Actuellement, tous les avions de combat de première ligne,
qu’ils soient piloté ou non, ont ceci en commun qu’ils sont tous affublés de l’adjectif
« furtif » les armements sont en soutes, les lignes sont similaires,
et rien ou presque ne dépasse de la cellule, dans le but de tenter d’échapper
le plus possibles aux ondes électromagnétiques produites par le Radar adverse.
La furtivité est un terme très connu, mais souvent abusivement employé, car le
sujet est beaucoup plus complexe qu’il n’y parait.
qu’ils soient piloté ou non, ont ceci en commun qu’ils sont tous affublés de l’adjectif
« furtif » les armements sont en soutes, les lignes sont similaires,
et rien ou presque ne dépasse de la cellule, dans le but de tenter d’échapper
le plus possibles aux ondes électromagnétiques produites par le Radar adverse.
La furtivité est un terme très connu, mais souvent abusivement employé, car le
sujet est beaucoup plus complexe qu’il n’y parait.
Dans la première partie de cet article, nous vous décrirons
quels sont les moyens dont peut disposer un avion pour devenir le plus discret
possible face à ses adversaires. Nous étudierons les diverses technologies permettant à l’avion d’échapper aux ondes
électromagnétiques, mais aussi celles qui lui permettront de devenir le plus
discret possible dans le spectre infrarouge et enfin, les moyens techniques
pour échapper ou retarder la détection de l’appareil face aux défenses
adverses.
quels sont les moyens dont peut disposer un avion pour devenir le plus discret
possible face à ses adversaires. Nous étudierons les diverses technologies permettant à l’avion d’échapper aux ondes
électromagnétiques, mais aussi celles qui lui permettront de devenir le plus
discret possible dans le spectre infrarouge et enfin, les moyens techniques
pour échapper ou retarder la détection de l’appareil face aux défenses
adverses.
Dans la seconde partie, à paraître dans quelques jours, nous
étudierons plus en détail le domaine de la furtivité électromagnétique avec les
Radar LPI et les moyens permettant de renforcer et de contrer la « furtivité ».
étudierons plus en détail le domaine de la furtivité électromagnétique avec les
Radar LPI et les moyens permettant de renforcer et de contrer la « furtivité ».
Article écrit par Yves Pagot, en collaboration avec Bruno
Etchenic, pour le portail des passionnés de l’aviation.
Etchenic, pour le portail des passionnés de l’aviation.
1) la discrétion infrarouge.
En
général, lorsque l’on parle de contrôle des émissions à propos d’avion, nous
pensons spontanément aux émissions d’ondes électromagnétiques. Pourtant, un
avion produit aussi des rayonnements infra rouges (IR) dus à la chaleur.
Celle-ci peut être générée par les systèmes propres de l’avion (composants
électriques et surtout moteur) ou par son interaction avec le milieu
(frottement contre l’air). Ainsi, un
avion se déplaçant à « faible » vitesse, sera beaucoup moins
repérable, d’une part parce que son réacteur éjectera moins d’air chaud, mais
aussi parce que sa surface chauffera moins au contact de l’air (et l’air
lui-même au contact de l’avion).
général, lorsque l’on parle de contrôle des émissions à propos d’avion, nous
pensons spontanément aux émissions d’ondes électromagnétiques. Pourtant, un
avion produit aussi des rayonnements infra rouges (IR) dus à la chaleur.
Celle-ci peut être générée par les systèmes propres de l’avion (composants
électriques et surtout moteur) ou par son interaction avec le milieu
(frottement contre l’air). Ainsi, un
avion se déplaçant à « faible » vitesse, sera beaucoup moins
repérable, d’une part parce que son réacteur éjectera moins d’air chaud, mais
aussi parce que sa surface chauffera moins au contact de l’air (et l’air
lui-même au contact de l’avion).
Il
existe de nombreux systèmes destinés à réduire la signature IR des avions de
chasse : flux d’air froid autour des gaz chauds éjectés,
« caches » des tuyères, ou bien encore refroidissement de la surface
de l’appareil à l’aide de carburant (cas du F35).
existe de nombreux systèmes destinés à réduire la signature IR des avions de
chasse : flux d’air froid autour des gaz chauds éjectés,
« caches » des tuyères, ou bien encore refroidissement de la surface
de l’appareil à l’aide de carburant (cas du F35).
