EP0273787A1

EP0273787A1 - Mine à tir indirect d'attaque de véhicule blindé

Info

Publication number: EP0273787A1
Application number: EP87402647A
Authority: EP
Inventors: Dominique Hembise
Original assignee: Societe des Telephones Ericsson SA
Current assignee: Societe des Telephones Ericsson SA
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1987-11-24
Publication date: 1988-07-06
Anticipated expiration: 2007-11-24
Also published as: FR2607585A1; EP0273787B1; US4848236A; DE3763251D1; FR2607585B1

Abstract

La mine comprend un affût (10) ayant un socle (14) contenant un système de détection et de localisation en azimut de cible par voie sismique et acoustique (20) et au moins un tube de lancement de munition (26), orientable en gisement par ledit système pour projeter la munition (12) à site fixe vers la position où la vitesse angulaire de la cible est maximale. La munition (12) est autopropulsée par des moyens qui la maintiennent en rotation autour de son axe de roulis, contient une charge à génération de noyau (dite CGN ou SFF) d'axe transversal à l'axe de roulis, et est munie de moyens de détection de cible à balayage autour de l'axe de roulis, provoquant la détonation de la charge lorsqu'elle est dirigée vers la cible.

Description

L'invention concerne les mines à grand rayon d'action, indirect, dites aussi à action de zone, d'attaque de véhicule blindé, comprenant un affût ayant un socle contenant un système de détection et de localisation en azimuth de cible par voie sismique et acoustique et au moins un tube de lancement de munition, orientable en gisement par ledit système pour projeter une munition antichar à site fixe vers la position où la distance entre la mine et la cible est minimale.
On a déjà proposé des mines du type ci-dessus défini, à tir indirect, dont l'avantage principal sur les mines à tir direct est de ne pas nécessiter un coup au but de la munition perforante et donc une vue directe, qui gêne le camouflage. Parmi les mines à tir indirect déjà proposées, on peut citer la mine aérodispersée à action de zone "ERAM" qui utilise une munition dite "skeet ; entre autres inconvénients, elle n'est efficace que si la cible passe à faible distance de la mine.
On connaît également (DE 23 36 040) une mine dont les tubes de tir sont orientables à la fois en gisement et en site ; la munition est destinée à un tir direct ce qui exige que le champ de tir de la mine soit dégagé. Enfin le document FR-A- 2 518 734 décrit de nombreuses conceptions théoriques de mine dont l'une compte des tubes qui ne sont pas orientables en azimut. Chaque munition est munie d'un détecteur de balayage du sol en spirale lorsque la munition descend suspendue à un parachute. La munition n'est pas auto-propulsée et sa charge est dirigée suivant l'axe principal. L'absence de visée initiale et de détection sur deux voies fait qu'un tel système, très lourd, ne peut avoir qu'un rendement très médiocre.
Pour écarter cet inconvénient, l'invention propose notamment une mine caractérisée en ce que la munition est autopropulsée par des moyens qui la maintiennent en rotation autour de son axe de roulis, contient une charge à génération de noyau (dite CGN ou SFF) d'axe transversal à l'axe de roulis et est munie de moyens de détection de cible à balayage autour de l'axe de roulis, provoquant la détonation de la charge lorsqu'elle est dirigée vers la cible.
La charge à génération de noyau présente l'avantage de conserver son efficacité dans l'axe de tir jusqu'à une distance d'une centaine de calibres ; grâce à son caractère autopropulsé, la munition peut conserver une vitesse élevée (plusieurs dizaines de mètres par seconde) sur tout son parcours, d'où un temps de vol jusqu'à la cible plus faible que dans le cas d'une munition tirée par une charge de propulson contenue dans le tube ; cette grande vitesse permet de réduire la distance de passage et surtout le temps de réponse du système. Grâce au tir à site fixe, que conserve approximativement la munition du fait de son caractère autopropulsé, la largeur balayée au sol (pour un angle donné de prise en compte des moyens de détection autour de l'axe de roulis) augmente avec la durée de vol, ce qui compense l'augmentation des écarts possibles.
Les moyens de détection comportent avantageusement un capteur infrarouge ou millimétrique actif directif de balayage en rotation autour de l'axe de roulis, en avance sur l'axe de la charge. Dans le cas du capteur infrarouge, et un circuit de comparaison valide le signal de sortie du capteur pour indiquer la présence d'une cible lorsque ce signal a une durée et un seuil supérieurs à une valeur déterminée, afin d'éviter le tir sur des fausses cibles. Le capteur est avantageusement sensible dans deux domaines de longueur d'onde et associé à un circuit faisant une corrélation des deux mesures. Ce circuit est avantageusement prévu pour ne prendre en compte le signal de sortie du capteur que dans un domaine angulaire déterminé dirigé vers le bas. Le circuit de comparaison peut utiliser des critères supplémentaires de validation du signal de sortie du capteur, tels que la forme de ce signal.
Dans le cas du capteur millimétrique actif, les tirs de la charge dans des conditions hors portée sont interdits plus aisément grâce à la connaissance de la distance entre la munition et la cible.
Les moyens d'autopropulsion de la munition comprennent avantageusement un régime d'accélération permettant d'amener la munition à sa vitesse de croisière en un laps de temps très bref et un régime de croisière dont la poussée est simplement destinée à compenser la traînée. La mise en rotation de la munition peut être assurée par le second étage, constitué par un propulseur à deux tuyères de sortie symétriques faisant un angle avec l'axe de roulis. La munition peut être munie d'un empennage de stabilisation constituée d'ailettes déployables, monté sur le corps par un palier pour ne pas être entraîné par la rotation de ce dernier. Ces aillettes peuvent avoir une forme courbe permettant de les maintenir plaquées contre le corps de la munition jusqu'à ce que celle-ci soit sortie du tube de lancement.
Dans une variante de réalisation, la munition antichar a un seul étage d'accélération à tuyères calées et son roulis est entretenu pendant le temps de vol par les empennages. Dans cette configuration, les empannages sont calés sur le corps avec une incidence convenable pour fournir le couple d'entraînement en rotation. Cette munition présente l'avantage d'être plus simple que la précédente.
Les moyens de pointage du tube en azimut sont avantageusement prévus pour n'orienter le tube que lorsque le système de localisation indique que la cible vient de dépasser l'emplacement où sa vitesse angulaire est maximale, de façon à réduire au maximum la consommation d'énergie de l'asservissement de pointage.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique en perspective montrant une mine suivant l'invention et la trajectoire d'une munition ;
- la figure 2 est une vue schématique de la mine en élévation et en coupe partielle ;
- la figure 3 est une vue simplifiée d'une munition, en coupe partielle suivant un plan passant par son axe ;
- la figure 4 est une vue de la munition en coupe partielle suivant la ligne IV-IV de la figure 3 ;
- la figure 5 est un organigramme de fonctionnement ;
- la figure 6 est un diagramme montrant l'allure des signaux apparaissant lors du balayage d'une cible, dans le cas de l'utilisation d'un capteur infrarouge ;
- la figure 7 est un schéma de principe montrant une organisation possible des moyens de détection de la mine de la figure 1.

