Quando è apparsa l’immagine dell’F-117, il mondo ha conosciuto il primo velivolo espressamente concepito per offrire la minima traccia ai radar di avvistamento. Gli aerei a bassa osservabilità (stealth) sono difficilmente rilevabili, tanto da essere stati spesso definiti “invisibili”. Ma se tali possono apparire ai radar, non lo sono certamente in altre parti dello spettro elettromagnetico. L’F-117 aveva anche una segnatura infrarossa notevolmente ridotta, ma nel “visibile”, la sua sagoma nera era inconfondibile. Gli odierni stealth sono ugualmente ben visibili a portata ottica. Anche la firma sonora è caratteristica e difficilmente eliminabile.

Gli aerei invisibili

Nel 1910 ha fatto la sua comparsa l’Etrich Taube, un elegante velivolo dalle prestazioni modeste impiegato per ricognizione e bombardamento leggero. Spesso la sottile tela di rivestimento veniva dipinta con nitrato trasparente, rendendo le ali e la fusoliera traslucide. Soprannominato dai francesi “l’aereo invisibile”, nelle giornate serene non era individuabile da terra oltre i 360 metri di quota, pur potendone sentire il rumore.

I tedeschi, nel primo conflitto mondiale hanno sperimentato il Cellon, acetato di cellulosa, come materiale di rivestimento, provato su alcuni Fokker E.III Eindecker, Albatros C.I e sul bombardiere sperimentale Linke-Hofmann R.I. Ma il riflesso della luce solare rendeva l’aereo più visibile, la radiazione ultravioletta degradava velocemente il rivestimento e le variazioni termiche lo danneggiavano, così non si è proceduto oltre.

Nel 1916, gli inglesi hanno modificato un dirigibile classe SS, dipinto di nero e con motori silenziati per missioni di ricognizione notturne sulle linee tedesche. Pur silenzioso ed invisibile, non ha prodotto ricognizioni significative nel corso dei molti voli, ed è stato abbandonato.

Nel 1933 il prof. S. Kozlov ha realizzato un interessante esperimento, con un biplano U-2 il cui retro era stato ricoperto con fogli trasparenti di Cellon. Nel 1935 gli è stato assegnato il secondo Yakovlev AIR-4 sperimentale. Eliminata la tela di rivestimento e gli equipaggiamenti, il velivolo è stato ricostruito, ricevendo la denominazione uffciale PS e il soprannome Nevidimyi Samolyot, aereo invisibile. Ha effettuato il primo volo a luglio del 1935. L’aereo era rivestito con plastica trasparente francese Rodoid, tagliata da lastre, forata e fissata con rivetti d’alluminio. Non era possibile nascondere i montanti, il carrello di atterraggio, il motore, il serbatoio del carburante e gli stessi occupanti, così le parti visibili erano dipinte in argento-bianco. Il risultato è stato definito “importante”. Tra l’altro aumentava il campo visivo del pilota. A bassa quota il PS era difficilissimo da individuare, pur potendone sentire il motore. Purtoppo il film di rivestimento, dopo poche settimane, diventava inutilizzabile perchè scuriva progressivamente a causa delle radiazioni solari e per la polvere e le goccioline d’olio generate dal motore. 

Mimetizzazione a luce diffusa

Il canadese E.G.Burr, ha scoperto per caso il principio della mimetica a luce diffusa, osservando un aereo in atterraggio sulla neve scomparire improvvisamente. La luce riflessa ne aveva aumentato la luminosità fino ad equiparare quella dello sfondo. La Reale Marina Canadese, all’inizio della Seconda Guerra mondiale ha avviato un progetto per munire le navi di proiettori su piattaforme laterali puntati sulla nave. La luminosità veniva variata fino a raggiungere quella del cielo. L’esperimento ha dimostrato la fattibilità, sollevando interesse nel Regno Unito e negli Stati Uniti. Ma l’equipaggiamento era fragile e ingombrante, così non è stato messo in produzione.  

Contro illuminazione: luci Yehudi

Divulgato solo negli anni ’80, il progetto della US Navy Yehudi era una forma di mimetica attiva che usava la contro-illuminazione per raggiungere la luminosità dello sfondo. Nel pieno della battaglia nell’Atlantico contro I sottomarini tedeschi, è stato avviato tra il 1943 e il 1945. L’USAAF aveva richiesto alla sezione mimetizzazione del National Defence Research Committee (NDRC) di sviluppare un sistema che permettesse agli aerei antisommergibili di avvicinarsi fino a 30 secondi di volo prima di essere visti da un sommergibile, per lanciare le cariche di profondità prima dell’immersione. I Catalina, anche se verniciati in bianco lucido apparivano scuri contro il cielo. I ricercatori inglesi avevano scoperto che il fabbisogno di potenza elettrica per illuminare le parti inferiori di un aereo era proibitivo e i proiettori esterni avrebbero disturbato in modo inaccettabile l’aerodinamica. Era possibile, però, impiegare luci dirette in avanti, con minor consumo, volando direttamente verso il sommergibile. L’NDRC avava stimato uno spazio di 1,2 m tra le luci per non farle apparire come singoli punti luminosi a 3,2 km e calcolato che un B-24 avrebbe potuto essere camuffato con un consumo inferiore a 500 W.

