La furtivité est une technologie militaire visant à rendre les avions, les véhicules ou les missiles presque invisibles aux radars ou autres détections électroniques de l’ennemi.
La recherche en matière de technologie antidétection a commencé peu après l’invention du radar. Pendant la Seconde Guerre mondiale, les Allemands ont recouvert les tubas de leurs sous-marins d’un matériau absorbant les radars. Dans l’après-guerre, les chercheurs ont cherché à découvrir la nature des « échos radar », en essayant de déterminer les facteurs qui contribuent aux échos, ou faisceaux de rayonnement électromagnétique (notamment aux longueurs d’onde radio), qui rebondissent sur des objets de formes, de tailles, de surfaces et de compositions diverses. La protection des aéronefs contre la détection est devenue une préoccupation particulière et, dans les années 1980, les États-Unis ont mis au point des modèles de technologie furtive, dont un prototype de bombardier furtif.
Bien que les détails spécifiques concernant la technologie furtive soient classifiés, certaines informations générales sont connues. Par exemple, les matériaux et les revêtements de surface peuvent absorber les transmissions radar, réduisant ainsi les réflexions sur le récepteur radar de l’ennemi. Les réflexions sont également réduites par l’utilisation de formes lisses et arrondies au lieu d’arêtes et de pointes vives. Si les missiles et autres armes peuvent être encastrés dans la structure de l’aéronef, c’est-à-dire portés de manière conforme plutôt que sous forme de protubérances, l’aéronef sera moins détectable et sa traînée sera également réduite. L’échappement du moteur est le principal contributeur à la signature infrarouge d’un avion, et son blindage peut rendre la détection plus difficile.
Bien qu’un porte-armes conforme soit bénéfique pour l’aérodynamisme et la furtivité, l’utilisation de la technologie furtive impose généralement des pénalités. Les surfaces arrondies ne sont souvent pas la meilleure conception. Les matériaux absorbants alourdissent l’avion et réduisent sa portée ou sa charge utile. La réduction des portes et autres ouvertures dans le fuselage rend les surfaces plus lisses, surtout après l’usure des opérations normales sur plusieurs années, mais rend la maintenance de l’avion plus difficile. Pratiquement toutes ces mesures, y compris les modifications des armes pour un emport conforme, augmentent les coûts.
Le rayonnement électromagnétique, en physique classique, est le flux d’énergie à la vitesse universelle de la lumière à travers l’espace libre ou à travers un milieu matériel sous la forme de champs électriques et magnétiques qui constituent les ondes électromagnétiques telles que les ondes radio, la lumière visible et les rayons gamma. Dans une telle onde, les champs électriques et magnétiques qui varient dans le temps sont mutuellement liés les uns aux autres à angle droit et perpendiculairement à la direction du mouvement. Une onde électromagnétique est caractérisée par son intensité et la fréquence ν de la variation temporelle des champs électriques et magnétiques.
Le premier appareil opérationnel L’existence d’un programme furtif, conçu pour produire des avions qui soient effectivement immunisés contre la détection radar à des distances de combat normales, a été annoncée par le gouvernement américain en 1980. Le premier avion utilisant cette technologie, le chasseur d’attaque au sol monoplace Lockheed F-117A Nighthawk, est devenu opérationnel en 1983. Le second était le bombardier stratégique Northrop B-2 Spirit, qui a volé pour la première fois en 1989. Les deux avions avaient des formes non conventionnelles, conçues principalement pour réduire la réflexion radar. Le B-2 était doté d’une aile volante, ce qui le rendait à peine plus long qu’un chasseur, mais lui donnait une envergure proche de celle du B-52, tandis que le F-117A avait un fuselage court en forme de pyramide et des ailes en flèche.
La technologie de la furtivité Depuis que les défenses dirigées par radar ont commencé à faire des ravages dans les formations de bombardiers pendant la Seconde Guerre mondiale, les concepteurs d’avions et les aviateurs militaires ont cherché des moyens d’éviter la détection radar. Au début de l’ère des avions à réaction, de nombreux matériaux étaient connus pour absorber l’énergie radar plutôt que de la réfléchir, mais ils étaient lourds et pas assez solides pour être utilisés dans les structures. Ce n’est qu’après les années 1960 et 1970, avec le développement de matériaux tels que les composites à base de fibres de carbone et les plastiques à haute résistance (qui possèdent une résistance structurelle tout en étant transparents ou translucides pour les radars), qu’il est devenu possible de réduire la signature radar des avions de combat pilotés.
