Realitatea crudă este că, în ultimii ani, au apărut o serie de conflicte grave la nivel internațional. Multe țări se află acum în stare de alertă maximă, pregătindu-și forțele armate și mecanismele de apărare, fie pentru propria protecție, fie pentru a-i sprijini pe alții. Producătorii OEM de rachete și partenerii lor din lanțul de aprovizionare din industria de apărare sunt presați să dezvolte și să furnizeze forțelor militare arme care să asigure atât performanță, cât și fiabilitate. Atingerea acestui obiectiv înseamnă asigurarea unei protecții extrem de eficiente a componentelor electronice sensibile utilizate în rachete împotriva efectelor potențial dezastruoase ale EMI (interferențe electromagnetice).
Având în vedere că este puțin probabil ca majoritatea conflictelor globale să se detensioneze în curând, piața de apărare antirachetă nu va face decât să se consolideze în anii următori. Potrivit firmei MarketsandMarkets, care analizează impactul asupra veniturilor în contextul evoluției pieței rachetelor și a proiectilelor, se așteaptă ca aceasta să crească de la 57,7 miliarde USD în 2023 la 77,4 miliarde USD până în 2028, ceea ce reprezintă o creștere impresionantă cu 34% în doar cinci ani. În Europa, Mordor Intelligence estimează dimensiunea pieței la 3,79 miliarde USD în 2024, putând ajunge la 4,83 miliarde USD până în 2029, o creștere nu foarte diferită, de 27%.
În septembrie 2023, Uniunea Europeană (UE) a convenit să aloce 500 de milioane € pentru susținerea unor proiecte de investiții în valoare de până la 1,4 miliarde €, stimulând astfel accelerarea producției de muniții și rachete în UE. Regatul Unit oferă, de asemenea, sprijin: în decembrie 2023, ministrul apărării a anunțat că sute de rachete de apărare antiaeriană fabricate în Marea Britanie sunt în drum spre conflicte pentru a proteja civilii și infrastructura.
Niveluri de capabilități pentru rachete
Printre factorii majori care necesită o analiză atentă în accelerarea producției se numără proiectarea rachetelor. Premisa de bază a proiectării rachetelor a cunoscut o evoluție foarte puternică în ultimii ani, fiind necesară mai multă electronică pentru sistemele de zbor și precizia poziției. Într-adevăr, complexitatea componentelor electronice ale rachetelor și a informațiilor de la bord a crescut semnificativ în toate mecanismele de lansare: din aer, de pe mare și de pe uscat.
Componentele electronice ale rachetelor servesc la o serie de aplicații, inclusiv sisteme de control pentru statoare și flapsuri, sisteme de navigație la bord, unități de căutare și urmărire și unități giroscopice care asigură controlul stabilității și al orientării. Unele rachete folosesc chiar și linkuri de date pentru a comunica cu sistemele de control de la sol sau din aer, permițând ghidarea și controlul de la distanță.
Deși aceste capabilități sunt impresionante, ele sunt supuse atacurilor din partea mai multor forțe invizibile. Printre acestea se numără în primul rând EMI: interferența într-o cale sau circuit electric cauzată de o sursă exterioară, cum ar fi un radar sau chiar sisteme ostile. Astăzi, războiul electronic înseamnă o strategie de luptă, în care amenințarea bruiajului radar, a capcanelor electronice și a atacurilor cu impulsuri electromagnetice (EMP) este predominantă. Acești factori determină necesitatea unei protecții mai mari împotriva EMI, deoarece orice eșec în această privință s-ar putea dovedi catastrofal.
Protecția suprafețelor împotriva radiațiilor electromagnetice
Soluțiile de ecranare EMI iau de obicei forma unor materiale de etanșare conductoare pentru a obtura interstițiile din ansamblurile mecanice și a ține EMI la distanță. Rachetele au mai multe interfețe metalice, precum și multe capace și panouri de acces, toate acestea necesitând ecranare. Orice cale potențială neprotejată pentru EMI ar putea compromite eficacitatea rachetei.
Materialele de etanșare conductoare sunt, în general, elastomeri impregnați cu metal (silicon sau fluorosilicon), cum ar fi familia de produse CHO-SEAL® de la Parker Chomerics. Acești elastomeri arată și se comportă ca și cauciucul pentru o aplicare și o modelare ușoară, dar aproximativ 75% din conținutul lor este, de fapt, format din particule metalice placate care asigură conductivitatea electrică.
Garniturile de etanșare din elastomeri electroconductori sunt de obicei disponibile sub formă de foi turnate sau de piese personalizate, permițând o mai mare complexitate și detaliere a componentelor, sau extrudate în benzi și oferite fie sub formă de stocuri de cabluri de diferite lungimi, fie îmbinate (vulcanizate) pentru a forma o etanșare continuă. Aplicațiile tipice pentru elastomerii conductori în cazul rachetelor includ panouri de acces, trape și radare.
Vopsea conductivă
Alte opțiuni populare care servesc adesea ca soluție complementară la elastomerii conductori sunt acoperirile conductoare de electricitate și vopselurile pe bază de uretan sau epoxidice, care aderă bine la substraturi complicate. Aceste acoperiri, cum ar fi familia de produse CHO-SHIELD® de la Parker Chomerics, prezintă, din nou, particule de metale prețioase placate, ceea ce le face ideale pentru a oferi o cale conductivă la muchiile de îmbinare.