Alla fine del 1943 è stato realizzato un simulacro con la sagoma di un B-24 in compensato a grandezza naturale per una prova di contro-illuminazione, sospeso tra due torri alte 30 metri visibile da un punto appena sopra il livello del mare lontano 3,2 km sull’Oyster Bay a Long Island, per simulare un aereo da ricerca visibile dalla torretta di un sottomarino. I riflettori della General Electric avevano un fascio di 3°in orizzontale e 6° in verticale. La luminosità era variabile a comando. In una giornata serena, gli osservatori hanno visto i cavi di 2,5 cm che reggevano il modello ma non la sagoma, del tutto invisibile.

Il sistema Yehudi impiegava luci nel muso, sui bordi di attacco alare o sotto le ali, connesse ad un circuito con due fotocellule, una puntata al cielo e l’altra verso una lampada ausiliaria. Il circuito regolava l’emissione per rendere l’uscita equivalente nelle due fotocellule, pari alla luminosità del cielo.

Nel 1945 un TBM-3D Avenger, equipaggiato con 10 luci Yehudi sul motore e sui bordi di attacco alare, è arrivato fino a 2700 metri da una nave prima di essere visto, invece degli usuali 19 km. Questo avrebbe obbligato il nemico ad attivare i radar, rendendolo localizzabile, dato che pure la ricerca coi binocoli sarebbe risultata inutile. Le prove sono continuate su un B-24 e su alcune bombe plananti. Ma il sistema, mai impiegato operativamente, è stato superato dallo sviluppo del radar.

Nel 1973 il sistema è stato ripreso dalla McDonnell Douglas nella ricerca “Quiet Attack”. Un F-4 Phantom è stato modificato nel progetto Compass Ghost con 9 lampade Yehudi sotto le ali, sotto il muso e in coda, e verniciatura azzurra e bianca, riducendo il rilevamento del 30 %. Anche in questo caso non si è arrivati all’adozione di serie. La colorazione invece, migliorata, è divenuta la Compass Ghost gray.

Aerei ed elicotteri silenziosi

Lockheed YO-3 “Quiet Star” 

Nel 1966 è stato assegnato un contratto alla Lockheed per due prototipi QT-2 Quiet Thrusters, modificando gli alianti Schweizer SGS 2-32. I prototipi sono stati poi convertiti, con l’aggiunta di sensori, alla configurazione QT-2PC Prize Crew, con motore silenziato ed elica a bassa rotazione.  

Dopo alcune prove operative in Vietnam, nel 1968 l’US Army ha emesso una specifica per un aereo da osservazione notturna non rilevabile acusticamente a 365 metri da terra, ordinando l’aereo definitivo, designato YO-3A. Come il QT-2PC, aveva ali a grande allungamento (17,4 metri) e superficie (19,8 m2). Ad un peso di 1723 kg, l’aereo raggiungeva i 166 km/h, 126 km/h in crociera, con una velocità di stallo di appena 103 km/h. La cabina era ampia e a visibilità totale, con l’osservatore seduto anteriormente.  Il motore Continental IO-360D aveva un’elica a sei pale a bassa velocità e passo regolabile a terra, sostituita nel 1971 con una tripala a velocità costante in legno. Il cofano motore, il tettuccio, la copertura dello scarico e le radici alari erano in fibra di vetro per ridurre il rumore del motore. Lo scarico del banco sinistro dei cilindri arrivava al lato destro e incrociandosi si univa al tubo di scarico del banco destro, uscendo lungo il lato inferiore del vano motore. I gas di scarico raggiungevano quindi il silenziatore  che continuava fino alla fine della fusoliera. L’aereo aveva uno Xerox Electro-Optical NVAP (night vision aerial periscope) con illuminatore IR e, in un caso, un designatore laser LTD (laser target designator), mai usato. 

9 degli 11 YO-3A fabbricati, sono stati inviati in Vietnam nel 1970. Il capo equipaggio, prima della missione, controllava da terra il rumore dell’YO-3A sopra la base e, se necessario, provvedeva poi con del nastro adesivo a ridurre i fruscii. Il motore anche a 150 metri era quasi impercettibile e solo in avvicinamento, seguito da un leggero fruscio di vento sulle ali. Non emetteva suono al momento del sorvolo. Dal 1970 al 1971, nel corso di 14 mesi, i velivoli non sono mai stati soggetti al fuoco contraereo, rilevando indisturbati i movimenti dei nord vietnamiti, operando a meno di 300 metri di quota, in molti casi fino a 60 metri, e occasionalmente anche di giorno. 

Dopo il Vietnam, due YO-3A hanno trovato impiego contro i bracconieri in Luisiana e poi con l’FBI contro il crimine. Dal 1977 al 1997 la NASA at Moffett Federal Airfield in California acquire YO-3A equipaggiandoli con microfoni alle estremità e in coda per rilevare la segnatura acustica di elicotteri e Tiltrotor e misurare il bang sonico degli SR-71. Attività ripresa dal 2004 al 2006.