Brevet FR2537263A2 — publié le 19840608

FR 2537263 A2 19840608 FR 8319311 A 19831202 Dispositif destiné à engendrer un signal d'amorçage pour missile de survol La présente invention concerne un dispositif destiné à engendrer un signal d'amorçage pour missile de survol devant expulser un projectile lorsqu'il survole une cible, comportant un montage d'identification de cible et un montage d'exploitation des données pour délivrer le signal d'amorçage, ou liaison, pour capter la cible, avec au moins un ensemble de capteurs orientés d'une part suivant un premier angle ou angle d'avance Wl par rapport à la direction de la trajectoire du missile en direction de la cible et, d'autre part,. suivant un second angle plus grand que le premier, ou au moins approximativement parallèlement à une verticale passant par la cible, avec déclenchement du signal d'amorçage lorsque la cible a été reconnue sous ce premier angle et également captée sous ce second angle, selon la demande de brevet français 82Q09728 On connaît un dispositif de ce type par le brevet principal. On y indique somment, pour attaquer une cible par en haut, on obtent un signal d'amorçage pour expulser un projectile destiné à atteindre une cible, dans le dispositif de traitement du signal d'un missile survolant la cible à l'instant approprié, selon la vitesse de vol et le temps de traitement de signal nécessaire Pour cela, la cible est détectée par le missile successivement dans deux directions de captage d'angles différents, d'une part avant le survol et, d'autre part, au moment du survol et sa détection est effectuée par une comparaison des signaux de capteur reçus avec des informations typiques mémorisées. La présente addition a pour objet d'améliorer cette identification de la cible en cherchant à améliorer la pré ci- sion de réponse. Pour atteindre cet objectif, selon la présente invention, l'ensemble de capteur est constitué par la combinaison d'un capteur actif ou capteur à rayon réfléchi et un capteur passif conçu pour capter des données spécifiques dans l'environnement de la cible. L'utilisation combinée d'un capteur actif et d'un capteur passif permet d'augmenter considérablement la sûreté de détection, car on peut exploiter des critères très variés pour l'identification de la cible. De façon appropriée, on utilise d'abord le capteur basé sur la technique active, c'est- -dire de repérage par rayon réfléchi pour l'orientation la plus oblique par rapport à la direction de vol, du fait qu'on peut opérer avec une caractéristique plus fortement focalisée grace aux possibilités de traitement du signal d'installations de repérage actives, et qu'il en résulte, lorsqu'on explore le terrain, une réduction du champ de détection, donc une augmentation de la résolution lorsqu'on détecte le contour de la cible.D'autre part, l'orienté tation sensiblement verticale du second capteur passif convient également, du fait que c'est à la verticale de la cible que la distance du missile à la cible est la plus faible et, par suite, l'intensité de rayonnement détectable de la cible ou du terrain qui 1'entoure la plus forte ; pour augmenter le signal capté on peut opérer avec un diagramme de rayonnement plus large, du fait que la détection préalable de la cible à partir de la prémière orientation oblique permet, en liaison avec une déer- mination de la vitesse de vol instantanée du missile, d'attri- buer un intervalle ou "fen"etre de temps pour l'exploitation des informations obtenues au moyen du capteur passif en excluant les informations-parasites provenant de l'environnement de la cible. Pour le capteur actif d'angle d'orientation d'avance oblique, il convient particulièrement d'utiliser un télémètre à laser connu en soi et apprécié pour l'amorçage à distance des projectiles. Le capteur passif d'orientation sensiblement verticale et, par suite, de distance minimale à la cible permet, de façon appropriée, de détecter une pe.rturbation du champ magnétique terrestre par la cible sur le terrain ou un rayonnement thermique accru, contrastant avec le terrain, de provenance de la