que entender a fisiologia do olho e o funcionamento dos detectores artificiais. A detecção visual depende de vários fatores com posição do observador, ângulo de visão, posição do sol e presença de nuvens e nevoa.

Um fator fundamental é que o alcance máximo da visão no alcance de combate visual é monocromático. Outro é que os objetos são detectados devido a sua luminescência (quantidade de luz refletida) ser diferente do fundo. A longa distância é mais importante fundir com a luminosidade do que com a cor.

A visibilidade de uma aeronave militar depende do contraste que sua cor e o seu brilho apresentam em relação ao plano de fundo. O brilho é a questão mais importante já que as cores se tornam menos definidas a medida que a distância aumenta. A tarefa de um especialista de camuflagem é aproximar, tanto quanto possível, a cor e o brilho da aeronave das características visuais do plano de fundo. Ela deve ter uma acomodação pois pode mudar de plano de fundo e as condições meteorológicas podem mudar.

Uma aeronave a grande altitude brilha no céu pois a umidade e sujeira no ar abaixo da aeronave dispersa a luz e tem poucas partículas de sujeira e umidade acima da aeronave. Quanto mais alto ele voa, maior a luz dispersa abaixo dela e o céu escuro acima. A altitude passa a ser fundamental pois quanto mais alto, mais luz é refletida e quanto mais escuro o céu nas alturas, maior a sombra da parte inferior.

A cor escura absorve muita luz sendo a melhor camuflagem para quem voa alto. Porém, até o U-2 ou SR-71 pintados de negro brilham muito quando voando a 27 mil metros e são vistos como um ponto branco por baixo. Com uma aeronave voando alto, a luminescência do céu diminui e a luz refletida aumenta.

A baixa altitude o céu é mais brilhante e reflete menos a baixo da aeronave. Cores claras dão melhor contraste. O B-2 a 15.000 metros tem superfícies cinza escura e o F-22A usa cinza médio pois é usado na altitude da maioria dos combates aéreos.

CAMUFLAGEM

Uma forma simples e barata de diminuir visibilidade de uma aeronave no espectro visual é o uso de camuflagem. A camuflagem já existe na natureza como cor branca do urso polar, listas e pintas de felinos ou mudança de cor do camaleão. A camuflagem é o disfarce produzido pelo ocultamento do contorno, com manchas de várias cores.

O espectro cromático tem apenas sete cores, mas a camuflagem engloba uma grande quantidade de matizes. As pinturas devem ser foscas, que quebram a silhueta do aparelho impedindo a determinação de seu contorno. A pintura fosca é ideal mas manchas e arranhões deterioram a pintura facilmente. Os arranhões e deterioração dão aparência de "sucata". Usa-se também o semifosco que preserva a aparência do aparelho.

A idéia básica atrás dos padrões de camuflagem é quebrar a forma da aeronave contra o fundo. Um problema é a divisão entre camuflagem da parte superior e a inferior da aeronave quando inclina e a parte superior ou inferior contrasta com o fundo. A camuflagem verde superior e azul claro foi usada na RAF nos anos de 1940 e 1950 em aeronaves táticas. A idéia básica da camuflagem é diminuir o contraste quando vista contra o fundo e assume que a aeronave não irá manobrar agressivamente a não ser na fase final após o ataque. A parte superior devia proteger contra interceptadores voando alto e olhando para baixo. Também protege a aeronave estacionada em uma base aérea.

Os F-105G Weasel no Vietnã tinham camuflagem inicial de dois tons de verde e cor de terra na parte superior, e cinza claro na parte inferior. A aeronave ficava branca quando virava a baixa altitude. Depois a camuflagem verde foi aplicada nas superfícies inferiores e o problemas desapareceu. Os F-4G e A-10, que voam a baixa altitude, usavam camuflagem cinza. A camuflagem diferente não é considerada boa quando a aeronave tem que manobrar contra o fundo.

As aeronaves ficam a maior parte do tempo no solo. É conveniente camuflar também a base. Durante a Segunda Guerra Mundial, foram testados bases com pistas falsas, hangar na forma de prédios, tudo sem formas e disposição simétrica, árvores em cima dos telhados e sem pista de taxi direta. Depois passaram a ser tratados com proteção IR para dar assinatura igual a terra e splinkers para resfriar hangares.

