Brevet FR2549595A1 — publié le 19850125

Capteur d'impact pour projectile L'invention concerne les capteurs d'impact destinés à activer la charge militaire d'un projectile en réponse à l'impact de ce dernier. Il existe déjà de très nombreux types de capteurs destinés à remplir cette fonction, utilisant la rupture ou la déformation d'un élément porté par la partie du projectile prévue pour frapper l'objectif. Ces capteurs ont pour caractéristique commune d'avoir un élément sensible localisé en une zone déterminée du projectile, avec la conséquence qu'il peut y avoir défaut de fonctionnement si l'impact intervient en une zone différente.Si cette particularité était sans inconvénient dans le cas des projectiles traditionnels, tels que les obus à pointe cylindra-ogicale, il n'en est plus de même sur les projectiles présentant une pointe ou une coiffe de forme complexe ou à grand allongement que l'on rencontre fréquemment à l'heure actuelle et qui sont susceptibles de venir à l'impact en des zones très variées. On a tenté de résoudre le problème par multiplication du nombre des capteurs sur le même projectile, mais cette solution est complexe et n'assure pas une sécurité absolue. L'invention vise à fournir un capteur d'impact répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il a un fonctionnement sûr quelle que soit celle des différentes zones du projectile qui arrive au contact de l'objectif parmi toutes celles qui sont susceptibles d'y venir. Dans ce but, l'invention propose notamment un capteur d'impact pour projectile susceptible d'arriver au contact de l'objectif en une zone quelconque d'une enveloppe, caractérisé en ce qu'il comprend un guide diélectrique d'ondes optiques solidaire de l'enveloppe en toutes-les zones pouvant venir à l'impact, transmettant un flux lumineux d'un émetteur à un récepteur porté par le projectile. Le capteur est susceptible de nombreuses variantes de réalisation. En général, le guide diélectrique sera constitué par une fibre optique ou par un faisceau de fibres optiques qui peuvent être suffisamment souples pour suivre un trajet sinueux sur l'enveloppe. Souvent, cette dernière se limitera à une coiffe recouvrant une fraction avant de la structure du projectile. Une telle coiffe est fréquemment réalisée en matériau filamentaire enrobé d'une matière polymérisable, constituée par exemple par bobinage sur un mandrin. Dans ce dernier cas, il est particulièrement commode d'incorporer la fibre optique ou le faisceau de fibres optiques à la coiffe lors du bobinage : l'épaisseur de la coiffe est fréquemment de quelques millimètres, ce qui permet sans difficulté d'y incorporer la fibre.La fibre ou le faisceau de fibres peuvent également être collés à l'intérieur ou à l'extérieur de la coiffe au cours de la fabrication ou après celle-ci dans la mesure où la coiffe fabriquée fait l'objet d'un usinage après polymérisation. Dans certains cas, il pourra être utile de fragiliser la coiffe suivant certaines lignes traversées par la fibre optique ou le faisceau de fibres optiques de façon à garantir la rupture de cette dernière lors de l'impact. Dans tous les cas, on voit que la rupture ou la déformation abrupte de l'enveloppe dans toute zone où passe le guide diélectrique d'ondes optiques provoquera l'interruption de l'arrivée du flux lumineux et donc l'activation de la charge. L'émetteur peut avoir une très faible puissance, ce qui permet notamment d'utiliser une diode électroluminescente. I1 peut être alimenté par une source électrochimique ou thermique. On peut également utiliser une ampoule radioluminescente à remplissage de tritium, ce qui fait disparaître le problème de durée de vie des piles. On peut également utiliser une composition phosphorescente qui, à l'instant du tir, est excitée par une lampe éclair ou même par la lueur de la charge de propulsion. Le récepteur peut notamment être une photodiode présentant une bonne sensibilité dans la zone de rendement élevé de l'émetteur. Emetteur et récepteur peuvent être incorporés aux embouts des fibres optiques : on sait d'ailleurs qu'il existe déjà dans le commerce de tels embouts, disponibles à un coût faible. Pour augmenter la sûreté, il est préférable de ne prendre en compte que les signaux fournis par le récepteur en réponse à une impulsion lumineuse fournie par l'émetteur, ce qui limite l'effet des signaux parasites. En d'autres termes, le capteur comportera des circuits capables de détecter non pas l'absence complète de signal de sortie du récepteur, mais l'absence d'un tel signal en réponse à l'émission d'une impulsion lumineuse. