
Mas…o que torna as aeronaves furtivas?
A primeira grande utilização da tecnologia stealth em combate ocorreu em 1991, durante a Operação Tempestade no Deserto. Na ocasião, caças F-117 Nighthawk foram empregados para atacar alvos estratégicos no Iraque. Esses aviões conseguiram atravessar as defesas inimigas e destruir ativos militares essenciais sem serem detectados. Desde então, a tecnologia stealth evoluiu consideravelmente, resultando no desenvolvimento de aeronaves ainda mais evasivas, como o bombardeiro B-2 Spirit, o caça F-22 Raptor e o moderno F-35 Lightning II, J 20, SU 57 dentre outros que se encontram em fases embrionárias.
As origens da tecnologia stealth remontam à Primeira Guerra Mundial, quando os alemães experimentaram o uso de acetato de celulose translúcido para reduzir a visibilidade de suas aeronaves. No entanto, esse material refletia a luz solar de maneira indesejada, tornando as aeronaves ainda mais visíveis e levando ao abandono da ideia. Durante a Segunda Guerra Mundial, os alemães voltaram a explorar conceitos furtivos e desenvolveram o Horten Ho 229, a primeira asa voadora equipada com motores a jato. Apesar dos avanços, problemas técnicos impediram que essa aeronave entrasse em combate.

O surgimento do radar durante a Segunda Guerra Mundial aumentou a demanda por tecnologias furtivas. Um dos sistemas mais notáveis da época foi o Chain Home, uma rede britânica de radares de alerta antecipado utilizada para detectar aeronaves inimigas atravessando o Canal da Mancha. Composta por 21 estações operacionais, essa rede permitiu ao Reino Unido monitorar toda a região voltada para a Europa e prever ataques aéreos, tendo um papel crucial para o desfecho da Batalha da Grã-Bretanha.
Na década de 1950, o avanço dos radares de alerta precoce trouxe um desafio significativo para a guerra aérea. Esses radares se tornaram onipresentes, capazes de detectar aeronaves inimigas a centenas de quilômetros de distância, comprometendo o elemento surpresa, um fator crucial em combates. Para contornar essa ameaça, surgiram diversas soluções para tornar as aeronaves menos visíveis aos radares, dando origem ao conceito de furtividade (stealth).
Evolução da tecnologia stealth em aeronaves, desde os primeiros experimentos até os modernos aeronaves furtivas.
Inicialmente, voar a baixa altitude foi adotado como uma estratégia temporária, permitindo que aeronaves evitassem detecção ao se ocultarem no relevo. No entanto, com o tempo, os radares se tornaram ainda mais disseminados, equipando até pequenas unidades militares e veículos antiaéreos. Além disso, o desenvolvimento de mísseis antiaéreos portáteis tornou o voo a baixa altitude inseguro. Diante desse cenário, a solução passou a ser a redução da assinatura de radar das aeronaves, permitindo que voassem em altitudes mais altas, consumindo menos combustível e aumentando sua autonomia.
A detecção por radar baseia-se na emissão de ondas eletromagnéticas que, ao atingirem um objeto, são refletidas de volta para a antena emissora. A intensidade do retorno depende do ângulo de incidência da onda e da geometria da aeronave. Se a superfície de uma aeronave estiver perpendicular à trajetória da onda, a reflexão será direta para o radar, facilitando a detecção. Por outro lado, se a superfície estiver inclinada, as ondas refletidas serão desviadas em direções variadas, reduzindo o retorno e dificultando a identificação.

Os radares operam em diferentes comprimentos de onda, o que influencia sua capacidade de detecção. Radares de longo alcance, como os utilizados para vigilância, geralmente operam na banda VHF, com ondas de 1 a 2 metros de comprimento. Essas ondas interagem apenas com estruturas de tamanho semelhante, tornando invisíveis pequenas saliências da aeronave, como sensores e antenas. No entanto, quando o comprimento de onda do radar coincide com dimensões específicas da aeronave, ocorre o fenômeno da ressonância, amplificando significativamente o retorno do radar. Isso pode fazer com que partes da aeronave, como caudas ou armamentos externos, tenham uma assinatura radar ampliada.