O próximo passo é o uso de esquemas de vários tonalidades. O objetivo é confundir os olhos ou sensor ótico criando várias bordas falsas e suprimindo as reais, fazendo a imagem ser menos reconhecível como uma aeronave, mesmo sendo grande e com contraste suficiente para ser detectada. Áreas de tom único não podem ser muito grandes, e tons nas bandas adjacentes devem diferir em menos de 10%.


O F-22A Raptor tem esquema de camuflagem cinza irregular com padrões mais escuros de cinza nas asas e cauda. Uma característica é que a cor é brilhante e não fosca. Isto pode sugerir o uso de algum sistema de camuflagem ativa.

A camuflagem de superioridade aérea é a única que tem consenso de ser da cor cinza. Uma aeronave a baixa ou média altitude tende a ser um ponto preto contra o céu. Para evitar isso, a aeronave tende a usar cor cinza médio. O cinza, quando combinado com o fosco, tende a assegurar uma baixa assinatura visual ou uma redução de 30% na visibilidade.

Na camuflagem de superioridade aérea algumas áreas da aeronave refletem mais do que as outras e alguns pontos ficam mais escuros e tem sombras diferenciadoras. Mais de uma tonalidade de cinza é usada para iluminar as partes escuras e um tom mais escuro para diminuir a luminosidade nas áreas mais claras, sem quebrar o contorno. Essa técnica é chamada de contrasombreado.

Um canopi falso pode ser pintada na parte inferior da fuselagem dianteira e atrapalha facilmente um piloto adversário de saber a direção de vôo do avião com o canopi falso. Tons em zigue-zague de cinza ou cinza e azul são eficientes e podem ser acrescentados na região inferior as marcas da cauda, canopy, entrada de ar, emblemas da fuselagem e contornos de mísseis.

O cinza claro é considerado mais difícil de detectar que cores mais escuras e melhor a assinatura IR. Uma aeronave P-3 aquece até 50 graus C quando exposto ao sol. O cinza claro diminui em 10 graus a temperatura interna. Por isto é usado como padrão nas aeronaves de patrulha marítima.

As aeronaves de ataque ao solo e de penetração de longo alcance tem que ter cores que igualam a paisagem terrestre que sobrevoam quando estão voando baixo para reduzir a chance de serem vistos por interceptadores no alto. O terreno pode ser florestas, montanhas ou desértico. As aeronaves que geralmente voam a grande altitude também usam o cinza de superioridade aérea. O vôo a grande altitude é desejável pois consome menos combustível e permite atingir velocidades maiores como o uso de supercruzeiro. O vôo a baixa altitude dobra o consumo de combustível, mas é usado em algumas ocasiões como técnica de mascaramento do terreno para se esconder de radares.

As cores navais variam de cinza claro até azul escuro e o verde também pode ser usado. Os JU-88 alemães usavam um sistema de linhas tortuosas de azul claro chamado  espelho das ondas. Nas Malvinas, foi percebido que a parte superior deve ser pelo menos cinza-naval extra escuro para não comprometer as aeronaves voando baixo. Os A-4 Argentinos tinham cor cinza-gaivota e eram facilmente detectados pelos Sea Harrier. Os Tornados da Marinha Alemã também usam um sistema de camuflagem cinza mais escuro.

Uma aeronave voando baixo pode ser difícil de detectar, mas a sombra escura se movendo é relativamente fácil de detectar.

Caças F-4E Phantom II da Força Aérea Israelense. A foto mostra várias aeronaves que são difíceis de serem detectadas a primeira vista devido a camuflagem.

A camuflagem de uma aeronave de ataque deve fundir com o fundo onde deve operar.

A US Navy testou um F/A-18 com camuflagem digital semelhante a usada no seu novo uniforme de combate. Não se sabe qual foi o resultado dos testes.

Os novos F-16 chilenos receberam uma camuflagem de superioridade aérea com tons bem diferente das usuais.

Diminuir o tamanho da bolacha de identificação e marcas de esquadrão é outra forma de camuflagem.

TÁTICAS

A melhor maneira de se conseguir furtividade no espectro visual é voar a noite. Voar a noite é o mínimo necessário para evitar as defesas mais leves como artilharia antiaérea guiada visualmente e mísseis portáteis guiados por calor e apontados manualmente. Porém, está opção nem sempre é possível ou taticamente desejável.

