FR2863055A1 - Procede de detection de l'approche d'une cible, dispositif de detection et dispositif de protection mettant en oeuvre ce procede - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de détection de l'approche d'une cible (1) à une distance donnée d'un objet (2), ce procédé est caractérisé par les étapes suivantes :on émet à l'aide d'une source (5) un faisceau d'illumination en direction de la cible (1),on reçoit sur au moins un premier récepteur (7), dit récepteur arrière, disposé au voisinage ou sur l'objet (2) le faisceau émis par la source (5),on reçoit sur au moins un deuxième récepteur (8), dit récepteur avant, disposé au voisinage ou sur l'objet le faisceau réfléchi sur la cible (1) après son émission par la source (5),on fournit un signal de détection de cible lorsque le faisceau réfléchi est reçu après la réception du faisceau émis et au bout d'un intervalle de temps inférieur ou égal à une valeur de référence.L'invention vise également un dispositif de détection ainsi qu'un dispositif de protection mettant en oeuvre ce procédé.

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des procédés et dispositifs

permettant de détecter l'approche d'une cible à une distance donnée d'un objet.

De tels procédés et dispositifs sont mis en oeuvre 5 notamment pour déclencher un dispositif assurant la protection d'un véhicule terrestre ou naval.

On connaît notamment par les brevets FR2722873 et WO0l/88564 un dispositif de défense pour véhicule blindé qui met en uvre un radar de poursuite de cible commandant le positionnement d'une tourelle permettant le tir de projectiles de défense.

Ce dispositif permet la destruction de la cible lorsque cette dernière se situe à une distance appropriée.

On connaît également par les brevets EP0687885 et DE4008395 un autre dispositif de défense dans lequel un radar permet de déterminer la trajectoire d'une cible. Ce radar est couplé à un dispositif de défense comprenant plusieurs munitions réparties autour de la tourelle du char. Une conduite de tir détermine alors quelle sont les munitions les plus appropriées pour détruire la cible et il provoque leur tir au moment opportun.

Les dispositifs connus sont complexes, fragiles et coûteux. Leur intégration sur un véhicule de combat est donc délicate. Elle impose par ailleurs la mise en place de connexions spécifiques entre le dispositif de détection, une unité de commande et le ou les moyens de défense.

Ces dispositifs mettent en uvre un procédé de détection dans lequel un moyen unique (par exemple radar) assure l'émission d'un signal d'illumination vers une cible puis le traitement du signal réfléchi. Ce procédé comprend alors une phase de traitement de données permettant de calculer la trajectoire de la cible et de déterminer les ordres de commande destinés au dispositif de défense.

Ce procédé est lourd du point de vue calcul puisqu'il implique une détermination de la trajectoire réelle de la cible. Il impose par ailleurs la mise en place de moyens d'interconnexion ou de liaison radio entre le calculateur et le dispositif de défense avec les protocoles de communication appropriés.

C'est le but de l'invention que de proposer un procédé et un dispositif permettant de pallier de tels inconvénients.

Ainsi le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de façon simple et rapide d'assurer la détection de l'approche d'une cible à une distance donnée d'un objet et sans qu'il soit nécessaire de déterminer la trajectoire d'approche de la cible.

Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent par ailleurs d'assurer cette détection pour plusieurs objets distincts sans nécessiter de câblages ni de connexions complexes.

Ainsi l'invention a pour objet un procédé de détection de l'approche d'une cible à une distance donnée d'un objet, 20 procédé caractérisé par les étapes suivantes: on émet à l'aide d'une source un faisceau d'illumination en direction de la cible, on reçoit sur au moins un premier récepteur, dit récepteur arrière, disposé au voisinage ou sur l'objet le 25 faisceau émis par la source, on reçoit sur au moins un deuxième récepteur, dit récepteur avant, disposé au voisinage ou sur l'objet le faisceau réfléchi sur la cible après son émission par la source, on fournit un signal de détection de cible lorsque le faisceau réfléchi est reçu après la réception du faisceau émis et au bout d'un intervalle de temps inférieur ou égal à une valeur de référence.

Selon un premier mode de réalisation, pour fournir le signal de détection de cible, on calcule un intervalle de temps séparant la réception du faisceau émis et celle du faisceau réfléchi puis on fournit un signal de détection de cible lorsque l'intervalle de temps est inférieur ou égal à la valeur de référence.

Selon un autre mode de réalisation, on reçoit sur au moins deux récepteurs avant distincts le faisceau réfléchi sur la cible après son émission par la source, on fournit un signal de détection de cible lorsque le faisceau réfléchi est reçu par les deux récepteurs avant, dans une fenêtre temporelle donnée, après la réception par le récepteur arrière du faisceau émis par la source et au bout d'un intervalle de temps inférieur ou égal à une valeur de référence.

Avantageusement le faisceau d'illumination émis par la source pourra être codé.

L'invention a également pour objet un dispositif de détection de l'approche d'une cible à une distance donnée d'un objet et mettant en oeuvre un tel procédé, dispositif qui est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une source pouvant émettre un faisceau d'illumination en direction d'une cible et au moins deux récepteurs disposés sur ou au voisinage de l'objet, un premier récepteur ou récepteur arrière étant disposé de façon à recevoir directement le rayonnement émis par la source, le deuxième récepteur ou récepteur avant étant disposé de façon à recevoir le rayonnement réfléchi sur la cible après son émission par la source, un moyen de calcul étant alimenté par les signaux fournis par les récepteurs avant et arrière et fournissant un signal de détection de cible lorsque le faisceau réfléchi est reçu après la réception du faisceau émis et au bout d'un intervalle de temps inférieur ou égal à une valeur de référence mise en mémoire dans le moyen de calcul.

Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif de détection comprend au moins deux récepteurs avant disposés sur ou au voisinage de l'objet, chaque récepteur définissant une zone d'observation, le moyen de calcul ne fournissant un signal de détection de cible que si le faisceau réfléchi est reçu par les deux récepteurs avant, dans une fenêtre temporelle donnée, après la réception par le récepteur arrière du faisceau émis par la source et au bout d'un intervalle de temps inférieur ou égal à une valeur de référence mise en mémoire dans le moyen de calcul.

Avantageusement, les zones d'observation de chaque détecteur pourront avoir une partie commune.

La source pourra émettre un faisceau radar ou bien laser pulsé.

L'invention a également pour objet un dispositif de protection mettant en oeuvre un tel procédé et dispositif.

Le dispositif de protection selon l'invention assure de façon simple la protection d'un véhicule ou d'une structure fixe contre une menace. Il peut être mis en place avec un nombre réduit d'interconnexions entre les moyens de détection portés par le véhicule ou la structure et les moyens de contrôle ou de défense.

Les mêmes moyens de détection peuvent ainsi piloter de façon simple le fonctionnement de plusieurs modules de 25 contrôle ou de défense.

Ainsi le dispositif de protection selon l'invention associe au moins un dispositif de détection selon l'invention et au moins un objet constitué par un module de contrôle ou de défense dont le déclenchement est commandé consécutivement à l'apparition d'un signal de détection de cible.

Les récepteurs pourront être solidaires du module de contrôle ou de défense.

Le module de contrôle ou de défense pourra comprendre au moins un projectile lancé en direction de la cible par un moyen de tir, projectile renfermant une tête militaire et portant un récepteur arrière disposé au niveau d'une partie arrière du projectile et au moins un récepteur avant disposé au niveau d'une partie avant du projectile.

Le projectile pourra comprendre une couronne de récepteurs avant disposés au niveau de la partie avant du projectile.

Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de protection pourra associer une source émettrice et au moins un moyen de tir pouvant tirer des projectiles dotés de récepteurs, la source émettrice et le moyen de tir étant solidaires d'un même véhicule ou d'une même structure fixe.

Alternativement, le dispositif pourra associer une source émettrice et au moins un moyen de tir pouvant tirer des projectiles dotés de récepteurs, la source émettrice étant portée par un véhicule ou une structure fixe distinct du moyen de tir.

Selon un autre mode de réalisation, le module de contrôle ou de défense pourra comprendre un moyen de protection active susceptible de projeter au devant de la cible au moins un moyen d'interception.

Ce moyen d'interception pourra ainsi comprendre au moins une plaque de blindage et/ou au moins un jet ou noyau de charge formée et/ou au moins un barreau et/ou au moins un projectile explosif et/ou au moins un projectile à effet de souffle.

Avantageusement, le dispositif de protection pourra associer une source émettrice et au moins deux moyens de protection active, chaque moyen de protection comportant ses 30 propres récepteurs avant et arrière.

Chaque moyen de protection pourra comporter au moins deux récepteurs avant définissant au moins une zone d'interception par le recouvrement de leurs zones de détection.

Selon un autre mode de réalisation, le moyen de protection active pourra comporter au moins deux directions d'action différentes et pourra ainsi projeter suivant chaque direction d'action un moyen d'interception différent, le moyen de protection comprenant alors au moins deux récepteurs avant, chaque récepteur avant étant associé à une direction d'action différente.

Le ou les moyens de protection active pourront être solidaires d'un véhicule terrestre. Ce véhicule terrestre 10 pourra alors porter la source émettrice.

Selon un autre mode de réalisation, le module de contrôle ou de défense pourra être isolé et disposé sur le terrain et il pourra être activable par une source émettrice distincte.

Cette source émettrice pourra alors être solidaire d'un véhicule terrestre, ou bien d'un véhicule aérien, tel un drone.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique d'un deuxième mode 25 de réalisation d'un dispositif selon l'invention, les figures 3a et 3b sont deux schémas blocs représentant deux variantes de réalisation d'un moyen de calcul mis en oeuvre par le dispositif selon l'invention, - la figure 4 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de protection selon invention, - la figure 5 est une représentation schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de protection selon invention, - la figure 6 est une représentation schématique d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif de protection selon invention, - la figure 7 est une représentation schématique d'un 5 quatrième mode de réalisation d'un dispositif de protection selon invention, - la figure 8 est une représentation schématique d'un cinquième mode de réalisation d'un dispositif de protection selon invention, - les figures 9, 10 et 11 schématisent des variantes de réalisation du dispositif de protection selon invention, - la figure 12 est un schéma bloc représentant un moyen de calcul mis en uvre par le dispositif selon la variante de la figure 10.

La figure 1 montre de façon schématique un mode de réalisation d'un dispositif de détection de l'approche d'une cible 1 à une distance donnée d'un objet 2.

Dans ce mode de réalisation l'objet 2 est un projectile qui est tiré en direction de la cible 1 par un système d'arme 20 non représenté.

