EP0434476B1

EP0434476B1 - Projectile à basculement au devant et à proximité de la cible

Info

Publication number: EP0434476B1
Application number: EP19900402833
Authority: EP
Inventors: François Arene
Original assignee: Societe dEtudes de Realisations et dApplications Techniques SA SERAT
Current assignee: Societe dEtudes de Realisations et dApplications Techniques SA SERAT
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1990-10-10
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2010-10-10
Also published as: DE69010471T2; FR2656080B1; FR2656080A1; DE434476T1; EP0434476A3; EP0434476A2; DE69010471D1

Description

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux projectiles, roquettes ou missiles, équipés de charges militaires telles que charges à effets dirigés et agissant notamment :

soit par leur jet dans le cas de charges creuses et diédriques ;
soit par projection de leur noyau dans le cas de charges plates.

La présente invention se propose de perfectionner de tels projectiles ou similaires, notamment antichars, afin d'en améliorer l'efficacité.
On sait que l'axe des charges des projectiles du type défini ci-dessus correspond à la direction de leurs effets et que, pour des raisons de coût, de simplicité et de puissance eu égard au calibre, l'axe de la charge est généralement confondu avec l'axe du projectile, soit encore et sensiblement avec sa vitesse.
De plus, il convient de faire remarquer que :

les effets de telles charges militaires, jets ou noyaux notamment, sont très rapides et leurs trajets au travers des cibles attaquées par de telles charges sont sensiblement parallèles aux vitesses de ces effets ;
l'épaisseur à traverser pour perforer des blindages non réactifs est donc sensiblement proportionnelle à l'inverse du cosinus de l'angle d'incidence de ces effets par rapport à la normale au blindage ;
ainsi, pour traverser un blindage présentant une épaisseur E, les effets de la charge militaire du projectile devront parcourir un trajet L, dit "épaisseur équivalente" et qui est fonction de l'incidence des effets telle que précisée dans le tableau ci-après :

dans le cas des blindages réactifs, l'efficacité de ce type de protection est également une fonction croissante de l'incidence, cette efficacité étant sensiblement nulle aux faibles incidences, par exemple inférieures à 20° ;
il est donc toujours avantageux pour un projectile de diriger les effets de la charge militaire dans une direction aussi voisine que possible de la normale au blindage de la cible ;
c'est ainsi que la présente titulaire a proposé dans son brevet français 80 23 087 déposé le 29 octobre 1980 et publié sous le numéro 2 492 966, une charge creuse pour projectiles stabilisés en roulis donc l'axe présente un calage négative par rapport à l'axe du projectile (revendication 18 de ce brevet français), ce calage négatif étant à l'évidence avantageux pour l'attaque du glacis avant des véhicules blindés ;
cependant, tous les types de projectiles ne s'adaptent pas sans contrainte à la stabilisation en roulis ;
d'autre part, pour un projectile antichar, il importe que celui-ci soit capable non seulement de l'attaque frontale du glacis avant du blindé mais encore de réaliser différentes configurations de tir où la normale au blindage s'écarte souvent du plan de tir et n'est pas toujours dirigée vers le haut.

C'est pourquoi, la présente invention se propose d'apporter un projectile qui est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant de :

détecter la présence de la cible au devant et à proximité de celle-ci;
détecter également, au moins approximativement, par exemple à 15° près (cette valeur n'ayant aucun caractère limitatif), l'orientation de la normale au blindage par rapport à l'axe du projectile ;
faire basculer l'axe du projectile, ou tout au moins celui de la charge de manière à rapprocher cet axe de la normale au blindage par exemple à mieux de 25° et ;
inhiber ce basculement, si l'axe du projectile ou de la charge est déjà suffisamment proche de ladite normale, eu égard aux approximations de la détection et aux dispersions du basculement.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le projectile comporte trois couples émetteurs/récepteurs disposés à 120° et à une distance R de l'axe du projectile, chacun de ces couples, dans leur position nominale se recoupant à une distance D du plan des couples émetteurs/récepteurs, à une distance R′ de l'axe dudit projectile et dans chacun des trois plans définis par l'axe du projectile et par chaque couple. Selon l'invention, la géométrie des faisceaux d'émission et de réception peut être définie de manière que la distance D soit de l'ordre de 1,5 à 2 m, que la distance R soit de l'ordre de 5.10⁻² m et que la distance R′ soit environ 0,10 m
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation. Il est bien entendu qu'il s'agit uniquement d'exemples et que l'invention peut également s'appliquer, sans sortir de son cadre, à tous autres modes de réalisation, formes, proportions, dispositions...
Sur les dessins :

la figure 1 est une vue schématique représentant l'ensemble du projectile selon l'invention ;
la figure 2 est une vue schématique en perspective représentant la disposition dans le projectile du système de détection prévu dans ce dernier et;
les figures 3 et 4 sont des schémas destinés à illustrer le principe de fonctionnement du système de détection d'un projectile selon l'invention.

