Sensores de Armas Hipersônicas Informam a Manobrabilidade dos Mísseis

Função dos Dados do Sensor em Sistemas de Orientação Hipersônicos

Sensores robustos e finamente calibrados do sistema de busca de um míssil hipersônico coletam dados essenciais sobre fatores como clima, assinaturas de calor e localização.  Então, o processamento avançado dos dados traduz as entradas do sensor e retorna decisões prontas para defesa em um instante. O processo em fração de segundo é um fator que ajuda os mísseis hipersônicos a se moverem ao longo de uma trajetória de voo imprevisível tão rapidamente e a reagir com velocidade e agilidade às ameaças recebidas.

A Orientação da Precisão Começa com as Entradas do Sensor

Posicionados na extremidade frontal de um sistema de busca de mísseis, os sensores sensíveis agem como os olhos de uma missão. Vários tipos de sensores das armas hipersônicas estão sempre buscando características dentro do ambiente que influenciem o alvo do míssil e como atingi-lo.

Sensores óticos visuais e infravermelhos trabalham juntos para identificar formas e assinaturas de calor, a fim de detectar o alvo certo mais efetivamente. Os sensores de inércia ajudam na navegação, enquanto os sensores de radar podem detectar o reflexo dos sinais de radiofrequência (RF) de um alvo e usar essas informações para guiar o míssil em direção ao alvo. Os sensores de RF têm o duplo propósito de detectar o ruído de RF de uma conexão bloqueada, bem como analisar as condições climáticas.

Outros tipos de sensores de armas hipersônicas que afetam o
sistema de orientação incluem:

• Sensores de pressão aerodinâmica
• Sensores eletro-óticos
• Sensores de temperatura
• Sensores de vibração

Processamento de Dados em Tempo Real

À medida que os sensores coletam as entradas, os dados percorrem cabos para se conectar ao centro de controle para serem analisados rapidamente. Para processar todos os dados, várias tecnologias devem trabalhar em conjunto e em altas velocidades de conexão.

Normalmente, os sensores recebem sinais de RF e os convertem em sinais elétricos. Os sinais são então enviados por linhas elétricas ou óticas para alimentar dados ao computador de bordo na unidade de processamento, para análise em tempo real. 

Responsividade Ágil aos Dados do Sensor

Por fim, uma ação deve ser tomada em relação aos dados convertidos. O míssil hipersônico deve manter o curso, mudar de caminho ou abortar a missão? São decisões críticas que devem ser tomadas imediatamente e com precisão.

Os dados processados do sensor geralmente não são tripulados (autônomos). Os dados são executados por meio de algoritmos de orientação dos mísseis pré-programados que são treinados para tomar medidas instantâneas com base nas entradas. Por exemplo, se os dados revelarem que um oponente está bloqueando um sinal de comunicação, um algoritmo pode direcionar o sistema autonomamente para alternar para outra frequência como uma manobra de defesa antibloqueio.

Devido ao curto tempo de lançamento de uma arma hipersônica até o alvo, as respostas não tripuladas são uma estratégia eficiente ao processar os dados do sensor. 

Requisitos de Engenharia para Componentes do Sensor de Armas Hipersônicas

Os componentes do sensor dentro dos mísseis hipersônicos devem atender aos principais requisitos de conectividade, tamanho, peso e potência (SWaP) e robustez, apesar dos complexos desafios de engenharia.

Conectividade a Multissistemas de Alta Velocidade

Transceptores de alta velocidade e alta largura de banda são vitais para processar dados do sensor de tal magnitude em tempo real. O processamento também requer conexões fortes e estáveis a outras áreas do míssil, porque os dados do sensor influenciam muitos outros sistemas, especialmente o centro de controle de voo hipersônico. E os dados de localização e clima precisam ser compartilhados com o sistema de navegação para traçar a melhor trajetória de voo, e os dados do radar podem indicar se os motores devem aumentar ou diminuir a potência.

