FR2620814A1

FR2620814A1 - Systeme de detecteurs

Info

Publication number: FR2620814A1
Application number: FR8814875A
Authority: FR
Inventors: John Paul Reid; Stephen John Clarke
Original assignee: British Aerospace PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1988-11-16
Publication date: 1989-03-24
Anticipated expiration: 2008-11-16
Also published as: US5001985A; SE8901079D0; SE8804366D0; GB8805356D0; DE3835744A1; SE8804366A; GB2234125A; IT8886216A0; GB8805353D0; IT1228406B; IT8848600A0; IT1235159B; GB2207575A; GB8708002D0; FR2620814B1; DE3837229A1; GB2207575B

Abstract

Un système de détecteurs pour une arme comprend au moins deux détecteurs de lumière 16, 17; 18, 19 ayant des champs de vision différents et un moyen de commande 30 répondant à des signaux provenant des détecteurs pour calculer un temps approprié pour procéder au tir de l'arme et pour provoquer l'activation du système 32 de tir de l'arme.

Description

1.

La présente invention concerne un système de détec-

teurs et plus particulièrement, mais non exclusivement, un système de détecteurs pour utilisation dans une arme de couverture comprenant un canon, une arme anti-char, etc. La présente invention a pour objet un système de

détecteurs permettant de détecter un rayonnement représen-

tatif de la présence d'un type spécifique de cible, tel

qu'un char.

Selon la présente invention, on prévoit un sys-

tème de détecteurs pour une arme, le système comprenant au moins deux détecteurs de lumière ayant des champs de vision différents et un moyen de commande répondant à des signaux provenant des détecteurs de lumière pour calculer un temps

approprié pour le tir de l'arme et pour provoquer à l'ave-

nant l'activation du système d'arme.

Dans le cadre du présent mémoire, on utilise le terme "lumière" pour désigner un rayonnement dans les bandes 2.

d'onde de l'infrarouge, de la lumière visible et de l'ul-

traviolet. Le système de détecteurs peut comprendre un moyen d'établissement de distance permettant la sélection d'une bande de distance à partir d'une multitude de bandes de distance fixes conformément à la distance probable entre

l'arme et une cible.

De préférence, le système de détecteurs comprend un moyen pour se rapprocher de la distance d'un type de cible désigné. Le système de détecteurs peut comprendre un moyen d'approximation de distance qui peut fonctionner

pour classer la distance d'une cible comme tombant à l'in-

térieur d'une bande parmi une multitude de bandes de distance prédéterminées. Dans un mode de réalisation qu'on décrira,

on utilise troisbandes prédéterminées de distance, c'est-à-

dire une bande courte, une bande moyenne et une bande lon-

gue. En variante, on peut utiliser plusieurs bandes prédé-

terminées qui sont toutes au-dessous d'une bande maximum sélectionnée.

De préférence, le système de détecteurs est desti-

né à ne pas provoquer l'activation du système de tir de l'arme sauf à avoir un type désigné de cible à l'intérieur d'une distance présélectionnée. Cette caractéristique de sélection de distance a l'avantage de réduire les risques de produire une attaque inefficace en réponse à un objet qui est plus petit que le type de cible prédéterminé, par

exemple un animal ou une personne. La sélection de la dis-

tance peut être obtenue en adaptant le système de détecteur de façon à ce qu'il provoque l'activation du système de

tir de l'arme dans le cas seulement o il y a une détec-

tion simultanée d'une cible par deux des détecteurs opti-

ques. En variante, on peut utiliser un algorithme de sélection de distance employant le temps mis pour traverser

le champ de vision de l'un des détecteurs ou des deux dé-

tecteurs.

3.

De préférence, le système de détecteurs est desti-

né à provoquer l'activation du système de tir de l'arme dans le cas seulement o deux des détecteurs de lumière ou plus détectent en premier lieu le rayonnement provenant d'une cible possible dans un ordre déterminé. Cette carac- téristique réduit les risques de déclenchement du système de commande du tir à la suite d'effets aléatoires tels que des flammes ou des gaz chauds apparaissant dans le champ de vision des détecteurs en nécessitant la détection dans

une séquence prédéterminée.

Avantageusement, le système de détecteurs est destiné à détecter des cibles se déplaçant dans l'une ou l'autre direction générale de traversée des champs de vision des détecteurs de lumière. Le système de détecteurs peut comprendre deux ensembles de deux détecteurs de lumière pour

détecter des cibles se déplaçant dans des directions oppo-

sees.

Dans le mode de réalisation qu'on décrira, les dé-

tecteurs de lumière sont des détecteurs passifs d'infrarou-

ge fonctionnant chacun pour détecter le rayonnement tom-

bant à l'intérieur d'une bande d'onde présélectionnée.