Ou seja, o funcionamento do radar baseia-se na emissão de ondas de rádio de alta frequência que, ao atingirem um objeto, são refletidas de volta para o emissor. A partir da diferença de tempo entre a emissão e o recebimento do sinal refletido, é possível determinar a distância do objeto. Ao analisar o ângulo de incidência da onda refletida, é possível localizar precisamente sua posição no espaço.
A tecnologia stealth reduz a detecção por radar ao minimizar a Seção Transversal de Radar (RCS). Quanto menor o RCS de um objeto, mais difícil ele é de ser detectado. Por exemplo, aeronaves comerciais como o Boeing 747 possuem um RCS de aproximadamente 100 metros quadrados, enquanto um bombardeiro furtivo B-2 pode ter um RCS de apenas um centímetro quadrado, comparável ao tamanho de um inseto.
O tripé da furtividade
Três fatores principais influenciam o RCS de uma aeronave, o material utilizado na sua construção, o tamanho do objeto e o ângulo de incidência da onda de radar.
A primeira estratégia utilizada para tornar uma aeronave furtiva é a geometria furtiva. Esse conceito envolve o design da fuselagem e das asas de modo a minimizar a reflexão das ondas de radar para padrões específicos. Para isso, aeronaves como o F-117 Nighthawk utilizam superfícies angulares e planas, inclinadas para direcionar as ondas de radar para longe da fonte emissora, reduzindo a seção transversal de radar (RCS) a qua será apresentada logo mais.

O design estrutural também é crucial. Aeronaves furtivas possuem superfícies planas e angulares para refletir as ondas de radar em direções diferentes da fonte emissora, impedindo que o radar receba o sinal refletido. Esse princípio de engenharia foi identificado por engenheiros da Lockheed nos anos 1970, culminando na criação do F-117 Nighthawk, a primeira aeronave furtiva moderna. Desenvolvido em sigilo, o F-117 só foi revelado publicamente no final da década de 1980.

Desde então, os Estados Unidos ampliaram significativamente sua frota de aeronaves furtivas, incorporando o B-2 Spirit, o F-22 Raptor e o F-35 Lightning II. Outros países também começaram a investir em tecnologia stealth, como a China, que desenvolveu o Chengdu J-20 e o FC-31, e a Rússia, com o Sukhoi Su-57.
Em modelos mais avançados, como o F-22 Raptor, J 20 e o Su-57, a fuselagem apresenta curvaturas suaves que espalham as ondas de radar em diversas direções, dificultando a formação de ecos perceptíveis pelos radares inimigos. Além disso, a ocultação dos motores e superfícies metálicas (excelentes espelhos para as ondas do radar) é essencial, pois as pás das turbinas por exemplo refletem fortemente as ondas de radar.

Para resolver esse problema específico, são utilizados dutos de entrada de ar em formato de “S”, impedindo que o radar inimigo tenha uma linha direta de visão para as partes internas do motor. Apesar disso, essa geometria furtiva apresenta desafios, como a necessidade de controles avançados para manter a estabilidade da aeronave, aumento dos custos de fabricação e comprometimento da aerodinâmica em alguns casos.
crucial na furtividade. Esses materiais são projetados para absorver grande parte da energia das ondas eletromagnéticas, dissipando-as em forma de calor e reduzindo a intensidade da reflexão detectada pelo radar.
Entre os principais tipos de materiais RAM, destacam-se as tintas à base de ferrite, utilizadas em aeronaves como o B-2 Spirit, que contêm óxidos metálicos capazes de absorver frequências específicas de radar. Outra solução envolve o uso de polímeros condutores, que interagem com as ondas eletromagnéticas e dispersam sua energia.
Tecnologias mais recentes incluem revestimentos baseados em nanotubos de carbono e ou grafeno, extremamente leves e eficazes na absorção de sinais de radar, além de estruturas em formato de favo de mel, que aprisionam as ondas e reduzem sua intensidade.

Do ponto de vista da engenharia, os materiais RAM apresentam desafios, como a necessidade de manutenção constante devido à sua sensibilidade a calor e umidade, custos elevados de aplicação e desgaste rápido em operações prolongadas.