Saiba mais sobre a tecnologia dentro dos subsistemas de mísseis hipersônicos

Tamanho, Peso e Potência (SWaP)

Sensores e conectores ocupam espaço e peso no espaço já limitado dentro de um míssil hipersônico. Para maximizar o volume e o peso da carga útil, a maioria dos conectores deve ser miniaturizada e projetada para ser o mais leve possível. No entanto, os componentes ainda devem fornecer potência suficiente para operar o míssil. Além disso, os sistemas de cabos e fios do sensor devem ser bem embalados e moldados para percorrer as estreitas passagens dentro do míssil.

Teste de Robustez para a Confiabilidade do Sensor

A coleta e o processamento de dados exigem componentes sofisticados de sensores e conectores, que possam funcionar de forma confiável nas condições de alta temperatura, alta velocidade, alta altitude e alta vibração de um míssil que se move a cinco vezes a velocidade do som durante uma trajetória de voo em mudança.

Os materiais de cada componente do sensor da arma hipersônica devem ser selecionados com o equilíbrio certo entre condutividade elétrica, integridade estrutural, resistência a choque térmico e durabilidade. E todos os componentes devem passar por uma avaliação rigorosa e testes de simulação para demonstrar o nível de prontidão tecnológica para as aplicações hipersônicas.

Saiba mais sobre a durabilidade dos componentes nos sistemas de armas hipersônicas

Tecnologia Avançada em Sistemas de Sensores de Armas Hipersônicas

Para ajudar a enfrentar os desafios de engenharia da tecnologia de orientação de alto desempenho em mísseis hipersônicos, a TE colabora estreitamente com os clientes para entender as necessidades da aplicação e identificar possíveis pontos de falha nos sistemas essenciais dos mísseis. Os componentes de conectividade do sensor também são submetidos a testes rigorosos para cumprir os requisitos de durabilidade, tamanho, peso, potência e velocidade de processamento. 

Componentes do Sensor para Orientação Aprimorada

Os especialistas em design de defesa da TE projetam conectores de alta potência com materiais robustos para ajudar a melhorar a eficiência da potência e, ao mesmo tempo, atender às demandas de condições ambientais extremas. Componentes termo retráteis duráveis são projetados para vedar e blindar os componentes mais vulneráveis, como fibra ótica, contra as altas temperaturas. Os conectores de RF, produtos de antenas e sistemas de cabo da TE compõem soluções de interconexão para dispositivos de inércia, temperatura, pressão e sensores de radar que podem processar dados e responder na velocidade da luz. As fibras óticas de alta largura de banda podem ser usadas porque não são suscetíveis à energia contestada por RF que é comum em mísseis.

Os avanços dignos de nota do SWaP  da TE incluem componentes de sensores miniaturizados, como conectores micro-D, conectores nano-D e relés. Além disso, o cabeamento de forma plana com um raio de curvatura mais apertado pode ser colocado no espaço estreito do míssil. Ajustar a forma dos cabos também permite que a TE manipule a potência.

A combinação entre parceria com o cliente, expertise em engenharia e um amplo portfólio de componentes robustos ajuda a TE a desenvolver soluções inteligentes para sensores de armas hipersônicas e sistemas de busca que suportam  manobrabilidade avançada e orientação de precisão.

Pontos Principais

• A tecnologia de sensores é um componente essencial, que ajuda a permitir manobrabilidade imprevisível nos sistemas de armas hipersônicas.
• À medida que os sensores das armas hipersônicas coletam as entradas do ambiente, os dados são processados rapidamente para gerar uma resposta em tempo real.
• Os dados processados do sensor podem iniciar uma resposta autônoma e não tripulada.
• Os componentes do sensor dos mísseis hipersônicos devem atender aos rigorosos requisitos de conectividade, robustez e tamanho, peso e potência (SWaP) que superam os complexos desafios de engenharia.
• A coleta e o processamento de dados do sensor requerem componentes que possam funcionar de forma confiável em condições adversas como alta temperatura, alta velocidade, alta altitude e alta vibração.