Por Tim Kearvell, director de productos de elastómeros, Parker Hannifin Chomerics Division
La desafortunada realidad es que en los últimos años se han producido varios conflictos de gran repercusión. Muchos países se encuentran ahora en estado de alerta máxima, preparando sus fuerzas armadas y mecanismos de defensa, ya sea para su propia protección o para apoyar a los demás. Los fabricantes de equipos originales de misiles y sus socios de la cadena de suministro en la industria de la defensa están bajo presión para desarrollar y proporcionar a las fuerzas militares armas que ofrezcan rendimiento y fiabilidad. Alcanzar este objetivo significa garantizar la protección altamente eficaz de la electrónica sensible de los misiles de los efectos potencialmente desastrosos de las EMI (interferencias electromagnéticas).
Como es poco probable que la mayoría de los conflictos globales disminuyan a corto plazo, el mercado de la defensa antimisiles solo se fortalecerá en los próximos años. Según la firma de impacto en los ingresos de MarketsandMarkets, se espera que el mercado de cohetes y misiles crezca de $57,7 mil millones en 2023 a $77,4 mil millones en 2028, un impresionante aumento del 34 % en solo cinco años. En Europa, Mordor Intelligence estima el tamaño del mercado en $379 mil millones de dólares en 2024, alcanzando potencialmente los $4830 millones de dólares para 2029, un aumento no muy diferente del 27 %.
En septiembre de 2023, la Unión Europea (UE) acordó asignar 500 millones de euros para el apoyo de proyectos de inversión por un valor de hasta 14 mil millones de euros, incentivando así el aumento de la producción de municiones y misiles en la UE. El Reino Unido también está proporcionando apoyo: en diciembre de 2023, el secretario de Defensa anunció que cientos de misiles de defensa aérea de fabricación británica están en camino a conflictos para proteger a los civiles y a la infraestructura.
Los niveles de capacidad se disparan
Entre los principales factores que requieren una consideración cuidadosa en el aumento de la producción, se encuentra el diseño de los misiles. La premisa básica del diseño de misiles ha sufrido una gran evolución en los últimos años, con más electrónica requerida para los sistemas de vuelo y precisión posicional. De hecho, la complejidad de la electrónica de los misiles y la inteligencia de a bordo ha aumentado significativamente en todos los mecanismos de lanzamiento: desde el aire, el mar y la tierra.
La electrónica de misiles sirve para varias aplicaciones, incluido el control de sistemas para aletas de control y sensores, sistemas de navegación a bordo, unidades de búsqueda y seguimiento y unidades de giroscopio que proporcionan control de estabilidad y orientación. Algunos misiles incluso usan enlaces de datos para comunicarse con sistemas de control terrestres o aerotransportados, lo que permite la guía y el control remotos.
Si bien estas capacidades son impresionantes, están sujetas a los ataques de varias fuerzas invisibles. La principal de ellas es la EMI: interferencia en una trayectoria o circuito eléctrico causada por una fuente externa como un radar o, incluso, por sistemas hostiles. Hoy en día, la guerra electrónica es una estrategia de batalla, donde la amenaza de interferencias del radar, el engaño electrónico y los ataques de pulso electromagnético (EMP) es frecuente. Estos factores están impulsando la necesidad de una mayor protección contra las EMI, ya que cualquier falla en este sentido puede resultar potencialmente catastrófico.
Cerrando la brecha
Las soluciones de blindaje contra EMI generalmente toman la forma de materiales de juntas conductoras para tapar los huecos en los conjuntos mecánicos y mantener alejadas las EMI. Los misiles tienen varias interfaces de metal, así como muchas cubiertas y paneles de acceso, que requieren blindaje. Cualquier vía potencial no protegida contra EMI podría poner en peligro la eficacia del misil.
Los materiales de juntas conductoras son generalmente elastómeros impregnados de metal (silicona o fluorosilicona), como la familia de productos CHO-SEAL® de Parker Chomerics. Estos elastómeros se ven y se comportan como la goma, lo que resulta en una fácil aplicación y adaptabilidad, pero alrededor del 75 % de su contenido son partículas de metal plateadas que proporcionan conductividad eléctrica.
Las juntas de elastómero conductoras de la electricidad normalmente están disponibles como láminas moldeadas o piezas a medida, lo que permite una mayor complejidad y detalle de los componentes, o se extruyen en tiras y se ofrecen como existencias de cable a lo largo o empalmadas (vulcanizadas) para formar un sello continuo. Las aplicaciones típicas de misiles para elastómeros conductores incluyen paneles de acceso, tapas de escotillas y radares.
