Brevet FR2341122A1 — publié le 19770909

On sait que la probabilité d'atteinte en tir rasant des systèmes d'arme non guidés est principalement affectée, outre la dispersion du départ, par les effets de là apesanteur, du vent latéral et des mouvements de la cible. On sait aussi que ces effets n'affectent que faiblement les performances des systèmes guidés. Mais ceux-ci sont complexes et chers. C'est pourquoi, dans le brevet 75 15371 du 16 mai 1975, la Demanderesse a décrit un système d'arme léger équipé non pas d'une channe de guidage mais d'un dispositif de pilotage du projectile. Ce dispositif est capable de compenser tout ou partie des effets de la pesanteur2 du vent et des mouvements de la cible, par modification a priori de la courbure de la trajectoire à l'aide d'une conduite de tir associée au lanceur et d'un équipement de bord comportant notamment une source électrique, une référence de roulis, une gouverne et une électronique associée. Ce dispositif, plus simple qu'une chaîne de guidage, apporte une compensation de qualité sans nécessité d'évaluation précise de la distance et sans avoir à consentir les longs délais d'ouverture du feu associés à une telle évaluation. La Demanderesse propose, par la présente invention, un dispositif encore plus simplifié, constitué par un équipement à fils stabilisants et capable de compenser, au moins partiellement, les effets du vent et de la pesanteur. Ce dispositif, très simplifié, n'est capable que d'une compensation approchée mais celle-ci est suffisante pour certains programmes de systèmes d'arme légers. L'effet stabilisant d'un fil déroulé entre projectile et lanceur est connu. Cet effet a été observé et utilisé sur les missiles filoguidés développés et produits depuis plus de trente ans. 1l a aussi été utilisé pour certaines fuséessondes, conçues et développées il y a plus de vingt ans et dont l'orientation en cap était stabilisée au cours de la phase initiale par quatre fils de traction accrochés à la structure de la fusée et déroulés simultanément à partir d'un tambour tournant monté sur l'affût de lancement. Dans toutes ces réalisations connues et comme représenté par la figure 1, l'effort de traction F d'un fil déroulé entre lanceur et projectile stabilise l'orientation en cap du missile autour d'un axe voisin de la droite lanceur/mobile dans la mesure où ce fil est accroché au projectile en arrière de son centre de gravité, par exemple à une distance J de ce dernier. Contrairement à la stabilisation aérodynamique qui stabilise l'incidence i , la stabilisation par fil correspond sensiblement à une stabilisation du cap G), comme celle qui serait obtenue par asservissement du cap du projectile à celui d'un dispositif gyroscopique à dérive modérée. Une combinaison judicieuse de la stabilisation aérodynamique et de la stabilisation par fil permet donc de compenser, au moins en moyenne, la partie principale des effets des vents transversaux. De plus, il faut observer qu'un fil déroulé à partir du lanceur exerce sur le projectile un effort de traction F égal à la somme des forces de décollement et frottement du fil au niveau de la bobine > auxquelles s'ajoute la force 2 d'inertie (V à développer pour porter à la vitesse V un fil de masse liné- aire Au contraire, le fil exerce sur le boitier de la bobine en déroulement un effort de traction limité à la somme des forces de frottement et décollement. n convient encore de remarquer que pour un même effort de traction on peut changer l'ordre de grandeur du moment stabilisant en substituant à un fil accroché en un seul point du projectile et tel que représenté par la figure 1, un dispositif à plusieurs fils accrochés en plusieurs points sur le diamètre a présenté par le culot du projectile et tel que représenté par la fig. 2. On voit, en effet, sur ces figures, que le couple stabilisant a pour valeur M a a2 F avec le dispositif à plusieurs fils, 2 au lieu de M jv WO 80 F pour le dispositif monofil. Enfin, il est évident que pour éviter la rupture du fil stabilisant, il faut limiter la vitesse de déroulement, et donc fi V-2 à un niveau compatible avec les caractéristiques mécaniques du fil. n faut aussi éviter les interactions entre le fil et les gaz du lanceur ou du projectile. Etant donné ces remarques de portée générale ainsi que les observations concernant le déroulement de fil précédemment effectuées avec des systèmes connus, la présente invention propose un dispositif à fils particulièrement adapté à un système d'arme léger dont le projectile est lancé par la poussée d'un accélérateur ou d'un piston préférablement largables vers l'avant. I1 est bien entendu que la présente invention s'applique également, sans sortir de son cadre, à tout dispositif constitué de plusieurs fils stabilisants accrochés au projectile et déroulés à partir de l'accélérateur ou lanceur, ou encore à partir du piston précité. Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront des exemples décrits ci-après. n est bien précisé cependant qu'il s'agit uniquement d'exemples et que tous autres formes, proportions, dispositions, modes de construction, peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. Un mode non limitatif de réalisation de ce dispositif est décrit ci-après et représenté par la figure 3. Trois brins de fil mince à haute résistance 1, en acier ou en fibres synthétiques, telles que fibres de Kevlar, de carbone ou de bore, sont lovés ensemble sur une bobine 2' solidaire de la face avant de l'accélérateur (ou piston) largable 2. Ces trois brins de fil stabilisant présentent une même longueur et sont accrochés à 1200 l'un de l'autre sur le culot du projectile P. Le projectile P comporte un propulseur de croisière à tuyères multiples inclinées, en principe tuyères triples 3 inclinées à 30 sur l'axe du projectile. Le propulseur est capable d'accélérer le projectile à une vitesse VM nettement supérieure à sa vitesse initiale de V et ceci alors que le projectile o a atteint une portée X nettement inférieure à la portée maximale d'emploi p XM Le déroulement du fil cesse à une portée XF en principe inférieure à X p On a, par exemple VM y 2 VO , Xp 'v 0, 4 XM , XF ~ 0, 3 XM Une variante du dispositif à fil selon l'invention est représentée par la figure 4. Dans cette variante, les trois brins de fil sont déroulés à partir de la bobine 2 et demeurent réunis en un seul fil 4 jusqu'a un point de séparation 5 situé à quelques calibres en aval du projectile (préférentiellement 5 à 10 calibres). Dans ces exemples de système d'arme équipé de dispositif à fils stabilisants, le projectile est muni d'un empennage peu développé, de manière que l'effet de stabilisation en cap de ce projectile par le fil de traction à triple accrochage est prépondérant par rapport à l'effet de stabilsatiorjérodynamique en incidence apporté par l'empennage. Dans ces exemples de réalisation des système s d'armes selon la présente invention, l'accélérateur ou piston présente des dispositions telles qu'après largage les forces aérodynamiques appliquent à la structure de l'accélérateur (ou piston) un effort stabilisant nettement plus fort que celui du fil dont la traction sur cet accélérateur (ou piston) s'exerce en un seul point et avec une intensité nettement plus faible que sur le projectile. Ces effets sont dosés de telle sorte que, en absence de vitesses initiales de tangage et de lacet et même en présence d'un vent transversal notable, les dérives infligées par ce vent à l'accélérateur (ou piston) et au projectile demeurent toutes deux du même ordre. Les figures 5 et 6 représentent la loi de vitesse V et l'effet 3 w du vent transversal sur un système d'arme équipé dlun dispositif à fil tel que décrit dans l'exemple ci-dessus, repère 6, ainsi que sur un système identique qui ne serait pas équipé du dispositif à fil, repère 7. L'exemple ci-dessus montre que le dispositif à fil selon l'invention minimise l'effet du vent transversal et permet ainsi un accroissement du taux d'autopropulsion. Cet accroissement permet de réduire la durée du trajet, réduction qui apporte à elle seule une compensation partielle des mouvements de la cible ainsi que des effets de- la pesanteur. De plus, dans le plan vertical, la traction du fil redresse la pointe du projectile et lui apporte ainsi un léger effet de portance qui peut être nettement augmenté par un lestage du fil avec une masse m, tel que représenté en 8 sur la figure 7. La figure 8 représente les effets comparés de la pesanteur sur un système équipé d'un dispositif à fil selon l'exemple ci-dessus, repère 