Le projectile 2 renferme une tête militaire qui est ici une charge explosive 3 dont l'initiation est commandée par un moyen de calcul 4. La charge explosive 3 et le moyen de calcul 4 sont ici représentés schématiquement par des blocs fonctionnels. La structure effective de ces moyens est bien entendu différente. La charge explosive remplira ainsi la plus grande partie du corps du projectile 2 et le moyen de calcul sera disposé dans une fusée électronique (d'ogive ou de culot) qui incorporera d'une façon classique un dispositif de sécurité et d'armement et au moins un détonateur (non représenté).

Afin d'assurer l'efficacité vulnérante du projectile, l'initiation de la charge explosive 3 doit intervenir à une distance minimale du projectile 2 qui est généralement comprise entre 1 et 3 m.

Les projectiles connus sont habituellement dotés d'une fusée de proximité radioélectrique ou optronique qui provoque la mise à feu de la charge explosive lorsque la signature de la cible est détectée.

Ces fusées de proximité ont des zones de déclenchement peu précises. Il est possible de faire appel à des fusées de proximité actives (radar, laser) aux performances plus élevées mais qui sont coûteuses.

Le dispositif de détection selon l'invention propose de séparer les fonctions émission de rayonnement et mesure du rayonnement réfléchi.

Ainsi l'émission est assurée par une source 5 pouvant émettre en direction de la cible 1 suivant un faisceau d'illumination 6. Cette source sera par exemple solidaire d'un véhicule ou d'une structure fixe (non représenté).

Le projectile 2 comporte au moins deux récepteurs 7 et 8. Un premier récepteur 7 ou récepteur arrière est disposé au niveau du culot du projectile 2. Il reçoit ainsi directement le rayonnement émis par la source 5 (flèche El).

Le deuxième récepteur 8 ou récepteur avant est disposé au niveau de l'ogive du projectile 2. Il reçoit le rayonnement qui a été réfléchi par la cible 1 (flèche R) après son émission par la source 5 (flèche E2).

Le moyen de calcul 4 est alimenté par les signaux fournis par les récepteurs avant 8 et arrière 7. Ce moyen 4 est conçu ou programmé de façon à fournir un signal de détection de cible 1 lorsque le faisceau réfléchi R est reçu après la réception du faisceau émis El et au bout d'un intervalle de temps At inférieur ou égal à une valeur de référence mise en mémoire dans le moyen de calcul 4.

On pourra mettre en ouvre l'invention avec un rayonnement de type radar ou optique mais d'une façon préférée (en raison des coûts et des performances de détection) la source 5 sera une source laser à impulsion émettant avec une fréquence de répétition Fr de l'ordre de quelques kilohertz.

La figure 1 est schématique et n'est donc pas à l'échelle. Concrètement l'initiation du projectile 2 intervient à une distance de la source 5 de l'ordre de la dizaine de mètres et la distance entre la cible et le projectile 2 est de l'ordre de quelques mètres (2 à 3 m).

En fonction de la géométrie du dispositif, l'Homme du Métier déterminera aisément l'intervalle de temps maximal (Tret) devant séparer les arrivées des signaux laser au niveau des récepteurs arrière 7 et avant 8 pour que la distance séparant le projectile 2 et la cible 1 soit inférieure ou égale au rayon d'efficacité du projectile.

A titre d'exemple simplificateur, on pourra considérer le cas où la longueur du projectile est faible par rapport aux distances El et E2 entre la source 5 et respectivement le projectile 2 et la cible 1 et que les angles relatifs entre El et E2 et entre E2 et R sont également faibles (inférieurs à 20 ) . On peut alors écrire l'approximation: E2 = E1 + R (ou R = E2 - El). Dans ces conditions on pourra écrire que l'intervalle de temps Tr séparant les arrivées des signaux laser au niveau des récepteurs arrière 7 et avant 8 est égal à 2R/C (C étant la célérité de la lumière).

Si le rayon d'efficacité du projectile est tel qu'il doit être déclenché à une distance de la cible inférieure ou égale à une valeur Rmax, on en déduit l'intervalle de temps maximal devant séparer les arrivées des signaux: Tret = 2 Rmax/C.

Dans le cas le plus général, un dispositif de détection selon l'invention va avoir une caractéristique de détection qui est une surface lieu des points de l'espace pour lesquels E2-El+R=2Rmax. Quelle que soit la position spatiale de la cible, lorsqu'elle approche du projectile à une distance telle qu'elle coupe cette surface, elle est détectée et le projectile est déclenché à une distance assurant la destruction de la cible.

Concrètement l'Homme du Métier déterminera la valeur de 5 Tret en fonction des caractéristiques du projectile mis en oeuvre.

La figure 3a est un schéma bloc représentant un mode de réalisation d'un moyen de calcul 4 mettant en oeuvre ce procédé.

Le moyen de calcul comprend un compteur 9, cadencé par une horloge 11, et dont le comptage est initié par une impulsion Sdl fournie par le récepteur arrière 7 comme suite à la détection du signal émis par la source 5.

Le comptage est arrêté par une impulsion Sd2 fournie par 15 le récepteur avant 8 comme suite à la détection du signal réfléchi par la cible 1.

Un comparateur 10 est relié à une mémoire renfermant la valeur de référence Tret et il compare l'intervalle mesuré par le compteur Tm avec cette valeur de référence Tret. Il fournit un signal de détection Sd si Tm est inférieur ou égal à Tret. Ce signal de détection de l'approche de la cible à une distance donnée est ici utilisé pour provoquer la mise à feu du projectile 2.