cible, et de les exploiter pour obtenir le signal d'amorçage au moment voulu par rapport à la détection de la hauteur de la cible. Le capteur passif permet aussi cependant d'exploiter d'autres données environnantes par lesquelles la cible se distingue de son environnement, comme par exemple, un spectre de bruit typique pour une cible à attaquer sélectivement. Pour augmenter la précision d'identification de lacible, on peut utiliser plusieurs ensembles capteurs de ce type'conçus pour capter des données d'environnement différentes, fonctionnant en parallèle, et dont les signaux sont mis en corrélation ou comparés à des informations mémorisées typiques sur les signaux. D'autres variantes, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre d'un exemple d'exécution préféré non limitatif de l'invention, en regard du dessin annexé. Sur le dessin annéxé, en s'appuyant sur l'exemple d'exécution de la figure 4 du brevet principal La figure 1 représente un missile équipé selon l'invention, se rapprochant d'une cible à survoler La figure 2 représente le mécanisme situé dans le missile selon la figure 1, destiné à engendrer un signal d'amor çage, sous la forme d'un schéma synoptique La figure 3 représente, pour expliquer le fonctionne ment correspondant à la figure 1 et à la figure 2, des signaux apparaissant lors du survol du terrain et de la cible dans le dispositif selon l'invention, en différents points (figures 3.1 à figure 3,3), et devant être traités, Le missile, i représenté schématiquement sur la figure 1 peut être un projectile ou une fusée. Il comporte des capteurs 2', 11' qui doivent fournir un signal d'amorçage pour expulser un projectile 3 lorsque le missile 1 se trouve au-dessus d'une cible 4 à combattre, qu'il faut attaquer par sa face supérieure vulnérable en raison de blindages latéraux épais ou de sa dissimulation dans le terrain environnant 15 Pour quelle projectile ait une grande puissance de percussion sans déviation nuisible de sa ligne d'action par la vitesse v du missile 1 orientée perpendiculairement à elle, ledit projectile 3 est placé dans le missile 1 de préférence sous la forme d'une charge constituant un projectile lorsqu'elle est expulsée au moment de l'amorçage.Le missile 1 se déplace, qu'il soit non-guidé, à guidage automatique ou téléguidé, suivant Une trajectoireFtou- jours sensiblement parallèle au terrain 15 dans la zone d'approche de la cible 4. Pour que le signal d'amorçage 14 devant expulser le projectile 3 dans la position souhaitée du missile 1 au-dessus de la cible 4 (en fait au moins approximativement au passage par la verticale V de la cible 4) soit délivré par le dispositif de traitement des signaux 16 du missile 1, alors que d'autre part le traitement des signaux pour détecter la cible et engendrer un signal d'amorçage 14 prend un certain temps et nécessite, par suite, un certain temps de vol du missile 1, un capteur 2' monté avant le dispositif 16 est incliné d'un premier angle W1 par rapport à la direction de vol et la trajectoire F en direction du terrain 15 et, par suite, orienté dans une di rection vers l'avant sur la cible 4.Cet angle d'avance W1 doit être aussi proche que possible de 900 et, par suite, correspondre à une direction le plus parallèle possible à la verticale V (sur les figures 1 et 2, on l'a donc représenté exagérément réduit pour des raisons de clarté), en choisissant l'écart par rapport à 900 en tenant compte de la hauteur de vol H au-dessus de la cible 4 minimale prévisible, de la vitesse v maximale du missile lorsqu'il se rapproche de la cible 4 et des temps de traitement des signaux dont il faut tenir compte dans le dispositif 16, et éventuellement de retards souhaitables pour des raisons tactiques lors du déclenchement du projectile 3, de façon que, dans le missile 1, le premier capteur 2' permette de détecter la cible 4 à temps avant d'atteindre la verticale V de la dite cible (donc suffisamment tot avant d'engendrer un signal d'amorçage 14). Du fait que, lorsque la vitesse d'approche v est élevée et pour que le projectile 3 soit efficace, il peut