Air Force Research Lab travaille sur de nouvelles armes hypersoniques de nouvelle génération

share on:

Le Laboratoire de recherche de la Force aérienne est immergé dans les travaux préliminaires sur une nouvelle génération d'armes hypersoniques conçues pour succéder à l'arsenal en émergence, élargissant les options de mission hypersonique dans de nouvelles directions et introduisant de nouvelles configurations de véhicules aériens. 19659004] Le Pentagone et les services militaires accélèrent énormément le développement d'armes hypersoniques, étant donné les implications de guerre considérables associées à l'utilisation d'armes de tir capables de voyager à une vitesse cinq fois supérieure à celle du son; de nombreux programmes ont été mis en place et l'estimation la plus récente est qu'un ensemble initial d'armes hypersoniques sera opérationnel au début des années 2020. Plus tôt cette année, l’armée de l’air a réalisé son premier prototype d’essai en vol de missile hypersonique; le service a lancé un prototype de l’arme d’intervention rapide à réaction aérienne lancée par l’air AGM-183A à partir d’un B-52.

Les avantages de ces armes sont à la fois évidents et multiformes; ils incluent des distances d'attaque beaucoup plus grandes pour l'attaque, ainsi qu'une capacité considérablement accrue de vaincre, de contourner ou même de détruire les défenses ennemies. Une attaque hypersonique réduit naturellement tout type de temps de réaction accordé à un ennemi, éventuellement en frappant ou en neutralisant une cible avant que l'ennemi ait une chance de répondre.

Le Pentagone et les services militaires ont déjà du succès avec les tests et le développement accélérés d'armes hypersoniques, Cependant, il reste encore beaucoup à faire pour perfectionner la technologie nécessaire au vol actuel et futur d'armes hypersoniques. Les armes techniques permettant de se déplacer à une vitesse cinq fois supérieure à celle du son reposent sur la capacité de gérer et de minimiser la chaleur des armes. Une chaleur excessive à cette vitesse peut non seulement incinérer l'arme de telle sorte qu'elle ne peut pas voler, mais également perturber ou faire dérailler sa trajectoire de vol.

Le défi fondamental du vol hypersonique réside donc dans la nécessité de gérer les températures extrêmes atteintes à ces vitesses. , facteurs qui peuvent empêcher, compliquer ou empêcher un vol hypersonique réussi. Les développeurs de l'AFRL expliquent à Warrior que l'un des domaines d'intervention de cette enquête concerne plusieurs défis aérodynamiques complexes, tels que la gestion du flux d'air entourant le véhicule en vol. Les scientifiques qualifient de «couche limite» les caractéristiques de flux d'air de la trajectoire de vol d'une arme hypersonique, qui ont une grande incidence sur la stabilité du système – dont une grande partie est liée à la température.

F-35 ENTRAÎNEZ UNE LASER BOOST

«Nous travaillons sur la phénoménologie des couches limites pour mieux comprendre le flux de chaleur des armes hypersoniques. Cela nous permettra d'optimiser la gestion thermique », a déclaré à Warrior Tim Sakulich, Laboratoire de recherche de la Force aérienne, directeur des matériaux et de la fabrication et responsable de la mise en œuvre de la stratégie de S & T de la Force aérienne. «Nous concevons ces systèmes pour fournir la vitesse, la portée et la létalité que nous recherchons.»

 Vue d'artiste d'une arme hypersonique. (Raytheon)

Vue d'artiste d'une arme hypersonique. (Raytheon)
      

La science des couches limites d'écoulement d'air est extrêmement complexe, mais elle s'aligne sur plusieurs concepts aérodynamiques clés liés à la stabilité de vol hypersonique. En termes simples, les ingénieurs cherchent à créer des armes hypersoniques perfectionnées générant une couche limite «laminaire» ou lisse, permettant ainsi à un flux d’air «turbulent». Plus il y a de mouvement, de mélange ou d'agitation dans le flux d'air entourant le véhicule aérien en vol, souvent constitué de mouvements ou de collisions de particules dans le flux d'air, plus il devient turbulent, selon un essai de la School of Aerospace, Mechanical & Mechatronic de l'Université de Sydney. Ingénierie. (Australie)

«Une couche limite peut être laminaire ou turbulente. Une frontière laminaire est une frontière où l'écoulement se produit en couches … chaque couche glisse au-delà des couches adjacentes. Ceci est en contraste avec les couches limites turbulentes, où règne une agitation intense ", affirme l'essai de 2005.

L'essai explique en particulier que les couches limites turbulentes génèrent des" taux de transfert de chaleur "très élevés.

le fluide peut être vu se déplaçant à travers. (dans les couches limites turbulentes) Il y a donc un échange de masse, de quantité de mouvement et d'énergie à une échelle beaucoup plus grande par rapport à une couche limite laminaire », dit l'Univ. de l'essai de Sydney déclare.

