BR112016029091B1

BR112016029091B1 - Veículo blindado, método de disparo de míssil e uso do dispositivo de orientação de míssil por laser

Info

Publication number: BR112016029091B1
Application number: BR112016029091-7A
Authority: BR
Inventors: Christian Rondeux; Pierre Balthasart
Original assignee: Cmi Defence S.A.
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2023-01-31
Also published as: BE1022046B1; CA2951968A1; CA2951968C; US10215533B2; BR112016029091A2; CN106716050B; US20170138699A1; CN106716050A; EP3155358B1; EP3155358A1; ES2693319T3; WO2015189003A1; PL3155358T3

Abstract

VEÍCULO BLINDADO, MÉTODO DE DISPARO DE MÍSSIL E USO DO DISPOSITIVO DE GUIAGEM DE MÍSSIL POR LASER. A presente invenção refere-se a um veículo blindado compreendendo uma torre (5) com um canhão (6), um sistema de visada (3) instalado na torre (5) e dotado de um modo diurno, um modo noturno ou térmico e de um telêmetro laser, um sistema de controle de potência (2) para comandar o deslocamento da torre (5) em azimute (8) e o do canhão (6) em elevação (7), um dispositivo de guiagem de míssil por laser (1) que gera uma linha de guiagem a laser (13) e um controlador de torre (4) que determina o modo de guiagem do míssil, caracterizado pelo fato de a torre (5) compreende meios para giroestabilizar a linha de guiagem a laser (13).

Description

Objeto da invenção

[001] A presente invenção refere-se ao campo técnico dos sistemas de orientação de mísseis em unidades móveis e/ou tanques de combate e com alvos móveis.

Estado da técnica

[002] São conhecidos os sistemas de orientação a laser para mísseis do tipo "beamrider", nos quais um receptor de sinal de laser que se encontra na parte traseira do míssil detecta o sinal de laser, analisa-o e determina a posição do míssil. Esse se centraliza automaticamente em relação ao feixe. Dois padrões alternados garantem uma codificação da posição horizontal e vertical do míssil.

[003] Esse sistema de orientação é considerado muito preciso em modo estático. Contudo, quando o míssil é lançado, por exemplo, a partir de uma torre de um veículo blindado em condições operacionais reais, ou seja, quando o veículo ou o alvo estão em movimento e especialmente em terreno acidentado ou na presença de vento, a precisão da orientação é diminuída.

[004] Por outro lado, atualmente, sabe-se que uma torre de veículo blindado compreende tipicamente um sistema de pontaria ou visor (Sight System) que oferece um modo diurno e um modo noturno (ou térmico) à disposição do artilheiro e do comandante, assim como um telêmetro laser. O artilheiro e o comandante têm à sua disposição, cada um deles, uma estação com haste de comando (joystick), que permite enviar o comando em azimute e em elevação (ou altura e altitude) para o visor e, portanto, modificar a linha de pontaria, assim como uma tela de controle. O visor do comandante fornece, além disso, uma visão panorâmica. A imagem no visor é giroestabilizada em relação à terra graças a um sistema giroscópico integrado. Isso significa que a linha de pontaria permanece paralela a ela mesma quaisquer que sejam os movimentos do veículo. A linha de pontaria e a linha de fogo são paralelas entre si, graças ao sistema de controle de potência que comanda a torre em azimute e o canhão em elevação, conforme os valores comunicados pela mira.

[005] O sistema de orientação, compreendendo uma linha de laser e uma câmera de controle perfeitamente harmonizadas, ou seja, alinhadas ou postas em correspondência opticamente, é fixado ao lançador ou ao veículo, de modo integrado ou não ao sistema de pontaria do veículo, ou ainda a um posto separado do veículo. De acordo com o estado da técnica, os meios para modificar a direção da linha de orientação por lazer são rudimentares e não permitem um controle fino, fluido e regular para assestar um alvo móvel. Atualmente, qualquer modificação da linha de orientação é feita manualmente, sem o auxílio da óptica, seja deslocando-se a torre, seja deslocando-se o sistema de orientação do míssil. Isso acarreta desempenhos medíocres além de oferecer poucas possibilidades de disparo.