Bien entendu le comparateur 10 est remis à zéro (entrée Raz) périodiquement avec une fréquence égale à la fréquence de répétition de la source laser. Ainsi le moyen de calcul assure effectivement les comparaisons des écarts mesurés Tm pour chaque période du signal fourni par la source 5.

Pour protéger le dispositif contre des contre mesures éventuelles, on pourra avantageusement prévoir un codage du faisceau laser et disposer dans le moyen de calcul un circuit de décodage. Ce circuit (non représenté) sera interposé entre chaque récepteurs 7 et 8 et le compteur 9.

La figure 3b est un schéma bloc représentant un autre mode de réalisation d'un moyen de calcul 4 mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.

Selon ce mode de réalisation l'impulsion Sdl, fournie par le récepteur arrière 7 comme suite à la détection du signal émis par la source 5, est appliquée à un circuit retard 12 (électronique ou optique). Ce circuit fournit à un comparateur 13 un signal Sr retardé du temps Tret Sr (t) = Sdl (t-Tret) . Le comparateur 13 reçoit par ailleurs l'impulsion Sd2 fournie par le récepteur avant 8 comme suite à la détection du signal réfléchi par la cible 1.

Il fournit alors un signal de détection Sd si le signal Sd2 lui parvient avant le signal Sr. Ce qui signifie que l'intervalle de temps séparant Sdl et Sd2 est inférieur ou égal à Tret.

Le comparateur 13 est là encore remis à zéro (entrée Raz) périodiquement avec une fréquence égale à la fréquence de répétition de la source laser.

Ces schémas représentés sous la forme de diagrammes blocs ne préjugent bien entendu pas de la solution technique mise en oeuvre pour les réaliser. On pourra ainsi réaliser l'ensemble du moyen de calcul 4 sous la forme d'un microprocesseur programmé d'une façon appropriée.

A titre d'exemple on pourra mettre en oeuvre le dispositif selon l'invention avec un projectile volant à une vitesse de l'ordre de 250 m/s. Avec un faisceau laser d'ouverture 20 et une fréquence de répétition Fr de 3000 Hz, on peut détecter l'approche d'une cible entre 2 m et 4 m du projectile. Ce qui est suffisant pour assurer l'initiation du projectile à une distance efficace par rapport à la cible.

La figure 2 représente de façon schématique un perfectionnement du projectile selon la figure 1, dans lequel le projectile porte une couronne de récepteurs lasers avant 8 disposés au niveau de son ogive. Ici seuls deux récepteurs 8a et 8b sont représentés. Chaque récepteur avant 8 est réceptif suivant un cône orienté sensiblement radialement par rapport au projectile 2 et tous les récepteurs sont reliés au moyen de calcul 4.

Ce mode de réalisation permet de définir la position en roulis du projectile 2 par rapport à la cible 1. Cette information permet, lorsque la charge explosive 3 a une efficacité privilégiée suivant une direction radiale particulière, de commander l'initiation à l'instant optimal.

Il suffira concrètement de ne commander la mise à feu que lorsque les conditions déterminées par le moyen de calcul seront remplies pour le détecteur avant 8 qui correspond à la direction d'efficacité de la charge explosive 3.

On pourrait par ailleurs ne prévoir qu'un seul détecteur avant 8 mais disposé de façon à recevoir le rayonnement laser réfléchi suivant une direction proche de la direction d'action de la charge explosive.

Le procédé selon l'invention permet ainsi de simplifier 20 avantageusement les fusées de proximité des projectiles tirés par les véhicules.

Un autre avantage de ce procédé est qu'il est possible alors en cas de besoin de rendre le projectile non explosif. Il suffit de stopper l'émission laser fournie par la source 5. Par ailleurs une sortie inopinée du projectile en dehors du faisceau laser 6 rend sa fusée inactive, interdisant toute explosion accidentelle.

Il est bien entendu possible de mettre en oeuvre le procédé de détection de l'approche d'une cible selon 30 l'invention pour d'autres applications que celle des fusées de proximité des projectiles.

On pourra ainsi mettre en oeuvre le procédé selon l'invention pour définir différents systèmes de protection létaux ou non létaux dont le déclenchement pourra alors être aisément contrôlé à distance.

Les figures 4 à 8 montrent ainsi différents exemples de dispositifs de protection associant au moins un dispositif de détection selon l'invention et au moins un objet qui sera constitué par un projectile ou bien par un module de contrôle ou de défense dont le déclenchement sera commandé par le signal de détection de cible.

La figure 4 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'un dispositif de protection, mode dans lequel la source laser 5 est portée par un véhicule blindé 14. Ce véhicule tire à l'aide d'un système d'arme 15 (qui est ici le canon principal du véhicule 14) un objet qui est ici un projectile 2 explosif ou à effet de souffle. Le tir est effectué en direction d'une cible 1 qui a été détectée par des moyens appropriés non représentés (tel un radar ou radar laser de surveillance).

La source laser émet suivant un faisceau 6 qui couvre à la fois le projectile 2 et la cible 1.

Lorsque le projectile 2 se trouve à la distance minimale R prévue et programmée dans son module de calcul, il est initié.

Il est bien entendu possible de mettre en oeuvre l'invention avec des projectiles tirés par des tubes de lancement auxiliaires ou bien par un armement secondaire.

La source laser 5 est représentée ici solidaire de la tourelle 14a. Elle pourrait bien entendu être fixée à un autre emplacement du véhicule 14.