9, ainsi que sur un système identique qui ne serait pas équipé de ce dispositif, repère 10. On voit que grâce à une compensation approchée de la pesanteur entre le point de lancement et la portée XF, la flèche Zs de la trajectoire du système selon l'exemple ci-dessus peut être réduite dans un rapport de l'ordre de 1/2 gi la durée de déroulement est au moins de l'ordre du tiers de la durée du trajet. Dans un autre exemple du dispositif selon l'invention, celui-ci, est appliqué à un système d'arme encore plus simple et ne comportant pas d'élément largable vers l'avant autre que le projectile. Dans cette variante, représentée par la fig. 9, les brins de fil du dispositif correcteur sont lovés sur une bobine 11, solidaire de la tranche avant du tube de lancement 12 et leurs extrémités sont attachées à la partie arrière du projectile 2, alors qu'en position de stockage, de transport et de lancement, la partie libre de ces brins 13 est maintenue le long du projectile, par exemple par des collages partiels 14. REVENDICATIONS 1) Dispositif de compensation, au moins partielle, de la courbure de la trajectoire d'un projectile et de l'effet du vent sur ce dernier, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs brins de fil stabilisants de même longueur, dérou ou lanceur lés à partir d'un accélérateur/ l'extrémité libre de ces brins étant accrochée au projectile. 2) Dispositif compensateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les brins de fil sont déroulés à partir d'un accélérateur ou d'un piston de lancement largables vers l'avant. 3) Dispositif compensateur selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le fil est réalisé en acier ou encore en fibres à haute résistance, telles que Kevlar > carbone. ou bore. 4) Dispositif compensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte trois brins de fil préférentiellement lovés ensemble sur une bobine solidaire de la face avant de l'accélérateur largable ou du piston de lancement et accrochés à 120 l'un de ltautre au culot du projectile. 5) Dispositif compensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les différents brins de fil accrochés en plusieurs points du projectile sont réunis entre eux à partir de l'accélérateur jusqu rà un point situé à quelques calibres en aval du projectile. 6) Dispositif compensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le projectile auquel il s'applique comporte un propulseur de croisière à tuyères multiples inclinées et dont les jets sont dirigés selon les plans bissecteurs définis par ltaxe du projectile et les pointu d'accrochage des brins de fil stabilisants 7) Dispositif compensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il s'applique à un système tel que la loi de poussée du propulseur de croisière, les paramètres mécaniques et aérodynamiques de l'accélérateur ou du piston et du projectile, ainsi que les points de déroulement et d'accrochage des brins de fil stabilisants, sont déterminés de telle sorte que, sous l'effet du vent latéral,la dérive latérale de l'accélérateur ou du piston et celle du projectile soient très voisines. 8) Dispositif compensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il s'applique à un système d'arme tel que l'arrêt du fonctionnement du propulseur de croisière ainsi que l'arrêt du déroulement des brins de fil stabilisants interviennent bien avant que le projectile n'atteigne la portée maximale d'emploi. 9) Dispositif compensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par un lestage du fil au voisinage du projectile, capable de donner à celui-ci une assiette légèrement positive et compensant au moins partiellement les effets de la pesanteur. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 7, caractérisé en ce qu'il s'applique à un système dont l'accélérateur est fixe et forme tube de lancement qui est solidaire de la ou des bobines situées sur sa face avant et sur lesquelles sont lovés les brins de fil du dispositif compensateur. 11) Dispositif compensateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que, en position de stockage, de transport et de lancement, les brins de fil dont les extrémités sont accrochées au culot du projectile sont maintenus le long du projectile, préférentiellement par des collages partiels.