mini|F-117 Nighthawk mini|F-22 Raptor mini|Su-57 Felon
Der Begriff Tarnkappentechnik umfasst alle Techniken, die die Ortung eines Luftfahrzeugs, Wasserfahrzeugs oder Landfahrzeugs erschweren. Dies geschieht durch die Reduzierung der vom zu ortenden Objekt ausgesandten oder reflektierten Emissionen. Bei Luftfahrzeugen und Überwasserfahrzeugen wie Schiffen bezeichnet der Begriff hauptsächlich diejenigen Techniken, die eine Ortung mittels Radar erschweren sollen, ohne dass das zu ortende Objekt selbst aktiv Störsignale aussenden muss. Tarnkappentechniken werden vor allem im militärischen Bereich eingesetzt. Hierbei werden bei Luftfahrzeugen wie Tarnkappenflugzeugen und Tarnkappenhubschraubern sowie bei Überwasserfahrzeugen wie Tarnkappenschiffen und Unterwasserfahrzeugen wie U-Booten diese Techniken angewendet. Für die Tarnkappentechniken sind auch die Anglizismen Stealth (deutsch: Heimlichkeit) beziehungsweise Stealth-Technik gebräuchlich geworden. Neben Maßnahmen am Objekt selbst kommt zudem der Einsatzplanung eine hohe Bedeutung zu, um die oft richtungsabhängigen Tarneigenschaften auszunutzen.
Geschichte Anfänge mini|Das weltweit erste Radargerät mit Phased-Array-Antenne war das deutsche Mammut-Radar
Seit dem Beginn der Radarentwicklung vor dem Zweiten Weltkrieg gab es auch Versuche und Forschungsarbeiten mit dem Ziel, sich gegen diese Ortungsmethode zu schützen. Das erste radarabsorbierende Material (RAM) wurde 1936 in den Niederlanden entwickelt und patentiert. Dies war ein Absorber im Bereich um 2 GHz, in dem Kohlestaub und Titanoxid verwendet wurden. Als die Radartechnologie während des Zweiten Weltkrieges weite Verbreitung fand (Deutschland: Radar Würzburg; Großbritannien errichtete Chain Home), wurden auch die Forschungsarbeiten an Absorbermaterialien intensiviert, besonders in Deutschland und den USA.
Ein Material, das von den Alliierten zu dieser Zeit entwickelt wurde, war der Salisbury screen. Dieses RAM kam auch in frühen reflexionsarmen Räumen zum Einsatz. Vergleichbare Entwicklungen gab es auch in Deutschland. Um die Bandbreite zu steigern, wählte man mehrlagige Strukturen, den Jaumann-Absorber. Die Schnorchelköpfe der deutschen U-Boote der Klasse XXI waren beispielsweise mit einem radarreflexionsmindernden gummiartigen Überzug beschichtet.
Das Material dieses Überzugs, das unter dem Projektnamen „Schornsteinfeger“ von Johannes Jaumann zusammen mit der IG Farben ab 1943 entwickelt wurde und im Frühjahr 1944 Einsatzreife erlangte, bestand aus einer Aufeinanderfolge leitfähiger Schichten, deren Leitfähigkeit von außen nach innen bis zur Metallwand des Schnorchels ansteigt. Die einzelnen Schichten werden durch dielektrische Stützschichten mit sehr niedriger Dielektrizitätskonstante voneinander getrennt. Eine auftreffende Radarwelle wird, je tiefer sie eindringt, von dieser Haut mehr und mehr absorbiert. Die Energie der Welle wird im Idealfall vollständig in Wärme umgewandelt. Durch den mehrlagigen Aufbau ist die Wirkung des Jaumann-Absorbers weniger abhängig von Frequenz und Einfallswinkel.Kühnhold, Wege elektrischer Tarnung, S. 15 PDF, 1 MB
Die Radarwellen werden also wie in einem Sumpf verschluckt – daher sprach man im Zusammenhang dieser Eigenschaft auch von einem Ortungssumpf. Andere Bezeichnungen sind „elektrischer Sumpf“, Leitwert- oder Radarsumpf. Ein ähnliches Wirkprinzip wie beim Aufbau des Überzugs findet sich im Wellensumpf.
Nach dem Krieg gerieten solche Konzepte zunächst in Vergessenheit. Die Radartechnik und die elektronischen Gegenmaßnahmen wurden immer leistungsfähiger. Man konzentrierte sich als Schutzmaßnahme auf die immer höhere Geschwindigkeit und größere maximale Flughöhe von Militärflugzeugen.
