EP1782018A1 - Method and system for activating an ammunition load, ammunition equipped with a high-precision activating device and system for neutralizing a target - Google Patents

Method and system for activating an ammunition load, ammunition equipped with a high-precision activating device and system for neutralizing a target

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Publication number
EP1782018A1
EP1782018A1 EP05774192A EP05774192A EP1782018A1 EP 1782018 A1 EP1782018 A1 EP 1782018A1 EP 05774192 A EP05774192 A EP 05774192A EP 05774192 A EP05774192 A EP 05774192A EP 1782018 A1 EP1782018 A1 EP 1782018A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
munition
ammunition
target
optical
detectors
Prior art date
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Ceased
Application number
EP05774192A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jean-Paul Thales Intellectual Property GUYVARCH
Patrick Thales Intellectual Property Doignon
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.)
TDA Armements SAS
Original Assignee
TDA Armements SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by TDA Armements SAS filed Critical TDA Armements SAS
Publication of EP1782018A1 publication Critical patent/EP1782018A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C13/00—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation
    • F42C13/02—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by intensity of light or similar radiation

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for activating the charge of a munition. It also relates to a munition equipped with a high precision activation device. Finally, it concerns a system for neutralizing a target. The invention applies in particular to hit hidden targets where there is not necessarily a direct impact with these targets.
  • the guided or unguided munitions fired remotely by any device can have a direct kinetic effect on the objective. This effect may be lethal or non-lethal depending on the shooting conditions and the nature of the projectile, such as metal or rubber.
  • These ammunition can also have a reinforced or indirect effect by equipping the munition with a secondary device such as:
  • a pyrotechnic charge which is hollow, explosive or dispersed with sub-projectiles, liquid or gas, for example a tear gas;
  • indirect effects applications include, for example:
  • An object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks, in particular by allowing a sufficiently precise trigger position without implementation complexity.
  • the subject of the invention is a method of activating a munition near a target using a laser beam that illuminates an object located near the target, firing the charge of the ammunition being activated from the detection by the munition of the laser spot backscattered by the object.
  • the firing is activated a time ⁇ t1 after the detection time t 0 of the laser spot, possibly the time ⁇ t1 is substantially zero.
  • the aiming direction of the munition preferably passes close to the object.
  • the object can be an obstacle behind which hides the target.
  • the head of the ammunition is equipped with at least one optical detector.
  • the invention also relates to a system for activating a munition near a target, the system comprising at least: a laser source creating a beam that illuminates an object located near the target;
  • an optical device equipping the munition to detect the laser spot backscattered by the object; a control block equipping the munition creating the activation signal from a detection signal received by the optical device.
  • the laser source being coupled to the gun firing the ammunition, the aiming direction of the barrel passes close to the object.
  • the control block transmits the firing signal a time ⁇ t1, possibly zero, after the instant t 0 for receiving the detection signal.
  • the optical device comprises, for example optical detectors placed at the periphery of the head of the munition.
  • the invention also relates to a munition comprising an activation device composed of at least one optical detector and a control block, the optical detector being intended to detect a signal produced by an object located near a target.
  • the detectors are disposed at the periphery of the head of the munition.
  • the optical detectors are for example located on the periphery of the same cross section.
  • the optical opening of the detectors is elliptical, the major axis of the opening being oriented perpendicular to the axis of symmetry of the munition.
  • the optical axis of a detector forms for example with the axis of the munition an angle ⁇ substantially equal to 60 °.
  • the optical detector 43 and the control block are made for example in the form of a kit adaptable to ammunition existing instead of a control device originally equipping the munition.
  • the invention finally relates to a system for neutralizing a target comprising at least one munition as defined above and a laser source for illuminating an object located near the target, the firing of the charge of the munition being activated by the control block from the detection of the laser spot backscattered by the object.
  • FIG. 1 an exemplary implementation of the activation of the charge of a munition according to the prior art
  • FIG. 2 an illustration of the method and of a system according to the invention for activating an ammunition
  • FIG. 3 an illustration of the trajectory of a munition in the vicinity of an object located near a target
  • FIG. 4 an illustration of the head of a munition equipped with an activation device according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates an exemplary implementation of a system for activating the charge of a munition according to the prior art.
  • a munition 1 is fired at a distance by a gun 2.
  • the purpose of the mission is to neutralize a target X hidden behind an obstacle 3, for example a wall.
  • the gun 2 is located about one kilometer from the wall 3. Knowing the speed of the ammunition 1, it is theoretically possible to deduce at a time ⁇ t after firing the distance traveled by the ammunition. On the other hand, knowing the distance D to which the charge of the munition must explode, one deduces the corresponding delay ⁇ t 0 to apply to the firing.
  • the speed of the ammunition can not, for example, be better than 1%.
  • FIG. 2 illustrates a method and also a system for activating the charge of a munition 23 according to the invention.
  • a laser beam 21 is used. This laser beam 21 illuminates not the target X, because it is hidden, but an object located in its vicinity and chosen by the shooter.
  • the object may be the obstacle that hides the target, for example a wall or wall 3 behind which is hidden the target X.
  • the chosen object could also be for example the frame of a window or a window. opening of a building.
  • the aiming direction 22 of the ammunition 23 is chosen by the shooter. It passes close to the object 3. It aims for example the center of a window or a place located about a meter above a wall.
  • the laser beam 21 is created by a laser source, for example coupled to the barrel 2.
  • the munition 23 is equipped with a directional optical detector intended to detect the laser spot 24 backscattered by the neighboring object of the target X, in this case the wall 3 in the example of Figure 2, according to a predefined geometric configuration.
  • a firing delay ⁇ t1 is engaged. At the end of this time ⁇ t1 the munition is fired and explodes 25.
  • the time ⁇ t1 is very short but sufficient for the ammunition 23 to exceed the obstacle 3 and explode opposite the target X, close to the latter.