falloir une hauteur H du missile peu élevée, ainsi qu'un angle d'avance W1 relativement aigu lorsque le traitement du signal aux fins de détection de la cible dans le dispositif 16 est assez sompliqug et que l'on ne peut pas obtenir de caractéristique directionnelle 17 aussi étroite qu'on le souhaiterait dans le cas de capteurs 2' de dimensions limitées, on obtient dans le plan du terrain 15, pour un angle d'incidence assez plat de caractéristique directionnelle 17, une zone de détection 18 relativement étendue et une résolution relativement faible pour la détection de la cible 4.Pour que l'identification de la cible 4 soit rapide et sûre, et donc pour détecter des informations très fiables sur la cible, cette zone de détection 18 doit rester aussi réduite possible, On n'utilise donc pas, de préférence, pour l'angle d'avance W1, un capteur passif, mais un capteur actif 28,sous la forme d'un dispositif de localisation à rayon réfléchi 19 continu ou à impulsions pour télémétrie à résolution fine, notamment un télémètre à laser reposant sur la mesure du temps de parcours des impulsions lumineuses. Cela permet une exploratIon géométriquement fortement focal il sée de l'allure des cotes de la cible 4 au cours de son survol, et, par suite, une détermination précise de son profil suivant la direction verticale, et l'on peut en outre opérer avec une caractéristique de réception étroite pour l'énergie réfléchie par la cible 4, du fait qu'avec un dispositif de localisation à rayon réfléchi actif 19 de ce type, on peut alors, malgré la forte réduction de l'énergie reçue, déterminer avec précision le temps de parcours par le traitement des signaux en correlation croisée dans le dispositif 19 lui-même ou dans le dispositif 16 d'obtention du signal d'amorçage 14 qui suit.On peut alors obtenir la hauteur de vol instantanée H au-dessus de la cible 4 à partir des données incorporées dans le capteur 2', donc de l'angle d'avance Wl et de la distance E mesurée suivant cette direction Wl par la relation H = E . sin W1, pour ne pas avoir à réaliser un autre télémètre parallèlement à la verticale V, En effet, comme autre capteur 11', on monte due préférence un capteur passif dans le missile 1 et on le branche sur le dispositif 16 devant délivrer le signal d'amorçage 14, pour détecter le passage du missile 1 par la verticale V de la cible et obtenir ainsi en même temps un autre critère pour l'identification effective de la cible 4 à laquelle on s intéresse. Cet autre capteur, orienté parallèlement à la verticale V de la cible, et par suite, sensiblement perpendiculairement à la trajectoire F du missile, fonctionne de préférence passivement pour déterminer les conditions environnantes perturbées sur le terrain 4 en raison de la présence de la cible 4. Parmi ces conditions environnantes perturbées, il y a lieu de citer, par exemple, une discontinuité de la température de rayonnement (en raison du masquage de la réflexion des rayons cosmiques froids sur le terrain 15 ou de l'augmentation de la température de rayonnement sur le terrain 15) ou une perturbation du champ magnétique terrestre ; en conséquence, le second capteur 11' fonctionne tar exemple avec un capteur infrarouge ou un capteur de champ magnétique Du fait que, lorsque les données de vol du missile 1 sont connues, on peut déterminer le moment oû, en cas de première détection d'une cible 4, le second capteur 11' est au moins approximativement à la verticale V de la cible, on peut indiquer au moyen d'un montage à fenêtre de temps" à l'intérieur du dispositif 16, le moment ou le second capteur 11' entre en action pour confirmer l'identification de la cible, de sorte qu'on peut opérer avec une caractéristique directionnelle 20 large, pour d'une part pouvoir capter suf- fisamment d'énergie de la zone de la cible pour le traitement des signaux et, de l'autre, pouvoir détecter la cible, suffisamment longtemps à partir du second capteur 11', malgré la brièveté du temps de survol Si l'on devait réaliser dans ce cas également une caractéristique directionnelle 20 plus étroite pour des