Brevet FR2547910A1 — publié le 19841228

La présente invention concerne un projectile pour dispersion de munitions. Ces munitions, également appelées par la suite charges dispersables, sont destinées à être jetées en vrac depuis un point de dispersion situé à une certaine altitude au-dessus du sol Les munitions tombent ensuite au sol, éventuellement roulent, rebondissent, avant de s'immobiliser Il s'agit par exemple de mines qui seront mises en position active, c'est-à-dire armées du point de vue pyrotechnique, après leur impact au sol (bien que la suite de la description se réfère à l'application préférentielle du minage d'une zone, cette application n'est pas limitative, et l'invention peut s'appliquer à la dispersion d'autres types de munitions). La dispersion suppose qu'une pluralité de charges sont emportées ensemble par un vecteur de lancement, et ensuite larguées ou libérées simultanément. On souhaite généralement obtenir un groupage des charges dans une zone de minage à la fois étroite (notamment en profondeur) et précisément localisée Pour cela, il est nécessaire que la libération des différentes charges soit réalisée en un laps de temps aussi bref que possible, pour que les origines des trajectoires individuelles soient aussi voisines que possible (idéalement, 25 ces origines sont confondues au point de dispersion, lorsque les charges sont libérées simultanément) Il est également nécessaire que les caractéristiques balistiques de chacune des charges (module et orientation du vecteur vitesse) présentent une dispersion (au sens statistique de 30 ce terme) aussi réduite que possible C'est en effet cette dispersion de caractéristiques qui conditionne l'étroitesse de la zone de minage En outre, il est absolument indis- pensable d'éviter, au moment de la dispersion, toute collision entre les différentes mines simultanément projetées; cet impératif est d Bautant plus difficile à réaliser que l'on recherche au contraire un groupage des charges, et nécessite pour son obtention un contrôle très soigneux des vitesses différentielles des mines. Les dispositifs connus, dans lesquels les charges sont éjectées successivement d'un conteneur, ne permettent pas d'atteindre simultanément l'ensemble de ces objectifs, même si la durée totale des éjections successives est très brève Il en est de même si les charges sont larguées d'un conteneur, en raison de la durée nécessaire à l'ouverture du conteneur et à l'extrac15 tion des munitions, cette durée étant préjudiciable à la précision et à la reproductibilité du tir. Un des buts de l'invention est précisément de proposer un projectile dont la charge est organisée dans l'espace, au moment de la dispersion, de façon parfaitement 20 reproductible. Par ailleurs, une bonne reproductibilité suppose une dispersion à faible altitude pour réduire l'influence des paramètres liés à la balistique propre des munitions; ces dernières doivent en effet avoir juste le temps de s'écarter et de tomber au solo Il est d'ailleurs souhaitable d'avoir, outre une altitude du point de dispersion faible, une vitesse suffisamment grande et faiblement inclinée par rapport à l'horizontale. La mine selon l'invention permet précisément un 30 tel contrôle très soigneux, dans le temps et dans l'espace, qui soit compatible avec une dispersion à basse altitude et grande vitesse. A cette fin, l'invention propose une nouvelle organisation de la charge utile, éliminant les inconvénients rencontrés avec les munitions dispersables emportées dans un conteneur. Pour cela, le projectile comprend: une pluralité de munitions individuelles, superposées axialement de façon séparable en une pile unique, des moyens raidisseurs pour solidariser entre elles les munitions et rendre la pile indéformable à l'encontre des sollicitations axiales et transversales, de manière que cette pile ainsi rigidifiée forme une structure autoportante constituant le corps du projectile, des moyens de verrouillage des moyens raidisseurs, des moyens de libération des moyens de verrouillage, pour 15 provoquer la désolidarisation simultanée de toutes-les munitions de la pile et autoriser leur dispersion. De préférence, le projectile comprend également: un élément de base, disposé sous la munition inférieure de la pile, un élément de tête, disposé sur la munition supérieure de la pile, les moyens raidisseurs étant des moyens reliant