Entwicklung der Grundlagen mini|Lockheed U-2 über den Wolken mini|Lockheed M-21 mit D-21-Drohne
Als Bomber wie die Boeing B-52 auf immer größere Entfernung mit Radar geortet werden konnten und Flugabwehrraketen und luftgestützte Radare immer leistungsfähiger wurden, kam der Reduzierung der Wirksamkeit der gegnerischen Radarortung erhöhte Bedeutung zu. Neben leistungsfähigeren elektronischen Gegen- und Überwachungsmaßnahmen wurde auch die Drohne McDonnell ADM-20 entwickelt, um dem gegnerischen Radaroperator eine B-52 vorzutäuschen. Die Drohne hat dabei, obwohl wesentlich kleiner als eine B-52, denselben Radarquerschnitt. Diese Entwicklung zeigte, dass der Radarquerschnitt eines Ziels nicht von der Größe des Fluggerätes abhängen muss.
1960 rief die USAF das erste Programm für Tarnkappentechnik ins Leben. Der Radarquerschnitt einer Ryan BQM-34A Firebee-Drohne wurde durch Abschirmungen am Lufteinlass der Triebwerke, radarabsorbierendes Material am Rumpf und eine spezielle Anti-Radar-Lackierung verringert.
Während Kampfflugzeuge dazu übergingen, gegnerisches Gebiet im Tiefflug zu durchqueren, um natürliche Hindernisse zur Tarnung vor gegnerischer Sensorik zu nutzen, war dies Spionageflugzeugen nicht möglich. So versuchte man bei der Lockheed U-2 „Dragon Lady“ durch eine möglichst große Flughöhe einem möglichen Abwehrfeuer zu entgehen. Nachdem sich das Konzept als nicht erfolgreich herausgestellt hatte, wurde im Project Rainbow versucht, die Radarquerschnittsfläche der U-2 zu senken, was sich allerdings als unwirksam herausstellte. Als ein Nachfolgemuster gesucht wurde, reichten Lockheeds Skunk Works und die Consolidated Vultee Aircraft Corporation (Convair) ihre Konzeptentwürfe ein.
Während Convair bei seinem Entwurf Kingfish die Überlebensfähigkeit mittels einer geringen Radarquerschnittsfläche zu steigern suchte, setzte der Konkurrent Lockheed bei seinem Entwurf A-12 Oxcart auf eine möglichst hohe Geschwindigkeit und gewann damit den Wettbewerb. Dessen leistungsfähigere Version Lockheed SR-71 wurde schließlich in Auftrag gegeben. Dabei wurde versucht, die Radarquerschnittsfläche mittels Form und Wiedereintrittsdreiecken zu reduzieren, siehe unten bei „Geometrische Absorber“. Bei der dazugehörigen Drohne Lockheed D-21 wurde ebenfalls auf eine niedrige Radarquerschnittsfläche geachtet.
Im Vietnamkrieg wurde die Bedrohung durch Flugabwehrraketen wieder offensichtlich. Zwar wurden Anti-Radar-Raketen wie die AGM-45 Shrike und die Wild-Weasel-Taktik entwickelt und eingesetzt, doch waren diese sehr riskant und banden teure Flugzeuge im Kampf gegen die gegnerische Flugabwehr statt taktische Ziele anzugreifen.
Die hohen Verluste der Israelis während des Jom-Kippur-Kriegs zeigten zudem, dass der Einsatz von Störsendern alleine keine befriedigende Lösung darstellt und Tiefflüge in konturlosem Wüstengelände nur sehr eingeschränkt möglich sind.
Have Blue und Senior Trend mini|links|Die F-117 Nighthawk war das erste Serienflugzeug mit konsequenter Anwendung der Tarnkappentechnik
Im April 1976 beauftragte die Defense Advanced Research Projects Agency Lockheed damit, zwei flugfähige Prototypen von Tarnkappenflugzeugen in 60 Prozent der geplanten Originalgröße zu entwickeln. Das Entwicklungsziel war, die effektive Radarquerschnittsfläche eines Flugzeuges entscheidend zu verkleinern.
Die Entwicklung baute auf der Theorie des sowjetischen Physikers Pjotr Jakowlewitsch Ufimzew auf. Die Kosten lagen bei 37 Millionen US-Dollar für beide Flugzeuge. Das Programm war geheim und tauchte offiziell in keinem Budget auf. Der Name Have Blue hat keinen tieferen Sinn, vermutlich wurde er aus einer Liste von möglichen Namen für Geheimprogramme zufällig ausgewählt. Die Bezeichnung XST (Experimental Survivable Testbed) ist ebenfalls geläufig.
