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 quadrante frontal.

A redução da assinatura visual depende de um misto de táticas e técnicas. Durante a Primeira Guerra Mundial os caças já usavam técnicas de camuflagem, cobertura do sol 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 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 som, 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 mancha e arranhões deterioram a pintura facilmente. Os arranhões e deterioração dão aparência de "ferro velho". 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 40 e 50 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 aeronave estacionada.

Os F-105G Weasel no Vietnã tinham camuflagem inicial de dois tons de verde e 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, arvores 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 varias bordas falsas e suprimindo as reais, fazendo a imagem ser menos reconhecível como 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%.

stealth F/A-22 Raptor cammo
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 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.

Uma carlinga falsa pode ser pintada na parte inferior da fuselagem dianteira e atrapalha facilmente um piloto adversário de saber a direção de vôo do avião com carliga falsa. 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 fica até 50 graus centígrados mais quente quando exposto ao sol. O cinza claro diminui em 10 graus a temperatura interna. Por isto é usado como padrão de aeronaves patrulha.

As aeronaves de ataque 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 pelo inimigo. O terreno pode ser floresta, montanha e deserto. 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 fugir de alguns 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 aeronaves voando baixo. Os A-4 Argentinos tinham cor cinza-gaivota e eram facilmente notados. Os Tornados da Marinha Alemã também usam um sistema de camuflagem cinza mais escuro.

stealth F-1CR
Uma aeronave voando baixo pode ser difícil de detectar, mas a sombra escura se movendo é relativamente fácil de detectar.

stealth F-4E IDF
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.

stealth F-111
A camuflagem de uma aeronave de ataque deve fundir com o fundo onde deve operar.

Stealth camo
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.

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

stealth AMX camo
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 pois durante a Guerra Fria foi projetado para 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. A aeronave tem sensores que determinam a luminosidade externa para determinar qual a altitude ideal que melhor combina com a cor externa da superfície. 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 distante. Tinha opção de usar a Minigun calibre 7,62mm, canhão 20-25mm, depois 40mm e 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 o negro das aeronaves pintadas nesta cor era mais escuro que o escuro 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 com 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 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 quando não há combate aproximado. 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 esconde 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 ninguém tentaria usa-lo.

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.

stealth F-117 cammo
O F-117 testou camuflagem cinza em 1993 e depois uma textura cinza chamada Senior Spud. Em 2004 foi novamente iniciado testes com 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 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 maior problema.

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.

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

stelath
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 piloto americanos no Vietnã tinham que usar um motor com o pós-combustor ligado e outro sem potencia 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. Num 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 as aeronaves em formatura cerrada numerosa podiam ser visíveis a 80km de distância, mas não isoladamente. O mesmo se aplica em relação às defesas antiaéreas.

Diminuir 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.

stealth
Os fotógrafos sempre procuram o melhor fundo que contraste com a cor da aeronave. Na guerra aérea os pilotos buscam sempre o contrário. Ele sempre busca deixar um fungo que confunda a camuflagem da aeronave com o fundo.

CAMUFLAGEM ATIVA

É possível balancear a furtividade de uma aeronave com pintura e restrição operacional, mas até a melhor camuflagem pode ser otimizada para um limitado ambiente de operação. A redução da assinatura visual em varias condições pode precisar de camuflagem ativa com mudança na refletividade uso 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. Os sistemas de defesa aérea de baixa altitude sempre usam 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 participa de show aéreos com sistemas SAM ou ficam sob vigilância.

Uma técnica de camuflagem visual ativa é a contra iluminacão. 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 a partir de 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 de acordo. O projeto Yehudi  foi considerado um sucesso, mas operacionalmente o radar mostrou ser mais eficiente. 

Nos combates aéreos no Vietnã os F-4 Phantoms eram mais visíveis 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 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 luz conectadas por fibra ótica a uma central de luz. As aberturas de luz eram instaladas nas laterais e superfícies inferiores do avião 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" o 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 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 luz a frente a abaixo da aeronave, na direção da ameaça esperada. Teve tanto sucesso que foi classificado como secreto.

O projeto foi ressuscitado para instalar nos caças F-15 e F-16 com um sistema mais simples. As áreas de sombra como 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 principio em blindados para diminuir a silhueta contra o céu e tornaram menos visível, assim como diminuir a 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 aeronave para ser efetiva. Nenhum destes sistemas foi adotado na década de 80 por serem complexos de instalar e projetar e o efeito também era difícil de predizer e testar. 

A USAF iniciou em 2000 o projeto FISTA II (Flying Infrared Signature Technology Aircraft) para medir assinatura IR. Uma aeronave tanque tem sensores IR e óticos muito sensíveis foi usada para medir a assinatura de uma caça F-15 equipado com painéis fluorescentes como os já usados para 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.

Um experimento de camuflagem ativa usava folhas com polímeros emissores de luz eletrocrômicos foram desenvolvidos na Universidade da Florida que mudam de cor com a aplicação de uma carga elétrica. A variação da voltagem criava cores azul, cinza ou branca. Este sistema tem a vantagem de ser de fácil aplicação. A USAF está interessada numa versão para cobrir o canopi. Outro teste é com material RAM condutivo que é transparente a não ser que receba uma carga elétrica, como os painéis de cristal líquido. A carga elétrica também dissipa as ondas de radar em 50%. O sistema pode ajudar e evitar ataque de mísseis modernos que ficariam desorientados com a mudança da forma do alvo.

Próxima parte: Assinatura Sonora

Atualizado em 19 de Outubro de 2005


Voltar ao Sistemas de Armas


2000-2005 ©Sistemas de Armas
Site criado e mantido por Fábio Castro


     Opinião

 

  FórumDê a sua opinião sobre os assuntos mostrados no Sistemas de Armas
  Assine a lista para receber informações sobre atualizações e participar das discussões enviando um email
  em branco para sistemasarmas-subscribe@yahoogrupos.com.br