Effet Doppler: Applications en télédétection (Radar - Sonar - Echographie)

Chapitre 1. Effet Doppler - Eléments Théoriques
Chapitre 2. Radar et aéronautique
2.1. Historique
2.2. Le Radar primaire
2.3. Le radar secondaire
2.4. Performances des radars
2.5. La furtivité
Chapitre 3. Radar et volcanologie
Chapitre 4. Radar et météorologie
Chapitre 5. Le radar Doppler de contrôle de vitesse automobile
Chapitre 6. Le sonar
Chapitre 7. Echographie
Chapitre 8. Les lithotriteurs - Le scanner
Chapitre 9. Propagation sur une ligne de transmission
Chapitre 10. Annexes
Chapitre 11. Exercices
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2.5. La furtivité

Un bombardier B-52 génère une SER de 100m2

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Alors que son homologue furtif le Grumman B2 (ci-dessous)

ne génère quant à lui qu'une SER égale à 0,0013m2

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   La SER du Lockheed Martin F117 est de 0,002m2

                                                          wpeF.jpg (6768 octets)

L'un des concepts de furtivité des avions de combat, est de créer des aéronefs aux lignes brisées de façon à disperser les ondes électromagnétiques pour éviter qu'elles ne reviennent vers l'émetteur.

C'est la technique choisie par Lockheed Martin pour le chasseur bombardier F117. Cette technique, si elle est efficace, a l'inconvénient d'être souvent incompatible avec les lois de l'aérodynamisme. Si bien que ces avions s'avèrent difficilement contrôlables sans ordinateur de vol.

Un concept plus récent et fondamentalement différent, consiste à choisir un profil aérodynamique le plus proche possible de la ligne droite. C'est le cas pour le Grumman B2 qui offre très peu de surface au rayonnement électromagnétique et donc en renvoie peu.

Le profil d'aile volante delta choisi par Grumman permet de plus de s'affranchir des plans verticaux (dérives) fortement échogènes.

Mais la forme des appareils n’est qu’une contribution partielle à la réduction de la SER. L’autre axe de développement des aéronefs furtifs, réside dans le moyen d’absorber les émissions radar de façon à diminuer de manière significative le pouvoir réfléchissant de l’avion.

Les matériaux absorbants employés sont à base de carbone, caoutchouc, céramiques, silicone ou polyuréthane.

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Comme le F117 ou le B2, l’hélicoptère Comanche, doit largement sa légèreté à sa structure ultra  moderne, constituée à 80% de matériaux composites, essentiellement du Kevlar  et des fibres de carbone. Sans être totalement furtif, il renvoie une image radar et infrarouge minimale, grâce au design étudié des surfaces et aux peintures absorbantes.

Ces peintures à base d'époxy contenant des particules de ferrite en suspension, sont utilisées sur les structures susceptibles de recevoir le plus de rayonnement électromagnétique (bord d'attaque des ailes, dérive, aileron etc…)

Ces matériaux permettent de réduire de plus de 90% la quantité d'énergie électromagnétique renvoyée.

Il est à noter également que l'ouverture même momentanée de toute trappe ou soute (train d'atterrissage, soute à bombes…) fait perdre immédiatement le caractère furtif d'une cible illuminée.

Les techniques de détection évoluant très rapidement, une autre composante de la furtivité est apparue très rapidement: la STR Signature Thermique Radar.

Il est devenu très aisé de repérer les avions, à l'aide d'un capteur infrarouge et ce, même après leur passage. D'où la nécessité pour les avions furtifs de masquer les gaz chauds issus de la combustion du carburant réacteur.

Les parties visibles des turbines sont cachées par des conduits d'admission en forme de S. Les entrées d'air sont protégées par des grilles spéciales. L'émission des gaz chauds se fait dans des tuyères de formes spéciales entourées d'air froid où l'on mélange de puissants réfrigérants aux gaz d'échappement de façon à réduire quasiment à zéro les rayonnements infrarouges des réacteurs.

Ces précautions sont évidemment prises pendant les phases critiques de vol, lorsque la situation entraîne une probabilité importante de détection.

Mais il est impossible de supprimer totalement le rayonnement infrarouge issu de l'échauffement des structures dû à l'énergie cinétique induite par le déplacement de l'avion dans l'air. Cette énergie est d'autant plus importante que la vitesse est élevée, en particulier au-delà de Mach1. Cela impose donc une vitesse subsonique à tout avion voulant garder un caractère furtif. Il semblerait néanmoins que le F22 Raptor dernier-né de Lockheed Martin soit furtif jusqu'à Mach 1,58…

                                                                              F22 Raptor

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La passivité est une autre contrainte imposée à un avion furtif. S'il doit renvoyer le moins possible d'ondes électromagnétiques vers les radars, il lui est interdit d'utiliser des sources actives telles que radar météo, transpondeurs ou évidemment radio.

Seul le récepteur satellite GPS (Global Positioning System) leur permettra donc de s'orienter (en plus évidemment des centrales inertielles équipant tout avion).

 

On retiendra donc que la furtivité, ce n'est pas être invisible, mais suffisamment discret pour ne pas être vu à temps. Cette notion a un coût, puisqu'elle multiplie par 10 le prix d'un avion furtif par rapport à son équivalent classique.

 

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