FR2607917A1 - Guidage par infrarouge simplifie pour tout projectile - Google Patents

Abstract

PROJECTILE GUIDABLE PAR INFRAROUGE, CARACTERISE EN CE QU'IL SE COMPOSE PAR EXEMPLE D'UN PROPULSEUR 1 TOURNANT GRACE A UN PALIER 3 EN SENS INVERSE D'UN CORPS 2 DE MEME MOMENT D'INERTIE ET AERODYNAMIQUE, POUVANT, SELON LES ORDRES D'UN DETECTEUR 7, SE BLOQUERPOUR PERMETTRE A UN DISPOSITIF PROPULSANT, PAR EXEMPLE 10, DE FAIRE DERIVER LE PROJECTILE DE SA TRAJECTOIRE INITIALE.

Description

La présente invention a pour but de réaliser un système de guidage de projectiles divers, tirés par toutes armes de calibre égal ou superieur à la munition pour 12,7 et quelqu'en soit le lanceur (mitrailleuse, canon, lanceroquette,etc...) ou le porteur de charge (avion, torpilles marines, mines S-M larguées,etc...).

Le dispositif préconisé utilise la détection par Infra
Rouge de la chaleur différentielle de la cible par rapport à son environnement.

De tels systèmes existent déjà, une longue liste de systèmes d'armes en fait foi.

L'invention se caractérise par le fait que le projectile qui lui est conforme se compose essentiellement et bien caractéristiquement de deux parties tournantes en sens inverse l'une par rapport à l'autre qui, à un signal donné par le détecteur Infra-Rouge, se solidarisent et s'immobilisent en rotation, grâce à l'égalité de leurs inerties et de leur couple aérodynanmique de mise en rotations.

Ceci permet à un actuateur pyrotechnique (fusée) ou aérodynamique, de donner à l'ensemble une dérive de correction calibrée dans le temps et dans sa valeur angulaire. Cette manoeuvre pouvant être itérative.

La figure 01 représente, à titre d'exemple, une roquette à correction de proximité de la cible (2).

La figure 02 montre le principe et l'exécution de la correction appliquée à la roquette de la figure 01.

La figure 03 représente, à titre d'exemple, un obus de 20mm., équipé selon l'invention.

La figure 04 montre comment par visée opto-électronique une arme peut rectifier le tir d'un deuxième projectile grâce à la réaction du. premier.

La figure 05 montre comment une arme tirant en rafale, voit son tir corrigé, sans correction de sa part, grâce à la réaction de ses projectiles.

La figure 06 est une variante aérodynamique de la figure 01. La roquette prise en exemple -figure 01- se compose du propulseur classique de roquette, avec ses aillettes, de la tête armée 2 reliée à 1 par un palier tournant 3.

Grâce à 3, 1 et 2 tournent en sens inverse, grâce à ses aillettes de stabilisation pour 1, et grâce à de petites aillettes escamotables 6 pour 2. Les moments d'inertie de 1 et 2 sont égaux ; leurs couples aérodynamique également. 2 porte en 4 un système de crabotage lui permettant, à la demande, de se solidariser avec 1. Dans le cas décrit, la solution préférée est un barillet de petites cartouches à balles d'acier, lesquelles viennent s'incruster dans une pièce prévue à cet effet sur 1, (métal mou, rondelle à rayures radiales,etc...).

5 est la charge militaire, montée sur paliers minces à rouleaux afin d'alléger l'inertie de rotation de 2 et dans le cas d'une charge creuse, de ne pas la défocaliser.

7 est un détecteur I.F. de bande passante Smicrons, masqué par un disque, dont la fente laissant passé le rayonnement est calculé pour que, lié à la vitesse de rotation de 2, et un filtre passe-bande dans le.circuit, seuls soient détectés les signaux d'une fréquence précise, afin d'éliminer les bruits de fond, dus au milieu ou se trouve la cible. Le signal détecté par 7 est amplifié et commande les cartouches de 4 (dans l'exemple choisi).On notera que le fait de faire balayer ensemble l'iredome, l'optique de la cellule et son cache passe-bande, évite tout bruit de fond d'ambiance et que le fait d'attaquer directement la commande sans commutation électro-mécanique, élimine tout bruit de fond interne : ceci est une caractéristique de l'invention et permet d'avoir une excellente détection de très grande finesse, avec un pouvoir de discrimination des plus éle vé. 9 est le champs du détecteur, dont l'angle avec l'axe de la roquette est déterminé en fonction du rapport
Vitesse de la roquette 9 est reçu par 7 grâce à un mi-
Vitesse de la dérive roir parabolique (plastique argenté, par exemple) qui illumine d'abord un petit miroir focalisateur 8, dont l'angle avec la normale de l'axe de la roquette, materialise l'angle de 9 avec cet axe. 10 sont dans l'exemple choisi, trois petites fusées propulsives, celle du centre étant deux fois plus importantes que ces voisines. Cet ensemble 10 est situé au centre de gravité de l'ensemble de la roquette, propulseur épuisé.

