FR2669722A1 - Systeme d'arme agissant par attaque plongeante sur l'objectif. - Google Patents

Abstract

Système d'arme, caractérisé par son mode d'attaque plongeante et en ce qu'il comprend: - un lanceur (1) comportant un illuminateur de cible (3); - un projectile (5) lancé de préférence sous une hausse fixe (alpha) correspondant à une trajectoire balistique de survol de la cible (4) à toutes portées comprises entre la portée minimale et la portée maximale d'emploi, ce projectile comportant un sous ensemble tournant autour de son axe; - un propulseur de correction transversale, sur le projectile provoquant une cassure de fin de trajectoire de ce projectile - un détecteur placé sur le projectile et qui est sensible au rayonnement de l'illuminateur de cible, et; et; - des moyens assurant la solidarisation du sous ensemble avec la partie principale du projectile, au moins lors de la mise à feu et au cours de la combustion du propulseur de correction transversale.

Description

La présente invention est relative à un système d'arme, tel que notamment anti-char léger comportant un projectile agissant par attaque plongeante sur l'objectif, par correction terminale de trajectoire et d'assiette.

I1 existe à l'heure actuelle des systèmes d'armes anti-chars capables du tir à l'épaule tout en présentant une puissance relativement très importante. Cependant, aucun des anti-chars légers actuellement disponibles ne satisfait, au moins pour l'essentiel aux besoins nouveaux des utilisateurs.

En effet, l'évolution de la protection des véhicules blindés et plus particulièrement des chars, notamment par blindages réactifs, rend très insuffisant l'effet terminal des projectiles des anti-chars légers actuellement connus alors que la probabilité d'atteinte de ces armes est dégradée par les progrès en mobilité des véhicules blindés.

Par ailleurs, des limitations sévères de masse et d'encombrement ainsi que les nouvelles exigences de capacité de tir à partir d'un espace confiné ne permettent plus d'améliorer suffisamment l'efficacité de ces armes anti-chars connues par simple accroissement du calibre à technologie constante.

Pour résoudre les problèmes ainsi posés la présente titulaire a décrit et revendiqué de nouvelles organisations de projectiles et de charges ainsi que des modes d'attaques originaux qui apportent des améliorations importantes en ce qui concerne l'efficacité de ces armes anti-chars à masse et encombrement constants.Ces perfectionnements ont fait notamment l'objet des brevets et demandes de brevet français ci-après
- brevet numéro 75 14 091 déposé le 6 mai 1975 et publié sous le numéro 2 310 547 qui décrit et revendique une charge tandem avec une petite charge creuse avant qui assure l'initiation des blindages réactifs
- brevets numéro 78 06 746 déposé le 9 mars 1978 et publié sous le numéro 2 425 049, numéro 82 00 145 déposé le 7 janvier 1982 et publié sous le numéro 2 519 752 et demandes de brevet numéros 89 16 704, 89 16 705 et 89 16 706 déposées le 18 décembre 1989 et qui revendiquent, avec les moyens correspondants, différents modes d'attaque en survol ou au devant des cibles.

La présente invention se propose d'apporter de nouveaux perfectionnements aux systèmes anti-chars légers, permettant notamment une attaque plus efficace des véhicules blindés, plus particulièrement des chars lourds avec des armes suffisamment
- rustiques, légères et peu encombrantes pour permettre leur diffusion, leur emport et leur manipulation aux petits échelons de l'avant
- simples et discrètes pour permettre leur mise en oeuvre rapide, notamment à partir d'un espace confiné.

A cet effet, la demanderesse apporte un nouveau système d'arme, notamment anti-char agissant par attaque plongeante, par cassure de la fin de trajectoire du projectile, avec prise d'incidence de ce projectile constituant une correction de trajectoire et d'assiette.

Ainsi qu'on le comprend, cette correction de trajectoire et d'assiette conduit automatiquement le projectile du système d'arme selon l'invention au contact de la cible où les effets de la charge militaire de ce dernier s' exercent de haut en bas, selon une direction peu inclinée par rapport à la verticale. Ainsi, la distance d'action suffisamment faible du projectile selon l'invention et cette direction suffisamment plongeante des effets de la charge militaire donnent son efficacité maximale à cette charge militaire du projectile du système d'arme objet de la présente invention.

