▲舰载U-2试飞前凯利·约翰逊与飞行员探讨
舰载的目的，当然是使U-2执行战略侦察时能从航母起飞，从而大大增强灵活性和覆盖范围。为此用U-2C改装了U-2G舰载型，增加了着舰钩，后机身加强，襟翼可放到50度，加长了起落架支柱行程，共制造3架。
▲舰载U-2试验
1963年8月4日，U-2G飞往美国北岛海军航空站，被吊上“小鹰”号航母开始舰载试验。次日，洛克希德公司的试飞员鲍勃·舒马赫从舰上起飞，并完成数次通场试飞（没有着舰）。1964年3月2日，他又在“突击者”号航母上进行舰载试飞，此后共训练了5名中情局飞行员。
1969年，美国海军从中情局借了两架U-2R用于舰载试验。11月21日，比尔·帕克在“美国”号航母上着舰成功。试验表明，在37千米/小时风速下，U-2R不放尾钩也能着舰，而且不用弹射，滑跑91米就能起飞。
▲舰载U-2着舰从踉跄到熟练
▲舰载U-2准备起飞
同时，美国海军还计划用U-2R进行海上侦察，为此加装了X波段雷达和电子情报接收机，机头装了前视红外系统和专用于搜索潜艇潜望镜和天线的前视雷达。改装后称为U-2EP-X，甚至还决定加装“秃鹰”反舰导弹，但后来项目取消，因为舰载虽然使U-2能到达一些陆上基地够不着的目标，但也失去了隐蔽性，而且当时海洋监视卫星也开始成熟。
▲U-2在“美国”号航母上试飞
虽然U-2诞生的年代还没有普遍提出隐身概念，但它是第一种考虑躲避雷达的机种，当时主要靠高度和无线电静默，导航也采用的是“无源系统”，通信只是一部简单的近距超高频电台。全身黑色、尺寸较小和圆滑过渡等特点也都有助于隐身。
▲舰载U-2试飞时由同型机飞行员担任飞行信号官
20世纪90年代解密的资料中，中情局证实，U-2已经试验过不少隐身手段。U-2不能完全不被前苏联发现，这实际上有违艾森豪威尔的初衷（虽然他这个外行的要求太苛刻），以致他多次暂停U-2对前苏联的侦察，这促使中情局早在1956年就加紧隐进行身研究。
20世纪50年代很长时间内，不少美国官员认为前苏联仍在使用二战时期的美制监视雷达，无法覆盖到12192米以上高度，对U-2只能得到支离破碎的跟踪数据，无法确认。然而，最初几次越境飞行很快发现，虽然前苏联飞机达不到U-2的高度，但其自行研制的P-30和P-35雷达完全能测到U-2的全部或大部分飞行路线，还能引导战斗机拦截，其对付高空目标的能力已优于美国。美国人还曾以为前苏联雷达的覆盖范围有漏洞，特别是莫斯科和列宁格勒周围，但据前苏联防空军老军人亚历山大·西蒙诺维奇上校说，前苏联能跟踪并记录U-2许多飞行的细节，包括1956年7月4日的首次潜入飞行。
▲舰载U-2飞行员在英国准备任务时的便装照(www.xing528.com)
▲舰载U-2试飞成功
▲舰载U-2成功着舰
在艾森豪威尔的要求下，从1956年末起，“臭鼬”工程队集中全部智慧，开始“彩虹工程”。约翰逊向两位雷达专家求助，根据他们的建议，试验了不同的隐身技术，至少进行了两项实际试验，为此麻省理工学院的一个小组还在内利斯靶场设了雷达站。
第一项是“秋千”方案，即在机翼上加装附件，先用竹竿，后来用玻璃纤维竿，张开一根围绕机体的带铁氧体小球的细线，捕获并吸收70兆赫雷达脉冲。另一种系统称为“墙纸”，是用装有一种印制电路的塑料粘到机身各处，吸收65～85兆赫的雷达脉冲。
至于65兆赫以下或85兆赫以上雷达脉冲，这两种系统都没有办法。而且“秋千”增加的重量和阻力使U-2的实用升限下降足足457米，张线还会缠绕、断裂，甚至打到座舱和机身上。“墙纸”也因为绝热作用，有时会引起发动机过热。
1957年4月4日，一架U-2在21946米高度试飞时终因发动机过热而猛然起火，座舱失压，试飞员罗伯特·西克尔的面罩扣又恰好失灵弹开，造成代偿服立即失压，10秒钟内人就昏了过去，飞机很快坠毁。残骸直到3天后才被同伴找到，面罩仍在机内，尸体在机外十余米处，说明最后一刻他醒了，但跳伞已太晚。此后为U-2增加了弹射座椅。
约翰逊也不喜欢这种改进，将这种U-2称作“脏鸟”。
“脏鸟”头一次实际应用是1957年7月7日沿黑海海岸侦察前苏联防空系统，截获的通信记录表明，隐身措施起了作用，但对方仍能从座舱和尾喷管等处的雷达回波中发现它。
▲U-2的“秋千”隐身方案
9次任务后，1958年5月，“脏鸟”就取消了张线，只保留了涂层，颜色也从浅色改为半夜天空的墨蓝色，以减小米格机目视发现的概率。不过，1958年U-2唯一一次侦察前苏联倒是“脏鸟”完成的，拍摄了西伯利亚大铁路和一处核设施。可是从前苏联的抗议中看得出，人家的雷达根本没被所谓反雷达装置愚弄，U-2再次暂停行动。
▲U-2隐身涂层
洛克希德随后开始研究一种有雷达抑制能力的涂层，虽然并未很快成功，但其中铁氧体小球混合物后来成功地用作吸波材料。今天，雷达吸波涂料和涂层已成了隐身的主要手段。另外，U-2A还曾装有一种“糖勺”红外偏转器，以减少被红外制导空空导弹击中的可能。
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