La figure 2 se montre comment se passe une correction de trajectoire. La roquette quitte son lanceur 12, ses deux éléments 1 et 2 se mettent en rotation comme décrit. 2 en tournant < à 50 tours par seconde, par exemple), fait balayer à 9 une enveloppe de cône. La cible ll étant hors de la trajectoire de la roquette, se trouve prise, à un moment donné dans l'enveloppe de cône décrit par 9, quelque soit sa distance par rapport à l'axe de la trajectoire de la roquette. A ce moment, le détecteur 7 envoie à un relais statique, un signal qui déclenche le tir de l'élément cen tral de 10, après avoir déclenché les cartouches qui ont immobilisé les rotations de 1 et 2. Se trouvant dans le plan roquette-cible, 10 donnera à la roquette une vitesse de dérive prévue.Dans l'exemple décrit, on voit que le crabotage ayant largué, après la fin de l'impulsion donnée par 10, les rotations de 1 et 2 reprennent, la détection par balayage de 9 aussi et si la première correction en dérive n'est pas suffisante, une deuxième est faite par les deux impulseurs restant à 10 (ou plus, le cas échéant pour n corrections). Naturellement les impulseurs 10 n'ont pas leurs axes alignés exactement avec 9, pour tenir compte des constantes de temps (surtout celle du crabotage). te principe de correction décrit est en particulier très bien adapté aux tirs en saturation contre un ennemi qui utilise ses armes et roule en véhicules : même un seul coup de feu peut accrocher la détection, et la roquette ainsi dérivée ne voit plus d'autres cibles.

La figure 3 représente un obus, par exemple de 20mm., puisque la technologie, tant des détecteurs, de l'élec- tronique, des piles électro-chimique et de la pyrotechnie (cartouche de crabot) le permettent.

La composition de l'obus est la même que celle de la figure 1, sauf que 10 ne se compose que d'un impulseur (petit projectile) que la charge, montée sur palier (rotation) est entraînée par un cliquet, ce qui permet au projectile d'avoir toute son inertie stabilisatrice ; au moment du blocage, la charge seule continue à tourner, gardant ainsi une partie de l'effet stabilisateur par rotation et que 1 se compose d'un corps faisant inertie en rotation, muni de.mini-aillettes de rotation qui ne dépasse pas le diamètre du projectile. Le corps de l'obus 2 n'a pas d'aillettes escamotables de mise en rotation, puisque ce sont les rainures de l'âme du canon qui remplissent ce rôle. Le corps d'équilibrage 1 recevra avantageusement un dispositif traceur (13).

En plus de se corriger, ce genre de projectile permet de rectifier le pointage de son lanceur pour un nouveau tir, et ceci de façon très simple. Dans la figure 4, nous voyons une cible 1l se déplaçant, tirée par un lanceur 12, la visée étant faite et suivie par un viseur opto-électronique pouvant détecter le signal F Infra-Rouge, ou visible ou de tout autre spectre, émis à la fin de la combustion de l'impulseur 10 (composition fusante, par exemple).

Quand le projectile déclenche sa correction, la trace F de son impulseur de correction 10 est détecté par 15, lequel repère dans l'espace le plan de correction avec la trajectoire projectile-cible et arrête un compte-temps, déclenché au départ du coup. Ce compte-temps sert également à donner la vitesse angulaire du lanceur suivant la cible.

Le lanceur étant équipé seulement d'un détecteur de position angulaire ; ainsi, même des vitesses angulaires très faibles sont mesurées avec une précision que ne permet pas les moyens usuels, (dérivation du signal de position, gyrométrie, etc...,). On peut injecter ainsi à un calculateur la distance 17 ou était le projectile quand 10 s'est allumé et connaissant la vitesse angulaire du viseur de la pièce et l'angle du cône de balayage, on peut corriger l'axe de tir de l'arme pour le coup suivant.

La méthode de tir montrée Figure 2, permet d'équiper le projectile d'une fusée retard supplémentaire d'éxcitation de la charge militaire, qui permet de faire exploser celle-ci lorsque le projectile croise la cible. Les paramètres qui déclenchent la fusée sont les mêmes que ceux décrit page 5 lignes 6 à 28. Deux types de fusées, faisant partie de l'invention peuvent être prévues a)par exemple: le culot Figure 4 peut être équipé d'un mini récepteur radio ou optique qui permet de déclencher une petite charge d'hexogène, par exemple, qui par sympathie déclenche la charge principale.

b)La volée de l'arme 12/Figure 2, est entourée d'un enroulement électrique qui permet, quand le projectile passe, d'induire grâce à un solénoïde incorporé dans le projectile de charger un réseau capacité (mémoire) dont la décharge déclenche l'allumage de la charge. La valeur de la charge du réseau'capacitif étant fonction des paramètres donnés au calculateur pour le premier projectile et décrit page 5 lignes 6 à 28.

Bien entendu, qu'ils soient du type a) ou b), les projectiles gardent leur fusée d'impact.