Tuyères vectorielles du F22. Les « palettes » en
céramique dévient le flux d’air tout en cachant la partie la plus chaude. Le
dessin rectangulaire des tuyères permet aussi un bien meilleur contrôle de la
SER de l’avion comparativement à une tuyère ronde, mais ce, au sacrifice de 3 à
5% de poussée selon les spécialistes.
céramique dévient le flux d’air tout en cachant la partie la plus chaude. Le
dessin rectangulaire des tuyères permet aussi un bien meilleur contrôle de la
SER de l’avion comparativement à une tuyère ronde, mais ce, au sacrifice de 3 à
5% de poussée selon les spécialistes.
2) la discrétion des émissions d’ondes
électromagnétiques.
électromagnétiques.
Il serait faux néanmoins de réduire le contrôle des
émissions de l’avion au rayonnement infrarouge. Tout le spectre électromagnétique
est concerné. En premier lieux, les systèmes de communication de l’avion dont …
La radio, mais aussi :
émissions de l’avion au rayonnement infrarouge. Tout le spectre électromagnétique
est concerné. En premier lieux, les systèmes de communication de l’avion dont …
La radio, mais aussi :
-Les
liaisons de données :
liaisons de données :
les avions de combat modernes sont capables de collecter,
envoyer et recevoir des données sur la situation tactique « en temps
réel ». Pour cela ils utilisent des liaisons (datalinks) qui leur permettent
de s’intégrer au sein de réseaux comprenant les avions radar type awacs, des
navires, des stations au sol… Ces liaisons sont normalisées au sein de l’OTAN
pour en permettre l’interopérabilité. La plus connue est la liaison 16, mais il
en existe d’autres par exemple pour l’échange d’images avec des troupes au sol
(ROVER) etc. Ces liaisons sont hautement sécurisées et relativement discrètes,
mais peuvent néanmoins être détectées. De ce point de vue, le F35 avec sa
future liaison MADL et le Gripen avec sa liaison TILDS, qui utilisent des
liaisons ave un faisceau très fin (pencil beam) sont très avancés.
envoyer et recevoir des données sur la situation tactique « en temps
réel ». Pour cela ils utilisent des liaisons (datalinks) qui leur permettent
de s’intégrer au sein de réseaux comprenant les avions radar type awacs, des
navires, des stations au sol… Ces liaisons sont normalisées au sein de l’OTAN
pour en permettre l’interopérabilité. La plus connue est la liaison 16, mais il
en existe d’autres par exemple pour l’échange d’images avec des troupes au sol
(ROVER) etc. Ces liaisons sont hautement sécurisées et relativement discrètes,
mais peuvent néanmoins être détectées. De ce point de vue, le F35 avec sa
future liaison MADL et le Gripen avec sa liaison TILDS, qui utilisent des
liaisons ave un faisceau très fin (pencil beam) sont très avancés.
-Les systèmes d’interrogation ami/ennemi (IFF) :
On entend de plus en
plus souvent parler de combat BVR (beyond visual range, hors de portée
visuelle). Engager un ennemi hors de vue nécessite bien évidemment de
l’identifier comme tel. Pour cela, les avions possèdent des transpondeurs, qui
répondent lorsqu’ils sont interrogés. La dernière mouture OTAN est l’IFF mode
5/S dont vient d’être pourvue l’Eurofighter et qui sera implémentée sur le
Rafale en 2018 (standard F3R)
plus souvent parler de combat BVR (beyond visual range, hors de portée
visuelle). Engager un ennemi hors de vue nécessite bien évidemment de
l’identifier comme tel. Pour cela, les avions possèdent des transpondeurs, qui
répondent lorsqu’ils sont interrogés. La dernière mouture OTAN est l’IFF mode
5/S dont vient d’être pourvue l’Eurofighter et qui sera implémentée sur le
Rafale en 2018 (standard F3R)
-Les
faisceaux lasers de télémétrie :
faisceaux lasers de télémétrie :
les systèmes
d’acquisition optroniques (électro-optiques) sont certes passifs, mais ils ne
permettent pas (ou mal) de mesurer la distance d’un objet détecté. Pour delà,
on utilise des télémètres laser, dont le faisceau est détectable.
d’acquisition optroniques (électro-optiques) sont certes passifs, mais ils ne
permettent pas (ou mal) de mesurer la distance d’un objet détecté. Pour delà,
on utilise des télémètres laser, dont le faisceau est détectable.
