FR2950136A1 - MISSILE LOAD WITH DEPLOYABLE BARS AND METHOD FOR ACTIVATION OF SUCH A LOAD - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une charge ATBM et un procédé d'activation de la charge comportant un fagot de barreaux (20) métalliques, un secteur central du fagot (20) comportant un matériau énergétique (14) destiné à produire un déploiement des barreaux dans un mode axisymétrique, un ensemble de secteurs énergétiques (E2, Ei, En) entourant le fagot, un dispositif d'activation de la charge ATBM, caractérisé en ce que le procédé comporte au moins les étapes suivantes : - détection de la position de la cible (C) par rapport à la charge, - détermination parmi l'ensemble des secteurs énergétiques entourant le fagot, d'au mois un secteur énergétique actif (E2) destiné à propulser le fagot entier vers la cible, les autres secteurs de l'ensemble de secteurs énergétiques étant des secteurs énergétiques inactifs, - expulsion des secteurs énergétiques inactifs de l'ensemble de secteurs énergétiques non destinés à propulser le fagot vers la cible de façon à les éloigner de la charge, - activation du secteur énergétique actif produisant la propulsion du fagot (20) vers la cible, sans le désorganiser, - activation du matériau énergétique (14) dans la partie centrale du fagot au bout d'un délai dT après l'activation du secteur énergétique actif, pour déployer les barreaux (12) axisymétriquement et détruire la cible. Applications : charges antimissiles balistiques.The invention relates to an ATBM load and a charge activation method comprising a bundle of metal bars (20), a central sector of the bundle (20) comprising an energetic material (14) for producing a deployment of the bars in a axisymmetric mode, a set of energetic sectors (E2, Ei, En) surrounding the bundle, a device for activating the ATBM charge, characterized in that the method comprises at least the following steps: detection of the position of the target (C) in relation to the load, - determination among the energy sectors surrounding the bundle, of at least one active energy sector (E2) intended to propel the whole bundle towards the target, the other sectors of the bundle of energy sectors being inactive energy sectors, - expulsion of inactive energy sectors from the set of energy sectors not intended to propel the bundle towards the target so as to elo ignoring the load, - activation of the active energy sector producing the propulsion of the bundle (20) towards the target, without disrupting it, - activation of the energetic material (14) in the central part of the bundle after a delay of activation of the active energy sector, to deploy the bars (12) axisymmetrically and destroy the target. Applications: ballistic missile loads.
Description
CHARGE ANTIMISSILE A BARREAUX DEPLOYABLES ET PROCEDE D'ACTIVATION D'UNE TELLE CHARGE MISSILE LOAD WITH DEPLOYABLE BARS AND METHOD FOR ACTIVATION OF SUCH A LOAD
L'invention concerne les charges antimissiles à faisceau de barreaux déployables compatibles des modes de fonctionnement tels que ceux à effet dirigé ou à effet axisymétrique et à déploiement dirigé retardé. The present invention relates to deployable boom beam missiles compatible with modes of operation such as those with directed or axisymmetric effect and delayed directed deployment.