Par ailleurs, la correction de fin de trajectoire peut prendre en compte les écarts dûs à une procédure de pointage simplifiée et rapide ainsi que ceux dûs à la mécanique du vol du projectile, notamment vol accéléré en présence de vent transversal.

En conséquence, le système d'arme selon l'invention, caractérisé par son mode d'attaque plongeante comprend notamment :
- un lanceur comportant un illuminateur de cible
- un projectile lancé de préférence sous une hausse fixe correspondant à une trajectoire balistique de survol de la cible à toutes portées comprises entre la portée minimale et la portée maximale d'emploi, ce projectile comportant un sous ensemble tournant autour de son axe avec une vitesse de roulis élevée par rapport à un repère lié au sol
- un propulseur de correction transversale, sur ledit projectile provoquant une cassure de fin de trajectoire et dont la mise à feu est déclenchée au point de la trajectoire balistique où la tangente à cette trajectoire fait un angle de correction de l'ordre de 10 à 200 avec la direction de la cible
- un détecteur placé sur ledit projectile et qui est sensible au rayonnement de l'illuminateur de cible, ce détecteur étant positionné de façon que l'écart angulaire entre l'axe du projectile et l'axe de détection corresponde audit angle de correction et
- des moyens assurant la solidarisation dudit sous ensemble avec la partie principale du projectile, au moins lors de la mise à feu et au cours de la combustion dudit propulseur de correction transversale.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. I1 est bien entendu qu'il s'agit uniquement d'exemples et que l'invention peut également s'appliquer, sans sortir de son cadre, à tous autres modes de réalisation, formes, proportions, dispositions etc...Sur les dessins
- la figure 1 est une vue schématique représentant l'ensemble du système d'arme selon l'invention en fonctionnement
- la figure 2 est un schéma précisant les positions successives de l'axe du détecteur monté sur le projectile, lors du passage de cet axe dans le plan vertical
- la figure 3 est une représentation schématique illustrant l'organisation du projectile selon l'invention
- la figure 4 est un schéma illustrant les forces qui s'exercent sur le projectile et son orientation par rapport à sa vitesse au cours de la correction terminale de trajectoire
- la figure 5 est un schéma illustrant la cassure de la trajectoire du projectile sous l'effet de la correction terminale ainsi que l'orientation du projectile par rapport au sol lors de cette correction et
- les figures 6 et 7 représentent respectivement les composantes radiale et tranversale de la correction terminale ainsi que leurs approximations.

En se référant aux figures 1 à 3, on voit que le système d'arme anti-char selon la présente invention comporte d'une part un lanceur 1 muni d'un viseur 2 et d'un illuminateur de cible 3 lié au lanceur et de préférence solidaire de ce dernier et d'autre part un projectile 5, schématisé sur la figure 1 et représenté plus en détail sur la figure 3 et qui sera décrit ci-après.

Le servant de l'arme met à feu la charge propulsive de lancement du projectile après avoir pointé le viseur 2 sous l'angle de hausse oC défini par construction et correspondant à une trajectoire balistique de survol de la cible 4 par le projectile 5, à toutes portées comprises entre la portée minimale et la portée maximale d'emploi, ceci avec une altitude de survol de 1 à 4 m par exemple.

Cette mise à feu déclenche en parallèle le fonctionnement de l'illuminateur de cible 3, ce dernier pouvant être constitué par exemple par une diode laser avec optique et électronique associées.

Cet illuminateur de cible 3 fonctionne avec une cadence C qui sera déterminée ci-après et de préférence avec une longueur d'ondes voisine de 1 I( ainsi qu'une divergence 0 = H
2 XM relation dans laquelle H désigne la hauteur de référence de la cible 4 et XM la portée maximale du projectile du système anti-char objet de l'invention.

Pendant son vol balistique le projectile 5 peut s'écarter significativement de sa trajectoire nominale sous l'effet des perturbations alors que le servant poursuit le pointage et l'illumination de la cible 4 qui est animée d'une vitesse transversale U.

