scaf FCAS SCAF et connexes (NGWS, drone FCAS - DP etc.)

[Phacochère]

Opex 360 / Airbus a testé avec succès une technologie clé pour le Système de combat aérien du futur

http://www.opex360.com/2020/08/11/airbus-a-teste-avec-succes-une-technologie-cle-pour-le-systeme-de-combat-aerien-du-futur/

Citation

"Mené dans le cadre d’une coopération associant la France, l’Allemagne et l’Espagne, le programme « Système de combat aérien du futur » ne vise pas seulement à mettre au point un nouvel avion de combat [le « New Generation Fighter », NGF] sous la direction de Dassault Aviation.

Il consiste aussi à développer un « système de systèmes », c’est à dire un réseau intégrant des capteurs, des aéronefs, de n’importe quel type et de générations différentes, ainsi que des « effecteurs connectés » [ou « Remote Carriers »], sorte de drones pouvant réaliser des missions de reconnaissance et de guerre électronique tout en pouvant éventuellement saturer des défenses adverses.

D’où l’importance des technologies devant permettre aux différents éléments du SCAF de communiquer entre eux. Et cette partie du programme relève d’Airbus Defence & Space, qui a profité de l’exercice de liaisons de données tactiques « Timber Express« , organisé par la Bundeswehr [forces armées allemandes, ndlr] en juin dernier, pour effecter des expérimentations.

Cet exercice, qui s’est tenu à Jagel [Schleswig-Holstein], où est basé l’escadron 51 « Immelman », doté de chasseurs-bombardiers PANAVIA Tornado ECR [reconnaissance et guerre électronique, ndlr], a mobilise des Eurofighter EF-2000, un P-3C Orion de la Deutsche Marine, un E-3A Awacs de l’Otan, une frégate néerlandaise croisant en mer Baltique, et des forces spéciales ainsi que des unités de guerre électronique allemandes.

Sur son site Internet, et avant de donner le coup d’envoi de cet exercice dont la finalité était de faire échanger, en temps réel, des données entre tous les systèmes engagés afin qu’ils pussent avoir une « image commune » d’une situation aérienne donnée, la Bundeswehr avait indiqué qu’Airbus Airbus Helicopters et Hensoldt allaient tester, pour la première fois, la liaison 16 [L16 – standard de liaison de données de l’Otan pour échanger des informations tactiques, ndlr] avec un hélicoptère H145M, précisant qu’il s’agissait d’un « point de départ pour améliorer cet appareil dans sa mission de transport pour les forces spéciales ». Et aucun mot n’avait été dit au sujet de l’expérimentation que s’apprêtait alors à réaliser Airbus.

Il aura fallu attendre plus d’un mois après la fin de l’exercice « Timber Express » pour apprendre qu’Airbus avait franchi un jalon important dans le programme SCAF après avoir expérimenté avec succès la technologie qui permettra de faire communiquer entre eux des avions de combat avec des effecteurs connectés.

« Au cours de l’exercice, les effecteurs connectés, qui utilisent actuellement le ‘Compact Airborne Networking Data Link’ [CANDL] ont été connectés avec succès à la Liaison 16, la liaison de données tactique opérationnelle des forces armées », a en effet indiqué Airbus, le 6 août.

« Les effecteurs n’étaient pas seulement visibles de tous les avions de combat de la Luftwaffe étant donné qu’ils pouvaient également recevoir et exécuter des ordres sans qu’il ait été nécessaire d’apporter des modifications techniques aux appareils » poursuit Airbus, pour qui il s’agit « d’une première en Europe et une nouvelle étape vers un système de combat aérien futur. »

En outre, ajoute l’industriel, une autre étape a été franchie avec la « démonstration de l’interopérabilité avec le concept Otan d’opérations coopératives ESM [CESMO] », qui compile les données obtenus par différents capteurs afin de localiser en temps réels les menaces potentielles en matière de guerre électronique. Or, Airbus dit avoir « réussi à intégrer un effecteur connecté en tant que composant à part entière du réseau de reconnaissance CESMO », les données collectées ayant été « fusionnées en temps réel » avec celles obtenus par d’autres moyens, notamment les Tornado ECR."

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[P4]

34 minutes ago, Phacochère said:

•  

Opex 360 / Airbus a testé avec succès une technologie clé pour le Système de combat aérien du futur

http://www.opex360.com/2020/08/11/airbus-a-teste-avec-succes-une-technologie-cle-pour-le-systeme-de-combat-aerien-du-futur/

Pas d'indication de budget, on fait mumuse avec la L16 et on parle de technoogie d'avenir, ça mythone sec chez Airbus.