O B-2 foi pintado de cinza escuro pois não foi projetado com padrão tático de voar a noite. Durante a Guerra Fria era esperado bombardear a URSS e a rota mais direta era o circulo polar ártico com sol durante 24 horas por dia. A cor escura é devido a altitude de cruzeiro de mais de 17 mil metros. Em um acionamento de alerta, nem sempre é possível planejar que será noite quando entrar no território inimigo. A aeronave tem sensores que determinam a luminosidade externa para determinar qual a altitude ideal que melhor combina com a cor externa da superfície. Já os caças de superioridade aérea como o F-22A tem que voar a qualquer hora do dia.

O AC-130 só ataca a noite em cenários de baixa intensidade. Já no Vietnã foi notado que tinha perdas altas voando de dia ou quando o inimigo tinha defesas guiadas por radar. Dependendo da ameaça, podia escolher a arma para ficar mais distante da ameaça. Tinha opção de usar a Minigun calibre 7,62mm, canhão de 20-25mm, depois os canhões de 40mm até chegar no canhão de 105mm. No Golfo em 1991, um AC-130 apoiava as tropas americanas na batalha de Kafji quando o E-3 AWACS ordenou que voltasse para base pois o sol estava nascendo. O piloto disse que iria continuar e foi derrubado 30 segundos depois por um míssil SA-7.

A melhor cor para voar a noite é a cor cinza e não o preto como é instintivamente aceito. A cor preta é uma cor de alta visibilidade e é usada em algumas aeronaves como os treinadores RAF. Os A-10 derrubados durante a Guerra do Golfo em 1991 constituíram 25% das perdas totais. Foram 20 aeronaves atingidas, mas nenhum a noite. A cor verde escura ajudava a camuflar a aeronave a noite.

Já na Segunda Guerra Mundial, os alemães descobriram que a cor negra das aeronaves era mais escura que o da noite. Por isso seus caças noturnos eram pintados com camuflagem verde com tons marrons que também facilitava a camuflagem no solo. Os bombardeiros noturnos pintados de preto eram de fácil detecção pelas luzes de busca.

Um dos primeiros bombardeiros invisíveis pode ser considerado o hidroavião PBY-5 Catalina. Pintados de preto e equipados com radar, os "Black Cats" passaram a buscar e atacar navios japoneses no Pacífico que levavam suprimentos paras as guarnições japonesas espalhadas na região. As missões começaram no meio de 1942 e duraram até o fim da guerra. Houve muitas perdas no inicio mas eram bem efetivos. Levava até duas toneladas de bombas.

A inadequação da cor preta para uso noturno é melhor entendida com o uso de óculos de visão noturno (OVN ou NVG), ou intensificadores de luz residual. O uso de camuflagem escura da face destoa bem da paisagem por não refletir luz nenhuma e os soldados podem ser facilmente detectados.

A camuflagem do primeiro protótipo do F-117 era cinza de superioridade aérea, mas acabou sendo pintado de preto e por isso evita voar próximo a nuvens, abaixo ou acima, para não mostrar a silhueta contra as nuvens. Essa cor só é invisível se não houver luar ou se o céu estiver coberto por nuvens. Durante a Guerra do Golfo, os pilotos de F-15 as vezes viam a silhueta do F-117 pois a lua servia como iluminador de fundo.

Apesar de ágil, o F-117 não tem armas para se defender de outros caças. Isto não importa a noite pois não tem como realizar um combate aproximado no escuro. De dia a cor escura é muito fácil de ver. Os pilotos só treinam para atacar a noite, só voam uma missão por dia. Um problema é que a noite também ajuda a esconder o alvo.

Não se sabe ao certo o motivo do F-117 ser pintado de negro ao invés de cinza. Um engenheiro citou que um comandante achava que um piloto de caça não voaria uma aeronave pintada de cor pastel. Outra fonte disse que um oficial general não acreditava que o F-117 poderia sobreviver de dia e queria garantir que não seria usado de dia.

O preto é uma das cores menos furtivas para o vôo de dia e as aeronaves de treinamento da RAF e da USAF tem cores pretas para diminuir o risco de colisão por ser a pintura mais visível. Preto também não é o melhor a noite, pois existe alguma luz vindo da lua e pode dar contraste com fundo de nuvem clara ou até o céu.