La figure la montre un exemple de charge antimissile à barreaux de 10 l'état de l'art désignée aussi par l'acronyme ATBM pour « Anti Tactical Ballistic Missile » en langue anglaise. La charge de la figure la comporte essentiellement un fagot 10 de barreaux 12, généralement en tungstène, autour d'un axe longitudinal XX' de la charge. Le fagot 10 est entouré d'un certain nombre de secteurs 15 d'explosifs El, E2,...Ei, .. En, dans l'exemple de la figure 1, n est égal à 7. Les figures 1 b et 1 c montrent le fonctionnement de la charge ATBM de la figure la dans un mode d'utilisation dit à effet dirigé. Lorsqu'une cible C, par exemple un missile balistique, se déplaçant selon l'axe ZZ', est détectée, dans un premier temps, un certain nombre de 20 secteurs d'explosifs de la charge ATBM du côté de la cible C sont expulsés ou éloignés du fagot 10 de manière à faciliter le déploiement des barreaux 12 dans la direction de la cible (voir figure 1 b). En suite, au moins un secteur d'explosif de la charge opposé à la cible C est initié (secteur grisé E2 sur la figure 1c) pour générer un déploiement des barreaux autour d'un axe MM' 25 dirigé de la charge vers la cible (voir figure 1c). Si les temps d'intersection le permettent, les secteurs d'explosifs peuvent être remplacés par des matériaux énergétiques au rendu d'énergie moins violent que la détonation (déflagration ou combustion) Figure la shows an example of a state-of-the-art anti-ballistic missile load also designated by the acronym ATBM for "Anti Tactical Ballistic Missile" in the English language. The load of Figure la essentially comprises a bundle 10 of bars 12, generally made of tungsten, about a longitudinal axis XX 'of the load. The bundle 10 is surrounded by a number of explosive sectors E1, E2,... E1, .. In, in the example of FIG. 1, n is equal to 7. FIGS. 1b and 1 c show the operation of the load ATBM of Figure la in a mode of use said directed effect. When a target C, for example a ballistic missile, moving along the axis ZZ ', is detected, at first, a number of explosive sectors of the ATBM charge on the side of the target C are expelled. or remote from the bundle 10 so as to facilitate the deployment of the bars 12 in the direction of the target (see Figure 1b). Next, at least one explosive sector of the charge opposite the target C is initiated (shaded area E2 in FIG. 1c) to generate a deployment of the bars around an axis MM 'directed from the load towards the target (see Figure 1c). If the intersection times allow it, the explosive sectors can be replaced by energetic materials with energy rendering less violent than the detonation (deflagration or combustion).
30 Un deuxième mode de fonctionnement de la charge ATBM, de plus en plus utilisé dû à la plus grande précision de pilotage et guidage des missiles intercepteurs modernes porteurs de la charge, consiste à obtenir un mode de déploiement des barreaux de manière axisymétrique, l'axe de déploiement des barreaux étant l'axe longitudinal XX' de la charge. A second mode of operation of the ATBM load, more and more used due to the greater precision of piloting and guiding modern interceptor missiles carrying the load, is to obtain a mode of deployment of the bars axisymmetrically, the deployment axis of the bars being the longitudinal axis XX 'of the load.
La figure 2a montre un autre exemple de charge ATBM de l'état de l'art et la figure 2b montre le fonctionnement de la charge de la figure 2a dans le mode axisymétrique. La charge ATBM de la figure 2a comporte essentiellement le fagot 10 de barreaux 12 en tungstène et, dans un secteur central du fagot logé au coeur du fagot, un matériau énergétique 14 destiné à déployer les barreaux. La charge ATBM de la figure 2a est destinée à être activé dans le mode dit axisymétrique. L'activation de la charge consiste à initier le matériau énergétique 14 du secteur central. Le rendu d'énergie 16 du secteur central lors de l'activation du matériau énergétique 14 a pour effet le déploiement axisymétrique des barreaux 12 autour de l'axe XX' de la charge ATBM et, par conséquent, au moins une partie des barreaux 12 du fagot 10 se trouve dirigé vers la cible C à détruire. Malgré l'amélioration de la précision de guidage des missiles d'interception porteurs des charges ATBM, le mode axisymétrique comporte l'inconvénient de disperser les barreaux dans toutes les directions autour de l'axe longitudinal XX' de la charge sans effet dirigé vers la cible. FIG. 2a shows another example of ATBM load of the state of the art and FIG. 2b shows the operation of the load of FIG. 2a in the axisymmetric mode. The ATBM load of FIG. 2a essentially comprises bundle 10 of tungsten bars 12 and, in a central sector of the bundle housed in the middle of the bundle, an energetic material 14 intended to deploy the bars. The ATBM load of FIG. 2a is intended to be activated in the so-called axisymmetric mode. The activation of the charge consists in initiating the energetic material 14 of the central sector. The energy rendering 16 of the central sector during the activation of the energetic material 14 has the effect of the axisymmetric deployment of the bars 12 around the axis XX 'of the ATBM load and, consequently, at least a portion of the bars 12 fagot 10 is directed towards the target C to destroy. Despite the improvement of the guidance accuracy of the ATBM charge bearing interception missiles, the axisymmetric mode has the disadvantage of dispersing the bars in all directions around the longitudinal axis XX 'of the non-effect load directed towards the target.