raisons de fonctionnement de ce second capteur il', il pourrait convenir de ne pas orienter cette caractéristique 20 (comme on l'a représenté dans l'exemple de princiPe) parallèlement à la verticale V de la cible, mais de lui donner à elle aussi un certain angle d'avance (non représenté) pour capter la cible à temps, compte tenu de la durée de traitement des signaux nécessaire dans le dispositif 16 Pour déterminer la vitesse v du missile, on peut installer sur le missile 1 un tachymètre 21 quelconque (par exemple, un système à pression dynamique ou à hélice).Le mesureur de vitesse 21 peut aussi cependant être réalisé sous la forme dsun montage à corrélation qui effectue la corrélation croisée des informations provenant de l'allure du terrain 15 suivant la trajectoire F, en conformant l'un des deux capteurs 2' ou 11' une seconde fois, avec décalage suivant la trajectoire F, sur le missile 1, pour fournir les signaux à mettre en corrélation qui sont reçus, avec un décalage dans le temps dépendant de la vitesse, du même point respectif du terrain 15. Comme le montre la figure 2, le dispositif 'de traitement des signaux 16 comprend un altimètre 8' qui y fonctionne sur la base de la terminaison de la hauteur à partir de la relation géométrique indiquée, Le signal de hauteur 22 ainsi obtenu à partir de la distance mesurée obliquement en avant E à la cible varie le long de la trajectoire F selon les données du terrain 15 exploré sous la trajectoire F et notamment de la cible 4 qui s'y trouve. Pour identifier la cible 4, on compare ce signal de hauteur 22 effectivement obtenu, comme on l'a expliqué en détail dans le brevet principal, dans un montage d'identification 5', a une information de hauteur 24 extrait d'une mémoire 23 dans un montage de détection 6'. Lorsque des critères déterminés du signal de hauteur 22 et de llinformation de hauteur 24, qui se rapportent à une cible 4 préalablement détectée et à attaquer, colncident, un montage de retard entre en action. Cella ne déclenche un circuit d'exploitation 91 que lorsque le second capteur 11 a atteint approximativement la verticale V de la cible o,- cet intervalle de temps dépend donc de la valeur de angle d'avance W1 et de la distance E à la cible, ainsi que de la vitesse de vol instantanée V déterminée par le tachymètre 21. Lorsque ce second capteur passif 11' capte alors une modification de données physiques typiques de la cible 4 recherchée dans la zone captée du terrain 15, le montage d'exploitation 9 délivre le signal d'amorçage 14 devant expulser le projectile 3 pour attaquer la cible 4, L'information de hauteur 24 mémorisée comme modèle de référence est une information de profil de la cible recherchée 4 à survoler, lorsqu'il s'agit de détecter une cible 4 de profil de hauteur caractéristique dans un terrain inconnu ou difficile à détecter.On peut aussi cependant mémoriser comme information de hauteur 24 le profil du terrain 15, en particulier lorsqu'il s'agit d'attaquer des cibles 4 de profil en hauteur différent ou moins caractéristique, noyées dans un terrain 15 dont la topographie estconnuede façon détaillée. Dans ce cas, l'extraction de la mémoire 23 à lieu de façon appropriée en fonction du trajet, donc par exemple sous la commande d'un transmetteur de trajet 26 qui détermine le trajet parcouru par le missile 1 à partir d'une intégration du signal de sortie du tachymètre 21. La figure 3 réexplique l'importance des deux capteurs 2', 11' répondant à des critères différents, en liaison avec le traitement des signaux dans le dispositif 16, pour les données de la figure 1, relativement au terrain et à la cible. L'information de cote topographique 24 se superpose au signal de hauteur de la cible 22 (figure 3tel) Du fait que le signal de hauteur 22 se distingue de l'information de cote topographique, en particulier lors d'une détection en oblique de la cible 4, en général pas si contrastée qu'on l'a indiqué sur la figure 3,1 pour des raisons de clarté, et que, de toute façon, les discontinuités de cote sont faussées et aplanies du fait que la distance nPest pas