On décrira maintenant le mode de réalisation particulier de la présente invention,à titre d'exemple, en liaison avec les dessins d'accompagnement dans lesquels: La figure 1 est un schéma de la trajectoire d'un char se rapprochant d'un système de détection selon la présente invention; La figure 2 est un schéma sous forme de blocs des composants d'un système de détecteurs selon la présente

invention.

En liaison avec la figure 1, une mine anti-char de couverture est représentée dans ses grandes lignes par la référence 10 et comprend un canon anti-char 12, un système

de commande de tir 14 et quatre détecteurs passifs d'infra-

rouge 16 à 19, par exemple des détecteurs pyroélectriques.

4. Les détecteurs 16 et 17 servent à détecter des chars se déplaçant de la droite vers la gauche et les détecteurs

18 et 19 les chars se déplaçant dans la direction opposée.

Les détecteurs 16 à 19 sont protégés contre l'environne-

ment par une fenêtre appropriée, par exemple en polythène

qui transmet le rayonnement I-R. Le rayonnement I-R en-

trant peut être focalisé sur les détecteurs en utilisant un miroir concave. Le miroir peut être façonné et placé de façon

que les détecteurs ne se trouvent pas dans le champ de vi-

sion du miroir et par conséquent ne bloquent pas eux-mêmes

les rayonnements entrants. On comprendra qu'on peut utili-

ser des lentilles pour focaliser le rayonnement sur les dé-

tecteurs 16 à 19.

En pratique, la mine 10 sera vraisemblablement ca-

chée dans les feuillages longeant une route et peut être laissée sans surveillance et fonctionnant avec l'énergie d'une batterie pendant des périodes relativement longues, par exemple de l'ordre d' un mois. La ligne de tir du canon

anti-char 12 est indiquée par la ligne F et la ligne d'appro-

che d'un char sur une route est indiquée par la ligne T. e est l'angle formé entre les centres des champs de vision des détecteurs 16 et 18. 0 est l'angle de correction-but entre le centre du champ de vision du détecteur 12 et la

ligne de tir F. On choisit l'angle 0 pour qu'il soit supé-

rieur à l'angle de pointage qui sera toujours nécessaire dans la pratique compte-tenu des vitesses de pointe des chars connus.

En liaison avec la figure 2,un système de détec-

teurs pour une mine anti-char de couverture est indiqué dans

ses grandes lignes par la référence 20 et comprend un systè-

me 22 de détecteur de rayonnement et un système 24 de détec-

teur acoustique-sismique, tous deux étant connectés à un ordinateur 26 via un multiplexeur 28. A l'ordinateur 26 sont également connectés un ensemble 30, dont on décrira

la fonction, ainsi qu'un ensemble 32 de commande du tir.

5.

Le système 22 de détecteurs de rayonnement com-

prend les quatre détecteurs 16 à 19 représentés en figu-

re 1. Chaque détecteur 16 à 19 est connecté à un tampon 34

et à des filtres passe-haut et passe-bas 36 et 38, respecti-

vement. Le détecteur acoustique-sismique 24 comprend un microphone 40 qui est connecté à des filtres passe-haut et passe-bas 42 et 44, respectivement, et à un ensemble de

redressement et d'écrêtage 46. L'entrée appliquée à la sor-

tie de l'ensemble 46 est connectée à un multiplexeur 28. Le

détecteur acoustique-sismique 24 comprend également un géo-

phone 48 qui est connecté, de la même façon, via des filtres

passe-haut et passe-bas 50 et 52, respectivement, à un ensem-

ble de redressement et d'écrêtage 54. L'ensemble 54 a ses

entrées et sorties connectées au multiplexeur 28.

La source d'alimentation du système de détecteurs est une batterie 56 qui est connectée à un ensemble 58

de commande de l'alimentation comportant trois sorties appe-

lées V1, V2 et V3 en figure 2. L'ensemble 58 de commande de l'alimentation est connecté à un ensemble 30 qui peut fonctionner pour fournir un signal de "réveil" à l'ordinateur, à savoir l'ensemble 26. L'ensemble 30 peut fonctionner pour envoyer des signaux d'invalidation à partir de l'ordinateur

26, à l'ensemble 32 de commande du tir. En réponse aux si-

gnaux provenant de l'ordinateur 26, l'ensemble 32 peut fonc-

tionner pour tirer l'arme ou faire détoner une charge auto-

destructive. L'ordinateur 26 contrôle les sorties de l'en-

semble 58. Ces sorties V1, V2, V3 peuvent être des tensions

régulées et sont utilisées pour activer et désactiver dif-

férentes sections du système. V1 est généralement utilisé pour commander l'ordinateur 26 et la zone du détecteur

acoustique-sismique; V2, la zone du détecteur de rayonne-

ment et V3 l'ensemble de commande du tir. V1 est en général toujours appliqué sauf lorsque les batteries sont déchargées, à la suite de quoi V1 est supprimé pour réduire la 6.

probabilité d'un tir inefficace.