-Les émission radar :
Etant donné que la source d’une onde Radar est détectable environ quatre fois plus loin qu’elle ne peut elle même détecter un objet, il est incohérent pour un avion furtif d’utiliser une telle capacité sans quoi sa présence sera trahie par ses propres émissions à très longue distance. Pour éviter cet état de fait, les avions furtifs utilisent des radar dits “LPI”, pour Low probability of Intercept. Cet aspect de la technologie sera détaillée dans le prochain article.
De façon générale, deux méthodes sont employées pour diminuer ces
émissions : les rendre très directionnelles ou peu/pas reconnaissables
(semblables au bruit ambiant).
émissions : les rendre très directionnelles ou peu/pas reconnaissables
(semblables au bruit ambiant).
3) la discrétion face aux émissions électromagnétiques adverses
Le moyen le plus
répandu et le plus connu de ceux qui s’intéressent un minimum aux avions de
combat concernant la furtivité, est leur capacité à échapper aux ondes d’origine
électromagnétique. Pour réussir ce petit miracle, les concepteurs d’un avion
doivent réduire au minimum ce que l’on appelle la Surface équivalente Radar (ou
SER et RCS pour Radar Cross Section en anglais).
répandu et le plus connu de ceux qui s’intéressent un minimum aux avions de
combat concernant la furtivité, est leur capacité à échapper aux ondes d’origine
électromagnétique. Pour réussir ce petit miracle, les concepteurs d’un avion
doivent réduire au minimum ce que l’on appelle la Surface équivalente Radar (ou
SER et RCS pour Radar Cross Section en anglais).
Pour cela, ils doivent travailler sur plusieurs aspects de l’avion:
-Son dessin général. Plus un avion est grand et comporte d’angles,
plus il en devient un paradis pour les radars adverses. Les concepteurs doivent
donc au maximum harmoniser le dessin de la cellule, intégrer au maximum les
ailes dans le fuselage, masquer les entrées d’air, ne pas les doter de parties
mobiles et aussi éviter que les aubes des turbines ne soient visibles de l’extérieur,
intégrer les antennes, etc.
plus il en devient un paradis pour les radars adverses. Les concepteurs doivent
donc au maximum harmoniser le dessin de la cellule, intégrer au maximum les
ailes dans le fuselage, masquer les entrées d’air, ne pas les doter de parties
mobiles et aussi éviter que les aubes des turbines ne soient visibles de l’extérieur,
intégrer les antennes, etc.
-Dans les détails, les rivets sont proscrits, les trappes et
panneaux d’accès sont le moins visibles possibles. Ce qui en devient aussi un cauchemar
pour les mécaniciens chargés de l’entretien d’un avion furtif. Plusieurs
systèmes peuvent être utilisés pour diminuer l’énergie de l’onde
électromagnétique qui sera réfléchie sur l’avion, comme la multiplication des formes
en dent de scie.
panneaux d’accès sont le moins visibles possibles. Ce qui en devient aussi un cauchemar
pour les mécaniciens chargés de l’entretien d’un avion furtif. Plusieurs
systèmes peuvent être utilisés pour diminuer l’énergie de l’onde
électromagnétique qui sera réfléchie sur l’avion, comme la multiplication des formes
en dent de scie.