O F-117 testou uma camuflagem cinza em 1993 e depois uma textura cinza chamada Senior Spud. Em 2004, foi novamente iniciado testes com o uso de pintura cinza para ver se podia opera de dia junto com outras aeronaves. Para o Have Blue, a Lockheed estudou uma graduação de cores cinza, mais claro no fundo e escuro no topo.

Outro cuidado a ser tomando durante o vôo noturno é diminuir ao máximo a luz produzida pelos instrumentos do painel refletido. As luzes de formação são obviamente desligadas. Um problema é o vôo em  formação durante a noite. Os B-1 em vôo noturno usam o radar apontado para o ala que voam mais a frente. As vezes ligam as luzes por alguns instantes para ficarem bem visíveis nos NVG e pelo menos na volta para casa.

O planejamento de missão também deve considerar as nuvens, locais de formação de trilhas de condensação, a posição do sol no local do ataque para cegar sensores IR e EO, a sombra em relação ao céu e paisagem e, se possível, as possíveis direções do reflexo do sol na cabine e fuselagem.

Os caças atuais usam cobertura anti-reflexo nos canopi para diminuir o reflexo de luz, principalmente do sol. O F-117 voa em altitude média na maior parte do tempo para melhorar sua capacidade de furtividade e aquisição de alvo. É nessa altitude que o gelo e as nuvens causam mais problemas.

Para evitar as trilhas de condensação (contrail) é necessário voar acima da altitude de formação e é possível usar material nos gases do motor para quebrar as partículas de água em partículas finas e diminuir ou eliminar o contrail. Um dos produtos usados é o acido cloro fluor sulfônico. O B-2 usa um radar laser (LIDAR) chamado "Pilot Alert System" para detectar o contrail mudar de altitude.

As trilhas de condensação fazem a aeronave ficar visível a centenas de km de distância.

O reflexo do sol no cockpit também é diminuído com cobertura anti-reflexo. A aeronave está com o PC ligado e com a assinatura IR comprometida.

A fumaça do motor é outra fonte que pode denunciar a presença de uma aeronave. O motor J-79 do F-4 produz muita fumaça e os pilotos americanos no Vietnã tinham que usar um motor com o pós-combustor ligado e outro potência mínima para diminuir a fumaça. Reduzir a fumaça é possível aumentando a eficiência da câmera de combustão.

O tamanho físico de uma aeronave também influencia na assinatura visual. Em um dogfight, um caça menor leva vantagem pois um caça grande como o F-15 pode ser visível a 15 km e um pequeno como o F-5 a partir de 4km na parte frontal. Na Segunda Guerra Mundial, grandes formações de aeronaves podiam ser visíveis a 80km de distância, mas não isoladamente. O mesmo valia para às defesas antiaéreas.

Diminuir o tamanho nem sempre é possível e tem limitações. O B-2 tem uma silhueta lateral do mesmo tamanho do F-15 por não usar superfícies de controle verticais e é considerado difícil de ser visto. Visto de baixo tem o mesma área de um Boeing 747.

Os fotógrafos sempre procuram o melhor fundo que contraste com a cor da aeronave. Na guerra aérea os pilotos buscam sempre o contrário.O piloto de caça sempre busca deixar um fundo que confunda a camuflagem da aeronave com a cor do fundo.

CAMUFLAGEM ATIVA

É possível balancear a furtividade de uma aeronave com pintura e restrição operacional, mas até a melhor camuflagem só pode ser otimizada para um limitado ambiente de operação. A redução da assinatura visual em várias condições pode precisar de camuflagem ativa com mudança na refletividade da emissão de luz.

Sensores eletro-óticos (EO) e IR estão se tornando sofisticados. O sensor do AIM-9R, já abandonado, tinha sensor de imagem que olhava para a assinatura visual da aeronave para rejeitar iscas. O F-35 irá operar em altitudes mais baixas que o B-2 e F-22A, o que torna candidato a ter uma camuflagem ativa, onde as cores mais claras aparecem mais escuras.

