FR2588373A1 - Infrared proximity fuse for ballistic or self-propelled 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 dite de proximité servant à l'amorçage d'un projectile balistique ou autopropulsé. The technical sector of the present invention is that of devices for firing a so-called proximity rocket used for priming a ballistic or self-propelled projectile.
Des fusées qui mettent en oeuvre des rayonnements e1lec- tromagnétiques spécialement générés à bord ont été proposées. Dans ces fusées, une partie du rayonnement émis par la source située dans la fusée est rediffusée par la surface de la cible et une fraction de cette énergie revient à la fusée et se trouve traité à bord pour déterminer l'instant de mise à feu de la charge militaire. Rockets which use electromagnetic radiation specially generated on board have been proposed. In these rockets, part of the radiation emitted by the source located in the rocket is re-emitted by the surface of the target and a fraction of this energy returns to the rocket and is processed on board to determine the moment of firing of the military charge.
On connait ainsi des fusées radio-électriques à effet "Doppler", des fusées à impulsions radio-électriques et des fusées utilisant le rayonnement infrarouge. We thus know of radio-electric rockets with "Doppler" effect, radio-electric pulse rockets and rockets using infrared radiation.
De telles fusées nécessitent une importante source d'énergie pour engendrer un signal d'émission suffisamment puissant pour être discerné après réflexion sur l'objectif. Cette source d'énergie est volumineuse et implique une réduction importante de la charge militaire du projectile. Such rockets require an important source of energy to generate a sufficiently strong emission signal to be discerned after reflection on the objective. This energy source is bulky and involves a significant reduction in the military charge of the projectile.
En raison des contraintes mécaniques importantes à laquelle elle est soumise en cours de vol, une telle source d'énergie est de fabrication délicate et par là-même très couteuse. Un autre inconvénient de ce type de fusées réside dans le fait qu'elles possèdent un diagramme de sensibilité spatiale trop large pour leur utilisation tactique. De plus, elles sont facilement repérables en raison de la puissance de la source d'énergie embarquée. Because of the significant mechanical stresses to which it is subjected during flight, such a source of energy is delicate to manufacture and therefore very expensive. Another disadvantage of this type of rockets lies in the fact that they have a spatial sensitivity diagram too wide for their tactical use. In addition, they are easily identifiable due to the power of the on-board energy source.
La présente invention pallie les inconvénients précités' en proposant une fusée qui ne nécessite pas de source électrique pour générer le signal de sondage. Dans la fusée selon l'invention, seule la réception du signal et la mise à feu exigent une source d'énergie. Cependant, cette source est de faible puissance et en raison de cette caractéristique semi-passive, une fusée de ce type n'est que difficilement repérable. The present invention overcomes the aforementioned drawbacks by proposing a rocket which does not require an electrical source to generate the sounding signal. In the rocket according to the invention, only the reception of the signal and the firing require a source of energy. However, this source is of low power and due to this semi-passive characteristic, a rocket of this type is only difficult to locate.
La présente invention a donc pour objet un dispositif pour la mise à feu d'une fusée servant à l'amorçage d'un projectile balistique autopropulse ou mixte,- le dispositif étant actionné par un rayonnement infrarouge émis par une source et rediffusé par la cible et comportant - au moins un capteur de rayonnement infrarouge pouvant être positionné axiale
ment ou latéralement sous un angle quelconque, - des moyens électroniques de traitement du signal délivré par le capteur, - des moyens de déclenchement de la mise à feu de ladite fusée, - et une source d'énergie électrique, ce dispositif étant caractérisé en ce
que la source de rayonnement infrarouge est constituée par le corps du projec
tile émettant naturellement un flux infrarouge.The present invention therefore relates to a device for firing a rocket used for starting a self-propelled or mixed ballistic projectile, - the device being actuated by infrared radiation emitted by a source and rebroadcast by the target and comprising - at least one infrared radiation sensor which can be positioned axially
ment or laterally at any angle, - electronic means for processing the signal delivered by the sensor, - means for triggering the firing of said rocket, - and a source of electrical energy, this device being characterized in that
that the source of infrared radiation is formed by the body of the project
tile naturally emitting an infrared flux.
