Table of Contents
Les capacités de camouflage de la Su-57 expliquées par la physique
La Su-57, un chasseur multirôle de cinquième génération, a été développée par la société russe Sukhoi pour rivaliser directement avec des avions américains tels que le F-22 et le F-35.
Ces avions sont généralement dotés de caractéristiques de vitesse supersonique, capable de voler à une vitesse atteignant 2 Mach (environ 2 450 kilomètres par heure), avec une maniabilité élevée grâce à des moteurs à poussée vectorielle. Cela leur permet d’effectuer des manœuvres aériennes impressionnantes, tout en étant équipés d’une armement lourd.
Capacités de stealth
Cependant, la principale caractéristique de ces avions réside dans leurs capacités furtives avancées, ce qui les rend difficiles à détecter. Cela leur permet d’entrer sur le territoire ennemi et d’effectuer des missions militaires sans être repérés.
Pour comprendre comment fonctionne cette propriété exceptionnelle, il est d’abord nécessaire de connaître la nature du radar. Ce système utilise des ondes radio pour détecter des objets, tels que des avions et des navires.
Les ondes radio sont les mêmes que celles que nous recevons sur notre radio, émises par des stations de diffusion. Dans le cas du radar militaire, une unité spécialisée émet des impulsions radio qui se déplacent à la vitesse de la lumière dans un certain périmètre. Si ces ondes rencontrent un objet (comme un avion), elles rebondissent et retournent au radar.
Dans ce cas, l’antenne du radar reçoit l’onde réfléchie puis calcule le temps qu’il a fallu à l’onde pour faire l’aller-retour afin de déterminer la distance, et avec des calculs supplémentaires, la vitesse et la direction peuvent être établies.
L’idée fondamentale derrière le radar dans ce contexte est simple, elle est similaire à la manière dont une chauve-souris évite les obstacles en émettant des ondes sonores qui rebondissent et lui indiquent la présence d’un mur devant elle.
Physique de la dispersion
Les avions de sixième génération comme la Su-57 s’appuient sur plusieurs principes fondamentaux de la physique pour réduire leur section radar, ce qui se manifeste principalement par la diminution de la quantité d’ondes radar réfléchies vers les radars ennemis.
La forme de ces avions a été conçue en utilisant le « principe de réflexion miroir », où la lumière ou toute onde électromagnétique rebondit lorsqu’elle frappe une surface d’un seul côté, de sorte que l’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence.
Pour comprendre ce concept, imaginez utiliser un laser dans une pièce sombre, en le dirigeant vers un miroir. Le faisceau sera réfléchi à un angle qui est exactement égal à l’angle d’incidence. En inclinant le laser, on élargit l’angle de réflexion.
Dans ce contexte, les chasseurs de cinquième génération tels que la Su-57 sont conçus avec une combinaison de surfaces inclinées, d’aspérités sur les bords et de compartiments d’armement internes, afin de réduire les réflexions, ce qui signifie que les ondes radar seront déviées plutôt que renvoyées au radar.
Si l’avion peut disperser ces rayons sans les renvoyer vers le radar, semblable aux jeux de lumière dans les musées de miroirs, il possède alors un avantage furtif. On constate donc que les avions furtifs de cinquième génération partagent tous une forme similaire avec des différences minimes, comme le F-22 américain, le J-20 chinois ou la Su-57 russe, car la physique est identique et l’ingénierie qui en découle l’est également, avec quelques variations.
Matériaux supraconducteurs
De plus, les avions de ce type sont généralement revêtus de matériaux qui absorbent les ondes radio et convertissent les ondes électromagnétiques en chaleur au lieu de les réfléchir.
Ces matériaux sont appelés « matériaux supraconducteurs ». Pour comprendre ce concept, imaginez que vous jouez avec des blocs Lego. Normalement, vous construisez des formes simples comme des maisons ou des voitures. Mais que se passerait-il si vous disposiez les blocs Lego d’une manière qui permettrait à la structure de se comporter de manière étrange, comme plier la lumière ou rendre des objets invisibles ? C’est exactement ce que font les matériaux supraconducteurs, mais avec des ondes au lieu de Lego.