La figure 5 montre un autre mode de réalisation d'un système de protection selon l'invention, dans lequel la source laser 5 est portée par un véhicule de commande 16 alors que le projectile 2 est tiré par un autre véhicule 17.

Une telle disposition permet d'assurer un contrôle des tirs de défense d'une batterie de véhicules 17, 18.

Il est bien entendu possible d'équiper tous les véhicules 16, 17, 18 de sources lasers 5 mais on pourra choisir pour des raisons opérationnelles de ne contrôler le tir qu'à partir d'un seul véhicule 16.

La source laser pourra par ailleurs être portée par un drone ou un aéronef piloté.

La figure 6 montre un autre mode de réalisation d'un système de protection selon l'invention, dans lequel la source laser 5 est portée par un véhicule aérien 20 sans pilote (ou drone).

L'objet est ici constitué par un module de contrôle ou de défense 22 posé sur le sol.

Ce module 22 comporte un récepteur laser arrière 7 et un récepteur laser avant 8. Il comporte également une charge 19 dont le déclenchement sera commandé par le signal de détection de la cible 1 qui est ici un véhicule blindé pénétrant dans la zone.

La charge pourra être une charge explosive (charge formée ou charge bondissante) qui sera activée directement lors du passage de la cible à une distance minimale prédéterminée.

On pourra alternativement activer la charge à l'issue d'un retard de mise à feu après la détection, retard permettant à la cible 1 de passer audessus du module 22.

La charge pourra alternativement être une charge non létale d'avertissement ou bien déployant un moyen de barrage de la zone.

Le procédé et le dispositif de détection selon l'invention permettent ainsi de laisser des modules de contrôle ou de défense sur le terrain, modules qui ne 30 pourront être initiés que s'ils sont désignés par une source.

On augmente ainsi la sécurité d'emploi des systèmes de protection répartis sur le terrain.

La source laser pourrait bien entendu être posée au sol ou portée par un fantassin ou être encore solidaire d'un véhicule terrestre.

La figure 7 montre un autre mode de réalisation d'un système de protection selon l'invention, dans lequel l'objet est constitué par un module de défense active 23 solidaire du glacis 14b d'un véhicule blindé 14.

Ce module comporte un moyen d'interception projetable 24 qui pourra être constitué par une ou plusieurs plaques de blindage qui seront projetées comme suite à l'initiation d'une feuille d'explosif par un détonateur (ces blindages sont décrits par exemple par les brevets DE2719150 ou FR2679022).

Le moyen d'interception projetable 24 pourra comprendre une ou plusieurs charges formées (charge creuses ou charges génératrices de noyau) disposées suivant une ligne ou bien suivant un quadrilatère. Les brevets FR2786262, GB1421379 et US3893368 décrivent de tels modules actifs mettant en uvre des charges formées.

Le moyen d'interception projetable 24 pourra comprendre un ou plusieurs barreaux projetés par l'initiation d'un explosif. Le brevet FR2805037 décrit une telle charge à projection de barreaux qui est particulièrement efficace pour contrer les projectiles cinétiques ou projectiles flèches.

La projection des barreaux ou des plaques se fait suivant une direction d'action DA qui est sensiblement perpendiculaire au glacis 14b du véhicule.

Conformément à l'invention le module de défense active 23 comporte un récepteur arrière 7 et au moins un récepteur avant 8, reliés à un moyen de calcul 4 qui commande la projection du moyen d'interception 24 à l'issue d'un retard après détection cela afin de permettre à la cible de se positionner au-dessus du module.

Une source d'illumination 5 est fixée à la tourelle 14a du véhicule et elle éclaire à la fois le module de défense 23 et la cible 1.

Lorsque la cible se trouve à la distance minimale R souhaitée du module de défense active 23, le moyen de calcul 4 commande (à l'issue du retard nécessaire à la cible pour se placer au-dessus du module) la projection du moyen d'interception 24 suivant la direction DA, ce qui provoque la destruction ou la déstabilisation de la cible 1.

L'avantage de ce dispositif de protection selon l'invention est que chaque module de défense 23 est totalement autonome pour ce qui concerne la détermination de l'instant de déclenchement et que par ailleurs la détection de la cible 1 est assurée de façon simple grâce à une source laser 5 distincte du module de défense 23.

Les modules de défense sont donc peu coûteux et peu fragiles. Ils ne nécessitent qu'une connexion au réseau électrique voire aucune si le module a sa propre alimentation. L'invention permet donc d'améliorer de façon simple et économique la protection de véhicules existants. Afin d'assurer d'une façon efficace la détection de la cible 1, le ou les

récepteurs avant 8 auront une direction d'observation 8 qui formera un angle a avec la direction d'attaque DA, angle qui sera inférieur à 90 .

A titre d'exemple numérique, pour un module de défense projetant un barreau d'acier de 0, 4 m de long à une vitesse de l'ordre de 500 m/s, il est possible de détecter en moins d'une milliseconde et à 2 m du module 23 une cible 1 passant suivant une trajectoire située à 1,5 m au-dessus du module.

L'angle a formé par la direction d'observation 6 avec la direction d'attaque sera de l'ordre de 30 et la fréquence de répétition de la source laser sera de l'ordre de 3 kHz.

Ces performances permettent la destruction de la cible 1.

L'ajustement de l'angle a permet en partie de s'adapter à différentes gammes de vitesses de cibles. Plus la cible visée sera rapide, plus l'angle a devra être important pour assurer une détection plus précoce de la cible et donner un 5 délai suffisant pour la projection du moyen d'interception.