Os materiais absorventes de radar (RAM) desempenham um papel fundamental na furtividade, pois são projetados para converter a energia das ondas de radar em calor, reduzindo significativamente a quantidade de sinal refletido. Um dos revestimentos mais utilizados é a tinta Iron Ball, que contém partículas metálicas capazes de dissipar a energia das ondas eletromagnéticas.
Por fim, uma tecnologia ainda mais avançada e em desenvolvimento é o cancelamento eletrônico ativo, que busca tornar a aeronave “invisível” ao radar através da emissão de sinais de interferência. Essa estratégia baseia-se no princípio do cancelamento de fase, no qual a aeronave detecta uma onda de radar inimiga e gera um sinal idêntico, porém em fase oposta, anulando a reflexão e dificultando sua detecção. Sistemas modernos de guerra eletrônica, como os presentes no Dassault Rafale e no F-35 Lightning II, são capazes de interferir ativamente nos radares inimigos, mascarando a presença da aeronave.
Tecnologias emergentes exploram o uso de metamateriais ativos, que podem ajustar dinamicamente suas propriedades eletromagnéticas para anular a detecção por radares de diferentes frequências. No entanto, essa técnica apresenta desafios significativos, incluindo o alto consumo energético, a necessidade de respostas em tempo real e o risco de que outros sistemas possam detectar a aeronave por meio de métodos passivos.

A combinação dessas três tecnologias, geometria, materiais absorventes de radar e cancelamento eletrônico ativo, permite que aeronaves modernas tenham uma presença quase indetectável nos campos de batalha.
Nos últimos anos, a furtividade deixou de ser exclusiva das aeronaves e passou a ser aplicada a mísseis, helicópteros, navios e satélites. Além disso, avanços experimentais em tecnologia stealth incluem a geração de campos de plasma ao redor de aeronaves para absorver ondas de radar de maneira ainda mais eficaz.
O RCS
A Radar Cross Section (RCS), ou Seção Transversal de Radar, é a medida que determina o quão visível uma aeronave é para sistemas de radar inimigos, sendo expressa em metros quadrados (m²). Essa visibilidade depende de diversos fatores, como a geometria da aeronave, os materiais que a compõe em sua estrutura e revestimento, a orientação do alvo em relação à fonte emissora das ondas. Para isso, o design furtivo busca reduzir ao máximo essa assinatura, tornando a aeronave praticamente indetectável para radares convencionais.
Aeronaves convencionais (CV) possuem RCS elevado, entre 1 m² e 100 m², devido à forma, materiais e ângulos que refletem ondas de radar. Já aeronaves com RCS Low (LO) apresentam redução significativa, variando entre 0,1 m² e 1 m², utilizando superfícies inclinadas e materiais absorventes para minimizar reflexões, tornando-se menos detectáveis, mas ainda visíveis a radares avançados. As aeronaves Very Low Observable (VLO) possuem RCS extremamente reduzido, entre 0,001 m² e 0,1 m², aplicando design furtivo avançado, alinhamento preciso de superfícies e tecnologia RAM (Radar Absorbing Material), dificultando significativamente a detecção por radares modernos.
Conversão de valores de RCS de diferentes aeronaves em decibéis para facilitar a comparação de furtividade.
Compare os valores de RCS de diferentes aeronaves na tabela que segue:
Aeronave | RCS Estimado (m²) | Categoria |
---|---|---|
Boeing 747 | ~100 m² | Avião comercial (grande) |
Boeing 737 | ~10 m² | Avião comercial (médio) |
F-15 Eagle | ~10-15 m² | Caça convencional |
F/A-18 Super Hornet | ~1 m² | Caça convencional |
B-52 Stratofortress | ~100 m² | Bombardeiro pesado |
F-117 Nighthawk | ~0,003 m² | Caça furtivo (1ª geração) |
B-2 Spirit | ~0,001 m² | Bombardeiro furtivo |
F-22 Raptor | ~0,0001-0,001 m² | Caça de 5ª geração |
F-35 Lightning II | ~0,0015 m² | Caça de 5ª geração |
Su-57 Felon | ~0,1-1 m² | Caça russo de 5ª geração |
J-20 Mighty Dragon | ~0,01-0,1 m² | Caça chinês de 5ª geração |
Paralelamente à furtividade ao radar, é fundamental reduzir a assinatura infravermelha (IR), que poderia tornar a aeronave visível para sensores de mísseis guiados por calor. Para isso, sistemas de resfriamento nas saídas dos motores e direcionamento de calor para áreas menos expostas são empregados para minimizar a emissão térmica.