mesurée à la verticale, on peut déterminer à partir de la mesure d'altitude une information provisoire sur la cible qui ne suffit pas toujours pour l'identifier à coup sûr. C'est pourquoi, dans le cas ou il-est vraisemblable qu'une cible 4 a étê détectée, on effectue au-dessus d'elle une autre discrimination, par exemple en mesurant le rayonnement thermique. Il y a lieu d'attribuer au terrain 15 une énergie rayonnée moyenne 27 (figure 3.2) que peut être interprétée en technique de traitement des signaux comme seuil d'adaptation sur lequel le rayonnement thermique 28 d'une cible 4 pourvue d'un moteur à combustion interne se détache nettement A la fin de l'intervalle de temps 29 défini par le montage à retard 25, la détection du rayonnement par le second capteur 11' ou son exploitation est assurément interrompue, à défaut d'une identification indubitable de la cible. Ce n'est que si une information du capteur passif caractéristique de la cible comme par exemple le rayonnement thermique de cible 28 est déterminée dans le dispositif de traitement des signaux 16 à l'intérieur de l'intervalle de temps 29 et en correspondance dans le temps avec l'apparition d'unsignalde hauteur de cible 22 (le décalage dans le temps resultant de la géométrie de la direction du capteur est compensé sur la figure 3 par une translation correspondante de l'axe des temps) que le montage d'exploitation 9' délivre le signal d'amorçage 14 provoquant l'expulsion du projectile 3 pour attaquer la cible 4 qui se trouve alors juste au-dessous. REVENDICATIONS 1. Dispositif 16 destiné à engendrer un signal d'amor çage (14) pour missile de survol (1) devant expulser un projectile (3) lorsqu'il survole une cible (4), comportant un montage d'identification de cible (5') et un montage d'exploitation des données (90) pour délivrer le signal d'amorçage (14), accompagné, pour capter la cible (4) d'au moins un ensemble de capteurs (2', 11') oriente d'une part suivant un premier angle, ou angle d'avance W1, par rapport à la direction de la trajectoire F du missile.(l1 en direction de la cible (4) et, d'autre part, suivant un second angle plus grand que le premier ou au moins approximativement parallèlement à une verticale V passant par la cible (4), avec déclenchement du-signal d'amorçage (14) lorsque la cible (4) a été reconnue sous ce premier angle Wl et aussi captée sous ce second angle, selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce que l'ensemble de capteurs (2', 11') est constitué par la combinaison d'un capteur actif ou dispositif de détection à rayon ré-flechi (2e) et d'un capteur passif (11') conçu pour capter des données spécifiques dans l'environnement de la cible (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur actif (2') est orienté suivant l'angle d'avance Wl. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le capteur actif (2') fait partie d'un dispositif de localisation à rayon réfléchi (19) destiné à mesurer en continu la distance entre le missile (1) et la cible (4) 4. Dispositif selon l'une quelconque des- revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur passif ) est conçu pour capter le rayonnement thermique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur passif (11') est conçu pour capter les champs magnétiques. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur passif (11') est conçu pour capter des bruits. 7, Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des informations de cotre sur le terrain (15) dans lequel une cible 4 dissimulée doit être attaquée et/ou sur une cible à attaquer (4) déterminée que l'on compare aux signaux de cote (22) obtenus actuellement sont mémorisées dans le montage d'identification de cible (5'). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dans le cas de coincidences typiques entre l'information de cote (24) et le signal de cote (22) instantanément obtenu, il est défini un intervalle ou fenètre" de temps (29) à l'intérieur duquel le signal d'amorçage (14) est déclenché en présence d'une information typique sur la cible en provenance du capteur (11')-,