L'angle a pourra être fixé dès la conception du module de défense. Dans ce cas le module aura une efficacité optimale contre les cibles ayant une certaine vitesse.

On pourra également définir un module de défense dans lequel l'angle a sera modifiable (par une inclinaison du récepteur ou bien par une collimation optique appropriée). Dans ce cas on prévoira au niveau du véhicule des moyens (par exemple radar) permettant de mesurer la vitesse d'approche du projectile et on télécommandera à partir du véhicule la modification de l'angle a pour lui donner l'inclinaison la plus appropriée au type de cible détecté.

Grâce à l'invention il est ainsi possible d'équiper un véhicule avec un dispositif de protection associant une source laser et plusieurs modules de défense active.

La figure 8 montre ainsi en vue de dessus un véhicule 14 portant sur son glacis avant cinq modules de défense 23. Une source laser 5 est portée par la tourelle 14a et elle a un faisceau émission 6 dont l'ouverture permet de contrôler simultanément tous les modules de défense 23 tout en interceptant la cible 1.

Chaque module de défense 23 comporte au moins un barreau projetable 24 et ses propres récepteurs laser avant 8 et arrière 7. La figure 8 montre schématiquement les zones de détection 25 des différents récepteurs avant 8 des modules 23.

Il n'est pas nécessaire ainsi (comme dans le brevet DE4008395) de prévoir des moyens complexes permettant de localiser la cible 1 par rapport au véhicule afin de pouvoir déterminer quel module de défense il faut activer et à quel instant.

Seul le module 23 concerné et pouvant effectivement contrer la cible 1 sera activé (d'une façon totalement automatique) par les moyens de commande intégrés au module 23 lui-même, à partir des signaux fournis par la source laser 5 et réfléchis sur la cible.

Afin d'améliorer le système de protection selon l'invention on pourra, comme représenté sur la figure 9, mettre en ouvre des récepteurs avant 8 pouvant (grâce à une optique appropriée) observer suivant deux zones de détection distinctes 25a et 25b, ou bien deux récepteurs avant 8 ayant chacun une zone de détection distincte.

Le moyen de calcul comparera alors les informations de distance et temporelles fournies à partir des détections effectuées suivant chaque zone de détection et il interdira le déclenchement du module si ces informations sont incohérentes avec la gamme de vitesse des cibles considérées. Le module de défense ne se déclenchera donc que pour contrer les cibles qu'il peut détruire, donc celles dont la vitesse se trouve dans une gamme donnée.

La figure 10 montre en vue frontale un autre mode de réalisation d'un module de défense 23 projetant un barreau 24. Ce module de défense diffère des précédents représentés aux figures 7 à 8 par la présence de deux récepteurs avant 8a et 8b qui sont disposés sensiblement à chaque extrémité du barreau à projeter 24. Une telle disposition permet de matérialiser une zone d'interception 26 qui est l'intersection des zones de détection 25a et 25b de chaque récepteur avant 8a, 8b.

Par ailleurs chaque zone de détection 25a et 25b de chaque récepteur avant 8a, 8b a une forme telle qu'elle présente une limite (25a1 et 25b1) sensiblement confondue avec un plan parallèle à la direction d'action DA selon laquelle le barreau 24 est projeté et passant par une extrémité du barreau 24.

La zone d'interception 26 se trouve donc compatible de la zone d'action du barreau 24. C'est à dire que, lorsqu'une cible est détectée dans cette zone d'interception, il est possible de la détruire avec le barreau 24 en projetant ce dernier à l'issue d'un délai approprié.

Avec un tel mode de réalisation de l'invention, on modifiera le procédé de détection de la façon suivante: On ne fournit un signal de détection de cible que lorsque le faisceau réfléchi est reçu par les deux récepteurs avant 8a et 8b, dans une fenêtre temporelle donnée, après la réception (par le récepteur arrière 7) du faisceau émis par la source 5 et au bout d'un intervalle de temps inférieur ou égal à une valeur de référence Tref.

Il est donc nécessaire pour déclencher le moyen d'interception 24 d'avoir un signal de détection fourni quasi simultanément à partir de chacune des voies de détection 8a et 8b. Une telle condition signifie que la cible se trouve dans la zone d'interception 26 et que le moyen d'interception pourra donc la détruire.

Les signaux reçus sur 8a et 8b arriveront avec un léger décalage, les distances de passage entre la cible et chaque récepteur 8a, 8b pouvant être différentes. La différence maximale des distances de passage permet de définir la fenêtre temporelle entre les fournitures d'un signal de détection par chaque récepteur. Cette fenêtre est de l'ordre de la nano seconde. On considèrera donc que la cible se trouve effectivement dans la zone d'interception si les deux signaux de détection apparaissent successivement dans cette fenêtre temporelle.

La figure 12 est un schéma bloc représentant le moyen de calcul mis en uvre par le dispositif de détection selon cette variante.

Le moyen de calcul 4 comporte alors deux voies de mesures 27a et 27b permettant d'évaluer les signaux de déclenchement Sda et Sdb obtenus respectivement à partir du récepteur 8a et du récepteur 8b.

Ces voies de mesure seront réalisées selon l'une ou l'autre des solutions décrites précédemment en référence aux figures 3a et 3b.