COMMENT AI MODIFIE LES MISSIONS D'ATTAQUE AUX JETS ET COMBATTANTS DE FIGHTER

En résumé, par opposition aux échanges microscopiques en masse connus dans les couches limites laminaires, les couches limites turbulentes impliquent Le document explique qu'en mélangeant les couches à un niveau macroscopique

les scientifiques se focalisent sur un domaine d'actualité qui expérimente de plus en plus de moyens pour s'assurer que les limites d'écoulement d'air laminaire entourent les véhicules à vol hypersonique. Les couches limites laminaires sont nécessaires pour faire progresser le vol hypersonique vers une nouvelle génération, selon un important document de la NASA, de l'AFRL et de la Case Western Reserve University, intitulé «Recommandation relative aux essais de vol en transition de la couche limite hypersonique».

hypersonique de génération en génération, l’objectif serait de maintenir le plus longtemps possible une couche limite laminaire afin de minimiser le réchauffement. De petites perturbations sur la couche limite peuvent exciter divers modes d’instabilité », affirme l’essai. (Centre de recherche de la NASA à Langley, Laboratoire de recherche de la Force aérienne, Université Case Western Reserve… Scott Berry, Roger Kimmel et Eli Reshotko)

L'augmentation de la chaleur peut poser des problèmes; il renforce la signature thermique de l'arme, facilitant ainsi le suivi des capteurs. Les problèmes de chaleur peuvent également présenter des difficultés en créant le besoin de concevoir une arme capable de résister aux niveaux de chaleur et de rester intacte pendant un vol à grande vitesse. Pour cette raison, les armes hypersoniques – et les missiles balistiques intercontinentaux – sont construits avec des matériaux spécialement conçus pour résister à la chaleur. Sakulich a souligné que les travaux actuels de l'AFRL visaient, dans ce sens, à trouver de nouveaux matériaux composites.

L'amélioration de la propulsion hypersonique améliorera non seulement l'efficacité et la résilience des armes existantes, mais permettra également différents facteurs de forme, tels que des armes plus grandes, plus longues ou différemment. armes d'attaque en forme. L'essai NASA-AFRL-Case Western, par exemple, introduit la complexité technique supplémentaire qui pourrait être nécessaire pour améliorer la stabilité de vol hypersonique des corps «de rentrée», tels que ceux utilisés sur un missile à arme nucléaire.

'FIRST-CUT-OF-STEEL' COMMENCE UNE NOUVELLE ÈRE DES ARMES NUCLÉAIRES, LA GUERRE SOUS-MARINE

«De manière générale, l'application de ces connaissances (gestion de la couche limite) a été limitée à des formes simples telles que des plaques, des cônes et des sphères. corps. Cependant, les véhicules de rentrée de vol ne sont en réalité jamais simples », indique l’essai de la NASA et de l’AFRL

. Par exemple, les véhicules à surface rugueuse ou les véhicules à armement de configuration moins linéaire présentent des variables compliquées additionnelles susceptibles d’affecter la stabilité du vol hypersonique. Il semble évident que la mise au point de méthodes scientifiques permettant d’augmenter les propriétés de la couche limite laminaire des véhicules hypersoniques pourrait permettre de jeter les bases de configurations hypersoniques plus récentes et de nouvelle génération, telles que les drones de formes différentes ou les armes à ogives différentes.

Un essai intéressant de RAND , intitulé "Empêcher la propagation d'une nouvelle classe d'armes", explique que les signatures de chaleur sont influencées par la forme, la taille, la vitesse et la trajectoire d'une arme.

"Plus le rayon du nez est grand, plus le transfert de chaleur sur la nez du véhicule. La mise en forme de trajectoire, c’est-à-dire la vitesse et l’altitude, peut également être utilisée pour gérer le transfert de chaleur total sur un véhicule de rentrée (véhicule de rentrée) tout en répondant à d’autres exigences et contraintes d’entrée, telles que la distance, la décélération maximale et le temps de vol. Les armes hypersoniques ont des contraintes et des exigences différentes de celles des corps de rentrée. Les véhicules poids lourds (Hypersonic Glide Vehicles) et HCM (missiles hypersoniques de croisière) auront tendance à avoir des bords d’attaque nets, c’est-à-dire un petit rayon de nez qui augmentera le transfert de chaleur », précise l’essai. (RAND – Speier, Nacouzi, Lee)

En outre, la plupart des armes hypersoniques doivent voyager pendant de longues périodes à des vitesses élevées, par rapport à un corps qui rentre à son tour à une vitesse hypersonique … par conséquent… Les principaux paramètres de l'équation de la chaleur totale, la vitesse et le temps, ne peuvent généralement pas être réduits », indique le document RAND.

