Faset ve eğriler
F-117 düz fasetler kullandı çünkü 1970'lerin bilgisayarları eğri yüzeyleri simüle edemiyordu. B-2 ve F-22 dikkatlice şekillendirilmiş eğriler kullanır çünkü daha iyi yazılım denklemleri çözdü. Her ikisi de aynı amaca ulaşır: hiçbir yüzey enerjiyi tehdit radarına geri döndürmez. Yüzler yansımaları yere dayalı tehditlerden uzağa, yana ve yukarı yönlendirmek için açılanır.
Kenar hizalaması
Gizli bir uçaktaki her düz kenar, küçük sayıdaki ana açıdan biriyle — tipik olarak ön-kenar süpürmesiyle — hizalanır. Bu, kenar kırınımını bilinen yönleri gösteren dar huzmelerde yoğunlaştırır ve kürenin çoğunu RCS'siz bırakır. Kanat uçları, silah bölmesi kapıları, panel dikişleri ve anten kapakları aynı açıları takip eder.
Radar emici malzemeler
RAM kaplamaları gelen mikrodalga enerjisini rezistif kayıplar yoluyla ısıya dönüştürür. Modern RAM tehdit bandına ayarlanmış katmanlı bir kompozittir, kilit yüzeylerde santimetre kalınlığında uygulanır. Bakım maliyeti acımasızdır — bir B-2 her uçuştan sonra saatlerce RAM onarımına ihtiyaç duyar.
Frekans bağımlılığı
Gizlilik banda özgüdür. F-22 ve F-35 X-band atış kontrol radarlarına karşı optimize edilmiştir. Uzun dalga boylu VHF radarlar (Rus Nebo-M serisi) onları çok daha uzun menzillerde tespit edebilir çünkü dalga boyu hava aracı özellikleriyle karşılaştırılabilirdir — rezonansa girerler. Düşük frekanslı gözetim radarlarının bir canlanma görmesinin nedeni budur.
Motor hava alıkları sorunu
Bir jet motorunun hava alığı içindeki iç yansımalar, düşük gözlemlenebilirlik tasarımındaki en büyük zorluktur. Kompresör yüzü, uçağın yönelimine bakılmaksızın enerjiyi doğrudan kaynağa geri döndüren devasa bir döner köşe yansıtıcısı görevi görür. Modern stealth platformları, S-kanalları kullanarak bu sorunu çözer. Bu kanallar, radar dalgalarının motor yüzünü doğrudan görmesini engelleyecek şekilde fiziksel olarak kıvrılmıştır. Kanalın iç kısmı, dalgalar kıvrım boyunca sekerken enerjiyi emmek üzere RAM ile kaplanır ve ön RCS değerini önemli ölçüde düşürür.
Tarihsel olarak, SR-71 Blackbird bu sorunu 1960'larda motor nasellerinde RAM kullanarak ele almıştı. Ancak en uç çözüm, Boeing F/A-18E/F Super Hornet'te kullanılan 'blokaj' yöntemidir. Bu sistem, motor yüzünü gizleyen ve soğurucu malzemelerle kaplanmış bir dizi sabit kanatçıktan oluşur. B-2'deki tam S-kanal kadar etkili olmasa da, bu blokajlar modern X-bandı önleyicilere karşı tespit menzilini azaltmak isteyen hibrit tasarımlar için gerekli bir teknolojik tavizdir.
Bistatik radar karşı önlemleri
Yüzey şekillendirme stratejisi, verici ve alıcının aynı yerde olduğu Monostatik Radar Denklemine dayanır. Enerji kaynaktan uzağa saptırılarak uçak radar sistemlerine görünmez kılınır. Ancak, alıcının vericiden ayrı olduğu bistatik radar sistemleri bu sapan sinyalleri yakalayabilir. Eğer bir uçak gelen darbeyi 45 derece yana saptırırsa, o açıda konumlanmış bir alıcı, refleksiyonu sanki uçak stealth değilmiş gibi net bir şekilde tespit edebilir.