Os sistemas de busca óticos e IR são bem comuns. Costumam ser instalados nos sistemas de defesa aérea de baixa altitude e os SAMs de médio e longo alcance russos também usam para alvos próximos. Um B-2 foi rastreado visualmente por um sistema Rapier/Jernas durante um show aéreo. Voava baixo e era esperado. Depois passou a voar sempre acompanhado e não participam de show aéreos com sistemas SAM ou ficam sob vigilância.

Uma técnica de camuflagem visual ativa é a contra iluminação. Foi testada em 1940 durante a Segunda Guerra Mundial quando a US Navy lançou o programa "Project Yehudi". Aeronaves de ataque e patrulha TBM-3 e B-24 receberam luzes para iluminar as bordas de ataque, naceles do motor e na fuselagem frontal. A aeronave brilhava tanto quanto o céu em alguns pontos não iluminados pelo sol. Isto tornaria a aeronave mais difícil de ser localizada pelos submarinos, e poderia pagá-los ainda na superfície ao atrasarem a detecção, antes de submergirem. Os submarinos U-Boat alemães geralmente detectavam um ponto escuro no céu antes de serem detectados. O objetivo era reduzir o contraste entre a aeronave e o céu. A pesquisa mostrou que a resolução do olho a distância é de 0,5-0,6 metros e espaçaram as luzes nesta distância. O projeto Yehudi foi considerado um sucesso, mas o radar mostrou ser mais eficiênte. 

Nos combates aéreos no Vietnã, os F-4 Phantoms eram mais fáceis de serem detectados visualmente que os pequenos MiG-17 e MiG-21. Os F-4 podiam ser vistos a uma distância bem maior que os caças russos. Assim foi iniciado o programa Compass Ghost onde nove lâmpadas de alta intensidade foram instaladas nas asas e fuselagem de um F-4 pintado com cores azuis e branca. Foi testado em 1973 diminuindo o alcance de detecção em cerca de 30%.

O Have Blue, que levou ao F-117, iria usar o sistema de contra-iluminação, com janelas de luzes conectadas por fibra ótica a uma central de luz. As aberturas de luzes eram instaladas nas laterais e superfícies inferiores do avião a uma distância de 60cm uma da outra. A longa distância seriam vistas como uma luz única. Haveria uma modulação por um detector no lado oposto. O sensor "leria" a intensidade da luz no fundo e ajustaria a iluminação para repeti-la. Em conjunto com um esquema de camuflagem graduado, tornaria a aeronave difícil de ser detectada de dia. O sistema nunca voou com o F-117 pois o demonstrador Have Blue caiu e o F-117 acabou operando apenas durante a noite e com cor preta.

Os trabalhas continuaram e, em 1980, a USAF testou uma pequena aeronave, talvez não pilotada, no projeto IMCRS (não se sabe o significado do acrônimo). O IMCRS foi camada pela DARPA de camuflagem ativa. A parte inferior da superfície teria lentes Fresnel para gerar luzes a frente a abaixo da aeronave, na direção da ameaça esperada. Teve tanto sucesso que foi classificado como secreto.

O projeto foi ressuscitado para ser instalado nos caças F-15 e F-16 com um sistema mais simples. As áreas de sombra como a entrada de ar e em baixo das asas geram muito contraste e um sistema de contra iluminação tornaria mais difícil detectar a aeronave. A parte escura da entrada de ar do F-16 era a principal característica que denunciava a aeronave em um combate frontal. A RAF investigou o mesmo princípio em blindados para diminuir a silhueta contra o céu e os deixarem menos visível, assim como diminuir o tamanho da sombra.

Telas de cristais líquidos poderiam ser usadas com camuflagem ativa, mas poderia aumentar a assinatura radar e IR. A camuflagem ativa não precisa ser aplicada em toda a aeronave para ser efetiva. Nenhum destes sistemas foi adotado na década de 1980 por serem complexos de instalar e projetar e o efeito também era difícil de predizer e testar. 

No ano 2000, a USAF iniciou o projeto FISTA II (Flying Infrared Signature Technology Aircraft) para medir a assinatura IR. Uma aeronave tanque com sensores IR e óticos muito sensíveis foi usada para medir a assinatura de uma caça F-15 equipado com painéis fluorescentes como os painéis de vôo em formação. A aeronave praticamente desapareceu após decolar e era indetectável acima de 3-4km. O sistema era bem simples e com efeitos impressionantes.