Brevet FR2545207A1 — publié le 19841102

L'invention concerne-les systèmes d'arme à projectiles contenant une charge activable, cette expression désignant ici les ensembles comprenant au moins une arme pointable capable de lancer lesdits projectiles en direction d'un objectif, et un dispositif de programmation permettant de déterminer une des carac teristiques au moins du projectile immédiatement avant le tir. L'invention a plus particulièrement pour objet un tel dispositif de programmation, ainsi qu'un projectile programmable utilisable dans un tel système ferme. Le domaine d'application de l'invention est extrêmement large, aussi bien en ce qui concerne la nature du projectile, qui peut être notamment un obus tiré par un canon, une roquette tirée a partir dan nid d'abeilles on d'un tube, un missile tiré à partir d'un conteneur, etc..., que les caractéristiques modifiables (fonctionnement en projectile fusant ou percutant, choix du retard à l'activation après percussion ou après l'instant du tir...). Il existe à l'heure actuelle des systèmes d'arme des tins a lancer des projectiles comportant une fusée d d'activation dont les paramètres de fonctionnement sont ajustables avant lancement. On connaît notamment des obus munis d'une fusée programmable avant mise en place de l'obus dans la chambre de tir (fusées altimetriques ou chronometriques par exemple) On connaît également des roquettes ou missiles dont les paramètres de fonctionnement sont réglables par un canal filaire. Tous ces systèmes présentent divers inconvénients. Ils se pretent mal aux cadences de tir élevées. Deux voies de liaison ou deux actions distinctes sont nécessaires pour programmer la fusse, puis pour mettre à feu la charge propulsive. Il peut y avoir depart du coup meme si la source d'alimentation de la fusée est en mauvais étant. L'amorce de départ du coup est en général facilement accessible de l'extérieur, ce qui entraîne une sécurité réduite contre les chocs Un dispositif de mise à feu de l'amorce de la charge propulsive par induction de courants alternatifs dans une spire en fil fin a par ailleurs éte décrit dans le brevet N 71.40568, publie sous le N 2.159.787, de l'ETAT FRANCAIS, mais ce dispositif ne fait que substituer à la mise à feu par percussion une mise à feu par échauffement et ne permet ni de fournir l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement ultérieur de la îuSées fli de programmer celle-ci. L'invention vise à fournir un dispositif de programmation et un projectile utilisable avec un tel dispositif répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il écarte dans une large mesure les inconvénients ci-dessus. Dans ce but, un dispositif, suivant un aspect de l'invention, de programmation pour système d'arme destiné à lancer des projectiles contenant une charge activable et permettant de mo- difier certaines des caractéristiques du projectile, telles que le mode d'activation de la charge, comprend, sur le projectile, un récepteur inductif accordé sur une haute fréquence, recepteur relié à un redresseur d'alimentation de moyens de stockage d'énergie électrique et à des moyens de filtrage passe-bande permettant de prélever une information fournie par modulation du signal haute frequence appliqué au récepteur et de transmettre cette information à un circuit programmable dont est muni le projectile. Dans la pratique, le récepteur inductif pourra être un circuit inductance-capacité accorde sur une fréquence allant de quelques kHz à plusieurs MHz, les frequences les plus élevées se prêtant à la transmission d'informations plus nombreuses. Dans un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention; les moyens de stockage d'énergie sont constitues par un condensateur qui, lorsqu'il atteint un etat de charge déterminé, provoque l'allumage d'une amorce de mise à feu de la charge propulsive. Les moyens de filtrage passe-bande seront en général prévus pour diriger vers des voies différentes plusieurs informations. Chacune de ces informations peut être simplement binaire et correspondre à la simple sélection d'un mode de fonctionnement. Mais une ou plusieurs des informations peuvent également donner une indication de grandeur, telle que par exemple la durée de l'intervalle de temps qui s'écoule entre le départ du projectile (ouia percussion) et l'activation de la charge. On aura davantage à utiliser en général, pour porter les informations, une modulation d'amplitude de la porteuse à haute fréquence dans une ou plusieurs bandes de fréquence de modulation distinctes, correspondant chacune à une information. Un projectile suivant un autre aspect de l'invention, comportant une charge activable en vol et une charge propuls-ive et muni de moyens réglables pour modifier certaines des carac- téristiques du projectile1 comprend un récepteur inductif accordé en haute fréquences relié à un redresseur qui alimente en électricité des moyens de stockage d'énergie et à au moins un circuit de filtrage