  • the uncertainty of the distance traveled since the detection of the laser spot on the obstacle is extremely small because the distance in play predefined is no longer of the order of a kilometer but of the order of ten meters, even a few meters.
  • an inaccuracy of 1% leads to an inaccuracy of distance traveled only 0.1 meters.
  • the optical detector of the munition detects the laser spot 24 and with the preset delay ⁇ t1, the charge of the ammunition is fired. If necessary ⁇ t1 can be taken equal to 0. In this case the delay created is the natural firing delay which is sufficient for the charge to explode a few meters after time t 0 .
  • the ammunition has an optical device. It also comprises a control block for processing the detection signals received by the optical device, creating the possible delay ⁇ t1 and creating the activation signal for firing the charge of the munition from a received detection signal .
  • the obstacle 3 is rough, that is to say that it comprises, in particular, surface irregularities of dimensions greater than the wavelength of the laser, and that it is not totally absorbent; which causes a backscattering laser signal 24 little directive and sufficient intensity to allow detection a few meters. These conditions are often encountered in reality and are therefore not very restrictive.
  • FIG. 3 illustrates the trajectory of the munition 23, assumed to be coincidental with the firing axis 22, and the optical axis 26 of a detector equipping the munition near the obstacle 3, for example a wall.
  • the two axes 22, 26 form a substantially constant angle ⁇ .
  • M 0 represents the first point of the trajectory 22 where the detector detects the laser spot 24 on the obstacle, corresponding to the instant t 0 above.
  • the spot is located at a point I on the surface of the obstacle.
  • the point H represents the projection of the point I on the trajectory 22 of the munition and the point M F the desired point of ignition on this same trajectory.
  • the distance M 0 H depends on the height of overflight of the munition with respect to the obstacle, the point illuminated on the obstacle and the angle ⁇ of orientation of the detector, assumed to be perfectly known. It follows that:
  • the uncertainty ⁇ (IH) is notably a function of the pointing errors of the laser sighting axis and the firing axis, the characteristics of the laser spot on the obstacle 3 and the characteristics of the detector embedded in the munition 23
  • the error ⁇ (IH) may be of the order of 2 meters.
  • angle ⁇ is important. This angle ⁇ depends in fact on the arrangement of the detector in the munition 23 and more particularly on the inclination of its optical axis with respect to the axis of the munition. If ⁇ is weak, the term 1 / tg ⁇ becomes very large and tends to infinity when ⁇ tends to 0.
  • the backscattered laser signal is weaker and more dependent on the surface state of the obstacle
  • FIG. 4 illustrates the head of a munition according to the invention, equipped with a high precision activation device.
  • a munition detonates at a location that can be precisely defined, including a precision as previously expressed.
  • the activation device comprises in particular optical detectors and an associated electronic processing and control unit.
  • the munition is composed of a body, not shown, for example comprising the pyrotechnic charge and the head 41.
  • the head has a substantially conical appearance around the axis of symmetry 42 of the munition which merges with the axis of its axis. trajectory during the shooting phase.
  • the head 41 of the munition comprises an optical device intended in particular to detect the laser spot reflected by an obstacle 3.
  • This optical device comprises optical detectors 43 placed at the periphery of the head 41 of the ammunition.
  • the optical detectors are for example infrared detectors.
  • the optical axis 26 of a detector 43 forms the angle ⁇ with the axis 42 of the munition. According to what has been specified above, the angle ⁇ is for example of the order of 60 °.
  • the field of optics is a parameter to adjust according to the characteristics of the mission.
  • the optical detectors are for example disposed on the same cross section of the head and distributed around the perimeter of this section.
  • detectors can be distributed regularly and in sufficient number to cover the entire space, and more particularly to take into account the roll of the ammunition. Indeed, the rolling position of the ammunition is generally not known. It is then necessary to use several detectors distributed around the perimeter of the head, preferably on the same cross section. These detectors may be distributed regularly and symmetrically with respect to the axis 42 of the munition. In order to limit the number of detectors, especially for cost reasons, it is advantageous to use optics with asymmetrical aperture, for example having a large field in the plane perpendicular to FIG. 4 passing through the optical axis 26. The opening of a detector is then elliptical, the major axis being oriented perpendicular to the axis of symmetry 42 of the munition.
  • the device with several detectors is also useful to reduce uncertainty in the instant of detection.
  • this rotation speed usually reaches values greater than 1000 revolutions per second. Under these conditions, two detectors can suffice.
  • the head furthermore comprises an electronic block intended in particular to process the optical signals supplied by the detectors and then to create the activation signal for firing the charge of the munition, possibly with the delay ⁇ t1.
  • the electronic block is connected to the optical detectors.
  • An ammunition whose head is illustrated in FIG. 3 can be used in a system substantially different from that of FIG. 2 provided that it can detect a signal, for example a laser spot, located near a target. Such an ammunition associated with a laser source composes an effective neutralization system of a target.
  • the optical detector 43 and the control block are for example made for example in the form of a kit adaptable to existing ammunition instead of a control device originally equipping the ammunition, for example to the place of a chronometric rocket or an impact detector.
  • the old control device is then removed, unscrewed for example, and replaced by the adaptable kit.