[006] O documento DE 42 03 474 A1 divulga um dispositivo de pontaria para artilheiro de veículo blindado, no qual o artilheiro observa o alvo por intermédio de um periscópio diurno/noturno instalado na torre, cujo eixo óptico é harmonizado com o eixo de um telêmetro laser integrado, funcionando de acordo com o princípio do retorno de impulso. A fim de otimizar o alcance e a precisão do tiro, é previsto, no campo funcional do telêmetro laser, um emissor de laser de orientação como entidade separada, no feixe de orientação do qual voa um projétil dotado de um receptor em sua parte traseira e cujo eixo óptico é gerado de maneira a ser harmonizado com o eixo óptico do periscópio diurno/noturno. O emissor de laser de orientação é disposto na torre do tanque na região compreendida entre o periscópio diurno/noturno e os módulos reativos do blindado que se encontram atrás do posto de pontaria. Um dispositivo desse tipo equipava o tanque Leopard 2.

[007] No documento DE 41 37 843 A1, o sistema de armamento inclui um módulo de pontaria equipado de um telêmetro laser integrado. Um feixe de laser é modulado no exterior do módulo de pontaria e acoplado ao caminho óptico do telêmetro laser via um espelho de reenvio, para servir de feixe de orientação de um projétil guiado a distância.

[008] Os limites de estabilidade e de precisão de tiro de míssil, no caso das soluções do estado da técnica, são ligados, se for o caso: - ao movimento no interior do veículo (ocupantes, motor, vento etc.); - ao caso do tiro a alvo em movimento; - ao veículo que se encontra em deslocamento; nesse caso, pode ser considerada a utilização do sistema de óptica, mas não é realmente preconizada, pois haveria muitas condições a preencher (terreno plano etc.).

Objetivos da invenção

[009] A presente invenção visa fornecer uma solução em que a linha de orientação a laser é perfeitamente estabilizada nos casos em que o lançador encontra-se em um veículo em movimento, em condições de vento ou vibrações, eventualmente em terreno acidentado ou quando o alvo se desloca.

Principais elementos característicos da invenção

[010] Um primeiro aspecto da invenção refere-se a um veículo blindado compreendendo uma torre com um canhão, um sistema de pontaria instalado na torre e dotado de um modo diurno, um modo noturno ou térmico e de um telêmetro laser, um sistema de controle de potência para comandar o desvio da torre em azimute e o do canhão em elevação, um dispositivo de orientação de míssil por laser que gera uma linha de orientação a laser e um controlador de torre que determina o modo de orientação do míssil, sendo o sistema de pontaria giroestabilizado em relação a um referencial inercial, compreendendo a torre meios para giroestabilizar a linha de orientação a laser que são meios de subordinação da linha de orientação a laser a uma linha de pontaria fornecida pelo sistema de pontaria giroestabilizado, de maneira que a linha de orientação a laser esteja permanentemente paralela à linha de pontaria, caracterizado pelo fato de o dispositivo de orientação de míssil por laser ser mecanicamente independente do sistema de pontaria e compreender uma plataforma motorizada subordinada segundo dois eixos, em elevação e em azimute.

[011] De acordo com modos de execução preferidos da invenção, o veículo blindado compreende pelo menos uma, ou ainda uma combinação apropriada das seguintes características: - a plataforma motorizada subordinada compreende um sistema de espelhos de dois eixos, respectivamente em elevação e em azimute, ou um sistema de suspensão a cardan ou gimbal; - o veículo compreende meios para selecionar a orientação a laser, seja em modo LOS, seja em modo ALOS; - os ditos meios compreendem a comunicação de parâmetros de desvio para a elevação e o azimute pelo controlador de torre para o dispositivo de motorização da torre e do canhão assim como para a orientação de míssil por laser, sendo os valores dos parâmetros de desvio diferentes em modo LOS e em modo ALOS; - o dispositivo de orientação de míssil por laser é subordinado ao sinal de posição da linha de pontaria relativamente ao referencial inercial, via dois loops de controle respectivamente em elevação e em azimute.