Le projectile 5 comporte un détecteur 6 sensible au rayonnement de l'illuminateur 3, ce détecteur 6 (figure 3) pouvant être constitué par exemple par une photo-diode avec optique et électronique associées, de telle sorte que l'axe de détection 6' tourne à la vitesse AD autour de l'axe Z du projectile, avec lequel il fait un angle P , cet angle étant de l'ordre de 10 à 200 par exemple.

La cible 4 étant située à la portée X, il existe un point et un seul de la trajectoire du projectile, à la portée X-AX, pour lequel la tangente à cette trajectoire et l'axe du projectile 5 voisin de cette tangente font l'angle p avec la direction de la cible 4. On observe que cet axe et la cible sont séparés par un écart transversal ou radial e = Xtg P (voir figure 1)
En ce point de la trajectoire balistique la cible 4 peut etre détectée sous l'effet de l'illuminateur 3 par le détecteur 6 dont l'électronique associée déclenche la correction terminale selon la présente invention.Bien entendu, cette détection ne peut être effectivement assurée que si la puissance de l'illuminateur 3 est suffisante eu égard aux portées du projectile 5 et de la cible 4, aux coefficients de transmission, à l'albédo de cette cible et à la sensibilité du détecteur 6.

De plus, le projectile 5 étant animé de la vitesse V et son axe de détection 6' tournant à la vitesse ou la détection ne sera possible que si le pas L de cette détection (voir la figure 2 )
L = et la cadence C des impulsions lasers de l'illuminateur 3 sont suffisamment serrés.

A cet égard et en se reportant à la figure 2, on voit qu'une variation de portée L du projectile 5 correspond à une variation de l'écart radial sse 4 = L tgA et, selon cet exemple de réalisation de 1 invention, on recherchera de préférence:

On voit également que l'intersection de l'axe de détection 6' avec le faisceau de l'illuminateur 3 sera assurée si l'intervalle séparant les impulsions lasers de l'illuminateur correspond, dans le plan de la cible 4, à un déplacement transversal de l'axe de détection 6' inférieur à un diamètre D du faisceau soit

avec D = X#M et k est le coefficient de redondance, de préférence voisin de 3.

En outre, les perturbations qui affectent la trajectoire balistique du projectile et les mouvements de la cible 4 entraînent des écarts maximaux, fonction de la portée, ces écarts eM étant sensiblement de la forme

Ceci détermine, dans cet exemple de réalisation la cadence C de l'illuminateur

Toujours selon cet exemple de réalisation, le champ # du détecteur 6 est préférentiellement adapté à celui de l'illuminateur 3 en choisissant g de manière que

Le projectile 5 comporte (figure 3) un propulseur de correction terminale 7 dont la tuyère 8, orientée transversalement, est solidaire avec l'axe de détection du sous ensemble 9 qui tourne à la vitesse G)D autour de l'axe du projectile G, Z sous l'effet d'une turbine aérodynamique 13.Dans cet exemple de réalisation le projectile comporte en outre un empennage 10, un corps 11 renfermant la charge militaire principale et éventuellement un propulseur primaire d'accélération ou de croisière. La partie avant 12 du projectile peut renfermer un détecteur de cible au contact et éventuellement une charge avant.

La cible 4 étant détectée, le propulseur 7 est mis à feu sous l'effet de la commande de l'électronique associée au détecteur 6 et la pression des gaz vient alors solidariser le sous ensemble 9 du reste du projectile 5 par exemple sous l'effet d'un dispositif tel que décrit dans la demande de brevet numéro 89 16 704 déposée le 18 décembre 1989 par la présente titulaire, ou en utilisant une variante de ce dispositif. Ainsi, comme décrit dans ce brevet antérieur, la pression du propulseur 7 exerce un couple de freinage du sous ensemble 9 par rapport au reste du projectile 5 par l'effet de lèvres des joints d'étanchéité du propulseur 7. On peut également utiliser un frein du type à disques multiples dont les disques sont alternativement liés au projectile 5 et au sous ensemble 9, ce frein agissant par compression sous l'effet de la pression du propulseur.Selon une variante de 1 invention, on peut prévoir à la place du mécanisme de frein à disques, des pièces mécaniques qui sont emboîtées les unes dans les autres et liées alternativement à la partie principale du projectile 5 et à son sous ensemble 9, ces pièces mécaniques étant écrouies par le roulis relatif du sous ensemble 9 par rapport au reste du projectile.