La mine montrée en figures 1 à 3 comporte un affût 10 et deux munitions autopropulsées 12.
L'affût 10 comprend un socle fixe 14 sur lequel est montée une tourelle orientable en azimut autour d'un axe matérialisé par un tube central 16. Ce tube contient, lors du transport, trois antennes de détection et de localisation acoustique, portant des microphones 20. Lorsqu'elles sont déployées, ces antennes sont réparties angulairement autour de l'axe (figure 1) de façon à permettre une localisation acoustique par mesure de déphasage entre signaux reçus. Pour cela, le socle contient une électronique (non représentée) qui reçoit également les signaux d'un capteur sismique de détection des cibles. Les moyens actifs contenus dans l'affût sont alimentés par une batterie d'accumulateurs, non représentés, généralement au lithium.
La tourelle porte un motoréducteur 22 d'orientation relié par un train d'engrenages réducteur à une couronne 24 du socle. Elle comporte deux tubes 26 montés à site fixe, par exemple de 40°, fermés par des opercules étanches 28 éjectés lors du tir. Ces tubes peuvent être réalisés en matériau composite (résine et fibres boninées). Chaque tube 26 être muni d'un doigt de retenue de munition, désarmé lors de la mise à feu de la charge propulsive. Pour donner à la mine un rayon d'efficacité de l'ordre de 100 m, avec tir à site de 40°, on utilisera généralement un calibre de tube supérieur à 200 mm.
Chaque munition antichar 12 (figure 3) comporte une enveloppe 30, contenant, de l'avant à l'arrière :
- une charge 32 à génération de noyau ou CGN, dont le calibre peut être de 150 mm pour une munition de 220 mm, d'axe transversal à l'axe de roulis de la munition, munie de son dispositif de mise à feu 34 ;
- un dispositif 36 de détection de proximité et de commande de mise à feu, comportant des moyens capteurs de rayonnement infrarouge ou millimétrique directifs et une électronique de traitement ;
- une source d'alimentation électrique 38, constituée par une pile thermique munie de moyens d'activation par percussion au départ de la munition ;
- un propulseur à poudre 39 prévu pour fonctionner à deux régimes successifs, un régime d'accélération de faible durée (0,4 s par exemple) à forte poussée permettant d'amener la munition à sa vitesse de vol permanente, habituellement de 40 m/s environ, et un régime de croisière au cours duquel la poussée compense la trainée à cette vitesse.
La munition 12 porte un empennage de stabilisation monté sur l'enveloppe par l'intermédiaire d'un roulement à billes 40. Dans le mode de réalisation illustré, cet empenage est constitué d'un anneau support et de quatre aillettes courbes 42, repliées sur l'anneau lorsque la munition est dans son tube et se déployant à la sortie du tube.
Le propulseur à poudre 39 est prévu pour donner à la munition 12 un mouvement de rotation permanent et uniforme autour de l'axe de roulis provoquant le balayage au sol par les capteurs infrarouges, à une vitesse de l'ordre de 16 t/s pour une vitesse de 40 m/s. Pour cela il peut comporter deux tuyères 44 placées côte à côte et légèrement inclinées dans des sens opposés.
Dans le cas de l'infrarouge, les moyens capteurs du dispositif de détection 36 sont avantageusement deux capteurs directifs ayant une plage de sensibilité de l'ordre de 30 mrads, fonctionnant dans des plages de longueurs d'onde différentes pour permettre une corrélation qui élimine les fausses cibles. Ces capteurs peuvent être du type Pb-Se, sensible dans la bande 3,6 - 4,9 µm et PbS, sensible entre 1,6 et 2,7 µm. L'axe de visée 46 des capteurs est décalé angulairement de quelques degrés vers l'avant par rapport à celui de la charge car, comme on le verra plus loin, le dispositif ne provoque la mise à feu qu'après une vérification grossière de proximité de la cible par traitement du signal résultant du balayage de l'ensemble de la cible.
