EP1342982A1 - Dispositif électro-pyrotechnique de sécurité pour munition et son procédé de commande - Google Patents

Dispositif électro-pyrotechnique de sécurité pour munition et son procédé de commande Download PDF

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EP1342982A1
EP1342982A1 EP03290559A EP03290559A EP1342982A1 EP 1342982 A1 EP1342982 A1 EP 1342982A1 EP 03290559 A EP03290559 A EP 03290559A EP 03290559 A EP03290559 A EP 03290559A EP 1342982 A1 EP1342982 A1 EP 1342982A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electro
safety device
function
word
pyrotechnic safety
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Application number
EP03290559A
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German (de)
English (en)
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EP1342982B1 (fr
Inventor
Joel Bansard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alkan SAS
Original Assignee
Alkan SAS
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Publication date
Application filed by Alkan SAS filed Critical Alkan SAS
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C17/00—Fuze-setting apparatus
    • F42C17/04—Fuze-setting apparatus for electric fuzes

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling an electro-pyrotechnic safety device for ammunition, intended to be coupled to a firing system, as well as to an initiator for such an electro-pyrotechnic safety device.
  • electro-pyrotechnic safety device means a device formed by a device such as a primer, a detonator, an igniter or the like, and a payload which can be very various, such as a pyrotechnic ignition, ejection and / or propulsion composition, a set of decoy cartridges or a dynamite cartridge used for example in the field of civil engineering.
  • a pyrotechnic ignition, ejection and / or propulsion composition a set of decoy cartridges or a dynamite cartridge used for example in the field of civil engineering.
  • these electro-pyrotechnic safety devices are coupled to a firing system which can also be of very diverse designs.
  • such an electro-pyrotechnic safety device can be part of a munition with multiple cartridges fixed to the structure of an aircraft, each of these cartridges being provided with a device.
  • the cartridges are fired successively under the control of a firing system which supplies the ammunition with the cartridge selection signals, the control signals necessary for their firing, and the electrical energy necessary for their initiation and the operation of their equipment. electric.
  • Document EP 0 798 535 describes a system for transmitting information between a weapon (that is to say a firing system) and an ammunition by which the safety conditions are implemented in the weapon using '' safety switches which are inserted in an electrical circuit of the weapon ensuring the supply of the ammunition and on which are transmitted bidirectionally control and verification signals exchanged between the electronics of the weapon and that of the ammunition.
  • the main security function determining whether or not to light the device is implemented in the firing system.
  • the object of the invention is to propose a method for controlling an electro-pyrotechnic device whose safety conditions are improved compared to those provided in the prior art.
  • the operation of the device can only be possible when an authorization to this effect is given in the electro-pyrotechnic safety device itself, the securing of the function being thus ensured as close as possible to the place where this function will be performed. This results in better overall security of the firing-ammunition system assembly.
  • the invention also relates to an electro-pyrotechnic safety device coupled to a firing system, comprising: a device for igniting said ammunition, transmission / reception means for receiving from said firing system a current intended for convey control information for at least one function of the electro-pyrotechnic safety device and an energy pulse for the ignition of a device of this device, and analysis and control means for interpreting the messages received and generate control signals,
  • this electro-pyrotechnic safety device being characterized in that said device is connected in a current circulation circuit in which is inserted at least one switch which can be closed in response to the production of a predetermined signal among said control signals.
  • block 1 designates a firing system designed to form messages M (FIGS. 2 and 4) and to address these messages to an electro-pyrotechnic safety device 2 according to the invention (hereinafter designated by l 'DEP).
  • This DEP is incorporated into a munition which has not been shown in detail.
  • the DEP includes a pyrotechnic device 3 intended to cause the operation of the munition.
  • the DEP 2 is also capable of sending messages back to the firing system 1.
  • the firing system 1 is connected to the DEP 2 via a two-wire connection 4 over which the messages comprising the energy pulse necessary for the operation of the device 3 and the information that is essential for it to be ordered.
  • This two-wire connection 4 is connected to the DEP 2 by only two terminals 5 and 6, no other connection to the outside being provided for the DEP 2.
  • the communication between the firing system 1 and the DEP 2 can be established by other means.
  • the ignition energy and the control information can be transmitted by inductive, optical or similar means, appropriate coupling elements then being provided for this purpose between the firing system 1 and the DEP 2.
  • the communication channel (in this case the two-wire link 4 and the terminals 5 and 6) is connected to a transmit / receive block 7 which constitutes an interface capable of routing the incoming and outgoing messages, respectively to the functional blocks internal DEP 2 and, if necessary, to the firing system 1.
  • Incoming messages appear on a line 8 which is connected to a power supply 9 and to a microcontroller 10.
  • the power supply unit 9 is designed to generate the supply voltage U on a terminal 11. The latter is connected to power supply terminals 12 of all the other units of the DEP 2.
  • the microcontroller 10 is also connected to the transmission / reception unit 7 by means of a line 13 on which the messages which have to leave the DEP 2 pass.
  • the pyrotechnic device 3 is connected between the terminals 5 and 6 respectively by means of controlled switches 14 and 15 forming with the device 3 a series circuit. Consequently, the initiator 3 can only be turned on if the two switches 14 and 15 are closed.
  • Each of the switches 14, 15 can be closed by an actuating circuit 16, respectively 17, which in turn receives signals from control of the microcontroller 10.
  • the switches 14 and 15 are preferably made in the form of semiconductors controlled like transistors or the like.
  • the microcontroller 10 also controls a so-called “sterilization” circuit 18 as well as a so-called “destruction” circuit 19.
