FR2556086A1 - Device for initiating a fuse equipping a rotating projectile - Google Patents
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Abstract
Description
Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs pour la mise à feu d'une fusée servant à l'amorçage d'un projectile lance à partir d'un matériel à tube rayé. Ce pro- joctile en rotation est de préférence de gros ou moyen calibre. La fusée servant à l'amorçage de ce projectile est dite de proxmité, et est mise à feu au voisinage de la cible, qui est par exemple un aéronef lors des combats aériens. The technical sector of the present invention is that of devices for firing a rocket used for priming a projectile launched from a striped tube material. This rotating projectile is preferably of large or medium caliber. The rocket used to start this projectile is said to be near, and is fired in the vicinity of the target, which is for example an aircraft during air combat.
On connait des fusées de proximité excitées par la prXsen- ce de radiations infrarouges émises par la cible en mouvement relatif par rapport au projectile. Le dispositif pour la mise à feu dune fusée de de type comprend, outre une source d'énergie élec- trique, un capteur de rayonnement infrarouge, des moyens electroni- ques de traitement du signal délivré par le capteur, et des moyens de mise à feu exploitant le signal traité. Ces fusées sont mises à feu à partir d'un signal dû à la décroissance ou au brusque arrêt de l'excitation reçue par le capteur lorsque le projectile sort du champ infrarouge émis par la cible. Proximity rockets are known to be excited by the presence of infrared radiation emitted by the target in relative motion relative to the projectile. The device for firing a rocket of the type comprises, in addition to an electric power source, an infrared radiation sensor, electronic means for processing the signal delivered by the sensor, and means for firing light exploiting the signal processed. These rockets are fired on the basis of a signal due to the decrease or sudden cessation of the excitation received by the sensor when the projectile leaves the infrared field emitted by the target.
Cependant, il est nécessaire que la mise en oeuvre et les conditions d'utilisation des fuses de proximité a influence inra- rouge correspondent à celles des fusées de proximité mécaniques par exemple chronométriques classiques. However, it is necessary that the implementation and the conditions of use of proximity fuses with infrared influence correspond to those of mechanical proximity fuses, for example conventional chronometric ones.
Ces fusées, qui comprennent généralement une électronique associée fonctionnant sous une puissance électrique importante de l'ordre ou supérieure à un micro-watt, nécessitent une charge de la source energêtique de bord inmediatement avant le tir, ou une source de bord incorpores volumineuse à durée de stockage limitée. These rockets, which generally include associated electronics operating at a significant electrical power of the order of or greater than a micro-watt, require a charge from the onboard energy source immediately before firing, or a bulky on-board source of duration limited storage.
La présente invention pallie les inconvénients précites en proposant un dispositif présentant une électronique associée fonctionnant sous faible puissance sans nuire à la qualité de la fonction de proximité, et permettant par là une mise en oeuvre simplifiée de la fusée. The present invention overcomes the aforementioned drawbacks by proposing a device having associated electronics operating under low power without harming the quality of the proximity function, and thereby allowing a simplified implementation of the rocket.
La présente invention a donc pour objet un dispositif pour la mise à feu d'une fusée servant à l'amorçage d'un projectile en rotation, comprenant une source d'énergie électrique, au moins un capteur du rayonnement infrarouge émis par une cible en mouvement reïatif par rapport au projectile, des moyens électroniques d traitement du signal délivré par le capteur, des moyens exploitant le signal ainsi traité pour la mise à feu de ladite fusée, ce dispositif étant caractérisé en ce que lesdits moyens électroni crues de traitement du signal délivré par le capteur comprennent
- un étage amplificateur en régime bloqué traitant les
brèves impulsions émises par le capteur en rotation
- un circuit différenciateur de mise en forme du signal
analogique donné par l'amplificateur, comportant un
étage limitant la durée desdits impulsions, un étage
mémorisant successivement chacune des impulsions reçues,
et un étage comparant la dernière impulsion reçue à
l'impulsion précédente mémorisée, et transmettant un
signal aux moyens de mise à feu de ladite fusee dès que
l'amplitude de la dernière impulsion reçue est inférieu
re ou egale à celle de l'impulsion précédente mémorisée.The present invention therefore relates to a device for firing a rocket used to start a rotating projectile, comprising a source of electrical energy, at least one sensor of the infrared radiation emitted by a target in relative movement with respect to the projectile, electronic means for processing the signal delivered by the sensor, means exploiting the signal thus processed for firing said rocket, this device being characterized in that said raw electronic signal processing means delivered by the sensor include
- an amplifier stage in blocked mode processing the
brief pulses from the rotating sensor
- a signal differentiation circuit
analog given by the amplifier, comprising a
stage limiting the duration of said pulses, a stage
successively memorizing each of the pulses received,
and a stage comparing the last pulse received with
the previous pulse memorized, and transmitting a
signal to the firing means of said rocket as soon as
the amplitude of the last pulse received is lower
re or equal to that of the previous stored pulse.
