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Lorsque l’on parle de robotique et d’aéronautique, on pense de prime abord aux drones, aux véhicules robotisés, mais pas aux fonctions de service ou de soutien. C’est pourquoi le programme AR3P mérite un petit éclairage.

AR3P cela signifie Autonomous & Robotic Remote Refueling Point (point de ravitaillement en essence autonome et robotisé). Il s’agit d’un programme développé par l’US Army Aviation and Missile Research, Development and Engineering Center et qui vise à démontrer la pertinence d’utiliser des points de ravitaillement totalement autonomes pour les voilures tournantes, avec deux préoccupations en tête : limiter le temps passé au sol pour les hélicoptères militaires, et éviter de devoir déployer des équipes humaines dans des centres de ravitaillement isolés.

Il est vrai qu’un point de ravitaillement, c’est en soi une cible militaire – dès lors, on conçoit bien l’intérêt d’un centre totalement automatisé, sans présence humaine. Ce faisant, on devient capable de créer des points de ravitaillement avancés (uFARP ou unmanned Forward Area Refueling Points) sur le modèle des bases opérationnelles avancées (ou FOB), c’est-à-dire partout, y compris en territoire hostile.

L’idée est donc de permettre ce que l’on appelle un « Quick Hook-up », un ravitaillement extrêmement rapide, utilisant des bras robotisés capables de s’auto-aligner avec la perche ou l’orifice de ravitaillement, bardés de capteurs et articulés afin de permettre de s’adapter aux différents types d’appareils.

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Le centre de l’US Army vient donc de conduire un test, une démonstration limitée du concept (Limited Initial Capabilities Demonstration) en utilisant des modules robotiques du commerce, à l’exception de la sortie du carburant, qui a fait l’objet d’un prototypage par fabrication additive (impression 3D).

La vidéo ci-après présente le projet AR3P, qui en soi n’est pas limité aux seuls hélicoptères mais envisage également les capacités de ravitaillement automatique en vol pour les drones de combat (la voix assurant le commentaire est également robotisée !)

En fait, le système ressemble à celui développé par TESLA pour ses stations de rechargement automatique (ci-dessous) même si évidemment le concept est – en ce qui concerne AR3P) bien plus élaboré.

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On retrouve néanmoins les mêmes fonctions, et notamment l’utilisation d’un bras autonome articulé, capable de s’auto-aligner avec l’orifice de ravitaillement. Dans un contexte opérationnel, le processus est bien plus complexe car il serait inconcevable soit d’endommager l’appareil, soit de connaître un problème en cours de ravitaillement qui immobilise dangereusement l’hélicoptère et son équipage au sol. C’est pourquoi le programme AR3P sera conduit en plusieurs phases : actuellement en phase 2 (levée de risque), il comprend une phase 3 (test du concept sur un appareil Mosquito) et une phase 4 finale permettant de développer un système opérationnel pour les hélicoptères de combat AH-64 Apache.

Compte tenu de l’excellent niveau technologique de la France, notamment en termes de robotique, il pourrait être intéressant de lancer chez nous quelques études permettant de développer un concept similaire pour nos hélicoptères de combat ou de transport. Voire à d’autres types de véhicules, ou de navires… Une idée en passant.

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Nous avons déjà parlé à plusieurs reprises de l’essor des armes à énergie dirigée par exemple dans cet article ou dans celui-ci. Le domaine est effectivement en plein développement, mais jusqu’alors, les tests ont été principalement effectués soit en laboratoire, soit sur des plateformes navales ou terrestres immobiles.

C’est donc avec un intérêt certain que les observateurs ont accueilli la démonstration qui vient de se dérouler sur le site de White Sands Missile Range, au Nouveau-Mexique. Elle consistait à utiliser un hélicoptère Apache afin de tester l’utilisation d’une arme laser connectée à une adaptation du système MSTS de Raytheon (l’essai ayant mobilisé des équipes de Raytheon, de l’US SOCOM – Special Operations Command – et de l’US Army).

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Pour mémoire, le MSTS – pour Multi-Spectral Targeting System, ci-dessus –  est une boule optronique qui équipe les drones comme le Reaper. Il intègre à la fois des capteurs infrarouges, des capteurs CCDTV, un télémètre laser et un illuminateur laser, le tout étant stabilisé sur six axes. C’est un système utilisé pour faire du renseignement et de l’observation, mais également afin de réaliser de l’acquisition et de la désignation d’objectifs (traditionnellement, il est utilisé pour le guidage terminal des missiles Hellfire).

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En l’occurrence, il s’agissait avant tout de valider le principe d’une arme à énergie dirigée équipant un hélicoptère, et utilisant un système de ciblage multi-spectral afin d’atteindre sa cible. Il s’agit bien d’une expérimentation : le laser équipant l’hélicoptère n’était pas un laser opérationnel, et d’ailleurs ni l’US Army ni Raytheon n’ont pris la peine d’en décrire les caractéristiques. Mais l’idée était de tester la faisabilité du concept d’une arme à énergie dirigée équipant un aéronef à voilure tournante. Dans le cas de l’hélicoptère Apache, compte tenu des points d’emport, le principe consiste à équiper l’hélicoptère d’un HEL (High Energy Laser), et de 12 missiles Hellfire (sur les points restants). L’image ci-après présente le concept.

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Le test a permis de recueillir un grand nombre de données et, selon Raytheon, les résultats sont encourageants. Le film ci-après montre l’expérimentation, et l’on voit bien qu’il s’agit d’illuminer la cible et de maintenir la focalisation du laser.

