FR2940246A1 - Dispositif de tir de munition a partir d'un drone arme - Google Patents

Dispositif de tir de munition a partir d'un drone arme Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne le domaine des véhicules aériens sans pilote, plus couramment désignés sous l'appellation de drone. Plus précisément, l'invention s'applique à un système de drone armé (10), équipé notamment d'un dispositif de tir et d'une boule optronique (B) pilotable comprenant des moyens d'illumination de cibles (C). L'invention propose que le dispositif de tir soit orienté vers l'arrière, de manière à réduire les problèmes de masquage de la boule optronique (B) par des éléments situés dans son axe de visée, telle qu'une roulette avant (FW) par exemple. Par ailleurs, du fait d'un emploi opérationnel impliquant une phase (10S) de tir de munition et d'illumination de la cible (C) par l'arrière, le drone armé (10) s'éloignant de la cible visée, la vulnérabilité du drone (10) est amoindrie.

Description

Dispositif de tir de munition à partir d'un drone armé.
La présente invention concerne le domaine des véhicules aériens sans pilote, plus couramment désignés sous l'appellation de drone. Plus précisément, l'invention s'applique à un système de drone armé, ou drone de combat. Ces drones sont souvent désignés par l'acronyme anglais UCAV (pour Unmanned Combat Air Vehicle).
Actuellement, un dispositif de tir équipant un drone armé est généralement pourvu de munitions, missiles ou roquettes, guidées. Cela signifie que lesdites munitions sont capables d'atteindre avec précision une cible à condition que celle-ci soit désignée ou illuminée par des moyens appropriés, tels qu'un laser, dont le drone armé dispose.
D'autre part, dans l'état de l'art, un drone armé comprend, en plus du dispositif de tir proprement dit, une boule optronique pilotable, comportant au moins une caméra, typiquement capable de rotations allant de 0° à 360° en azimut et de +10° à -180° en élévation par rapport au plan horizontal comprenant ladite boule optronique ; une telle boule optronique est plutôt destinée à observer sur le côté du drone. Cette boule optronique permet en outre d'acquérir au moins une cible destinée à être visée par le dispositif de tir. Dans la suite de la description et dans les revendications, l'acquisition d'une cible fait référence à la visualisation et à l'identification en tant que cible d'un élément situé dans l'environnement du drone armé, généralement au sol. Les termes de désignation ou d'illumination d'une cible font quant à eux référence à un marquage de la cible par l'intermédiaire de moyens appropriés classiquement associés à la boule optronique, par exemple un laser, de manière à permettre le guidage d'une munition en direction de ladite cible.
Or, lorsque la boule optronique pointe droit devant, des éléments du drone, tels qu'une roulette avant, ou une antenne, créent généralement un problème de masquage. Ce type de problème concerne tous les drones, en particulier les drones à voilures fixes, qui comportent dans la pratique une roulette avant, ladite roulette avant n'étant le plus souvent pas rentrante. Un masquage peut également être produit par la présence d'une antenne sous le nez du drone. Or, la boule optronique comprend généralement, pour un drone armé, le moyen d'illumination de cibles. Par ailleurs, les drones armés actuels présentent tous la caractéristique d'effectuer leurs tirs vers l'avant, selon une tactique de vol dite vers l'objectif . En conséquence, le problème de masquage précédemment décrit peut amener un drone armé à tirer sans illumination de la cible et sans visibilité. Or, le tir sans illumination et sans visibilité est quasiment impossible, notamment parce qu'il est incompatible avec les doctrines actuelles de recours au tir. En effet, en plus du manque de précision évident, pouvant engendrer des dommages collatéraux, ce mode de tir ne permet pas d'interrompre la séquence de tir en cas d'interférence d'éléments neutres dans le champ de tir. Pour résoudre ce problème, une première solution consiste à réduire la portée du tir en fonction du problème de masquage et une autre à fortement incliner vers le bas le dispositif de tir ; cependant, cela amenuise les possibilités intrinsèques du drone armé. Par ailleurs, des modes de tir originaux ont été mis au point. Par exemple, il est possible de réaliser un évitement après le tir afin de réacquérir la cible. Cette dernière possibilité est néanmoins difficile à mettre en oeuvre et induit un impact négatif sur les performances aérodynamiques du drone. De plus, un autre problème lié à la tactique de vol vers l'objectif ne présente pas de solution dans les systèmes de drones armés actuels. Il s'agit de la vulnérabilité desdits drones armés, avançant à vitesse faible vers l'objectif, et continuant à s'en rapprocher en phase de tir et après le tir. Ce deuxième inconvénient n'est pas résolu dans l'état de l'art.
Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités. Ainsi pour s'affranchir des problèmes de masquage du moyen d'illumination de cibles et réduire la vulnérabilité d'un drone armé en phase de tir, l'invention propose drone armé équipé d'un dispositif de tir orienté vers l'arrière.
Dans ce contexte, l'invention a pour objet un véhicule aérien sans pilote, comportant une voilure fixe ou tournante, un dispositif de tir de munitions guidées, et une boule optronique pilotable fixée au dessous dudit véhicule aérien sans pilote, et destinée à acquérir au moins une cible, caractérisé en ce que ledit dispositif de tir de munitions guidées est orienté vers l'arrière, présentant un axe de tir faisant, en azimut, un angle sensiblement égal à 180° par rapport à la direction de déplacement du véhicule aérien sans pilote.
De préférence, les munitions guidées sont des roquettes ou des missiles. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le véhicule aérien sans pilote comporte une voilure fixe, et des roulettes destinées à permettre l'atterrissage dudit véhicule aérien sans pilote, l'une des roulettes étant située dans l'axe de visée de la boule optronique lorsque ladite boule optronique pointe droit devant par rapport à la direction de déplacement du véhicule aérien sans pilote.
Avantageusement, le véhicule aérien comprend en outre des moyens d'illumination de la cible, permettant le guidage d'une munition guidée tirée par ledit dispositif de tir en direction de la cible. Avantageusement, un procédé de tir d'au moins une munition guidée en direction d'une cible à partir d'un véhicule aérien sans pilote peut comprendre une étape de tir d'une munition guidée vers l'arrière, le tir étant effectué à partir du véhicule aérien sans pilote selon l'invention. Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : • l'acquisition de la cible par la boule optronique, quelque soit l'angle formé par la direction visée par la boule optronique réalisant l'acquisition de la cible et la direction de déplacement du véhicule aérien sans pilote, • le guidage du véhicule aérien sans pilote de façon à ce que la cible se situe vers l'arrière du véhicule aérien sans pilote, c'est-à- dire de façon à ce que la cible se situe dans une direction faisant, en azimut, un angle compris entre 90° et 270° par rapport à la direction de déplacement du véhicule aérien sans pilote, • l'illumination et le tir de la munition guidée vers la cible située vers l'arrière, tandis que le véhicule aérien sans pilote s'éloigne de ladite cible.
Avantageusement, le procédé selon l'invention peut également comprendre une étape de vérification des dommages causés. Dans le procédé selon l'invention, le guidage du véhicule aérien sans pilote est préférentiellement réalisé de façon à ce que la cible se situe dans une direction faisant, en azimut, un angle d'environ 180° par rapport à la direction de déplacement dudit véhicule aérien sans pilote.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 10 à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent : • la figure 1 : la vue schématique d'ensemble d'un exemple de drone armé selon l'état de l'art ; • les figures 2a et 2b : les vues schématiques des zones 15 masquées par une roulette avant dans un exemple de drone armé à voilure fixe ; • la figure 3: la représentation schématique de zones de vulnérabilité d'un drone armé actuel dans le cadre d'un emploi opérationnel ; 20 • les figures 4a et 4b : les vues schématiques des zones de masquage résiduelles dans le cadre de l'utilisation du dispositif selon l'invention ; • la figure 5: la représentation de la séquence comprenant l'acquisition, l'illumination d'une cible et le tir d'une munition, et 25 la vérification des dommages causés dans le cadre de la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention.
La figure 1 présente un schéma d'un exemple de drone armé 1 dans une configuration classique. Celui-ci est à voilure fixe, et comporte deux 30 roulettes arrière BW et une roulette avant FW. II comprend également une antenne A, fixée au dessous du drone 1, et une boule optronique B pilotable telle que celle décrite plus haut, destinée à l'observation, et à l'acquisition de cibles. Le drone armé 1 comporte par ailleurs un dispositif de tir M, susceptible de tirer des munitions guidées, de type missiles ou roquettes. La 35 boule optronique B comporte ou coopère avec des moyens d'illuminations de la ou des cibles acquises, de façon à permettre le guidage de la ou des munitions guidées tirées en direction de la ou des cibles. Le drone armé 1 présente en outre au moins une antenne A, permettant la communication avec des opérateurs situés au sol, et généralement fixée sous le nez du drone. De même que sur le schéma de la figure 1, les dispositifs de tir M équipant les drones armés actuels sont systématiquement orientés vers l'avant, permettant uniquement de tirer vers l'avant.