Abstract

The invention concerns a method and system for activating an ammunition load. The invention also concerns an ammunition equipped with a high-precision activating device. The invention further concerns a system for neutralizing a target. A laser beam (21) is used illuminating an object (3) located proximate the target (X), the firing of the ammunition load (23) is activated based on the detection by the ammunition of the laser spot (24) back-scattered by the object (3). The firing is activated for an interval ?t1 after the time t<sub

Description

PROCEDE ET SYSTEME D1ACTIVATION DE LA CHARGE D'UNEMETHOD AND SYSTEM 1 ACTIVATION OF CHARGE
MUNITION, MUNITION EQUIPEE D'UN DISPOSITIF D1ACTIVATION AAMMO, AMMUNITION EQUIPPED FOR DEVICE ACTIVATION 1
GRANDE PRECISION ET SYSTEME DE NEUTRALISATION D'UNE CIBLEHIGH PRECISION AND NEUTRALIZATION SYSTEM OF A TARGET
La présente invention concerne un procédé et un système d'activation de la charge d'une munition. Elle concerne également une munition équipée d'un dispositif d'activation à grande précision. Elle concerne enfin un système de neutralisation d'une cible. L'invention s'applique notamment pour toucher des cibles cachées où il n'y a pas nécessairement d'impact direct avec ces cibles.The present invention relates to a method and a system for activating the charge of a munition. It also relates to a munition equipped with a high precision activation device. Finally, it concerns a system for neutralizing a target. The invention applies in particular to hit hidden targets where there is not necessarily a direct impact with these targets.
Les munitions guidées ou non guidées tirées à distance par un dispositif quelconque, par exemple un canon pyrotechnique, électrique ou pneumatique, ou encore des lanceurs mécaniques divers, peuvent avoir un effet cinétique direct sur l'objectif. Cet effet peut être létal ou non létal suivant les conditions du tir et la nature du projectile, en métal ou caoutchouc par exemple. Ces munitions peuvent aussi avoir un effet renforcé ou indirect en équipant la munition d'un dispositif secondaire tel que :The guided or unguided munitions fired remotely by any device, for example a pyrotechnic, electric or pneumatic gun, or various mechanical launchers, can have a direct kinetic effect on the objective. This effect may be lethal or non-lethal depending on the shooting conditions and the nature of the projectile, such as metal or rubber. These ammunition can also have a reinforced or indirect effect by equipping the munition with a secondary device such as:
- une charge pyrotechnique creuse, explosive ou à dispersion de sous- projectiles, de liquide ou de gaz, par exemple un gaz lacrymogène ;a pyrotechnic charge which is hollow, explosive or dispersed with sub-projectiles, liquid or gas, for example a tear gas;
- une charge délivrant un effet secondaire, typiquement non létal, par moyen non pyrotechnique, mécanique ou pneumatique par exemple.- A load delivering a side effect, typically non-lethal, by non-pyrotechnic means, mechanical or pneumatic, for example.
Des exemples d'applications d'effets indirects concernent par exemple :Examples of indirect effects applications include, for example:
- une munition de moyen calibre tirée par un canon contre un bâtiment en tir direct où un problème d'intérêt opérationnel est de tirer la munition vers l'ouverture d'une fenêtre et de déclencher la charge à l'entrée dans la pièce et non pas à l'impact contre le mur du fond de la pièce ;- Medium-caliber ammunition fired by a cannon against a direct fire building where a problem of operational interest is to fire the ammunition towards the opening of a window and to trigger the charge at the entrance to the room and not not at impact against the wall at the back of the room;
- une munition du même type que précédemment mais tirée contre des fantassins embusqués derrière un obstacle quelconque, par exemple un muret ou des sacs de sable.- a munition of the same type as before but shot against infantry ambushed behind any obstacle, for example a low wall or sandbags.
Pour ces types d'application se pose le problème de l'activation du dispositif secondaire au moment adéquat. Il existe plusieurs solutions. Il est connu d'effectuer une détection de proximité de la cible par moyen actif de type radar ou optique, ou encore par influence magnétique ou capacitive. Cependant, les dispositifs de détection de proximité ne donnent pas toujours satisfaction, par exemple pour des cibles sans signature électromagnétique ou magnétique exploitable ou dans des environnements complexes. Il est connu d'utiliser des moyens de télécommande, par exemple d'un envoi d'un signal radio à un instant précis. Une telle solution est complexe et coûteuse à mettre en œuvre et par conséquent exclue.For these types of applications arises the problem of activation of the secondary device at the appropriate time. There are several solutions. It is known to perform proximity detection of the target by active means of radar or optical type, or by magnetic or capacitive influence. However, proximity sensing devices do not always give satisfaction, for example for targets without electromagnetic signature or magnetic exploitable or in complex environments. It is known to use remote control means, for example sending a radio signal at a specific time. Such a solution is complex and expensive to implement and therefore excluded.
Il est aussi connu de réaliser un déclenchement du dispositif secondaire par effet purement interne à la munition, par exemple au moyen d'un chronométrage. La vitesse de la munition étant supposée connue, on peut en déduire une distance parcourue et donc définir un endroit de déclenchement. Cette solution a notamment comme inconvénient d'être peu précise. En effet, la précision de la distance de déclenchement est peu compatible du besoin opérationnel. Ce besoin est typiquement d'une précision meilleure que le mètre pour une distance de tir de l'ordre du kilomètre. Les incertitudes sur la cinétique de la munition ne permettent pas a priori d'atteindre cette précision de 1 pour 1000.It is also known to perform a triggering of the secondary device by purely internal effect to the munition, for example by means of a timing. The speed of the munition being supposed known, one can deduce a distance traveled and therefore define a triggering place. This solution has the particular disadvantage of being inaccurate. Indeed, the accuracy of the trip distance is not compatible with the operational need. This need is typically better than the meter for a shooting distance of the order of a kilometer. The uncertainties on the kinetics of the ammunition do not allow a priori to reach this precision of 1 per 1000.
Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités, en particulier en permettant une position de déclenchement suffisamment précise sans complexité de mise en œuvre. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'activation d'une munition à proximité d'une cible utilisant un faisceau laser qui éclaire un objet situé à proximité de la cible, la mise à feu de la charge de la munition étant activée à partir de la détection par la munition de la tache laser rétrodiffusée par l'objet.An object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks, in particular by allowing a sufficiently precise trigger position without implementation complexity. For this purpose, the subject of the invention is a method of activating a munition near a target using a laser beam that illuminates an object located near the target, firing the charge of the ammunition being activated from the detection by the munition of the laser spot backscattered by the object.
