飞机的魔法斗篷，隐身技术的早期发展与应用

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飞碟？
　　1958年1月，中情局赋予“彩虹”项目的第二阶段以“热情”（Gusto）的保密代号，正式结束了第一阶段。比塞尔知道第二阶段在采用高技术的同时带来了高风险，所以为了协助方案评估，他再次聘请兰德担任顾问小组主席。
　　林肯实验室的弗兰克·罗杰斯重回基础研究，试图搞清楚雷达回波和飞机物理外形之间的关系。为了研究方便，他把气动外形的实用性放在一边。他惊讶地发现把六卷不同直径的传真记录纸（这种纸具有恒定阻抗）叠加在一起形成碟形后，其总体阻抗就降低到了300欧姆，仅相当于空气阻抗，于是这个碟形物体就在雷达面前消失了。罗杰斯于是提出了一种飞碟状宽波段隐身外形，有效工作频率很宽，但不幸的是这种外形在空气动力学上是不稳定的。但该方案给比塞尔留下了深刻印象，并指示罗杰斯和泰勒向约翰逊展示他们的发现。

最隐身的外形居然是飞碟？

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　　罗杰斯张嘴就说隐身飞机的理想形状是飞碟，约翰逊惊呼：“上帝啊！”，自己可无法制造出一架飞碟，罗杰斯显然对空气动力学一无所知。同样好战的罗杰斯反驳说约翰逊显然对雷达一无所知，于是这次会议就不欢而散了。
　　罗杰斯和泰勒明智地决定把U-2后继机的设计决定权留给约翰逊，然后再教会他如何把隐身技术融入自己的设计。
　　约翰逊和他的臭鼬工厂团队在一开始搞出了一些亚音速低RCS设计，内部代号“热情”Model 2。

“热情”Model 2设计之一

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　　他们在这个总代号下研究了数种设计，在其中一个被否决的设计上，机翼前后缘开了凹槽，镶嵌有三角形楔形梯度介电材料。这种被称为“软化”的技术可避免雷达波遇到飞机时波束阻力发生突然变化（正是这种极速变化导致了反射回波）。应用“软化”技术后，入射波会先遇到三角形介电材料（机翼前缘），在其内部耗散产生电流，由此把无线电波的电磁能转化为热能。
　　随着波束逐渐抵达三角楔形的尖端，波束阻力也逐渐降为零，与相邻的金属结构匹配。这项技术由臭鼬工厂的Ed·罗维克发明，将在约翰逊最终设计的隐身上发挥重要作用。
　　隐身和飞机性能之间看似存在矛盾关系，苏联雷达技术也在快速发展，不可避免地会用更多频率，约翰逊深信这些因素将使寻找飞机隐身斗篷的道路变得更加泥泞。
　　1958年4月21日，约翰逊开始勾勒他的第一个3马赫设计。该设计把高空高速性能而不是隐身作为飞机生存能力的核心，他在自己的笔记本上把该设计命名为U-3。

约翰逊手绘的U-3

　　“我勾勒出第一个‘大天使’方案，这是一架3马赫飞机，航程7408公里，飞行高度在27430米到28960米之间。”于是这个笔记本在后来被叫做“大天使”笔记本（内部人士经常把U-2叫做“凯利的天使”，用“大天使”称呼这个具有飞跃性的新设计似乎很合适）。
　　约翰逊花了几天时间来完善自己的高速设计，然后提交给比赛尔。
　　弗兰克·罗杰斯的林肯实验室小组随后对约翰逊的U-3进行分析，评估该设计的速度、高度和RCS，从而计算出该机的驻留时间，也就是飞机在雷达照射下被探测到的时间。他们分析了三个不同频段，从70600Hz到3000MHz。这份高度重要的报告被叫做“尖头回波扫描研究”，也被称为“罗杰斯效应”。报告最终确定出U-2后继机的具体设计目标：3马赫、高度27430米、RCS不超过10平方米，最好不超过5平方米。

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搅局的康维尔
　　1958年春，比塞尔飞往德克萨斯州沃思堡，在通用动力公司康维尔分部会见了该公司先进项目研发主管罗伯特·维德默。比塞尔告诉维德默他想要一架能在27430米高度飞行6440公里并携带907千克有效载荷的飞机。比塞尔在回忆录中说，当康维尔签下这个价值数百万美元的合同时，他正式把该公司带进这个需要严格保密的项目中。
　　有人认为康维尔的搅局是为了给约翰逊施加压力，因为他更关心性能而不是最小化RCS（艾森豪威尔坚持RCS要最小）。
　　康维尔以“超级盗贼”作为自己的设计基础，这是一种两级寄生轰炸机，挂在一架改装过的B-58A的机腹下升空，等载机加速到冲压发动机的工作速度后，寄生飞机脱离载机继续加速，最后抛掉耗尽燃料的消耗级以增加航程。这是一个有趣的概念，但要改成侦察机则需要进行重大修改，不仅仅是因为被抛弃的消耗级很难实现雷达隐身。

