Les innovations en matière de technologie furtive pour les avions militaires sont en cours depuis très longtemps.
Avec le développement de sections acoustiques et radar permettant de minimiser les fréquences visuelles et radio, la technologie furtive a considérablement évolué au cours des dernières décennies.
Le gouvernement américain a annoncé pour la première fois des programmes furtifs en 1980 pour pénétrer plus profondément dans l’espace aérien ennemi sans être détecté.
1. Réduction de la section transversale radar
Par la forme de l’avion
F-117 Nighthawk
- Longueur : 20,09 m (65 pi 11 po)
- Envergure : 13,21 m (43 pi 4 po)
- Hauteur : 3,78 m (12 pi 5 po)
- Surface alaire : 72 m² (780 pi²)
- Profil aérodynamique : Section en losange, trois plats supérieurs, deux plats inférieurs
- Poids à vide : 13 381 kg (29 500 lb)
- Poids maximal au décollage : 23 814 kg (52 500 lb)
- Vitesse maximale : 1 100 km/h (684 mi/h)
- Vitesse maximale : Mach 0,92
- Portée : 1 720 km (930 NM)
- Plafond de service : 45 000 pieds (14 000 m)
La réduction de la surface équivalente radar (RCS) est l’une des solutions les plus importantes et les plus efficaces pour des capacités de furtivité efficaces.
Avec le développement rapide de la technologie radar pendant la Seconde Guerre mondiale, le brouillage radar, la tromperie et la réduction de la surface équivalente radar sont apparus comme des avancées essentielles pour minimiser la détection.
Des étapes importantes ont été franchies dans les années 1980, notamment avec le chasseur furtif Lockheed Martin F-117. Le F-117 a une surface équivalente radar d’environ 0,001 mètre carré (0,0108 pied carré), soit plusieurs ordres de grandeur plus petite que les avions conventionnels.
Selon Lockheed Martin,
« Pour la première fois, nous avons pu développer un programme informatique permettant de prédire avec précision le retour de la surface équivalente radar (RCS) de n’importe quelle forme, à condition qu’il puisse être fabriqué à partir de panneaux plats. Ceci, ainsi que d’autres technologies avancées, a fait du F-117 un changement décisif dans la puissance aérienne en supprimant les avantages des défenses aériennes adverses. »
Bien que la pénalité soit restée en termes de limitation aux vitesses subsoniques, la conception inhabituelle de l’avion a joué un rôle important dans la réduction de la signature radar. De plus, un faible rapport hauteur/largeur d’aile et un angle de balayage élevé ont permis à l’avion de dévier les ondes radar entrantes vers les côtés.
2. Matériaux absorbants radar
Divers types d’absorbeurs sont utilisés
- Absorbeur de peinture à billes de fer : contient des sphères recouvertes de fer carbonyle ou de ferrite pour induire des oscillations moléculaires à partir du champ magnétique alternatif
- Absorbeur en mousse : utilisé comme revêtement d’une chambre anéchoïque pour les mesures de rayonnement électromagnétique
- Absorbeur Jaumann : substance absorbant les radars
- Absorbeur à résonateur à anneau fendu : utilisé sur des formes à facettes pour éviter les réflexions directes vers la source radar
- Nanotube de carbone : la fréquence radar peut être absorbée par des nanotubes à parois multiples
L’utilisation de matériaux absorbant les radars avancés (RAM) garantit que les bords de l’avion ne sont pas détectables, ce qui l’empêche d’être détecté par radar.
Ces matériaux fonctionnent en absorbant l’énergie rayonnée par une station radar (aérienne ou terrestre) dans le revêtement et en la convertissant en chaleur plutôt qu’en la réfléchissant.
Les matériaux composés de composites diélectriques et de fibres métalliques contenant des isotopes de ferrite sont peu observables par nature tout en offrant une plus grande résistance.
Les composites céramiques et les revêtements spécialisés peuvent supporter des températures beaucoup plus élevées. Grâce à leurs propriétés thermiques et mécaniques, ces matériaux présentent également une plus grande résistance à l’érosion thermique et au sable.
3. La signature infrarouge
Une conception efficace et des techniques de refroidissement minimisent la signature de l’échappement
Des tuyères d’échappement non circulaires sont utilisées pour minimiser la section transversale de l’échappement, comme sur le Lockheed F-117 Nighthawk.
L’utilisation de tuyères rectangulaires sur le Lockheed Martin F-22 minimise la section transversale de l’échappement.
Le Lockheed Martin F-35 utilise des volets de tuyère dentelés, qui minimisent le bruit et, par conséquent, la signature radar.
L’injection d’air frais dans l’échappement pour stimuler le processus de refroidissement comme sur le Northrop B-2 Spirit
Une étape importante a été franchie dans le département moteur, où la section transversale de l’échappement a été minimisée grâce à la conception des tuyères d’échappement. Cela, à son tour, réduira la signature infrarouge (IR).