En effet, un projectile balistique est une masse oblongue chargée d'une composition adaptée pour obtenir un pouvoir vulnérant : perforant, explosif,incendiaire ou de tout autre type choisi. In fact, a ballistic projectile is an oblong mass charged with a composition adapted to obtain a damaging power: perforating, explosive, incendiary or any other chosen type.
Cette masse est animée d'une vitesse initiale élevée et d'une accélération importante communiquée dans le tube du canon. This mass is driven by a high initial speed and a significant acceleration communicated in the barrel.
Ainsi, les parois du projectile sont soumises à un premier échauffement important qui résulte des contraintes mécaniques importantes que l'obus subit lors de son passage dans le tube du canon De plus, au cours de son vol, l'obus atteint une vitesse supersonique. Sa température s'éléve donc notablement en raison de l'échauffement cinétique dû à sa pénétration dans l'air. Thus, the walls of the projectile are subjected to a first significant heating which results from the significant mechanical stresses that the shell undergoes during its passage through the barrel tube. In addition, during its flight, the shell reaches a supersonic speed. Its temperature therefore rises significantly due to the kinetic heating due to its penetration into the air.
Les deux échauffements précités concourent donc à une élévation importante de la température de l'obus et en particulier de sa paroi externe.The two aforementioned overheating therefore contribute to a significant rise in the temperature of the shell and in particular of its outer wall.
Ainsi il est généralement admis qu'un obus dont la vitesse est égale au double de celle du son, voit sa température augmenter de 700C engiron par rapport à sa température initiale. Thus it is generally accepted that a shell whose speed is equal to twice that of sound, sees its temperature increase by about 700C compared to its initial temperature.
Ainsi cet obus émet un rayonnement propre discernable par rapport au spectre d'émission naturelle de son environnement. Thus this shell emits a clean radiation discernible compared to the natural emission spectrum of its environment.
Plus précisément, il est facile de calculer, en application des "lois de Wien", qu'un obus de 105 mm,par exemple,rayonne selon son axe longitudinal vers l'avant plus de 2,18 Watts par stéradian et ceci dans une bande de longueur d'onde centrée sur 8,42 mictions. More precisely, it is easy to calculate, in application of "Wien's laws", that a shell of 105 mm, for example, radiates along its longitudinal axis towards the front more than 2.18 Watts per steradian and this in a wavelength band centered on 8.42 voids.
A l'approche d'une surface matérielle, l'énergie infrarouge rayonnée par l'obus est rediffusée sur la surface en fonction de son coefficient de réflexion. When approaching a material surface, the infrared energy radiated by the shell is transmitted back to the surface as a function of its reflection coefficient.
Dans la bande de longueur d'onde considérée de 5 à 14 microns, les corps présentent généralement un coefficient de réflexion compris entre 0,3 et 0,6. In the wavelength band considered from 5 to 14 microns, the bodies generally have a reflection coefficient of between 0.3 and 0.6.
Un exemple non limitatif de réalisation est décrit ci-après en références aux figures annexées. A nonlimiting exemplary embodiment is described below with reference to the appended figures.
La figure I représente un shéma synoptique d'une fusée de proximité selon l'invention. Figure I shows a block diagram of a proximity rocket according to the invention.
La figure 2 montre un type de réalisation de la chaîne elec- tronique de traitement du signal délivré par le capteur infrarouge. FIG. 2 shows a type of embodiment of the electronic chain for processing the signal delivered by the infrared sensor.
La figure 3 est un shéma de principe montrantl'émission du flux infrarouge naturel de l'obus, sa réflexion par une cible 10 et la réception du flux réfléchi par le capteur 9. FIG. 3 is a schematic diagram showing the emission of the natural infrared flux from the shell, its reflection by a target 10 and the reception of the flux reflected by the sensor 9.