Pour rendre les missiles intercepteurs plus efficaces, l'invention 20 propose une charge ATBM, d'axe longitudinal XX', destinée à détruire une cible C en mouvement selon un axe ZZ', caractérisée en ce qu'elle comporte, un fagot de barreaux métalliques distribuées autour de l'axe longitudinal XX', un secteur central du fagot comportant un matériau énergétique destiné à produire un déploiement des 25 barreaux perpendiculairement audit axe longitudinal XX', un ensemble de secteurs énergétiques entourant le fagot, un dispositif d'activation de la charge ATBM, To make the interceptor missiles more efficient, the invention proposes an ATBM load, of longitudinal axis XX ', intended to destroy a target C in motion along an axis ZZ', characterized in that it comprises a fagot of bars. distributed around the longitudinal axis XX ', a central sector of the bundle comprising an energetic material intended to produce a deployment of the bars perpendicular to said longitudinal axis XX', a set of energetic sectors surrounding the bundle, a device for activating the ATBM load,
Avantageusement, le fagot comporte un retardateur pyrotechnique 30 pour l'activation du matériau énergétique du secteur central du fagot. Advantageously, the bundle comprises a pyrotechnic retarder 30 for the activation of the energy material of the central sector of the bundle.
L'invention concerne aussi un procédé d'activation de charge ATBM selon l'invention, d'axe longitudinal XX', destinée à détruire une cible C en mouvement selon un axe ZZ', la charge comportant, un fagot de barreaux 35 métalliques distribuées autour de l'axe longitudinal XX', un secteur central du fagot comportant un matériau énergétique destiné à produire un déploiement des barreaux perpendiculairement audit axe longitudinal XX', un ensemble de secteurs énergétiques entourant le fagot, un dispositif d'activation de la charge ATBM , caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : - détection de la position de la cible par rapport à la charge, - détermination parmi l'ensemble des secteurs énergétiques entourant le fagot, d'au moins un secteur énergétique actif destiné à propulser le fagot entier vers la cible, les autres secteurs de l'ensemble de secteurs énergétiques étant des secteurs énergétiques inactifs, - expulsion des secteurs énergétiques inactifs de l'ensemble de secteurs énergétiques non destinés à propulser le fagot vers la cible de façon à les éloigner du fagot, - activation du secteur énergétique actif produisant la propulsion du 15 fagot vers la cible, sans le désorganiser, - activation du matériau énergétique dans la partie centrale du fagot au bout d'un délai dT après l'activation du secteur énergétique actif, pour déployer les barreaux axisymétriquement au dit axe longitudinal XX' et détruire la cible. 20 Avantageusement le délai dT après l'activation du secteur énergétique actif est obtenu par le retardateur pyrotechnique solidaire du fagot. The invention also relates to an ATBM charge activation method according to the invention, with a longitudinal axis XX ', intended to destroy a target C in motion along an axis ZZ', the load comprising a bundle of distributed metal bars 35 around the longitudinal axis XX ', a central sector of the bundle comprising an energetic material intended to produce a deployment of the bars perpendicular to said longitudinal axis XX', a set of energy sectors surrounding the bundle, a device for activating the ATBM load , characterized in that it comprises at least the following steps: - detection of the position of the target with respect to the load, - determination among all the energy sectors surrounding the bundle, of at least one active energy sector intended to propel the entire bundle towards the target, the other sectors of the set of energy sectors being inactive energy sectors, - expulsion of the energetic sectors inactive geologies of the set of energy sectors not intended to propel the bundle towards the target so as to move them away from the bundle, - activation of the active energy sector producing propulsion of the bundle towards the target, without disrupting it, - activation of the material energy in the central portion of the bundle after a period of time after activation of the active energy sector, to deploy the bars axisymmetrically to said longitudinal axis XX 'and destroy the target. Advantageously, the delay after activation of the active energy sector is obtained by the pyrotechnic retarder secured to the bundle.
Dans une réalisation du procédé, le délai dT, après l'activation du 25 secteur énergétique actif, est un délai prédéterminé. In one embodiment of the method, the delay dT, after activation of the active energy sector, is a predetermined delay.