[Phacochère]

il y a 9 minutes, P4 a dit :

Pas d'indication de budget, on fait mumuse avec la L16 et on parle de technoogie d'avenir, ça mythone sec chez Airbus.

C'est surtout que je ne comprends rien à l'article. Ça jargone sévère mais je ne comprends pas en quoi il y'a évolution. 

Le lien timber express de la Bundeswehr 

[dark sidius]

Ils se font plaisir avec rien, vive la révolution scaf !

[Picdelamirand-oil]

Il y a 2 heures, P4 a dit :

Pas d'indication de budget, on fait mumuse avec la L16 et on parle de technoogie d'avenir, ça mythone sec chez Airbus.

CANDL Key Characteristics

Networking

• TDMA with dynamic reconfiguration
• Full IP compatibility
• Up to 24 network members
• Robust and flexible network management
• Internal or GPS based synchronisation

Low probability of Intercept / Detection

• Frequency Hopping (FH)
• Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)
• Automatic diversity selection for two antennas

Adaptive Throughput

• Up to 8 Mbit/s (user configurable)
• Different Class of Service (CoS) levels

Encryption

• AES-256 based encryption
• User authentication and user-specific encryption keys

Range

• > 150 km / 80 NM LOS
• > 250 km / NM LOS (external HPA)
• Relaying for BLOS and range extension
• Range measurement

Software Defined Radio Architecture 

• Software configurable waveform
• Flexible user specific tailoring 
• Easy capability upgrades

Qualified solution for UAS Applications

• STANAG 4586 compatible
• DO-160 and MIL-STD-810 environmental qualification

Frequency Band

• NATO IV C-band
• WRC-2012 civil UAS C2
• SW configurable frequency/channel allocation and hopping pattern

CANDL Terminal

• Designed for the most demanding environmental conditions including high speed aircraft
• Optional internal COMSEC/encryption module
• Size: 110 x 175 x 100 mm (4.4 x 6.9 x 4.0 in)
• Weight: 2.5 kg (5.5 lbs)
• Power: typical 55W
• Conduction cooled

Optional external HPA (High Power Amplifier)

• Extended range capability
• Size: 100 x 162 x 43 mm (4.0 x 6.4 x 1.7 in)
• Weight: 1.0 kg (2.2 lbs)
• Power: typical 150W

il y a 11 minutes, dark sidius a dit :

Ils se font plaisir avec rien, vive la révolution scaf !

Ils ont connecté CANDL avec la liaison 16. 

On peut dire que CANDL pourrait préfigurer le MADL du SCAF, le problème étant surtout de faire accepter les normes à tous les partenaires (par exemple compatibilité avec ce qu'on mettra dans F4.2.....)

Modifié le 11 août 2020 par Picdelamirand-oil

[Patrick]

Il y a 1 heure, Picdelamirand-oil a dit :

• Up to 8 Mbit/s (user configurable)

1 méga octet par seconde, c'est peu non?

[ARPA]

il y a 10 minutes, Patrick a dit :

1 méga octet par seconde, c'est peu non?

C'est aussi énorme suivant ce qu'on demande. La plupart des sites en OPEX n'ont pas autant.

À une époque pas si lointaine d'Adsl c'était 512 ko/s. Et là, je présume qu'il s'agit d'une liaison montante et descendante. Même aujourd'hui, 8 méga en émission, c'est bien.

En pratique, je pense que ce sera beaucoup moins (en informations utile)

[Picdelamirand-oil]

il y a 13 minutes, Patrick a dit :

1 méga octet par seconde, c'est peu non?

Ça dépend de la façon de l'utiliser 

C'est à peu près ce qui passait sur le Digibus de l'ATL2 à l'époque où je travaillais dessus (13 Hommes pour l'équipage).

Là on est sur de la radio et non en filaire et c'est crypté et ça doit marcher quelque soient les conditions et les évolutions de l'avion.

[mehari]

3 minutes ago, Patrick said:

1 méga octet par seconde, c'est peu non?

Ça paraît mais c'est bien au dessus de la Laison 16 qui va jusqu'à 115kbit/s (avec un throughput théorique allant jusqu'à 1 Mbit/s). Je n'arrive pas à trouver le throughput exact de la MADL du F-35 pour comparer cependant.

