Los sensores de armas hipersónicas informan sobre la maniobrabilidad de los misiles
El secreto de la maniobrabilidad sin precedentes en un misil hipersónico está en sus sofisticados componentes sensores.
El papel de los datos de sensores en los sistemas de orientación hipersónica
Los sensores robustos y calibrados de forma perfecta del sistema buscador de un misil hipersónico recopilan datos críticos, como el clima, las características térmicas y la ubicación. A partir de ahí, el avanzado procesamiento de datos traduce las entradas del sensor y devuelve en un instante decisiones listas para la defensa. Este proceso de fracción de segundo ayuda a los misiles hipersónicos a moverse por una trayectoria de vuelo impredecible con rapidez, y a reaccionar con velocidad y agilidad a las amenazas entrantes.
La orientación de precisión comienza con las entradas del sensor
Ubicados en la parte delantera de un sistema de búsqueda de misiles, los sensores actúan como los ojos de la misión. Los múltiples tipos de sensores de las armas hipersónicas buscan de manera constante las características del entorno que influyen sobre el objetivo del misil y cómo alcanzar ese objetivo.
Los sensores ópticos visuales e infrarrojos colaboran para identificar formas y características térmicas, a fin de detectar el objetivo correcto de la manera más efectiva. Los sensores de inercia ayudan en la navegación, a la vez que los sensores de radar pueden detectar el reflejo de las señales de radiofrecuencia (RF) de un objetivo y utilizar esa información para guiar el misil hacia el objetivo. Los sensores de RF tienen el doble propósito de detectar el ruido de RF de una conexión interrumpida, así como de analizar las condiciones climáticas.
Otros tipos de sensores de armas hipersónicas que determinan el
sistema de guía, incluyen:
- Sensores de presión aerodinámica
- Sensores electroópticos
- Sensores de temperatura
- Sensores de vibración
Procesamiento de datos en tiempo real
A medida que los sensores recopilan información, los datos viajan a través de los cables para conectarse al centro de control y analizarse con rapidez. Para procesar todos esos datos, las múltiples tecnologías deben trabajar en conjunto y a altas velocidades de conexión.
Por lo general, los sensores reciben las señales de RF y las convierten en señales eléctricas. Estas señales se envían a través de líneas eléctricas u ópticas para alimentar los datos de la computadora de a bordo de la unidad de procesamiento y analizarlos en tiempo real.
Capacidad de respuesta ágil ante los datos de los sensores
Por último, se debe actuar sobre los datos traducidos. ¿Debería el misil hipersónico mantener el rumbo, cambiar su trayectoria o abortar la misión? Estas decisiones críticas deben tomarse de inmediato y de forma precisa.
El procesamiento de los datos de los sensores suele realizarse sin intervención humana (de forma autónoma). Los datos se ejecutan a través de los algoritmos preprogramados que guían a los misiles. Estos algoritmos están entrenados para implementar medidas instantáneas con base en las entradas. Por ejemplo, si los datos revelan que un oponente está interfiriendo una señal de comunicación, un algoritmo puede dirigir de forma autónoma el sistema para que cambie a otra frecuencia como una maniobra de defensa para evitar la interferencia.
Debido al breve tiempo que transcurre entre el lanzamiento y la llegada al objetivo de un arma hipersónica, las respuestas sin intervención humana constituyen una estrategia eficaz a la hora de procesar los datos de los sensores.
Requisitos de ingeniería para los componentes de sensores de armas hipersónicas
Los componentes de los sensores dentro de los misiles hipersónicos deben cumplir con los requisitos clave de conectividad, tamaño, peso, potencia (SWaP) y robustez, a pesar de los sofisticados retos de ingeniería que esto representa.
Conectividad multisistema de alta velocidad
Los transceptores de alta velocidad y gran ancho de banda son fundamentales para procesar los datos de los sensores de esta magnitud en tiempo real. El procesamiento también requiere conexiones sólidas y estables con las otras áreas del misil porque los datos de los sensores influyen en muchos otros sistemas, en particular, en el centro de control de vuelo hipersónico. Se deben compartir los datos de la ubicación y el clima con el sistema de navegación para trazar la mejor trayectoria de vuelo. Además, los datos del radar pueden indicar si los motores deben aumentar o disminuir la potencia.