Nos últimos anos, avanços significativos têm sido alcançados na redução do RCS. O desenvolvimento de metamateriais furtivos permite a manipulação das ondas eletromagnéticas para criar efeitos de “invisibilidade” ao radar.
Além disso, pesquisas em revestimentos dinâmicos adaptáveis buscam criar materiais capazes de ajustar suas propriedades conforme a frequência dos radares inimigos. Outra inovação é a aplicação da inteligência artificial para otimização da furtividade, em que algoritmos ajustam continuamente a posição da aeronave e seus sistemas eletrônicos para minimizar sua detecção.
Análise do gráfico de RCS
A análise de um gráfico de Radar Cross Section (RCS) de uma aeronave obtido por uma câmara anecoica envolve avaliar como a reflexão do sinal de radar varia em diferentes condições, em função dos ângulos de incidência e reflexão. Para tal é necessário entender oq ue significam os eixos dos gráfico.
Para tal considere que o Eixo X (ângulo de incidência/reflexão) é geralmente, apresnetado no gráfico como o ângulo de incidência ou reflexão em graus, variando de -90° a +90°, com 0° representando a incidência normal (ou perpendicular) à superfície da aeronave.Já o eixo Y representa o valor do RCS (em unidades como metros quadrados ou dBsm, se for uma escala logarítmica). Quanto maior o valor, maior a reflexão da energia de radar.

O Ângulo de Incidência (ou Azimute), refere-se ao ângulo entre a linha do radar e a direção da aeronave. Esse ângulo influencia diretamente como as ondas de radar são refletidas pela aeronave. A forma como o RCS varia com diferentes ângulos pode indicar se a aeronave está com uma superfície mais ou menos refletiva.
Em ângulos baixos (próximos de 0°), a aeronave pode apresentar maior RCS, pois superfícies grandes e planas, como asas e fuselagem, podem refletir mais energia de volta ao radar. Já em ângulos mais altos, a estrutura da aeronave pode reduzir sua assinatura devido à forma aerodinâmica ou ao uso de materiais absorventes de radar.
O Comportamento Direcional interfere na leitura e no lóbulo de RCS em variação angular. O gráfico pode exibir “lobos” ou picos de RCS em determinados ângulos, associados a características geométricas da aeronave. Por exemplo, áreas como a ponta das asas ou o nariz da aeronave podem refletir radar de maneira mais forte em ângulos específicos. Em algumas aeronaves furtivas, como caças stealth, o RCS será minimizado em ângulos específicos para reduzir a detecção. Portanto, a assinatura do radar será significativamente reduzida em certos ângulos de visão.
Para interpretar os dados é necessária a análise de refração e difração da onda, o qual analisa o comportamento do RCS em diferentes Frequências. Se o gráfico for fornecido para diferentes frequências de radar, isso pode indicar como a aeronave interage com diferentes comprimentos de onda. As superfícies menores podem causar difração em frequências mais altas, o que pode resultar em uma assinatura RCS mais complexa e variável.
A análise das características específicas da aeronave também é importante pois, a geometria da Aeronave reflete na resposta do RCS, que pode ser explicado pela geometria da aeronave. Superfícies retas, como a fuselagem e asas, podem produzir maiores reflexões, enquanto superfícies curvas podem dispersar a energia de radar em direções diferentes. por seu lado a presença de materiais absorventes de radar (RAM) ou de características furtivas (como ângulos de incidência projetados para dispersar sinais) pode diminuir a reflexão, levando a um RCS mais baixo.
Isso tudo impacta nos padrões de reflexão. A assinatura de radar mostrará picos e vales, que correspondem a orientações da aeronave em que o RCS é maximizado ou minimizado. Picos podem indicar que uma determinada parte da aeronave está refletindo de forma mais eficiente, enquanto vales podem indicar que o sinal de radar está sendo absorvido ou dispersado de maneira eficiente.
