Utilisateur:Fcgautier/Brouillon

• Gérer mon brouillon
• Demander une relecture (voir les demandes)
• Publier mon brouillon

Cette page est un brouillon appartenant à Fcgautier

Conseils de rédaction

• → N'hésitez pas à publier sur le brouillon un texte inachevé et à le modifier autant que vous le souhaitez.
• → Pour enregistrer vos modifications au brouillon, il est nécessaire de cliquer sur le bouton bleu : « Publier les modifications ». Il n'y a pas d'enregistrement automatique.

Si votre but est de publier un nouvel article, votre brouillon doit respecter les points suivants :

• Respectez le droit d'auteur en créant un texte spécialement pour Wikipédia en français (pas de copier-coller venu d'ailleurs).
• Indiquez les éléments démontrant la notoriété du sujet (aide).
• Liez chaque fait présenté à une source de qualité (quelles sources  – comment les insérer).
• Utilisez un ton neutre, qui ne soit ni orienté ni publicitaire (aide).
• Veillez également à structurer votre article, de manière à ce qu'il soit conforme aux autres pages de l'encyclopédie (structurer – mettre en page).

• → Si ces points sont respectés, pour transformer votre brouillon en article, utilisez le bouton « publier le brouillon » en haut à droite. Votre brouillon sera alors transféré dans l'espace encyclopédique.

Radômes d'aéronef 1) définitions, exigences Les radômes d'aéronef ont pour fonction principale d'assurer l'aérodynamisme du porteur tout en protégeant l'antenne située en-dessous. L'avion est l'aéronef portant le plus grande diversité de systèmes radioélectriques. Sans que cette liste soit exhaustive, on peut au moins citer : - un système radar, généralement situé dans le nez de l'avion, - des systèmes de communication vers le sol ou vers des satellites (liaisons VHF, UHF, SATCOM....) - des systèmes de localisation fonctionnant à l'aide de balises situées au sol ou de signaux GPS en provenance de satellites, - un altimètre dont l'antenne est dirigée vers le sol, - un système de guidage tel l'ILS - un système d'identification IFF, seulement répondeur ou répondeur/ interrogateur, - un système d'écoute et détection/localisation de menaces telles que radar de conduite de tir, missile - un système de brouillage de ces menaces. Sur un missile on aura généralement un autodirecteur dans la pointe, une ou plusieurs antennes pour la fusée de proximité, éventuellement des antennes de communication EHF dirigées vers l'arrière. Très généralement aujourd'hui chacun de ces systèmes a sa ou ses propres antennes et le ou les radômes associé à chaque antenne, ce qui peut conduire à plusieurs dizaines d'antennes sur un avion. Par exemple un seul système d'écoute ou un seul système IFF ou un seul système de communication VHF utilise plusieurs antennes ayant des emplacements et des orientations différents sur l'avion. Le bon fonctionnement de ces système exige que les radômes soient transparents aux ondes électromagnétiques émises ou reçues par les antennes qu'ils abritent. Selon l'emplacement de ces antennes, leurs dimensions, leur orientation, fixe ou mobile, le radôme répond à des contraintes aérodynamiques plus ou moins sévères mais dans tous les cas il s'inscrit soit dans la forme générale de l'avion soit dans une protubérance définie et acceptée par l'avionneur. Le nez de l'avion sera ogival arrondi pour un avion subsonique (A320 par exemple) mais ogival pointu pour un avion supersonique (Rafale). Les antennes SATCOM, UHF et VHF, généralement proéminentes seront protégées par un radôme profilé, de faible trainée. D'autres antennes seront encastrées dans le fuselage et le radôme pourra avoir la forme d'un simple plaque de fermeture. Le cahier des charges d'un radôme d'avion comportera des exigences et spécifications sur un certains nombre de points : - forme, épaisseur et poids acceptés par l'avionneur - résistance mécanique aux efforts aérodynamiques - résistance aux chocs avec des volatiles - résistance à l'abrasion provoquée par les hydrométéores (pluie, grêle) et les lithométéores (sable, aérosols...) - couleur et matité de la peinture - résistance aux agents de nettoyage et de dégivrage de l'avion - protection contre la foudre et les décharges électrostatiques - transparence aux ondes électromagnétiques et minimisation des réflexions/diffractions de ces mêmes ondes sur la paroi du radôme. La pointe du radôme de nez, sur un missile ou un avion supersonique par exemple, est l'objet d'une étude particulière en raison des diffractions qu'elle provoque, surtout si elle supporte la perche anémométrique (Badin). - tenue en température : de -55 à +80° en général et de -55° à +130° pour un avion supersonique - tenue au choc thermique pour un radôme de missile subissant des accélérations de plusieurs dizaines de g et un échauffement pouvant dépasser les 200°, atteint en quelques secondes. - minimisation de la signature radar (SER) pour un avion d'armes ou pour un missile. L'ensemble de ces exigences fait de l'étude du radôme une activité pluri disciplinaire fort intéressante ! 2) solutions Tout d'abord, notons que le radôme ne peut être constitué que de matériaux intrinsèquement transparents aux ondes électromagnétiques. Ce sont principalement : - des résines plastiques telles les polyesters, les époxy, les polyuréthanes, les polyéthylènes, les polyamides et polyimides, les PES (Polyéther sulfones), les PEEK (Polyarylethercétones), etc..... - des minéraux pouvant être utilisés en renfort sous forme de fibres ou de poudres, ou en monolithe : verres, silice, alumine. - des fibres textiles artificielles ou de synthèse servant de renfort : cellulose, polyesters, Kevlar. Le plus souvent on réalise des matériaux dits composites constitués d'un assemblage, obtenu par moulage ou par dépose de couches successives, de fibres tissées et de résine. Ces assemblage peuvent être réalisés dans n'importe quelle épaisseur et répondre facilement aux exigences mécaniques. La contrainte de transparence radioélectrique empêche cependant de choisir l'épaisseur seulement en fonction de la tenue mécanique et a conduit à envisager des structures offrant d'autres paramètres d'optimisation : ce sont des structures multicouches composées généralement d'une alternance de couches denses et résistantes mais minces, et de couches à faible densité augmentant l'inertie mécanique. Ces couches à faible densité peuvent être réalisées au moyen de structures alvéolées, par exemple de type "nid d'abeille", ou de mousses obtenues par expansion d'une résine. Ces assemblages multicouches permettent de réaliser des structures satisfaisant au mieux à l'ensemble des exigences, parfois contradictoires, listées ci-dessus. La liste des solutions principales peut s'établir comme suit : a) peaux minces : il s'agit d'une couche composite d'épaisseur petite devant la longueur d'onde, typiquement de l'ordre du centième de longueur d'onde. C'est un compromis économique entre la résistance mécanique et la transparence. En bande X (aux alentours de 10 GHz) par exemple, une peau mince ne devra pas dépasser 1mm. Si la tenue mécanique est satisfaite avec cette épaisseur ce sera une solution très économique.