passe-bande, chaque circuit correspondant à une bande différente de fréquence susceptible de moduler la haute fréquence et permettant de prélever une information fournie par la modulation à la fréquence correspondante et de l'ap- pliquer à un organe programmable correspondant dont est muni le projectile, ledit organe ou 1 tun desdits organes provoquant ltactivation de la charge en vol. L'intention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un dispositif de programmation qui en constitue un mode particulier de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels La figure 1 est un schéma de principe de la partie du dispositif de programmation portée par le projectile La figure 2 est un schéma de principe montrant une disposition possible dans le projectile et dans la chambre de tir des organes principaux du dispositif de programmation. En faisant référence à la figure 1, on décrira maintenant successivement les circuits portés par le projectile, puis ceux portés par l'arme. Les alimentations dlectriques des divers circuits ne sont pas représentées sur cette figure pour plus de simplicité. L'organe d'entrée de la partie du dispositif portée par le projectile est constitué par un circuit L-C 10 accorde à la haute fréquence convenable qui en général sera comprise entre quelques kHz et plusieurs MHz. Dans 1'exemple illustré, où le dispositif est prévu pour transmettre quatre informations, la fréquence d'accord est avantageusement de l'ordre de I MHz. Ce circuit 10 alimente, d'une part, un circuit de stockage d'éner- gie électrique et de mise à feu de la charge propulsives d'au- tre part, un circuit de programmation de la fusée du projectile. Le premier circuit comprend un redresseur constitué par un pont de diodes 11 qui-charge un condensateur polarisé 12, de 10 F par exemple, constituant l'organe de stockage d'énergie électrique. La tension aux bornes du condensateur est également appliquée a un circuit comprenant, en- série, une diode zener 13 et l'amorce 14 de mise a feu de la charge propulsive. Le second circuit comporte une partie commune de transmis- sion des signaux basse fréquence de modulation en amplitude de la porteuse par l'intermédiaire d'un redresseur comprenant une diode 15 dont la sortie est découplée par une résistance 16 et un condensateur de filtrage 17 et d'un amplificateur basse fréquence à large bande 18. Il comporte également une voie pour chaque fréquence de modulation possible Les quatre voies illus- trées en figure 1, correspondant respectivement à des fréquences de modulation en amplitude F1, F2, F3 et F4, comportent un filtre passe-bande d'entrée 19 qui selectionne la fréquence affectée à la chaîne.Ce filtre 19 peut être constitué par un sim- ple commutateur sélectif, qui met la sortie du filtre en l'air lorsqu'il n'est pas excité, le relie a la masse lorsqu'il est excité. Dans le mode de réalisation illustré, la fréquence F1 est affectée à la sélection du fonctionnement avec fusée chronomé- trique et au réglage de l'intervalle de temps entre départ du projectile et mise à feu de la charge. Le circuit comprend9 dans ce but, un compteur-dôcompteur 20.L'entrée de comptage 21 est reliée a la sortie d'une porte ET 22 dont une entrée reçoit le signal de sortie du filtre 19 complémenté (de façon que la porte 22 ne soit débloquée que lorsque le filtre 19 est excité), d'au- tre part la sortie d'un circuit de mise en forme 23, qui peut être un simple monostable. L'entrée de décomptage 24 est reliée a une porte ET 25 dont l'entrée de déblocage est reliez à une source de niveau logique d'activation par un contact 26 qui se ferme définitivement lors de l'accélération qui accompagne la mise à feu de la charge propulsive (contact à inertie par exemple). La seconde entrée de la porte ET 25 est reliée à une hor- loge 27. La fréquence de l'horloge 27 Sera généralement très inférieure à la fréquence F1, qui doit être élevée pour réduire la durée de programmation.Dans la pratique, il suffit d'une fréquence d'horloge de 100 Hz, qui donne une précision de 1/100 sur un temps de parcours de 10 s et correspond à une erreur maximum de 6 m pour une vitesse de 60o m/s Enfin, le compteur-décompteur 20 est muni d'un décodeur de zéro qui fournit un signal d'activation sur une sortie 28 pour provoquer la mise à feu de la charge activable, comme on le verra plus loin. La fréquence F2 est affectée à la sélection de la "mise à feu instantanée à la percussion" : le filtre 19 correspondant est relié à un organe de mémorisation, tel qu'une bascule 29, dont le signal de sortie est applique à une entrée de déblocage d'une porte ET 30 qui reçoit, sur une autre entrée, le signal de décodage de zéro. La bascule 29 bloque ainsi la porte ET lorsqu'elle est excitée. Le circuit d'activation à la percussion comprend également un contact 31 qui se ferme à l'impact et applique alors un signal d'activation à une seconde porte ET 32 dont la sortie est reliée, par l'intermédiaire d'une porte OU 