Dans cet exemple de réalisation, la partie principale du projectile 5 ainsi que le sous ensemble 9 de ce même projectile tournent en sens inverse autour de leur axe commun G, Z, avec des vitesses respectives de roulis Sp et OD. Selon cette réalisation, le total des moments cinétiques de cette partie principale 5 et du sous ensemble 9 du projectile est plus faible, et de préférence nettement plus faible, que chacun de ces deux moments pris séparément de telle sorte qu'après solidarisation de la partie principale 5 du sous ensemble 9 comme indiqué ci-dessus, on observe une vitesse de roulis G)T, telle que #T # #p
Le projectile 5 selon l'invention prend une incidence i sous l'effet de la poussée Fp du propulseur de correction terminale 7.

Cette incidence i qui est par exemple de l'ordre de 30 à 450, est déterminée en régime établi par l'équilibre entre les moments exercés de part et d'autre du centre de gravité G du projectile par la poussée Fp et la force aérodynamique de portance FA (i) respectivement situées aux distances d et 1 du centre de gravité G soit
dFp + IFA = O
Cette poussée Fp et cette portance FA communiquent au projectile 5 de masse M l'accélération transversale ou radiale ( telle que

cos i, de valeur moyenne
A cette accélération correspond la correction de fin de trajectoire de composantes radiales et transversales Ce et CT telles que

Les valeurs de ces corrections Ce et CT sont respectivement voisines des approximations AÇ et AT telles que

et, dans cet exemple de réalisation de l'invention, v~ 15 par exemple. Dans les relations ci-dessus, la variation de portéeXo correspond au temps de réponse du détecteur 6 et du projectile 5 au signal de détection.

Ainsi, dans le système d'arme selon l'invention, l'orientation de l'axe de détection 6' par rapport à l'axe du projectile 5 et l'axe de la tuyère 8 du propulseur de correction terminale 7 correspond à une correction exacte de la trajectoire lorsque ce projectile est à une distance de la cible 4 égale à
d X=nXo + 3/4axe
Le projectile selon la présente invention est donc réglé de manière que ces valeurs de tgpet 2 déterminent respectivement - la divergence entre l'axe de détection 6' du détecteur 6 et l'axe G Z du projectile 5
- l'inclinaison t de la poussée Fp par rapport au plan déterminé par les deux axes mentionnés ci-dessus (voir les figures 6 et 7).

Avec le projectile ainsi organisé et réglé conformément à la présente invention, la correction approchée entraînera un reliquat d'erreurs radiales et transversales Et et ET limitées aux valeurs maximales ci-apres

Ainsi, la combustion du propulseur de correction latérale 7 se poursuit jusqu a l'impact sur la cible 4 et par conséquent, selon les dispositions prévues par la présente invention, on réalise une correction terminale de la trajectoire du projectile qui dirige automatiquement ce dernier jusqu'à son contact avec la cible 4 si l'amplitude de l'écart radial e ou celle de la correction correspondante Ce sont, ainsi que l'amplitude de la correction transversale CT, significativement inférieures au quadruple des dimensions de la cible.

Par ailleurs, on observe que, selon les dispositions de cet exemple de réalisation de l'invention, l'angle de chute CJ du projectile 5 est petit devant A + i et ce projectile arrive au contact de la cible 4 avec un angle d'assiette ou de plongée p tel que pro fl + i (voir la figure s), alors que p est de l'ordre de sa projection sur un plan vertical contenant la vitesse de ce projectile.

Selon un autre exemple de réalisation, la tuyère 8 du propulseur de correction terminale 7 du projectile peut être orientée parallèlement à l'axe du projectile.

I1 demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS

   - des moyens assurant la solidarisation dudit sous ensemble avec la partie principale du projectile, au moins lors de la mise à feu et au cours de la combustion dudit propulseur de correction transversale.