  • the sterilization circuit 18 is connected to the actuation circuits 16 and 17 which it can make inoperative in order to prevent the operation of switches 14 and 15.
  • the destruction circuit is connected not only to the actuation circuits 16 and 17, but also to the transmission / reception block 7.
  • this destruction circuit 19 makes it possible to destroy the blocks to which it is connected and thus prevents any communication from outside with the electronics of the DEP via terminals 5 and 6.
  • the supply circuit 9 comprises an energy storage capacitor 9a which, when charged, makes it possible to temporarily supply the circuits of the DEP 2, that is to say ie at least for the time it takes to fire the munition in which the DEP is incorporated.
  • the firing system 1 is arranged to generate messages M (FIG. 2) comprising information coded in a series of words m 1 , m 2 , m 3 Vietnamese formed of a series of bits.
  • the topology of a message M is preferably of the UART type known to specialists comprising eight bits framed by a start bit and an end bit; the information rate can be chosen at 9600 baud, for example.
  • each word m 1 , m 2 , m 3 ... of the message M is therefore composed of the bits B start , B 0 to B 7 and B end .
  • At least the first word m 1 of each message M sent to the DEP 2 is intended for charging the capacitor 9a of the supply circuit 9.
  • the content of this word is that of the example in FIG. 3, because it allows a maximum of energy to be transferred to the supply circuit 9 (code "55" in hexadecimal on the basis of a byte).
  • Table 1 below lists, by way of example, the functional content that the words that can compose a message M, such as that represented in FIG. 2, may have. It should be noted that these words can be followed in order desired by the designer to carry out a predetermined sequence of events in DEP 2, it being understood that depending on the capacity of the capacitor 9a of the supply circuit 9, it is necessary to insert either between two consecutive functional words defining a functionality (hereinafter called "function words"), either between several of these words, a word called "supply”, the logical composition of which is then that shown in FIG. 3.
  • functions words defining a functionality
  • the second column of table 1 designates the direction of information flow which is directed from the shooting system 1 to the DEP 2 for all the words, with the exception of word 8 which implies a reverse flow of information.
  • This code (figure 3) is preferably "55" in hexadecimal to allow the transmission of a maximum of energy by this word.
  • the intensity of the current I sent by the firing system 1 to the DEP 2 is 0.1 A, it is possible to transmit 50 ⁇ J per word No. 1 to it.
  • the electronic circuits of the DEP 2 consume a total current of 10 ⁇ A, its autonomy can be a maximum of 5 seconds with a capacitor 9a of suitable capacity.
  • Function words n ° 2 to n ° 6 do not require any particular comments, except that when they are sent by the firing system 1, their logical content is sent to the microcontroller 10 which analyzes it and prepares the appropriate command, then sends a command signal to the corresponding organ or circuit d DEP 2. For example, if word no. 2 is sent, the microcontroller 10 activates the actuation circuit 16 which closes the switch 14 The same process is executed for all the other words, it being understood that each of these words is preceded by the word n ° 1 making it possible to charge the capacitor 9a.
  • Word No. 9 contains the DEP 2 sterilization command via the sterilization circuit 18. This functionality subsequently prevents the closing of the switches 14 and 15, so that the device 3 can no longer be ignited. However, DEP 2 can still respond to words 7 and 10 as long as they are sent by shooting system 1.
  • n ° 10 has the effect of activating the destruction circuit 19.
  • the switches 14 and 15 can no longer be closed, but also the transmission / reception circuit 7 being destroyed, no communication is possible. can no longer take place with the outside.
  • This characteristic can prove useful, if the munition equipped with the DEP according to the invention must be abandoned by force for example, a hostile or unauthorized entity being then incapable of firing the ammunition.
  • Table 2 above presents as an example a possible coding of the function word n ° 7 of status request, each code corresponding to a particular status request sent by the firing system 1 to the DEP 2.
  • the request calls for a response from the DEP in the form of word No. 8, the content of which is representative of a specific state of the DEP.
  • word n ° 8 is coded in a particular way, since emanating from DEP 2, it should be sent to the firing system 1 in DEP 2 requires only very low energy consumption. This word n ° 8 is therefore preferably coded on only one bit which can take the value "1" or "0".
  • the code for function word No. 7 is preferably formed by a four-bit identification part designating the status request followed by a part also with a length of four bits designating the nature of the status requested from the DEP.
  • Table 2 lists the meaning of this part of the requested status.
  • Table 2 Code (hexadecimal) Meaning 0 Not used 1 Function control by transmission of a "1" 2 Functional control by transmission of a "0" 3 State of switch 14 4 State of switches 14 and 15 5 Sterilization control status 18 6 Supply circuit status 9 7 Voltage U> at a predetermined voltage? (4 Volts for example) 8 Firework 3 OK? 9 Already pulled AT Not used B Identification of the DEP 2; Bit 1 VS Identification of the DEP 2; Bit 2 D Identification of the DEP 2; Bit 3 E Identification of the DEP 2; Bit 4 F Identification of the DEP; Bit 5
  • the message sent by the firing system 1 to the DEP 2 will be as follows: word n ° 1 (table 1), word n ° 7 (table 1) with code n ° 4 (table 2), message n ° 8 (bit “1, if the switches are closed and bit” 0 "if the switches are open), word n ° 1, word n ° 7, but with code n ° 8, word n ° 1, word n ° 8 (with the bit at "1” or at "0” according to l 'state of the device 3), and finally the code word n ° 1.
  • At least certain function words can be accompanied by at least one encrypted word in which the command code for the corresponding functionality is contained.
  • each other function word in table 1 is composed of a byte, the four most significant bits of which identify the corresponding functionality.
