ES2289712T3 - Sistema de proteccion antimisil de una aeronave. - Google Patents
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Abstract
Sistema de protección antimisil de una aeronave que comprende al menos un módulo optrónico (10, 10A, 10B), cada módulo estando equipado con un dispositivo de detección y de seguimiento de misiles en un espacio dado, particularmente con una cabeza de emisión (23, 44) de un rayo láser de interferencia de misiles, y para cada módulo optrónico un servo-módulo (11, 11A, 11B) para el pilotaje y la alimentación eléctrica del módulo, caracterizado porque cada caja está separada del módulo optrónico que pilotea y comprende por otra parte la electrónica de pilotaje del láser de interferencia de dicho módulo, y en cual cada láser comprende además de la cabeza de emisión del rayo láser una cavidad láser y un amplificador láser, dichas cavidad láser y amplificador están separados del módulo optrónico que comprende la cabeza de emisión láser.
Description
Sistema de protección antimisil de una
aeronave.
La presente invención se relaciona con un
sistema de protección antimisil de una aeronave, y se aplica
particularmente a la protección de los aviones civiles y militares,
y a la de los helicópteros, contra los tiros de los misiles
suelo-aire equipados con cabezas autodirigidas.
En estos últimos años, parecía que los aviones
civiles podían ser también objeto de ataque, por ejemplo por grupos
terroristas equipados con misiles transportables
suelo-aire existentes en gran número como
consecuencia de los últimos conflictos en el mundo. Se hace
necesario por lo tanto proteger estos aviones contra estas
amenazas. Los aviones civiles, que despegan de aeropuertos que
pueden estar localizados en el centro de la ciudad, necesitan
medios de autoprotección sofisticados que deben responder a ciertos
criterios y en particular, a una protección del espacio de 2\pi
estereorradianes alrededor del aparato (el avión siendo vulnerable
en la tierra y en vuelo), sin modificación del rastro aerodinámico,
un peso y una pequeña dimensión, una garantía de seguridad con
respecto a las personas, un bajo costo.
Los equipos usados hoy en día para asegurar las
misiones de autoprotección contra los tiros de misiles abarcan de
una manera conocida una cámara infrarroja que, una vez que se
detecte un misil, por ejemplo por un detector ultravioleta y/o un
radar, localiza el misil gracias a su llama de combustión y/o a su
firma radar. El seguimiento es asegurado por la emisión de un rayo
láser, cuya orientación es asegurada por un dispositivo de
orientación de la línea de mira, asociado a un detector láser de
tipo detector 4 cuadrantes, que detecta el flujo láser reflejado
por la óptica de la cabeza autodirigida del misil, gracias al efecto
llamado "ojo de gato". El láser, conocido como láser de
interferencia, envía entonces una señal adaptada al modo de
funcionamiento de la cabeza autodirigida del misil (modulación de
la frecuencia o modulación de amplitud) en la óptica de ésta para
engañarla. Tal sistema es conocido de US 5.742.384.
Sin embargo, la arquitectura de esos equipos
adaptados a los portadores militares es costosa y pesada, y el
rastro aerodinámico generado es totalmente incompatible con las
necesidades civiles, excepto en hacerlos retractables lo que
penalizaría aún más los balances de masa y por lo tanto la carga
útil para estos mismos aviones.
La presente invención permite remediar los
inconvenientes antes citados proponiendo un sistema de protección
antimisil con un módulo optrónico de dimensiones reducidas, que
permite adaptarse a las exigencias de los aviones civiles.
Más precisamente, la invención propone un
sistema de protección antimisil de una aeronave caracterizado porque
comprende al menos un módulo optrónico, cada módulo estando
equipado con un dispositivo de detección y de seguimiento de
misiles en un espacio dado, particularmente con una cabeza de
emisión de un rayo láser de interferencia de misiles, y para cada
módulo optrónico un servo-módulo para el pilotaje y
la alimentación eléctrica del módulo, cada caja estando separada
del módulo optrónico que pilotea y comprendiendo por otra parte la
electrónica de pilotaje del láser de interferencia de dicho
módulo.
Según la invención, es posible gracias a la
arquitectura particular del sistema de protección, posicionar en un
mismo portador varios módulos optrónicos, permitiendo asegurar una
protección completa del espacio de vigilancia.