La mise à feu est activée un temps Δt1 après l'instant t0 de détection de la tache laser, éventuellement le temps Δt1 est sensiblement nul.The firing is activated a time Δt1 after the detection time t 0 of the laser spot, possibly the time Δt1 is substantially zero.
La direction de visée de la munition passe de préférence à proximité de l'objet. L'objet peut être un obstacle derrière lequel se cache la cible.The aiming direction of the munition preferably passes close to the object. The object can be an obstacle behind which hides the target.
La tête de la munition est équipée au moins d'un détecteur optique.The head of the ammunition is equipped with at least one optical detector.
L'invention concerne également un système d'activation d'une munition à proximité d'une cible, le système comportant au moins : - une source laser créant un faisceau qui éclaire un objet situé à proximité de la cible ;The invention also relates to a system for activating a munition near a target, the system comprising at least: a laser source creating a beam that illuminates an object located near the target;
- un dispositif optique équipant la munition pour détecter la tache laser rétrodiffusée par l'objet ; - un bloc de commande équipant la munition créant le signal d'activation à partir d'un signal de détection reçu par le dispositif optique.an optical device equipping the munition to detect the laser spot backscattered by the object; a control block equipping the munition creating the activation signal from a detection signal received by the optical device.
La source laser étant couplée au canon tirant la munition, la direction de visée du canon passe à proximité de l'objet.The laser source being coupled to the gun firing the ammunition, the aiming direction of the barrel passes close to the object.
Le bloc de commande émet le signal de mise à feu un temps Δt1 , éventuellement nul, après l'instant t0 de réception du signal de détection.The control block transmits the firing signal a time Δt1, possibly zero, after the instant t 0 for receiving the detection signal.
Le dispositif optique comporte par exemple des détecteurs optiques placés à la périphérie de la tête de la munition.The optical device comprises, for example optical detectors placed at the periphery of the head of the munition.
L'invention concerne également une munition comportant un dispositif d'activation composé au moins d'un détecteur optique et d'un bloc de commande, le détecteur optique étant destiné à détecter un signal produit par un objet situé à proximité d'une cible.The invention also relates to a munition comprising an activation device composed of at least one optical detector and a control block, the optical detector being intended to detect a signal produced by an object located near a target.
De préférence, les détecteurs sont disposés à la périphérie de la tête de la munition. Les détecteurs optiques sont par exemple situés sur le pourtour d'une même section transversale.Preferably, the detectors are disposed at the periphery of the head of the munition. The optical detectors are for example located on the periphery of the same cross section.
Avantageusement, l'ouverture optique des détecteurs est elliptique, le grand axe de l'ouverture étant orienté perpendiculairement à l'axe de symétrie de la munition.Advantageously, the optical opening of the detectors is elliptical, the major axis of the opening being oriented perpendicular to the axis of symmetry of the munition.
L'axe optique d'un détecteur forme par exemple avec l'axe de la munition un angle α sensiblement égal à 60°.The optical axis of a detector forms for example with the axis of the munition an angle α substantially equal to 60 °.
Avantageusement, le détecteur optique 43 et le bloc de commande sont réalisés par exemple sous forme d'un kit adaptable à des munitions existantes en lieu et place d'un dispositif de commande équipant à l'origine la munition.Advantageously, the optical detector 43 and the control block are made for example in the form of a kit adaptable to ammunition existing instead of a control device originally equipping the munition.
L'invention concerne enfin un système de neutralisation d'une cible comportant au moins une munition telle que définie précédemment et une source laser pour éclairer un objet situé à proximité de la cible, la mise à feu de la charge de la munition étant activée par le bloc de commande à partir de la détection de la tache laser rétrodiffusée par l'objet.The invention finally relates to a system for neutralizing a target comprising at least one munition as defined above and a laser source for illuminating an object located near the target, the firing of the charge of the munition being activated by the control block from the detection of the laser spot backscattered by the object.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent :Other characteristics and advantages of the invention will become apparent with the aid of the following description made with reference to appended drawings which represent:
- la figure 1 , un exemple de mise en œuvre de l'activation de la charge d'une munition selon l'art antérieur ;FIG. 1, an exemplary implementation of the activation of the charge of a munition according to the prior art;
- la figure 2, une illustration du procédé et d'un système selon l'invention pour l'activation d'une munition ;FIG. 2, an illustration of the method and of a system according to the invention for activating an ammunition;
- la figure 3, une illustration de la trajectoire d'une munition au voisinage d'un objet situé à proximité d'une cible ;FIG. 3, an illustration of the trajectory of a munition in the vicinity of an object located near a target;
- la figure 4, une illustration de la tête d'une munition équipée d'un dispositif d'activation selon l'invention.- Figure 4, an illustration of the head of a munition equipped with an activation device according to the invention.