L'ordinateur 26 fournit également des signaux à des connexions de test indiquées en 62, à un clavier par l'intermédiaire des connexions indiquées en 64 et un moyen de visualisation via les connexions représentées en 66.

En fonctionnement, lorsque des signaux représen-

tatifs de l'approche d'un char sont détectés par le micro-

phone 40 ou le microphone et le géophone 48, l'ordinateur

26 provoque l'émission d'un signal "de réveil" par l'ensem-

ble 30 destiné à l'ensemble 58 de commande de l'alimenta-

tion. L'ordinateur 26 commence une séquence de recherche

dans laquelle il échantillonne continuellement les si-

gnaux provenant des détecteurs de lumière 16 à 19 et les analyse pour voir s'ils sont représentatifs de l'approche d'un char. Si l'on suppose qu'un char se dirige de la droite vers la gauche de la figure 1, l'ordinateur 26 traite les

signaux provenant des détecteurs 16 et 18 et calcule le dé-

lai approprié devant provoquer le tir de l'arme. Le délai TD est calculé d'après l'équation suivante:

TDL R

T = + L) (T + V)

TD - R S W (1)

D e o 0 et e sont les angles représentés en figure 1; R est la distance du char qui est prise comme valeur fixe, par exemple la distance entre le milieu de la route et la mine 10; L est la distance entre le bord avant du char et le point optimum d'impact sur le char; Te est le temps mis par le char pour traverser l'angle e; T est le temps qu'il faut aux détecteurs d'infrarouge 16 et 18 pour enregistrer un signal;

VWest la vitesse moyenne du projectile.

Comme variante de l'hypothèse d'une seule distan-

ce fixe pour le char, la mine 10 peut comprendre un moyen pour qu'un opérateur choisisse une bande de distance dans pour qu'un opérateur choisisse une bande de distance dans 7. une multitude de bandes fixes en fonction de l'endroit o la mine est placée par rapport à la trajectoire probable de la cible. Par exemple, il peut y avoir six bandes à choisir, les bandes devenant de plus en plus grandes avec la distance.

En option, pour des distances inférieures à une va-

leur fixe, par exemple 100 m, le système de détecteurs peut tre programmé pour fonctionner de façon que la valeur de Te détermine un ensemble particulier parmi les valeurs de distance qui sera automatiquement utilisé dans l'équation (1), par exemple: Si T < k utiliser R Si k1 < Te < k2 utiliser R2 Si k2 < T < k3 utiliser R3 e Si k3 < Te < k4 utiliser R4 Si k4 < T8 < k5 utiliser R5 Si k5 < Te < k6 utiliser R6 o l k1 à k6 sont des contantes de temps et R1

R6 sont des valeurs de distance.

A titre d'autre variante de l'hypothèse d'une

seule distance fixe pour le char, on peut calculer la dis-

tance de façon approximative bien que le système de détec-

teurs soit un système passif. Cela est effectué en supposant une vitesse particulière du char, par exemple 7 à 8 mètres

par-seconde, et en utilisant alors Te pour calculer la dis-

tance que le char parcourt pour traverser l'angle e qui donne la distance R: d = V x Te o d est la distance pour traverser l'angle e

et V est la vitesse du char.

Le système de détecteurs est conçu pour classer la distance R du char pour qu'elle tombe dans l'une

de trois catégories prédéterminées, c'est-à-dire une dis-

tance courte, une distance moyenne et une longue distance, et la distance calculée peut ainsi-.tre utilisée pour 8. affiner le calcul de la commande du tir selon l'équation

(1) ci-dessus.

L'erreur (E) du point d'impact par rapport au

point d'impact désiré peut se calculer de la façon suivan-

te:

VT R

E = - (R' - R) + L(l - -') (2) V o R' est la distance estimée et R est la distance réelle.

Une autre possibilité se présentant lors de l'uti-

lisation de projectiles se déplaçant rapidement, par exem-

ple de projectiles contenant un explosif, consiste à effec-

tuer le tir un temps fixe après que la cible ait croisé un

champ de vision désigné.

etcnuLe système de détecteurs de la présente invention est conçu seulement pour lancer une séquence de tir

lorsqu'une cible est vue simultanément par une paire asso-

ciée 16 et 17 ou 18 et 19 des détecteurs d'infrarouge.

