FR2532044A1

FR2532044A1 - Procede de poursuite d'un engin volant commande par moteur

Info

Publication number: FR2532044A1
Application number: FR8313470A
Authority: FR
Inventors: Walter Jaeger; Jaeger Walter
Original assignee: GX Holding AG
Current assignee: GX Holding AG
Priority date: 1982-08-20
Filing date: 1983-08-19
Publication date: 1984-02-24
Also published as: IL69513A; DE3390164D2; GB8410113D0; FR2532044B1; GB2136931B; IT1198667B; GB2136931A; WO1984000806A1; US4720058A; IT8309500A0

Abstract

POUR POUVOIR, MEME SANS CONTACT VISUEL CONSTANT, ATTEINDRE UN OBJET VOLANT6 A POURSUIVRE ET SON POINT DE DEPART, ON TIRE UNE FUSEE PORTEUSE2 MUNIE DE DEUX TETES DE POURSUITE 3, 4 DANS LA TRACE7 FORMEE PAR DES GAZ D'ECHAPPEMENT DE MOTEUR DE L'OBJET VOLANT6. DANS LA ZONE PROCHE DE CE DERNIER, ON EJECTE LES DEUX TETES DE POURSUITE3, 4, QUI ALORS SUIVENT LA TRACE7 SUR LA BASE DE CRITERES DETERMINES DETECTES CONCERNANT LA TRACE DANS DES DIRECTIONS MUTUELLEMENT OPPOSEES PAR LEURS PROPRES COMMANDES, CE QUI FAIT QU'ON PEUT SUIVRE ET ATTEINDRE L'OBJET VOLANT6 A POURSUIVRE OU L'EMPLACEMENT DE DEPART DE CE DERNIER. APPLICATION A LA POURSUITE D'ENGINS VOLANTS, EN PARTICULIER EN DETECTANT LA MOBILITE IONIQUE DES IONS DE LANGEVIN PRODUITS PAR LE MOTEUR DE COMMANDE D'UN OBJET VOLANT A POURSUIVRE.

Description

La présente invention concerne un procédé de poursuite d'un engin volant

commandé par moteur, au moyen

d'un corps de poursuite pilotable.

Pour la protection contre les avions, il est connu, lorsqu'on utilise l'artillerie, de déterminer le

trajet de vol prévisible et de tirer sur le point d'inter-

section et le point de lancement prédéterminés en visant en avant du but et en tenant compte du temps de vol du projectile d'artillerie Ce procédé présente l'inconvénient qu'un avion ayant un trajet de vol irrégulier ne peut être atteint. De préférence, on utilise donc, lorsque l'engin volant qu'on attaque a des trajets irréguliers, un corps

volant piloté qui est pointé en continu sur l'objet-cible.

Ce procédé est cependant défaillant lorsque l'objet-cible

disparaît par exemple derrière des inégalités du terrain.

Ces deux procédés sont donc défectueux dans le cas d'attaques avec vol rasant Un repérage de l'endroit de décollage, par exemple d'un porteavion, à partir du

trajet de vol irrégulier d'un engin volant,n'est pas pos-

sible avec ces procédés et avec tous les autres procédés

connus, bien que ceci soit extraordinairement souhaitable.

Le problème de la présente invention est donc de trouver un procédé qui ne présente pas les inconvénients, mentionnés ci-dessus, des procédés connus, c'est-à-dire

selon lequel on peut repérer aussi bien les vols en rase-

mottesque les endroits de décollage sans connexion visuelle.

Ce problème est résolu selon la présente inven-

tion, dans un procédé du type mentionné ci-dessus,en ce que

le corps de poursuite est introduit dans la trace de l'en-

gin volant et qu'au moins des parties de ce corps sont pi-

lotées de telle manière, en fonction de critères de traces déterminés, que ce corps ou lesdites parties de celui-ci

volent le long de cette trace.

La trace dans l'espace, à suivre, peut être poursuivie à l'aide de l'observation de cette dernière de

l'extérieur Il est cependant également possible de pilo-

ter de telle manière le corps de poursuite ou des parties

de celui-ci, que leur vol ait lieu à l'intérieur de la tra-

ce à suivre, d'o il en résulte un trajet de poursuite di-

rect. Le procédé selon la présente invention permet d'une part de suivre l'engin volant proprement dit, et d'autre part, il est possible,pour rencontrer l'endroit de décollage de l'engin volant produisant la trace, de piloter de telle manière le corps de poursuite ou des parties de celuici, que le vol ait lieu à l'encontre de la direction de vol de l'engin volant le long de la trace produite par celui-ci. Il est approprié d'utiliser comme critères de traces l'air chauffé directement ou indirectement par le

moteur de l'engin volant produisant la trace, et/ou d'au-

tres variations d'air physiques produites, en particulier

la mobilité ionique réduite, et/ou des produits de combus-

tion engendrés.