La figure 1 illustre un exemple de mise en œuvre d'un système d'activation de la charge d'une munition selon l'art antérieur. Une munition 1 est tirée à distance par un canon 2. Le but de la mission est de neutraliser une cible X cachée derrière un obstacle 3, par exemple un muret. Le canon 2 se trouve à environ un kilomètre du muret 3. Connaissant la vitesse de la munition 1 , il est possible théoriquement d'en déduire à un temps Δt après le tir la distance parcourue par la munition. A contrario, connaissant la distance D à laquelle doit exploser la charge de la munition, on en déduit le retard Δt0 correspondant à appliquer à la mise à feu. Cependant, la vitesse de la munition ne peut pas par exemple être définie à mieux que 1%. Il s'ensuit que pour une distance d'éloignement de la cible de l'ordre d'un kilomètre la précision obtenue ne peut pas être meilleures que d'une dizaine de mètre. Une telle précision est insuffisante pour neutraliser une cible cachée derrière un murer ou dissimulée à l'intérieur d'un bâtiment à côté d'une fenêtre. La figure 2 illustre un procédé et aussi un système d'activation de la charge d'une munition 23 selon l'invention. Un faisceau laser 21 est utilisé. Ce faisceau laser 21 éclaire non pas la cible X, car elle est masquée, mais un objet situé dans son voisinage et choisi par le tireur. L'objet peut être l'obstacle qui cache la cible, par exemple un pan de mur ou un muret 3 derrière lequel est cachée la cible X. L'objet choisi pourrait être aussi par exemple le cadre d'une fenêtre ou d'une ouverture d'un bâtiment. La direction de pointage 22 de la munition 23 est choisie par le tireur. Elle passe à proximité de l'objet 3. Elle vise par exemple le centre d'une fenêtre ou un endroit situé à environ un mètre au dessus d'un muret. Le faisceau laser 21 est créé par une source laser par exemple couplée au canon 2. La munition 23 est équipée d'un détecteur optique directif destiné à détecter la tache laser 24 rétrodiffusée par l'objet voisin de la cible X, en l'occurrence le muret 3 dans l'exemple de la figure 2, suivant une configuration géométrique prédéfinie. Lorsque le détecteur optique équipant la munition 23 détecte la tache laser, c'est-à-dire lorsque la munition passe près du muret 3, un retard de mise à feu Δt1 est enclanché. Au bout de ce temps Δt1 la munition est mise à feu et explose 25. Le temps Δt1 est très court mais suffisant pour que la munition 23 dépasse l'obstacle 3 et explose en regard de la cible X, à proximité de cette dernière. Dans ce cas, l'incertitude sur la distance parcourue depuis la détection de la tache laser sur l'obstacle est extrêmement faible car la distance en jeu prédéfinie n'est plus de l'ordre du kilomètre mais de l'ordre d'une dizaine de mètres, voire quelques mètres. Dans ce cas une imprécision de 1% par exemple n'entraîne qu'une imprécision de distance parcourue que de 0,1 mètre.FIG. 1 illustrates an exemplary implementation of a system for activating the charge of a munition according to the prior art. A munition 1 is fired at a distance by a gun 2. The purpose of the mission is to neutralize a target X hidden behind an obstacle 3, for example a wall. The gun 2 is located about one kilometer from the wall 3. Knowing the speed of the ammunition 1, it is theoretically possible to deduce at a time Δt after firing the distance traveled by the ammunition. On the other hand, knowing the distance D to which the charge of the munition must explode, one deduces the corresponding delay Δt 0 to apply to the firing. However, the speed of the ammunition can not, for example, be better than 1%. It follows that for a distance away from the target of the order of one kilometer the accuracy obtained can not be better than ten meters. Such precision is insufficient to neutralize a target hidden behind a wall or concealed inside a building next to a window. FIG. 2 illustrates a method and also a system for activating the charge of a munition 23 according to the invention. A laser beam 21 is used. This laser beam 21 illuminates not the target X, because it is hidden, but an object located in its vicinity and chosen by the shooter. The object may be the obstacle that hides the target, for example a wall or wall 3 behind which is hidden the target X. The chosen object could also be for example the frame of a window or a window. opening of a building. The aiming direction 22 of the ammunition 23 is chosen by the shooter. It passes close to the object 3. It aims for example the center of a window or a place located about a meter above a wall. The laser beam 21 is created by a laser source, for example coupled to the barrel 2. The munition 23 is equipped with a directional optical detector intended to detect the laser spot 24 backscattered by the neighboring object of the target X, in this case the wall 3 in the example of Figure 2, according to a predefined geometric configuration. When the optical detector equipping the munition 23 detects the laser spot, that is to say when the munition passes near the wall 3, a firing delay Δt1 is engaged. At the end of this time Δt1 the munition is fired and explodes 25. The time Δt1 is very short but sufficient for the ammunition 23 to exceed the obstacle 3 and explode opposite the target X, close to the latter. In this case, the uncertainty of the distance traveled since the detection of the laser spot on the obstacle is extremely small because the distance in play predefined is no longer of the order of a kilometer but of the order of ten meters, even a few meters. In this case an inaccuracy of 1%, for example, leads to an inaccuracy of distance traveled only 0.1 meters.
Donc à un instant t0, le détecteur optique de la munition détecte la tache laser 24 et avec le retard préréglé Δt1 , la charge de la munition est mise à feu. Le cas échéant Δt1 peut être pris égal à 0. Dans ce cas le retard créé est le retard naturel de mise à feu qui est suffisant pour que la charge explose quelques mètres après l'instant t0. Pour détecter la tache la munition comporte un dispositif optique. Elle comporte aussi un bloc de commande pour traiter les signaux de détection reçus par le dispositif optique, créer le retard Δt1 éventuel et créer le signal d'activation de mise à feu de la charge de la munition à partir d'un signal de détection reçu. On suppose que l'obstacle 3 est rugueux, c'est-à-dire qu'il comporte notamment des irrégularités de surface de dimensions supérieures à la longueur d'onde du laser, et qu'il n'est pas totalement absorbant, ce qui entraîne une rétrodiffusion du signal laser 24 peu directive et d'intensité suffisante pour permettre sa détection à quelques mètres. Ces conditions se rencontrent souvent dans la réalité et sont donc peu restrictives.Thus at a time t 0 , the optical detector of the munition detects the laser spot 24 and with the preset delay Δt1, the charge of the ammunition is fired. If necessary Δt1 can be taken equal to 0. In this case the delay created is the natural firing delay which is sufficient for the charge to explode a few meters after time t 0 . To detect the spot the ammunition has an optical device. It also comprises a control block for processing the detection signals received by the optical device, creating the possible delay Δt1 and creating the activation signal for firing the charge of the munition from a received detection signal . It is assumed that the obstacle 3 is rough, that is to say that it comprises, in particular, surface irregularities of dimensions greater than the wavelength of the laser, and that it is not totally absorbent; which causes a backscattering laser signal 24 little directive and sufficient intensity to allow detection a few meters. These conditions are often encountered in reality and are therefore not very restrictive.