  • the four low-weight bits of these words can define the length of an encryption message which can be sent in the message M following the function word in Table 1 defining the functionality considered.
  • An encrypted message can be prepared in the firing system 1 and be sent in groups of eight successive bits, each time with the interposition of the supply word No. 1 to charge the capacitor 9a.
  • the encryption can be carried out in a known manner using a public or private key encryption algorithm.
  • the microcontroller 10 can execute a corresponding decryption program loaded in its memory using an inverse algorithm using the same public or private key as the case may be.
  • the four low-weight bits of each function word can thus define the length of the encrypted message, that is to say its number of bits or, more precisely and preferably, nibbles (group of four bits).
  • sequence of words illustrates by way of example the command with encryption of the closing function of the switch 15, it being assumed that the four least significant bits of the function word have the value "8" (hexadecimal) signifying that the encryption is carried out on eight quartet or 32 bits: word n ° 1, word n ° 3 with the code "8" (in hexadecimal), word n ° 1, word n ° 3 comprising the first least encrypted nibble , word # 1, word # 3 with the second encrypted quartet, word # 1, word # 3 with the third encrypted quartet, word # 1, word # 3 with the fourth encrypted quartet, word # 1 , ).
  • the function word ° 11 of table 1 is only used to initialize the ammunition during manufacture. It can in particular be used to determine the number of bits to be encrypted for each function word used.
  • FIG. 4 illustrates a firing sequence implying by way of example a sequence of four function words, of a period of sending the ignition energy for the device 3 (time T) during which the current I rises to a comparatively very high level compared to the intensity used for the transmission of messages M, and finally several additional words sent after the shot to interrogate the DEP 2 when its status.

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Abstract

Un système de tir (1) est agencé pour envoyer à un dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2) des messages formés de mots logiques de fonction. Le dispositif (2) comprend un artifice (3) pouvant être allumé par un courant qui n'y peut circuler que si des interrupteurs (14, 15) se trouvant dans le dispositif (2) sont fermés. La fermeture des interrupteurs (14, 15) est commande en réponse à des signaux produits à la suite de l'analyse des mots logiques contenus dans le message. <IMAGE>

Description

  • La présente invention est relative à un procédé de commande d'un dispositif électro-pyrotechnique de sécurité pour munition, destiné à être couplé à un système de tir, ainsi qu'à un initiateur pour un tel dispositif électro-pyrotechnique de sécurité.
  • Dans le contexte de la présente invention, on entend par dispositif électro-pyrotechnique de sécurité un dispositif formé d'un artifice tel qu'une amorce, un détonateur, un inflammateur ou analogue, et d'une charge utile qui peut être de natures très diverses, comme une composition pyrotechnique d'allumage, d'éjection et/ou de propulsion, un jeu de cartouches de leurrage ou encore une cartouche de dynamite utilisée par exemple dans le domaine du génie civil. Au moment de leur utilisation, ces dispositifs électro-pyrotechniques de sécurité sont couplés à un système de tir pouvant également être de conceptions très diverses.
  • Dans le cas du leurrage notamment, un tel dispositif électro-pyrotechnique de sécurité peut faire partie d'une munition à cartouches multiples fixée sur la structure d'un aéronef, chacune de ces cartouches étant pourvue d'un artifice. Les cartouches sont tirées successivement sous la commande d'un système de tir qui fournit à la munition les signaux de sélection des cartouches, les signaux de commande nécessaires pour leur tir, et l'énergie électrique nécessaire à leur initiation et au fonctionnement de leur équipement électrique.
  • Pour assurer la sécurité des personnels et des biens, il est nécessaire de faire en sorte que la mise à feu d'un dispositif électro-pyrotechnique ne puisse avoir lieu que si certaines conditions prédéterminées selon des critères sévères sont réunies. Cela vaut naturellement tant pour les applications militaires, que pour les applications au génie civil.
  • Le document EP 0 798 535 décrit un système de transmission d'informations entre une arme (c'est à dire un système de tir) et une munition par lequel les conditions de sécurité sont mises en oeuvre dans l'arme à l'aide d'interrupteurs de sécurité qui sont insérés dans un circuit électrique de l'arme assurant l'alimentation de la munition et sur lequel sont transmis de façon bidirectionnelle des signaux de commande et de vérification échangés entre l'électronique de l'arme et celle de la munition. Dans ce cas, la principale fonction de sécurité déterminant la possibilité ou non d'allumer l'artifice est mise en oeuvre dans le système de tir.
  • Ceci présente l'inconvénient qu'une munition non couplée au système de tir peut être tirée par application de l'énergie nécessaire sans qu'il faille passer par la fonction de sécurité. Ainsi, une entité hostile à laquelle la munition doit être abandonnée, ou dans le cas d'une utilisation civile, des personnes non compétentes ou mal intentionnées, peuvent tirer la munition en envoyant dans l'artifice le courant d'allumage nécessaire.
  • L'invention a pour but de proposer un procédé de commande d'un dispositif électro-pyrotechnique dont les conditions de sécurité sont améliorées par rapport à celles assurées dans la technique antérieure.