Il peut être avantageux,pour distinguer des en-

gins volants étrangers et des engins volants ennemis, de mélanger auxgaz de sortie du moteur de commande de l'engin

volant étranger un agent identifiable par le corps de pour-

suite. Comme le critère de trace devient couramment imprécis par des effets de diffusion et que la trace peut se courber en trois dimensions, il est approprié d'utiliser au moins trois détecteurs de trace qui délivrent un gradient du critère de trace qui est perpendiculaire à la direction de vol du corps de poursuite ou de parties de celui-ci pour donner un signal de pilotage de la direction de vol servant

à piloter le corps de poursuite ou des parties de celui-ci.

Pour éviter la nécessité de l'existence de plu-

sieurs détecteurs de traces, il est avantageux de faire exécuter au corps de poursuite ou au moins à une partie de

celui-ci, au moins après introduction dans la trace de l'en-

gin volant, un trajet de vol ressemblant à une spirale avec un temps de révolution prédéterminé fixement autour de l'axe longitudinal de la trace, et de corriger le trajet de vol du corps de poursuite ou d'une partie de celui-ci de manière

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que la direction moyenne de vol du corps de poursuite ou d'une partie de celui-ci coïncide au moins approximativement avec l'axe longitudinal de la trace Il est avantageux, pour corriger le trajet de vol du corps de poursuite ou d'une partie de celui-ci, de fixer l'intensité du critère de tra-

ce et de la comparer avec l'intensité du trajet de vol dé-

terminé avant un temps de révolution, et d'en dériver un si-

gnal de correction de trajet de vol Comme les critères de traces peuvent être perturbés localement par des phénomènes de turbulence dans l'atmosphère, il peut être approprié de dériver le signal de correction de trajet de vol d'une portion de trajet de vol correspondant respectivement à

plusieurs temps de révolution.

Pour introduire sûrement le corps de poursuite

ou au moins des parties de celui-ci dans la trace de l'en-

gin volant, il est avantageux de détermine; dans la trace de l'engin volant, un plan s'étendant par le point de lancement du corps de poursuite ainsi que par deux points

du trajet de vol de l'engin volant et de dévier la direc-

tion moyenne de vol du corps de poursuite dans ce plan, en

direction du trajet de vol de l'engin volant.

Il peut être approprié, alors, de dévier le corps de poursuite après entrée dans la trace de l'engin volant

en direction du trajet de vol de l'engin volant, sur la ba-

se de critères de traces fixés par le corps de poursuite, Il est avantageux d'extrapoler le trajet de vol

de l'engin volant à l'aide d'au moins deux points du tra-

jet de vol de celui-ci et d'introduire le corps de poursui-

te dans ce trajet de vol extrapolé de l'engin volant.

Suivaift des caractéristiques de la présente in-

vention, on détermine le trajet de vol du corps de pour-

suite de manière que lorsque le corps de poursuite a un trajet de vol du type en spirale autour du trajet de vol extrapolé de l'engin volant, la direction moyenne de vol du corps de poursuite coïncide au moins approximativement

avec le trajet de vol extrapolé dudit engin volant.

Selon une forme de réalisation de la présente invention, on utilise un dispositif de poursuite de traces

ayant un détonateur de proximité.

Selon une autre forme de réalisation de la pré-

sente invention, on pilote le corps de poursuite ou des parties de celuici de telle manière que leur vol ait lieu à l'encontre de la direction de vol de l'engin volant le long de la trace produite par celui-ci Selon encore une autre forme de réalisation de la présente invention, on utilise comme critères de traces l'air chauffé directement ou indirectement par le moteur de l'engin volant produisant la trace et/ou d'autres variations produites de l'air, en

particulier une mobilité réduite des ions, et/ou des pro-

duits de combustion engendrés.

Selon une variante de la présente invention, on utilise un corps de poursuite qui est constitué par une

fusée porteuse et au moins une tête de poursuite auto-

pilotable commandée par moteur.