Dans un mode préféré de réalisation du dispositif selon l'invention, ladite source d'énergie électrique est constituée par un générateur plézoélectriaue en anneau. In a preferred embodiment of the device according to the invention, said source of electrical energy is constituted by a plézoélectriaue ring generator.
L'invention a également pour objet un dispositif tel que décrit plus haut, caxactffirisé de plus en ce que ledit capteur de rayonnement infrarouge est une cellule photo-voltarque, dont l'axe d'observation fait avec l'axe longitudinal du projectile un angle compris entre environ 100 et environ 200. The subject of the invention is also a device as described above, further caxactffirized in that said infrared radiation sensor is a photovoltaic cell, the observation axis of which forms an angle with the longitudinal axis of the projectile between about 100 and about 200.
Le dispositif selon l'ir,ention provoque donc la mise à feu d'une fuse en utilisant l'émission intense sous forme d'ondes électromagnétiques de longueurs d'ondes situées dans le spectre infrarouge, dont la répartition spectrale découle directement de la composition chimique des gaz chauds libérés par la cible. Un détecteur réalise l'analyse spectrophotométrique des rayonnements émis et une gestion appropriée des signaux reçus, et permet de définir L'instant à partir duquel le projectile cesse de s'approcher de l'objectif et commence donc à s'en éloigner. Ce signal permet, à cet instant précis, de provoquer l'explosion de la charge du projectile qui se trouve etre alors au point de sa trajectoire le plus près de la cible à détruire ou endommager. The device according to the ir, ention therefore causes the firing of a fuse by using the intense emission in the form of electromagnetic waves of wavelengths located in the infrared spectrum, whose spectral distribution follows directly from the composition. chemical of hot gases released by the target. A detector performs the spectrophotometric analysis of the emitted radiation and an appropriate management of the received signals, and makes it possible to define the instant from which the projectile ceases to approach the objective and therefore begins to move away from it. This signal makes it possible, at this precise moment, to cause the charge of the projectile to explode, which then happens to be at the point of its trajectory closest to the target to be destroyed or damaged.
Ainsi, l'application, par exemple, du dispositif selon l'invention à la mise à feu d'un projectile de calibre 3Q mm ayant une vitesse de l'ordre de 1000 m/s et une rotation de l'ordre de 1000 tours/secondes, permet d'elaborer l'ordre de mise à feu après un intervalle de distance qui correspond à un ou deux mètres sur la trajectoire du projectile. Thus, the application, for example, of the device according to the invention to firing a 3Q mm caliber projectile having a speed of the order of 1000 m / s and a rotation of the order of 1000 revolutions / seconds, used to develop the firing order after a distance interval which corresponds to one or two meters on the trajectory of the projectile.
La structure des moyens électroniques de traitement du signal délivré par le capteur permet de limiter l'énergie mise en jeu pour le traitement des informations. Les signaux n'apparaissent que durant des laps de temps très brefs et requérant très peu d'énergie compte tenu de l'impédance élevée des circuits associés et du nombre relativement faible de signaux significatifs dus aux seuils de sensibilité adoptés. The structure of the electronic means for processing the signal delivered by the sensor makes it possible to limit the energy used for processing the information. The signals appear only during very short periods of time and require very little energy taking into account the high impedance of the associated circuits and the relatively small number of significant signals due to the adopted sensitivity thresholds.