l'élément de tête à l'élément de base de manière à solidariser entre elles par pression les munitions et assurer 25 l'indéformabilité de l'ensemble formé par la pile et les éléments de base et de tête. De cette manière, la pile de munitions forme une structure autoportante ayant sa rigidité propre, cette structure étant constituée d'un simple empilement nu verrouillé par un raidissement extérieur (ce raidissement est unique pour toute la pile; il ne s'agit pas d'une solidarisation individuelle entre munitions adjacentes. Avantageusement, les moyens raidisseurs comprennent au moins deux bras latéraux ayant chacun l'une de leurs extrémités reliée à l'un des éléments de base pu de tête par les moyens de verrouillage. De préférence, l'autre extrémité de chacun des bras latéraux est articulée à l'autre des éléments de base ou de tête, de manière à permettre le pivotement du bras et son éloignement de la pile en direction transversale. La libération est ainsi d'une part réalisée de 10 façon absolument simultanée pour toutes les charges, et d'autre part elle est quasiment instantanée grâce au fait que les munitions sont simplement empilées; et non par exemple encliquetées, ce qui supposerait un temps minimum de mise en oeuvre pour des moyens mécaniques de libération. 15 En outre, les bras forment avantageusement des chemins de câbles pour permettre la transmission d'informations ou l'alimentation en énergie, au moins entre l'un des éléments de base ou de tête et chacune des munitions de la pile; il est ainsi possible de les utiliser par exemple pour charger en énergie simultanément les mines juste avant le tir et y introduire les paramètres de fonctionnement (retard à l'activation après impact au sol, durée d'activation,) L'énergie et les informations sont par exemple transmises à partir de l'élément de tête, par l'intermédiaire 25 des bras latéraux, vers les allumeurs de chacune des mines; les bras latéraux peuvent également servir à la transmission d'informations entre l'élément de tête et l'élément de base de la pile (par exemple lorsque l'élément de tête comprend des moyens de guidage servant à commander un pro30 pulseur compris dans l'élément de base) Le fait que le corps du projectile soit constitué d'un empilement nu ne permet, en effet, le passage de cables entre sa tête et sa base de la même manière qu'un projectile dont le corps est formé d'une enveloppe rigide. Avantageusement, dans le cas d'un projectile propulse, le projectile comprend également des moyens séquenceurs pour successivement: commander le fonctionnement de l'élément propulseur pendant une durée prédéterminée de phase propulsée, apres écoulement d'un délai prédéterminé de phase balis10 tique, commander la séparation de l'élément propulseur d'avec l'élément de base et l'ouverture d'un parachute-de freinage éventuel contenu dans ce dernier, après écoulement d'un délai prédéterminé de phase de freinage, commander la libération des moyens de verrouil15 lage, les durées de phase propulsée, de phase balistique et de phase de freinage étant choisies de sorte que le projectile ait, en fin de phase de freinage, une position par rapport à la cible, une orientation et une vitesse égales à 20 des valeurs types indépendantes de la situation du point de tir, de manière à assurer la reproductibilité de la dispersion d'un tir de munitionsà l'autre. Il est ainsi possible de prévoir une séquence de pose telle que, à la fin de la phase de freinage, les munitions soient toujours libérées à la même distance par rapport à la cible, et à la même altitude (cette altitude étant en outre la plus basse possible). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description 30 détaillée cidessous, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation, avec arrachement partiel, d'une munition selon l'invention, la figure 2 est un schéma montrant la trajectoire du projectile considéré, la figure 3 montre les différents états du projectile et des munitions entre l'instant du freinage et celui de l'impact au sol,. la figure 4 est une vue en plan montrant la configuration de la zone de minage par rapport au point de tir, les figures 5 et 6 sont des coupes transversales 10 du projectile, selon les lignes V V et VI-VI, respectivement, de la figure 1. La figure 1 représente, en élévation, la munition dans son ensemble On décrira plus particulièrement le