Dans une autre réalisation du procédé, la valeur du délai dT, après l'activation du secteur énergétique actif, est déterminé en fonction de l'éloignement de la cible de la charge. 30 L'invention prévoit un mode de fonctionnement de la charge ATBM différent des modes de l'état de l'art. Ce nouveau mode de fonctionnement consiste à obtenir systématiquement le déploiement des barreaux du fagot par la réaction du matériau énergétique central et ceci pour les deux modes 35 de fonctionnement axisymétrique et dirigé de la charge ATBM. In another embodiment of the method, the value of the delay dT, after activation of the active energy sector, is determined as a function of the distance of the target from the load. The invention provides a mode of operation of the ATBM load different modes of the state of the art. This new mode of operation consists in systematically obtaining the deployment of the bundle bars by the reaction of the central energetic material and this for the two modes of axisymmetric and directed operation of the ATBM load.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés dans lesquels - la figure 1, déjà décrite, montre un exemple de charge antimissile à barreaux de l'état de l'art ; - les figures 1 b et 1 c, déjà décrites, montrent le fonctionnement de la charge ATBM de la figure la dans un mode d'utilisation dit à effet dirigé ; - la figure 2a montre un autre exemple de charge ATBM de l'état de l'art ; - la figure 2b montre le fonctionnement de la charge de la figure 2a dans le mode axisymétrique ; - la figure 3a montre un exemple de charge ATBM selon l'invention et ; - les figures 3b et 3c, montrent le procédé d'activation, selon l'invention, de la charge ATBM de la figure 3a selon un mode axisymétrique à déploiement dirigé retardé. Other features and advantages of the invention will become apparent with the aid of the following description given with reference to the appended drawings in which - FIG. 1, already described, shows an example of an anti-ballistic load with bars of the state of the art. art; FIGS. 1b and 1c, already described, show the operation of the ATBM load of FIG. 1a in a so-called directed effect mode of use; FIG. 2a shows another example of ATBM load of the state of the art; FIG. 2b shows the operation of the load of FIG. 2a in the axisymmetric mode; FIG. 3a shows an example of an ATBM load according to the invention and FIGS. 3b and 3c show the activation method, according to the invention, of the ATBM load of FIG. 3a according to an axisymmetric mode with delayed directed deployment.
La figure 3a montre un exemple de charge ATBM selon l'invention, d'axe longitudinal XX', comportant un fagot 20 de barreaux 12 par exemple en tungstène entouré d'un ensemble de secteurs énergétiques El, E2,..Ei,... En. Le fagot 20 comporte dans une partie centrale, selon l'axe longitudinal XX' de la charge, un matériau énergétique 14 destinée à propulser les barreaux 12 dans des directions perpendiculaires à l'axe longitudinal XX' de la charge ATBM. Le fagot 20 comporte, en outre, un retardateur pyrotechnique 24 destiné à activer le matériau énergétique 14. Un dispositif d'activation, non représenté sur les figures, est configuré pour effectuer les différentes étapes menant à l'activation du matériau énergétique 14 pour déployer les barreaux du fagot et détruire la cible C. FIG. 3a shows an example of an ATBM load according to the invention, with a longitudinal axis XX ', comprising a bundle 20 of bars 12, for example made of tungsten, surrounded by a set of energy sectors El, E2, .. Ei, .. . In. The bundle 20 comprises in a central portion, along the longitudinal axis XX 'of the load, an energetic material 14 for propelling the bars 12 in directions perpendicular to the longitudinal axis XX' of the ATBM load. The bundle 20 further comprises a pyrotechnic retarder 24 for activating the energetic material 14. An activation device, not shown in the figures, is configured to perform the various steps leading to the activation of the energetic material 14 to deploy the bars of the fagot and destroy the target C.
La cible C est principalement un missile balistique se déplaçant à très grande vitesse selon l'axe ZZ'. Le dispositif d'activation de la charge ATBM comporte notamment des modules électroniques configurés pour la détection de la cible et le séquencement des différentes étapes menant à l'activation de la charge ATBM. The target C is mainly a ballistic missile moving at a very high speed along the axis ZZ '. The device for activating the ATBM load notably comprises electronic modules configured for the detection of the target and the sequencing of the different steps leading to the activation of the ATBM load.