  • L'invention a donc pour objet un procédé pour commander au moins un dispositif électro-pyrotechnique de sécurité couplé à un système de tir, ce dispositif pouvant communiquer avec le système de tir pour y faire circuler un courant destiné à véhiculer de l'information de commande d'au moins une fonction du dispositif électro-pyrotechnique de sécurité et une impulsion d'énergie pour l'allumage d'un artifice de ce dispositif, procédé qui consiste à n'autoriser le passage de ladite impulsion d'énergie dans ledit artifice que lorsqu'au moins une autorisation de circulation de cette impulsion est délivrée par ledit système de tir,
       caractérisé en ce qu'il consiste
    • a) à engendrer dans ledit système de tir un message composé d'au moins un mot logique représentatif de ladite fonction d'autorisation de circulation,
    • b) à transmettre ledit mot logique au dispositif électro-pyrotechnique de sécurité,
    • c) à analyser ledit mot logique dans celui-ci pour en extraire un signal de commande de ladite fonction d'autorisation de circulation et
    • d) à délivrer l'autorisation de circulation dans ledit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité en réponse audit signal de commande.
  • Grâce à ces caractéristiques, le fonctionnement de l'artifice ne peut être possible que lorsqu'une autorisation à cet effet est donnée dans le dispositif électro-pyrotechnique de sécurité lui-même, la sécurisation de la fonction étant ainsi assurée au plus près du lieu où sera accomplie cette fonction. Il en résulte une meilleure sécurité globale de l'ensemble système de tir-munition.
  • Selon d'autres particularités avantageuses de l'invention,
    • ladite fonction d'autorisation de circulation est doublée dans ledit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité, et le procédé consiste à exécuter les opérations a), b) et c) pour chacune desdites fonctions, et à ne délivrer l'autorisation de circulation de l'impulsion de courant dans ledit artifice qu'en réponse à l'apparition cumulée des deux signaux de commande produits;
    • le dispositif électro-pyrotechnique de sécurité comprenant des moyens électroniques d'analyse et de commande et des moyens d'alimentation électriques à accumulation auxquels est envoyé sélectivement le courant pour assurer l'alimentation en énergie desdits moyens électronique d'analyse et de commande, ledit procédé consiste en outre, au moins préalablement à l'exécution desdites opérations a), b) et c), à engendrer dans ledit système de tir un mot logique d'alimentation, et à cumuler l'énergie représentée par les bits successifs de ce mot logique d'alimentation dans lesdits moyens d'alimentation à accumulation pour permettre le fonctionnement desdits moyens d'analyse et de commande;
    • le mot logique d'alimentation représente un maximum de transitions possibles, tel que le code "55" en hexadécimal sur la base d'un octet;
    • le procédé consiste à engendrer dans ledit système de tir au moins un autre mot logique représentatif d'une autre fonction à accomplir dans le dispositif électro-pyrotechnique de sécurité, à transmettre ledit autre mot logique audit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité, à analyser ledit mot logique dans ledit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité pour engendrer un signal de commande de ladite autre fonction, et à exécuter ladite autre fonction en réponse audit signal de commande qui lui correspond;
    • ladite autre fonction est capable de stériliser ladite fonction d'autorisation de circulation de courant;
    • ladite autre fonction est capable de commander la destruction d'au moins une partie dudit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité;
    • le procédé consiste en outre à engendrer dans ledit système de tir un mot logique de fonction représentatif d'une demande de statut dudit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité, à transmettre ledit mot de fonction à celui-ci, à engendrer dans ledit dispositif une réponse à ladite demande de statut en fonction d'un état déterminé de ce dispositif, et à renvoyer ladite réponse audit système de tir;
    • ladite réponse à une demande de statut est codée sur un seul bit:
    • le procédé consiste à crypter au moins une partie dudit message dans ledit système de tir, et à décrypter ladite partie de message dans ledit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité avant d'exécuter ladite fonction définie dans ledit message;
    • au moins certains mots logiques de fonction dudit message comprennent un premier groupe de bits codant pour une fonctionnalité prédéterminée dudit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité et une deuxième groupe de bits définissant le nombre de bits sur lequel ledit message est crypté et lesdits bits de cryptage sont codés dans des mots logiques suivant le mot de fonction correspondant;
    • dans ledit message chaque mot logique de fonction est précédé et suivi de mots logiques d'alimentation.
  • L'invention a également pour objet un dispositif électro-pyrotechnique de sécurité couplé à un système de tir, comprenant: un artifice pour l'allumage de ladite munition, des moyens d'émission/réception pour recevoir dudit système de tir un courant destiné à véhiculer de l'information de commande d'au moins une fonction du dispositif électro-pyrotechnique de sécurité et une impulsion d'énergie pour l'allumage d'un artifice de ce dispositif, et des moyens d'analyse et de commande pour interpréter les messages reçus et engendrer des signaux de commande, ce dispositif électro-pyrotechnique de sécurité étant caractérisé en ce que ledit artifice est connecté dans un circuit de circulation de courant dans lequel est inséré au moins un interrupteur pouvant être fermé en réponse à la production d'un signal prédéterminé parmi lesdits signaux de commande.
  • Selon d'autres caractéristiques intéressantes de ce dispositif électro-pyrotechnique de sécurité:
    • il comprend également des moyens pour stériliser ledit interrupteur en réponse à la production d'un autre desdits signaux de commande;
    • il comprend également des moyens pour détruire au moins une partie dudit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité en réponse à la production d'un autre desdits signaux de commande.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels:
    • la figure 1 est un schéma simplifié d'un dispositif électro-pyrotechnique de sécurité selon l'invention;
    • la figure 2 montre un exemple d'une forme possible de message pouvant être échangé entre un système de tir et un dispositif électro-pyrotechnique de sécurité selon l'invention connecté à ce système de tir;
    • la figure 3 montre un exemple d'une forme possible des mots composant le message de la figure 2;
    • la figure 4 montre un message selon la figure 2 dans lequel est incorporé une impulsion de mise à feu du dispositif électro-pyrotechnique de sécurité.