Les figures 2a et 2b illustrent les problèmes de masquage résultant de cette orientation vers l'avant du dispositif de tir M, qui découle d'une stratégie de tir en vol vers l'objectif . Car en effet, les drones armés 1 actuels, tels que celui représenté en figure 1, comportent classiquement, comme on l'a vu, une roulette avant FW, et au moins une antenne A, qui se trouvent dans le champ de la boule optronique B lorsque celle-ci pointe droit devant le drone armé 1. Or, les drones armés 1 de l'état de l'art comportent un dispositif de tir M orienté vers l'avant, et donc un axe de tir X également situé vers l'avant du drone armé 1, dans le sens de sa direction de déplacement.
Ainsi, en prenant l'exemple d'un drone armé tel que celui représenté en figure 1, la zone M1 masquée à la boule optronique B et donc aux moyens d'illumination par la roulette avant FW du drone armé 1 correspond à l'espace M1 représenté par l'intermédiaire de la vue du dessus de la figure 2a, et la vue de profil de la figure 2b. Pour une roulette avant FW standard, d'environ 10 centimètres de large sur environ 60 centimètres de haut, cet espace M1 présente typiquement, d'après la figure 2a, une largeur d'environ 600 mètres, à 5000 mètres devant le drone 1. La figure 2b, montrant une cible C au sol, le drone 1 évoluant à une hauteur sol H d'environ 1000 mètres, permet d'évaluer la zone masquée M1 comme concernant tout élément situé au sol à plus de 4000 mètres du drone 1 en distance, dans la limite définie à la figure 2a. La mise en perspective des figures 2a et 2b permet d'appréhender l'importance du volume dans lequel une cible serait masquée à la boule optronique B et donc aux moyens d'illumination du drone armé 1. En conséquence, la présence d'une cible C dans la zone M1 implique l'absence de possibilité d'illumination directe de ladite cible C. Cela entraîne soit l'absence de tir, soit un tir sans visibilité, soit une manoeuvre complexe d'évitement et de ré-acquisition juste après le tir. Cet inconvénient, comme on va le constater un peu plus loin, est largement corrigé grâce au dispositif selon l'invention.
La figure 3 schématise une phase d'approche et d'illumination d'une cible C et de tir d'une munition guidée par un drone armé 1 de l'état de l'art. Durant cette séquence, le drone armé 1 est particulièrement vulnérable, notamment dans les zones Dl et D2. En effet, du fait de la tactique de tir en vol vers l'objectif , seule tactique possible en raison de l'orientation vers l'avant du dispositif de tir M, le drone armé, en phase de tir et d'illumination 1S, après l'acquisition, en phase 1A, d'une cible C, illumine la cible C si elle est visible et tire une munition guidée. Le drone armé, en phase 1C, continue alors de s'approcher de la cible C durant la phase de vérification des dommages causés grâce à la boule optronique B. Durant la phase 1S d'illumination et de tir et durant la phase 1C de vérification des dommages causés, le drone armé est extrêmement vulnérables : ces zones de grande vulnérabilité correspondent aux zones Die t D2 sur la figure 3. Dans le cas où la cible C serait masquée au moment de la phase de tir 1S, obligeant le drone armé à une manoeuvre d'évitement juste après le tir, la phase 1S comprendrait, après le tir de la munition, une phase de ré-acquisition de la cible C suivie de son illumination. Cela ne change rien à la vulnérabilité du drone durant cette séquence, du fait que le drone continue à se rapprocher de la cible C durant les phases critiques d'illumination, de tir et de vérification des dommages, qui plus est à une vitesse très faible. Ce deuxième défaut des drones armés de l'état de l'art va également être résolu dans le dispositif selon l'invention.
Ainsi, le dispositif selon l'invention consiste en un dispositif de tir pour drone armé, caractérisé en ce qu'il est orienté vers l'arrière. L'invention réside également dans un drone armé en tant que tel, comprenant un dispositif de tir orienté vers l'arrière. L'invention concerne également un procédé de tir d'au moins une munition guidée en direction d'au moins une cible, mettant en oeuvre un dispositif de tir orienté vers l'arrière.
Dans ce contexte, les figures 4a et 4b représentent les zones masquées résiduelles pouvant concerner un exemple de drone armé 10 comprenant un dispositif de tir orienté vers l'arrière. Un tel drone armé 10 comprend une boule optronique B pilotable de l'état de l'art. Dans un contexte équivalent à celui des figures 2a et 2b, c'est-à-dire avec un drone 10 situé à une hauteur sol H d'environ 1000 mètres et avec une cible à traiter située à environ 5000 mètres du drone 10. Le drone armé 10 possède, conformément à l'invention, un axe de tir Y situé vers l'arrière. Ainsi, les zones de masquage M2, dues aux roulettes arrière BW dont est pourvu un drone à voilure fixe du type de celui de la figure 1, n'interfèrent pas avec l'axe de visée de la boule optronique B pointant droit derrière le drone 10, comme le montre la figure 4a. De même, la zone masquée M2 apparaissant sur la figure 4b n'est pas située dans l'axe de visée de la boule optronique B pointant droit derrière. De plus, le dispositif de tir étant orienté vers l'arrière, le tir d'une munition guidée et l'illumination de la cible C se fait alors que le drone 10 s'éloigne de ladite cible C. Le traitement d'une cible C se fait donc selon une tactique de vol appelée fire and escape en anglais, qui consiste par définition à s'éloigner de la cible C pendant la phase de tir et d'illumination.