D'autres caractéristiques et avantages de la

présente invention résulteront de la description détaillée

qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur les-

quels

la figure 1 montre schématiquement une utilisa-

tion du procédé selon la présente invention; la figure 2 est une vue arrière d'une forme de

réalisation d'une tête de poursuite donnée à titre d'exem-

ple, avec un diagramme montrant la répartition en densité des critères de vol; la figure 3 montre schématiquement une autre utilisation du procédé selon la présente invention avec un trajet de poursuite du type en spirale; et

la figure 4 représente une observation longitu-

dinale du trajet de poursuite selon la figure 3; la figure 5 montre schématiquement une troisième utilisation donnée à titre d'exemple du procédé selon la présente invention; et la figure 6 montre à plus grande échelle un

exemple de l'insertion du trajet de vol du corps de pour-

suite dans la trace d'un engin volant à poursuivre selon

la figure 5.

Comme on peut le voir à la figure 1, on met à feu, au moyen d'une rampe de lancement 1,une fusée porteuse 2 qui porte par exemple deux têtes de poursuite 3 et 4, vers le point 5 o se trouve, à cet instant, l'engin volant à poursuivre 6 Ce dernier a laissé la trace 7 sur son trajet

de vol qu'il vient de parcourir La trace 7 présente res-

pectivement aux endroits I et II une distribution de densi-

té de critères de traces selon les courbes représentées 8 ou 9 La fusée porteuse 2 libèreen traversant la trace 7 au point 5, ses deux têtes suiveuses de trace 3 et 4 dont l'une suit l'avion 6 et dont l'autre vole dans une direction

opposée 10 vers le point de départ de l'avion 6.

Il est possible de cette façon d'atteindre, d'une part, l'a-

vion 6 et d'autre part son point de départ, et ceci sans que les têtes de poursuite 3 et 4 se trouvent en contact visuel constant avec l'avion 6 à atteindre ou avec le point

de départ à rencontrer.

Les têtes de poursuite 3 et 4 portent quatre surfaces de commande 11, 12, 13 et 14 ainsi que quatre détecteurs 15, 16, 17 et 18 fixés à leurs arêtes externes Comme on

peut le voir sur la partie droite de la figure 2, la dis-

tribution de densité des critères de traces 19 vue en sec-

tion transversale de la trace se développe pour former une cloche et produit, lorsque la position de la tête 3 ou 4 de

poursuite n'est pas dans une position centrale, deux si-

gnaux de critères de traces 20, 21 d'inégale amplitude qui

sont utilisés pour déplacer les faces de guidage 12 et 14.

La turbulence de l'atmosphère produit la dis-

tribution de densité non précise représentée à la figure 2, du critère de trace, qui peut être rencontrée par une

formation correspondante de valeur moyenne dans le temps.

Dans le deuxième exemple de réalisation repré-

senté à la figure 3, on montre comment, à partir d'un hélicoptère 22, on tire sur une fusée ennemie 24,se trou

vant au point 23 au moment du lancement de la fusée por-

-teuse et qui a été tirée par un porte-avion 25 non visible

de l'hélicoptère La fusée porteuse tirée depuis l'héli-

coptère 22 libère au point 23 deux têtes de poursuite qui

volent avec une commande propre de fusée le long des tra-

jets de vol 26 et 27 s'étendant en spirale à l'intérieur de la trace d'une part vers la fusée 24 à poursuivre et,

d'autre part,vers le porte-avion 25 à combattre.

On représente à la figure 4 comment les têtes de poursuite peuvent être pilotées avec une utilisation selon la figure 3 t signifie alors l'axe des temps et y la composante verticale du trajet de vol d'une tête de poursuite La figure 4 a montre une projection horizontale du trajet en spirale d'une tête de poursuite lorsqu'aucun critère de trace n'agit sur la tête L'amplitude de la spirale est A et le temps pour une révolution complète t T.

La figure 4 b montre schématiquement en projec-

tionsur un plan vertical une portion du trajet de l'engin volant à poursuivre Le trajet de vol de ce dernier évolue constamment en montant entre t 1 et t 2 Le plafond du trajet de vol de l'engin volant à poursuivre pendant la période

de révolution mentionnée ci-dessusà T de la tête de pour-

suiteest Ay.

La figure 4 c montre le trajet de vol en spirale de la tête de poursuite en projection sur un plan vertical,

lors d'une évolution du trajet de l'engin volant à pour-

suivre correspondant à la figure 4 b On suppose,pour sim-

plifier, que l'écart de hauteur A y est corrigé tout de suite et sans oscillation Comme cette hypothèse ne peut

pas être en pratique satisfaite, des effets de suroscil-

lation et de déphasage ont lieu dans le trajet de la tête

de poursuite,mais ils n'influencent pas cependant de fa-

çon essentielle le mécanisme d'action de principe.