  • Sur la figure 1, le bloc 1 désigne un système de tir conçu pour former des messages M (figures 2 et 4) et pour adresser ces messages à un dispositif électro-pyrotechnique de sécurité 2 selon l'invention (désigné ci-après par l'abréviation DEP). Ce DEP est incorporé à une munition qui n'a pas été représentée en détail. Le DEP comprend un artifice pyrotechnique 3 destiné à provoquer le fonctionnement de la munition. Le DEP 2 est également capable d'adresser en retour des messages au système de tir 1.
  • Dans l'exemple représenté, le système de tir 1 est connecté au DEP 2 par l'intermédiaire d'une liaison bifilaire 4 sur laquelle peuvent transiter les messages comprenant l'impulsion d'énergie nécessaire au fonctionnement de l'artifice 3 et l'information qui lui est indispensable pour être commandé. Cette liaison bifilaire 4 est reliée au DEP 2 par seulement deux bornes 5 et 6, aucune autre connexion vers l'extérieur n'étant prévue pour le DEP 2.
  • Il est à noter que selon des variantes de réalisation, la communication entre le système de tir 1 et le DEP 2 peut être établie par d'autres moyens. Par exemple, l'énergie d'allumage et l'information de commande peuvent être transmises par voie inductive, optique ou analogue, des éléments de couplage appropriés étant alors prévus à cet effet entre le système de tir 1 et le DEP 2.
  • La voie de communication (en l'occurrence la liaison bifilaire 4 et les bornes 5 et 6) est reliée à un bloc d'émission/réception 7 qui constitue une interface capable d'aiguiller les messages entrants et sortants, respectivement vers les blocs fonctionnels internes du DEP 2 et, le cas échéant, vers le système de tir 1.
  • Les messages entrants apparaissent sur une ligne 8 qui est reliée à un bloc d'alimentation 9 et à un microcontrôleur 10.
  • Le bloc d'alimentation 9 est conçu pour engendrer la tension d'alimentation U sur une borne 11. Cette dernière est reliée à des bornes d'alimentation 12 de tous les autres blocs du DEP 2.
  • Le microcontrôleur 10 est relié également au bloc d'émission/réception 7 par l'intermédiaire d'une ligne 13 sur laquelle transitent les messages devant sortir du DEP 2.
  • L'artifice pyrotechnique 3 est relié entre les bornes 5 et 6 respectivement par l'intermédiaire d'interrupteurs commandés 14 et 15 formant avec l'artifice 3 un circuit série. Par conséquent, l'initiateur 3 ne peut être allumé que si les deux interrupteurs 14 et 15 sont fermés. Chacun des interrupteurs 14, 15 peut être fermé par un circuit d'actionnement 16 ,respectivement 17, qui à son tour reçoit des signaux de commande du microcontrôleur 10. Les interrupteurs 14 et 15 sont réalisés de préférence sous la forme de semi-conducteurs commandés comme des transistors ou analogues.
  • Le microcontrôleur 10 commande également un circuit dit de "stérilisation" 18 ainsi qu'un circuit dit de "destruction" 19. Le circuit de stérilisation 18 est connecté aux circuits d'actionnement 16 et 17 qu'il peut rendre inopérants afin d'empêcher le fonctionnement des interrupteurs 14 et 15.
  • Le circuit de destruction est connecté non seulement aux circuits d'actionnement 16 et 17, mais également au bloc d'émission/réception 7. Lorsque le microcontrôleur 10 lui envoie un signal de commande, ce circuit de destruction 19 permet de détruire les blocs auxquels il est relié et d'empêcher ainsi toute communication provenant de l'extérieur avec l'électronique du DEP par l'intermédiaire des bornes 5 et 6.
  • Comme cela est connu en soi notamment par le brevet européen précité, le circuit d'alimentation 9 comprend un condensateur de stockage d'énergie 9a qui lorsqu'il est chargé, permet d'alimenter temporairement les circuits du DEP 2, c'est-à-dire au minimum pendant le temps qu'il faut pour assurer le tir de la munition auquel le DEP est incorporé.
  • A cet effet, le système de tir 1 est agencé pour engendrer des messages M (figure 2) comprenant de l'information codée dans une suite de mots m1, m2, m3..... eux-mêmes formés d'une suite de bits. Dans l'exemple décrit ici, la topologie d'un message M est de préférence du type UART connu des spécialistes comportant huit bits encadrés d'un bit de début et d'un bit de fin; le débit de l'information peut être choisi à 9600 bauds, par exemple. Dans le cas décrit et comme représenté sur la figure 3, chaque mot m1, m2, m3... du message M est donc composé des bits Bdébut, B0 à B7 et Bfin.
  • Au moins le premier mot m1 de chaque message M envoyé vers le DEP 2 est destiné à la charge du condensateur 9a du circuit d'alimentation 9. De préférence, le contenu de ce mot est celui de l'exemple de la figure 3, car elle permet de transférer un maximum d'énergie au circuit d'alimentation 9 (code "55" en hexadécimal sur la base d'un octet).
  • Le tableau 1 ci-après énumère, à titre d'exemple, le contenu fonctionnel que peuvent avoir les mots pouvant composer un message M, tel que celui représenté sur la figure 2. Il convient de noter que ces mots peuvent se suivre dans un ordre souhaité par le concepteur pour réaliser une séquence d'événements prédéterminée dans le DEP 2, étant entendu qu'en fonction de la capacité du condensateur 9a du circuit d'alimentation 9, il convient d'intercaler soit entre deux mots fonctionnels consécutifs définissant une fonctionnalité (dits ci-après "mots de fonction"), soit entre plusieurs de ces mots, un mot dit "d'alimentation" dont la composition logique est alors celle représentée sur la figure 3.