Par la suite, le procédé d'activation de la charge ATBM de la figure 2a est décrit en détail à l'aide des figues 2b et 2c dans un mode axisymétrique et avec déploiement dirigé retardé. Subsequently, the activation method of the ATBM load of FIG. 2a is described in detail using FIGS. 2b and 2c in an axisymmetric and delayed directed deployment mode.
Dans une première phase ne faisant partie du procédé d'activation de la charge, par exemple, une station au sol détecte un missile balistique, la charge ATBM est portée par son module auto-directeur vers le missile balistique à détruire (cible C). Dans une deuxième phase, une fois la charge ATBM à proximité du ~o missile balistique C un dispositif d'activation embarqué, par exemple une fusée de proximité, démarre le procédé d'activation de la charge ATBM qui comporte au moins les étapes suivantes. In a first phase not part of the load activation process, for example, a ground station detects a ballistic missile, the ATBM load is carried by its self-steering module to the ballistic missile to be destroyed (target C). In a second phase, once the ATBM charge near the ~ o ballistic missile C an onboard activation device, for example a proximity fuse, starts the activation process of the ATBM load which comprises at least the following steps.
Dans une première étape, le dispositif d'activation embarqué de la 15 charge ATBM détecte la position de la cible par rapport à la charge, ce qui permet d'obtenir l'axe MM' des figures 3a, 3b et 3c et la direction de la cible. In a first step, the onboard ATBM load activation device detects the position of the target with respect to the load, thereby obtaining the MM 'axis of FIGS. 3a, 3b and 3c and the direction of rotation. target.
Dans une deuxième étape du procédé d'activation de la charge, le dispositif d'activation détermine, parmi l'ensemble des secteurs énergétiques 20 E1, E2,..Ei,... En entourant le fagot 20 de la charge, le ou les secteurs énergétiques actifs qui propulseront le fagot vers la cible. Par exemple soit le secteur E2, le secteur d'explosif actif dans la figure 3a. Le secteur énergétique actif E2 est naturellement du côté de l'axe longitudinal XX' opposé à la cible C. Les autres secteurs de l'ensemble des 25 secteurs énergétiques qui ne seront pas actives seront désignés secteurs énergétiques inactifs, par exemple sur la figure 3b les secteurs Ei, En sont des secteurs énergétiques inactifs. II serait également possible d'activer plus d'un secteur énergétique pour l'expulsion du fagot, par exemple les secteurs El, E2 et E3. Ceci peut 30 dépendre par exemple du dimensionnement des secteurs énergétiques. In a second step of the charge activation method, the activation device determines, among the set of energy sectors 20 E1, E2, .. Ei, ... By surrounding the bundle 20 of the load, the or active energy sectors that will propel the bundle towards the target. For example, sector E2, the active explosive sector in Figure 3a. The active energy sector E2 is naturally on the side of the longitudinal axis XX 'opposite the target C. The other sectors of all 25 energy sectors that will not be active will be designated inactive energy sectors, for example in Figure 3b the Ei, En sectors are inactive energy sectors. It would also be possible to activate more than one energy sector for the expulsion of the bundle, for example sectors El, E2 and E3. This can depend, for example, on the dimensioning of the energy sectors.
Dans une troisième étape le dispositif d'amorçage commande l'expulsion des secteurs énergétiques inactifs de la charge ATBM. L'expulsion des secteurs énergétiques inactifs peut être effectuée par 35 différents moyens connus de l'homme de métier tels que des moyens pyrotechniques, ballons remplis par de l'air comprimé, ou autres dispositifs d'expulsion. In a third step the initiating device controls the expulsion of the inactive energy sectors of the ATBM load. The expulsion of the inactive energy sectors may be effected by various means known to those skilled in the art such as pyrotechnic means, balloons filled with compressed air, or other expulsion devices.
Dans une quatrième étape, le dispositif d'activation commande l'initiation du secteur énergétique actif E2 qui en explosant propulse vers la cible C le fagot 20 entier, sans le désorganiser, comportant le matériau énergétique 14 central. In a fourth step, the activation device controls the initiation of the active energy sector E2 which, by exploding, propels the whole bundle to the target C, without disrupting it, comprising the central energetic material 14.