cas d'une roquette emportant des charges dispersables, 15 mais cette application n'est pas limitative; il est également possible d'envisager un projectile ne comportant pas de moyens propulseurs propres, par exemple une bombe freinée emportée sous avion, ou un conteneur de largage aéroporté. Le projectile décrit comprend une ogive 10 formant élément de tête, un empilement nu 20 d'une pluralité de charges dispersables 21, un élément de base 30 et enfin un étage propulseur 40; l'empilement 20 est solidarisé par des bras latéraux 50 formant moyens raidisseurs. Les termes "sommet " et " base " utilisés par la suite ne doivent aucunement suggérer une orientation spatiale particulière du projectile; le sommet de l'empilement correspond simplement à la partie avant du projectile, et sa base à la partie arrière, indépendamment de son orienta30 tion absolue. L'élément de tête 10 comprend un boîtier électronique Il permettant en particulier le séquencement du fonctionnement du projectile, comme il sera décrit par la suite Une prise extérieure 12 permet la transmission d'éner- gie (chargement en énergie juste avant le tir) et d'informations de l'extérieur vers le boîtiter électronique 11, celui-ci répartissant ensuite cette énergie et ces informations (ainsi que les informations qu'il a lui-même élaborées) vers chacune des munitions individuelles 21 au moyen des bras latéraux 50 formant un chemin de câbles desservant toutes les mines En outre, ces chemins de câbles assurent une transmission entre l'élément de tête 10 et l'élément de base 30 ainsi que 10 le propulseur 40. La surface inférieure 13 de l'élément de tête est prévue pour s'adapter par emboîtement sur la munition supérieure de l'empilement; par ailleurs, il est prévu un ressort 14 pour faciliter l'éjection de l'élément de 15 tête à distance de la pile au moment de la libération. La pile 20 est constituée de mines individuelles 21, de préférence avec des surfaces supérieure 21 a et inférieure 21 b homologues, de manière à réaliser un emboitement Ces munitions sont par exemple des mines anti20 char, ou des mines mixtes antichar et antipersonnel, de type dispersable dont la forme permet l'empilement, par exemple des mines en deux parties articulées dont l'ouverture est déclenchée après impact au sol et permet à la fois le positionnement correct de la mine antichar (conte25 nue dans l'une des parties) et la dispersion des mines antipersonnel enfermées à l'intérieur. L'élément de base 30 contient de préférence un parachute 31 qui permettra, comme on le verra par la suite, le freinage du projectile La surface supérieure 32 de l'élément de base est prévue pour venir s'emboîter à l'intérieur de la surface inférieure de la-dernière mine de l'empilement Par ailleurs, cet élément de base comprend également un extracteur pyrotechnique 33 apte à provoquer la séparation de cet élément de base d'avec le propulseur , cette séparation s'accompagnant de l'ouverture du parachute. L'étage propulseur 40 est par exemple un propulseur à combustible solide 41 comprenant en outre des ailettes de stabilisation 42, par exemple articulées pour réduire l'encombrement du tube lanceur du projectile. En variante, l'élément de base peut être un élément empenné du type culot de bombe, avec possibilité de fusée de culot et éolienne pour l'armement. Les bras latéraux 50, dont on a vu qu'ils assuraient une double fonction mécanique (raidissement de la pile) et électrique (transmission d'énergie et d'informations) ont une de leurs extrémités 50 a reliée à l'élément de tête 10 et l'autre extrémité 50 b reliée à l'élément de base 30. Les figures 5 et 6 montrent les détails de ces liaisons: la liaison à l'élément de tête 10 (figure 5) 20 est réalisée par des goupilles 51 éjectables, cette éjection pouvant être réalisée par exemple par des moyens pyrotechniques comprenant une charge 52 amorcée par un détonateur 53: l'activation de ces détonateurs provoquera ainsi, de façon quasiinstantanée, la dissociation de 25 l'élément de tête 10 d'avec la pile 20, la séparation étant en outre renforcée par la détente du ressort 14. Les extrémitésinférieures 50 b des bras sont reliées à l'élément de base 30 (figure 6) par des goupilles 54 (non éjectables) assurant ainsi une articulation des 30 bras à leur base sur l'élément 30. Bien que sur les figures il ait été représenté une réalisation comportant