  • La deuxième colonne du tableau 1 désigne le sens de circulation de l'information qui est dirigé du système de tir 1 vers le DEP 2 pour tous les mots, à l'exception du mot 8 qui implique une circulation inverse de l'information. Tableau 1
    N° mots Sens Fonctionnalité
    1 1 → 2 Alimenter les circuits du DEP
    2 1 → 2 Fermer l'interrupteur 14
    3 1 → 2 Fermer l'interrupteur 15
    4 1 → 2 Mettre à feu l'artifice 3
    5 1 → 2 Ouvrir l'interrupteur 14
    6 1 → 2 Ouvrir les interrupteurs 14 et 15
    7 1 → 2 Demander le statut au DEP
    8 2 → 1 Renvoyer le statut au système de tir
    9 1 → 2 Stériliser le DEP
    10 1 → 2 Détruire l'électronique du DEP
    11 1 → 2 Initialisation du DEP
  • Comme déjà évoqué ci-dessus, le mot d'alimentation N°1 code pour l'alimentation des circuits du DEP 2. Ce code (figure 3) est de préférence "55" en hexadécimal pour permettre la transmission d'un maximum d'énergie par ce mot. Par exemple, si l'intensité du courant I envoyé par le système de tir 1 vers le DEP 2 est de 0,1 A, il est possible de lui transmettre 50 µJ par mot N°1. Dans ce cas, si les circuits électroniques du DEP 2 consomment un courant total de 10 µA, son autonomie peut être au maximum de 5 secondes avec un condensateur 9a de capacité adaptée. Cependant, on peut admettre une durée d'autonomie plus faible par exemple 0,5 secondes seulement, ce qui permettra de réduire la taille du condensateur 9a. Il est à noter à cet égard que l'on peut envisager de connecter au condensateur 9a une résistance de charge 9b qui absorbe l'énergie accumulée dans le condensateur si, pendant une période prédéterminée (pendant une seconde par exemple), aucune information n'a transitée du système de tir 1 vers le DEP 2. Cette fonction d'absorption d'énergie garantit une sécurité de fonctionnement accrue du DEP, l'électronique étant systématiquement mise en veille totale par absence d'alimentation si le système de tir 1 ne l'active pas.
  • Les mots de fonction n°2 à n°6 ne nécessitent pas de commentaires particuliers, si ce n'est que lorsqu'ils sont envoyés par le système de tir 1, leur contenu logique est envoyé au microcontrôleur 10 qui l'analyse et prépare la commande adéquate, puis envoie un signal de commande à l'organe ou au circuit correspondant d DEP 2. Par exemple, si le mot n°2 est envoyé, le microcontrôleur 10 active le circuit d'actionnement 16 qui ferme l'interrupteur 14. Un même processus est exécuté pour tous les autres mots, étant entendu que chacun de ces mots est précédé du mot n°1 permettant de charger le condensateur 9a.
  • On remarquera à propos de l'activation de l'artifice 3 qu'elle nécessite la fermeture cumulée des interrupteurs 14 et 15, cette action ayant pour effet l'autorisation de circulation d'un courant dans cet artifice. On voit donc que cette autorisation dépend d'éléments qui sont situés dans le DEP, c'est à dire d'éléments qui sont situés le plus près possible de l'artifice. Cette caractéristique apporte notamment l'avantage de permettre, lorsque la munition est séparée du système de tir 1, de rendre impossible l'allumage de l'artifice 3, un allumage intempestif ou frauduleux étant rendu impossible sans connaissance du code que doit recevoir le microcontrôleur 10. Comme expliqué plus loin, la sécurité à cet égard peut encore être renforcée si les messages destinés au microcontrôleur 10 subissent un cryptage pour rendre possible l'exécution des fonctions qu'ils contiennent.
  • Le mot n° 9 contient la commande de stérilisation du DEP 2 par l'intermédiaire du circuit de stérilisation 18. Cette fonctionnalité empêche par la suite la fermeture des interrupteurs 14 et 15, de sorte que l'artifice 3 ne peut plus être allumé. Cependant, le DEP 2 peut encore répondre aux mots n°s 7 et 10 pour autant qu'ils soient envoyés par le système de tir 1.
  • Le mot n° 10 a pour effet l'activation du circuit de destruction 19. Par cette commande, non seulement les interrupteurs 14 et 15 ne peuvent plus être fermés, mais également le circuit d'émission/réception 7 étant détruit, aucune communication ne peut plus avoir lieu avec l'extérieur. Cette caractéristique peut s'avérer utile, si la munition dotée du DEP selon l'invention doit être abandonnée de force par exemple, une entité hostile ou non autorisée étant alors incapable de tirer la munition.
  • Le tableau 2 ci-dessus présente à titre d'exemple un codage possible du mot de fonction n° 7 de demande de statut, chaque code correspondant à une demande de statut particulière émise par le système de tir 1 vers le DEP 2. La demande appelle une réponse de la part du DEP sous forme du mot n°8 dont le contenu est représentatif d'un état déterminé du DEP.
  • Il est à noter que le mot n°8 est codé de façon particulière, puisque émanant du DEP 2, il convient que son envoi vers le système de tir 1 n'impose dans le DEP 2 qu'une très faible consommation d'énergie. Ce mot n°8 est donc codé de préférence sur un bit seulement pouvant prendre la valeur "1" ou "0".