Si on ne doit attaquer qu'un seul objet, on peut également envisager d'utiliser, au lieu d'une fusée porteuse et d'une tête de poursuite éjectable, une fusée

porteuse qui, réalisée simultanément comme tête de pour-

suite,peut servir à poursuivre la trace.

Le présent procédé est basé sur le fait qu'un

moteur de commande laisse des traces dans l'air Le pro-

cédé donne des résultats d'autant meilleurs que sont pré-

cises les traces représentées aux figures 1 et 2 Ces der nièrés deviennent avec le temps moins nettes par des effets de diffusion et de turbulence Plus grande est la diffusion, plus rapide est la disparition des traces L'utilisation de la mobilité ionique réduite est par conséquent spécialement avantageuse,car elle utilise ce qu'on appelle les

ions de Langevin qui sont constitués par des molécules com-

plexes et comprennent des centaines et même des milliers de molécules et ainsi ont une mobilité extraordinairement faible et,selon les lois du mouvement moléculaire de Brown,

ont également une diffusion extr 8 ment faible.

Comme on peut le voir à la figure 5, on peut, pour introduirele corps de poursuite 1 dans la trace 7 de l'engin volant 6

à poursuivre, procéder de manière à obtenir un plan s'éten-

dant par le point d'éjection 1 du corps de poursuite 3 ainsi que par deux points 30 et 31 du trajet de vol 32 de l'engin volant 6 à poursuivre, du fait que par exemple on vise deux positions qui se suivent dans le temps, de

l'engin volant 6 optiquement ou électroniquement et qu'en-

suite on pilote le corps de poursuite 3 après son lan-

cement de manière qu'un trajet de vol 33 s'étende dans-un

plan déterminé par les points 1, 30 et 31.

Après le lancement du corps de poursuite 3, on voit selon la figure 5 que trois procédés donnés à titre

d'exemple sont possibles pour introduire le corps de pour-

suite 3 dans la trace 7 de l'engin volant à poursuivre 6.

Selon le premier procédé, le corps de poursuite 3 est lancé dans le plan déterminé par les points 1, 30 et 31 directement vers la position 31-dans laquelle se trouve l'engin volant 6 au moment du lancement du corps de

poursuite 3.

Le corps de poursuite 3 croise à la position 31 le trajet de vol 32 de l'engin volant à poursuivre 6 Dans le cas normal, le corps de poursuite 3 traverse également

au moins approximativement la trace 7 de l'engin volant 6.

Lors du passage dans la piste 7, le corps de poursuite 3 est dévié en raison de critères de traces obtenus par lui

au moyen de détecteurs ou en raison du temps de vol cal-

culé avant le lancement le long d'un trajet de vol 34 s'étendant dans le plan 1, 30, 31 et courbé contre la trace 7, -et comme le montre la figure 6, est introduit dans la

trace 7 le long d'un trajet de vol oscillant autour de cel-

le-ci, tandis que lors de chaque passage à travers la tra- ce 7, une déviation du trajet de vol du corps de poursuite 3 a lieu en raison de composants de trace obtenus à nouveau

par les détecteurs du corps de poursuite.

Selon le deuxième procédé, le corps de poursuite 3 ' dans le plan déterminé par les points 1, 30 et 31 est introduit tangentiellement le long du trajet de vol 33 ' dans le trajet de vol extrapolé 32 de l'engin volant 6 à poursuivre Ensuite, il est possible d'utiliser un trajet

de vol s'étendant en spirale autour de la trace 7.

Selon le troisième procédé, le corps de pour-

suite 3 " à peu près dans le plan déterminé par les points 1, 30 et 31 est introduit tangentiellement dans un trajet s'étendant en spirale autour du trajet de vol 32 obtenu par extrapolation et ainsi autour de la trace 7 Selon ce procédé, le corps de poursuite 3 est de préférence amené à exploser au voisinage de l'engin volant 6 à poursuivre

au moyen d'un détonateur de proximité.

Normalement, la trace 7 et le trajet de vol 32

de l'engin volant 6 coïncident Lorsque les vents sont im-

portants, il est cependant possible, comme le représente la figure 5, qu'entre la trace 7 et le trajet de vol 32 de l'engin volant 6, il y ait un décalage local, mais

ceci n'affecte pas le procédé selon la présente invention.