J'ai cependant trouvé la Tactical Common Data Link américaine utilisée pour leurs UAV (spécifiquement le MQ-8B Fire Scout) avec un bitrate entre 1.544 et 10.7 Mbit/s, soit assez proche de ce qui est offert par la CANDL, même si ils veulent apparemment booster le débit à 45, 137 voire 274 Mbit/s. À noter cependant que la TCDL opère en bande IEEE Ku (12 à 18 GHz) tandis que la CANDL opère en bade OTAN C (0.5 à 1 GHz).

Cependant, je ne pense pas que la CANDL fasse partie du produit final mais que l'exercice était plutôt une proof of concept du système plutôt qu'un essai de la liaison de donnée pour la simple raison que la CANDL est fait par Patria  Helicopters (en Suède ou Finlande, je suis pas sûr) et que je m'attendrais plutôt à voir la vraie data link être faîte par Thales, Hensoldt ou Indra. Airbus a probablement pris ce qu'ils avaient sous la main et/ou offrait des performances satisfaisantes pour le test en attendant que cette dernière soit prête.

[hadriel]

Vu qu'on aura une liaison intrapatrouille directionnelle sur le F4, c'est curieux que Airbus travaille en parallèle sur autre chose. Ca augure d'un gros bras de fer Thales-Airbus sur la connectivité du SCAF.

[Patrick]

Il y a 1 heure, Picdelamirand-oil a dit :

Ça dépend de la façon de l'utiliser 

C'est à peu près ce qui passait sur le Digibus de l'ATL2 à l'époque où je travaillais dessus (13 Hommes pour l'équipage).

Là on est sur de la radio et non en filaire et c'est crypté et ça doit marcher quelque soient les conditions et les évolutions de l'avion.

Les données concernées ne seront que de la localisation et du transfert de pistes? Pas de transmission d'images SAR ou visible? Ces dernières passeraient par SATCOM si le besoin de les transmettre se faisait jour?

Je me demande en effet dans quelle mesure la fusion des données des capteurs pourrait, surtout dans un rôle anti-furtifs, bénéficier du traitement de plusieurs "images" d'une même scène, très lourdes en données, par des calculateurs différents et/ou distribués, avant que les données recompilées soient ré-injectées dans le réseau pour offrir non pas une superposition de pistes mais une superposition des données du traitement de l'environnement par les capteurs d'effecteurs différents.

il y a une heure, mehari a dit :

Ça paraît mais c'est bien au dessus de la Laison 16 qui va jusqu'à 115kbit/s (avec un throughput théorique allant jusqu'à 1 Mbit/s). Je n'arrive pas à trouver le throughput exact de la MADL du F-35 pour comparer cependant.

Je ne trouve pas cette info non plus.

il y a une heure, mehari a dit :

J'ai cependant trouvé la Tactical Common Data Link américaine utilisée pour leurs UAV (spécifiquement le MQ-8B Fire Scout) avec un bitrate entre 1.544 et 10.7 Mbit/s, soit assez proche de ce qui est offert par la CANDL, même si ils veulent apparemment booster le débit à 45, 137 voire 274 Mbit/s. À noter cependant que la TCDL opère en bande IEEE Ku (12 à 18 GHz) tandis que la CANDL opère en bade OTAN C (0.5 à 1 GHz).

J'ai lu ça aussi.

Une augmentation de la sorte de la fréquence utilisée actuellement par ce prototype d'Airbus s'accompagnera-t-elle d'une augmentation drastique de la taille des antennes/boitiers électroniques?

il y a une heure, mehari a dit :

Cependant, je ne pense pas que la CANDL fasse partie du produit final mais que l'exercice était plutôt une proof of concept du système plutôt qu'un essai de la liaison de donnée pour la simple raison que la CANDL est fait par Patria  Helicopters (en Suède ou Finlande, je suis pas sûr) et que je m'attendrais plutôt à voir la vraie data link être faîte par Thales, Hensoldt ou Indra. Airbus a probablement pris ce qu'ils avaient sous la main et/ou offrait des performances satisfaisantes pour le test en attendant que cette dernière soit prête.

Ok ça expliquerait beaucoup de choses en effet.

il y a 2 minutes, hadriel a dit :

Vu qu'on aura une liaison intrapatrouille directionnelle sur le F4, c'est curieux que Airbus travaille en parallèle sur autre chose. Ca augure d'un gros bras de fer Thales-Airbus sur la connectivité du SCAF.

Je pense qu'il s'agit pour Airbus de placer ses pions. Maintenant j'espère que ça ne va pas impacter le développement des liaisons de données du F4.