DES ICBMS ARMÉS NUCLÉAIRES DE LA FORCE AÉRIENNE À DÉPLOYER D'ICI 2029

Les armes hypersoniques globales l'évolution, comme vous pourriez l'appeler, est tout à fait compatible avec la stratégie hypersonique à long terme de la Force aérienne, qui préconise une approche stratégique de l'hypersonique par étapes. Tout d’abord, comme on pouvait s’y attendre, il s’agit des armes hypersoniques, un effort qui devrait voir le jour au cours des prochaines années. Deuxièmement, un ancien scientifique en chef de la Force aérienne (Dr. Gregory Zacharias) a déclaré à Warrior dans une interview il y a plusieurs années que le service espérait concevoir des "drones" hypersoniques pour des ISR ou des attaques, suivis par des "drones récupérables" au cours des prochaines décennies. . Ces développements, toutefois, peuvent nécessiter de nombreuses années de recherche et de progrès techniques pour aboutir, ce qui constitue une source d'inspiration pour les travaux scientifiques en cours sur les couches limites décrits par Sakulich.

De nombreuses armes hypersoniques sont conçues comme des «armes cinétiques». «énergie», ce qui signifie qu'ils n'utiliseront pas d'explosifs, mais compteront uniquement sur la vitesse et la force de l'impact pour détruire leurs cibles, expliquent les développeurs. Un drone à très grande vitesse ou une plate-forme ISR permettrait aux véhicules aériens d'entrer et de sortir rapidement du territoire ennemi et de renvoyer des images pertinentes sans être détectés par le radar ennemi ni abattus.

Il est intéressant de noter que les propriétés d'écoulement d'air des armes hypersoniques peuvent également fournir une fenêtre à travers laquelle attaquer ou détruire une arme hypersonique ennemie; Le vol hypersonique n’est pas seulement complexe, il est aussi extrêmement fragile, Ret. Le général Trey Obering, vice-président exécutif et responsable de l'énergie dirigée, Booz Allen Hamilton, a déclaré à Warrior lors d'une interview. ( Obering a précédemment occupé le poste de directeur de l'Agence de défense antimissile du Pentagone )

Par conséquent, les armes hypersoniques pourraient également être arrêtées, comme l'a dit Obering, provoquant une «perturbation de la circulation d'air». L’aérodynamique peut briser des forces telles que la portance, la poussée et la traînée, a déclaré Obering.

«Ces forces sont toutes en équilibre. Quand vous allez vite, il y a une petite marge dans ces forces. Une perturbation peut provoquer la rupture de tout le véhicule ", a-t-il expliqué.

LA FORCE AÉRIENNE POUR TESTER LE POD FISH CHAINE LASER CONFIGURÉE SUR LE TERRAIN

Essentiellement, l'idée n'est pas de détruire l’arme hypersonique avec une explosion, mais plutôt un changement «instantané» d’angle dans le mélange complexe et entremêlé de variables de débit d’air. De manière très significative, cela peut provoquer la rupture d’un véhicule entier. Cela pourrait être causé par un certain nombre d'éléments, tels qu'un laser, la rupture d'un rappel, l'explosion d'un missile à proximité de l'arme en vol ou un autre type de perturbation. – Pour lire le rapport complet du guerrier sur la défense des armes hypersoniques – cliquez ici

«Les Hypersonics ont des gouvernes qui manœuvrent comme un avion. Vous tirerez parti de la vitesse du véhicule et provoquerez un changement de direction », a déclaré Obering.

Booz Allen Hamilton fait partie de plusieurs géants de l'industrie de la défense travaillant actuellement sur la technologie des armes hypersoniques, notamment en explorant de nouvelles méthodes pour les défendre. 19659005] Comment les groupes de transporteurs aériens peuvent-ils projeter leur puissance à portée de cible ennemie? Comment manœuvrer des colonnes blindées mécanisées sans être gravement handicapé par une attaque hypersonique? Comment les avions de combat les plus avancés peuvent-ils manœuvrer pour éviter tout impact s’il n’ya tout simplement pas le temps? Peut-être que les satellites, les ICBM et les armes défensives telles que les intercepteurs basés au sol pourraient également être vulnérables? Les variables par lesquelles les hypersoniques promettent de changer de guerre sont apparemment sans limites. Le danger est extrêmement grave.

CLIQUEZ ICI POUR OBTENIR L'APP FOX NEWS

«À bien des égards, l'hypersonique représente la dernière frontière de l'aéronautique», de la NASA, AFRL, Case Western Univ. états de papier







Facebook Comments

Leave a Response