Pintura conductora Otras opciones populares que a menudo sirven como solución complementaria para los elastómeros conductores son los recubrimientos conductores de la electricidad y las pinturas a base de uretano o epoxi, que se adhieren bien a sustratos difíciles. Estos recubrimientos, como el de la familia de productos CHO-SHIELD® de Parker Chomerics, también incluyen partículas de metales preciosos chapados, lo que los hace ideales para proporcionar una trayectoria conductora en los bordes de acoplamiento.
Estas soluciones son perfectas para los paneles estructurales y las bridas de los misiles, donde también proporcionan una protección significativa contra la corrosión galvánica: estas pinturas resisten las variaciones extremas de temperatura, la humedad elevada y la neblina salina.
En términos de diferenciadores del mercado, al seleccionar un elastómero o una pintura conductores, verifique siempre que haya una acreditación real para las especificaciones militares como MIL-DTL-83528 o MIL-C-22750. Algunos productos afirman que están “hechos de acuerdo con” especificaciones militares, pero esto es diferente de la acreditación. La acreditación requiere pruebas rigurosas frecuentes para garantizar el cumplimiento y la idoneidad para aplicaciones exigentes como los misiles. Parker Chomerics está muy orgulloso de su acreditación.
Silencio de radio
Además de las EMI, otros «enemigos» invisibles de los misiles incluyen las RFI (interferencias de radiofrecuencia), señales electromagnéticas esencialmente no deseadas que interrumpen la recepción de las señales de radio.. Las soluciones típicas se centran en materiales absorbentes basados en elastómeros, que sirven para enfocar la onda.
Un buen ejemplo es la gama de productos CHO-MUTE® de Parker Chomerics, que consta de una matriz de elastómero de silicona con material de relleno ferroso para proporcionar un rendimiento de absorción de RF a los misiles en un rango de frecuencia de banda ancha, incluidas frecuencias muy altas. Estos materiales también minimizan el acoplamiento cruzado de cavidad a cavidad y las resonancias de la cavidad de microondas. Por lo general, están disponibles en hojas y ofrecen un corte fácil.
Como punto a destacar, las soluciones de juntas EMI/RFI disponibles para misiles son igualmente adecuadas para equipos asociados, como lanzadores y sistemas de tierra.
Un enfoque con base firme
La conexión a tierra eléctrica también es relevante. La conexión a tierra es un tema complejo, pero no se puede esconder su papel fundamental en la protección de los misiles sensibles de alto rendimiento. Una conexión a tierra adecuada evita las fallas en los circuitos, que es esencial en estos sistemas críticos.
Dependiendo de los requisitos de diseño, las juntas adecuadas pueden tomar la forma de espumas conductoras/tejido sobre espumas, elastómeros conductores o junta de dedos metálicos. El uso de estas soluciones para la conexión a tierra lleva la corriente producida por EMI a un lugar seguro.
Por supuesto, por diseño, muchos productos de conexión a tierra también funcionan como dispositivos de apantallamiento EMI y, por lo tanto, están diseñados para funcionar como una interfaz conductora entre los blindajes y las superficies conectadas a tierra.
Mantenga todo fresco
Otro problema es el calor, que puede poner en peligro la eficacia de los sistemas electrónicos y acortar la vida útil de los componentes. Los nuevos materiales de gestión del calor son esenciales para garantizar que los componentes electrónicos sensibles permanezcan dentro de los límites de su rango de temperatura de funcionamiento.
Una solución típica son las almohadillas de rellenadores de huecos: un material suave y fácilmente adaptable que proporciona una interfaz térmica entre los disipadores de calor y los dispositivos electrónicos, se adapta a superficies desiguales, espacios de aire y texturas de superficies ásperas. Un buen ejemplo es la serie THERM-A-GAP™ de Parker Chomerics de geles y almohadillas de rellenadores de huecos de conductividad térmica, que se ofrecen en varias configuraciones de portador y revestimiento para aumentar el rendimiento operativo.
Socio de elección
Cuando se trata de identificar un socio tecnológico adecuado para EMI/RFI, conexión a tierra eléctrica y problemas térmicos en cualquier tipo de misil, los ingenieros de diseño deben considerar cuidadosamente sus opciones. Los socios tecnológicos capaces de prestar apoyo desde el concepto de diseño hasta la posventa, al tiempo que ayudan a los clientes a racionalizar la fabricación y el montaje de los módulos, ofrecen una ventaja evidente. Un catálogo expansivo de productos de alta calidad y la fabricación interna acreditada según los estándares militares son otros de los diferenciadores que ayudan a garantizar la protección completa de los sistemas de misiles críticos y listos para la batalla.
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