Otras ventajas y características aparecerán más
claramente con la lectura de la descripción que sigue, ilustrada
por las figuras anexadas que representan:
- Las figuras 1A a 1D, las vistas que demuestran
las envolturas exteriores respectivamente de un módulo optrónico y
de su servo-módulo de un sistema de protección según
un ejemplo de la realización;
- Las figuras 2A a 2C, ejemplos de la
arquitectura para los módulos optrónicos del sistema según la
invención;
- La figura 3, un ejemplo del establecimiento de
un sistema de vigilancia según la invención en una aeronave de tipo
portador civil;
- Las figuras 4A y 4B, dos módulos optrónicos de
un sistema de protección según la invención, montados en posición
opuesta;
- La figura 5, un ejemplo de realización de un
módulo optrónico del sistema según la invención (vista parcial),
según una variante.
En las figuras, los elementos idénticos son
identificados por las mismas referencias.
Las figuras 1A a 1D representan respectivamente
vistas de las envolturas exteriores respectivamente de un módulo
optrónico 10 (figuras 1A, 1B) y de su servo-módulo
11 (figuras 1C, 1D) en un sistema de protección antimisil según la
invención, en un ejemplo de la realización. El sistema de protección
antimisil según la invención prevé al menos un módulo optrónico
establecido en la aeronave, cada módulo estando equipado con un
dispositivo de detección y de seguimiento de misiles en un espacio
de vigilancia dado, particularmente con una cabeza de emisión de un
rayo láser de interferencia, y para cada módulo optrónico un
servo-módulo para el pilotaje y la alimentación
eléctrica del módulo. El láser de interferencia participa
inicialmente en la localización y el seguimiento del misil mediante
la mira de su cabeza autodirigida, y luego se utiliza para la
interferencia propiamente dicha, gracias al envío de suficientes
impulsos de energía para engañar la cabeza autodirigida del misil.
Según la invención, cada caja 11 está separada del módulo optrónico
10 que pilotea, unida eléctricamente al módulo por un cable o
cualquier otro medio de la transmisión de la energía eléctrica. El
servo-módulo comprende alimentaciones eléctricas de
los elementos optrónicos del módulo optrónico, la electrónica de
tratamiento de las señales expedidas por los detectores del módulo
optrónico, la calculadora, y las interfases con el portador. Según
la invención, éste comprende por otra parte la electrónica de
pilotaje del láser de interferencia del módulo 10, particularmente
incluyendo la alimentación y la electrónica de tratamiento y de
servidumbre del láser. Esta arquitectura particular, en la cual el
servo-módulo está separado del módulo optrónico, es
decir en el cual los dos elementos son desunidos mecánicamente y
pueden por lo tanto ser fijados independientemente uno del otro en
la aeronave, el pilotaje electrónico del láser estando integrado en
el servo-módulo, permite reducir considerablemente
el peso y la dimensión del módulo optrónico. En una aeronave del
tipo helicóptero, un sistema de vigilancia a un solo módulo
optrónico podrá ser prevista, dicho módulo estando colocado debajo
del helicóptero. En el caso de portadores de tipo aviones civiles o
militares, el sistema de vigilancia según la invención permite la
puesta en práctica de varios módulos optrónicos, por ejemplo dos o
tres, para tener una protección completa del espacio de
vigilancia.
Según una variante, la cavidad láser, el módulo
de bombeo y el amplificador del láser de interferencia están
igualmente separados del módulo optrónico 10, en una caja de láser
separada o en el propio servo-módulo. Solamente la
cabeza de emisión del láser, formada por ejemplo por un módulo de
conversión de frecuencia del tipo Oscilador Paramétrico Óptico, se
mantiene en el módulo optrónico, permitiendo reducir también el peso
y la dimensión. En este caso, el rayo salido del amplificador láser
es transportado hacia la cabeza de emisión láser del módulo
optrónico por un medio de transporte óptico del tipo fibra óptica.
Esta configuración permite tener un módulo optrónico limitado a su
dimensión mínima, que se podría colocar en la aeronave en sitios
hasta ahora inaccesibles pero sin embargo estratégicos desde el
punto de vista de la protección antimisil del avión, como por
ejemplo arriba de la deriva del avión. En este caso, el
servo-módulo y la caja láser por ejemplo estarán
separados abajo de la deriva.
El sistema de protección antimisiles según la
invención, debido a la ganancia que consigue en cuanto a la
dimensión, permite igualmente la puesta en práctica de un sistema de
protección perfeccionado en el cual además del láser de
interferencia está previsto un láser de destrucción, encontrándose
solamente la cabeza de emisión de dicho láser en el módulo
optrónico. Esta funcionalidad es muy importante para la seguridad
con respecto a las personas. De hecho, si el sistema de seguimiento
del misil continúa detectando la presencia de éste a pesar de los
tiros de impulsos láser de interferencia, el láser de destrucción
podría entonces ser dirigido a la cabeza autodirigida del misil,
para proceder a la destrucción de la cabeza autodirigida.