[Phacochère]

Ouais, c'est bien ce que je pensais... J'avais rien compris. 

[mehari]

1 hour ago, Patrick said:

J'ai lu ça aussi.

Une augmentation de la sorte de la fréquence utilisée actuellement par ce prototype d'Airbus s'accompagnera-t-elle d'une augmentation drastique de la taille des antennes/boitiers électroniques?

L'inverse. La taille de l'antenne est liée à la longueur d'onde et cette dernière à la fréquence par la formule c = λ·f avec c la vitesse de l'onde (dans ce cas-ci la lumière 299.79 Mm/s), λ la longueur d'onde (en mètres) et f la fréquence (en Hertz). Plus la fréquence augmente, plus la longueur d'onde diminue et donc plus l'antenne rapetisse. Pour te donner une idée, tu peux comparer la taille des antennes en bande L (SMART-L), S (Herakles, Sea Fire), C (EMPAR) et X (Arabel) dans les forces française.

On pourrait se dire que prendre un truc en bande Ku serait alors plus intéressant mais je pense qu'il y a d'autres facteurs en jeu que je ne connais pas (comportement à portée, en altitude, intempéries, etc.)

1 hour ago, hadriel said:

Vu qu'on aura une liaison intrapatrouille directionnelle sur le F4, c'est curieux que Airbus travaille en parallèle sur autre chose. Ca augure d'un gros bras de fer Thales-Airbus sur la connectivité du SCAF.

1 hour ago, Patrick said:

Je pense qu'il s'agit pour Airbus de placer ses pions. Maintenant j'espère que ça ne va pas impacter le développement des liaisons de données du F4.

Si je ne me trompe pas, le F4 doit arriver d'ici 2024 (environ). À ce titre, ce sera probablement le premier standard à opérer dans l'architecture FCAS (ou du moins ses débuts) avec les premières versions du Combat Cloud avant de recevoir les Remote Carriers (si ils sont prêt avant le F5). Airbus est le maître d'œuvre sur cette partie donc c'est normal qu'ils fassent des tests dessus. Comme je l'ai dit, la datalink utilisée n'était même pas faite par eux ou un membre du projet FCAS. C'était un composant sur étagère.

Qu'est-ce que ça veut dire pour celle du F4 et Thalès? Si on se réfère à la page Wiki du SCAF, on apprend que Thales est le principal partenaire d'Airbus sur le sujet, du moins pour les 18 mois de la phase 1A (après quoi on verra probablement d'autre boîtes dont Indra se pointer). Si on se réfère à ça, on peut supposer que bien que Airbus soit responsable de l'architecture du Combat Cloud mais on peut aussi supposer qu'en temps que partenaire principal, Thales s'occupe de la liaison. En se basant là-dessus, il est possible que la liaison du standard F4 serve de base à celle utilisée pour le FCAS.

Airbus travaillant sur certains aspects du combat cloud n'empêche pas Thales de travailler sur des sous-composants de celui-ci.

[Kelkin]

Ce que j'en comprend, c'est qu'ils ont interfacé CANDL et Link 16 de manière transparente pour les appareils. Ce qui fait que tous les aéronefs du vol de test ont pu partager les mêmes données, soit par CANDL soit par Link 16. Evidemment, cela suppose qu'il y a au moins un appareil ayant les deux types de liaisons afin de servir de passerelle.

[P4]

6 hours ago, Picdelamirand-oil said:

CANDL Key Characteristics

 

C'est une vrai bande de cachotier chez airbus(je viens de lire post de Mehari sur le propriétaire de la liaison ), en plus en Allemagne c'est l'entreprise Rohde & Schwartz qui a intégé le programme Européen de radio logicielle Essor pour develloper le volet réseau du "Scorpion allemand avec une clé de cryptage souveraine, d'ou mon commentaire rapide.

2 hours ago, hadriel said:

Vu qu'on aura une liaison intrapatrouille directionnelle sur le F4, c'est curieux que Airbus travaille en parallèle sur autre chose. Ca augure d'un gros bras de fer Thales-Airbus sur la connectivité du SCAF.

Patria est Finlandais, un lien avec FX-challenge?

Modifié le 11 août 2020 par P4

[Boule75]

il y a 24 minutes, P4 a dit :

C'est une vrai bande de cachotier chez airbus(je viens de lire post de Mehari sur le propriétaire de la liaison ), en plus en Allemagne c'est l'entreprise Rohde & Schwartz qui a intégé le programme Européen de radio logicielle Essor pour develloper le volet réseau du "Scorpion allemand avec une clé de cryptage souveraine, d'ou mon commentaire rapide.