[012] Um segundo aspecto da invenção refere-se a um método de disparo de míssil por meio do veículo blindado como descrito acima, caracterizado pelas seguintes etapas: - um artilheiro ou um comandante determina os parâmetros de pontaria para assestar um alvo com o modo diurno ou o modo noturno do sistema de pontaria giroestabilizado ou ainda com a câmera do sistema de orientação a laser e determina o modo de orientação de míssil desejado, LOS ou ALOS; - os valores de elevação do canhão e de azimute da torre são fornecidos pelo sistema de controle de potência; - o sistema do controle de potência posiciona a torre e o canhão em posição de disparo; - o controlador de torre indica o modo de orientação, LOS ou ALOS, para o dispositivo de orientação de míssil por laser; - o laser de orientação é orientado por subordinação aos parâmetros de pontaria, sendo então a linha de orientação a laser paralela à linha de pontaria; - o artilheiro ou o comandante dispara o míssil e esse é guiado pelo laser de orientação.

[013] Um terceiro aspecto da presente invenção refere-se à utilização do dispositivo de orientação de míssil por laser associado ao veículo blindado como descrito acima, em situação de disparo a alvo móvel, de deslocamento controlado do veículo blindado, de vibrações ou de forte vento.

Breve descrição das figuras

[014] A figura 1 representa esquematicamente um sistema de orientação de míssil de precisão melhorada de acordo com a presente invenção.

Descrição de formas de execução preferidas da invenção

[015] A ideia em que é baseada a invenção é de tirar proveito da precisão do sistema de pontaria óptico para subordinar a linha de orientação do míssil e obter assim a mesma precisão para a orientação do que para a pontaria óptica. O sistema de acordo com a invenção está representado esquematicamente na figura 1.

[016] É desejável, principalmente quando o veículo está em movimento, tirar proveito da disponibilização de um referencial inercial, nesse caso, subordinar a linha de orientação a laser 13 a esse referencial inercial, por exemplo, via uma plataforma motorizada subordinada 12. O sistema giroscópico utilizado (não representado) pode ser o sistema associado habitualmente ao sistema de pontaria 3, ou então pode ser integrado à dita plataforma 12.

[017] Entretanto, os inventores escolheram, como solução preferida, uma forma de execução em que o sistema de pontaria 3 é completamente independente do sistema de orientação 1, na medida em que essa solução permite especialmente permanecer independente do fornecedor de óptica. Dessa forma, o sistema de orientação 1 poderá se beneficiar com a precisão das informações fornecidas pelo visor óptico estabilizado, porém sem ter de ser integrado a ele, podendo então ser acrescentado ou substituído em seguida sem modificação do visor existente, por exemplo, durante uma atualização do sistema de orientação 1.

[018] De acordo com essa forma de execução da invenção, estabiliza-se o laser de orientação 11 por subordinação dos meios de modificação da linha de orientação ao sistema de pontaria giroestabilizado 3. Esses meios de modificação da linha de orientação são, por exemplo, uma plataforma fixa 12 com dois espelhos móveis em azimute e elevação respectivamente. A vantagem desse sistema é uma inércia mínima e uma grande reatividade. Os meios de modificação da linha de orientação podem ainda ser, por exemplo, uma plataforma móvel 12 do tipo suspensão a cardan (gimbal) motorizada segundo dois eixos, em azimute e em elevação respectivamente. Dessa forma, a linha de orientação a laser 13 permanece constantemente paralela à linha de pontaria 14 e está sempre dirigida para o alvo, quaisquer que sejam os movimentos da torre 5 ou da carcaça do veículo blindado.

