Ein Radar sucht einen bestimmten Raum nach Zielen ab, indem es elektromagnetische Wellen aussendet, quasi als ob man im Dunkeln mit einer Taschenlampe nach einem Objekt sucht. Wie die Lichtstrahlen werden die Radarstrahlen zum Aussender zurückgeworfen. Aus diesem Signal lassen sich Entfernung und Winkel bestimmen und somit das Objekt orten. Um das Ausmaß dieser Reflexion zu beschreiben, führten die Ingenieure den Begriff der Radarrückstrahlfläche (Radar Cross Section, RCS) ein, die um ein Vielfaches größer als die eigentliche Fläche eines Flugzeugs ist. Daher bildet die RCS-Reduzierung die Grundlage aller Stealth-Maßnahmen. Im Mittelpunkt steht die Minimierung aller reflektierenden Oberflächenmerkmale, um die Strahlen so abzulenken, dass sie nicht zum Radar zurückkommen.
Formen und Winkel
Am schädlichsten sind im rechten Winkel zueinanderstehende Komponenten wie der Übergang von Höhen- und Seitenleitwerk. Daher weisen Stealth-Flugzeuge stark geneigte Seitenleitwerke und abgeschrägte Rumpfseiten sowie fließende Übergänge von Rumpf und Tragfläche auf. Außenlasten lassen sich nur in internen Schächten mitführen. Außerdem kommen gekrümmte und abgeschirmte Lufteinläufe sowie spezielle Abgasdüsen und metallisch beschichtete Cockpitverglasungen zum Einsatz. Aerodynamisch oder strukturell optimale Auslegungen erweisen sich so meist als schlecht für die Stealth-Eigenschaften und umgekehrt. Das erschwerte die Entwurfsarbeiten gerade in der Anfangszeit enorm. Bei der F-117 setzten die Konstrukteure noch auf große, ebene Flächen, die sie scharf abwinkelten. Steigende Computerleistungen ermöglichten später genauere Berechnungen der Interaktion der Radarstrahlen mit der Struktur und somit effektivere Auslegungen mit runden Formen wie bei der B-2, deren Signatur der eines großen Vogels entsprechen soll.
Kohlefaser und Eisenpartikel
Eine wichtige Rolle spielt auch die Außenhaut mit den sogenannten Radarstrahlen absorbierenden Materialien (RAM). Aufgrund ihrer nichtleitenden Eigenschaften finden sich hier oft Kohlefaserverbundwerkstoffe, da sie ein Eindringen der Radarstrahlen erlauben und ihnen so die Energie rauben. Zusätzlich können etwa in der Flügelvorderkante dreieckige oder pyramidenförmige Strukturen die Strahlen immer wieder hin und her lenken und sie so abschwächen; vom Prinzip her wie in mit Pyramiden ausgekleideten, schalltoten Räumen. Auf der Außenhaut sitzt eine spezielle Farbe, die winzige Eisenpartikel enthält, die so orientiert sind, dass sie ein Magnetfeld erzeugen. Dadurch werden die Strahlen absorbiert und in Form von Wärme abgegeben.
Stealth als komplexes Waffensystem
Im Einsatz gelten die Flugzeuge aber nicht als komplett unsichtbar, Stealth soll nur die Entdeckbarkeit erschweren und so die Mission erleichtern. Das Konzept umfasst nicht nur die Verhinderung der Erkennung per Radar, sondern auch die Reduzierung der Infrarotsignatur. Dazu sind die Triebwerke meist so tief in der Flugzeugstruktur wie möglich verborgen. Insgesamt handelt es sich bei Stealth also nicht um eine einzelne Technologie, sondern mehr um eine Eigenschaft eines Waffensystems. Der Aufwand ist enorm, daher brachen die Projekte immer wieder Rekorde bei Entwicklungskosten und Stückpreisen.