Para a interpretação correta, faz-se ainda necessário a comparação entre diferentes angulações, pois a reflexão a partir de diferentes ângulos de incidência e reflexão altera-se com a mudança dos ângulos de reflexão (ou de incidência), o RCS pode mudar devido à geometria e materiais da aeronave. Um bom gráfico pode mostrar essas variações, ajudando a entender como o alvo pode ser detectado por radares em diferentes posições e condições.
Em condições ideais estes parâmetros são obtidos no interior controlado de uma câmara anecóica que minimiza a interferência externa, mas que ainda pode-se ter fatores como a absorção do material da aeronave e as condições ambientais da própria câmara (temperatura, umidade), que podem influenciar as medições, no ambiente real, clima, luz solar, calor, diferentes densidades de camadas de ar e nuvens são fatores interferentes no processo de aquisição dos dados da aeronave visada e isso tudo altera os padrões recebidos e comparados pelo banco de dados dos sistemas de defesa.
O artigo “The Calculated Data of the Radar Cross-Section Parameters of the 3D Model of the Sukhoi Su-57 Jet Fighter” apresenta uma análise detalhada da Seção Transversal Radar (RCS) do caça Su-57. A Figura AZ do artigo ilustra os valores de RCS em diferentes ângulos de azimute a uma frequência de 2,5 GHz. Com base nessa figura, é possível interpretar como a assinatura radar da aeronave varia conforme a orientação em relação à fonte emissora.
A tabela a seguir resume os valores de RCS (em dBsm) para ângulos de azimute selecionados
Ângulo de Azimute (graus) | RCS (dBsm) |
---|---|
0 | -15 |
45 | -10 |
90 | -5 |
135 | -10 |
180 | -15 |
225 | -10 |
270 | -5 |
315 | -10 |
360 | -15 |
Observa-se que o RCS é menor (aproximadamente -15 dBsm) nos ângulos de 0°, 180° e 360°, correspondendo às vistas frontal e traseira da aeronave, indicando uma menor detectabilidade nessas direções. Nos ângulos de 90° e 270°, que correspondem às vistas laterais, o RCS é maior (aproximadamente -5 dBsm), sugerindo uma maior refletividade e, portanto, maior detectabilidade por radares nessas orientações.
Esses dados indicam que o Su-57 foi projetado para minimizar sua assinatura radar principalmente nas vistas frontal e traseira, alinhando-se com estratégias de design furtivo que priorizam a redução da detectabilidade em direções mais prováveis de exposição ao radar inimigo.
O Su-57 apresenta uma assinatura radar reduzida nos ângulos de 0° (frontal), 180° (traseira) e 360° (frontal novamente), com um RCS de aproximadamente -15 dBsm (cerca de 0,03 m²). Isso sugere que seu design furtivo prioriza a redução da detecção pelos radares inimigos que operam de frente ou atrás da aeronave, que são as direções mais comuns de exposição em combate aéreo. Essa redução pode ser atribuída ao uso de superfícies inclinadas, materiais absorventes de radar (RAM – Radar Absorbing Material) e um design projetado para minimizar reflexões diretas.
Nos ângulos de 90° e 270° (vistas laterais), o RCS aumenta significativamente para cerca de -5 dBsm (aproximadamente 0,3 m²), indicando que o Su-57 possui menor furtividade lateral. Isso pode representar uma fraqueza em cenários onde radares inimigos estão posicionados lateralmente. Esse aumento pode ser consequência da forma das asas, empenagem e entradas de ar, que refletem mais ondas de radar de certos ângulos.
Nos ângulos de 45°, 135°, 225° e 315°, o RCS está em um nível intermediário, por volta de -10 dBsm (cerca de 0,1 m²), indicando que a capacidade furtiva é parcial nessas direções. Isso sugere que a aeronave mantém alguma discrição contra radares que operam nesses ângulos, mas sem o mesmo nível de ocultação das vistas frontal e traseira.