Las figuras 1A y 1B representan así
respectivamente las vistas de perfil y posterior de la envoltura
exterior de un módulo optrónico 10, equipada con los conectores
para la conexión al servo-módulo. La envoltura de un
ejemplo de servo-módulo se representa en las
figuras 1C y 1D. En la figura 1D (cara posterior) es esquematizado
el conector 111 que recibirá las conexiones que salen de los
conectores 101 del módulo optrónico. En la figura 1C, la cara
delantera, los conectores 112 están destinados para la conexión
hacia el portador.
Según un variante, el sistema de protección
puede comprender un solo servo-módulo del tipo de
aquel representado en las figuras 1C y 1 D para el pilotaje y la
alimentación del conjunto de los módulos optrónicos. En ese caso,
la caja comprende por ejemplo una alimentación láser compartida que
permite alimentar el láser de interferencia de uno u otro módulos,
alternativamente y una alimentación láser que permite alimentar el
láser de destrucción de uno u otro módulos, si un láser de este
tipo es previsto.
Las figuras 2A a 2C describen esquemáticamente
dos ejemplos de arquitectura para los módulos optrónicos 10 del
sistema según la invención.
El módulo optrónico comprende en el ejemplo de
la figura 2A un dispositivo de detección y de seguimiento con un
detector de imágenes infrarrojo 21, un detector láser 22 para el
seguimiento del misil, del tipo detector 4 cuadrantes, una cabeza
de emisión de un láser de interferencia 23, una cabeza de emisión de
un láser de destrucción 24 y un dispositivo 20 de orientación de la
línea de mira común a los detectores y a las cabezas de emisión de
los láser de interferencia y de destrucción. En este ejemplo, el
dispositivo 20 comprende un objetivo no focal 201 para el
seguimiento de misiles, asociado a una primera ventanilla de
observación 202 adaptada a la banda espectral del detector
infrarrojo 21, dicho objetivo y dicha ventanilla de observación
estando montados sobre una estructura mecánica móvil en sitio y en
rumbo. Un juego de espejos (250 a 254), donde por ejemplo tres son
fijos (251, 252, 254) y dos espejos con estabilización delicada
(250, 253) aseguran los reenvíos hacia los detectores y la
orientación de los rayos láser hacia el dispositivo de orientación.
En este ejemplo, el dispositivo de orientación de la línea de mira
comprende una segunda ventanilla de observación 203, montada en la
estructura de soporte del objetivo de seguimiento, y adaptada a la
longitud de onda del láser de interferencia 23. El
servo-módulo comprende particularmente las
alimentaciones de los láser no representadas en esta figura.
Según un variante representada en la figura 2B,
la estructura mecánica comprende solo una ventanilla de observación
(202) con la banda espectral adaptada, el juego de los espejos (255
a 259) estando arreglados para que el rayo láser de interferencia
salga del módulo optrónico por esta sola ventanilla de
observación.
Según un variante representada en la figura 2C,
el detector de imágenes infrarrojo es igualmente el detector láser
para el seguimiento del misil, no tiene por lo tanto detector
específico de tipo cuatro cuadrantes como en el ejemplo de la
figura 2A o 2B, lo que permite reducir también la dimensión del
módulo y el costo del sistema.
La figura 3 representa un ejemplo del
establecimiento de un sistema de vigilancia según la invención en
una aeronave 30 de tipo portador civil. En este ejemplo, el sistema
de protección comprende tres módulos optrónicos, lo que permite
asegurar una protección máxima del espacio de vigilancia. Dos
módulos optrónicos 10A son posicionados de manera opuesta en arriba
de la deriva 301 del portador, y están unidos por una conexión
12_{A} a un servo-módulo 11_{A} común a los dos
módulos. La conexión es eléctrica y óptica en el caso que la cavidad
láser y el amplificador láser estuvieran separados del módulo
optrónico. Un tercer módulo optrónico 10_{B} es previsto en este
ejemplo por debajo del punto delantero 302 del portador,
permitiendo cubrir el espacio de vigilancia por debajo del
avión.
Aunque dos módulos optrónicos son ya
interesantes para asegurar una buena protección del espacio de
vigilancia, es ventajoso disponer tres de ellos en la aeronave, de
manera de asegurar una protección en un espacio de 2\pi
estereorradianes.