Les matériaux supraconducteurs sont des substances spéciales fabriquées par l’homme qui peuvent contrôler la lumière, le son et d’autres ondes d’une manière qui ne se produit pas dans la nature. Ils sont conçus avec de petites structures qui modifient la façon dont les ondes se déplacent à travers elles.
Par exemple, nous savons que la lumière se plie lorsqu’elle passe à travers du verre ou de l’eau, ce qu’on appelle la réfraction, et que les ondes sonores rebondissent contre les murs, créant des échos. Les ondes radio, quant à elles, sont réfléchies par le métal, ce qui explique pourquoi le radar peut détecter les avions.
Les matériaux supraconducteurs changent les règles de fonctionnement des ondes, en utilisant des structures internes petites et soigneusement agencées, bien plus petites que les ondes elles-mêmes.
Pensez aux ondes comme à une rivière qui s’écoule à travers des rochers. Si les rochers sont disposés de la bonne manière, vous pouvez contrôler la façon dont l’eau s’écoule, de sorte qu’elle ne rebondisse pas, mais soit absorbée entre les rochers ou dispersée. De la même manière, les matériaux supraconducteurs contrôlent les ondes en façonnant leurs structures internes.
Les scientifiques continuent de développer ces matériaux. Dans une étude publiée en 2023 dans le « European Physical Journal », des chercheurs ont conçu un nouveau matériau supraconducteur capable de fonctionner sur une large gamme de fréquences, ce qui signifie qu’il est efficace contre différents types d’ondes électromagnétiques, permettant ainsi une absorption ou une déviation plus forte que les matériaux supraconducteurs précédents, renforçant ainsi la technologie qui aide à produire des avions de générations futures.
Atténuation des signatures
Une autre catégorie de radars se base sur la signature infrarouge de l’avion, car les moteurs de l’avion produisent de la chaleur, ce qui émet un rayonnement dans le domaine infrarouge.
Les infrarouges sont un type de lumière invisible à l’œil humain, mais qui nous entoure en permanence, généralement émis par la chaleur. Tout ce qui est chaud, comme le soleil, le feu ou même votre corps, émet des infrarouges, c’est pourquoi les caméras de surveillance nocturne fonctionnent avec cette technologie.
Dans des chasseurs comme la Su-57, les buses d’échappement plates et dentelées dispersent les gaz d’échappement, réduisant ainsi les émissions thermiques. De plus, les moteurs sont placés profondément à l’intérieur du fuselage pour protéger les parties chaudes.
Par ailleurs, un système de refroidissement spécial dans les zones critiques (comme le moteur et les zones de sortie des gaz d’échappement) aide à absorber et disperser la chaleur avant qu’elle ne rayonne vers l’extérieur, mélangeant les inhibiteurs infrarouges dans le système d’échappement pour refroidir les gaz chauds avec de l’air froid.
Guerre électronique
La furtivité ne se limite pas à la forme et aux matériaux, la physique joue également un rôle dans les mesures de contre-espionnage électronique, où de tels avions peuvent utiliser l’annulation active des ondes émises par les radars ennemis. Leur système embarqué émet des signaux qui interfèrent avec les ondes radar entrantes, réduisant ainsi la possibilité d’être détectés.
Pour comprendre ce concept, imaginez-vous à un concert bruyant et souhaitant annuler le bruit. Une des façons d’y parvenir est d’utiliser des écouteurs à réduction de bruit.
Ces écouteurs captent le bruit ambiant et créent une onde sonore opposée qui annule le bruit, rendant ainsi le son du concert plus calme.
La fonctionnalité d’annulation radar active fonctionne de la même manière, mais au lieu d’annuler le bruit, elle annule les ondes radar. Cette fonctionnalité est utilisée dans les chasseurs furtifs, ainsi que dans une variété de navires, sous-marins et missiles.