-Utiliser des matériaux et peintures absorbants les ondes
radar, et les transformant la plupart du temps en chaleur (à double tranchant
donc)
radar, et les transformant la plupart du temps en chaleur (à double tranchant
donc)
-Son armement. Un armement adapté est aussi la clé dans la
recherche d’une plus grande discrétion radar. Là où une GBU classique aura une
portée d’une quinzaine de km au grand maximum, l’avion devra se rapprocher de
sa cible avant de tirer, et donc de maximiser ses chances d’être détecté. En
tirant des munitions de plus longue portée, comme les missiles de croisière
(efficaces mais très couteux), ou des kits de bombes planantes ou motorisée
comme l’AASM de Sagem (portée supérieure à 50km), l’avion porteur a la possibilité
de tirer de plus loin, et donc de rester discret le plus longtemps possible.
recherche d’une plus grande discrétion radar. Là où une GBU classique aura une
portée d’une quinzaine de km au grand maximum, l’avion devra se rapprocher de
sa cible avant de tirer, et donc de maximiser ses chances d’être détecté. En
tirant des munitions de plus longue portée, comme les missiles de croisière
(efficaces mais très couteux), ou des kits de bombes planantes ou motorisée
comme l’AASM de Sagem (portée supérieure à 50km), l’avion porteur a la possibilité
de tirer de plus loin, et donc de rester discret le plus longtemps possible.
4) Eviter et contourner les moyens de détection
Un
avion est dit furtif s’il est difficile à détecter ou localiser. Pour cela, il
doit éviter d’émettre ou de réfléchir des ondes en direction d’une cible ou
d’une menace, et cela sur tout le spectre électromagnétique.
avion est dit furtif s’il est difficile à détecter ou localiser. Pour cela, il
doit éviter d’émettre ou de réfléchir des ondes en direction d’une cible ou
d’une menace, et cela sur tout le spectre électromagnétique.
Le
moyen le plus évident est… De contourner
la menace! Si elle est connue à l’avance, on tentera de la contourner en
préparant la mission. Si elle se manifeste au cours de la mission, elle a de
bonnes chances d’être repérée par des moyens spécialisés qui la transmettront (et elle sera intégrée au
système de combat de l’avion). Enfin, l’avion peut lui-même détecter des
menaces et proposer des réponses (et des trajectoires) appropriées. C’est en
partie à cela que sert le fameux SPECTRA Système de Protection et d‘Évitement des
Conduites de Tir du Rafale.
moyen le plus évident est… De contourner
la menace! Si elle est connue à l’avance, on tentera de la contourner en
préparant la mission. Si elle se manifeste au cours de la mission, elle a de
bonnes chances d’être repérée par des moyens spécialisés qui la transmettront (et elle sera intégrée au
système de combat de l’avion). Enfin, l’avion peut lui-même détecter des
menaces et proposer des réponses (et des trajectoires) appropriées. C’est en
partie à cela que sert le fameux SPECTRA Système de Protection et d‘Évitement des
Conduites de Tir du Rafale.
Tout
aussi simplement, un autre moyen sera la
présence d’un obstacle entre l’avion et le détecteur. C’est un domaine
d’excellence de l’armée de l’air française qui possède, depuis l’apparition des
premiers systèmes sur Mirage 2000N, puis D, et enfin le Rafale, d’un mode de suivi de terrain (cartes digitales et radar de
suivi) lui permettant de voler automatiquement
à très basse altitude à des vitesses absolument peu recommandables pour
un pilote humain, surtout lors de vols par visibilité nulle (fût-il Sébastien Loeb
ou Vettel). Ces capacités lui permettent d’interposer entre lui et sa cible des
éléments de terrain (collines…) voire plus simplement la rotondité de la Terre.
aussi simplement, un autre moyen sera la
présence d’un obstacle entre l’avion et le détecteur. C’est un domaine
d’excellence de l’armée de l’air française qui possède, depuis l’apparition des
premiers systèmes sur Mirage 2000N, puis D, et enfin le Rafale, d’un mode de suivi de terrain (cartes digitales et radar de
suivi) lui permettant de voler automatiquement
à très basse altitude à des vitesses absolument peu recommandables pour
un pilote humain, surtout lors de vols par visibilité nulle (fût-il Sébastien Loeb
ou Vettel). Ces capacités lui permettent d’interposer entre lui et sa cible des
éléments de terrain (collines…) voire plus simplement la rotondité de la Terre.