Dans une dernière étape, après un délai de temps dT prédétermine rapprochant le fagot 20 de la cible C, le retardateur pyrotechnique 24 solidaire du fagot 20 active la réaction du matériau énergétique 14 central du fagot produisant le déploiement des barreaux 12 dans le mode axisymétriquement et la destruction de la cible se trouvant dans la zone de déploiement des barreaux. In a last step, after a predetermined time delay dT bringing the bundle 20 closer to the target C, the pyrotechnic retarder 24 integral with the bundle 20 activates the reaction of the central energy material 14 of the bundle producing the deployment of the bars 12 in the axisymmetric mode and the destruction of the target in the deployment area of the bars.
Dans le procédé d'activation, selon l'invention, de la charge ATBM, le déploiement des barreaux est axisymétrique dans un repère mobile porté par l'axe longitudinal XX' de la charge. Dans un repère fixe, la composante de vitesse d'expulsion du fagot 20 voulue par l'effet dirigé vers la cible, s'ajoute à la projection radiale de vitesse de chaque barreau 12 par rapport à l'axe XX' déporté de la charge ATBM. La figure 3a montre une distribution, à un instant donné dans un repère fixe, des barreaux 12 au tour de l'axe longitudinal XX'. In the activation method, according to the invention, of the ATBM load, the deployment of the bars is axisymmetric in a movable reference carried by the longitudinal axis XX 'of the load. In a fixed reference, the expulsion speed component of the bundle 20 desired by the effect directed towards the target, is added to the radial projection of speed of each bar 12 relative to the axis XX 'offset from the load ATBMs. FIG. 3a shows a distribution, at a given moment in a fixed reference, of the bars 12 around the longitudinal axis XX '.
La charge ATBM, selon l'invention, peut être aussi activée de façon axisymétrique sans que le fagot 20 soit propulsé vers la cible. Dans ce cas d'activation exclusivement axisymétrique, la charge ATBM de la figure 3a est commandée pour expulser dans un premier temps l'ensemble des secteurs énergétiques El, E2, ...Ei,...En entourant le fagot 20, puis, dans un deuxième temps, par exemple après un retard pyrotechnique, le matériau énergétique 14 du secteur central est initié pour déployer les barreaux du fagot dans le mode axisymétrique. The ATBM load, according to the invention, can also be activated axisymmetrically without the bundle 20 being propelled towards the target. In this case of exclusively axisymmetric activation, the ATBM load of FIG. 3a is controlled to initially expel all of the energy sectors E1, E2,... Ei,... By surrounding the bundle 20, then, in a second step, for example after a pyrotechnic delay, the energy material 14 of the central sector is initiated to deploy the bars of the bundle in the axisymmetric mode.
L'avantage de la charge ATBM selon l'invention comportant un fagot 35 entouré de secteurs énergétiques et un matériau énergétique au centre du fagot est que le matériau énergétique 14 du fagot 20 est utilisé pour les deux modes de fonctionnement de la charge ATBM. C'est ce matériau énergétique central qui assure la fonction de déploiement des barreaux, soit à partir de l'axe initial du missile porteur de la charge ATBM (effet axisymétrique) soit à partir d'un axe déporté dans un premier temps vers l'axe ZZ' de la cible (effet dirigé) et après écoulement d'un certain délai dT. Le procédé d'activation de la charge ATBM selon l'invention peut être amélioré par l'utilisation d'une fonction retard programmable qui permettrait de choisir l'instant de déploiement du fagot en fonction de l'éloignement de la ~o cible de la charge ATBM (temps de retard en fonction de la distance de passage ATBM /cible). The advantage of the ATBM load according to the invention comprising a bundle 35 surrounded by energetic sectors and an energetic material in the center of the bundle is that the energetic material 14 of the bundle 20 is used for the two operating modes of the ATBM load. It is this central energetic material that provides the deployment function of the bars, either from the initial axis of the ATBM load bearing missile (axisymmetric effect) or from an axis initially deported to the axis ZZ 'of the target (directed effect) and after the lapse of a certain time dT. The activation method of the ATBM load according to the invention can be improved by the use of a programmable delay function which would make it possible to choose the instant of deployment of the bundle as a function of the distance of the target ~ o from the ATBM load (delay time as a function of the ATBM / target transit distance).
Claims (6)
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