O Su-57 demonstra um perfil furtivo otimizado principalmente para engajamentos frontais e evasões traseiras, mas sua assinatura lateral é relativamente alta em comparação com caças furtivos de quinta geração como o F-22 Raptor e o F-35, que possuem um RCS mais consistente em todos os ângulos. Isso pode torná-lo mais vulnerável a radares posicionados em ângulos laterais ou em configurações de rede (radares operando em diferentes direções).
Embora a furtividade do Su-57 seja uma melhoria significativa em relação a caças convencionais, os dados sugerem que sua abordagem stealth não é tão refinada quanto a de alguns caças ocidentais, possivelmente devido a limitações tecnológicas ou escolhas de design voltadas para manter manobrabilidade e custos reduzidos.
Materiais Radar Absorventes
Nos primeiros aviões furtivos, como o SR-71, eram utilizadas tintas com partículas de ferrite para diminuir a reflexão. Com o tempo, técnicas mais sofisticadas foram desenvolvidas, como o uso de estruturas de favo de mel preenchidas com carbono, que permitem um gradiente de impedância elétrica, minimizando reflexões abruptas.

Os materiais absorventes de radar (RAM – Radar Absorbing Materials) são fundamentais para reduzir a seção transversal de radar (RCS – Radar Cross Section) das aeronaves. Estes materiais possuem propriedades físicas que os tornam elegíveis para estas aplicações. Eles operam convertendo a energia das ondas de radar em calor ou dispersando-as de forma a minimizar sua reflexão para a fonte emissora.
Tabela mostrando os principais tipos de materiais e técnicas, como formas angulares e RAM, para reduzir o RCS.
Um dos primeiros e mais utilizados materiais utilizados em aeronaves furtivas, é a chamada pintura à Base de Partículas de Ferrite (“Iron Ball Paint”). A pintura à base de ferrite contém microesferas metálicas de óxidos de ferro embutidas em uma matriz polimérica. Quando as ondas de radar atingem essa superfície, os campos magnéticos oscilantes induzem correntes dentro das partículas de ferrite, dissipando a energia como calor. Esse tipo de revestimento foi amplamente empregado no F-117 Nighthawk e no B-2 Spirit, dois dos primeiros aviões furtivos dos Estados Unidos.
A vantagem desse material é sua capacidade de reduzir significativamente a seção transversal de radar (RCS) sem alterar drasticamente o design da aeronave. No entanto, ele exige manutenção intensiva, pois a degradação da pintura ao longo do tempo pode comprometer sua eficácia. Além disso, sua absorção é limitada a certas frequências de radar, exigindo otimizações para diferentes ameaças.
Além das pintras a base de ferite, os polímeros condutivos também são usados, estes materiais são sintéticos dopados com cargas elétricas que os tornam capazes de interagir com ondas eletromagnéticas. Eles podem ser aplicados como filmes finos ou integrados diretamente na estrutura da aeronave. Esse tipo de RAM é particularmente flexível e pode ser moldado sobre superfícies curvas sem comprometer a aerodinâmica, tornando-o ideal para aeronaves como o F-35 Lightning II, J 20 e Su 57.
Os polímeros condutivos oferecem a vantagem de um design mais durável em comparação com a pintura à base de ferrite, além de poderem ser ajustados para diferentes frequências de radar. No entanto, são muito sensíveis a danos físicos, como impactos e exposição prolongada a condições extremas, exigindo substituições frequentes.
Uma nova geração de materiais integrados às estruturas de nanotubos de carbono e espumas baseadas nesse material são algumas das tecnologias mais avançadas em desenvolvimento. Esses compostos possuem uma estrutura altamente porosa que dispersa e absorve ondas de radar de forma extremamente eficiente. Além disso, o carbono tem uma densidade muito baixa, tornando-o ideal para aplicações em aeronaves que exigem furtividade sem comprometer o desempenho aerodinâmico.
Este tipo de material está sendo utilizado em drones e aeronaves de altíssima performance, incluindo projetos experimentais dos Estados Unidos e da China. Sua principal desvantagem é ainda o alto custo de produção, tornando sua aplicação em larga escala ainda inviável para aeronaves convencionais.