La figure 5 montre un tir en rafale de 12 sur une cible mouvante Il. Le premier projectile s'est mis en correction en 17, mais manque la cible. Le deuxième en 17, détecte le jet F de 10 du premier projectile et se met en correction dans le plan-dérive du premier projectile-cible. on voit que les trajectoires de dérive 18, du premier projectile et 18' du second sont parallèles et que le second fait une correction superieure au premier par rapport à 11 : dans l'Artillerie, on appelle ce genre de correction de tir pas à pas, une fourchette. I1 est possible de combiner les processus de correction des figures 4 et 5.

La figure 6 est une variante aérodynamique de l'invention.

Si nous reprenons l'exemple de la roquette de la figure 1, la seule différence est que la tête de roquette 2 n'a plus d'impulseurs 10, ni d'aillettes de mise en rotation 6 : ces deux dispositifs sont remplacés par une seule aile (escamotable le cas échéant) 19. Quand, après accrochage de la détection, le crabotage 4 (qui dans ce cas peut être aussi électro-magnétique), a immobilisé 1 et 2, la portance de l'aile 19 fait dériver la roquette de sa trajectoire
pendant un temps qui tient compte des imperfections des équilibrages des inerties et des couples aérodynamiques.

Puis, le crabot se relache, les rotations de 1 et 2 reprennent jusqu'à un nouvel accrochage de 9.

Ce dispositif de correction présente l'avantage de pouvoir se placer à l'avant de bombes d'avion existantes, par exemple. Les systèmes décrits permettent d'équiper en guidage Infra-Rouge très simplement, tous les projectiles allant du calibre de 12,7mm; 20mm.;30mm.; 40mm.; grenades à fusils, roquettes anti-char,et autres munitions de calibres superieurs. Son utilisation pour réaliser une satu ration ou un tir de barrage sélectif, semble évidente.

La détection décrite est parfaitement capable de détecter la tête d'un projectile arrivant au minimum à Mach 1 (400 C.environ), ce qui rend les méthodes de tir liées à l'invention particulièrement aptes à la défense contre leurs attaques.

Claims (7)

REVENDICATIONS

10) - Projectile guidable caractérisé en ce qu'il se compose de deux parties tournantes 1 et 2, reliées entre-elles par un palier de rotation 3 et pouvant être solidarisées par un crabotage ou embrayage 4. Les moments d'inertie et les couples aérodynamique éventuels étant quasiement égaux.

20) - Projectile guidable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de cibles par Infra

Rouge est réalisé par un ensemble compact : cellule de détection + masque passe-bande + relais amplificateur + crabotage pyrotechnique, éliminant donc tout bruit de fond parasitaire, tant interieur qu'exterieur.

30) - Projectile guidable, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, à son centre de gravité et convenablement calibré par rapport au champ prévu de son détecteur, se trouvent un ou plusieurs mini-impulseurs pyrotechniques 10, destinés à lui donner le moment venu, une vitesse de dérive latérale prévue.

40) - Projectile guidable selon les revendications 1 et caractérisées en ce que les impulseurs 10 et les aill -ettes de mises en rotation 6, sont remplacés par une seule aile 19, qui au blocage de 1 et 2 donne à l'ensemble du projectile une dérivation par rapport à sa trajectoire principale.

5 ) - Dispositif de tir caractérisé en ce que les projectiles selon les revendications 1, 2 et 3, sont équipés d'un traceur à spectre calibré, éjectant en fin de combustion des impulseurs 10, et permettent donc d'être détectés en dérive par un détecteur à balayage 15, qui arrête un compte-temps déclenché au départ du coup ; ce qui permet des fonctions de triangulations autorisant la correction de la visée du lanceur pour le coup suivant.

60) - Dispositif de détection de vitesse angulaire de suivi du viseur du lanceur de la cible, simplifié et de très grande précision, même pour une faible vitesse (tir contre engins en rencontre), grâce aux dispositifs de la revendication 5 et aux caractéristiques du projectile, selon les revendications 1, 2, 3 et 5.

70) - Dispositif de mise à feu à retard appliqué aux projectiles et à des lanceurs selon revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que un minicapteur-radio ou optique peut déclencher l'explosion de la charge du projectile, en fonction des données de la revendication 5.

80) - Dispositif de mise à feu retard, appliqués aux projectiles et aux lanceurs selon revendications 1, 2, 3, 4, et 5, caractérisé en ce que un solénoïde, sis à la volée du lanceur 12, permet d'induire en tension variable un solénoïde incorporé dans le projectile qui charge un circuit capacitif (mémoire) en tension variable selon les données exploitées de la revendication 5 : le temps de décharge du circuit capacitif donnant le temps de mise à feu.

9 ) - Projectiles selon les revendications li 2, 3, et 5, réglés pour repérer leur cible et les traçants de fin de combustion de 10 pour, tirés en rafales, faire une correction en dérive séquentielle dite "fourchette".

10 ) - Possibilités de'réunir les procédures de tir des projectiles caractérisé par les revendications 1, 2, 3, et 5 prévues pour les revendications 6 et 7.