Dans le cas du capteur millimétrique, il s'agit avantageusement d'un capteur actif fonctionnant à 35 ou 94 GHz dont la plage de sensibilité est de l'rodre de 30 mrads, muni d'un dispositif d'élimination de fausse cible ; l'axe de visée du capteur est également décalé par rapport à celui de la charge ; la mise à feu n'est autorisée que jusqu'à une certaine distance, mesurée par le capteur.
L'organigramme de fonctionnement de la mine est du genre montré en figure 5.
Une fois posée et activée (l'activation pouvant se faire à distance par télécommande), la mine se place en mode de veille acoustique et sismique. Pratiquement, les capteurs sismiques disponibles à l'heure actuelle, permettent de détecter un véhicule chenillé à une distance d'environ 200 m et un véhicule sur roue à une distance d'une centaine de mètres. Le signal provenant du détecteur sismique est transmis à un filtre présentant une bande passante ΔF₁ correspondant à la plage de vibrations provoquées par un véhicule. Lorsque le signal transmis par le détecteur sismique dépasse un seuil déterminé il autorise la détection acoustique à l'aide des trois microphones 20. Le signal provenant des détecteurs acoustiques est soumis à un nouveau filtrage avec une bande ΔF₂ et, s'il dépasse un seuil, provoque l'activation d'un circuit de localisation et de poursuite acoustique de la cible. Cette localisation s'effectue par mesure du déphasage entre les signaux reçus par les microphones 20 placés à signes fixes. Le circuit de localisation et de poursuite calcule d'une part la position angulaire de la cible par rapport à l'affût, d'autre part la vitesse angulaire de la cible.
A l'instant où la vitesse angulaire, après avoir augmenté commence à diminuer et à ce moment là seulement, le mécanisme de pointage des munitions est mis en route. Pour cela, le circuit de localisation et de poursuite détermine à partir de la vitesse angulaire l'angle de visée en azimut. La ligne de tir doit en effet être en avant de la cible dans le sens du déplacement de cette dernière, l'angle d'avance étant choisi pour une distance moyenne dans le rayon d'action de la mine.
Dès que ce temps est déterminé, le circuit d'asservissement fait pivoter la tourelle pour orienter les tubes lanceurs 26. Du fait que le pointage n'a lieu qu'au dernier moment, on utilise au mieux l'énergie disponible. En adoptant une vitesse de pointage élevée, de l'ordre de 360°/s, le retard au pointage est sans inconvénient.
Dès que les tubes 26 sont arrêtés et pointés, le dispositif d'activation de la mine met à feu la charge propulsive d'une des munitions 12 et en même temps inhibe pendant une durée déterminée (une seconde par exemple) les dispositifs de détection et de poursuite, afin d'éviter les conséquences de la saturation des capteurs provoquée par le bruit du propulseur.
La munition, tirée à site fixe, atteint sa vitesse de croisière en une fraction de seconde. Le capteur commence immédiatement à balayer angulairement l'espace autour de la munition. Dans le cas de l'infrarouge, la différence de luminosité entre le ciel et le sol permet de limiter la zone angulaire prise en compte à une centaine de degrès, correspondant à la zone bornée par des tirets sur la figure 1. Pour une vitesse de rotation de 16 tours/s une vitesse de 40 m/s, les traces successives au sol du balayage sont suffisamment rapprochées pour que toute cible rencontrée passe dans le champs des capteurs 36.
Pour éviter la mise à feu de la charge 32 sur une cible trop éloignée, le dispositif de détection est avantageusement prévu pour traiter le signal reçu. Dans le cas du millimétrique actif, étant donné que l'on dispose de l'information distance, il est aisé d'interdire le tir sur une cible trop éloignée. Dans le cas de l'infrarouge, cette discrimination peut être faite sur la base de la forme du signal fourni par les capteurs infrarouges. Le critère de détection est basé sur le fait que le signal s fourni par le capteur ne varie pas dans le temps de la même façon si la cible se trouve dans l'axe de vol de la munition ou latéralement. Dans le cas d'une cible directement survolée par la munition, le