33, à l'entrée de commande du système de mise à feu 34. La fréquence F3 est affectée à la sélection "mise à feu retardée d'un délai # après percussion" Le filtre 19 correspondant est relié à une bascule 35 similaire a la bascule 29. La sortie de cette dernière attaque des entrées de portes ET 30 et 32 bloquant ces portes lorsque la fréquence F3 est reçue. Dans ce cas, la porte 32 ne peut transmettre un signal d'activation a la fermeture du contact 310 Mais celui-ci est relié à une entre du circuit OU 33 par un circuit à retard 36, provoquant l'activation avec un retard # déterminé. Il faut noter que si aucune des fréquences Fi a F3 n'est présente, il y aura activation avec un délai#, la présnece de F3 n'ayant pour résultat que d'inhiber les autres circuits d'activation si par erreur il y a eu aussi programmation à l'aide de F1 et/ou F2. Enfin, le dispositif de la figure t comporte une voie utilisant la fréquence Fis dont le filtre 19 attaque l'entrée 37 de remise a zéro du compteur-décompteur 20 et les entrées de remise à zéro des mémoires 29 et 35, ce qui permet à tout moment avant le départ du projectile de "déprogrammer" puis de "reprogrammer" celui ci, c'est-à-dire de modifier les condition de mise à feu de l'amorce de la charge activable. Au circui de mise à feu 34 sont associés l'amorce 38 et un contact de sécurité 39 court-circuitant l'amorce et s'ouvrant au départ du projectile, et un contact de sécurité 39a se fermant à l'ouverture de 39 et reliant 33 et 34. D'autres organes, par exemple ceux prévus notamment pour fournir les diverses tensions nécessaires à partir du redresseur 11 et pour maintenir les bascules 29 et 35 dans l'état où elles fournissent un signal de déblocage des portes 30 et 32 jusqu'à la programmation, n'ont pas été représentés pour plus de simplicité. La partie du dispositif portée par l'arme comporte un circuit accordé 40 placé de façon à être couplé au circuit 10 lorsque le projectile est à poste de tir. Ce circuit 40 est excité par la haute fréquence provenant d'un oscillateur 41 et éventuellement modulée par un modulateur 42. A celui-ci sont associés quatre générateurs 43, 44, 45 et 46 de fréquence F11 F2, F3 et F4. En principe, seul l'un des générateurs est activé pour programmer le projectile.Dans le cas des générateurs 44 et 45 qui ne fournissent quune ziformation binaire de sélection, la modulation peut être permanente Dans le cas du générateur 43, qui fournit une indication de grandeur, un organe 87 de réglage est prévu pour ajuster la durée de modulation et le début de celle-ci est commandé par la venue à poste du projectile à l'aide d'un contact non représente. On retrouve sur la figure 2 la dispositition relative des composants illustrés en figure 1. Le circuit accorde 40 est moulé dans une pièce isolante 48 noyée dans la paroi arrière 49 de la chambre de tir et relie à un bottier electronique 50 regroupant les composants 41 à 47. La partie arrière du projectile, contenant la charge de propulsion, contient le circuit accordé induit 10 et le redresseur ainsi que la diode zener 13 et l'amorce 14. L'électronique de programmation 51 et le condensateur de stockage, les contacts de départ 26 et 39, le contact à percussion 31 et la mise à feu 34 sont au contraire placés dans le nez du projectile et reliés à l'autre partie par des conducteurs destructibles au départ du coup. Le fonctionnement du dispositif ressortant de la description qui précède, il ne sera que brièvement indiqué, en supposant que l'on choisisse une activation après un temps de vol donné, 5 s par exemple. Les générateurs 44, 45 et 46 sont bloqués et le générateur 43 est alors réglé à l'aide de la commande manuelle 47 pour charger le nombre 500 dans le compteur. Cette commande peut par exemple régler la durée de la modulation (5 ms par exemple si F1 = 100 kHz) ou arrêter la modulation après 500 alternances de F1. La venue à poste du projectile 52 provoque la modulation de la haute fréquence pendant une durée déterminée (son émission pouvant être permanente ou égaiement déclenchée). Le compteur 20 se charge à 500 (le compteur devant évidemment avoir une capacité suffisante, 10 positions binaires si la durée maximum programmable est de 10 s). après réglage du compteur Qqui inter vient en 5 ms au maximum si la fréquence F1 est de 20 kHz), la tension aux bornes du condensateur 12 continue a monter. Lorsqu'elle atteint la valeur correspondant à l'amorçage de la diode Zener 13 (en 7 ms pour 100 V par exemple), celle ci fait passer dans l'amorce 14 un courant de mise à feu de la charge propulsive. L'accélération du projectile ferme le contact 26 et ouvre le contact 39. La porte 25 étant débloquée par la fermeture du contact 26, le compteur décompte à 100 Hz. Au bout de 5 s, le décodeur fournit, sur la sortie 28, un signal qui est envoyé à la porte ET 30. Les autres entrées étant reliées aux sorties alors actives des bascules 29 et 35, la porte ET excite, par l'inter médiaire de la porte OU 