Die erste Maschine wurde im November 1977 fertiggestellt. Sie sollte die Flugcharakteristik des Entwurfs ausloten. Am 1. Dezember fand der Jungfernflug auf dem Testgelände am Groom Lake in Nevada statt. Während der Testphase wurde das Flugzeug zu einem Radarsystem der US Army geflogen, gefolgt von einem Verfolgerflugzeug. Das Radar konnte nur das Verfolgerflugzeug entdecken, damit wurde die Machbarkeit des Konzeptes bewiesen. Der Erstflug des um ein Drittel größeren Serienflugzeuges Senior Trend (später F-117) fand dann am 18. Juni 1981 unter starken Sicherheitsvorkehrungen statt. Das Flugzeug war mit magnetischem Absorbermaterial beschichtet, um die Radarsignatur nicht nur durch die Form, sondern auch durch weitere Maßnahmen zu reduzieren.
Assault Breaker Da der Kalte Krieg auf dem Höhepunkt angekommen war, wurde nun die Überlegenheit des Warschauer Paktes an Panzern und Bodenstreitkräften als Problem angesehen. Um einen möglichen Angriff der Sowjetunion auf Mitteleuropa abzuwehren, wurde 1978 das Assault-BreakerÜbersetzung des Begriffes auf leo.org-Programm ins Leben gerufen. Dieses hatte zum Ziel, mittels präzisionsgelenkter Munition und Langstreckenaufklärung Bodenziele weit hinter den feindlichen Linien zu zerstören. Das Programm legte die Grundlagen für alle modernen luftgestützten Waffensysteme, die in den Konflikten des 21. Jahrhunderts eingesetzt wurden.
In ihm wurden LANTIRN-Behälter als Navigations- und Zielsystem für Tiefflugeinsätze entwickelt (Messerschmitt-Bölkow-Blohm entwickelte dazu den Vebal Syndrom-Pod) sowie Marschflugkörper, die intelligente Submunitionen im Tiefflug zu einem sowjetischen Panzerverband bringen und diese über ihm freisetzen sollten. Die Marschflugkörper gingen nie in Produktion; die Submunitionen wurden später als Brilliant Anti-Tank (BAT) in das MLRS integriert. Eine andere Entwicklung betraf Munitionsbehälter für Kampfflugzeuge, die im Zielgebiet einen Schwarm intelligenter selbstzielsuchender Raketen mit Millimeterwellen-Radarsucher freisetzen sollten. Die Entwicklung wurde von Hughes mit der Wasp „Minimissile“ vorangetrieben, wurde aber wegen zu hoher Kosten eingestellt. Das Prinzip wurde mit der MBDA Brimstone wieder aufgegriffen. Die CBU-97 Sensor Fuzed Weapon hat ihre Ursprünge ebenfalls im Assault-Breaker-Programm.
mini|Tacit Blue („Der Wal“) von Northrop. Hier erfolgte der Ersteinsatz von runden Formen und einem Low Probability of Intercept-Radar Das zentrale Element war Pave Mover. Dabei wurde ein leistungsstarkes Side-Looking-Airborne-Radar mit elektronischer Strahlschwenkung an eine General Dynamics F-111 montiert, um sowjetische Panzer in über 100 Kilometer Entfernung weit hinter der Frontlinie orten zu können. Da die Rechenleistung früher Computer gering war, wurden die Rohdaten des Radars über einen leistungsstarken Datenlink an eine Bodenstation zur Auswertung gesendet. Mit fortschreitender Mikroelektronik wurde es möglich, Rechner und Personal in einem Flugzeug unterzubringen – die E-8 JSTARS (Joint Surveillance and Target Attack Radar System) entstand. Am 30. April 1996 wurde bekannt gegeben, dass das Assault-Breaker-Programm auch einen „schwarzen“ Teil hatte. Da die Überlebensfähigkeit der Radarplattform bezweifelt wurde, entwickelte Northrop das Tarnkappenflugzeug Tacit Blue, das mit einem Low Probability of Intercept-Radar ausgestattet wurde. Bei der Tacit Blue wurde erstmals auf die Facettierung der Oberfläche verzichtet. Die gestiegene Rechenleistung der Computer machte es möglich, die Oberfläche kontinuierlich zu krümmen, und dabei trotzdem die Reflexionen nach dem Huygensschen Prinzip zu berechnen, was bei der Entwicklung der F-117 noch nicht möglich war. Für den Marschflugkörper mit Submunitionen entwickelte Northrop ebenfalls ein Tarnkappenmodell, die AGM-137 TSSAM.
Integration in Massensysteme mini|AGM-129 ACM Als die MiG-31-Kampfflugzeuge 1981 mit dem Radar- und Waffenleitkomplex SBI-16 Saslon in Serie gingen, kamen Befürchtungen auf, dass durch leistungsstarke Phased-Array-Antennen (PESA) mit Look-down/shoot-down-Fähigkeit die bisherigen Marschflugkörper relativ leicht abzufangen seien. So wurde als Nachfolger der AGM-86 Cruise Missile die AGM-129 entwickelt, die als erster Marschflugkörper mit Tarnkappentechnik im Juli 1985 in Serie ging.mini|Northrop YF-23 im Flug