Pour réduire la signature radar, il fallait également contrôler la forme, notamment en évitant les angles droits, les courbes prononcées et les grandes surfaces. Afin de diriger l’énergie radar dans les directions les moins révélatrices, la forme extérieure d’un avion furtif était soit une série de surfaces complexes courbes à grand rayon (comme sur le B-2), soit un grand nombre de petits plans plats soigneusement orientés (comme sur le F-117A). Le carburant et les munitions étaient transportés à l’intérieur, et les prises d’air et les échappements des moteurs étaient placés au ras ou au ras de la surface. Pour éviter l’interception des émissions radar, les avions furtifs devaient compter sur le guidage inertiel ou d’autres systèmes de navigation non émetteurs. Parmi les autres possibilités, citons le radar laser, qui balayait le sol devant l’appareil à l’aide d’un faisceau laser fin, presque indétectable.
Pour échapper à la détection dans le spectre infrarouge, les avions furtifs de la première génération n’étaient pas équipés de gros moteurs à postcombustion produisant de la chaleur. Cela les rendait incapables d’effectuer des vols supersoniques. En outre, les formes et les structures optimales pour les avions furtifs étaient souvent en contradiction avec les exigences aérodynamiques et opérationnelles. Comme tout l’armement devait être transporté à l’intérieur, les charges de munitions étaient inférieures à celles des avions conventionnels équivalents, et des systèmes de stabilisation et de contrôle artificiels sophistiqués étaient nécessaires pour donner aux avions furtifs des caractéristiques de vol satisfaisantes. Contrairement au chasseur, le B-2 n’avait pas de stabilisateurs à ailettes verticales, mais comptait sur des volets situés sur le bord de fuite de son aile crantée pour contrôler le roulis, le tangage et le lacet. Un avion furtif de deuxième génération, le F-22 Raptor de l’armée de l’air américaine, qui a volé pour la première fois en 1997, est capable de « supercruise », c’est-à-dire d’atteindre des vitesses supersoniques sans postcombustion.
La furtivité est une technologie militaire visant à rendre les avions, les véhicules ou les missiles presque invisibles aux radars ou autres détections électroniques de l’ennemi.
La recherche en matière de technologie antidétection a commencé peu après l’invention du radar. Pendant la Seconde Guerre mondiale, les Allemands ont recouvert les tubas de leurs sous-marins d’un matériau absorbant les radars. Dans l’après-guerre, les chercheurs ont cherché à découvrir la nature des « échos radar », en essayant de déterminer les facteurs qui contribuent aux échos, ou faisceaux de rayonnement électromagnétique (notamment aux longueurs d’onde radio), qui rebondissent sur des objets de formes, de tailles, de surfaces et de compositions diverses. La protection des aéronefs contre la détection est devenue une préoccupation particulière et, dans les années 1980, les États-Unis ont mis au point des modèles de technologie furtive, dont un prototype de bombardier furtif.
[Lire: faire un vol en avion de chasse Rafale]
Bien que les détails spécifiques concernant la technologie furtive soient classifiés, certaines informations générales sont connues. Par exemple, les matériaux et les revêtements de surface peuvent absorber les transmissions radar, réduisant ainsi les réflexions sur le récepteur radar de l’ennemi. Les réflexions sont également réduites par l’utilisation de formes lisses et arrondies au lieu d’arêtes et de pointes vives. Si les missiles et autres armes peuvent être encastrés dans la structure de l’aéronef, c’est-à-dire portés de manière conforme plutôt que sous forme de protubérances, l’aéronef sera moins détectable et sa traînée sera également réduite. L’échappement du moteur est le principal contributeur à la signature infrarouge d’un avion, et son blindage peut rendre la détection plus difficile.
Bien qu’un porte-armes conforme soit bénéfique pour l’aérodynamisme et la furtivité, l’utilisation de la technologie furtive impose généralement des pénalités. Les surfaces arrondies ne sont souvent pas la meilleure conception. Les matériaux absorbants alourdissent l’avion et réduisent sa portée ou sa charge utile. La réduction des portes et autres ouvertures dans le fuselage rend les surfaces plus lisses, surtout après l’usure des opérations normales sur plusieurs années, mais rend la maintenance de l’avion plus difficile. Pratiquement toutes ces mesures, y compris les modifications des armes pour un emport conforme, augmentent les coûts.