On traitera par une porte logique ET temporisée 28 les signaux Sda et Sdb fournis par chaque voie de mesure 27a et 27b. Cette porte logique est pilotée par l'horloge du circuit et elle ne fournit un signal de détection Sd que si elle reçoit les signaux Sda et Sdb dans l'intervalle de temps Ft (fenêtre temporelle) qui est mémorisé dans le calculateur.

Avec une telle variante de réalisation de l'invention seul le projectile 1 représenté à la figure 10 provoquera le tir du moyen d'interception 24. Les projectiles la et lb qui ne coupent chacun que la zone de détection (25a ou 25b) d'un seul récepteur 8a ou 8b ne déclencheront pas le tir du moyen d'interception. Ces projectiles ne passeront pas au-dessus du barreau 24 et ne pourraient pas être détruits.

La figure 11 montre un autre mode de réalisation du dispositif de protection selon l'invention.

Ce dispositif comporte un module de défense active 23 qui comporte au moins deux directions d'action différentes DAa et DAb. Ce moyen est conçu ainsi de façon à pouvoir projeter suivant chaque direction d'action un moyen d'interception différent 24a ou 24b, par exemple des plaques ou des barreaux. Ce module de défense est fixé à une partie avant du véhicule 14 par une potence 29.

Un tel module de défense est connu notamment du brevet FR2730805. Il permet de contrer aussi bien une cible arrivant suivant une trajectoire impactant la tourelle 14a qu'une cible arrivant sur le véhicule en partie basse 14c, par exemple vers les chenilles.

Conformément à l'invention ce module de défense 23 comporte un récepteur laser arrière 7 et deux récepteurs avant 8a, 8b déterminant deux zones d'observations 25a et 25b différentes. La zone d'observation 25b est associée à la direction d'action DAb et forme un angle (3 avec elle. La zone d'observation 25a est associée à la direction d'action DAa et forme un angle a avec elle.

Une source laser 5 est portée par la tourelle 14a et elle a un faisceau d'illumination 6 qui éclaire le récepteur arrière 7 du module. Le faisceau 6 est suffisamment ouvert pour éclairer également une cible 1 se dirigeant vers la partie basse 14c du véhicule.

Le module de calcul intégré au module de défense comporte alors deux voies de détection distinctes. Une assurant la surveillance de la partie basse 14c du véhicule (zone 25b), l'autre assurant la surveillance de la tourelle (zone 25a).

Suivant la direction d'approche de la cible 1, c'est l'une ou l'autre voie de détection qui détectera la cible. Le module de détection commandera alors à l'issue du retard souhaité l'éjection d'un moyen d'interception différent (24a ou 24b).

A titre de variante on pourra ne prévoir qu'un seul récepteur avant 8a mais ayant, grâce à une optique appropriée, deux directions d'observations différentes 25a et 25b. Dans ce cas il n'y a qu'une seule voie de détection mais elle est active suivant deux directions différentes. L'approche d'une cible à la distance programmée et qui suit indifféremment une trajectoire dirigée vers la tourelle ou vers la partie basse déclenchera à l'issue du retard souhaité simultanément l'éjection des deux moyens d'interceptions 24a et 24b. Cette éjection simultanée suivant deux directions opposées permettra par ailleurs de réduire les contraintes mécaniques sur le véhicule.

Il est bien entendu possible de combiner le mode de réalisation de la figure 11 avec celui de la figure 10. On pourra avoir alors des modules de défense 23 comportant quatre récepteurs avant 8.

Claims (24)

REVENDICATIONS

1- Procédé de détection de l'approche d'une cible (1) à une distance donnée d'un objet (2), procédé caractérisé par 5 les étapes suivantes.

on émet à l'aide d'une source (5) un faisceau d'illumination (6) en direction de la cible (1), on reçoit sur au moins un premier récepteur (7) , dit récepteur arrière, disposé au voisinage ou sur l'objet (2) le 10 faisceau (6) émis (El) par la source (5), on reçoit sur au moins un deuxième récepteur (8), dit récepteur avant, disposé au voisinage ou sur l'objet (2) le faisceau réfléchi (R) sur la cible (1) après son émission (E2) par la source (5), on fournit un signal de détection de cible lorsque le faisceau réfléchi (R) est reçu après la réception du faisceau émis (El) et au bout d'un intervalle de temps inférieur ou égal à une valeur de référence.

2- Procédé de détection de l'approche d'une cible selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour fournir le signal de détection de cible (1) , on calcule un intervalle de temps séparant la réception du faisceau émis (El) et celle du faisceau réfléchi (R) puis on fournit un signal de détection de cible lorsque l'intervalle de temps est inférieur ou égal à la valeur de référence.

3- Procédé de détection de l'approche d'une cible selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que: on reçoit sur au moins deux récepteurs avant (8a,8b) distincts le faisceau (R) réfléchi sur la cible (1) après son émission par la source (5), on fournit un signal de détection de cible lorsque le faisceau réfléchi est reçu par les deux récepteurs avant, dans une fenêtre temporelle (Ft) donnée, après la réception par le récepteur arrière (7) du faisceau émis par la source (5) et au bout d'un intervalle de temps inférieur ou égal à une valeur de référence (Tref).

4- Procédé de détection de l'approche d'une cible selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le faisceau d'illumination émis par la source (5) est codé.

