FR2704312A1

FR2704312A1 - Procédé et ,dispositif pour la programmation inductive d'une temporisation.

Info

Publication number: FR2704312A1
Application number: FR8910050A
Authority: FR
Inventors: Adolf Ludwig; Heinz Hau
Original assignee: Honeywell Regelsysteme GmbH
Current assignee: Honeywell Regelsysteme GmbH
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1994-10-28
Anticipated expiration: 2009-07-26
Also published as: GB2279439A; IT8948290A0; GB8911709D0; GB2279439B; FR2704312B1; DE3827374C1; NL8902038A

Abstract

Ce dispositif pour réaliser la programmation du temps de temporisation d'une fusée-détonateur à l'aide d'un champ électromagnétique alternatif émis par une bobine d'émission et reçu par une bobine de réception (12), comporte un pont redesseur (P1) raccordé à cette bobine et dont la sortie est raccordée, moyennant un découplage par des diodes respectives (D1, D2, D3) à un condensateur d'amorçage (C1), à un condensateur d'alimentation en tension (C2) et à un circuit de lissage (C4, R4), en parallèle avec lequel est branché un circuit de commutation électronique (T1) Application notamment à la programmation du temps de temporisation d'une fusée-détonateur d'un obus.

Description

La présente invention concerne un procédé pour

réaliser la programmation inductive du temps de temporisa-

tion d'une fusée-détonateur au moyen d'un champ électroma-

gnétique alternatif émis par une bobine d'émission et reçu par une bobine de réception, située dans la fusée- détonateur, l'information de temporisation étant introduite dans la fusée-détonateur au moyen d'une modulation correspondante du champ alternatif, et l'invention concerne

aussi un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.

La programmation inductive du temps de temporisa-

tion ou retard d'une fusée-détonateur peut être réalisée en principe par modulation d'un signal à haute fréquence

conformément à un profil binaire et préréglage corres-

pondant, au moyen de ce profil binaire, d'un compteur situé dans la fusée-détonateur et dont l'état de comptage peut être alors accru ou réduit au moyen d'un oscillateur interne, pour l'obtention du temps de temporisation. De même, on peut également prédéterminer, à l'aide d'un signal à haute fréquence, le démarrage et l'arrêt d'un compteur

déterminant le temps de temporisation.

La présente invention a pour but d'agencer le procédé indiqué en dernier lieu de manière à être certain d'obtenir un réglage sûr du temps de temporisation et à disposer en outre, d'une manière externe, de l'énergie pour le fonctionnement de la fusée-détonateur à retard. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que la séquence de programmation comprend une phase de mise en charge, pendant laquelle la fusée-détonateur est alimentée en énergie à partir du champ électromagnétique alternatif, une phase de programmation, dont la durée prédétermine le temps de temporisation, et une phase de charge complémentaire, qui est utilisée uniquement pour la transmission ultérieure d'énergie, la phase de programmation étant séparée de la phase de mise en charge et de la phase de charge complémentaire respectivement par une phase d'arrêt, pendant laquelle la transmission du

champ électroélectrique alternatif est interrompue.

Selon une autre caractéristique, les phases

d'arrêt possèdent des durées différentes.

Selon une autre caractéristique, la programmation est déclenchée et arrêtée par les flancs positifs d'impulsions, qui sont prédéterminés par les phases d'arrêt.

Selon une autre caractéristique, un signal de re-

mise à l'état initial pour un système électronique de la fusée- détonateur est obtenu à partir de la tension d'alimentation, qui s'établit pendant la phase de mise en charge.

Selon une autre caractéristique, un premier comp-

teur est déclenché par le premier flanc positif d'impulsion, un second compteur est déclenché par le second flanc positif d'impulsion et le second compteur est arrêté lors du dépassement de capacité du premier compteur, les deux compteurs possédant la même capacité de comptage et la capacité de comptage, qui subsiste dans le second

compteur, correspondant au temps de temporisation pro-

grammé.

Selon une autre caractéristique, les deux comp-

teurs sont actionnes par la cadence d'un oscillateur interne.

Selon une autre caractéristique, la fréquence de

l'oscillateur interne est réduite par division lors du dé-

compte du temps de fonctionnement présent dans le second compteur.

Avantageu-ement, -le-procédé comprend, de plus la prédétermina-

tion d'une fonction de division au moyen d'un troisième

compteur, qui, sous l'action de l'oscillateur interne, exe-

cute un comptage progressif jusqu'à son dépassement de ca-

pacité. Selon une autre caractéristique, il est prévu un quatrième compteur, qui compte les flancs négatifs des impulsions pendant 1. a séquence de réglage du retard de la fusée-détonateur et déclenche, lors du troisième flanc négatif d'impulsion, une remise à l'état initial pour

le système électronique de la fusée-détonateur.

Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé, conformément à l'invention, par un pont redresseur, qui est raccordé à la bobine de réception et dont la sortie est raccordée, en étant découplée par l'intermédiaire de diodes respectives, à un condensateur d'amorçage, à un condensateur d'alimentation en tension et à un circuit de lissage, en parallèle avec lequel est

branché un - commutateur e électronique.

Selon une autre caractéristique, au condensateur d'alimentation en tension est raccordé un régulateur de tension, dont la tension de sortie alimente le commutateur électronique et le circuit de programmation qui est

raccordé au commutateur.

Selon une autre caractéristique il est prévu un commutateur flottant, qui, lors de son actionnement, commute un diviseur de fréquence entre la sortie de

l'oscillateur interne et l'entrée du second compteur et li-

bère le second compteur pour qu'il exécute son comptage.

Selon une autre caractéristique, la sortie du se-

cond compteur est raccordée à un dispositif d'amorçage, qui comporte un thyristor, qui décharge un condensateur

d'amorçage par l'intermédiaire d'un système d'amorçage.

Selon une autre caractéristique, les sorties du troisième compteur sont réunies par l'intermédiaire de portes logiques et sont également raccordées au dispositif

d'amorçage.

D'autres caractéristiques et avantages de la pré-

sente invention ressortiront de la description donnée ci-

après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 montre la disposition de principe d'une bobine d'émission et d'une bobine de réception;

- la figure 2 représente la même disposition se-

lon un développement dans un plan;

- la figure 3 représente un circuit détaillé per-

mettant de réaliser la programmation du temps de temporisa-

tion, du côté de la fusée-détonateur; - la figure 4 représente la séquence de réglage du temps de temporisation ou retard de la fusée- détonateur, conforme à l'invention;

- les figures 5a-5c représentent un diagramme im-

pulsionnel illustrant une programmation de la fusée-

détonateur; et

- les figures 6a,6b représentent un diagramme im-

pulsionnel illustrant une programmation de rang supérieur.

Conformément à la figure 1, dans un porte-bobines

10 cintré avec une forme semi-circulaire se trouvent insé-

rées plusieurs bobines d'émission 12, qui sont disposées concentriquement les unes par rapport aux autres. Un obus ou un- projectile 14 porte dans sa pointe une bobine de réception 16, et-est

guidé sur une trajectoire circulaire par exemple dans une étoile d'alimenta-

tion non représentée, et la bobine de réception 16 située dans le projectile 14 est située à une même distance de la bobine d'émission 12. Etant donné aue la munition n'est pas enserrée dans une bande, le recul de l'arme peut entraîner un déplacement important du projectile 14 dans le magasin d'alimentation. Plusieurs, deux dans l'exemple représenté, bobines d'émission 12 garantissent une bonne transmission de l'énergie indépendamment de la position axiale du

projectile 14 pendant son déplacement le long du porte-

bobine 10.

Conformément à la figure 2, les bobines d'émission 12 sont raccordées en parallèle à un dispositif

de programmation 18, qui est alimenté par des signaux pro-

venant d'une installation de conduite de tir FLA. On voit que des tolérances concernant la position de la bobine de réception 16 sont admissibles sans que le niveau de la

transmission d'énergie s'en trouve influencé de façon dé-

terminante. La bobine d'émission 12 produit un champ élec-

tromagnétique alternatif possédant une fréquence égale à kHz et qui guide la fusée-détonateur devant être programmée, lorsque la munition est amenée au canon de l'arme. Par conséquent, une énergie est induite par le champ électromagnétique alternatif dans la bobine de réception 16. Afin d'accroître la densité des lignes de champ, il est en outre prévu, dans la bobine de réception

16, un barreau de ferrite.

Simultanément, des informations peuvent être transmises au système électronique de la fusée-détonateur, au moyen d'une modulation du champ alternatif selon une séquence déterminée. Une fois que la fuséedétonateur a pénétré dans le champ électromagnétique alternatif, tout d'abord seule est transmise une -énergie permettant ensuite de réaliser un traitement d'informations. Si le dispositif de programmation identifie, par exemple au moyen d'un commutateur ou d'un dispositif optique, qu'un projectile est situé dans le champ d'action de la bobine d'émission 12, la séquence de réglage du temps de temporisation ou de

retard, telle que représentée sur la figure 4, peut se dé-

rouler. La durée TD de la séquence de programmation est

déterminée par la durée, pendant laquelle la fusée-

- détonateur -est située dans le champ électromagnétique alternatif de la bobine d'émission 12. La phase de programmation est réduite, du facteur 100, par rapport au temps de temporisation initial s'écoulant ultérieurement

dans la fusée-détonateur.