Outros avanços promissores são os dos painéis de “favo de mel” são estruturas leves compostas por células hexagonais preenchidas com materiais absorventes de radar. Seu design permite que as ondas eletromagnéticas fiquem “presas” dentro das cavidades e gradualmente percam sua energia. Esses painéis são frequentemente usados em componentes estruturais de aeronaves furtivas, como as bordas das asas e fuselagem.
O F-22 Raptor é um exemplo de aeronave que utiliza essa tecnologia em sua 1ª geração em sua construção. Sua grande vantagem é que ele combina furtividade com eficiência estrutural, proporcionando alta resistência mecânica. No entanto, sua produção é complexa e cara, e qualquer dano pode comprometer a eficácia do sistema furtivo. Estudos recentes deste materiais em sua 3ª geração são desenvolvidas para os novos programas dos aviões de combate o futuro e apresentam resultados promissores.
Apesar de ainda ser ficção do realidade, dado que o seu uso prático ainda é contextado, o uso de plasma absorvente também pode vir a se tornar uma das tecnologias empregadas nas aeronaves e armas do futuro. Essa tecnologia propõe a geração de um campo ionizado ao redor da aeronave, criando um meio que pode absorver e dissipar as ondas de radar antes que elas atinjam a superfície da aeronave. Esse conceito está sendo estudado principalmente pela Rússia e China, com o objetivo de criar uma furtividade ainda mais eficiente do que os métodos tradicionais.
Acredita-se que esta tecnologia teria sido abordada para o desenvolviemnto do bombardeiro furtivo B-2 Spirit, mas não foi adotada, Porém, se bem-sucedida, essa tecnologia poderia tornar uma aeronave virtualmente indetectável para radares convencionais. No entanto, há desafios significativos a serem superados, como o altíssimo consumo de energia necessário para manter um campo de plasma estável e a interferência potencial em sistemas eletrônicos da própria aeronave.
Como detectar aeronaves furtivas?
A tabela apresenta os dados estimando e as distâncias de detecção por cada aeronave para diferentes aeronaves, considerando seus RCS típicos de cada uma.
Os materiais do futuro
O desenvolvimento dos metamateriais representa um marco na física aplicada e na engenharia de materiais, permitindo a manipulação das ondas eletromagnéticas de maneiras antes consideradas impossíveis. Um dos avanços mais notáveis nessa área ocorreu em outubro de 2006, quando uma equipe de cientistas britânicos e norte-americanos demonstrou o primeiro manto da invisibilidade funcional. Liderados pelo professor Sir John Pendry, do Imperial College de Londres, em parceria com a Universidade Duke, os pesquisadores criaram um dispositivo capaz de redirecionar a radiação de micro-ondas ao seu redor, tornando-se quase invisível à detecção por reflexão.
O princípio fundamental desse experimento residia no uso de metamateriais, materiais cuja invisibilidade não decorre de sua composição química, mas sim da estrutura organizada de seus constituintes. Os metamateriais são projetados de forma a exibir propriedades ausentes em materiais naturais, sendo constituídos por padrões estruturais repetitivos de polímeros e metais que interagem com a radiação eletromagnética de maneira controlada. A geometria, o tamanho e a disposição dessas estruturas determinam como o material influencia a propagação das ondas, podendo desviá-las, absorvê-las ou bloqueá-las de formas inatingíveis pelos materiais convencionais.
Dentre as características singulares dos metamateriais, destaca-se a refração negativa, um fenômeno que altera a trajetória das ondas eletromagnéticas em sentido oposto ao esperado nos materiais naturais. Tradicionalmente, a refração é regida pela Lei de Snell, que define como uma onda muda de direção ao atravessar diferentes meios. Enquanto todos os materiais naturais apresentam um índice de refração positivo, os metamateriais podem ser projetados para exibir refração negativa ao manipularem duas propriedades fundamentais: a permissividade elétrica e a permeabilidade magnética. A permissividade está relacionada à polarização do material diante de um campo elétrico, enquanto a permeabilidade mede sua resposta a um campo magnético. Embora nenhum material natural possua ambas as propriedades simultaneamente negativas, os metamateriais foram projetados especificamente para essa finalidade.