Según una variante (tal como la que se ilustra
por ejemplo en la figura 3), puede ser interesante colocar dos
módulos optrónicos en posición opuesta para la vigilancia de dos
semi-espacios complementarios. En este caso, la
cabeza de emisión del rayo láser de interferencia puede ser común a
los dos módulos optrónicos, así como la cabeza de emisión del rayo
láser de destrucción si la misma está prevista. Entonces habrá por
ejemplo dos módulos en posición opuesta arriba de la deriva y un
tercer módulo por debajo del punto delantero de la aeronave, o dos
módulos en posición opuesta bajo la forma de una barquilla de carga
externa y un tercer módulo encima del fuselaje. Otras
configuraciones son por supuesto posibles para el sistema de
protección según la invención, como por ejemplo prever de 3 módulos
distintos, dos a cada lado del avión en la parte posterior del
fuselaje y uno encima del fuselaje, lo esencial siendo que un
espacio máximo de protección sea cubierto, mientras que se respetan
los límites de peso y de aumento del rastro aerodinámico aceptables
en cada caso.
La figura 4A representa la disposición de dos
módulos optrónicos en posición opuesta en un sistema de vigilancia
según la invención. Según este ejemplo, los dos módulos optrónicos
están destinados para ser montados bajo la forma de una barquilla
de carga externa al avión, por ejemplo por medio de un pilón 40.
Cada módulo optrónico comprende una punta delantera 41_{A},
41_{B} con el dispositivo de orientación de la línea de mira, los
detectores infrarrojos (respectivamente 42_{A} y 42_{B}) y de
seguimiento láser (respectivamente 43_{A} y 43_{B}), y una
cabeza de emisión 44 de un rayo láser de interferencia que, en este
ejemplo, es común a los dos módulos optrónicos. El
servo-módulo de los módulos optrónicos está por
ejemplo separado en el fuselaje de la aeronave. Una cabeza de
emisión de un rayo láser de destrucción puede igualmente ser
previsto (no representado).
La figura 4B muestra un variante según la cual
cada módulo optrónico comprende por otra parte un dispositivo de
detección ultravioleta (46_{A} y 46_{B}) y/o un dispositivo de
detección radar de los misiles (47_{A} y 47_{B}), dichos
dispositivos siendo colocados en una sección adicional entre dichos
dos módulos optrónicos.
La figura 5 ilustra un ejemplo particular de
realización de un módulo optrónico 50 particularmente interesante
debido a su compacidad. Solamente la cabeza de emisión láser no es
representada. El módulo optrónico comprende particularmente un
dispositivo de orientación de la línea de mira con una estructura
mecánica móvil en sitio y en rumbo soportando un objetivo no focal
de seguimiento 51 (que en este ejemplo hace también la función de
ventanilla de observación). El dispositivo de orientación de la
línea de mira comprende por otra parte un juego de espejos de
reenvío donde al menos un espejo de reenvío 52 reenvía hacia el
detector infrarrojo 54. Un compresor 55 permite el enfriamiento del
detector infrarrojo 54. Según este ejemplo, el detector infrarrojo
54 asegura la función de seguimiento del láser, permitiendo
liberarse de un detector específico suplementario.
Según esta variante, una funcionalidad
suplementaria es prevista para el módulo optrónico 50. Se trata de
una función FLIR (abreviatura de la expresión anglosajona "Forward
Looking Infra-Red") que permite ofrecer al
sistema y en particular al módulo establecido por debajo del punto
delantero de la aeronave, una función de ayuda a la navegación y al
aterrizaje en beneficio de la tripulación. Para esto, un objetivo
específico 56 es previsto, incluso en la misma estructura que el
objetivo del sistema de seguimiento, y activado por la rotación de
180º de la estructura mecánica y por conmutación de 90º del espejo
52. Este objetivo permite teniendo en cuenta el detector usado
asegurar un campo óptico compatible con estas funciones. Debe ser
observado que este campo es direccionable en sitio y en rumbo por
medio del dispositivo de orientación de la línea de mira, lo que es
particularmente interesante durante las fases de aterrizaje bajo
fuerte incidencia y patinazo de la aeronave.
Claims (19)
1. Sistema de protección antimisil de una
aeronave que comprende al menos un módulo optrónico (10, 10_{A},
10_{B}), cada módulo estando equipado con un dispositivo de
detección y de seguimiento de misiles en un espacio dado,
particularmente con una cabeza de emisión (23, 44) de un rayo láser
de interferencia de misiles, y para cada módulo optrónico un
servo-módulo (11, 11_{A}, 11_{B}) para el
pilotaje y la alimentación eléctrica del módulo,
caracterizado porque cada caja está separada del módulo
optrónico que pilotea y comprende por otra parte la electrónica de
pilotaje del láser de interferencia de dicho módulo, y en cual cada
láser comprende además de la cabeza de emisión del rayo láser una
cavidad láser y un amplificador láser, dichas cavidad láser y
amplificador están separados del módulo optrónico que comprende la
cabeza de emisión láser.