Et justement, le truc intrigant dans la présentation de CANDL, c'est la mention d'un STANAG OTAN et l'absence totale de mention d'Essor, à comparer avec la comm' autour du F4.1 (je crois, 4.2 peut être), qui insiste à la fois sur la compatibilité Contact (conforme Essor normalement), L16 (standard OTAN) et liaison intra-patrouille directionnelle discrète façon MADL-qui-marche.

 

Je l'interprète comme un message à plusieurs étages :

1. on sait faire des choses
2. il existe des choses hors de France

Autre point : les annonces de performance réseau sans mention d'éléments capitaux du type "débit typique utile après chiffrement" par opposition à "débit brut maximal observé", l'absence de mention de la latence ou du taux de perte de paquets font vraiment affichage. Ca existe aussi en milieu professionnel, ce type d'imprécisions, et c'est absolument toujours source de profonde frustrations et alertes...

[mehari]

11 minutes ago, Boule75 said:

Et justement, le truc intrigant dans la présentation de CANDL, c'est la mention d'un STANAG OTAN et l'absence totale de mention d'Essor, à comparer avec la comm' autour du F4.1 (je crois, 4.2 peut être), qui insiste à la fois sur la compatibilité Contact (conforme Essor normalement), L16 (standard OTAN) et liaison intra-patrouille directionnelle discrète façon MADL-qui-marche.

 

Je l'interprète comme un message à plusieurs étages :

1. on sait faire des choses
2. il existe des choses hors de France

Autre point : les annonces de performance réseau sans mention d'éléments capitaux du type "débit typique utile après chiffrement" par opposition à "débit brut maximal observé", l'absence de mention de la latence ou du taux de perte de paquets font vraiment affichage. Ca existe aussi en milieu professionnel, ce type d'imprécisions, et c'est absolument toujours source de profonde frustrations et alertes...

Comme je l'ai dit, il s'agit probablement plus d'un test du système que d'un test ou d'une démonstration d'un datalink made in Airbus. CANDL étant un produit Patria, je doute qu'elle soit acceptable dans la configuration actuelle du SCAF...

[Boule75]

il y a 34 minutes, mehari a dit :

Comme je l'ai dit, il s'agit probablement plus d'un test du système que d'un test ou d'une démonstration d'un datalink made in Airbus. CANDL étant un produit Patria, je doute qu'elle soit acceptable dans la configuration actuelle du SCAF...

J'étais passé à côté, désolé.

[jojo (lo savoyârd)]

Fin juillet, INDRA rejoint officiellement le SCAF :

Citation

Etude de concept.

Fin juillet, plus précisément le 28, Indra a annoncé avoir signé un amendement au contrat SCAF alors en vigueur entre Dassault Aviation et Airbus, afin de rejoindre l'équipe industrielle. Indra représentera ainsi l'industrie espagnole et devient un acteur clé du programme. Cette première étape concerne principalement l'étude de concept et positionne Indra sur plusieurs piliers, notamment celui des capteurs, où l'entreprise espagnole devient leader, et celui du combat cloud, en tant que partenaire principal aux côtés de Thales, sous gestion d'Airbus.

Place à l'Espagne.

A travers la signature de cet amendement, Indra intègre donc officiellement le programme SCAF, dont le premier contrat a été signé par la France et l'Allemagne en 2019. Cette action vient ainsi élargir l'équipe leader, Indra disposant désormais du même rôle qu'Airbus et Dassault dans la gestion de l'étude de concept. Cette étape vise ainsi « à étudier et définir les capacités du système et une architecture commune pour les systèmes de NGWS, à définir et revoir la feuille de route des développements technologiques visant à atteindre les cibles fonctionnelles et opérationnelles », rapporte Indra.

https://www.air-cosmos.com/article/scaf-indra-monte-officiellement-bord-23512

[johnsteed]

Il y a quelques semaines, certains d’entre vous m’ont demandé sur le forum ou par MP de détailler comment j’avais procédé dans un post pour évaluer des possibles caractéristiques du NGF, comparaisons avec d’autres appareils (F15, Su57…). Pour éviter d’avoir à répondre séparément à tout le monde, je me suis permis de réaliser un document qui je l’espère conviendra à tous. 