Les figures 4 et 5 montrent des modes de réalisation de l'ogive permettant de suppléer à un échauffement insuffisant de celle-ci pour produire un flux infrarouge discernable. Figures 4 and 5 show embodiments of the warhead to compensate for insufficient heating of the latter to produce a discernible infrared flux.
Un tel obus comporte une fusée 2 et une charge militaire 8. Such a shell includes a rocket 2 and a military charge 8.
La fusée elle-même se compose d'un détecteur infrarouge 3, un ensemble optique
9, un étage amplificateur 4, un étage différentiateur 5, un étage comparateur 6 et un étage de mise à feu 7.The rocket itself consists of an infrared detector 3, an optical assembly
9, an amplifier stage 4, a differentiator stage 5, a comparator stage 6 and a firing stage 7.
L'organisation fonctionnelle d'une telle fusée selon l'invention est assurée essentiellement par le détecteur infrarouge 3 qui délivre un signal à une chaîne d'élaboration de la décision de mise à feu. The functional organization of such a rocket according to the invention is essentially ensured by the infrared detector 3 which delivers a signal to a chain for preparing the firing decision.
Le détecteur infrarouge 3 est sensible dans le spectre requis, ou dans une fraction de ce spectre. Dans l'exemple numérique cité plus haut, le spectre utile sera choisi dans la bande comprise entre 5 ou 9 microns de longueur d'onde. The infrared detector 3 is sensitive in the required spectrum, or in a fraction of this spectrum. In the digital example cited above, the useful spectrum will be chosen in the band between 5 or 9 microns in wavelength.
Le champs de sensibilité de ce détecteur infrarouge est égal à 2x tel que le montre la figure 1 annexée et défini à partir d'un ensemble optique 9 catoptrique,.dioptrique ou mixte associé au détecteur derayon- nement pour adapter de façon optimale, la fonction de proximité aux besoins du système tactique embarqué dans le projectile. The sensitivity field of this infrared detector is equal to 2x as shown in FIG. 1 appended and defined on the basis of a catoptric, diopter or mixed optical assembly 9 associated with the delay detector to optimally adapt the function proximity to the needs of the tactical system embedded in the projectile.
Le signal délivré par le détecteur 3 est amplifié par un circuit amplificateur 4 puis est transmis à un étage différentiateur 5 qui en effectue la dérivée première afin d'éliminer les signaux d'origine parasite, tel, entre autres, que le signal imputable au basculement de l'axe du projectile sur l'horizon. The signal delivered by the detector 3 is amplified by an amplifier circuit 4 then is transmitted to a differentiating stage 5 which performs its first derivative in order to eliminate the signals of parasitic origin, such as, among others, that the signal attributable to the tilting from the axis of the projectile on the horizon.
Le signal ainsi délivré par l'étage 5 et proportionnel à la dérivée première du signal reçu par le capteur est ensuite appliqué à un étage comparateur 6 où il est confronté avec un niveau de référence pré-établi. The signal thus delivered by stage 5 and proportional to the first derivative of the signal received by the sensor is then applied to a comparator stage 6 where it is compared with a pre-established reference level.
Cet étage comparateur peut-être constitué également par un déclencheur dans lequel la comparaison s'effectue entre le signal et le propre seuil de basculement du déclencheur. This comparator stage may also consist of a trigger in which the comparison is made between the signal and the trigger's own switching threshold.
Dès que le déclencheur bascule, il envoie un signal de commande à l'étage de mise à feu 7, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un étage amplificateur de puissance. As soon as the trigger switches, it sends a control signal to the firing stage 7, either directly or via a power amplifier stage.
La présente invention est applicable sans limitation aux projectiles purement balistiques mais aussi aux projectiles autopropulsés ou aux projectiles mixtes, semi-balistiques puis autopropulsés sur leur trajectoire. The present invention is applicable without limitation to purely ballistic projectiles but also to self-propelled projectiles or to mixed, semi-ballistic then self-propelled projectiles on their trajectory.