Tamaño, peso y potencia (SWaP)
Los sensores y conectores ocupan espacio y peso en el ya limitado lugar dentro de un misil hipersónico. Para maximizar el volumen y peso de carga útil, la mayoría de los conectores deben miniaturizarse y diseñarse para ser lo más livianos posible. Sin embargo, estos componentes deben suministrar la energía suficiente para hacer funcionar el misil. Además, los sistemas de cables y alambres de los sensores deben estar bien empaquetados y moldeados para viajar a través de los estrechos pasajes dentro del misil.
Pruebas de robustez para la confiabilidad de los sensores
La recopilación y el procesamiento de datos requieren componentes sofisticados de sensores y conectores que puedan funcionar de forma confiable en las condiciones de alta temperatura y velocidad, gran altitud y alta vibración de un misil que se mueve cinco veces más rápido que la velocidad del sonido, a la vez que sigue una trayectoria de vuelo cambiante.
Los materiales de cada componente de los sensores de las armas hipersónicas deben seleccionarse con el equilibrio adecuado de conductividad eléctrica, integridad estructural, resistencia al impacto térmico y durabilidad. Además, todos los componentes deben someterse a rigurosas pruebas de simulación para demostrar su nivel de preparación tecnológica en aplicaciones hipersónicas.
El avance de la tecnología en los sistemas de sensores de armas hipersónicas
Para ayudar a abordar los retos de ingeniería de la tecnología de orientación de alto rendimiento en los misiles hipersónicos, TE Connectivity colabora de cerca con los clientes para comprender sus necesidades de aplicación e identificar posibles puntos de falla en los sistemas críticos de misiles. Los componentes de conectividad de los sensores también se someten a rigurosas pruebas para cumplir con los requisitos de durabilidad, tamaño, peso, potencia y velocidad de procesamiento.
Componentes de sensores para una orientación mejorada
Los expertos en diseño de defensa de TE Connectivity desarrollan conectores de alta potencia con materiales resistentes para ayudar a mejorar la eficiencia de potencia, a la vez que hacen frente a las demandas de condiciones ambientales extremas. Los componentes termocontráctiles duraderos están diseñados para sellar y blindar los componentes más vulnerables, como la fibra óptica, de las altas temperaturas. Los conectores de RF, los productos de antena y los sistemas de cableado de TE Connectivity forman soluciones de conexión para sensores de inercia, temperatura, presión y radar que pueden procesar datos y responder a la velocidad del rayo. La fibra óptica con gran ancho de banda puede utilizarse porque no es susceptible a la energía disputada por la RF, algo común en los misiles.
Los avances notables en SWaP de TE Connectivity incluyen componentes de sensores miniaturizados, como conectores micro-D, conectores nano-D y relevadores. Además, el cableado plano con un radio de curvatura más cerrado puede colocarse en el estrecho espacio del misil. El ajuste de la forma de los cables también hace posible a TE Connectivity manejar la potencia.
Esta combinación de colaboración con el cliente, experiencia en ingeniería y una amplia gama de componentes reforzados ayuda a TE Connectivity a desarrollar soluciones inteligentes para los sensores de las armas hipersónicas y los sistemas de buscadores que facilitan una maniobrabilidad avanzada y orientación de precisión.
Puntos clave
- La tecnología de los sensores es un componente crítico que ayuda a hacer posible una maniobrabilidad impredecible en los sistemas de armas hipersónicas.
- A medida que los sensores de las armas hipersónicas recopilan las entradas del entorno, los datos se procesan con rapidez para generar una respuesta en tiempo real.
- Los datos procesados de los sensores pueden iniciar una respuesta autónoma, sin intervención humana.
- Los componentes de los sensores dentro de los misiles hipersónicos deben cumplir con estrictos requisitos de SWaP y robustez que superen los sofisticados retos de ingeniería.
- La recopilación y el procesamiento de datos de los sensores requiere que los componentes puedan funcionar de forma confiable en condiciones difíciles, como alta temperatura, alta velocidad, gran altitud y alta vibración.