A ma connaissance, il n’a pas encore été publiquement établi avec exactitude futur rôle du NGF. Ca fait surement l’objet de réflexions, enfin j’espère. Sera-t-il le descendant de ce qu’à été le Mirage 4 à savoir la dissuasion à longue distance plus de l’air sol classique à longue distance avec des capacités de supériorité aérienne ? Sera-t-il un omnirôle destiné à remplacer le Rafale ou à le compléter en étant au Rafale ce que le F15 est au F16 ? Je vois 3 possibilités:

A - Le NGF remplacera à terme le Rafale. Ce sera un Rafale plus gros et plus moderne. Un Omnirôle héritier façon Rafale XL 

B - Le NGF viendra épauler le Rafale qui continuera d’évoluer pour former un couple équivalent au duo F15 / F16 avec des équipements électroniques communs, technologies radar identique pour diminuer les coûts, la cellule faisant la différence. L’évolution du Rafale à tout faire serait délivré de la dissuasion que l’on confierait à un NGF tout aussi omnirôle que l’on appelle quand il faut aller plus loin et plus fort. 

C - Le NGF viendra compléter le Rafale qui continuera d’évoluer. Le NGF tiendra le rôle qu’à joué le Mirage 4 en plus polyvalent sans être aussi omnirôle que le Rafale. Une production d’une centaine de NGF pour la dissuasion nucléaire, l`attaque au sol classique et Sead reconnaissance stratégique, missions de concert avec des drones, éventuellement supériorité aérienne, le tout à grande distance. Un Rafale omnirôle épaulé par un NGF plutôt orienté stratégique et moins omnirôle que dans l’option B proposée ci-dessus, même si la différence se situe dans la nuance. Pour schématiser, voire caricaturer, le Tactique au Rafale et le stratégique au NGF.

Sur bien des aspects, je préfère l’option B qui pérennise un chasseur relativement petit pas trop cher (tout est relatif) et un plus massif mais plus cher, les deux partageant les mêmes familles de systèmes, en particulier toute l’électronique dont la part financière tend à augmenter. C’est le meilleurs rapport coût efficacité. Vient se greffer le concept de famille chère aux Airbus, Falcon et à la fusée Ariane. On hérite d’outils polyvalents pour des coûts de développements communs. 

 

Les sujets suivants viennent impacter la reflexion sur le NGF. J'y reviendrais ultérieurement car ils nécessitent des développements spécifiques. 

• Réflexion sur le futur porte-avions et en particulier ses dimensions. 
• L’impact des drones et autres remotes carriers dans le cadre du concept SCAF. 
• Réflexion sur la cellule elle même.

 

Quelques considérations des documents postés plus bas:

1. Extrapoler un NGF depuis un Rafale 10T, revient à ajouter au minimum 400 à 600 kg rien qu'en remplaçant les moteurs du rafale par les NEFE (New European Fighter Engine) du NGF. Il ne reste plus que 1,5T au maximum pour faire gagner 1,5m à la cellule dans toutes les directions pour passer du format longueur / envergure 15m/10,50m à 18m / 14m. Donc, sauf exploit des concepteurs, le NGF opérationnel fera plus de 12T à vide.

2. Le NGF sera navalisé. Catapulter un F15 ou l’YF23 revient à arracher le train avant et sans doute à casser la cellule en deux à l’appontage. Les performances parfois alléchantes dans un tableau sont à moduler. Pour s’en convaincre, il suffit d’imaginer un avion en balsa. Les chiffres de masses à vide attireraient probablement le regard mais l’avion s'écroulerait avant même l’étape du roulage.

3. Pour situer, à partir de 14,5T à vide et 34,750 T de masse maximale, on est déjà au delà du F14 et du Mirage 4 qui sont quand même de très grosses bêtes.

4. Une des manière de diminuer drastiquement le devis de masse à vide est de concevoir une variante non piloté du NGF. Cette question fera l’objet d’une réflexion indépendante.

5. Contrairement au Rafale qui emporte quasi systématiquement du carburant en externe, le NGF est ici envisagé pour n’emporter qu’exceptionnellement du carburant en externe. Quitte à mettre du carburant en soute (interne ou conforme) si celle ci n’est pas complètement utilisée. Ainsi, la Charge Utile Max des différentes versions du NGF (8 200 - 10 500) comparable à celle du Rafale (~10 000) peut paraître faible. Mais il faut tenir compte que la charge utile du Rafale est parfois composée de 3 bidons soit 50 à 60 % de carburant (~ 3T de charges militaires) là ou celle du NGF est une charge utile militaire à près de 100 %. En conclusion, le NGF pourrait aller beaucoup plus loin, avec une charge utile militaire réelle au moins 2,5 ou 4 fois supérieure (8,2T ~ 10,5T) à celle du Rafale tout en préservant au maximum la géométrie furtive externe.

