Desenvolvimento e estudo de geometrias de um VANT para aplicação Stealth nas Bandas S, C, e X com simulações de RCS no FEKO

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a análise de geometrias para Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) com foco na redução da assinatura radar (furtividade) em frequências das bandas S, C e X, características críticas para operações em ambientes hostis, especialmente no contexto militar. A metodologia utilizou o software FEKO para simulações de Seção Reta Radar (RCS) avaliando diferentes configurações geométricas e materiais. Foram projetadas inicialmente, três geometrias principais baseadas em aeronaves reais: Shadowhawk, inspirada no MQ-9A Reaper; Thor, baseada no F-117 Nighthawk; e Hidden Viper, inspirada no Sukhoi Su-57. Cada modelo foi analisado quanto à dispersão de ondas eletromagnéticas, destacando como geometrias com superfícies facetadas, ângulos agudos e suaves impactam a furtividade. A análise incorporou a caracterização de compósitos de fibra de carbono com resina epóxi, realizada em parceria com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), para avaliar a eficácia na reflexão de ondas eletromagnéticas. Esses materiais foram incorporados às simulações para que seja avaliado precisamente os efeitos de reflexão das geometrias complexas no RCS das aeronaves, para isso é importante utilizar no modelo CAD um material que consiga refletir a maior quantidade de sinal, neste caso um PEC (perfect electric conductor), o compósito fibra-carbono obteve excelentes resultados, refletindo aproximadamente 90% do sinal na simulação. Com base nos resultados obtidos, foi desenvolvida uma quarta geometria, chamada Nautilus, que combinou as melhores características das anteriores, demonstrando um desempenho superior, seu bordo de fuga, por exemplo, atinge -20 dB nas frequências analisadas, destacando sua adequação para missões estratégicas de alta complexidade, como vigilância estratégica e ataques de precisão. Em relação a análise de materiais absorvedores, considerou-se o compósito feito à base de uma matriz de silicone dielétrica e ferrocarbonila com aditivo a melhor opção para o projeto, já que ele apresentou um pico de absorção de 99,6% em uma frequência de 9,6 GHz para uma amostra de 2mm de espessura. Os resultados do estudo confirmam que a combinação de design geométrico otimizado e materiais avançados é fundamental para maximizar a furtividade de VANTs, contribuindo significativamente para o desenvolvimento de aeronaves mais eficazes em missões militares e civis. Este trabalho reforça a relevância de integrar tecnologias modernas no campo da futividade aeroespacial, promovendo avanços na segurança e eficiência operacional e na segurança em operações militares e civis.