L’expérimentation a permis de valider la faisabilité du concept, dans un grand nombre de configurations d’altitude, de vitesse et de régimes moteur. L’intérêt est de pouvoir trouver des stratégies afin de stabiliser le tir, et de tester les difficultés inhérentes à l’emploi d’un hélicoptère (vibrations, présence de poussière, souffle rabattant du rotor…). Reste encore à régler le problème de l’arme elle-même (et notamment de la puissance embarquée nécessaire à son opération, un paramètre qui conditionne l’efficacité de l’arme.

En revanche, les avantages sont clairs : une excellente précision, une trajectoire rectiligne (à la différence des trajectoires balistiques classiques), et une discrétion visuelle et sonore… ainsi qu’une réelle économie si l’on prend en compte le coût d’un missile Hellfire (110 000$/unité).

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En revanche, un laser peut être réfléchi, dévié ou absorbé (même si réfléchir un laser à haute énergie requiert des matériaux composites difficiles à concevoir et à produire), et plusieurs armées (dont en particulier l’armée chinoise) sont en train de développer des contre-mesures adaptées aux armes laser – en particulier le JD3 – ci-dessus –  qui, outre ses caractéristiques d’arme à énergie dirigée, est conçue pour attaquer et neutraliser les désignateurs lasers ennemis.

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D’ailleurs, l’armée chinoise est en train de réfléchir à des tests analogues, en montant ses lasers JD3 et ZM87 sur des hélicoptères de type Z-19E Black Whirlwind  (ci-dessus).  Un phénomène malheureusement prévisible : pas d’armement sans course aux armements…

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Cette annonce s’inscrit dans le cadre du programme FVL, qui signifie Future Vertical Lift concept. Et il ne s’agit pas d’un unique hélicoptère, mais d’un concept destiné à renouveler l’intégralité de la flotte américaine d’hélicoptères de combat. Voici le déroulé du programme (image ci-dessous) : il demande un peu d’explications.

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Tout a commencé avec le X2, un concept développé par Sikorsky Helicopters (une filiale de Lockheed Martin), de son vrai nom X2 Technology Demonstrator (ci-dessous).

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Fondé sur un prototype baptisé XH-59A, il s’agit d’un concept d’engin à voilure tournante doté de deux rotors rigides contrarotatifs. En 2010, l’engin a établi un record de vitesse, en atteignant 250 nœuds soit environ 460 km/h (record précédemment détenu par le Westland Lynx ZB-500).

Le concept X2 mettait en œuvre un système d’atténuation des vibrations en vol, en modulant les vitesses des deux rotors opposés, permettant – outre un confort accru – de minimiser la signature acoustique de l’engin. Outre un système de propulsion par turbine, les deux rotors coaxiaux comprennent des pales rigides, coaxiales, en composite – cela permet à l’engin d’être performant à basse vitesse, et d’avoir une transition simple et fluide vers la haute vitesse.  Enfin, le X2 est totalement conçu autour d’une architecture dite Fly-by-Wire : toutes les commandes de vol sont électriques.

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Le nouveau concept FVL, qui sera développé par Sikorsky et Boeing, reprend ces éléments innovants du X2 : deux rotors coaxiaux contrarotatifs, un système de turbopropulsion, une réduction active des vibrations, mais aussi des pales rigides repliables, une capacité de ravitaillement en vol, un fuselage entièrement conçu en composites, un design permettant de réduire la traînée aérodynamique. Le FVL serait capable d’atteindre des altitudes de 10 000 pieds, et un vol stationnaire à 6000 pieds en toute sécurité. Mais Sikorsky et Boeing restent très discrets sur les véritables capacités de l’engin, notamment son rayon d’action. Ce dernier devrait être environ 3 fois supérieur à celui des meilleurs hélicoptères actuels.

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Dans certaines versions, le FVL sera capable d’embarquer un maximum de douze passagers, et nécessite un équipage de 4 personnes. Sikorsky a déjà dévoilé une première version, le S97-RAIDER, dont le premier vol a eu lieu en 2015 et qui a permis, dans la ligne du X2, de valider définitivement le concept.

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Le premier hélicoptère du programme FVL a donc été dévoilé ce mois-ci par les deux industriels : le Sb>1 Defiant – l’objectif est de remplacer par le même engin les hélicoptères Apache AH 64 (hélicoptère d’attaque) et le UH 60 Blackhawk (hélicoptère de transport). Cet engin correspond au sous-programme dit FVL-medium. Un autre sous-programme, le FVL-Heavy, vise à donner un successeur au CH-47 Chinook – il sera développé autour d’un concept semblable au Defiant.

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A priori, les deux engins devraient hériter de la même plateforme (mêmes moteurs, même train, même propulsion arrière, avionique commune, même système de gestion du carburant). Le design global du FVL Heavy est toutefois encore confidentiel.

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Mais le Defiant a également un concurrent, le V-280 Valor développé par Bell, et qui utilise un concept tilt-rotor (les nacelles sont capables de basculer en vol, pour passer d’un mode hélicoptère à un mode avion).

Le choix définitif -en tout cas en ce qui concerne l’armée de terre américaine – se fera après une campagne d’essais comparatifs en vol, qui devrait s’achever en 2019. En attendant, voici la vidéo (en images de synthèse) que Sikorsky et Boeing ont décidé de rendre publique (ci-dessous).