La déviation du corps de poursuite 3 dans l'une ou l'autre des directions opposées de trace a lieu au choix en fonction du fait que l'engin volant 6 ou son point de départ, par exemple un porte-avion,doit être poursuivi et atteint.

Claims

REVENDICATICNS

1 Procédé de poursuite d'un engin volant com-

mandé par moteur, au moyen d'un corps de poursuite pilo-

table, caractérisé en ce qu'on introduit le corps de pour-

suite dans la trace de l'engin volant et qu'on pilote au

moins des parties de celui-ci en fonction de critères dé-

terminés de traces, de telle manière que le corps de pour-

suite ou les parties de celui-ci volent le long de cette trace.

2 Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce qu'on pilote de telle manière le corps de poursui-

te ou des parties de celui-ci, que ledit corps ou lesdites

parties volent à l'intérieur de la trace à poursuivre.

3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou

2, caractérisé en ce que, pour distinguer les engins volants étrangers et ennemis, on mélange auxgaz de sortie du moteur

de commande de l'engin volant étranger, un agent identifia-

ble par le corps de poursuite.

4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce qu'on utilise au moins trois détecteurs de

traces qui délivrent un gradient de concentration du cri-

tère de trace qui est perpendiculaire à la direction de vol du corps de poursuite ou des parties de celui-ci pour former un signal de pilotage de direction de vol servant à

piloter le corps de poursuite ou lesdites parties de celui-

ci.

Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce qu'on fait exécuter au corps de poursuite

ou au moins à une partie de celui-ci, au moins après intro-

duction dans la trace de l'engin volant, un trajet de vol

ressemblant à une spirale avec un temps de révolution pré-

déterminé de façon fixe autour de l'axe longitudinal de la trace, et en ce qu'on corrige le trajet de vol du corps de poursuite ou d'une partie de celui-ci de telle manière que la direction moyenne de vol du corps de poursuite ou d'une partie de celui-ci coïncide au moins approximativement avec

l'axe longitudinal de la trace.

6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé

en ce que,pour corriger le trajet de vol du corps de pour-

suite ou d'une partie de celui-ci, on détermine l'intensité-

du critère de traces et on la compare avec l'intensité du trajet de vol déterminé avant un temps de révolution pour en dériver un signal de correction de trajet de vol. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on dérive le signal de correction de trajet de

vol à partir d'une section de trajet de vol correspondant res-

pectivement à plusieurs temps de révolution.

8 Procédé selon l'une des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que, pour introduire le corps de poursuite dans la trace de l'engin volant, on détermine un plan s'étendant par le point de lancement du corps de poursuite ainsi que par deux points du trajet de vol de l'engin volant,

et on dévie la direction moyenne de vol du corps de pour-

suite dans ce plan en direction du trajet de vol de l'engin volant. 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le corps de poursuite est dévié en direction du trajet de vol de l'engin volant après entrée dans la trace

de l'engin volant,sur la base de critères de traces déter-

minés par le corps de poursuite.

Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on extrapole le trajet de vol de l'engin volant à l'aide d'au moins deux points du trajet de vol de celui-ci

et en ce qu'on introduit le corps de poursuite dans ce tra-

jet de vol extrapolé de l'engin volant.

11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on fixe le trajet de vol du corps de poursuite de telle manière que lors d'un trajet de vol du type en spirale du corps de poursuite autour du trajet de vol extrapolé de l'engin volant, la direction moyenne de vol du corps de

poursuite coïncide au moins approximativement avecce tra-

jet de vol extrapolé de l'engin volant.

12 Procédé selon l'une des revendications 1 à 11,

caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif de poursuite

de trace avec détonateur de proximité.

13 Procédé selon l'une des revendications 1 à 12,

caractérisé en ce qu'on pilote le corps de poursuite ou lesdites parties de celui-ci de telle manière qu'ils volent à l'encontre de la-direction de vol de l'engin volant le

long de la trace produite par celui-ci.

14 Procédé selon l'une des revendications 1 à 13,

caractérisé en ce qu'on utilise comme critères de trace l'air chauffé directement ou indirectement par le moteur

de l'engin volant produisant la trace, et/ou d'autres va-

riations d'air produites, en particulier une mobilité ioni-

que réduite et/ou des produits de combustion engendrés.

Procédé selon l'une des revendications 1 à 14,

caractérisé en ce qu'on utilise un corps de poursuite qui est constitué par une fusée porteuse et au moins une tête

de poursuite auto-pilotable commandée par moteur.