La figure 3 illustre la trajectoire de la munition 23, supposé confondue avec l'axe de tir 22, et l'axe optique 26 d'un détecteur équipant la munition à proximité de l'obstacle 3, par exemple un muret. Les deux axes 22, 26 forment un angle sensiblement constant α. M0 représente le premier point de la trajectoire 22 où le détecteur détecte la tache laser 24 sur l'obstacle, correspondant à l'instant t0 précité. La tache est localisée en un point I à la surface de l'obstacle. Le point H représente la projection du point I sur la trajectoire 22 de la munition et le point MF le point souhaité de mise à feu sur cette même trajectoire.FIG. 3 illustrates the trajectory of the munition 23, assumed to be coincidental with the firing axis 22, and the optical axis 26 of a detector equipping the munition near the obstacle 3, for example a wall. The two axes 22, 26 form a substantially constant angle α. M 0 represents the first point of the trajectory 22 where the detector detects the laser spot 24 on the obstacle, corresponding to the instant t 0 above. The spot is located at a point I on the surface of the obstacle. The point H represents the projection of the point I on the trajectory 22 of the munition and the point M F the desired point of ignition on this same trajectory.
La distance M0H dépend de la hauteur de survol de la munition par rapport à l'obstacle, du point éclairé sur l'obstacle et de l'angle α d'orientation du détecteur, supposé parfaitement connu. Il s'ensuit que :The distance M 0 H depends on the height of overflight of the munition with respect to the obstacle, the point illuminated on the obstacle and the angle α of orientation of the detector, assumed to be perfectly known. It follows that:
M0H = IH/tgα (1 )M 0 H = 1H / tgα (1)
II en résulte une erreur absolue A(M0H) donnée par la relation suivante :This results in an absolute error A (M 0 H) given by the following relation:
A(M0H) = Δ(IH)/tgα (2)A (M 0 H) = Δ (H) / tgα (2)
L'incertitude Δ(IH) est notamment fonction des erreurs de pointage de l'axe de visée laser et de l'axe de tir, des caractéristiques de la tache laser sur l'obstacle 3 et des caractéristiques du détecteur embarqué dans la munition 23. Pour une distance de tir de l'ordre d'un kilomètre, l'erreur Δ(IH) peut être de l'ordre de 2 mètres.The uncertainty Δ (IH) is notably a function of the pointing errors of the laser sighting axis and the firing axis, the characteristics of the laser spot on the obstacle 3 and the characteristics of the detector embedded in the munition 23 For a firing distance of the order of one kilometer, the error Δ (IH) may be of the order of 2 meters.
Le choix de l'angle α est important. Cet angle α dépend en fait de la disposition du détecteur dans la munition 23 et plus particulièrement de l'inclinaison de son axe optique par rapport à l'axe de la munition. Si α est faible, le terme 1/tgα devient très grand et tend vers l'infini lorsque α tend vers 0.The choice of angle α is important. This angle α depends in fact on the arrangement of the detector in the munition 23 and more particularly on the inclination of its optical axis with respect to the axis of the munition. If α is weak, the term 1 / tgα becomes very large and tends to infinity when α tends to 0.
Pour α = 45° : Δ(M0H) = Δ(IH) Pour α = 90° : Δ(M0H) = 0 On a donc intérêt à choisir un angle α proche de 90°, avec cependant deux inconvénients :For α = 45 °: Δ (M 0 H) = Δ (IH) For α = 90 °: Δ (M 0 H) = 0 It is therefore advantageous to choose an angle α close to 90 °, with however two disadvantages:
- le signal laser rétrodiffusé est plus faible et plus dépendant de l'état de surface de l'obstacle;the backscattered laser signal is weaker and more dependent on the surface state of the obstacle;
- le risque d'une détection directe du signal laser, avant réflexion sur l'obstacle, est plus grand.the risk of a direct detection of the laser signal, before reflection on the obstacle, is greater.
Un bon compromis pourrait se situer pour un angle α de l'ordre de 60°. En particulier pour α = 60° : Δ(M0H) = Δ(IH)/1 ,73. Cela conduit à un ordre de grandeur souhaité pour Δ(M0H).A good compromise could be for an angle α of the order of 60 °. In particular for α = 60 °: Δ (M 0 H) = Δ (IH) / 1, 73. This leads to a desired order of magnitude for Δ (M 0 H).