Un exemple non limitatif de réalisation du dispositif selon l'invention est décrit ci-après, en référence au dessin an nexe sur lequel
- La figure 1 représente un synoptique des moyens Electro-
niques de traitement du signal délivré par le capteur
infrarouge,
- La figure 2 situe le détecteur infrarouge sur la fusée.A nonlimiting example of embodiment of the device according to the invention is described below, with reference to the appended drawing in which
- Figure 1 shows a block diagram of the Electro-
signal processing signals delivered by the sensor
infrared,
- Figure 2 locates the infrared detector on the rocket.
L'organisation fonctionnelle de la fusée à influence in- frarouge selon la présente invention est assurée essentiellement par un détecteur infrarouge qui délivre un signal à un circuit d'élaboration de la décision de mise à feu, lequel transmet cette décision à un dispositif electrobexplosif. Un générateur de bord alimente l'ensemble en énergie électrique. The functional organization of the infrared-influenced rocket according to the present invention is essentially ensured by an infrared detector which delivers a signal to a circuit for preparing the firing decision, which transmits this decision to an electrobexplosive device. An on-board generator supplies the assembly with electrical energy.
Le détecteur infrarouge le mieux adapté aux longueurs d'ondes comprises entre 4,3 et 4,45 microns, qui sont les plus significatives du pic d'émissivité de la flamme de kérosène libérée par la cible, est une cellule photo-voltaique qui met en oeuvre un composé intermétallique à base d'arséniure d'indiiun, dont le point de fusion qui atteint une température de 5239 C est compatible avec les contraintes thermiques voisines de 300Q K. Ce détec- teur, de la taille d'une tête d1épingle, est positionné dans la fusée de façon telle que sa doniinante d'observation fasse un angle
De avec l'axe longitudinal de la fusée. Cet angle α est de 1'oru dre de 100 à 200. Un angle X trop faible conduirait à un declen - chement trop précoce de la fusée, tandis qu'un angle α trop important entraine une mise à feu trop tardive de la fusée, à une distance trop éloignée de la cible apyres passage à proximité de celle-ci.The infrared detector best suited to wavelengths between 4.3 and 4.45 microns, which are the most significant of the emissivity peak of the kerosene flame released by the target, is a photovoltaic cell which puts using an intermetallic compound based on indiiun arsenide, the melting point of which reaches a temperature of 5239 C is compatible with thermal stresses close to 300Q K. This detector, the size of a pinhead , is positioned in the rocket so that its observation angle makes an angle
From with the longitudinal axis of the rocket. This angle α is in the order of 100 to 200. An angle X which is too small would lead to too early firing of the rocket, while an angle α too large leads to too late firing of the rocket, at a distance too far from the target apyres passing close to it.
Le temps de réponse du détecteur, inférieur à la microseconde environ, permet à ce détecteur, lorsqu'il est monté par exemple sur un projectile de calibre 30 mma; d'engendrer un signal périodique qui correspond aux rayonnements incidents. En présence de la flamme des réacteurs de la cible constituée par exemple par un aéronef, ce sont de très brèves impulsions apparaissant à peu près toutes les millisecondes. Ce balayage mécanique présente l'avantage d'autoriser une expioration angulaire importante, sans requérir des dispositifs optiques complexes ou impliquer l'emploi d'un détecteur de grande surface. Cependant, dans l'application a un projectile de gros calibre présentant une vitesse de rotation plus faible, plusieurs détecteurs peuvent être montés sur une même fusée.On peut aussi utiliser un détecteur présentant plusieurs faisceaux d'observation. The response time of the detector, less than approximately the microsecond, allows this detector, when it is mounted for example on a projectile of caliber 30 mma; to generate a periodic signal which corresponds to the incident radiation. In the presence of the flame of the target reactors constituted for example by an aircraft, these are very brief pulses appearing roughly every milliseconds. This mechanical scanning has the advantage of authorizing a significant angular expioration, without requiring complex optical devices or involving the use of a large area detector. However, in the application to a large caliber projectile having a lower speed of rotation, several detectors can be mounted on the same rocket. One can also use a detector presenting several observation beams.
Afin d'adapter au mieux le système aux impératifs fonctionnels, le détecteur peut être coiffé par un filtre aux caractéristiques optiques de lentille, qui correspond à la bande choisie du spectre. In order to best adapt the system to functional requirements, the detector can be capped by a filter with optical lens characteristics, which corresponds to the chosen band of the spectrum.