signal va avoir l'allure montrée en 50 sur la figure 6. Le signal présente successivement une rampe de montée t₁, un plateau de durée t₂ et une rampe de descente de durée t₃. Au contraire, dans le cas d'une cible en limite de portée, latérale, le signal, en tirets sur la figure 6, ne comporte plus de plateau. Pour différencier le signal 50 des signaux correspondant à des cibles à écarter, on peut dériver le signal s. On obtient ainsi un signal dérivé d constitué de deux créneaux séparés par un intervalle de temps t₂. Le critère de validation sera donc la présence de deux créneaux de polarité opposée séparés par un intervalle de temps de durée supérieure à une valeur minimale déterminée.
La mine montrée schématiquement en figures 1 et 2 comporte des moyens supplémentaires destinés à interdire une neutralisation et un relèvement non souhaités.
Pour cela, la mine 10 comporte deux munitions antipersonnel 52 éjectables. Le tir de ces munitions est commandé par le circuit de détection sismique utilisant le même capteur que celui du dispositif antichar mais avec un filtrage passe-bande dans une plage ΔF₃ différente de ΔF₁. La détection sismique antipersonnel peut être complétée par une détection acoustique, dans un domaine de fréquence ΔF₄. L'initiation par détection sismique ou acoustique provoque l'éjection d'une grenade après orientation automatique de la tourelle. Une fois les deux munitions antipersonnel tirées, tout ébranlement de la mine provoque la mise à feu des munitions antichar restantes. Le tir de la seconde munition antichar, peut au surplus être prévu pour provoquer la destruction matérielle ou le court-circuitage du jeu de filtres de l'électronique de traitement.
La figure 7 montre une constitution de principe de la partie des moyens de détection destinés au tir des munitions antichar.
Une voie de détection sismique comprend un capteur sismique 54, qui peut être de type classique, dont le signal de sortie est appliqué à un préamplificateur différentiel 56. Le signal de sorties de ce préamplificateur attaque un circuit à seuil 58 qui transmet les signaux d'amplitude supérieure, à une valeur déterminée, à un filtre 60 de bande passante ΔF₁. Un comparateur 62 fournit un signal logique de sortie dans la mesure où l'amplitude des signaux analogiques fournis par le filtre 60 dépassent une valeur déterminée, pouvant être ajustable.
Une voie de détection acoustique peut présenter une structure comparable à celle de la voie sismique qui vient d'être décrite. Les signaux fournis par un des microphones 20 (ou l'ensemble des microphones montés en parallèle) sont successivement soumis à préamplification, détection à seuil, filtrage et comparaison. Le signal de sortie du comparateur 64 est appliqué à l'une des entrés d'une porte ET 66 qui reçoit également le signal du comparateur 62. En plus de cette sélection par table de vérité fréquentielle, peut être prévue une corrélation entre les rapports de niveaux acoustiques et sismiques dans différentes bandes de fréquences particulières et caractéristiques. Cette corrélation peut être faite par un microprocesseur.
L'apparition du signal logique ET 66, confirmé par le calcul du microprocesseur de corrélation, povoque l'émission par un circuit de détection 68 d'un ordre de poursuite acoustique schématisé en 70, et l'interruption provisoire de la surveillance.
La poursuite acoustique, schématisée en 70, implique un usage des microphones 20 différent de celui qui vient d'être décrit : les microphones 20 attaquent, par l'intermédiaire d'un interrupteur d'interruption de poursuite acoustique et d'un circuit de filtrage respectif, les trois entrées d'un comparateur de phase à partir duquel est déterminé l'orientation de la cible. Le pointage s'effectue alors comme cela a déjà été décrit. La commande mise à feu provoque l'ouverture, pendant une durée correspondant à la durée de vol approximative de la munition (une seconde par exemple), des interrupteurs pour interrompre la poursuite acoustique.