6. Un indicateur de la performance de la cellule à tenir l’air longtemps est le rapport « carburant interne / masse à vide ». A noter qu’avec de telles motorisations la poussée nécessaire pour maintenir une croisière correspond à un % de régime sec moteur assez faible. Ce qui renforce l’intérêt d’un NEFE avec un taux de dilution max le plus élevé possible pour optimiser l’autonomie en distance ou temps.

7. La caractéristique Longueur / Envergure permet d'estimer si la cellule privilégie plutôt la vitesse (valeur haute) ou l'endurance et la maniabilité (valeur basse)

8. Calculer un rapport poussée /poids en conditions de combat pour un % de carburant emporté ne signifie pas grand chose car chaque cellule n’est pas conçue avec un taux d’emport de carburant / masse à vide équivalent. Il faudrait pouvoir comparer à autonomie de temps de vol équivalent. Sans quoi, une cellule qui conçu pour emporter beaucoup de carburant en interne serait désavantagée.

9. Il apparait que la valeur de % d’emport de charge (total) constitue un très bon critère pour évaluer les qualités / robustesse / efficacité d’une cellule

10. Les Mirage 4000, YF22, YF23 sont des prototypes non équipés. Le F22 affiche un surplus de 5T par rapport au YF22 sans doute du aux équipements. Il convient de comparer les rapports poussées / poids du NGF au F22 plutôt qu’aux prototypes.

11. Dassault a toujours su faire des avions particulièrement robustes et légers. Les cibles de masses à vides indiquées ici en tiennent compte. Les choix en terme de configuration de la cellule peuvent jouer un grand rôle dans la performance obtenue et les choix dans ce domaine sont déterminant pour la suite. La configuration du YF23 qui en économise 2 gouvernes de profondeur par rapport au F22 (qui a un peu plus de maniabilité) influe sur le bilan de masse. Celle du X-36 se révèle également particulièrement compacte.

12. Un réacteur est une machine thermique obéissant à l’équation d’état PV=nRT applicable aux gaz parfaits. La poussée (Volume obtenu) est directement fonction de la dilatation des gaz et donc la température max obtenue (T). Les performances du taux de compression (P) permettent compenser la chute de pression en haute altitude. A partir des données publiées, la température entrée turbine (~2100°K), on peut tenter d’évaluer certaines caractéristiques à se référant aux évolutions des autres moteurs au fil du temps. Les corrélations TeT / (Poussée / Masse) ainsi que (Poussée / Masse) / Date de conception permettent d'extrapoler un rapport Poussée / Masse compris entre 11,5 et 12 pour le NEFE. Même si on peut penser qu’une corrélation linéaire appliquée ici ne tient pas compte d’un plafonnement des performances, une estimation grossière permet de cerner les choses.

13. La tentation de sur-motoriser une cellule est à pondérer. Oui, une réserve de puissance est toujours utile. Mais au delà d’un certain seuil, cela revient à emporter un surplus de poids inutile qui utilisé qu’occasionnellement pénalise d’un poids mort 99% du temps. Un dragster c’est super pour battre des recors mais il est incapable de prendre un virage. Le plus important c’est de faire un avion équilibré. J’ai toujours entendu dire, que l’on ne conçoit pas un avion avec des comités choisissant la meilleure aile, le meilleur moteur dans le meilleur fuselage. Le meilleur avion se conçoit comme le meilleur assemblage. C’est un tout. Une formule célèbre résume le principe:

    - Vous savez ce que c’est qu’un chameau ? C’est un cheval dessiné par un comité.

14. Je n’ai pas tenu compte d’une version du M88 qui avait été proposée à l’armée de l’air à l’époque et dont mes souvenirs restent flous (je n’ai pas retrouvé les sources). En rajoutant 50Kg, on obtenait 940 de masse à vide pour une poussée comprise entre 8,5T et 9T ce qui donne un rapport poussée / masse supérieur ou égal à 9. L’armée de l’air privilégiait le meilleur compromis, la légèreté, la durabilité et un coût le plus bas possible. Les 7,5T étaient jugés largement suffisants. J’indique ce point pour montrer que techniquement on savait faire à cette époque un moteur avec un poussée / poids supérieur à 9.

