Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L'histoire de la furtivité est assez récente mais a connu une accélération dans les dernières décennies donnant lieu à plusieurs générations d'aéronefs furtifs, notamment le Lockheed F22 et le F22 Raptor. Les engins furtifs sont conçus pour défléchir ou absorber les ondes et renvoyer vers le radar un signal très atténué. La furtivité repose sur quelques principes de base liés aux phénomènes électromagnétiques en présence. La surface équivalente radar de l’objet doit être réduite au maximum, afin qu’il soit détecté le plus tard possible par les radars. La conception d’un engin furtif obéit à des règles en termes de forme, de cavités, de choix de matériaux absorbants. Depuis ces avancées, la furtivité a été appliquée avec succès aux missiles, drones et navires de guerre.
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The history of stealth is fairly recent but has experienced a significant development over the past decades leading to the creation of several generations of stealth aircrafts and notably the Lockheed F22 and the F22 Rapto. Stealth aircrafts are conceived in order to deflect or absorb waves and send back to the radar a very attenuated signal. Stealth is based upon several basic principles linked to existing electromagnetic phenomena. The radar equivalent surface of the object must be reduced to the minimum so that it is detected by radars as late as possible. The design of a stealth aircraft is subjected to rules in terms of shape, cavities and choice of absorbing materials. Since these developments, stealth has been successfully applied to missiles, drones and warships.
Auteur(s)
-
Fabrice AUZANNEAU : Chef du Laboratoire de fiabilisation des systèmes embarqués au CEA LIST
INTRODUCTION
Au début des années 1990, de nouveaux concepts d'avions ont été dévoilés, visant à échapper aux radars suffisamment longtemps pour effectuer leur mission en toute sécurité. Basés sur des travaux remontant aux années 1970, les avions furtifs (tels le fameux F-117) sont conçus pour défléchir ou absorber les ondes et renvoyer vers le radar un signal très atténué. La furtivité repose sur quelques principes de base, appliqués depuis avec succès aux missiles, drones et navires de guerre. Nous allons passer en revue ces principes et leur mise en œuvre.
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Présentation
Conception d'un engin furtif
En anglais
2. Théorie
2.1 Définitions
La SER (Surface Équivalente Radar, en anglais RCS : Radar Cross Section, souvent notée σ) est une grandeur (exprimée en m2) qui caractérise la capacité d'un objet à renvoyer l'énergie d'une onde électromagnétique incidente. Une onde radar électromagnétique, qui arrive sur une cible (avion, missile) interagit avec cet objet qui renvoie l'énergie incidente dans diverses directions, dont la direction incidente. Si le radar récepteur est aussi le radar émetteur, on parle de configuration monostatique ou de rétrodiffusion, sinon de configuration bistatique ou multistatique.
L'onde électromagnétique incidente est caractérisée par diverses grandeurs, parmi lesquelles sa fréquence ou son spectre de fréquence, sa polarisation (linéaire, circulaire ou elliptique).
La figure 4 montre l'évolution des vecteurs champs électrique et magnétique dans le temps en polarisation linéaire. L'interaction de l'onde avec la cible dépendra de sa polarisation.
Par définition, la SER d'un objet vaut 4π fois le rapport entre la puissance par unité d'angle solide diffusée dans une direction donnée sur la puissance par unité de surface d'une onde plane incidente sur cet objet depuis une direction donnée (IEEE STD 686-1997). Plus précisément, c'est la limite de cette valeur lorsque la distance entre la mesure et l'objet tend vers l'infini. Elle s'exprime par la formule :
où R est la distance à l'objet, Es et Ei les champs électriques diffusé et incident. Le champ diffusé varie en 1/R ce qui implique un facteur R2 au dénominateur qui annule en principe celui de la limite.
On suppose que R est très grand, ce qui permet d'approximer l'onde radar à une onde plane et ainsi de simplifier les calculs ou les mesures. Dans le vide, elle se propage à la vitesse de la lumière, et est composée d'un champ électrique E et d'un champ magnétique H formant un trièdre avec le vecteur k de propagation. Le rapport entre E et H représente l'impédance intrinsèque du milieu, qui vaut 377 Ω dans le vide.
L'équation précédente montre que la SER est homogène à...
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Théorie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AUZANNEAU (F.), ZIOLKOWSKI (R.W.) - Étude théorique de matériaux bianisotropes synthétiques contrôlables. - Journal de Physique III, p. 2405-2418 (1997).
-
(2) - BÉRENGER (J.-P.) - A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves. - Computational Physics, vol. 114, p. 185-200 (1994).
-
(3) - BOUCHE (D.), MOLINET (F.), MITTRA (R.) - Asymptotic methods in electromagnetic. - Springer (1997).
-
(4) - DAVID (A.) - Analyse des signatures de cibles à l'aide du Radar HF-VHF multi fréquence et multi polarisation MOSAR. - Thèse, Université de Rennes (1999).
-
(5) - HARRINGTON (R.F.) - Time-harmonic electromagnetic fields. - McGraw-Hill (1961).
-
(6) - HARRINGTON (R.F.) - Field computation by moment methods. - Oxford University Press (1968).
- ...
ANNEXES
http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/en/computational_electromagnetics
http://www.bodrum-bodrum.com/vorteks/arsenal/stealth.htm
Formules UTD – GTD sous Matlab http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/2236-gtd-utd-diffraction
Site de Lockheed Martin http://www.lockheedmartin.com/capabilities/air_power/stealth/index.html
Cormoran MPUAV http://www.youtube.com/watch?v=YQtPAaY5d1c=player_embedded
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
EADS
Dassault
Lockheed Martin
Northrop
General Atomics
Sukhoi
HAUT DE PAGE2.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
CEA
ONERA
XLIM...
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