Les capteurs contribuent à la manœuvrabilité des missiles hypersoniques
Le secret de la maniabilité sans précédent d'un missile hypersonique réside dans ses capteurs sophistiqués.
Le rôle des données dans les systèmes de guidage hypersoniques
Les capteurs robustes et finement calibrés du système de guidage d'un missile hypersonique collectent des données critiques sur des éléments tels que la météo, les signatures thermiques et la localisation. À partir de ces informations, le traitement avancé des données traduit les entrées des capteurs et renvoie instantanément des décisions prêtes à être prises pour la défense. Ce processus en une fraction de seconde est l'un des facteurs qui permet aux missiles hypersoniques de se déplacer rapidement le long d'une trajectoire de vol imprévisible et de réagir quasi instantanément et avec agilité aux menaces qui se présentent.
Le guidage de précision commence par les données des capteurs
Positionnés à l'avant du système de guidage du missile, les capteurs sensibles agissent comme les yeux pour la mission. Plusieurs types de capteurs de l'arme hypersonique sont en permanence à la recherche des caractéristiques de l'environnement qui influencent le ciblage et la manière d'atteindre la cible.
Les capteurs optiques visuels et infrarouges travaillent ensemble pour identifier les formes et les signatures thermiques, afin de détecter plus efficacement la cible visée. Les capteurs d'inertie facilitent la navigation, tandis que les capteurs du radar peuvent détecter la réflexion des signaux de radiofréquence (RF) d'une cible et utiliser ces informations afin de guider le missile vers la cible. Les capteurs RF ont le double objectif de détecter le bruit RF d'une connexion bloquée et d'analyser les conditions météorologiques.
Il existe d'autres types de capteurs ayant un impact sur le système de guidage des armes hypersoniques :
- Les capteurs de pression aérodynamiques
- Les photodétecteurs
- Les capteurs de température
- Les capteurs de vibrations
Traitement des données en temps réel
Les capteurs collectent des données qui transitent ensuite par des câbles vers le centre de commandes afin d'y être analysées rapidement. Pour traiter toutes ces données, plusieurs technologies doivent fonctionner en tandem et à des vitesses de connexion élevées.
En règle générale, les capteurs reçoivent des signaux RF et les convertissent en signaux électriques. Ces signaux sont ensuite envoyés via des lignes électriques ou optiques afin de transmettre des données à l'ordinateur de bord de l'unité de traitement pour une analyse en temps réel.
Un réponse agile aux données des capteurs
La dernière étape consiste à exploiter les données obtenues. Le missile hypersonique doit-il maintenir le cap, changer de trajectoire ou annuler la mission ? Ces décisions cruciales doivent être prises immédiatement et avec précision.
Les données des capteurs traitées sont généralement autonomes et sans intervention humaine. Les données sont transmises à des algorithmes de guidage préprogrammés qui sont entraînés à prendre des mesures instantanées en fonction des données fournies. Par exemple, si les données révèlent qu'un adversaire brouille un signal de communication, un algorithme peut ordonner de manière autonome au système de passer à une autre fréquence comme manœuvre de défense anti-brouillage.
En raison du court laps de temps qui sépare le lancement d'une arme hypersonique de sa cible, les réponses autonomes et sans intervention humaine constituent une stratégie efficace pour exploiter les données des capteurs.
Exigences techniques pour les capteurs d'armes hypersoniques
Les composants des capteurs des missiles hypersoniques doivent répondre à des exigences essentielles en matière de connectivité, de taille, de poids et de consommation d'énergie (SWaP), et de robustesse, malgré les défis complexes que cela présente en matière d'ingénierie.
Connectivité multisystème à grande vitesse
Les émetteurs-récepteurs à haut débit et à large bande passante sont essentiels pour traiter en temps réel des données de capteurs de cette ampleur. Le traitement requiert également des connexions solides et stables avec d'autres zones du missile, car les données des capteurs influencent de nombreux autres systèmes, en particulier le centre de commandes de vol hypersonique. De plus, les données de localisation et météorologiques doivent être partagées avec le système de navigation pour tracer la meilleure trajectoire de vol, tandis que les données radar peuvent indiquer si les moteurs doivent augmenter ou diminuer la puissance.