En se référant à la figure 1, on voit que dans cet exemple de réalisation, un projectile selon l'invention, désigné dans son ensemble par la référence 1, comporte de l'arrière à l'avant les éléments suivants :

un empennage déployant 2 fixé au culot 3 du projectile 1 ;
un dispositif de sécurité d'armement 4 de la charge militaire 5 ;
une charge militaire 5 qui dans cet exemple de réalisation non limitatif est une charge creuse ;
une alimentation électrique 6 ;
un détecteur constitué d'un certain nombre d'émetteurs 7 et de récepteurs 8 dont la disposition et les caractéristiques seront précisées ci-après ;
un impulseur 9 assurant le basculement du projectile, en tout ou partie et ;
une ogive 10 comportant éventuellement un contacteur d'impact direct.
le projectile comporte par ailleurs un circuit de commande qui est relié par des connexions appropriées au dispositif de sécurité et d'armement 4, à l'alimentation électrique 6, au détecteur constitué des émetteurs 7 et des récepteurs 8, à l'impulseur de basculement 9 et au contacteur d'ogive 11.

En se référant à la figure 2, on voit que dans cet exemple de réalisation non limitatif, le système de détection comprend trois couples émetteurs 7/récepteurs 8 à savoir les couples 7a/8a, 7b/8b et 7c/8c. Comme on le voit sur la figure 2, chaque couple est disposé à 120° les uns des autres autour de l'axe du projectile et à une distance R (voir la figure 3) par rapport à l'axe 1 du projectile, chaque émetteur 7 étant diamétralement opposé à son récepteur correspondant 8 (voir la figure 2).
Chaque émetteur tel que 7a, 7b, 7c est constitué par exemple par une diode laser, par exemple à l'arséniure de gallium, émettant dans l'infrarouge proche, aux environs de 0,9, associée à une optique donnant au faisceau d'émission une section elliptique très prononcée. A titre d'exemple nullement limitatif on indiquera que cette section du faisceau d'émission peut présenter une épaisseur e ∼ 2 mm et une largeur 1 ∼ 10 mm.
Chaque récepteur tel que 8a, 8b, 8c est constitué dans cet exemple de réalisation non limitatif par une photodiode associée à une optique dont le champ de réception couvre par exemple à une distance de 1,5 m (cet exemple n'étant pas limitatif), une surface voisine de la section du faisceau d'émission et, selon sa disposition nominale, ce champ recoupe ce faisceau d'émission à une distance R′ de l'axe du projectile et à une distance D par exemple de 1,50 m du plan des couples émetteurs/récepteurs (voir la figure 3).
Les signaux de sortie des récepteurs 8a, 8b, 8c sont exploités par un système électronique de traitement qui est intégré au circuit de commande 12. Chaque couple de faisceau d'émission et de champ de réception se recoupe sur une profondeur d (voir la figure 3) à une portée ou distance D définie par le plan des émetteurs tels que 7a et des récepteurs tels que 8a. Ce système électronique de traitement intégré au circuit de commande 12 est conçu de façon à définir l'instant de ces recouvrements avec une précision correspondant en écart type à mieux de : $σD¹ ≦ ½ d = \frac{D}{2R} e = 310⁻²m$
Par ailleurs on observe qu'un décalage d'un faisceau d'émission ou d'un champ de réception associé entraîne une erreur D2 sur D qui est la suivante: $ΔD2 = \frac{D²}{R} Δϑ$
Selon l'invention les axes optiques sont réglés de construction et la fidélité angulaire de ces réglages est maintenue par des structures rigides, cette fidélité étant caractérisée en écart type par σϑ = 0,5.10⁻³ rad.
Cet écart de fidélité sur les réglages angulaires conduit aussi à un écart sur l'évaluation de D, D2 tel que: $σD² = √2 \frac{D²}{R} σϑ = 3,18.10⁻²m$
σD1 et σD2 entraînent une erreur tgi sur l'évaluation de l'orientation i de la normale au blindage par rapport à l'axe du projectile.
La figure 4 montre que cette erreur est fonction de l'écartement R′ qui sépare les zones de recouvrement des faisceaux d'émission et des champs de réception, avec l'axe du projectile soit un écart type : $σtgi = \frac{√2}{√3 R'} \sqrt{σD₁² + σD₂²} = 3,6 \frac{10⁻²}{R'}$
Ainsi i sera défini à 15° près pour R′ = 0,13 m.
Selon la variante de l'invention représentée schématiquement par la figure 4, les trois émetteurs 7a, 7b, 7c et les trois récepteurs 8a, 8b, 8c, sont respectivement regroupés symétriquement par rapport à l'axe du projectile comme on peut le voir sur cette figure 4. Cette variante ne modifie pas la disposition des trois zones de recoupement précédemment décrites, disposition qui simplifie la construction et la fidélité relative du réglage optique. Elle permet d'augmenter par exemple la portée D du détecteur (coupes d'émetteurs/récepteurs) de 1,50 m à 2 m tout en diminuant l'écartement R′ de 0,13 à 0,10 m, la distance R des couples émetteurs/récepteurs par rapport à l'axe du projectile 1 étant de l'ordre de 5.10⁻² m.
Selon encore une autre variante de cet exemple de réalisation d'un projectile selon l'invention, on peut introduire une redondance dans les systèmes de détection par exemple en doublant les couples d'émetteurs et de récepteurs de manière à réduire la valeur de σtgi, par exemple dans un rapport de 1/√2
Selon un autre aspect de la présente invention, le projectile peut faire application, en totalité ou en partie, des dispositifs de basculement qui ont été décrits et revendiqués par la présente titulaire dans ses brevets français 7725655, publié sous le numéro 2 401 400 et 82 00 145 publié sous le numéro 2519752. On utilise alors un système provoquant le basculement de la charge militaire au moins au-dessus de l'objectif, mettant en oeuvre un système d'impulseurs à action transversale, selon la séquence suivante :

