Brevet FR2514884A1 — publié le 19830422

L'invention concerne les armes à tir tendu, c'est-à-dire les armes dont les projectiles décrivent une trajectoire dont la flèche est faible relativement à la distance parcourue, soit par exemple une flèche de l'ordre de 1 % de la distance ou moins. La précision du tir des armes à tir tendu (canon, roquette) a été considérablement améliorée dans un passé récent. D'une part, cela est dû à l'intervention de viseurs perfectionnés, de capteurs de mesure destinés à établir la valeur des nombreux paramètres qui entrent dans les calculs de tir, et enfin par' l'emploi de calculateurs rapides et précis qui exploitent les informations issues de ces capteurs et transmettent au tube lanceur les réglages de tir. L'intervention de ces moyens ne permet toutefois pas d'atteindre les hauts niveaux de probabilités d'impact qui sont nécessaires aujourd'hui pour éliminer l'adversaire avec une certitude encore plus grande dans un court intervalle de temps. En effet, ils ne permettent pas: de mesurer les conditions d'environnement (direction du vent, densité de l'air, etc) rencontrées par le projectile sur sa trajectoire, conditions qui sont particulièrement influentes sur la trajectoire d'une roquette volant très près du sol de prendre en compte les défauts éventuels des moyens de tir (courbure et usure du tube de l'arme par exemple) ou des moyens de correction (défaut d'harmonisation); de prendre en compte les erreurs accidentelles ou systématiques commises par les moyens ci-dessus et les erreurs propres auxdits moyens. Le but de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif qui permettent de corriger le tir, d'un tir au suivant, en tenant compte globalement de toutes ces sources d'erreur. Selon l'invention, on vise la cible avec un viseur optique pendant la durée du parcours du projectile tiré, on forme en permanence sur une surface de détection un point représentatif de l'axe optique dudit viseur passant par la cible, on tire et on éclaire le projectile avec une impulsion de lumière de façon à obtenir une réflexion sur le projectile et on utilise le retour de l'impulsion réfléchie pour former sur ladite surface de détection un point représentatif de la position du projectile, on mesure l'écart de ce point au point représenta- tif de l'axe optique de visée et on utilise le résultat de cette mesure pour commander le tir suivant. Par "viseur optique", il faut entendre tout viseur utilisant les propriétés de propagation suffisamment rectilignes des onde S électromagnétiques, visibles ou invisibles, de courte longueur d'ondes. L'expression "commander le tir suivant" doit être prise au sens le plus large; il peut s'agir d'une commande automatique de tir ou d'une autorisation pure et simple du tir suivant, ou d'une autorisation du tir suivant après correction du pointage de l'arme, ou d'une inhibition du tir suivant quand il est programmé à priori. Il faut comprendre que dans l'expression "d'un tir au suivant", "tir" signifie aussi bien un unique deuxième tir qu'une séquence automatique de plusieurs tirs. L'invention permet de corriger la visée, d'un tir au suivant, chaque fois que la correction est due à des causes de caractère systématique et non prises en compte par l'organe de visée, et que la correction à faire pour en éliminer l'effet est raisonnablement supérieure à la dispersion du tir. Dans une réalisation plus particulièrement typique, on utilise seulement les impulsions réfléchies, de préférence la dernière impulsion réfléchie, pendant la fin du parcours du projectile tiré, pour la mesure de l'écart La "fin" du parcours signifie par exemple que le projectile a parcouru au moins 95 % environ de sa trajectoire théorique En terme de durée de parcours, par exemple, si la durée théorique du parcours est de 2 secondes, on émettra les impulsions de lumières après 1,8 secondes par exemple. Si on le désire, on utilise également l'impulsion réfléchie pour mesurer par télémétrie la distance en ligne droite du projectile au viseur et on utilise cette mesure et l'écart mesuré comme indiqué ci-dessus pour calculer ledit écart en tant qu'écarts métriques selon l'axe de visée et deux axes horizontal et vertical qui lui sont perpendiculaires. Dans une réalisation préférée, on suit en temps réel par le calcul la trajectoire supposée du projectile et on provoque l'émission des impulsions de lumière peu avant l'instant théoriqu de l'impact. On décrira ci-après un dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel: la figure 1 est un schéma général du dispositif, et la figure 2 est un schéma de la surface de détection. Le