[019] O sistema de controle de potência 2 (PCS, Power Control System) comanda a torre 5 em azimute 8 e o canhão 6 em elevação 7. Os parâmetros de pontaria fornecidos pelo artilheiro ou o comandante para o sistema de pontaria giroestabilizado 3 permitem a mudança da linha de pontaria 14 via o comando de um espelho (não representado). Uma câmera (não representada) transmite então a linha de pontaria modificada para a tela de controle do artilheiro ou do comandante. Esses parâmetros também são fornecidos para o PCS 2 como valores de elevação 7 do canhão 6 e de azimute 8 da torre 5. Nesse ponto, há vantajosamente um loop de controle a partir de um sensor de ângulo de elevação do canhão 6. As correções balísticas são inseridas no loop de controle da elevação do canhão (não representado).

[020] De acordo com a invenção, o sinal de posição absoluta do espelho de pontaria em relação à torre é duplicado e inserido no sistema de controle dos espelhos do laser de orientação (ou, como alternativa, da plataforma motorizada 12 do tipo gimbal). A posição absoluta do espelho de pontaria em relação à torre é então transmitida para os espelhos do laser. O resultado é, portanto, uma subordinação dos espelhos do laser de orientação (ou da plataforma motorizada do laser de orientação) no referencial terrestre (inercial) via a posição absoluta do espelho de pontaria em relação à torre, servindo a torre de referência intermediária em relação ao referencial inercial. No final, a linha de orientação a laser 13 permanece automaticamente e constantemente paralela à linha de pontaria 14.

[021] Por exemplo, o artilheiro assesta seu alvo com o modo térmico em campo de visão muito estreito ou com o modo diurno em campo de visão estreito e determina o modo de orientação desejado: - modo "acima da linha de pontaria" ou ALOS (Above Line of Sight); - modo "linha de pontaria" ou LOS (Line of Sight).

[022] Concretamente, em modo ALOS, o míssil voa acima da linha de pontaria 14 e, em modo LOS, o míssil voa sobre a linha de pontaria 14. Portanto, o ângulo de elevação 7 do sistema de controle de potência 2 não será mesmo em modo LOS e em modo ALOS graças a sistemas de desvios diferentes em modo ALOS e LOS, de maneira completamente transparente para o operador. Isso permite não iluminar o alvo com o feixe de laser de orientação 13 que pode ser detectado por certos alvos (por exemplo, tanques de guerra). O controlador de torre 4 (TNC, Turret Network Controller) avisa o PCS 2 que ele deve se colocar em um modo específico.

[023] A plataforma de orientação 12 (RPM, Remotely Motorized Platform) não sabe se está em modo ALOS ou LOS, pois é subordinada ao sistema de pontaria 3, qualquer que seja o modo utilizado. Em qualquer dos dois modos, a pontaria diurna ou noturna é sempre dirigida para o alvo.

[024] De acordo com a invenção, a trajetória do míssil é corrigida automaticamente. O laser responde a comandos específicos. O sistema de torre comanda o laser para que funcione segundo a fase de orientação na qual se encontra e permite que a linha de pontaria permaneça bem estável. O RMP posiciona seu ou seus espelhos para que o laser se posicione na direção de pontaria.

[025] A originalidade da invenção em uma forma de execução preferida é então de se poder assestar um alvo com a câmera de melhor desempenho do visor, seja a câmera diurna (P/B ou a cores), seja a câmera noturna (térmica) e/ou com a câmera P/B da orientação a laser.

[026] As vantagens da invenção são: - uma exatidão e uma precisão de pontaria a laser altamente superiores às dos sistemas da arte anterior: estabilização melhor e regulagem mais fina, probabilidade maior para alvo móvel; - uma independência mecânica total em relação ao sistema de pontaria: pode-se então escolher qualquer sistema de pontaria compatível com as especificações técnicas da torre; - uma flexibilidade maior do que quando se tem tudo proposto e integrado em um visor concebido para receber a orientação, o que, além disso, ocuparia mais espaço; - em ambientes controlados, uma possibilidade de disparo em modo "deslocamento".