De cette tactique de vol rendue possible par le fait de tirer vers l'arrière découle une moindre vulnérabilité du drone armé 10. En effet, la figure 5 montre une séquence comprenant l'acquisition, lors d'une phase 10A, d'une cible C, puis le tir d'une munition guidée et l'illumination de ladite cible C, en phase 10S, vers l'arrière du drone en train de s'éloigner de la cible C en phase 1001. Selon l'invention, le drone armé peut ensuite effectuer une vérification des dommages causés lors d'une phase 10C2. Ainsi, une fois l'acquisition de la cible C effectuée, le drone armé selon l'invention s'éloigne de la cible C visée pendant toute la phase de tir et d'illumination 10S. Sa présence à faible vitesse à proximité de la cible C est donc moindre. Pour résumer, l'invention présente l'avantage de proposer une solution simple visant à résoudre deux problèmes majeurs liés à l'exploitation de véhicules aériens sans pilote dotés d'un dispositif de tir. En proposant un dispositif de tir vers l'arrière, l'invention permet en effet de réduire les problèmes de masquage de la boule optronique par des éléments situés dans son axe de visée, telle qu'une roulette avant par exemple, et, du fait d'un emploi opérationnel impliquant un tir de munition et une illumination de la cible par l'arrière du drone armé, ledit drone armé s'éloignant de la cible visée dès la phase de tir et d'illumination, de diminuer de façon importante la vulnérabilité du drone.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS1. Véhicule aérien sans pilote, comportant une voilure fixe ou tournante, un dispositif de tir de munitions guidées, et une boule optronique (B) pilotable fixée au dessous dudit véhicule aérien sans pilote (10), et destinée à acquérir au moins une cible (C), caractérisé en ce que ledit dispositif de tir de munitions guidées est orienté vers l'arrière, présentant un axe de tir faisant, en azimut, un angle sensiblement égal à 180° par rapport à la direction de déplacement du véhicule aérien sans pilote (10).
  2. 2. Véhicule aérien sans pilote selon la revendication 1, caractérisé en ce que les munitions guidées sont des roquettes ou des missiles.
  3. 3. Véhicule aérien sans pilote selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comporte une voilure fixe, et des roulettes (BW,FW) destinées à permettre l'atterrissage dudit véhicule aérien sans pilote (10), l'une des roulettes (FW) étant située dans l'axe de visée de la boule optronique (B) lorsque ladite boule optronique (B) pointe droit devant par rapport à la direction de déplacement du véhicule aérien sans pilote (10).
  4. 4. Véhicule aérien sans pilote selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en qu'il comprend en outre des moyens d'illumination de la cible (C), permettant le guidage d'une munition guidée tirée par ledit dispositif de tir en direction de la cible (C).
  5. 5. Procédé de tir d'au moins une munition guidée en direction d'une cible à partir d'un véhicule aérien sans pilote, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de tir d'une munition guidée vers l'arrière, le tir étant effectué à partir du véhicule aérien sans pilote selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : • l'acquisition de la cible (C) par la boule optronique (B), quelque soit l'angle formé par la direction visée par la boule optronique (B) réalisant l'acquisition de la cible (C) et la direction de déplacement du véhicule aérien sans pilote (10), • le guidage du véhicule aérien sans pilote (10) de façon à ce que la cible (C) se situe vers l'arrière du véhicule aérien sans pilote (10), c'est-à-dire de façon à ce que la cible (C) se situe dans une direction faisant, en azimut, un angle compris entre 90° et 270° par rapport à la direction de déplacement du véhicule aérien sans pilote (10), • l'illumination et le tir de la munition guidée vers la cible (C) située vers l'arrière, tandis que le véhicule aérien sans pilote (10) s'éloigne de ladite cible (C).
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de vérification des dommages causés (10C2). 20
  8. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que le guidage du véhicule aérien sans pilote (10) est réalisé de façon à ce que la cible (C) se situe dans une direction faisant, en azimut, un angle d'environ 180° par rapport à la direction de déplacement dudit véhicule aérien sans pilote (10). 10 15 25
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