“超级盗贼”（Super Hustler）是康维尔公司在 50  年代进行的一系列用于穿透苏联领空的4马赫载人飞机研究项目的统称。这种寄生飞机从 B-58“盗贼”的机腹下发射

1：17的B-58“超级盗贼”组合体模型

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　　此外“超级盗贼”载人级也需要隐身，因此唐纳德·柯克率领一个设计团队描绘出一款名为“第一个隐身超级盗贼”(First Invisible Super  Hustler)的设计，缩写为“FISH”（美国佬为了凑一个顺口的缩写也是绞尽脑汁）。
　　FISH以“超级盗贼”的载人级为设计基础，改为单级设计，安装两台冲压发动机和两台涡喷发动机。该机由改装后的B-58B空射，然后加速到4.2马赫在27430米高度进入巡航，航程6276公里。完成任务后，FISH将减速伸出两台涡喷发动机返回基地。

康维尔“鱼”最终设计总重17380千克，长14.33米，垂尾高3.05米，翼展11.28米，翼面积66.33平方米，最大速度4马赫，航程7200千米

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　　FISH通过把机翼前后缘从直线变成圆弧来降低RCS。为了承受超音速飞行的启动加热，钢蜂窝结构机翼的前后缘都将安装耐高温陶瓷制造的楔形插入件，并浸渍有石墨以吸收入射雷达能量。

机翼前后缘的锯齿状结构，之间嵌有预浸石墨的耐高温陶瓷板以降低雷达反射

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　　1958年11月12日，约翰逊向兰德专家小组提交他的A-3（A表示“大天使”）设计，康维尔的威德默也提交了FISH。三天后，兰德小组把自己的决定通报给总统科学顾问詹姆斯·基利安博士，由于FISH的RCS更小，所以他们推荐了康维尔的设计。

1958年兰德专家组审核通过的洛克希德A-3成为康维尔“鱼”的竞争对手。A-3是一种能在28900米高空以3.2马赫飞行的单级非寄生飞机，该机机翼内侧的两台JT12涡喷发动机负责把飞机加速至超音速，然后翼尖两台直径1.02米的冲压发动机点火把飞机推进至3.2马赫巡航速度。JT12发动机使用JP-150燃油，冲压发动机使用硼基高能燃料

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　　从11月26日开始的两个月时间里，感到压力的约翰逊和他的团队接连推出了A-4、A-5和A-6设计。这次他们才认真在设计中融入弗兰克·罗杰斯的隐身建议，三个设计的机身都从头到尾地融入了机翼和机翼前缘外形，横截面形似飞碟，同时把尺寸缩小的垂尾隐藏在机翼上方。

感到压力的约翰逊和他的团队接连推出了A-4、A-5和A-6设计，这次他们才认真在设计中融入弗兰克·罗杰斯的隐身建议

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　　在1959年1月A-6设计完成前，约翰逊指示他的团队进行一系列小型非隐身设计，编号A-7到A-9。这些设计都由一台J58涡喷发动机和两台冲压发动机驱动，结果没有一种设计被认为可行，不仅航程不够，而且虽然尺寸很小，但RCS依然很大。

接下来A-7~A-9三种构型是侧重于性能而牺牲雷达截面积的更小型设计（总重20000千克）。这些构型安装一台J58涡喷和两台XPJ-59冲压发动机，但还是没有一种能满足航程要求

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被美国空军搞残的康维尔
　　康维尔在12月22日被批准开始FISH的详细设计研制。但在5月份，科学工程研究所（SEI，比塞尔建立的一家挂名公司）的一个团队对约翰逊A-11和FISH进行了对比评估，结果向兰德专家小组推荐了约翰逊的设计。

A-11构型是侧重性能牺牲雷达截面积的较大型设计。洛克希德向兰德专家组提交了细化的A-11构型供审核，该机的起飞总重超过41730千克，其中25100千克是燃油，依靠两台带加力燃烧室的J58涡喷发动机达到3.2马赫的巡航速度。该机航程7400千米，机长35.66米，机高6.40米，翼展17.37米