Le rayonnement électromagnétique, en physique classique, est le flux d’énergie à la vitesse universelle de la lumière à travers l’espace libre ou à travers un milieu matériel sous la forme de champs électriques et magnétiques qui constituent les ondes électromagnétiques telles que les ondes radio, la lumière visible et les rayons gamma. Dans une telle onde, les champs électriques et magnétiques qui varient dans le temps sont mutuellement liés les uns aux autres à angle droit et perpendiculairement à la direction du mouvement. Une onde électromagnétique est caractérisée par son intensité et la fréquence ν de la variation temporelle des champs électriques et magnétiques.
Le premier appareil opérationnel
L’existence d’un programme furtif, conçu pour produire des avions qui soient effectivement immunisés contre la détection radar à des distances de combat normales, a été annoncée par le gouvernement américain en 1980. Le premier avion utilisant cette technologie, le chasseur d’attaque au sol monoplace Lockheed F-117A Nighthawk, est devenu opérationnel en 1983. Le second était le bombardier stratégique Northrop B-2 Spirit, qui a volé pour la première fois en 1989. Les deux avions avaient des formes non conventionnelles, conçues principalement pour réduire la réflexion radar. Le B-2 était doté d’une aile volante, ce qui le rendait à peine plus long qu’un chasseur, mais lui donnait une envergure proche de celle du B-52, tandis que le F-117A avait un fuselage court en forme de pyramide et des ailes en flèche.
[Lire: Vol en avion de chasse Sud de la France]
La technologie de la furtivité
Depuis que les défenses dirigées par radar ont commencé à faire des ravages dans les formations de bombardiers pendant la Seconde Guerre mondiale, les concepteurs d’avions et les aviateurs militaires ont cherché des moyens d’éviter la détection radar. Au début de l’ère des avions à réaction, de nombreux matériaux étaient connus pour absorber l’énergie radar plutôt que de la réfléchir, mais ils étaient lourds et pas assez solides pour être utilisés dans les structures. Ce n’est qu’après les années 1960 et 1970, avec le développement de matériaux tels que les composites à base de fibres de carbone et les plastiques à haute résistance (qui possèdent une résistance structurelle tout en étant transparents ou translucides pour les radars), qu’il est devenu possible de réduire la signature radar des avions de combat pilotés.
Pour réduire la signature radar, il fallait également contrôler la forme, notamment en évitant les angles droits, les courbes prononcées et les grandes surfaces. Afin de diriger l’énergie radar dans les directions les moins révélatrices, la forme extérieure d’un avion furtif était soit une série de surfaces complexes courbes à grand rayon (comme sur le B-2), soit un grand nombre de petits plans plats soigneusement orientés (comme sur le F-117A). Le carburant et les munitions étaient transportés à l’intérieur, et les prises d’air et les échappements des moteurs étaient placés au ras ou au ras de la surface. Pour éviter l’interception des émissions radar, les avions furtifs devaient compter sur le guidage inertiel ou d’autres systèmes de navigation non émetteurs. Parmi les autres possibilités, citons le radar laser, qui balayait le sol devant l’appareil à l’aide d’un faisceau laser fin, presque indétectable.
Pour échapper à la détection dans le spectre infrarouge, les avions furtifs de la première génération n’étaient pas équipés de gros moteurs à postcombustion produisant de la chaleur. Cela les rendait incapables d’effectuer des vols supersoniques. En outre, les formes et les structures optimales pour les avions furtifs étaient souvent en contradiction avec les exigences aérodynamiques et opérationnelles. Comme tout l’armement devait être transporté à l’intérieur, les charges de munitions étaient inférieures à celles des avions conventionnels équivalents, et des systèmes de stabilisation et de contrôle artificiels sophistiqués étaient nécessaires pour donner aux avions furtifs des caractéristiques de vol satisfaisantes. Contrairement au chasseur, le B-2 n’avait pas de stabilisateurs à ailettes verticales, mais comptait sur des volets situés sur le bord de fuite de son aile crantée pour contrôler le roulis, le tangage et le lacet. Un avion furtif de deuxième génération, le F-22 Raptor de l’armée de l’air américaine, qui a volé pour la première fois en 1997, est capable de « supercruise », c’est-à-dire d’atteindre des vitesses supersoniques sans postcombustion.
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