Dans certains de ces cas, l'échauffement naturel de l'ogive pourra se révéler insuffisant pour engendrer un rayonnement infrarouge discernable. In some of these cases, the natural heating of the warhead may prove to be insufficient to generate discernible infrared radiation.
Des essais ont montré qu'il est possible d'y suppléer en ménageant un dispositif d'échauffement auxiliaire artificiel de l'ogive à partir d'une composition exothermique 11 convenablement choisie, répartie sur la sur
face ou de façon jacente à la surface de l'ogive, ainsi que le montrent les figures 4 et 5.Tests have shown that it is possible to compensate for this by providing an artificial auxiliary heating device for the warhead from an exothermic composition 11 suitably chosen, distributed over the surface.
facing or adjacent to the surface of the warhead, as shown in Figures 4 and 5.
Cette composition peut être constituée, à titre d'exemple, par un mélange de poudre d'aluminium et d'oxyde de fer. This composition can be constituted, for example, by a mixture of aluminum powder and iron oxide.
Un autre mode de réalisation de cet échauffement consiste à ajouter à l'ogive un isolant thermique, tel par exemple qu une résine époxy, en sous-couche ou en couche superficielle de façon à diminuer l'échange thermique entre la surface extérieure et le corps de la fusée, l'échauffement restant ainsi localisé. Another embodiment of this heating consists in adding to the warhead a thermal insulator, such as for example an epoxy resin, as a sublayer or as a surface layer so as to reduce the heat exchange between the external surface and the body. of the rocket, the heating thus remaining localized.
Selon un mode avantageux de réalisation, ou juxtaposera des couches isolantes et des couches exothermiques, disposées soit en couches superficielles, soit en couches sous-jacentes. According to an advantageous embodiment, or juxtaposing insulating layers and exothermic layers, arranged either in surface layers, or in underlying layers.
Le dispositif selon l'invention peut-être également utilisé de façon non limitative en combinaison avec d'autres dispositifs de type connu et assurant d'autres fonctions complémentaires telles que des sécurités de stockage, de bouche, de trajectoire, des fonctions d'autodestruction ou d'autoneutralisation. The device according to the invention can also be used without limitation in combination with other devices of known type and ensuring other complementary functions such as storage, mouth, trajectory security, self-destruction functions or self-neutralization.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7739158A FR2588373B1 (en) | 1977-12-26 | 1977-12-26 | INFRARED PROXIMITY ROCKET FOR BALLISTIC OR SELF-PROPELLED PROJECTILE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7739158A FR2588373B1 (en) | 1977-12-26 | 1977-12-26 | INFRARED PROXIMITY ROCKET FOR BALLISTIC OR SELF-PROPELLED PROJECTILE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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FR2588373A1 true FR2588373A1 (en) | 1987-04-10 |
FR2588373B1 FR2588373B1 (en) | 1988-03-04 |
Family
ID=9199324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR7739158A Expired FR2588373B1 (en) | 1977-12-26 | 1977-12-26 | INFRARED PROXIMITY ROCKET FOR BALLISTIC OR SELF-PROPELLED PROJECTILE |
Country Status (1)
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FR (1) | FR2588373B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3483821A (en) * | 1966-11-04 | 1969-12-16 | Us Army | Standoff fire-control system (u) |
GB1298661A (en) * | 1965-12-06 | 1972-12-06 | Hawker Siddeley Dynamics Ltd | Improvements in or relating to fuze devices |
FR2239664A1 (en) * | 1973-08-03 | 1975-02-28 | Bofors Ab |
-
1977
- 1977-12-26 FR FR7739158A patent/FR2588373B1/en not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2239664A1 (en) * | 1973-08-03 | 1975-02-28 | Bofors Ab |
Also Published As
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FR2588373B1 (en) | 1988-03-04 |
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