安装“耶胡迪”灯的 TBM-3D

越南战争期间，美军发现体积庞大的 与 相比，被目视发现的距离要大得多。为此五角大楼开始“罗盘幽灵”项目，参加实验的 F-4 采用了上篮下白的涂装，并在机身两侧和下表面安装了 9 个“耶胡迪”灯，使目视发现距离降低了30%。“鬼怪”机身两侧黑洞洞的进气口也是光学隐身要注意的地方，但进气道内没有安装“耶胡迪”灯，只是将进气道内壁刷成了白色。在 F-4 上采用“耶胡迪”灯的效果并不是很理想，这些高亮度的灯炮很耗电，并使飞机的红外特征加大。从此之后“耶胡迪”灯技术被束之高阁直到 80 年代才解密。

F-4“罗盘幽灵”

Armstrong

来自苏联的礼物

1974 年美国国防部先进研究项目局（DARPA）邀请美国五家最大的军机制造商（诺斯罗普、麦道、通用动力、费尔柴尔德、格鲁曼）对战斗机的低可探测技术进行初步研究。后两个公司都表示没有兴趣参加这种研究，通用动力则反应冷淡。表示了明显兴趣的诺斯罗普和麦道公司则获得了 10 万美元的研究合同。鉴于洛克希德在 A-12/SR-71 降低雷达截面积的卓越表现和经过凯利.约翰逊的游说，“臭鼬”工厂最后也被邀请参加研究。

隐身技术的难题是如何计算 RCS，“臭鼬”工厂在研究中应用了 19 世纪苏格兰物理学家麦克斯韦和 20 世纪德国物理学家索末菲的理论，利用有限差分法对简单形状和复杂形状的非金属目标的 RCS 进行了计算，获得了满意的结果，但计算方法十分复杂。

1953 年美国数学家约瑟夫·B 科勒提出了几何绕射理论，电磁波的绕射可以由积分方程来精确描述，但该理论只能分析几种极简单的几何结构。科勒的几何绕射理论最初在美国并没有引起很大反响。

苏联雷达部第 108 研究所的科学家乌菲姆谢夫受到几何绕射理论和另一美国人克莱莫提出边缘电流的启发，在 1962 年提出了的物理绕射理论（PTD）。几何绕射理论指出远绕射场可以近似为镜面反射场加上一个修正量，而这个修正量可以用绕射系数来描述。乌菲姆谢夫指出这个修正量也可以由一个等效的边缘电流所产生，这就是物理绕射理论。经过审查，苏联官方认为该理论没有任何军事价值。1962 年他的书——《物理绕射理论的边界波方法》公开出版。

苏联科学家乌菲姆谢夫

乌菲姆谢夫的论文在西方公开出版

当洛克希德的工程师丹尼斯·奥瓦霍塞读到这个英译版时，他立即意识到 PTD 非常适合被用于计算飞机的雷达散射截面，因为 PTD 的边缘电流效应是可加的，既复杂物体的散射场是镜面反射场加上所有边缘电流的总效应。几个月后，PTD 就被编成了计算机程序。

当时计算机计算能力的有限，PTD 程序无法计算复杂曲面外形物体的 RCS。奥瓦霍塞和分析数学家比尔·施罗德提出把飞行器设计成多面体形状，这可以限制需要进行计算的三角形数量。

1975 年“臭鼬”工厂开始研究低 RCS 飞机，最初的设计按隐身要求进行最优化，由于只能采用多面体形状，结果得到了一个扁平、尖利的菱形升力体，没有机翼和尾翼，进气道在背部，扁平的尾喷口可以尽快地把炽热的喷流和周围的冷空气混合，降低红外特征。全机都涂覆了 RAM 材料。但是气动分析和风洞试验表明，升力体根本飞不起来，所以被戏称为“毫无希望的方块”。

“毫无希望的方块”

于是“臭鼬”工厂只能把前缘向后延伸形成机翼，同时增加了向内倾的双垂尾，这样设计的垂尾可以遮挡尾喷管向上方的红外辐射。

“海弗兰”气动布局

在确定了气动外形后，PTD 程序计算整机的 RCS 就快的多了。但此时剩下的时间已经不多了，据离决出两个获胜者只剩下几个月了。“臭鼬”工厂不能坐等程序，同步展开了人工计算和其它方面的研究。在曾参加过 SR-71 隐身研究的施罗德和和 Ed·洛维克的帮助下，奥瓦霍塞和他的小组用了 6 周时间计算出了 RCS。PTD 程序最终被命名为 ECHO 1，尽管该程序还存在许多缺点，但已是 RCS 计算领域中的一大进步。随后“毫无希望的方块”开始在吸波室中进行模型 RCS 测试。“臭鼬”工厂的设计无疑是惊骇世俗的，多数人还认为隐身飞机需要扁平的外形加上厚厚的吸波材料，“毫无希望的方块”看来甚至不是一架飞机。

1977 年初洛克希德收到了 DARPA 的合同，制造两架 60% 缩比的可飞验证机，项目代号“海弗兰”（Have Blue）。“海弗兰”这个代号并没有特殊含义，仅仅是从秘密项目命名列表中随即选择的。合同签署后不久，项目就被移交给美国空军系统司令部成为“黑”计划，所有关于该项目的信息都是高度机密，仅有洛克希德和国防部的少数人知道该项目的存在。

制造完工的“海弗兰”一号原型机

洛克希德仅用数月时间就造出了两架海弗兰样机。第一架用于试飞，评估该机的飞行特性，第二架用于评估雷达信号特征。为了节约时间与资金，该机尽可能采用现有部件，安装了两台通用电气的非加力 J85 发动机， 的起落架， 的线传操纵系统， 的座舱仪表和弹射座椅。“海弗兰”的外形大致与日后的 F-117A 相同，只是垂尾安装在尾喷管外侧并向内倾斜约 30 度。该机的半三角翼有效翼展较短，前缘后掠角 72.5 度，每侧机翼后缘安装一片用于俯仰和滚转操纵的副翼，副翼前方的机翼上下表面还各有一个扰流片，除此之外没有襟翼或者减速板。“海弗兰”为单座型，座舱采用三角形风挡，类似于 ，没有弹舱和任何作战设备。由于 F-16 是俯仰方向静不稳定的，“海弗兰”则是三轴都不稳定的，所有必须修改线传操纵系统。由于还未解决隐身空速测量设备的研制问题，所以“海弗兰”只能安装常规空速管，在进行雷达截面测试时空速管可收入机身，收回后依靠惯导系统提供速度数据。