  • Le code du mot de fonction n° 7 est dé préférence formé d'une partie d'identification sur quatre bits désignant la demande de statut suivie d'une partie également d'une longueur de quatre bits désignant la nature du statut demandé au DEP. Le tableau 2 énumère la signification de cette partie du statut demandé. Tableau 2
    Code (hexadécimal) Signification
    0 Non utilisé
    1 Contrôle de fonctionnement par transmission d'un "1"
    2 Contrôle de fonctionnement par transmission d'un "0"
    3 Etat de l'interrupteur 14
    4 Etat des interrupteurs 14 et 15
    5 Etat de la commande de stérilisation 18
    6 Etat du circuit d'alimentation 9
    7 Tension U > à une tension prédéterminée? (4 Volts par exemple)
    8 Artifice 3 OK?
    9 Déjà tiré
    A Non utilisé
    B Identification du DEP 2; Bit 1
    C Identification du DEP 2; Bit 2
    D Identification du DEP 2; Bit 3
    E Identification du DEP 2; Bit 4
    F Identification du DEP; Bit 5
  • A titre d'exemple, en supposant que le système de tir 1 doive vérifier successivement l'état des interrupteurs 14 et 15 et celui de l'artifice 3, le message adressé par le système de tir 1 au DEP 2 sera le suivant: mot n°1 (tableau 1), mot n°7 (tableau 1) avec code n°4 (tableau 2), message n°8 (le bit "1, si les interrupteurs sont fermés et le bit "0" si les interrupteurs sont ouverts), le mot n°1, le mot n°7, mais avec le code n° 8, le mot n°1, le mot n°8 (avec le bit à "1" ou à "0" selon l'état de l'artifice 3), et enfin le mot de code n°1.
  • Selon une caractéristique favorisant particulièrement la sécurité de fonctionnement du DEP selon l'invention, au moins certains mots de fonction peuvent être assortis d'au moins un mot crypté dans lequel est contenu le code de commande de la fonctionnalité correspondante.
  • Comme le mot de fonction N°7, chaque autre mot de fonction du tableau 1 est composé d'un octet dont les quatre bits de plus grand poids identifient la fonctionnalité correspondante. Selon l'invention, les quatre bits de faible poids de ces mots peuvent définir la longueur d'un message de cryptage qui pourra être envoyé dans le message M à la suite du mot de fonction du tableau 1 définissant la fonctionnalité considérée.
  • Un message crypté peut être préparé dans le système de tir 1 et être envoyé par groupes de huit bits successifs, avec chaque fois l'interposition du mot d'alimentation n°1 pour charger le condensateur 9a. Le cryptage peut être réalisé de façon connue à l'aide d'un algorithme de cryptage à clé publique ou privée. Dans ce cas, le microcontrôleur 10 pourra exécuter un programme de décryptage correspondant chargé dans sa mémoire à l'aide d'un algorithme inverse utilisant la même clé publique ou privée selon le cas. Les quatre bits de faible poids de chaque mot de fonction pourront ainsi définir la longueur du message crypté, c'est-à-dire son nombre de bits ou, plus précisément et de préférence, de quartets (groupe de quatre bits).
  • Il est à noter que, quand les quatre bits de faible poids du mot de fonction représentent la valeur hexadécimale "0", l'ensemble du code de commande est contenu dans le seul octet de ce mot et il n'y a alors pas de cryptage. Par exemple, si la fonction consiste à fermer l'interrupteur 14 et que cette fonction est considérée comme peu sensible sur le plan de la sécurité, la séquence de mots envoyée par le système de tir 1 au DEP 2 sera la suivante: mot n°1, mot n°2 (avec les quatre bits de faible poids à "0", mot n°1.....
  • La séquence de mots suivante illustre à titre d' exemple la commande avec cryptage de la fonction de fermeture de l'interrupteur 15, étant supposé que les quatre bits de plus faible poids du mot de fonction ont la valeur "8" (hexadécimal) signifiant que le cryptage est effectué sur huit quartet ou 32 bits: mot n°1, mot n°3 avec le code "8" (en hexadécimal), mot n°1, mot n°3 comportant le premier quartet crypté en plus faible poids, mot n°1, mot n°3 avec le deuxième quartet crypté, mot n°1, mot n°3 avec le troisième quartet crypté, mot n°1, mot N°3 avec le quatrième quartet crypté, mot n°1, .....
  • Il est à noter que le niveau de sécurité de la transmission des messages entre le système de tir 1 et e DEP 2 sera d'autant plus élevé que le nombre de bits cryptés est grand. Bien entendu, le temps de traitement augmentera également avec un nombre croissant de bits cryptés.
  • Ainsi, il peut être avantageux de ne crypter sur un nombre de bits important que les commandes sensibles comme par exemple les fonctions de fermeture simultanée des interrupteurs 14 et 15 et de choisir pour les autres fonctions des nombres de bits cryptés moins élevés. L'un des avantages importants de l'invention réside dans le grand choix des degrés de confidentialité dont dispose le concepteur pour concevoir des messages sécurisés.
  • Le mot de fonction°11 du tableau 1 n'est utilisé que pour initialiser la munition à la fabrication. Il peut notamment être utilisé pour déterminer le nombre de bits à crypter pour chaque mot de fonction utilisé.
  • La figure 4 illustre une séquence de tir impliquant à titre d'exemple une séquence de quatre mots de fonction, d'une période d'envoi de l'énergie d'allumage pour l'artifice 3 (temps T) au cours de laquelle le courant I monte à un niveau comparativement très élevé par rapport à l'intensité utilisée pour la transmission des messages M, et enfin plusieurs mots supplémentaires envoyés après le tir pour interroger le DEP 2 quand à son statut.