séparation pyrotechnique de la charge et des parties arrières du projectile ;
initiation d'un impulseur à tuyères radiales multiples ;
éjection pyrotechnique de l'opercule de la tuyère correspondant au plan de basculement recherché, compte tenu de la vitesse de roulis du projectile et du temps de combustion de l'impulseur.

Les dispositions décrites et revendiquées ici peuvent être prises en combinaison avec celles décrites et revendiquées par la présente titulaire dans ses demandes de brevets déposées le même jour et intitulées :

"perfectionnements aux projectiles antichars agissant en survol de l'objectif avec basculement" ;
"perfectionnements apportés aux projectiles agissant en survol ou au devant de la cible".

Claims

Projectile, notamment antichar caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant de :
- détecter la présence d'une cible au devant et à proximité de celle-ci ;

- détecter également, au moins approximativement l'orientation (i) de la normale à la paroi de la cible par rapport à l'axe du projectile (1);

- faire basculer l'axe du projectile ou tout au moins celui de la charge, avant impact sur la cible, de manière à le rapprocher de ladite normale et ;

- inhiber ce basculement si l'axe de la charge du projectile est déjà suffisamment proche de cette normale, eu égard aux approximations de détection et aux dispersions du basculement.
Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de l'orientation de la normale à la paroi de la cible par rapport à l'axe du projectile (1) est effectuée à 15° près.
Projectile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapprochement de l'axe du projectile par rapport à la normale à la paroi de la cible, après basculement est réalisé avec une approximation supérieure à 25°.
Projectile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte trois couples émetteurs/récepteurs (7a, 8a; 7b, 8b, 7c, 8c) disposés à 120° et à une distance (R) de l'axe du projectile (1), chacun des couples dans leurs positions nominales se recoupant à une distance (D) du plan des couples émetteurs/récepteurs, à une distance (R′) de l'axe dudit projectile (1) et dans chacun des trois plans définis par l'axe dudit projectile et par chaque couple émetteurs/récepteurs (7a, 8a; 7b, 8b; 7c, 8c).
Projectile selon la revendication 4, caractérisé en ce que, à la distance (D), les faisceaux d'émission et les champs de réception correspondant à chaque couple émetteurs/récepteurs présentent une section elliptique.
Projectile selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite section elliptique est définie par une largeur (1) de l'ordre de 10 mm et par une épaisseur (e) de l'ordre de 2 mm.
Projectile selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque émetteur (7a, 7b, 7c) est constitué par une diode laser émettant dans l'infrarouge proche, notamment une diode laser à l'arséniure de gallium et par une optique associée donnant au faisceau d'émission ladite section elliptique.
Projectile selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que chaque récepteur (8a, 8b, 8c) est constitué par une photodiode et son optique associée donnant au champ de réception ladite section elliptique.
Projectile selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la géométrie des faisceaux d'émission et de réception est définie par une distance (D) de l'ordre de 1,5 à 2 m, une distance (R) de l'ordre de 5.10⁻² m et un écartement (R′) de l'ordre de 0,10 m.
Projectile selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les trois émetteurs (7a, 7b, 7c) et les trois récepteurs (8a, 8b, 8c) sont respectivement regroupés symétriquement à l'axe du projectile (1), les trois points de recoupement des axes des couples émetteurs/récepteurs étant situés au nominal, à une distance (R′) de l'axe dudit projectile, à 120° l'un de l'autre et dans un plan perpendiculaire à cet axe et situé à une distance (D) du plan contenant les couples émetteurs/récepteurs.
Projectile selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que l'on introduit une redondance dans le système de détection, notamment en doublant les couples d'émetteurs (7a, 7b, 7c) et de récepteurs (8a, 8b, 8c).
Projectile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de basculement, au moins de sa charge militaire, par action d'un système d'impulseurs à action transversale selon la séquence suivante : séparation pyrotechnique de la charge et des parties arrières du projectile, initiation d'un impulseur à tuyères radiales multiples, éjection pyrotechnique de l'opercule de la tuyère correspondant au plan de basculement recherché, compte tenu de la vitesse de roulis du projectile et du temps de combustion de l'impulseur.