dispositif représenté sur la figure 1 pour atteindre une cible C avec un projectile P comprend typiquement un viseur optique 1 dont l'axe optique est représenté en tiretés et passe par la cible C, équipé d'un télémètre laser 2 (il peut s'agir de celui qui équipe normalement le viseur de l'arme à tir tendu utilisée) Au viseur est associé un dispositif optronique comprenant une surface 3 (figure 2) sur laquelle peuvent se forme à la fois une image C' de la cible C et une image P' du projectil P. La surface de détection est une quelconque surface de détection connue par exemple du type balayé électroniquement ou mécaniquement comme un écran de télévision visible ou infra-rouge ou du type composé d'une mosaïque de détecteurs statiques ou d'un combinaison de ces types Des moyens connus 4 sont associés au dispositif optronique pour calculer les coordonnées relatives des deux images P' et C'. Pour obtenir l'image de la cible, le tireur pointe celle-ci continûment au moyen du viseur 1 pendant toute la durée du parcours du projectile et la trace de l'axe de visée forme l'image de la cible sur la surface optronique 3 Il est préconisé de mettre en oeuvre un dispositif de poursuite automatique de la cible. -35 Pour obtenir une image exploitable du projectile P, on munit ce dernier d'un réflecteur arrière ou de culot 6 légèrement diffusant et on l'éclaire par une ou plusieurs impulsions lumineuses émises par le télémètre 2, de préférence le plus tard possible pendant la durée du parcours du projectile pour que la correction qui sera effectuée à partir de la ou des mesures d'écart n'intervienne qu'après que le projectile ait subi le maximum d'influences, c'est-à-dire seulement lorsqu'il est arrivé à proximité immédiate de la cible Le retour de l'impulsion lumineuse a une double fonction: il permet de déterminer par le truchement de 4 l'écart projectile-axe de visée et par le truchement du télémètre 2 la distance projectile-viseur Le tireur disposera à l'instant du retour de chaque impulsion laser de l'éloignement du projectile et de son écart angulaire par rapport à l'axe de visée, donc par un calcul simple de ses écarts métriques 6 x, à y par rapport audit axe, si ceux-ci sont nécessaires. Le tir de l'arme est normalement commandé par un calculateur et programmateur de tir 7 Ce calculateur commande le fonctionnement de l'émetteur laser du télémètre 2 (comme schéma- tisé par la liaison 8) et il reçoit l'information de distance fournie par le télémètre (comme schématisé par la liaison 9) Il reçoit d'autre part les paramètres d'écart angulaire élaborés par le dispositif 4 (liaison 10) à partir du signal optronique fourni (liaison 11) par le dispositif optronique. Généralement, la surface optronique sur laquelle se forme l'image de la cible et du point lumineux provoqué par le réflecteur du projectile va tourner aléatoirement autour de la ligne de visée, notamment si le viseur est disposé sur un véhicule en marche. Ainsi, l'écartométrie brute serait sans valeur spatiale et donc inutilisable pour déterminer des écarts ayant un intérêt pour des calculs ballistiques On dotera donc en conséquence, l'optronique d'un redresseur d'image prismatique ou à miroirs 12 dont une réalisation courante est connue sous le nom de prisme de PECHAN. Ce redresseur d'image sera commandé (liaison 14) par ou asservi à un détecteur de verticale 13, pendulaire (véhicule à l'arrêt) ou gyroscopique (véhicule en marche) convenablement réglé à zéro et insuffisamment linéaire Une autre façon de faire particulière- ment élégante est également possible lorsqu'un minimum de moyen de calcul rapide est disponible, ce qui est généralement le cas sur les viseurs modernes On mesure par un ou deux senseurs gravifiques ou inertiels les angles de pentecd correction des écarts bruts 4 x et ty du tir. Dans une réalisation préférée, on demande au calculatet de tir de suivre en temps réel par le calcul la trajectoire supposée du projectile en distance c'est-à-dire en termes d'écax théoriques par rapport à la ligne de visée (cette trajectoire rejoint la ligne de visée à l'instant calculé de l'impact) et de provoquer l'émission laser quelque peu avant ledit instant A reçu en retour de celle-ci, le calculateur prend alors en compte les écarts réels bruts A x, t y, les projette sur des axes vertical et horizontal, et la distance du projectile par rapport à la ligne de visée, comme indiqué précédemment, puis par une courte extrapolation calcule les écarts présumés d'impact, ou de manqué: Ix, Iy, Iz Vu que cette opération de calcul s'appuiera sur des mesures en fin de trajectoire, les écarts d'impact