A teoria dos materiais com refração negativa foi proposta originalmente em 1904 pelos físicos britânicos Horace Lamb e Arthur Schuster, mas permaneceu inviável por décadas. Durante os anos 1940, o físico soviético Leonid Mandelstam avançou na investigação do fenômeno em cristais, e na década de 1960, pesquisadores da União Soviética estudaram a possibilidade de manipular permissividade e permeabilidade. Em 1967, o físico Victor Veselago, do Instituto de Física e Tecnologia de Moscou, formulou um modelo teórico para materiais de “mão esquerda” que apresentavam refração negativa. Apesar de seu potencial, a ausência de técnicas adequadas de fabricação impediu a concretização prática dessas ideias por muitos anos.
O progresso na engenharia de micro-ondas e o desenvolvimento de dielétricos artificiais entre as décadas de 1950 e 1960 pavimentaram o caminho para a criação dos primeiros metamateriais modernos. Esses avanços foram fundamentais para que, no final do século XX, a teoria se transformasse em realidade. John Pendry desempenhou um papel crucial ao observar que a absorção de micro-ondas por materiais furtivos em aplicações navais não dependia apenas de sua composição química, mas sim da estrutura de suas fibras de carbono. A partir dessa descoberta, ele concebeu o conceito de metamateriais e demonstrou que a estrutura interna de um material, quando ajustada em escalas inferiores ao comprimento de onda da radiação incidente, poderia alterar suas propriedades eletromagnéticas de maneira controlada.
Em 1999, Pendry publicou um estudo detalhando a possibilidade de criar materiais com propriedades magnéticas sintéticas por meio de pequenos anéis de cobre denominados ressonadores de fenda. Esses dispositivos permitiam a manipulação das respostas magnéticas do material, possibilitando o desenvolvimento de materiais eletromagneticamente ajustáveis. O trabalho de Pendry atraiu o interesse da comunidade científica, incluindo pesquisadores como David Smith e Willie Padilla, da Universidade da Califórnia em San Diego. Em 2000, a equipe de Smith conseguiu construir e testar o primeiro metamaterial funcional, validando as previsões teóricas de Pendry.

O sucesso desses experimentos chamou a atenção da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos Estados Unidos (DARPA), que lançou um programa de pesquisa em metamateriais, investindo US$ 40 milhões no aprimoramento dessas tecnologias. Nos anos seguintes, novas aplicações surgiram, incluindo o uso de metamateriais para a criação de superlentes, capazes de superar os limites de difração e fornecer imagens com resolução subcomprimento de onda. Em 2003, experimentos em micro-ondas confirmaram a viabilidade desses conceitos, e em 2005, pesquisadores independentes desenvolveram versões experimentais de superlentes baseadas em metamateriais.
A descoberta e o desenvolvimento dos metamateriais abriram novas perspectivas para diversas áreas da ciência e da engenharia, incluindo óptica, comunicações, sensores e tecnologias de camuflagem eletromagnética. Atualmente, a DARPA mantém um núcleo de estudos focado no aprimoramento dessas tecnologias para aplicações em aeronaves, satélites, navios e outros sistemas militares. Após duas décadas de pesquisas contínuas, é provável que avanços significativos tenham sido alcançados, tornando viável o uso prático dessas inovações em operações militares.
Além dos Estados Unidos, outras potências globais, como China, Índia, Japão, Reino Unido, França, Alemanha e Coreia do Sul, também investem no desenvolvimento de novos materiais com aplicações militares. Um dos cenários mais promissores para essas tecnologias é o emprego em aeronaves de sexta geração, que poderão apresentar níveis de furtividade consideravelmente superiores aos modelos atuais. Diante desses avanços, a tecnologia stealth continua a evoluir para enfrentar desafios crescentes impostos pelo aprimoramento dos sistemas de detecção, como radares de baixa frequência e inteligência artificial para análise de assinaturas eletromagnéticas. Dessa forma, os metamateriais representam um elemento central na corrida tecnológica militar do século XXI, impulsionando inovações que, há poucas décadas, pertenciam apenas ao domínio da ficção científica.
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- NEPRYAEV, Alexander, The Calculated Data of the Radar Cross-Section Parameters of the 3D Model of the Sukhoi Su-57 Jet Fighter. Research Institute CENTERPROGRAMSYSTEM, CJSC, 2010 [ Link]
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