A partir du point M0, correspondant à l'instant t0, la charge est mise à feu avec un retard :From the point M 0 , corresponding to the instant t 0 , the load is fired with a delay:
Δt = MOMF/V (3)Δt = M O M F / V (3)
v étant la vitesse de la munition supposée connue avec une erreur relative négligeable devant l'erreur relative sur la distance M0MF, elle même égale à v being the speed of the munition assumed to be known with a negligible relative error compared with the relative error on the distance M 0 M F , it itself equal to
La figure 4 illustre la tête d'une munition selon l'invention, équipée d'un dispositif d'activation à grande précision. En d'autres termes, une telle munition détonne à un endroit qui peut être défini avec précision, notamment une précision telle qu'exprimée précédemment. Le dispositif d'activation comporte notamment des détecteurs optiques et un bloc électronique de traitement et de commande associé. La munition est composée d'un corps non représenté comportant par exemple la charge pyrotechnique et de la tête 41. Classiquement la tête présente un aspect sensiblement conique autour de l'axe de symétrie 42 de la munition qui se confond avec l'axe de sa trajectoire pendant la phase de tir. La tête 41 de la munition comporte un dispositif optique destiné notamment à détecter la tâche laser réfléchie par un obstacle 3. Ce dispositif optique comporte des détecteurs optiques 43 placés à la périphérie de la tête 41 de la munition. Les détecteurs optiques sont par exemple des détecteurs infrarouge. L'axe optique 26 d'un détecteur 43 forme l'angle α avec l'axe 42 de la munition. Conformément à ce qui a été précisé précédemment, l'angle α est par exemple de l'ordre de 60°. Le champ de l'optique est un paramètre à ajuster en fonction des caractéristiques de la mission. Un ordre de grandeur typique est une ouverture β = 15°. Cette ouverture peut être circulaire ou avantageusement elliptique comme indiqué notamment par la suite. Les détecteurs optiques sont par exemple disposé sur une même section transversale de la tête et répartis sur le pourtour de cette section. Ils peuvent être répartis régulièrement et en nombre suffisant de façon à couvrir tout l'espace, et plus particulièrement tenir compte du roulis de la munition. En effet, la position en roulis de la munition n'est en général pas connue. Il est alors nécessaire d'utiliser plusieurs détecteurs répartis sur le pourtour de la tête, de préférence sur une même section transversale. Ces détecteurs peuvent être répartis régulièrement et symétriquement par rapport à l'axe 42 de la munition. De façon à limiter le nombre de détecteurs, notamment pour des raisons de coût, il est avantageux d'utiliser des optiques à ouverture dissymétrique, comportant par exemple un grand champ dans le plan perpendiculaire à la figure 4 passant par l'axe optique 26. L'ouverture d'un détecteur est alors elliptique, le grand axe étant orienté perpendiculaire à l'axe de symétrie 42 de la munition. Il ne faut cependant pas trop ouvrir le champ optique dans cette direction pour ne pas diminuer la précision. Dans ces conditions, il est possible de limiter le nombre de détecteurs à 3 ou 4. Si la munition est stabilisée par effet gyroscopique, c'est-à-dire par autorotation autour de son axe 42, le dispositif à plusieurs détecteurs est également utile pour réduire l'incertitude sur l'instant de détection. Pour des munitions d'artillerie de moyen calibre, par exemple 40 millimètres, cette vitesse de rotation atteint couramment des valeurs supérieures à 1000 tours par seconde. Dans ces conditions, deux détecteurs peuvent suffire.FIG. 4 illustrates the head of a munition according to the invention, equipped with a high precision activation device. In other words, such a munition detonates at a location that can be precisely defined, including a precision as previously expressed. The activation device comprises in particular optical detectors and an associated electronic processing and control unit. The munition is composed of a body, not shown, for example comprising the pyrotechnic charge and the head 41. Conventionally, the head has a substantially conical appearance around the axis of symmetry 42 of the munition which merges with the axis of its axis. trajectory during the shooting phase. The head 41 of the munition comprises an optical device intended in particular to detect the laser spot reflected by an obstacle 3. This optical device comprises optical detectors 43 placed at the periphery of the head 41 of the ammunition. The optical detectors are for example infrared detectors. The optical axis 26 of a detector 43 forms the angle α with the axis 42 of the munition. According to what has been specified above, the angle α is for example of the order of 60 °. The field of optics is a parameter to adjust according to the characteristics of the mission. A typical order of magnitude is an opening β = 15 °. This opening may be circular or preferably elliptical as indicated in particular below. The optical detectors are for example disposed on the same cross section of the head and distributed around the perimeter of this section. They can be distributed regularly and in sufficient number to cover the entire space, and more particularly to take into account the roll of the ammunition. Indeed, the rolling position of the ammunition is generally not known. It is then necessary to use several detectors distributed around the perimeter of the head, preferably on the same cross section. These detectors may be distributed regularly and symmetrically with respect to the axis 42 of the munition. In order to limit the number of detectors, especially for cost reasons, it is advantageous to use optics with asymmetrical aperture, for example having a large field in the plane perpendicular to FIG. 4 passing through the optical axis 26. The opening of a detector is then elliptical, the major axis being oriented perpendicular to the axis of symmetry 42 of the munition. However, do not open the optical field too much in this direction to reduce the accuracy. Under these conditions, it is possible to limit the number of detectors to 3 or 4. If the munition is stabilized by gyroscopic effect, that is to say by autorotation around its axis 42, the device with several detectors is also useful to reduce uncertainty in the instant of detection. For medium-caliber artillery ammunition, for example 40 millimeters, this rotation speed usually reaches values greater than 1000 revolutions per second. Under these conditions, two detectors can suffice.
La tête comporte par ailleurs un bloc électronique destiné notamment à traiter les signaux optiques fournis par les détecteurs puis à créer le signal d'activation de la mise à feu de la charge de la munition, avec éventuellement le retard Δt1. A cet effet le bloc électronique est relié aux détecteurs optiques. Une munition dont la tête est illustrée par la figure 3 peut être utilisée dans un système sensiblement différent de celui de la figure 2 pourvu qu'elle puisse détecter un signal, par exemple une tache laser, situé à proximité d'une cible. Une telle munition associée à une source laser compose un système de neutralisation efficace d'une cible.The head furthermore comprises an electronic block intended in particular to process the optical signals supplied by the detectors and then to create the activation signal for firing the charge of the munition, possibly with the delay Δt1. For this purpose the electronic block is connected to the optical detectors. An ammunition whose head is illustrated in FIG. 3 can be used in a system substantially different from that of FIG. 2 provided that it can detect a signal, for example a laser spot, located near a target. Such an ammunition associated with a laser source composes an effective neutralization system of a target.