b) monolithes adaptés : il s'agit de donner à cette couche composite une épaisseur particulière conduisant à une adaptation radioélectrique. Le critère est que l'épaisseur soit une demi-longueur d'onde dans le matériau pour l'angle d'incidence de fonctionnement. L'indice du matériau étant généralement compris entre 3.5 et 4, l'épaisseur correspondant à l'adaptation est voisine du quart de longueur d'onde dans l'air, soit environ 8mm à 10 GHz.

Sachant qu'un système radioélectrique a non pas une fréquence mais une bande de fréquences de fonctionnement et reçoit ou émet des ondes dans différentes directions, on conçoit que l'adaptation n'est strictement réalisée que pour un point du domaine fréquence/angle et se détériore lorsqu'on s'en éloigne. Ces structures ont donc une certaine sélectivité d'utilisation en fréquence et en incidence angulaire. Ce sont cependant les structures les plus utilisées pour les radômes de pointe avant, d'avion supersonique ou de missile.

c) structure multicouche : la plus usuelle est le sandwich constitué d'une âme à faible densité et de deux peaux minces. La tenue mécanique est moins bonne que celle du monolithe car les peaux ont moins de résistance aux chocs mais elle est largement suffisante pour un avion commercial : tous les radômes de nez des avions commerciaux sont des sandwiches. L'adaptation est obtenue lorsque l'âme a une épaisseur voisine du quart de longueur dans le matériau pour l'angle d'incidence des ondes. L'épaisseur totale est donc environ de 7 mm pour l'âme et de 1mm pour les peaux soit 9 mm au total. L'adaptation est moins sélective que celle d'un monolithe et la structure procure donc un meilleur fonctionnement à large bande ou à large gamme d'incidences. Des performances supérieures en adaptation peuvent être obtenues avec des structures à 5 couches, c'est-à-dire peau /âme peu dense/ âme dense/ âme peu dense /peau. Une adaptation de très bonne qualité peut être obtenue dans une large bande de fréquence et une large gamme d'incidences. La meilleure adaptation est obtenue avec un structure symétrique, donc 3 paramètres d'épaisseur sont disponibles. Pour des raisons de choix de matériau en fonction des exigence de tenue mécanique les indices des couches ne sont variables que dans des plages étroites, autour de 1.9 pour les couches denses et résistantes, 1.2 pour les couches à faible densité. d) structures compensées : il est possible d'adapter une peau mince au moyen de motifs métalliques imprimés sur cette peau. L'ensemble peau diélectrique + motifs métalliques se comporte comme un circuit résonnant de type "bouchon" en parallèle sur la ligne de propagation. A la résonance, le circuit procure une transparence quasi parfaite. Cette adaptation est cependant relativement sélective en fréquence et gamme d'incidences. 3) compléments Le radôme est défini par la structure de sa paroi mais comporte d'autres éléments complémentaires : - d'abord une peinture dont le but est triple : • protéger la peau extérieure, ou la paroi elle-même dans le cas d'un monolithe, de l'abrasion par les hydro et litho météores. La couche de peinture peut aller jusqu'à quelques dixièmes de mm pour amortir efficacement l'impact des ces agresseurs • mettre le radôme en continuité visuelle (même couleur) avec le fuselage tout en évitant les reflets pour les pilotes de l'avion • éviter les décharges électrostatiques et pour cela la peinture du radôme est faiblement conductrice. - des bandes parafoudre, bandes de cuivre ou bandes à pastilles métalliques, implantées au nombre de 4 ou 6 sur la périphérie du radôme et chargées, d'une part d'éviter que l'impact de foudre n'atteigne l'antenne située sous le radôme, d'autre part d'écouler la charge de la foudre vers le fuselage sans brûler le radôme. - sur certains avions supersoniques le radôme supporte la perche anémométrique et les tubes associées, transmettant les pressions latérales et frontale de l'air ambiant aux capteurs situés dans l'avion. Ces mesures