Claims

1. Mine à tir indirect d'attaque de véhicule blindé, comprenant un affût ayant un socle contenant un système de détection et de localisation en azimut de cible par voie sismique et acoustique et au moins un tube de lancement de munition, orientable en gisement par ledit système pour projecter la munition (12) à site fixe vers la position où la vitesse angulaire de la cible est maximale, caractérisée en ce que la munition est autopropulsée par des moyens (39,4) qui la maintiennent en rotation autour de son axe de roulis, contient une charge à génération de noyau (dite CGN ou SFF) d'axe transversal à l'axe de roulis, et est munie de moyens de détection de cible à balayage autour de l'axe de roulis, provoquant la détonation de la charge lorsqu'elle est dirigée vers la cible.

2. Mine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de détection comportent un capteur infrarouge ou millimétrique directif (36) de balayage en rotation autour de l'axe de roulis, en avance sur l'axe de la charge, et un circuit de comparaison validant le signal de sortie du capteur pour indiquer la présence d'une cible lorsque ce signal a une durée supérieure à une valeur déterminée.

3. Mine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le capteur est sensible dans deux domaines de longueur d'onde et associé à un circuit faisant une corrélation des deux mesures.

4. Mine selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le circuit de comparaison utilise la forme du signal comme critère de validation de ce signal.

5. Mine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de détection comportent un capteur millimétrique actif de balayage en rotation autour de l'axe de roulis ; en avance sur l'axe de la charge et un dispositif éliminant les cibles trop éloignées basé sur l'information distance fournie par le capteur.

6. Mine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens d'autopropulsion comprennent un régime d'accélération permettant d'amener la munition à sa vitesse de croisière en un laps de temps très bref et un régime de croisière dont la poussée compense la trainée.

7. Mine selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'étape d'accélération de croisière est un propulseur à deux tuyères de sortie (44) symétriques faisant un angle avec l'axe de roulis.

8. Mine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la munition est munie d'un empennage de stabilisation (42) constitué d'ailettes déployables, monté sur le corps par un palier (40) pour ne pas être entraîné par la rotation de ce dernier.