Des évolutions constantes : du standard F1 au F4 …

Depuis les premières livraisons du Standard F1 en 2000, le Rafale évolue au rythme des progrès informatiques et technologiques. 18 ans d’une croissance constante des systèmes : SNA, guerre électronique, IHM … Retour en arrière …

C’est dans les années 70 que l’ordinateur s’intègre aux avions pour la première fois. Nombre de capteurs restant analogiques, une centralisation unique reste nécessaire pour gérer tout juste quelques fonctions qui relient toute une série de convertisseurs analogiques / numériques. Le numérique évoluant, les sous-systèmes démultiplient les échanges de données et obligent à développer le multiplexage : faire passer plusieurs messages via un seul support.

Spécialisation des systèmes …

Dans les années 80, si les systèmes évoluent, les possibilités d’emport de charges évoluent souvent bien plus vite et obligent souvent à spécialiser les systèmes et les appareils.

Exemple du Mirage 2000 :

  • Si le Mirage 2000N est spécialisé dans la pénétration longue distance avec frappe nucléaire, le Mirage 2000D, dispose lui d’une navigation triple couloirs lui permettant de délivrer de l’armement en mode suivi de terrain et en aveugle, de pouvoir tirer de biais de l’armement classique ou de précision (guidage laser). A l’inverse, ses capacités air-air se limitent à de la détection courte portée pour son autodéfense (Missile Magic II), de la navigation et du rassemblement sur ravitailleur. Tout deux disposants d’une spécialité : le suivi de terrain sur fichier numérisé et radar.

 

  • Le Mirage 2000 C (RDM), dispose d’un panel plus large, mais avec des performances plus homogènes : modes air-air (recherche longue portée, PSIC, PSID, tir canon), modes air-sol (découpe du terrain, percée, anticollision, etc.) mode approche, ou diverses fonctions d’affinage doppler.
  • Le Mirage 2000C (RDI), spécialisé dans le domaine air-air et en particulier dans sa capacité look-down, shot-down, devait jongler dans l’usage de ses fonctions air-sol pour délivrer des GBU, Mk-82 et autres LGTR.

Ces choix s’imposent d’autant qu’une conduite de tir nécessite la réalisation de nombreux traitements informatiques :

  • Recherche et détection (possibilités différentes en fonction des distances, de la taille et de la trajectoire éventuelle de l’objectif)
  • Désignation (radar, laser, mémorisation des coordonnées, etc.)
  • Acquisition et poursuite (cible mobile ou fixe)
  • Identification (données IFF)
  • Guidage vers la cible (calcul des trajectoires, optimisation des évitements de menaces, etc.)
  • Tir de la munition et guidage selon le cas (Liaison Avion Missile pour le MICA par exemple, illumination pour le S-530D à l’époque, guidage laser, etc.)

A noter que les données de navigation alimentent le SNA (Système de navigation et d’Attaque) via un Module d’Insertion Paramètres : points de passage, points décalés, trajectoires, menaces, etc.

De la polyvalence à la capacité omnirôle …

Dans les années 90, le développement du Rafale se poursuit dans l’optique de le rendre compatible dans tous les domaines, et même mieux, de le rendre omnirôles, ouvrant la possibilité de lui faire faire de multiples fonctions simultanément.

Pour faire face à un étalement des coûts et donner au Rafale la capacité à évoluer dans le temps, l’appareil progresse au rythme de différents « standards ».

Ainsi, entre 2000 et 2014, 3 standards majeurs multiplient ses capacités :

  • Constitué au départ du Mica EM, du Magic II et d’un canon à capacité air-air, les emports sont désormais décuplés : Mica EM, Mica IR, SBU-38/54 et 64, GBU-12/22/24/49, SCLAP, Exocet, ASMP, Reco NG … En perspective, le Brimstone pourrait être envisagé.
  • La conduite de tir canon air-air augmente d’une capacité air-sol,
  • Le radar progresse de « simples » fonctions air-air à de multiples possibilités air-sol et air-surface,
  • La fonction Suivi De Terrain dans un premier temps basée sur la lecture d’un fichier, s’ouvre à la lecture des données radar,
  • Le « plug and play » fait son apparition, permettant par exemple la détection automatique d’une antenne AESA,
  • Le Tableau Armement Munition, anciennement nécessitant le codage manuel des munitions, reconnaît désormais automatiquement les munitions emportées par l’appareil,
  • etc.

