Nouveau type de câble souple résistant aux impulsions électromagnétiques nucléaires

Les contre-mesures électroniques modernes et l’exploitation de l’information dans la guerre déterminent, plus que jamais, la supériorité des forces puissantes sur les forces faibles, et constituent la clé du succès ou de l’échec. La troisième génération d’armes nucléaires vise principalement à accroître la capacité de générer une impulsion électromagnétique d’une intensité accrue, afin de neutraliser le système de commandement, de contrôle, de communication et de renseignement de l’adversaire. L’amélioration des mesures de résistance des équipements électroniques militaires aux impulsions électromagnétiques nucléaires est directement liée à l’efficacité opérationnelle des systèmes d’armement de défense. Il s’agit donc d’optimiser les performances de résistance des câbles aux impulsions électromagnétiques nucléaires tout en simplifiant leur structure, en réduisant leur poids, en augmentant leur flexibilité et en diminuant les coûts de fabrication, afin d’élargir leur champ d’application. Ainsi, même soumis à un rayonnement d’impulsions électromagnétiques nucléaires, les câbles destinés aux armements de défense nationale de la Chine continueront d’assurer une mobilité opérationnelle rapide, ce qui revêt une importance pratique majeure.

　　À l’heure actuelle, la résistance aux impulsions électromagnétiques nucléaires des câbles utilisés dans les applications domestiques repose principalement sur des combinaisons de blocs d’empaquetage constitués de couches multiples de métal et de films métalliques; toutefois, en raison des limitations des matériaux et de la structure, ces solutions présentent certaines lacunes et ne parviennent pas à satisfaire les exigences élevées des armements de pointe modernes en matière de résistance aux impulsions électromagnétiques nucléaires, ni à couvrir un champ d’application suffisamment large. En revanche, le câble souple de dernière génération doté d’une résistance accrue aux impulsions électromagnétiques nucléaires présente une structure simple, une excellente flexibilité, un poids réduit et une résistance supérieure à ces impulsions, ce qui améliore efficacement les performances et la fiabilité des systèmes d’armement.

　　Une performance typique, exigences du produit :

　　(1) la température de fonctionnement du câble : -40 à 105 °C

　　(2) Résistance du câble aux impulsions électromagnétiques nucléaires. Dans un champ d’impulsion électromagnétique nucléaire d’une intensité de 50 kV/m, avec une montée de 2,5 ns et une demi-largeur de crête de 23 ns, et dans un spectre ne dépassant pas 100 MHz, l’efficacité de blindage du câble n’est pas inférieure à 70 dB.

　　(3) L’ensemble des performances en traction. Le câble doit, à température ambiante, pouvoir supporter la force de traction correspondant au poids de 100 m sans subir de dommages. Après essai, les échantillons doivent être soumis à une tension alternative de fréquence industrielle de 50 Hz, d’une valeur efficace de 1 000 V, pendant 2 minutes, sans rupture diélectrique.

　　(4) la flexion et la torsion autour

　　Pliage — à température ambiante, le câble doit pouvoir supporter 100 cycles répétés sans que la surface visible de la gaine présente de fissures ; après l’essai, l’échantillon soumis à une tension alternative de fréquence industrielle de 50 Hz, d’une valeur de 1 000 V (valeur efficace), ne doit pas subir de rupture pendant 2 minutes.

　　Torsionnée autour du sexe — à température ambiante, le câble doit pouvoir résister à une torsion d’environ 20 ; la surface visible de la gaine ne doit présenter aucune fissure. Après l’essai, l’échantillon soumis à une tension alternative de fréquence industrielle de 50 Hz, d’une valeur efficace de 1 000 V, pendant 2 minutes, ne doit pas subir de rupture diélectrique.

　　(5) Résistance à l’usure. Effectuer 300 passages de meulage par soufflage ; à l’issue de l’essai, toute gaine intérieure exposée constitue une défaillance.

　　(6) Essai de flexion du câble, 2000 cycles. À température ambiante, le câble est soumis à un essai de flexion répétée pendant 2000 cycles; à l’issue de cet essai, la surface de la gaine ne doit présenter aucune fissure visible, et l’impression sur la gaine ne doit pas être perceptible; un test de tenue en tension (2000 V, 2 min) ne doit pas entraîner de rupture.

　　(7) Le câble doit être soumis à l’essai de fumée de 96 heures conformément à la norme GJB150.11, sans corrosion.

　　Deuxièmement, l’idée de conception : améliorer l’efficacité du blindage est un problème assez complexe, car il ne s’agit pas seulement de la composante champ électrique de l’onde électromagnétique, mais aussi de sa composante champ magnétique; ainsi, les matériaux à haute perméabilité et à haute conductivité sont tout aussi importants. Étant donné que les ondes électromagnétiques de basse fréquence présentent une composante champ magnétique plus prononcée que celles de haute fréquence, pour le blindage contre les interférences électromagnétiques de basse fréquence, la perméabilité des matériaux de blindage revêt une importance bien supérieure à celle requise pour les hautes fréquences; il convient donc de privilégier les matériaux à haute perméabilité magnétique. En ce qui concerne les interférences électromagnétiques de haute fréquence, il faut surtout prendre en compte la composante électrique et choisir des matériaux à faible impédance de transfert de surface et à haute conductivité. Par conséquent, pour répondre aux exigences élevées imposées aux câbles, il est nécessaire d’adopter un blindage multicouche, afin de résoudre de manière fondamentale le problème de l’efficacité limitée du blindage à haute fréquence. Dans le domaine du blindage des câbles résistants aux impulsions électromagnétiques nucléaires, tant au niveau national qu’international, on utilise généralement une bande en alliage magnétique doux ainsi qu’une bande métallique multicouche entourant l’ensemble du câble, complétées par un tissage multicouche de fils; cette structure rend le câble rigide et complexe, ce qui en augmente la fragilité aux pliages et aux défauts mécaniques. Sur le terrain, on constate souvent que l’alliage magnétique doux subit des rayures ou que le conducteur central se rompt, ce qui entraîne des courts-circuits ou une perte de performance du câble en matière de résistance aux impulsions électromagnétiques nucléaires; de plus, la souplesse excessive du matériau ne permet pas de satisfaire les exigences de poids imposées aux câbles destinés aux applications motrices. Pour résoudre ce problème, on a mis au point une combinaison croisée entre enroulement, blindage et tissage, et l’on a, pour la première fois, recours à un tissu en alliage cuivre-nickel et à une bande en tissu enroulés autour du câble, tout en remplaçant l’alliage magnétique doux par un matériau en fer-nickel, afin d’obtenir une protection efficace. La structure composite du blindage est principalement constituée de conducteurs, d’isolants, d’un câble, d’une couche de blindage composite et d’une gaine; cette dernière est décrite comme « bande en tissu en alliage cuivre-nickel + tricot en cuivre étamé + bande en tissu microporeux en fer-nickel imprégné de PTFE + tissage en fil de cuivre nickelé ».