Buna karşı koymak için tasarım ekipleri, RCS sıçramalarının son derece dar olmasını ve gökyüzünün izlenmeyen bölgelerine yönlendirilmesini sağlar. Planform hizalamasının bu kadar kritik olmasının nedeni budur. Uçak onlarca küçük yansıma yerine iki veya dört adet çok güçlü ama ince enerji hüzmesi üretir. Dinamik bir muharebe ortamında, bir bistatik alıcının milisaniyelik bu hüzmenin tam yolunda bulunma olasılığı istatistiksel olarak düşüktür ve hayatta kalma kabiliyeti korunur.
Gezgin dalga fenomeni
Yüzey dalgaları, basit geometrik yansıma yasalarına uymadıkları için RCS tasarımında önemli bir zorluk teşkil eder. Radar enerjisi iletken bir kenara dar bir açıyla çarptığında, uçağın gövdesi boyunca ilerleyen bir elektrik akımı oluşturur. Bu 'gezgin dalga' kuyruk kanadı veya bir kontrol yüzeyi boşluğu gibi bir süreksizlikle karşılaştığında, enerjiyi tekrar vericiye doğru yayar. Bu nedenle gizli tasarımlar, yüzey empedansındaki herhangi bir ani değişikliği en aza indiren aşırı pürüzsüzlüğe ve sürekli planformlara öncelik verir. Hafifçe yanlış hizalanmış bir vida başı veya bir arka kenardaki boşluk bile yerel bir anten görevi görerek aracın tespit edilme mesafesini önemli ölçüde artırabilir.
Bu etkileri hafifletmek için mühendisler, arka kenarlara doğru gövdenin elektriksel özelliklerini yavaşça değiştiren dereceli dielektrik malzemeler kullanırlar. İletkenliği kademelendirerek, gezgin dalganın kanadın fiziksel ucundan yansımak yerine kademeli olarak emilmesi sağlanır. F-117 gibi erken tasarımlarda bu durum yüzey birleşim yerleriyle yönetiliyordu, ancak F-35 gibi modern uçaklar inçteki binde bir hassasiyette frezelenmiş toleranslara dayanır. Yüzey empedansı mükemmel şekilde yönetilmezse, uçak hareket ettikçe radar dönüşünün nabız atması şeklinde uçağı görünür kılan 'parlama' (glint) etkisi oluşur.
Plazma ve IR izi dengeleri
RCS azaltımı genellikle diğer gizlilik gereksinimleriyle, özellikle termal yönetimle çelişir. Süpersonik uçuş için gereken yüksek performanslı motorlar, radarın tespit edemediği durumlarda bile uzun dalga kızılötesi sensörlerin algılayabileceği devasa ısı izleri üretir. Ayrıca hipersonik hızlarda havanın iyonlaşması, aracın etrafında bir plazma kılıfı oluşturabilir. Plazma teorik olarak belirli koşullar altında radar dalgalarını emebilse de, genellikle bir dezavantajdır; yoğun iyonize gaz elektromanyetik enerjiyi bir ayna gibi yansıtır. Bir aracın RCS usta seviyesinde yönetilmesi, X-bandı radarı için geometriyi dengelerken aynı zamanda IRST sistemlerinden ısıyı gizlemek için motor egzozunu gömmeyi gerektirir.
Tarihsel olarak ABD, 1960'larda gizli olmayan uçakları gizlemek için plazma jeneratörleri kullanan 'aktif' gizliliği araştırmış, ancak güç gereksinimleri engelleyici olmuştur. Modern tasarımcılar bunun yerine, gizlenmesi en zor olan RCS'nin arka görünüşüne odaklanırlar. F-35 motor nozulundaki tırtıklı yapılar, tahrik sisteminin hareketli parçalarının bile ana hizalama açılarına uymasını sağlayan bu çabanın doğrudan bir sonucudur. Bu multidisipliner yaklaşım, uçağın sadece yer tabanlı arama radarları tarafından kullanılan belirli frekanslarda değil, tüm elektromanyetik spektrumda 'düşük gözlemlenebilir' kalmasını sağlar.