de pression servent à déterminer la vitesse de l'avion par rapport à l'air ambiant. Outre la charge mécanique induite par cette perchette lors d'accélérations latérales, elle impose la présence de fils électriques de réchauffage de façon à ce que ces conduits d'air ne soient pas obstrués par de la glace. Ces fils électriques parcourent le radôme, à l'intérieur comme les tubes anémométriques, et sont évidemment une cause de diffraction gênante pour la propagation des ondes électromagnétiques. On choisit souvent des tubes anémométriques métalliques de façon à ce qu'ils fassent office de bandes parafoudre. - les radômes pointus, c'est-à-dire les radômes d'aéronefs supersoniques, reçoivent une pointe en matériau dur, métallique ou minéral, car elle doit être résistante à l'érosion et aux chocs. Le matériau du radôme n'est en effet généralement pas suffisamment résistant pour constituer la pointe, - certains radômes peuvent comporter des couches métalliques sélectives en fréquence de façon à être transparent dans une certaine bande étroite de fréquence et constituer un blindage en dehors de cette bande. Cela peut servir de protection contre des agressions électromagnétiques, soit naturelles comme la foudre soit parasites ou intentionnelles. Cela aide aussi à réduire la signature électromagnétique du radôme et donc de l'avion porteur. 4) comportement radioélectrique La première des exigences radioélectriques pour un radôme est sa transparence. Idéalement elle serait de 100%. En pratique elle est réduite lorsqu'on s'éloigne du point théorique d'adaptation, que ce soit que en fonction de la fréquence ou de l'angle d'incidence. Par ailleurs les matériaux utilisés, bien que réputés transparents ont des pertes diélectriques. Pour ces raisons on doit tolérer des pertes de transmission de l'ordre du dB. Pour ces mêmes raisons, apparaissent des rayons réfléchis qui créent donc des lobes de rayonnement parasites pour l'ensemble antenne+ radôme. Ces lobes peuvent être très gênants car ils créent des faux échos ou captent des échos ou des signaux hors de la direction d'observation. La minimisation de ces lobes de réflexion est l'objet principal du travail d'optimisation radioélectrique du radôme. L'équipement du radôme, c'est-à-dire ses bandes parafoudre, et son équipement anémométrique s'il y en a un, sont des sources de diffraction des ondes électromagnétiques et donc de lobes parasites supplémentaires. Différentes solutions sont pratiquées pour les minimiser. Egalement sur un radôme pointu, la pointe est source de diffraction. Le radôme induit fréquemment, surtout les radômes pointus, une déviation de l'axe du faisceau. c'est un effet de premier ordre de la déformation du front d'onde à la traversée du faisceau. Cette déviation d'axe est prédictible, reproductible, mesurable et modélisable, elle est donc facilement prise en compte dans le fonctionnement du système. Enfin, mais cela est généralement peu sensible, le radôme peut provoquer une déformation du faisceau par déformation du front d'onde le traversant. C'est un effet de second ordre.

références document AIRBUS :INDUSTRIE FAST septembre 2000 Analysis of Radome-Enclosed Antennas – 1 novembre 2009 • de Dennis J. Kozakoff (Auteur) Editeur : Artech House; Édition : 2nd Revised edition (1 novembre 2009) - ISBN-13: 978-1596934412