Le F-117 Nighthawk utilise une tuyère d’échappement non circulaire en forme de fente pour minimiser la zone et homogénéiser brusquement les gaz chauds de l’échappement vers l’air ambiant froid.
De même, le Lockheed Martin F-22 Raptor utilise des buses rectangulaires, tandis que le F-35 Lightning II est doté de volets de buses dentelés. Ces avancées de conception aident à dissiper rapidement l’air chaud dans l’environnement.
Lockheed Martin F-22 Raptor
- Longueur : 18,92 m (62 pi 1 po)
- Envergure : 13,56 m (44 pi 6 po)
- Hauteur : 5,08 m (16 pi 8 po)
- Surface alaire : 78,04 m² (840 pi²)
- Rapport d’aspect : 2,36
- Profil aérodynamique : profil aérodynamique NACA série 6
- Poids à vide : 19 700 kg (43 340 lb)
- Poids brut : 29 410 kg (64 840 lb)
- Poids maximal au décollage : 38 000 kg (83 500 lb)
- Vitesse maximale : Mach 2,25, 1 500 mph (1 303 kn ; 2 414 km/h) à une altitude de Mach 1,21, 921 mph ; 1 482 km/h) au niveau de la mer
- Supercroisière : Mach 1,76, 1 162 mph (1 010 kn ; 1 870 km/h) en altitude
- Autonomie : 1 600 NM (1 800 mi, 3 000 km) ou plus avec 2 réservoirs de carburant externesAutonomie de combat : 460 nmi (530 mi, 850 km) propre avec 100 NM (115 mi ; 185 km) en supercroisière 595 NM (685 mi ; 1 102 km) propre subsonique
- Autonomie en ferry : 1 740 NM (2 000 mi, 3 220 km)
- Plafond de service : 65 000 ft (20 000 m)
Une autre étape importante a été franchie en termes d’accélération du processus de refroidissement de l’air d’échappement.
L’air froid est forcé dans le flux d’échappement pour stimuler le processus de refroidissement, minimisant ainsi la variabilité entre l’échappement et l’environnement.
La circulation de fluides de refroidissement, tels que le carburant à l’intérieur du tuyau d’échappement, peut également minimiser la signature thermique de l’avion.
Certains avions peuvent évacuer l’échappement au-dessus de la surface de l’aile pour éviter qu’il ne soit observé. Quelle que soit la méthode, l’idée est de réduire la visibilité infrarouge du panache d’échappement.
4. Visibilité de l’avion
- Utilisation de diverses techniques pour minimiser la visibilité de l’avion
- Camouflage visuel
- Schémas de peinture mate et foncée
- Schémas perturbateurs
- Lumières Yehudi
Le camouflage visuel est l’une des technologies les plus simples utilisées pour réduire la visibilité des avions. La peinture, les matériaux et les textures sur le côté extérieur de l’avion brisent les lignes de la signature de l’avion.
De nombreux avions sont peints dans des schémas de peinture mate et foncée, ce qui permet de se camoufler dans le ciel, en particulier pendant la nuit, lorsque ces avions opèrent généralement.
Pour les avions qui opèrent de jour, notamment ceux de l’US Air Force, ces appareils mettent l’accent sur la peinture extérieure grise et dans des schémas perturbateurs pour minimiser leur détection dans le ciel.
Des années de recherche sur les techniques de camouflage ont montré que la peinture grise dissimule le plus efficacement les avions dans le ciel.
Les véhicules spatiaux présentent notamment des surfaces réfléchissantes pour refléter les vues de l’espace vide vers des observateurs connus ou suspectés.
5. Réduire les émissions de radiofréquences
Grâce à des capteurs et systèmes passifs
Aéronefs utilisant la technologie
- F-117 Nighthawk
- B-2 Spirit
- F-22 Raptor
- F-35 Lightning II
- J-20
- Su-57
- B-21 Raider
- FC-31
- SU-75 Checkmate
Lorsque les avions volent dans le ciel, ils émettent plusieurs énergies détectables, ce qui les rend vulnérables à la détection.
Qu’elles proviennent de radars embarqués, de systèmes de communication, de partage RF ou de fuites de sources électroniques, ces énergies peuvent présenter des signatures spécifiques qui peuvent être détectées par l’ennemi.
Les systèmes infrarouges passifs et radar empêchent le déclenchement de la réponse du récepteur d’alerte radar.
Par exemple, le F-117 utilise un système de capteur infrarouge passif et de télévision à faible luminosité pour viser, tandis que le F-22 Raptor est équipé d’un radar LPI avancé, qui illumine les avions ennemis sans déclencher d’alerte.
Selon Lockheed Martin,
« Bien qu’il ait été retiré du service par l’US Air Force en 2008, le F-117 est un avion qui continue de fasciner et d’inspirer. Il a ouvert la voie à l’avenir de la technologie furtive et nous amène à nous demander jusqu’où nous pouvons continuer à repousser les limites du possible. »