deux bras, le nombre de ceux-ci n'est pas limitatif; il n'est pas non plus nécessaire que ces bras soient rigides: les moyens raidisseurs pourraient également se composer par exemple de sangles tendues entre l'élément de base et l'élément de tête pour maintenir les différents éléments de la pile sous pression. On va maintenant décrire la séquence de mise en oeuvre du projectile. Tout d'abord, peu avant le tir, chacune des mines est chargée en énergie (chargement d'un condensateur ou d'une micro-pile) et programmée avec ses paramètres de fonctionnement (retard à l'armement,) Ces paramètres électriques sont introduits en un point unique 12 de l'élément de tête, et ensuite distribués vers les différentes mines par les bras 50 formant chemins de câbles. En outre, les infonrmations balistiques (distance de tir, angle de tir,) sont enregistrés dans le boîtier élec15 tronique 11 pour permettre le séquencement approprié des différentes phases entre l'instant du tir et la dispersion des munitions. Les différentes phases de la trajectoire sont schématisées figure 2: celle-ci comprend tout d'abord 20 une première phase propulsée AB correspondant à la durée de fonctionnement de l'étage propulseur Le projectile continue ensuite sur salancée pehdant une phase balistique BC, après laquelle est déclenchée une phase de freinage CD ayant pour objet de réduire la vitesse du projectile Au 25 point D quiest lepointde dispersion, le projectile a une vitesse V Les munitions alors séparées sont soumises à leur balistique propre et viennent frapper le sol au voisinage du point E correspondant à la cible visée. De préférence, les moyens séquenceurs prévus dans 30 le projectile permettent de choisir automatiquement les durées de phase propulsée, de phase balistique, de phase de freinage de sorte que le projectile ait, en fin de phase de freinage (c'est-à-dire au point de dispersion D) une altitude h, une distance a par rapport à la cible, un module de vecteur vitesse et une orientation du vecteur vitesse qui soient toutes aussi voisines que possible de valeurs types indépendantes de la situation du point de tir A: sur la figure 2, il a été ainsi représenté deux autres trajectoires A' Bl C' D E et A" B C" D E, pour lesquelles la distance point de tir-cible x varie; cependant, le séquencement des différentes phases est réalisé de manière 10 que le point de dispersion D soit pratiquement le même. Cette caractéristique permet en particulier d'assurer une reproductibilité excellente de la dispersion d'un tir de munitions à l'autre, et quelle que soit la distance de tir. La-figure 3 illustre l'état du projectile au cours des différentes phases: en fin de phase balistique (au point C), le propulseur 40 est séparé d'avec l'élément de base 30 grâce auxmoyens extracteurs 33 Simultanément, le parachute 31 s'ouvre (figure 3 à gauche) de manière à 20 réduire la vitesse du projectile. Au point de dispersion D (figure 3 au centre), les bras sont déverrouillés par éjection des goupilles situées à leur tête L'ogive 10 est éjectée et les bras 50 s'écartent, libérant ainsi l'empilement de munitions 21. 25 L'ouverture des bras peut être réalisée naturellement, ou peut être assistée par des moyens mécaniques à ressort, des moyens pyrotechniques, En ce qui concerne la dispersion des mines, il peut être éventuellement prévu des moyens séparateurs 30 pour provoquer une dispersion relative axiale ou transversale (ou l'une et l'autre) des munitions entre elles après déverrouillage Ces moyens peuvent être par exemple constitués de ressorts disposés entre mines adjacentes ou encore une sangle passant sous l'empilement et dont les extrémités sont reliées aux extrémités supérieures des bras: l'écartement (naturel ou assisté) de ces derniers va produire une tension de la sangle communiquant une impulsion supplémentaire en direction axiale aux munitions. Après séparation, les munitions frappent le sol, rebondissent et finalement s'immobilisent dans la zone de 10 minage (figure 3 à droite). Cette zonie de minage est'représentée schématiquement sur la figure 4: grâce à la séquence de fonctionnement choisie, la profondeur _ peut en être très réduite, et quasiment indépendante de la distance x de tir; la largeur d de la zone de minage dans une direction transversale est fonction de l'angle 8 de tir de différents projectiles du type considéré. REVENDICATIONS 