Claims (15)

  1. Procédé pour commander au moins un dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2) couplé à un système de tir (1), ce dispositif pouvant communiquer avec le système de tir (1) pour y faire circuler un courant (I) destiné à véhiculer de l'information (M) de commande d'au moins une fonction de ce dispositif et une impulsion d'énergie pour l'allumage d'un artifice (3) dudit dispositif, procédé qui consiste à n'autoriser le passage de ladite impulsion d'énergie dans ledit artifice (3) que lorsqu'au moins une autorisation de circulation de cette impulsion est délivrée par ledit système de tir (1),
       caractérisé en ce qu'il consiste
    a) à engendrer dans ledit système de tir (1) un message (M) composé d'au moins un mot logique (m1, m2, m3.....) représentatif de ladite fonction d'autorisation de circulation,
    b) à transmettre ledit mot logique au dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2),
    c) à analyser ledit mot logique dans celui-ci pour en extraire un signal de commande de ladite fonction d'autorisation de circulation et
    d) à délivrer l'autorisation de circulation dans ledit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2) en réponse audit signal de commande.
  2. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fonction d'autorisation de circulation est doublée dans ledit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2),
       en ce que qu'il consiste à exécuter les opérations a), b) et c) pour chacune desdites fonctions, et
       à ne délivrer l'autorisation de circulation de l'impulsion de courant (I) dans ledit artifice (3) qu'en réponse à l'apparition cumulée des deux signaux de commande produits.
  3. Procédé de commande selon la revendication 1, d'un dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2) comprenant des moyens électroniques d'analyse et de commande (10, 16 à 19) et des moyens d'alimentation électriques à accumulation (9) auxquels est envoyé sélectivement le courant (I) pour assurer l'alimentation en énergie desdits moyens électroniques d'analyse et de commande (10, 16 à 19),
       ledit procédé étant en outre caractérisé en ce qu'il consiste, au moins préalablement à l'exécution desdites opérations a), b) et c),
       à engendrer dans ledit système de tir (1) un mot logique d'alimentation, et
       à cumuler l'énergie représentée par les bits successifs de ce mot logique d'alimentation dans lesdits moyens d'alimentation à accumulation (9) pour permettre le fonctionnement desdits moyens d'analyse et de commande (10, 16 à 19).
  4. Procédé de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mot logique d'alimentation représente un maximum de transitions possible, tel que le code "55" en hexadécimal, sur la base d'un octet.
  5. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste
       à engendrer dans ledit système de tir (1) au moins un autre mot logique représentatif d'une autre fonction à accomplir dans le dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2),
       à transmettre ledit autre mot logique audit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2),
       à analyser ledit mot logique dans ledit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2) pour engendrer un signal de commande de ladite autre fonction, et
       à exécuter ladite autre fonction en réponse audit signal de commande qui lui correspond.
  6. Procédé de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite autre fonction est capable de stériliser ladite fonction d'autorisation de circulation de courant.
  7. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que ladite autre fonction est capable de commander la destruction d'au moins une partie dudit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2).
  8. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste en outre
       à engendrer dans ledit système de tir (1) un mot logique de fonction représentatif d'une demande de statut dudit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2),
       à transmettre ledit mot de fonction audit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité,
       à engendrer dans ledit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2) une réponse à ladite demande de statut en fonction d'un état déterminé de ce dispositif électro-pyrotechnique de sécurité, et
       à renvoyer ladite réponse audit système de tir (1).
  9. Procédé de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite réponse à une demande de statut est codée sur un seul bit.
  10. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste
       à crypter au moins une partie dudit message (M) dans ledit système de tir (1), et
       à décrypter ladite partie de message dans ledit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2) avant d'exécuter ladite fonction définie dans ledit message.
  11. Procédé de commande selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins certains mots logiques de fonction dudit message (M) comprennent un premier groupe de bits codant pour une fonctionnalité prédéterminée dudit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2) et une deuxième groupe de bits définissant le nombre de bits sur lequel ledit message est crypté et
       en ce que lesdits bits de cryptage sont codés dans des mots logiques suivant le mot de fonction correspondant.
  12. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que dans ledit message chaque mot logique de fonction est précédé et suivi de mots logiques d'alimentation.
  13. Dispositif électro-pyrotechnique de sécurité couplé à un système de tir, comprenant:
    un artifice (3) pour l'allumage de ladite munition,
    des moyens d'émission/réception (7) pour recevoir dudit système de tir (1) un courant (I) destiné à véhiculer de l'information (M) de commande d'au moins une fonction du dispositif électro-pyrotechnique de sécurité et une impulsion d'énergie pour l'allumage d'un artifice (3) du dispositif électro-pyrotechnique de sécurité,
    des moyens d'analyse et de commande (10, 16 à 19) pour analyser les messages reçus et en extraire des signaux de commande,
    ce dispositif électro-pyrotechnique de sécurité étant caractérisé en ce que ledit artifice (3) est connecté dans un circuit de circulation de courant dans lequel est inséré au moins un interrupteur (14, 15) ne pouvant être fermé qu'en réponse à la production d'au moins un signal prédéterminé de commande d'autorisation de circulation de ladite impulsion d'énergie dans ledit artifice.
  14. Dispositif électro-pyrotechnique de sécurité suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens (18) pour stériliser ledit interrupteur (14, 15) en réponse à la production d'un autre desdits signaux de commande.
  15. Dispositif électro-pyrotechnique de sécurité suivant l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens (19) pour détruire au moins une partie dudit dispositif électro-pyrotechnique de sécurité (2) en réponse à la production d'un autre desdits signaux de commande.
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