2. Sistema de protección según la reivindicación
1, en el cual cada módulo optrónico comprende además una cabeza de
emisión (24) de un rayo láser de destrucción de misiles, cada
servo-módulo comprendiendo además la electrónica de
pilotaje del láser de destrucción del módulo que pilotea.
3. Sistema de protección según una de las
reivindicaciones precedentes, en el cual dichas cavidad láser y
amplificador son colocados en el servo-módulo para
el pilotaje de dicho módulo.
4. Sistema de protección según una de las
reivindicaciones precedentes, en el cual la cabeza de emisión
comprende un módulo de conversión de frecuencia.
5. Sistema de protección según una de las
reivindicaciones precedentes, en el cual el dispositivo de detección
y de seguimiento de misiles de cada módulo optrónico comprende un
detector de imágenes infrarrojo (21, 54), un detector láser (22)
para el seguimiento del misil y un dispositivo de orientación de la
línea mira (20) común a dichos detectores y a la cabeza de emisión
del láser de interferencia.
6. Sistema de protección según la reivindicación
5, en el cual cada módulo optrónico comprende además una cabeza de
emisión de un rayo láser de destrucción de misiles, dicho
dispositivo de orientación de la línea de mira es común a dichos
detectores, a la cabeza de emisión del láser de interferencia y a
aquella del láser de la destrucción.
7. Sistema de protección según una de las
reivindicaciones 5 o 6, en el cual el detector de imágenes
infrarrojo (54) es también el detector láser para el seguimiento
del misil.
8. Sistema de protección según una de las
reivindicaciones 5 a 7, en el cual el dispositivo de orientación de
la línea de mira comprende particularmente un objetivo de
seguimiento (51), móvil en sitio y en rumbo, y un juego de espejos
de reenvío donde al menos un espejo de reenvío (52) reenvía hacia el
detector infrarrojo (54).
9. Sistema de protección según la reivindicación
8, en el cual el dispositivo de orientación de la línea de mira
comprende un objetivo específico (56), montado en una misma
estructura de soporte que el objetivo de seguimiento (51), y siendo
activado por la rotación de 180º de dicha estructura y la
conmutación de 90º del espejo de reenvío (52) hacia el detector
infrarrojo, para ofrecer al sistema una función específica de ayuda
a la navegación y al aterrizaje.
10. Sistema de protección según una de las
reivindicaciones precedentes, que comprende al menos dos módulos
optrónicos y un solo servo-módulo para el pilotaje y
la alimentación de al menos dos de dichos módulos optrónicos.
11. Sistema de protección según una de las
reivindicaciones precedentes, que comprende tres módulos optrónicos
(10_{A}, 10_{B}) colocados de manera de asegurar una protección
en un espacio de 2\pi estereorradianes.
12. Sistema de protección según una de las
reivindicaciones precedentes, que comprende al menos dos módulos
optrónicos, dos de dichos módulos optrónicos estando colocados en
posición contraria para la vigilancia de dos
semi-espacios complementarios.
13. Sistema de protección según la
reivindicación 12, en el cual la cabeza de emisión (44) del rayo
láser de interferencia es común a los dos módulos optrónicos.
14. Sistema de protección según una de las
reivindicaciones 12 o 13, en el cual cada módulo optrónico comprende
además una cabeza de emisión de un rayo láser de destrucción de
misiles, la cabeza de emisión del rayo láser de destrucción es
común a los dos módulos optrónicos.
15. Sistema de protección según una de las
reivindicaciones 12 a 14, en el cual cada módulo optrónico comprende
además un dispositivo de detección ultravioleta (46_{A},
46_{B}) y/o un dispositivo de detección radar (47_{A},
47_{B}) de los misiles, dichos dispositivos son colocados en una
sección adicional entre los dos módulos optrónicos.
16. Avión equipado con un sistema de protección
antimisil según una de las reivindicaciones 12 a 15, dichos dos
módulos estando montados bajo forma de barquilla de carga externa al
avión.
\newpage
17. Avión según la reivindicación 16, en el cual
dicho sistema de protección antimisil comprende un tercer módulo
optrónico colocado encima del fuselaje del avión.
18. Avión equipado con un sistema de protección
antimisil según una de las reivindicaciones 12 a 15, dichos dos
módulos (10_{A}) estando montados arriba de la deriva (301) del
avión.
19. Avión según la reivindicación 18, en el cual
dicho sistema de protección antimisil comprende un tercer módulo
optrónico (10_{B}) colocado debajo de la punta delantera (302) del
avión.
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