Avantageusement, le détecteur optique 43 et le bloc de commande sont par exemple réalisés par exemple sous forme d'un kit adaptable à des munitions existantes en lieu et place d'un dispositif de commande équipant à l'origine la munition, par exemple à la place d'une fusée chronométrique ou d'un détecteur d'impact. On retire alors l'ancien dispositif de commande, on le dévisse par exemple, et on le remplace par le kit adaptable. Advantageously, the optical detector 43 and the control block are for example made for example in the form of a kit adaptable to existing ammunition instead of a control device originally equipping the ammunition, for example to the place of a chronometric rocket or an impact detector. The old control device is then removed, unscrewed for example, and replaced by the adaptable kit.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'activation d'une munition à proximité d'une cible, caractérisé en ce qu'il utilise un faisceau laser (21 ) éclairant un objet (3) situé à proximité de la cible (X), la mise à feu de la charge de la munition (23) étant activée à partir de la détection par la munition de la tache laser (24) rétrodiffusée par l'objet (3).1. A method of activating a munition near a target, characterized in that it uses a laser beam (21) illuminating an object (3) located near the target (X), the firing the charge of the munition (23) being activated from the detection by the munition of the laser spot (24) backscattered by the object (3).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la mise à feu est activée un temps Δt1 après l'instant to de détection de la tache laser (24).2. Method according to claim 1, characterized in that the firing is activated a time Δt1 after the instant to detection of the laser spot (24).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le temps Δt1 est sensiblement nul.3. Method according to claim 2, characterized in that the time Δt1 is substantially zero.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la direction de visée (22) de la munition passe à proximité de l'objet (3).4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the aiming direction (22) of the ammunition passes close to the object (3).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'objet (3) est un obstacle derrière lequel se cache la cible (X).5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the object (3) is an obstacle behind which hides the target (X).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (41 ) de la munition (23) est équipée au moins d'un détecteur optique (43).6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the head (41) of the munition (23) is equipped with at least one optical detector (43).
7. Système d'activation d'une munition à proximité d'une cible, caractérisé en ce qu'il comporte au moins :7. A system for activating a munition near a target, characterized in that it comprises at least:
- une source laser créant un faisceau qui éclaire un objet (3) situé à proximité de la cible (X) ;a laser source creating a beam that illuminates an object (3) located near the target (X);
- un dispositif optique (43) équipant la munition (23) pour détecter la tache laser (24) rétrodiffusée par l'objet (3) ;an optical device (43) equipping the munition (23) to detect the laser spot (24) backscattered by the object (3);
- un bloc de commande équipant la munition (23) créant le signal d'activation à partir d'un signal de détection reçu par le dispositif optique. a control block equipping the munition (23) creating the activation signal from a detection signal received by the optical device.
8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que la source laser étant couplée au canon (2) tirant la munition (23), la direction de visée (22) du canon passe à proximité de l'objet (3).8. System according to claim 7, characterized in that the laser source being coupled to the barrel (2) pulling the ammunition (23), the aiming direction (22) of the barrel passes close to the object (3).
9. Système selon l'une quelconque des revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le bloc de commande émet le signal de mise à feu un temps Δt1 après l'instant t0 de réception du signal de détection.9. System according to any one of claims 7 or 8, characterized in that the control unit emits the firing signal a time Δt1 after the time t 0 of receiving the detection signal.
10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que le temps Δt1 est sensiblement nul.10. System according to claim 9, characterized in that the time Δt1 is substantially zero.
11. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le dispositif optique comporte des détecteurs optiques (26) placés à la périphérie de la tête de la munition (23).11. System according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the optical device comprises optical detectors (26) placed at the periphery of the head of the munition (23).
12. Système selon la revendication 11 , caractérisé en ce que l'ouverture optique des détecteurs est elliptique, le grand axe de l'ouverture étant orienté perpendiculairement à l'axe de symétrie (42) de la munition.12. System according to claim 11, characterized in that the optical opening of the detectors is elliptical, the major axis of the opening being oriented perpendicular to the axis of symmetry (42) of the munition.
13. Munition caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'activation composé au moins d'un détecteur optique (43) et d'un bloc de commande, le détecteur optique étant destiné à détecter un signal produit par un objet (3) situé à proximité d'une cible.13. Ammunition characterized in that it comprises an activation device composed of at least one optical detector (43) and a control block, the optical detector being intended to detect a signal produced by an object (3) located near a target.
14. Munition selon la revendication 13, caractérisée en ce que les détecteurs (43) sont disposés à la périphérie de la tête (41 ) de la munition.14. Ammunition according to claim 13, characterized in that the detectors (43) are arranged at the periphery of the head (41) of the munition.
15. Munition selon la revendication 14, caractérisée en ce que les détecteurs optiques (43) sont situés sur le pourtour d'une même section transversale.15. Ammunition according to claim 14, characterized in that the optical detectors (43) are located on the perimeter of the same cross section.
16. Munition selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisée en ce que l'ouverture optique des détecteurs est elliptique, le grand axe de l'ouverture étant orienté perpendiculairement à l'axe de symétrie (42) de la munition. 16. Ammunition according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the optical opening of the detectors is elliptical, the major axis of the opening being oriented perpendicularly to the axis of symmetry (42) of the munition.
17. Munition selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisée en ce que l'axe optique (26) d'un détecteur forme avec l'axe (42) de la munition un angle α sensiblement égal à 60°.17. Ammunition according to any one of claims 13 to 16, characterized in that the optical axis (26) of a detector forms with the axis (42) of the munition an angle α substantially equal to 60 °.
18. Munition selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisée en ce que le détecteur optique (43) et le bloc de commande sont réalisés sous forme d'un kit adaptable à des munitions existantes en lieu et place d'un dispositif de commande équipant à l'origine la munition.18. Ammunition according to any one of claims 13 to 17, characterized in that the optical detector (43) and the control block are made in the form of a kit adaptable to existing ammunition in place of a device command originally equipping the ammunition.
19. Système de neutralisation d'une cible, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une munition selon l'une quelconque des revendications 13 à 17 et une source laser pour éclairer un objet (3) situé à proximité de la cible (X), la mise à feu de la charge de la munition étant activée par le bloc de commande à partir de la détection de la tache laser rétrodiffusée par l'objet. 19. neutralization system of a target, characterized in that it comprises at least one munition according to any one of claims 13 to 17 and a laser source for illuminating an object (3) located near the target (X ), the ignition of the charge of the ammunition being activated by the control block from the detection of the laser spot backscattered by the object.
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