5- Dispositif de détection de l'approche d'une cible (1) à une distance donnée d'un objet (2) et mettant en uvre le procédé selon les revendications précédentes, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend au moins une source (5) pouvant émettre un faisceau d'illumination (6) en direction d'une cible et au moins deux récepteurs (7,8) disposés sur ou au voisinage de l'objet (2), un premier récepteur (7) ou récepteur arrière étant disposé de façon à recevoir directement le rayonnement (El) émis par la source (5), le deuxième récepteur (8) ou récepteur avant étant disposé de façon à recevoir le rayonnement réfléchi (R) sur la cible après son émission par la source (5), un moyen de calcul (4) étant alimenté par les signaux fournis par les récepteurs avant (8) et arrière (7) et fournissant un signal de détection de cible lorsque le faisceau réfléchi (R) est reçu après la réception du faisceau émis (El) et au bout d'un intervalle de temps inférieur ou égal à une valeur de référence mise en mémoire dans le moyen de calcul (4).

6- Dispositif de détection de l'approche d'une cible selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux récepteurs avant (8a,8b) disposés sur ou au voisinage de l'objet, chaque récepteur définissant une zone d'observation (25a,25b), le moyen de calcul (4) ne fournissant un signal de détection de cible que si le faisceau réfléchi est reçu par les deux récepteurs avant (8a,8b), dans une fenêtre temporelle (Ft) donnée, après la réception par le récepteur arrière (7) du faisceau (El) émis par la source (5) et au bout d'un intervalle de temps inférieur ou égal à une valeur de référence (Tref) mise en mémoire dans le moyen de calcul (4).

7- Dispositif de détection de l'approche d'une cible selon la revendication 6, caractérisé en ce que les zones d'observation (25a,25b) de chaque détecteur (8a,8b) ont une partie commune.

8- Dispositif de détection de l'approche d'une cible selon une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la source (5) émet un faisceau radar ou laser pulsé.

9- Dispositif de protection caractérisé en ce qu'il associe au moins un dispositif de détection selon une des revendications 5 à 8, et au moins un objet (2) constitué par un module de contrôle ou de défense (2,22,23) dont le déclenchement est commandé consécutivement à l'apparition d'un signal de détection de cible (1).

10- Dispositif de protection selon la revendication 9, caractérisé en ce que les récepteurs (7,8,8a,8b) sont solidaires du module de contrôle ou de défense (2,22,23).

11- Dispositif de protection selon la revendication 10, caractérisé en ce que le module de contrôle ou de défense comprend au moins un projectile (2) lancé en direction de la cible (1) par un moyen de tir (15), projectile renfermant une tête militaire (3) et portant un récepteur arrière (7) disposé au niveau d'une partie arrière du projectile et au moins un récepteur avant (8) disposé au niveau d'une partie avant du projectile.

12- Dispositif de protection selon la revendication 11, caractérisé en ce que le projectile (2) comprend une couronne de récepteurs avant (8) disposés au niveau de la partie avant 30 du projectile.

13- Dispositif de protection selon une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il associe une source émettrice (5) et au moins un moyen de tir (15) pouvant tirer des projectiles (2) dotés de récepteurs, la source émettrice et le moyen de tir (15) étant solidaires d'un même véhicule (14) ou d'une même structure fixe.

14- Dispositif de protection selon une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il associe une source émettrice (5) et au moins un moyen de tir (15) pouvant tirer des projectiles dotés de récepteurs, la source émettrice (5) étant portée par un véhicule (16) ou une structure fixe distinct du moyen de tir.

15- Dispositif de protection selon la revendication 9, caractérisé en ce que le module de contrôle ou de défense comprend un moyen de protection active (23) susceptible de projeter au devant de la cible (1) au moins un moyen d'interception (24).

16- Dispositif de protection selon la revendication 15, caractérisé en ce que le moyen d'interception (24) comprend: au moins une plaque de blindage et/ou au moins un jet ou noyau de charge formée et/ou au moins un barreau et/ou au moins un projectile explosif et/ou au moins un projectile à effet de souffle.

17- Dispositif de protection selon une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce qu'il associe une source émettrice (5) et au moins deux moyens de protection active (22,23), chaque moyen de protection comportant ses propres récepteurs avant et arrière.

18- Dispositif de protection selon la revendication 17, caractérisé en ce que chaque moyen de protection (22,23) comporte au moins deux récepteurs avant (8a,8b) définissant au moins une zone d'interception par le recouvrement de leurs zones de détection (25a,25b).

19- Dispositif de protection selon une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que le moyen de protection active (23) comporte au moins deux directions d'action différentes (DAa,DAb) et peut ainsi projeter suivant chaque direction d'action un moyen d'interception différent (24a,24b), le moyen de protection comprenant alors au moins deux récepteurs avant (8a,8b), chaque récepteur avant étant associé à une direction d'action différente (DAa,DAb).

20- Dispositif de protection selon une des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que le ou les moyens de protection active (23) sont solidaires d'un véhicule terrestre.

21- Dispositif de protection selon la revendication 20, caractérisé en ce que le véhicule terrestre porte la source émettrice (5).

22- Dispositif de protection selon la revendication 9, caractérisé en ce que le module de contrôle ou de défense (22) est isolé et disposé sur le terrain et en ce qu'il est activable par une source émettrice (5) distincte.

23- Dispositif de protection selon la revendication 22, 15 caractérisé en ce que la source émettrice (5) est solidaire d'un véhicule terrestre.

24- Dispositif de protection selon la revendication 22, caractérisé en ce que la source émettrice (5) est solidaire d'un véhicule aérien (20), tel un drone.