ou de manqué présumés et extrapolés seront suffisamment précis Rien- ne s'oppose d'ailleurs à ce que le calculateur utilisé soit suffisamment puissant pour qu'il puisse être programmé pour utiliser pour l'extrapolation l'ultime écho laser correctement reçu par l'écartométrie, ceci constituant également une caracté- ristique de l'invention Les écarts Ix, Iy, Iz sont mis en mémoire et introduits dans le calcul des réglages de tir du deuxième coup à tirer A ce propos, il semble avantageux de prévoir principalement si le tir a lieu véhicule en marche, une séquence de tir de deux (ou plus) coups séparés par une télémétri écartométrie, ce qui pourra être commodément mis à profit par une arme à chargement et à tir automatique Cette caractéristique de l'invention peut être perfectionnée par l'introduction dans le calculateur d'une consigne selon laquelle celui-ci provoque ou inhibe le deuxième tir ou l'un des suivants si'les écarts Ix, Iy, Iz tombent en-dessous d'une certaine valeur préaffichée calculée fonction de la dispersion connue du tir. On a représenté symboliquement sur la figure 1 le dispositif de chargement automatique 15 de l'arme avec sa commande 16 placée elle-même sous la commande du calculateur 7 (liaison 17) et le dispositif de pointage 18 de l'arme commandé par le calculateur (liaison 19). REVENDICATIONS 1 Procédé pour corriger globalement, d'un tir au suivant, le tir d'une arme à tir tendu, dans lequel on vise la cible (C) avec un viseur optique ( 1) pendant la durée du parcours du projectile tiré (P), on forme en permanence sur une surface de détection( 3) un point représentatif de l'axe optique du viseur passant par la cible, on tire et on éclaire le projectile avec uni impulsion de lumière de façon à obtenir une réflexion sur le projectile et on utilise le retour de l'impulsion réfléchie pour former sur ladite surface de détection un point représentatif de la position du projectile, on mesure l'écart de ce point au point représentatif de l'axe optique et on utilise le résultat de cette mesure pour commander le tir suivant. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise seulement les impulsions réfléchies, de préférence la dernière impulsion réfléchie, pendant la fin du parcours du projectile tiré, pour la mesure de l'écart. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise également l'impulsion réfléchie pour mesurer par télémétrie la distance du projectile au viseur. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'ou utilise la mesure de la distance du projectile et l'écart angulaire pour calculer ledit écart en tant qu'écarts métriques s selon l'axe de visée et deux axes horizontal et vertical qui lui sont perpendiculaires. 5 Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on suit en temps réel par le calcul de la trajectoire supposée du projectile et on provoque l'émission des impulsions de lumière peu avant l'instant théorique de l'impact. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérise en ce qu'on utilise le même dispositif optique pour viser la cible et pour éclairer le projectile. 2514884. 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on introduit les différences entre le ou les écarts mesurés et les écarts théoriques précalculés dans la conduite de tir de l'arme de telle sorte que le pointage de l'arme soit corrigé de ces différences, en vue de répéter le tir en améliorant sa justesse. 8 Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, des moyens ( 1) pour viser la cible et former en permanence pendant la durée du parcours du projectile une image de la cible sur une surface de détection ( 3), des moyens ( 2) pour éclairer le projectile avec des impulsions de lumière, des moyens ( 6) sur le projectile pour réfléchir vers le viseur ( 1) lesdites impulsions, de façon à former sur ladite surface ( 3) une image du projectile, et des moyens ( 4) pour calculer l'écart du projectile à l'axe de visée de la cible à partir desdites images. 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le viseur est équipé d'un télémètre laser ( 2) qui fournit lesdites impulsions. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur de tir ( 7) qui à partir de l'écart ainsi calculé corrige le pointage de l'arme. 11 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour suivre en temps réel par le calcul la trajectoire supposée du projectile et déclencher la production des impulsions de lumière peu avant la fin de cette trajectoire. 12 Dispositif selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de chargement automatique ( 15) de l'arme et de commande ( 16) ou d'inhibition de tir.