Le circuit d'élaboration de la décision de mise à feu détermine l'instant précis à partir duquel le projectile ne se rapproche plus de la cible, mais commence à s'en éloigner. Ce circuit traite un signal analogique impulsionnel constitué par de très brèves impulsions de courant faible fournies par le détecteur et le gère tant en analogique par le jeu de la comparaison des amplitudes, qu'en digital pour satisfaire les fonctions logiques de décision. The circuit for developing the firing decision determines the precise moment from which the projectile no longer approaches the target, but begins to move away from it. This circuit processes an analog pulse signal consisting of very short pulses of low current supplied by the detector and manages it both in analog by the game of the comparison of amplitudes, and in digital to satisfy the logic decision functions.
A proximité de la cible, à chaque tour, le détecteur infrarouge 10 fournit par autogénération de brèves impulsions de quelques 50 microampères sous une centaine de micro-volts. Ces signaux d'une durée de 30 à 40 micro-secondes sont appliqués à un circuit amplificateur 11 en régime bloqué. Ces signaux, très localisés dans le temps, sont ensuite différenciés afin que les impulsions significatives ne présentent qu'une durée de l'ordre de une micro-seconde, puis traités à partir d'un comparateur d'amplitude 13de telle sorte que chaque nouveau signal apparaissant se trouve comparé au précédent qui a été mémorisé en 12. Le circuit électroexplosif 14 est excité des l'instant ot le signal de cible cesse de croître ou à plus forte raison commence à décroitre. Near the target, at each turn, the infrared detector 10 provides by self-generation of short pulses of some 50 microamps under a hundred micro-volts. These signals, lasting 30 to 40 microseconds, are applied to an amplifier circuit 11 in blocked mode. These signals, very localized in time, are then differentiated so that the significant pulses have only a duration of the order of one micro-second, then processed using an amplitude comparator 13 so that each new signal appearing is compared to the previous one which was memorized in 12. The electroexplosive circuit 14 is excited from the instant when the target signal stops growing or, even more so, starts to decrease.
La channe électro-explosive, de conception classique, est constituée par exemple d'une amorce détonateur électrique, qui ne requiert que 330 micro-Joules. La décharge capacitive est obtenue à partir d'un élément spécifique à faible courant de fuite. The electro-explosive chain, of conventional design, consists for example of an electric detonator primer, which requires only 330 micro-Joules. The capacitive discharge is obtained from a specific element with low leakage current.
La source de bord équipant la fusée selon l'invention doit être capable de délivrer les énergies indispensables au traitement des informations et à la mise à feu de l'amorce. Cette source est constituée par exemple par un générateur piézo électris que en anneau qui présente les caractéristiques d'un condensateur chargé par une tension de quelques centaines de volts à partir de l'effet d'expansion radiale qui résulte de la mise en rotation du projectile. Grace à une technologie appropriée, on obtient un générateur d'un volume compatible et d'une capacité de l'ordre de 30 nF pour une tension allant jusqu'S 300 volts, capable de jouer le rôle de géneratrice tachymétrique fournissant un signal signi
ficatif du régime de rotation instantané du projectile. Par le jeu d'un traitement convenable de cette information,il peut déterminer éventuellement l'instant d'autodestruction. The on-board source equipping the rocket according to the invention must be capable of delivering the energies essential for processing the information and igniting the primer. This source is constituted for example by a piezoelectric generator that in ring form which has the characteristics of a capacitor charged by a voltage of a few hundred volts from the effect of radial expansion which results from the rotation of the projectile . Thanks to appropriate technology, a generator with a compatible volume and a capacity of the order of 30 nF is obtained for a voltage of up to 300 volts, capable of playing the role of tachometric generator providing a significant signal.
fictitious of the instantaneous rotation regime of the projectile. Through the proper processing of this information, it can possibly determine the moment of self-destruction.
Claims (3)
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| FR7602088A FR2556086B1 (en) | 1976-01-27 | 1976-01-27 | DEVICE FOR Firing a ROCKET EQUIPPED WITH A ROTATING PROJECTILE |
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| FR2556086B1 FR2556086B1 (en) | 1988-03-18 |
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ID=9168403
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