1 Un projectile pour dispersion de munitions, caractérisé en ce qu'il comprend: une pluralité de munitions individuelles ( 21), superposées axialement de façon séparable en une pile unique ( 20), des moyens raidisseurs ( 50) pour solidariser entre elles les munitions et rendre la pile indéformable à l'encontre des sollicitations axiales et transversales, de manière que cette pile ainsi rigidifiée forme une structure 10 autoportante constituant le corps du projectile, des moyens de verrouillage ( 51) des moyens raidisseurs, des moyens de libération ( 52, 53) des moyens de verrouillage, pour provoquer la désolidarisation simultanée de toutes les munitions de la pile et autoriser leur dis15 persion. 2 Un projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également: un élément de base ( 30), disposé sous la munition inférieure de la pile, un élément de tête ( 10), disposé sur la munition supérieure de la pile, les moyens raidisseurs étant des moyens reliant l'élément de tête à l'élément de base de manière à solidariser entre elles par pression les munitions et assurer 25 l'indéformabilité de l'ensemble formé par la pile et les éléments de base et de tête. 3 Un projectile selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens raidisseurs comprennent au moins deux bras latéraux ( 50) ayant chacun l'une de leurs extrémités ( 50 a) reliée à l'un des éléments de base ou de tête par les moyens de verrouillage. 4 Un projectile selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'autre extrémité ( 50 b) de chacun des bras latéraux est articulée à l'autre des éléments de base ou de tête, de manière à permettre le pivotement 5 du bras et son éloignement de la pile en direction transversale. Un projectile selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comprennent, pour chaque bras, une goupille éjectable ( 51) 10 par les moyens de libération. 6 Un projectile selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de libération sont des moyens pyrotechniques ( 52, 53). 7 Un projectile selon la revendication 3, 15 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'assistance d'ouverture assurant, après déverrouillage, un écartement forcé des bras à distance de la pile. 8 Un projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens séparateurs pour provoquer une dispersion relative axiale ou transversale des munitions entre elles après déverrouillage. 9 Un projectile selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bras forment des chemins de câbles pour permettre la transmission d'informations ou l'alimentation en énergie, au moins entre l'un des éléments de base ou de tête et chacune des munitions de la pile. Un projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les munitions sont des munitions de 30 forme générale aplatie, dont les faces supérieure ( 21 a) et inférieure ( 21 b) ont des profils complémentaires pour permettre l'emboîtement des munitions superposées. 11 Un projectile selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de base comporte un parachute de freinage ( 31). 12 Un projectile selon l'une des revendications 2 et 11, caractérisé en ce que l'élément de base est un élément empenné du type culot de bombe. 13 Un projectile selon l'une des revendications 2 et 11 l, caractérisé en ce que l'élément de base est lui-même disposé sur un élément propulseur ( 40), séparable 10 d'avec l'élément de base. 14 Un projectile selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens séquenceurs aptes, successivement, à: o commander le fonctionnement de l'élément propulseur pendant une durée prédéterminée de phase propulsée (AB), après écoulement d'un délai prédéterminé de phase balistique (BC), commander la séparation de l'élément propulseur d'avec l'élément de base et l'ouverture du parachute de freinage contenu dans ce dernier, après écoulement d'un délai prédétermina de phase de freinage (CD), commander la libération des moyens de verrouillage, les durées de phase propulsée, de phase balistique et de phase de freinage étant choisies de sorte que le projectile ait, en fin de phase de freinage, une position (D) par rapport à la cible (E), une orientation et une vitesse (V) aussi voisines que possible à des valeurs types indépendantes de la situation du point de tir (A), de manière à assurer la reproductibilité de la dispersion d'un tir de 30 munition à l'autre.