Afin de créer des conditions identiques lors de

la transmission inductive de signaux et d'obtenir une pre-

cision élevée lors de la transmission temporelle, la phase de programmation est déclenchée et arrêtée au moyen d'un flanc positif. A cet effet, la fréquence de transmission de la bobine d'émission est interrompue pendant 1 ms dans la phase de démarrage et pendant 0,4 ms dans la phase

d'arrêt, comme cela est visible sur la figure 4.

Pour une même vitesse de déplacement de la fusée-

détonateur dans le champ alternatif côté émission, la durée T0 reste identique. Le second flanc positif dans la séquence de programmation se décale uniquement en fonction de l'information temporelle transmise. Par conséquent, la durée, de la phase de programmation et de la phase de charge complémentaire varie-.- Ce qui est essentiel pour la présente invention, c'est une transmission préalable d'énergie pendant une phase de mise en charge, une transmission consécutive simultanée d'informations et d'énergie pendant la phase de programmation et enfin également une autre transmission d'énergie pendant la phase de charge -. complémentaire. Etant donné que la phase de programmation et la phase de charge complémentaire sont dans un rapport déterminé, la durée totale de la transmission d'énergie ne s'en trouve pas amputée. La phase de programmation est de préférence d'un ordre de grandeur

compris entre 0,5 ms et 50 ms.

On va maintenant expliquer de façon plus détail-

lée les différentes phases et fonctions en référence au système électronique de la fusée-détonateur, conforme à la

figure 3.

-.. La- phase de mise en charge commence une fois que le système électronique de la fusée-détonateur a pénétré dans le champ alternatif situé du côté émission. La tension alternative induite dans la bobine de réception 16 (LI) est30 redressée par un redresseur en pont B1 et la tension impulsionnelle redressée charge en parallèle, et ce avec un découplage au moyen de diodes Dl et D2, un condensateur d'amorçage Cl et un condensateur C2 appliquant la tension d'alimentation. La valeur de la tension aux bornes du condensateur C2 d'alimentation en tension est supérieure à la tension d'alimentation devant être réglée, et un régulateur longitudinal Il délivre une tension d'alimentation réglée VDD, qui alimente le reste du système électronique de la fusée-détonateur. L'initialisation du système électronique de la fusée-détonateur s'effectue par l'intermédiaire d'un système Power-On- Reset C, intégré dans le régulateur Il. L'impulsion proprement dite de remise à l'état initial R, qui est utilisée pour ramener à l'état initial le système électronique de la fusée-détonateur est obtenue à partir de ce système Power-On-Reset C par

l'intermédiaire d'un inverseur et d'une porte NON-OU IC4.

Le système électronique de la fusée-détonateur comporte, comme modules essentiels, des compteurs Zl à Z4, des bascules bistables FF1 à FF4, un oscillateur interne Q1, un diviseur TEl, un commutateur flottant FS et un dispositif d'amorçage ZE, ainsi que différentes portes logiques destinées à relier ces éléments, qui sont branchés sous la forme d'inverseurs, de portes NON-OU ou de porte NON-ET. Leur fonction logique est évidente pour le

spécialiste.

La tension continue pulsatoire présente à la sor-

tie du pont redresseur B1 est délivrée non seulement aux deux condensateurs Cl,C2, mais également, par l'intermédiaire d'une autre diode de découplage D3, à un ensemble combiné RC R4,C4, qui réalise un lissage dans le

-. sens d'un redressement des valeurs crêtes. Le signal re-

dressé place à l'état conducteur un étage à transistor Ti, qui sert à réaliser l'adaptation du niveau dans le système

logique HCMOS branché en aval et protège ce dernier vis-à-

vis de tensions d'entrée trop élevées. Afin d'obtenir une précision élevée lors de la transmission dans le temps

entre l'émetteur et le récepteur, la programmation est dé-

clenchée et arrêtée par un flanc positif, en raison de la

pente élevée des flancs, comme cela est visible sur la fi-

gure 4.