Cela veut dire que le système d'arme ne tirera pas sur des chars au-delà d'une distance déterminée par la valeur de l'angle 0 et ne tirera pas sur des objets plus petits à une distance plus faible mais qui ne peuvent être vus

simultanément par les deux détecteurs 16 et 18.

Une autre caractéristique du système de détecteurs est la nécessité d'avoir une paire associée 16 et 17 ou 18 et 19 des détecteurs pourdétecter une cible dans la séquence correcte;

autrement,aucun ordre de tir ne sera donné.

Il est envisagé que le taux de variation de la vitesse de la cible puisse être calculé, le cas échéant,

en utilisant trois détecteurs de lumière ou plus.

En option, le système de détecteurs 20 peut être

configuré de façon à être auto-destructeur après un cer-

tain laps de temps.

Un système de détecteurs optiques tel que celui décrit ci-dessus peut être utilisé en conjonction avec un système de détecteurs acoustiques et/ou sismiques du type 9. décrit dans la demande en attente de brevet britannique ayant pour titre "Signal Averaging Means" (Moyens de prise de moyenne de signaux) et qui a la même date de priorité

que la présente demande.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle

est au contraire susceptible de modifications et de varian-

tes qui apparaîtront à l'homme de l'art.

10.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Système de détecteurs pour une arme, ce systè-

mLe comprenant au moins deux détecteurs de lumière (16, 17; 19, 19) ayant des champs de vision différents et un moyen de

3 commande (30) répondant à des signaux provenant des détec-

teurs de lumière pour calculer un temps approprié pour procé-

der au tir de l'arme et pour provoquer à l'avenant l'acti-

vation du système (32) de tir de l'arme.

2 - Système de détecteurs selon la revendication 1,

caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (26) d'établis-

sement de distance qui permet la sélection d'une bande de distances parmi une multitude de bandes de distances fixes

selon la distance probable entre l'arme et une cible.

3 - Système de détecteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour se rapprocher

de la distance d'un type de cible désigné.

4 - Système de détecteurs selon la revendica-

tion 3, caractérisé en ce que le moyen d'approximation de dis-

tance peut classer la distance d'une cible comme tombant

dans une bande parmi une multitude de bandes prédétermi-

nées de distances.

- Système de détecteurs selon la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que le moyen d'approximation de dis-

tance peut classer la distance d'une cible comme tombant dans une bande parmi trois bandes prédéterminées de distances

couvrant toutes les valeurs possibles des distances.

6 - Système de détecteurs selon la revendication 3

ou la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'appro-

ximation de distance peut classer la distance d'une cible

comme tombant à l'intérieur d'une bande parmi plusieurs ban-

des prédéterminées de distances toutes situées au-dessous

d'une bande maximum choisie.

7 - Système de détecteurs selon l'une quelconque

des revendications précédentes qui est adapté de manière

à ne pas provoquer l'activation du système de tir de ll. l'arme sauf si un type désigné de cible se trouve à

l'intérieur d'une distance présélectionnée.

8 - Système de détecteurs selon la revendica-

tion 8, destiné à provoquer l'activation du système de tir de l'arme dans le cas seulement o une cible est

détectée simultanément par deux des détecteurs de lumiè-

re. - 9 - Système de détecteurs selon l'une quelconque

des revendications précédentes, destiné à provoquer l'acti-

vation du système de tir de l'arme dans le cas seulement

o deux des détecteurs de lumière ou plus procèdent en pre-

mier lieu à la détection du rayonnement provenant d'une

cible éventuelle dans un ordre prédéterminé.

- Système de détecteurs selon l'une quelconque

des revendications précédentes, qui est destiné à détec-

ter des cibles se déplaçant dans l'une ou l'autre direction générale de traversée des champs de vision des détecteurs

de lumière.

11 - Système de détecteurs selon la revendica-

tion 8, comprenant deux ensembles de détecteurs de lumière (16, 17; 18, 19) pour détecter des cibles se déplaçant

dans des directions opposées.

12 - Système de détecteurs selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que les

détecteurs de lumière sont destinés à détecter le rayonne-

ment infrarouge.

13 - Système de détecteurs selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que les

détecteurs de lumière sont destinés à détecter un rayonne-

ment tombant à l'intérieur d'une bande d'ondes présélec-

tionnée. 14 - Système de détecteurs selon l'une quelconque

des revendications précédentes, dans lequel les détecteurs

de lumière sont des détecteurs passifs.

15 - Système de détecteurs selon l'une quelconque 12.

des revendications précédentes, qui est destiné à détec-

ter un char se rapprochant.

16 - Système de détecteurs selon l'une quelconque

des revendications précédentes, qui est destiné à constituer

une partie d'une mine de couverture (10).