Astfel de soluții sunt perfecte pentru panourile structurale și flanșele rachetelor, în cazul cărora oferă, de asemenea, o protecție semnificativă împotriva coroziunii galvanice: aceste vopseluri rezistă la fluctuații extreme de temperatură, umiditate ridicată și ceață salină.
În ceea ce privește factorii de diferențiere de pe piață atunci când se selectează un elastomer sau o vopsea conductivă, verificați întotdeauna acreditarea actuală în conformitate cu specificațiile militare, cum ar fi MIL-DTL-83528 sau MIL-C-22750. Există produse despre care se precizează că sunt “fabricate în conformitate cu” specificațiile militare, dar acest lucru nu este echivalent cu acreditarea. Acreditarea necesită teste frecvente și riguroase pentru a asigura conformitatea și adaptabilitatea la aplicații solicitante, cum ar fi rachetele. Parker Chomerics este foarte mândră de acreditarea sa.
“Radio silence”
În afară de EMI, alți “dușmani” invizibili ai rachetelor includ RFI (interferențe de frecvență radio), în esență semnale electromagnetice nedorite care perturbă recepția semnalelor radio. Soluțiile tipice se axează pe materiale absorbante pe bază de elastomeri, care servesc la focalizarea undei.
Un bun exemplu este gama de produse CHO-MUTE® de la Parker Chomerics, care constă dintr-o structură din elastomer siliconic cu material de umplutură feros pentru a oferi performanțe de absorbție RF pentru rachete într-o bandă largă de frecvențe, inclusiv la frecvențe foarte înalte. Aceste materiale reduc, de asemenea, la minimum cuplajul încrucișat între cavități și rezonanțele cavităților de microunde. În general, acestea sunt disponibile sub formă de foi și se pot tăia ușor.
De remarcat că soluțiile de etanșare EMI/RFI disponibile pentru rachete sunt la fel de potrivite și pentru echipamentele asociate, cum ar fi lansatoarele și sistemele terestre.
O abordare bazată pe împământare
Împământarea electrică este, de asemenea, relevantă. Legarea la pământ este un subiect complex, însă nu se poate ascunde rolul său vital în protejarea rachetelor sensibile și performante. O împământare adecvată evită defecțiunile de circuit, ceea ce este esențial în aceste sisteme critice.
În funcție de cerințele de proiectare, garniturile de etanșare adecvate pot lua forma unor spume conductoare/țesături peste spumă, elastomeri conductori sau “degete” metalice. Utilizarea acestor soluții pentru împământare duce curentul produs de EMI într-un loc sigur.
Desigur, prin proiectare, multe produse de împământare funcționează, totodată, ca dispozitive de ecranare EMI și, prin urmare, sunt menite să servească drept interfață conductivă între scuturi și suprafețele împământate.
“Stay cool”
O altă problemă este căldura, care poate compromite eficiența componentelor electronice și poate scurta durata de operare a componentelor. Noile materiale pentru gestionarea căldurii sunt esențiale deoarece asigură menținerea componentelor electronice sensibile în limitele intervalului lor de temperatură de operare.
Una dintre soluțiile tipice este un “gap pad”: un material moale și ușor de modelat care asigură o interfață termică între radiatoare și dispozitivele electronice, potrivindu-se suprafețelor inegale, golurilor de aer și texturilor aspre ale suprafețelor. Un prim exemplu este seria de pad-uri și geluri de umplere a golurilor termoconductoare THERM-A-GAP™ de la Parker Chomerics, disponibile în diferite configurații de suporturi și căptușeli pentru o mai mare performanță în exploatare.
Partenerul preferat
Atunci când vine vorba de alegerea unui partener tehnologic potrivit pentru problemele legate de EMI/RFI, împământare electrică și termică pentru orice tip de rachetă, inginerii proiectanți trebuie să analizeze cu atenție opțiunile. Partenerii tehnologici care sunt capabili să ofere asistență de la faza de concepție/proiectare până la cea de postvânzare și să-i ajute pe clienți, în același timp, să-și eficientizeze fabricarea și asamblarea modulelor, reprezintă un avantaj evident. Un catalog extins de produse de înaltă calitate și o producție internă acreditată la standarde militare sunt alți factori de diferențiere care contribuie la asigurarea protecției complete a sistemelor de rachete pregătite pentru luptă și cu misiuni critice.
Aflați mai multe aici.
Autor:
Tim Kearvell,
Elastomer Product Manager, Parker Hannifin Chomerics Division
Despre Chomerics
Chomerics este o divizie a Parker Hannifin Corporation și face parte din Engineered Materials Group. Este lider mondial în dezvoltarea și aplicarea materialelor conductoare electrice și termice în sistemele electronice, de transport și de energie alternativă. Pentru mai multe detalii, vizitați: https://www.parker.com/us/en/divisions/chomerics-division.html
Despre Parker Hannifin
Parker Hannifin este lider global în domeniul tehnologiilor de mișcare și control, aflat în topul Fortune 250. De mai bine de un secol, compania contribuie la progresul ingineresc, care conduce la un viitor mai bun. Aflați mai multe la https://www.parker.com/pl/en/home.html sau @parkerhannifin.