II] La furtivité de nos jours

  La furtivité est l’art pour un objet de ne pas être détecté sur un écran radar. Nous avons choisi l’aviation comme sujet d’étude, mais l’emploi de la furtivité se fait également dans le domaine de la marine.

a) La géométrie des avions furtifs

  Un avion qui se veut furtif doit avoir une surface SER la plus petite possible. La SER  d’une cible (ici un avion) quantifie le pouvoir réflecteur de cet objet quand il reçoit un signal radar (onde électromagnétique). Autrement dit, la grandeur qui caractérise le degré de réflectivité d’une cible soumise à un champ électromagnétique est appelée SER. C’est donc ce qui détermine la capacité d’un avion à se faire détecter.

  Pour se camoufler, l’avion doit être doté de matériaux bien spécifiques, lui permettant d’absorber en partie les ondes ou de les renvoyer (le but étant de les envoyer ailleurs que sur l’écran radar ennemi). Mais, avant les matériaux, il est très important d’optimiser la forme des avions, c’est ce qui permet en grande partie à un avion de réfléchir les ondes à l’endroit voulu.

Nous allons donc étudier la forme de ces 4 avions : 

  SR-71 Blackbird                          F-117

  F-22 Raptor                               B-2

 

  Il est intéressant de remarquer la forme pour le moins atypique des ailes de ces quatre avions. Ils sont tous en forme de triangle au niveau des ailes. C’est ce qu’on appelle en termes plus corrects : Ailes Delta. Mais pourquoi ce choix ?

 Voici six différents types d’ailes dite delta :

Delta simple

 

Delta avec empennage

 

Delta tronquée

 

Brisée ou double delta

 

Gothique


 

  À la base les ailes delta ont été créées sur un modèle de triangle isocèle, mais depuis, différentes variantes ont été conçues. Cette forme permet une meilleure résistance des matériaux, avec une meilleure répartition du poids.

 

  Les quatre aéronefs présentés ci-dessus ont tous des points communs, ils sont dits supersoniques. C'est-à-dire qu’à vitesse maximale, ils franchissent tous le mur du son, soit 1 224 km/h (mach 1) environ. Cette vitesse varie selon le milieu dans lequel ils se trouvent.

 


Nous allons donc voir le rapport entre le mur du son et les ailes delta :

 

Ecoulement subsonique (sous le mur du son)

Ecoulement sonique (mur du son)

Ecoulement supersonique

 

Trois cas de figures :

L’avion vole à vitesse constante inferieure à celle du son, les ondes sonores se propagent autour de lui en forme de cercle.

L’avion vole exactement à la vitesse du son, les ondes sonores sont maintenant très proches, ce qui crée une zone de forte pression à l’origine du « BANG » créé par l’avion.

L’avion vole à une vitesse supérieure à celle du son, il laisse les ondes sonores derrière lui, ce qui crée une zone de turbulence sonore. Il sort donc de la zone de son qu’il a créé. Alors se dessine un cône de plus en plus serré selon la vitesse de l’avion.

 Pourquoi le B2 et le F-117 ont-ils une telle forme ?

 

  Cette forme unique en W a été conçue par Boeing pour une réflexion des ondes optimale. En effet nous voyons que les mêmes mesures sont respectées partout pour une uniformité de l’appareil. Il peut ainsi être divisé en deux parties, l’inférieure (bords d’attaques et entrée d’air) et la supérieure (bords de fuites et sortie des réacteurs).

 

  On ne passe pas à coté de la géométrie pour le moins particulière de cet avion, car il est entièrement craquelé. En élaborant un tel appareil, l’avionneur pensait à une sorte de boule à facettes, comme celle que l’on peut trouver en boîte de nuit, pour renvoyer les OEM émises par le radar. On peut modéliser cette idée par une expérience toute simple :