Mais pour en arriver là, et stocker ou échanger plus de données informatiques, les progrès informatiques participent grandement :

  • Le Mirage F1 disposait par exemple d’une capacité à traiter 0.35 Mips (Millions d’instructions par seconde) et de 400 ko de mémoire vive, 
  • Le Mirage 2000-5, lui, permet d’analyser 1.4 Mips à travers 2 Mb de RAM
  • Le Rafale : de 14 à 65 Mips et de 20Mo à 64Mo de RAM (Du Standard F1 au F2). Les données du F3 me sont inconnues … encore plus les perspectives du F-3R …
Le traitement des données …

Le volume croissant des données à traiter bénéficie dès les années 70 de la technologie dite du « multiplexage » : méthode qui consiste à faire passer plusieurs informations via un même support (câble, fibre, etc.).

Développé dans les années 70 afin de standardiser les besoins et réduire les coûts, le Bus MIL-STD-1553B (Stanag 3838) permet de traiter l’échange des données entre différents systèmes. D’un débit de 1Mbps, celui-ci s’évère rapidement trop limité, obligeant à en installer plusieurs pour gérer les flux de données. Le F-16 est le premier à en bénéficier.

Le premier standard du Rafale dispose quant à lui du Bus STANAG 3910 : Bus série asynchrone. Il est composé de 2 bus : un premier de 20 Megabits/seconde, compatible fibre optique et un second de 1Mbps de débit qui est un 1553B. Différentes catégories de messages y transitent : urgences telles qu’alarmes (3ms), capteurs (20 à 160ms), données non urgentes et transferts de fichiers. La technologie profite également à la longueur des messages : 130 octets dans un bus, jusqu’à 2100 octets dans un 3910.

Le Rafale F1 dispose alors des capacités suivantes : Mémoire à 20Mb et 20Mo/s de transfert de données.

Le Rafale F2 se voit alors associer l’EMTI en 2003. Le calculateur modulaire EMTI (Ensemble Modulaire de Traitement de l’Information, également appelé MDPU : Modular Data Processing Unit) accomplit la fusion des données multi-capteurs. 19 modules le composent, disposant pour chacun d’entre eux d’une puissance de calcul 50 fois supérieure aux appareils de génération précédente. L’architecture modulaire permet une intégration aisée de nouveaux équipements. Pierre angulaire de l’évolutivité du Rafale, l’EMTI organise un potentiel de croissance définit dés l’origine.

L’EMTI regroupe l’ensemble des capteurs précédemment séparés (-25% en masse / -50% en volume / -60% de conso électrique / -25% en coûts). Le SCI est le réseau qui relie les modules EMTI : débit 200Mo/s.

En 2003, 1 module EMTI « Rafale F2 » dispose de 64 Mo de RAM. La cadence des processeurs, de type PPC 740, est de 200 Mhz.

En 2006, 1 module EMTI « Rafale F2 » dispose de 256 Mo de RAM. La cadence des processeurs, de type PPC 750, est de 733 Mhz.

Source

Le STANDARD F1 (2000 à 2006)

Seule la Marine fut concernée par le Standard F1. Mis sous cocon en 2008, les 10 appareils livrés à ce standard seront mis à jour et renvoyés dans l’Aéronavale à partir de 2014.

  • Canon ai-air 30 mm
  • Missile air-air MICA à guidage Electro-Magnétique
  • Missile air-air MAGIC II à courte portée Infra-Rouge
  • Fonctions radar air-air
  • Liaison avion-missile (MICA)
  • SPECTRA
  • Vol en TBA sur mer
  • Ravitaillement en vol
Le STANDARD F2 (2006 à 2009)
  • Missile air-air MICA à guidage Infra-Rouge
  • Missile SCALP EG
  • Armement Air Sol Modulaire (AASM)
  • Liaison de données L16 (échanges avec AWACS, porte avions et autres Rafale)
  • Fonctions radar air-sol et air-mer
  • Optronique Secteur Frontal
  • Compléments SPECTRA
  • Vol en TBA sur fichier de données mémorisé
Le STANDARD F3 (2009)
  • Missile EXOCET
  • Missile ASMP
  • Nacelle Reco-NG
  • Fonctions radar air-surface
  • Compléments SPECTRA
  • Vol en Suivi de Terrain Radar
  • Enregistreur de vol numérique
  • Rétrofit Rover et VHF-FM
Le STANDARD F3.2 
  • Conduite de tir air-sol canon
  • Modes radar plus complets
  • Fonctions SPECTRA supplémentaires
  • Premières capacités de tir armements à guidage laser
Le STANDARD F3.3 et 3.3′ (2013)
 Améliorations Liaison 16
  • Intégration GBU-24 et mise à jour conduite de tir des armements guidés laser
  • Compatibilité AESA (plug & play)
Le STANDARD F3.4+ (2014 à nos jours)
  • Améliorations des conduites de tir air-air
  • Optimisation de l’interface homme-machine
  • Renforcement du mode suivi de terrain lors de transitions radar / fichier numérique
  • Système d’avertissement de position inusuelle (réticule « attitude »)
  • Gestion de l’énergie de freinage détresse (alarme de dépassement)
  • Format MGRS (Standard OTAN des coordonnées géographiques) Military Grid Reference System utilisé par les unités terrestres (Forward Air Controllers)
  • Affichage possible des données de navigation sur la pages de CME
Le STANDARD F3-O4T (dés 2012 – standard des appareils livrés) 
  • RBE2 AESA (Active Electronically Scanned Array)
  • Détecteur de Départ de Missiles – Nouvelle Génération
  • OSF-IT (Optronique Secteur Frontal – Improved Technology)
  • Résolution des écrans cockpit augmentée
  • HUD disposant d’une meilleure transparence
  • Nouvel IFF (identification à plus longue distance)