   - un détecteur (6) placé sur ledit projectile et qui est sensible au rayonnement de l'illuminateur de cible, ce détecteur étant positionné de façon que l'écart angulaire (r) entre l'axe du projectile et l'axe de détection corresponde audit angle de correction et

   - un propulseur (7) de correction transversale, sur ledit projectile provoquant une cassure de fin de trajectoire de ce projectile et dont la mise à feu est déclenchée au point de la trajectoire balistique où la tangente à cette trajectoire fait un angle de correction (fol) de l'ordre de 10 à 200 avec la direction de la cible

   - un projectile (5) lancé de préférence sous une hausse fixe (i) correspondant à une trajectoire balistique de survol de la cible (4) à toutes portées comprises entre la portée minimale et la portée maximale d'emploi, ce projectile comportant un sous ensemble (9) tournant autour de son axe avec une vitesse de roulis (UD) élevée par rapport à un repère lié au sol ;;

   - un lanceur (1) comportant un illuminateur de cible (3);

   1. Système d'arme, caractérisé par son mode d'attaque plongeante et en ce qu'il comprend
2. 2. Système d'arme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit illuminateur de cible (3) est constitué par une diode laser avec optique et électronique associées.
3. 3. Système d'arme selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le détecteur (6) est constitué par une photodiode avec optique et électronique associées.
4. 4. Système d'arme selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la combustion du propulseur (7) de correction latérale se poursuit jusqu'à l'impact du projectile sur la cible.
5. 5. Système d'arme selon la revendication 4, caractérisé ce que la distance (d) entre l'axe de la tuyère (8) du propulseur de correction latérale (7) et le centre de gravité (G) du projectile (5) est déterminée de telle sorte que l'équilibre des moments exercés par la poussée (Fp) dudit propulseur (7) et par la force de portance aérodynamique (FA(i)) corresponde, en régime établi, à une incidence (i) importante, de l'ordre de 30 à 500 et, à un angle de plongée prv/3+ i, de l'ordre de 600 ou plus.
6. 6. Système d'arme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solidarisation à la partie principale du projectile (5) du sous ensemble (9) de ce projectile est provoquée au moins en partie à l'aide de joints à lèvres prévus sur le propulseur de correction terminale (7).
7. 7. Système d'arme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solidarisation à la partie principale du projectile (5) du sous ensemble (9) de ce projectile est obtenue au moins en partie à l'aide d'un frein à disques multiples agissant sous l'effet de la pression du propulseur de correction terminale (7).
8. 8. Système d'arme selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la solidarisation à la partie principale du projectile (5) du sous ensemble (9) de ce projectile est obtenue au moins en partie et sous l'effet de la pression du propulseur de correction terminale (7) par écrouissage de pièces mécaniques emboîtées les unes dans les autres et liées alternativement à la partie principale du projectile (5) et à son sous ensemble (9).
9. 9. Système d'arme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la divergence (0) du faisceau de l'illuminateur de cible (3) est relativement faible, de telle sorte qu'à la portée maximale (XM) dudit système la largeur de ce faisceau soit au plus égale et de préférence voisine de la demi hauteur H/2 de la cible (4), soit 05v H/2XM.
10. 10. Système d'arme selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le champ < 6 > (W) du détecteur de cible (6) est relativement étroit de telle sorte qu'à la distance maximale envisagée pour la détection la largeur de ce champ soit au plus égale et de préférence voisine de la demi-hauteur H/2 de la cible (4) soit Sov H

    2ssXM
11. 11. Système d'arme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que (V) étant la vitesse du projectile (5) et son axe de détection (6') tournant à la vitesse le le pas de détection L = 2XEV/UD est suffisamment serré et satisfait à la relation

    H/4 4 L tg ss#H/2
12. 12.Système d'arme selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la cadence de l'illuminateur (3) est suffisamment élevée de manière à assurer effective du faisceau de cet illuminateur de cible par le champ du détecteur (6) en satisfaisant de préférence à la condition

    

    Ax = dxo + 3/4AXM AXo étant la variation de distance correspondant au temps de réponse du projectile.
13. 13. Système d'arme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'orientation de l'axe de détection (6') par rapport à l'axe du projectile (5) et l'axe de la tuyère (8) du propulseur de correction terminale (7) correspond à une correction exacte de trajectoire lorsque ce projectile est à une distance (ssx) de la cible (4) égale à
14. 14. Système d'arme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tuyère (8) du propulseur de correction terminale est orientée parallèlement à l'axe du projectile (5).