33, la mise à feu 34. Soil y a arrêt du feu alors qu'un projectile programmé se trouve à poste, il suffit de débloquer le générateur 46 pour déprogrammer. Dès que le condensateur 12 s'est déchargé sur lui-même et les résistances de fuite, le projectile peut être reprogrammé sans risque, De toute façon, en cas de départ pré- mature, il y a activation à la percussion avec un retards. L'invention est évidemment susceptible de nombreuses variantes. En particulier, il peut être prévu, en plus d'une voie d'activation à l'impact, une voie sélectionnée en même temps et provoquant l'explosion au bout d'un délai déterminé a titre de sécurité d'auto-destruction, une voie d'activation à une altitude déterminée, etc... Certaines des voies peuvent être prévues pour être prioritaires, c'est-à-dire que leur activation en rend d'autres inopérantes, ou les voies peuvent être indépendantes. Il doit être entendu que ces variantes, ainsi que toutes celles restant dans le cadre des équivalences, sont couvertes par le présent brevet. REVENDICATIONS 1. Dispositif de programmation et de transfert d'éner- gie pour système d'arme destine à lancer des projectiles conte- nant une charge activable et permettant de modifier certaines des caractéristiques du projectile, telles que le mode d'activation de a charge, caractérisé en ce qui comprend, sur l'arme, un inducteur susceptible de fournir une porteuse haute fréquence modulée dans au moins yne bande de fréquence et sur le projectile, un récepteur inductif accordé sur ladite haute fréquence, relié a des moyens de stockage d'énergie électrique et à des moyens de filtrage passe-bande correspondant à la bande on aux bandes de fréquence et de transmettre chaque information correspondante à un circuit programmable dont est muni le projectile. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le récepteur inductif est un circuit inductance-capa- cité accordé sur une fréquence comprise entre quelques kHz et plusieurs Ni. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de stockage d'énergie sont constitués par un condensateur alimenté par le récepteur à travers un redresseur. 4. DIspositif suivant la revendication 3, caractérisé par des miyens pour activer une amorce de mise à feu de la charge propulsive du projectile lorsque le condensateur atteint une charge déterminée. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterise en ce que la porteuse est modulée en amplitude. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs fil- tres passe-bande correspondant a des bandes différentes et a des informations binaires ou de grandeur différentes 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'un des filtres est associé à une voie de déprogram- mation des voies correspondant a tous les autres filtres 8.Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractéri- sé en ce que la voie ou chaque voie correspondant à une informa- tion de grandeur comprend un compteur-de-compteur dont l'entrée de comptage est reliée à une horloge par l'intermédiaire de moyens sensibles au départ du projectile 9.Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit inducteur porté par l'arme est associé à un modulateur relié à un générateur de haute frequence porteuse et à des générateurs commandés pouvant fournir des informations dans la ou lesdites bandes de fréquence. 10.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que ledit circuit inducteur est constitué par un circuit accordé inductance-capacité placé dans une pièce isolante noyée dans la paroi de la chambre de tir de l'arme. Il Projectile utilisable dans un système d'arme muni dtun dispositif de programmation, comportant une charge activa- ble et muni de moyens réglables pour modifier certaines des caractéristiques du projectile, caractérisé en ce qui comprend un récepteur inductif accordé en haute fréquence, relié à à un redresseur qui alimente en électricité des moyens de stockage d'énergie et à au moins un circuit de filtrage passe-bande, chaque circuit correspondant a une bande différente de fréquence susceptible de moduler la haute fréquence et permettant de prélever une information fournie par la modulation à la fréquence correspondante et de l'appliquer à un organe programmable correspondant dont est muni le projectile, ledit organe oull'un desdits organes provoquant l'activation de la charge. 12 Projectile selon la revendication 11, caractérisé en ee que le récepteur inductif et le redresseur sont incorporés a la charge propulsive et en ce que les moyens de stockage d'énergie, le on lesdits organes, et le ou les circuits de fil- trage sont incorporés à la charge activable en vol. 13 Projectile selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que des moyens de mise à feu de la charge propulsive sont incorporés à ladite charge et comprennent des moyens, tels qu'une diode Zener, pour commander la mise à feu lorsque la tension aux bornes des moyens de stockage d'énergie atteint une valeur prédéterminée.