A cet effet, le signal délivré par l'unité de

programmation est interrompu pendant 1 ms avant le démar-

rage de la programmation. La nouvelle application du signal

est détectée dans le système électronique de la fusée-

détonateur, par l'intermédiaire de l'ensemble combiné R4- C4, sous la forme d'un flanc positif et est validé comme instant de démarrage de la programmation. Ce signal est inversé et fait basculer une bascule bistable FF1 branchée en aval. La modification du niveau à la sortie de la bascule bistable FF1 provoque la libération d'un premier compteur Z1 au niveau de son entrée de libération. Des impulsions de l'oscillateur interne Qi sont alors comptées dans ce compteur. La bascule bistable FF1 est branchée de manière à être autobloquante et ne réagit par conséquent pas au flanc positif immédiatement suivant. Une autre bascule bistable FF2 est branchée en tant que bascule bistable dite Toggle-Flip-Flop, c'est-à-dire qu'elle bascule lors de l'apparition de chaque flanc négatif d'entrée. Cette seconde bascule bistable FF2 prépare une troisième bascule bistable FF3 pour la libération d'un second compteur Z2. Lorsque le signal de l'émetteur est alors interrompu pendant - 4ms et que, -onsêcutivement;le second flanc positif est produit pendant la séquence de réglage de la temporisation au moyen d'une nouvelle application du signal à 100 kHz, la seconde bascule bistable FF2 bascule et provoque unbasculement de la troisième bascule bistable FF3. Etant donné que la sortie de la troisième bascule FF3 est raccordée à l'entrée de libération du second compteur Z2, ce second compteur est libéré. Les première et troisième bascules bistables FF1 et FF3 sont toutes deux verrouillées et ne peuvent être libérées à nouveau que par une remise à l'état initial. Alors, des impulsions sont comptées simultanément dans les premier et second compteurs Z1 et Z2. L'opération de comptage dans les deux compteurs Z1 et Z2 est arrêtée par l'impulsion de dépassement de capacité du premier compteur Z1. Alors le complément de l'information de temps transmise est présent dans le second compteur Z2. Ces processus sont illustrés sur les

figures 5a à 5c.

Pendant cette transmission d'informations, le système électronique de la fusée-détonateur continueà être alimenté en énergie, c'est-à-dire que le condensateur d'amorçage et le condensateur d'alimentation CI et C2 se

chargent également pendant la phase de programmation.

Pendant la phase de charge ultérieure, la trans-

mission de l'information est effectivement terminée,mais le projectile est encore situé dans la zone d'action du champ alternatif

situé du côté émission, de sorte que le système électro-

nique de la fusée-détonateur continue à être alimenté en: énergie. Si cependant ceci ne devait pas se produire, le condensateur d'amorçage Ci et le condensateur

d'alimentation C2 sont alors complètement chargés.

Lors du tir du projectile, le commutateur fIottant

FS contenu dans le système électronique de la fusée-

détonateur est actionné,et ceci déclenche la fonction de temps de la fusée-détonateur à temporisation. Le signal formé par l'actionnement du commutateur flottant FS est bloqué par l'intermédiaire d'une quatrième bascule bistable FF4 afin d'éviter une influence de la fonction de temps par ce-commutateurs Lors de l'actionnement du commutateur flottant FS. l'entrée des signaux du premier compteur Zl est verrouillée et le blocage du second compteur Z2 est supprimé. Les impulsions de l'oscillateur interne Q1 sont alors détournées et la fréquence est divisée dans le rapport 100 par le diviseur TEl, de sorte que le facteur

introduit lors de la programmation est à nouveau compensé.

Le second compteur Z2 réalise un comptage progressif jusqu'au dépassement de sa capacité, sous l'effet de la fréquence divisée de l'oscillateur. Le dispositif d'amorçage Z2 est actionné par l'impulsion de dépassement de capacité du second compteur Z2, auquel cas une décharge du condensateur d'amorçage Cl est réalisée par l'intermédiaire d'un système d'amorçage ZM, sous l'effet de

la commande d'un thyristor Th au niveau de sa grille.

Dans le cas o aucune fonction de temps n'est souhaitée ou bien si la temporisation programmée de la fusée-détonateur ne doit pas agir, le système électronique de la fusée-détonateur comporte une fonction de diviseur qui, au bout d'un intervalle de temps fixé, déclencle l'actionnement du dispositif d'amorçage ZE. Cette fonction de diviseur est également libérée lors de l'actionnement du commutateur flottant FS. Après actionnement du commutateur flottant FS, un troisième compteur Z3 est libéré par l'intermédiaire de la bascule bistable FF4 et ce compteur Z3 est également chargé par la fréquence réduite de l'oscillateur. La sortie du compteur Z3 est raccordée de manière à produire, en fonction de la fréquence de l'oscillateur, au bout d'un intervalle de temps fixé, une

impulsion, qui active le dispositif d'amorçage ZE.