[027] O inconveniente da invenção é, contudo, de se haver um sistema adicional a integrar na torre (sistema de controle de plataforma de orientação). Lista dos símbolos de referência 1 Unidade de orientação de míssil 2 Sistema de controle de potência 3 Sistema de orientação giroestabilizado 4 Controlador de torre 5 Torre 6 Canhão 7 Ângulo de elevação 8 Ângulo de azimute 9 Haste de comando do artilheiro (ou comandante) 10 Linha de fogo 11 Laser de orientação 12 Plataforma motorizada subordinada (com ou sem espelhos) 13 Linha de orientação LOS ou ALOS 14 Linha de pontaria.

Claims

1. Veículo blindado, compreendendo uma torre (5) com um canhão (6), um sistema de pontaria (3) instalado na torre (5) e dotado de um modo diurno, de um modo noturno ou térmico e de um telêmetro laser, um sistema de controle de potência (2) para comandar o deslocamento da torre (5) em azimute (8) e o do canhão (6) em elevação (7), um dispositivo de orientação de míssil por laser (1) que gera uma linha de orientação a laser (13) e um controlador de torre (4) que determina o modo de orientação do míssil, o sistema de pontaria (3) compreendendo meios para giroestabilizar uma linha de pontaria (14) em relação a um referencial inercial, e finalmente meios para giroestabilizar a linha de orientação a laser (13) que são meios de subordinação da linha de orientação a laser (13) à linha de pontaria (14) fornecida pelo sistema de pontaria giroestabilizado (3), de maneira que a linha de orientação a laser (13) esteja permanentemente paralela à linha de pontaria (14), caracterizado pelo fato de o dispositivo de orientação de míssil por laser (1) dispor de meios de modificação da linha de orientação a laser que compreendem uma plataforma motorizada subordinada (12) segundo dois eixos, em elevação (7) e em azimute (8), sendo os meios de giroestabilização da linha de pontaria e os meios de modificação da linha de orientação a laser separados.

2. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a plataforma motorizada subordinada (12) compreender um sistema de espelhos de dois eixos, respectivamente em elevação (7) e em azimute (8), ou um sistema de suspensão a cardan ou gimbal.

3. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender meios para selecionar a orientação a laser, seja em modo LOS, seja em modo ALOS.

4. Veículo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de os ditos meios compreenderem a comunicação de parâmetros de desvio para a elevação (7) e o azimute (8) pelo controlador de torre (4) para o dispositivo de motorização da torre e do canhão assim como para a orientação de míssil por laser, sendo os valores dos parâmetros de desvio diferentes em modo LOS e em modo ALOS.

5. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de orientação de míssil por laser (1) ser subordinado ao sinal de posição da linha de pontaria relativamente ao referencial inercial, via dois loops de controle respectivamente em elevação (7) e em azimute (8).

6. Método de disparo de míssil, por meio do veículo blindado conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 2 a 5, caracterizado por compreender as seguintes etapas: - um artilheiro ou um comandante determina os parâmetros de pontaria para assestar um alvo com o modo diurno ou o modo noturno do sistema de pontaria giroestabilizado (3) ou ainda com a câmera do sistema de orientação a laser e determina o modo de orientação de míssil desejado, LOS ou ALOS; - os valores de elevação (7) do canhão (6) e de azimute (8) da torre (5) são fornecidos para o sistema de controle de potência (2); - o sistema do controle de potência (2) posiciona a torre (5) e o canhão (6) em posição de disparo; - o controlador de torre (4) indica o modo de orientação, LOS ou ALOS, para o dispositivo de orientação de míssil por laser (1); - o laser de orientação (11) é orientado por subordinação aos parâmetros de pontaria, sendo então a linha de orientação a laser (13) paralela à linha de pontaria (14); - o artilheiro ou o comandante dispara o míssil e esse é guiado pelo laser de orientação (11).

7. Uso do dispositivo de orientação de míssil por laser, associado ao veículo blindado, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de ser em situação de disparo a alvo móvel, de deslocamento controlado do veículo blindado, de vibrações ou de forte vento.