Edit:

- J'ai corrigé quelques termes qui sont peut être mieux compréhensibles ainsi.

Edit 2:

- Correction d'une erreur dans le tableau. Les "longueurs" et "largeurs" des F-18 étaient inversées.

- Ajout d'une ligne de comparaison / Rafale C

 

Modifié le 19 septembre 2020 par johnsteed

[Bechar06]

@johnsteed  Merci pour ce document, qui mérite une lecture attentive !

[DEFA550]

Il y a 5 heures, johnsteed a dit :

La poussée est directement fonction de la dilatation des gaz et donc la température max obtenue, elle même dérivée du taux de compression.

C'est un peu (beaucoup) plus compliqué que ça. La poussée est fonction de la masse d'air qui traverse le moteur et de l'ajout d'énergie obtenu en brûlant du carburant.

Un taux de compression élevé permet de faire passer davantage d'air dans le moteur, mais il réduit aussi la quantité d'énergie qu'on peut apporter puisque la compression augmente la température de l'air avant combustion et que la température finale est bornée par ce que peut supporter la turbine. Ce taux de compression est lui aussi borné par la tenue en température des derniers étages du compresseur (c'est de là que certains moteurs supportent mieux les hautes vitesses que d'autres)

La température max n'est pas fonction du taux de compression mais bien de la tenue en température des parties chaudes du moteur (essentiellement la turbine haute pression), et la poussée n'est pas directement fonction de la température max obtenue puisque cette température n'est pas un indicateur direct de la quantité d'énergie ajoutée (laquelle dépend aussi, mais ne dérive pas, du taux de compression).

Bref, il y a là de subtils équilibres, qui dépendent beaucoup du domaine de vol de prédilection, et sur lesquels interviennent d'autres arguments (consommation, par exemple).

Modifié le 1 septembre 2020 par DEFA550
oubli d'un élément de compréhension (la compression augmente la température)

[johnsteed]

Il y a 2 heures, DEFA550 a dit :

C'est un peu (beaucoup) plus compliqué que ça. La poussée est fonction de la masse d'air qui traverse le moteur et de l'ajout d'énergie obtenu en brûlant du carburant.

Un taux de compression élevé permet de faire passer davantage d'air dans le moteur, mais il réduit aussi la quantité d'énergie qu'on peut apporter puisque la température finale est bornée par ce que peut supporter la turbine. Ce taux de compression est lui aussi borné par la tenue en température des derniers étages du compresseur (c'est de là que certains moteurs supportent mieux les hautes vitesses que d'autres)

La température max n'est pas fonction du taux de compression mais bien de la tenue en température des parties chaudes du moteur (essentiellement la turbine haute pression), et la poussée n'est pas directement fonction de la température max obtenue puisque cette température n'est pas un indicateur direct de la quantité d'énergie ajoutée (laquelle dépend aussi, mais ne dérive pas, du taux de compression).

Bref, il y a là de subtils équilibres, qui dépendent beaucoup du domaine de vol de prédilection, et sur lesquels interviennent d'autres arguments (consommation, par exemple).

Oui, j'ai volontairement simplifié à l'extrême pour isoler les paramètres les plus saillants sur lesquels on peut jouer en expliquant que la poussée vient de la dilatation des gaz qui vient de la température.... Je fais référence à l'équation d''état. Peu importe ce qui produit la chaleur, c'est l'augmentation du volume qui au final produit la poussée. Et le carburant n'ai rien à faire à ce stade, ce serait une résistance électrique ou autre chose, ça n'y changerait rien.  La technique actuelle ne permet pas d'aller au delà des 2010*K, donc.... La compression permet aussi de maintenir la performance en haute altitude.

Modifié le 1 septembre 2020 par johnsteed

[HK]

@johnsteed La capacité carburant interne est surévalué, car il faut soustraire les volumes nécessaires pour les soutes d’armement interne (2 soutes de 4.5m x 75cm x 75cm = 5,000 litres de volume interne, par exemple). Difficile donc d’emporter plus de ~9t de carburant interne.

Je pense que la motorisation est elle aussi surévaluée. Pas besoin d’un rapport poussée-poids très supérieur au Rafale... dans les 10t de poussée ca devrait suffire.

Modifié le 1 septembre 2020 par HK

[Stinger]

Edit : profil Twitter de la MINARM

https://twitter.com/florence_parly

Modifié le 14 septembre 2020 par Stinger
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