Le présent système électronique de la fusée-

détonateur comporte la possibilité d'une programmation de rang supérieur, qui est possible de deux manières. D'une part, ceci peut être réalisé par l'intermédiaire d'une nouvelle Power-On-Reset (remise à l'état initial de branchement) du régulateur Il et d'autre part par

l'intermédiaire d'un quatrième compteur supplémentaire Z4.

Le compteur Z4 compte les flancs négatifs, qui arrivent pendant la séquence de programmation conforme à la figure 4. Le compteur est agencé de manière à produire, lors de chaque troisième flanc négatif, une impulsion de remise à l'état initial, qui initialise à nouveau le système électronique de la fusée-détonateur. Ces processus sont

indiqués sur les figures 6a et 6b.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour réaliser la programmation induc-

tive du temps de temporisation d'une fusée-détonateur au moyen d'un champ électromagnétique alternatif émis par une bobine d'émission et reçu par une bobine de réception, située dans la fusée-détonateur, l'information de temporisation étant introduite dans la fusée- détonateur au moyen d'une modulation correspondante du champ alternatif, caractérisé en ce que la séquence de programmation comprend

une phase de mise en charge, pendant laquelle la fusée-

détonateur est alimentée en énergie à partir du champ électromagnétique alternatif, une phase de programmation, dont la durée prédétermine le temps de temporisation, et une phase de charge complémentaire, qui est utilisée uniquement pour la transmission ultérieure d'énergie, la phase de programmation étant séparée de la phase de mise en

charge et de la phase de charge complémentaire respective-

ment par une phase d'arrêt, pendant laquelle la transmis-

sion du champ électroélectrique alternatif est interrompue.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que les phases d'arrêt possèdent des durées diffé-

rentes.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la programmation est déclenchée et arrêtée par les flancs positifs d'impulsions, qui sont prédéterminés

par les phases d'arrêt.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé

en ce qu'un signal de remise à l'état initial pour un sys-

tème électronique de la fusée-détonateur est obtenu à partir de la tension d'alimentation, qui s'établit pendant

la phase de mise en charge.

5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un premier compteur est déclenché par le premier flanc positif d' impulsion et qu'un second compteur est déclenché par le second flanc positif d' impulsion et que le second compteur est arrêté lors du dépassement de capacité du premier compteur, les deux compteurs possédant la même capacité de comptage et la capacité de comptage, qui subsiste dans le second compteur, correspondant au temps de temporisation programmé.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce- que les deux compteurs sont actionnés parla cadence

d'un oscillateur interne.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la fréquence de l'oscillateur interne est réduite par division lors du décompte du temps de fonctionnement

présent dans le second compteur.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par la prédétermination d'une fonction de division au moyen d'un troisième compteur, qui, sous l'action de l'oscillateur interne, exécute un comptage progressif

jusqu'à son dépassement de capacité.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par un quatrième compteur, qui compte les flancs négatifs des impulsions pendant la séquence de réglage du retard de la fusée-détonateur et déclenche, lors du troisième flanc négatif d' impulsion, une remise à l'état initial pour

le système électronique de la fusée-détonateur.

10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé

selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caracté-

: risé par un-pont redresseur (B1), qui est raccordé à la bo-

bine de réception (12) et dont la sortie est raccordée, en étant découplée par l'intermédiaire de diodes respectives (D1,D2,D3), à un condensateur d'amorçage (C1), à un condensateur d'alimentation en tension (C2) et à un circuit de lissage (C4,R4), en parallèle avec lequel est branché un

commutateur - électronique (T1).

11. Dispositif selon la revendication 10, carac-

térisé en ce qu'au condensateur d'alimentation en tension (C2) est raccordé un régulateur de tension (Il), dont la

tension de sortie (VDD) alimente le commutateur électro-

nique (T1) et le circuit de programmation raccordé à ce commutateur. -_

12. Dispositif selon la revendication 11, carac-

térisé par le montage d'un commutateur flottant (FS), qui, lors de son actionnement, commute un diviseur de fréquence (TEl)- entre la sortie de l'oscillateur interne (Q1) et

l'entrée du second compteur (Z2) et libère le second comp-

teur (Z2) pour qu'il exécute son comptage.

13. Dispositif selon la revendication 12, carac-

térisé en ce que la sortie du second compteur (Z2) est rac-

cord6e à un dispositif d'amorçage (Z2), qui comporte un thyristor (Th), qui d6charge un condensateur d'amorçage

(Cl) par l'intermédiaire d'un système d'amorçage (ZM).

14. Dispositif selon la revendication 13, carac-

téris6 en ce que les sorties du troisième compteur (Z3) sont r6unies par l'intermédiaire de portes logiques et sont

également raccordées au dispositif d'amorçage (Z2).