Ce standard intermédiaire a pour objectif de traiter les Obsolescences de la 4ème tranche de production. Le standard « F3-O4T » correspond aux appareils de la Tranche 4.

Le STANDARD F3-R (à partir de 2018 – signé le 10 janvier 2014)
  • Nacelle de désignation laser nouvelle génération (PDL NG) : Talios
  • Intégration de la SBU-54 (AASM Laser)
  • Intégration de la GBU-16 de 450 kg
  • Mise en service du missile Meteor
  • IFF Mode 5 et transpondeur mode S
  • Amélioration GPS
  • Améliorations de la Liaison 16
  • Evolution du SPECTRA
  • Mises à jour de certaines conduites de tir air-sol
  • Nouvelles capacités du pod RECO NG
  • Mise en place de la fonction « Automatic Ground Collision Avoidance System »
  • Amélioration des fonctions contre-mesures du RBE2

Les essais ont commencé : depuis avril 2014 sur bancs d’intégration et juillet 2014 pour les essais en vol. Le Rafale B301 est en charge des essais, de même que le C101.

La première revue d’aptitude à l’utilisation est effectuée en décembre 2014 (F3-R1 avec conduites de tir du missile Meteor, RBE2 AESA et L16 en configuration « patrouille élargie »).

Seules quelques heures sont nécessaires à la « mise à jour » F3 vers F3R.

Mai 2018 : Defens’Aero fait le point sur l’arrivée du Standard F3-R dans les forces : reportage.

Octobre 2018 : la DGA annonce la qualification du Standard F3-R, pour une entrée en service en 2019. L’ensemble des 144 appareils livrés sera alors mis à jour.

Le STANDARD F4 attendu pour 2025 (projet lancé en 2018)
  • Optimisation du radar RBE2 AESA : Ground Moving Target Indicator (GMTI) pour la poursuite des cibles mobiles au sol, cartographie ultra haute résolution, entrelaçage des modes renforcés.
  • SPECTRA : extensions en détection et brouillage vers les bandes basses et hautes pour s’affranchir des méthodes de triangulation
  • Nouvelles munitions air-sol et air-air avec nouvelles configurations d’emports
  • Intégration L16 block upgrade 2
  • Nouvelle liaison de données tactiques (LdT) : directionnelle, partage d’information en interpatrouille, forme d’onde 3 dimensions (F03D)
  • Architecture réseau renforcée contre les attaques cyber
  • Connectivité améliorée pour les évolutions du Rafale (Capoeira)
  • Satcom chiffré et sécurisé (antenne et modem spécifiques)
  • Tragedac (développement de la mise en réseau des rafales)
  • Incas (leurre/brouilleur électromagnétique actif largué)
  • Ecrans latéraux plus larges dans le cockpit
  • Helmet Mounted Display System (HMDS) (Source Fox Three n°19)
Rafale « MLU » (Mid Life Update) : 2025
  • Optimisation de spectra et adjonction d’un système d’attaque électronique via des ondes envoyées par l’AESA
  • Modifications de cellule « localisés » pour améliorer la SER passive sous certains angles
  • Intégration du scaf en réseau avec le rafale (évolution de Tragedac ?)
  • Accroissement du nombre d’émetteurs/récepteurs et nouvelles antennes « multispectral, intégrées à la peau de l’avion » : la même antenne devra assurer plusieurs fonctions alternativement ou concomitamment ; détection radar, guerre électronique.
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