Taille, poids et consommation d'énergie (SWaP)
Les capteurs et les connecteurs, ayant un certain poids, prennent aussi de la place dans l'espace très limité du missile hypersonique. Pour maximiser le volume et le poids de la charge utile, la plupart des connecteurs doivent être miniaturisés et conçus pour être aussi légers que possible. Cependant, ces composants doivent tout de même fournir suffisamment de puissance pour faire fonctionner le missile. De plus, les fils et les câbles des capteurs doivent être étroitement conditionnés de manière à pouvoir passer dans les passages exigus à l'intérieur du missile.
Tests de robustesse pour la fiabilité du capteur
La collecte et le traitement des données requièrent des capteurs et des connecteurs sophistiqués capables de fonctionner de manière fiable dans des conditions extrêmes de température, de vitesse, d'altitude et de vibrations à l'intérieur d'un missile se déplaçant à cinq fois la vitesse du son sur une trajectoire de vol changeante.
Les matériaux utilisés pour chaque capteur de l'arme hypersonique doivent être sélectionnés en tenant compte de la conductivité électrique, de l'intégrité structurelle, de la résistance aux chocs thermiques et de la durabilité. Enfin, tous les composants doivent faire l'objet d'une évaluation rigoureuse et d'essais de simulation afin de démontrer que leur technologie est prête pour les applications hypersoniques.
Faire avancer la technologie des capteurs des armes hypersoniques
Pour aider à relever les défis techniques de la technologie de guidage haute performance sur les missiles hypersoniques, TE collabore étroitement avec les clients afin de comprendre leurs besoins en matière d'applications et d'identifier les points de défaillance potentiels dans les systèmes de missiles critiques. Les composants de connectivité des capteurs sont également soumis à des tests rigoureux pour répondre aux exigences de durabilité, de taille, de poids, de consommation d'énergie et de vitesse de traitement.
Capteurs pour un meilleur guidage
Les experts de TE en conception dans le domaine de la défense conçoivent des connecteurs haute puissance avec des matériaux robustes pour contribuer à l'amélioration de l'efficacité énergétique, tout en résistant aux exigences des conditions environnementales extrêmes. Les composants thermorétractables durables sont conçus pour rendre étanche et protéger les composants les plus vulnérables, comme la fibre optique, contre les températures élevées. Les connecteurs RF, les antennes et les câbles de TE constituent des solutions d'interconnexion pour les capteurs d'inertie, de température, de pression et les capteurs radar qui peuvent traiter des données et réagir à la vitesse de l'éclair. La fibre optique à large bande peut être utilisée car elle n'est pas sensible aux radiofréquences qui sont courantes dans les missiles.
Les avancées notables en matière de SWaP réalisées par TE comprennent des composants de capteurs miniaturisés, par exemple des connecteurs micro-D, des connecteurs nano-D et des relais. De plus, un câblage plat avec un rayon de courbure plus serré peut être disposé dans l'espace étroit du missile. L'ajustement de la forme des câbles permet également à TE d'adapter leur puissance.
Grâce à ce partenariat avec les clients, à l'expertise technique et à une large gamme de composants robustes, TE développe des solutions intelligentes pour les capteurs et les systèmes d'autodirecteurs des armes hypersoniques, qui permettent une manœuvrabilité avancée et un guidage de précision.
Principaux points à retenir
- La technologie des capteurs est un élément essentiel qui permet une maniabilité imprévisible des armes hypersoniques.
- Au fur et à mesure que les capteurs des armes hypersoniques collectent des informations de l'environnement, les données sont rapidement traitées afin de générer une réponse en temps réel.
- Les données des capteurs traitées peuvent déclencher une réponse autonome et sans intervention humaine.
- Les capteurs des missiles hypersoniques doivent répondre à des exigences strictes en matière de connectivité, de robustesse et de taille, de poids et de consommation d'énergie (SWaP) qui permettent de surmonter des défis techniques complexes.
- La collecte et le traitement des données des capteurs requièrent des composants capables de fonctionner de manière fiable dans des conditions difficiles telles que des températures, des vitesses, des altitudes et des vibrations élevées.