image humoristique, crédit: leylana2.centerblog.net
Conclusion
La discrétion d’un avion sera tout autant liée à son
comportement (vitesse, altitude, émissions) qu’à ses capacités intrinsèques de
réflectivité aux ondes radar. Un bon système de préparation de mission, une
bonne intégration à un réseau de senseurs (via par exemple la fameuse liaison
16), une utilisation parcimonieuse des senseurs actifs compteront autant pour
la discrétion et donc la survivabilité et l’accomplissement de la mission que
la seule possession d’un avion uniquement doté d’une furtivité passive.
comportement (vitesse, altitude, émissions) qu’à ses capacités intrinsèques de
réflectivité aux ondes radar. Un bon système de préparation de mission, une
bonne intégration à un réseau de senseurs (via par exemple la fameuse liaison
16), une utilisation parcimonieuse des senseurs actifs compteront autant pour
la discrétion et donc la survivabilité et l’accomplissement de la mission que
la seule possession d’un avion uniquement doté d’une furtivité passive.
En conclusion un avion dit furtif ne le sera réellement qu’à
condition de se soumettre à une multitude de critères, et suivant le profil de la
mission qu’il accomplira. Un avion furtif ne sera jamais totalement invisible,
mais son but sera d’être détecté le plus tard possible.
condition de se soumettre à une multitude de critères, et suivant le profil de la
mission qu’il accomplira. Un avion furtif ne sera jamais totalement invisible,
mais son but sera d’être détecté le plus tard possible.
Partie deux de l’article disponible ici : Furtif, vous avez dit furtif? Partie 2 : Mon radar joue à la bataille navale!
En complément de cet article, je vous invite à consulter
deux autres publications de ce blog.
deux autres publications de ce blog.
Le second, est une vulgarisation sur le sujet de la furtivité électromagnétique. Cet article apporte également un éclairage sur une autre méthode pour tenter de se dérober aux radars adverses, dite “annulation active”
6 Comments
Anonyme
il y a quelques annees alors que j'etais encore dans l'armee de l'air j'avais entendu parler d'un radar francais ( thomson il me semble ) d'origine meteo mais qui aux vues de ses capacites semblait a meme de detecter les passages du fameux bombardier furtif B2 , tout simplement en detectant les flux d'air mis en mouvement par le passage de cet avion !! curieusement apres on n'a plus jamais entendu parler de ce brillant exploit technologique francais !!! derangeant pour l'armee de l'air US ayant investie des milliards de dollards dans un avion finalement pas si furtif que ca ?
Bruno ETCHENIC
Il y a d'autres systèmes comme les radars passifs et très basse fréquence. Ce dernier, possédé à l'état de démonstrateur par plusieurs pays dont au moins la France, les états unis et la Russie. Le radar français capte tout ce qui se trouve dans un rayon de plus de 3000 km. Mais avec une précision de l'ordre de plusieurs mètres.
Wagdoox
Non, il s’agit du radar transhorizon, les australiens en ont développé un avec des récepteurs très éloignés dans le seul but de détecter les furtifs, problème il détecte, éventuellement suit (j’en sais rien) mais ne donne pas de solution de tire. (aucun radar ne peut voir au delà de 400km environ à cause de la courbure terrestre, les transhorizon sont orientés en l’air de manière à ce que les ondes rebondissent sur la ionosphère)
Anonyme
En fait ce type de systeme ne peut fonctionner que si il y a un rayon incident dont le trajet sera perturbe par les variations de milieu provoquees par le passage de l avion. Je parlerai des techniques de lutte contre les avions furtifs par la suite. Merci pour cette remarque judicieuse
James
Très bonne synthèse, j'attends impatiemment la suite.
Juste une remarque "…est leur capacité à échapper aux ondes d’origine électromagnétique…" Il me semble difficile d'échapper à ces ondes (et ne n'importe quel type d'onde de manière générale) sauf dans le cas d'un obstacle comme vous avez décrit. On ne peut que les absorber, les faire dévier dans une autre direction que vers la source et aussi, les "modifier" avant de les renvoyer.
Yves PAGOT
En fait on y échappe pas, c'est une petite erreur de vulgarisation. L'énergie est têtue, elle ne se dissipe pas… Objet des suites entre autres…