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un capteur qui en constitue un mode particulier de réalisation,-donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère au dessin qui l'accompagne, dans lequel - la Figure 1 est un schéma de principe montrant un mode possible de bobinage de fibre optique sur une coiffe de projectile, en coupe suivant un plan passant par l'axe du projectile - la Figure 2 est un synoptique de circuit utilisable dans le capteur. La Figure 1 montre schématiquement la coiffe d'un projectile de forme dite épaulée11. Cette forme de projectile, fréquemment utilisée maintenant sur des munitions tirées à partir d'un tube, se traduit par un impact qui peut intervenir latéralement aussi bien que sur la pointe terminale. La coiffe 8 peut être fabriquée par bobinage sur un- mandrin avec un matériau filamentaire (fibre de verre ou de carbone) imprégné dlun matériau polymérisable. Le capteur 10 comprend une fibre optique 12 qui, dans le mode de réalisation illustré, est repliée sur elle-même et qui est bobinée en hélice à pas fixe ou variable. La mise en place de la fibre optique 12 peut s'effectuer au cours du bobinage lui-même, par fixation à l'extérieur, s'il n'y a pas de reprise ultérieure à la meule de la coiffe pour diminuer sa rugosité, ou à l'intérieur. La fibre optique peut également être préparée séparément et incorporée à un doublage mince interne ensuite inséré dans la coiffe. Cette dernière peut être préfragilisée suivant des lignes traversées par la fibre optique. La fibre optique 12 se termine par des embouts 14 et 18 auxquels sont respectivement associés un émetteur d'impulsions lumineuses et un récepteur sensible à la lumière fournie par l'émetteur. Le terme lumière" doit évidemment être utilisé dans un sens large et comme couvrant également le spectre non visible, en particulier l'infrarouge. Dans la pratique, la fibre optique aura une longueur de quelques mètres à quelques dizaines de mètres, de sorte que 1 'atté- nuation reste faible. L'émetteur incorporé à l'embout 14 peut notamnent être constitué par une diode électroluminescente capable de fonctionner à une fréquence suffisamment élevée : dans la pratique, une fréquence de 10 kHz sera généralement satisfaisante. A cette diode est associé un circuit d'alimentation conportant un oscillateur ou une horloge 15 et un générateur d'impulsions 16, l'ensemble fournissant par exemple des impulsions rectangulaires à une fréquence de 10 kHz avec un rapport cyclique de 0,1. Le récepteur incorporé à l'embout 18, constitué par exemple par une photodiode PIN, attaque un circuit de détection et d'activation qui comporte une porte 22 dont l'ouverture est commandée par l'impulsion électrique d'excitation de l'émetteur. La durée de l'impulsion est en effet suffisante pour que le signal de sortie du récepteur 18, en réponse à une impulsion provenant de l'émetteur 14 (signal de sortie retardé par le temps de parcours de la fibre optique 12) traverse la porte 22 et arrive à un circuit 24. Ce dernier est prévu pour compter les impulsions qu'il reçoit et provoquer l'activation si, après initialisation du système, un laps de-temps prédéterminé s'écoule sans réception d'impulsion alors qu'il a précédemment reçu un nombre prédéterminé d'impulsions à travers la porte 22. L'ensemble de l'électronique, de l'émetteur et du récepteur seront placés dans la partie arrière du projectile, de façon à ne pas risquer une destruction prématurée. La sécurité de fonctionnement et la sûreté peuvent être encore augmentées par des moyens classiquement utilisés dans les fusées opto-électroniques, tels que la multiplication du nombre de capteurs et -le retard à l'activation pendant un laps de temps prédéterminé. L'emploi d'une source lumineuse autonome au lieu d'un élément opto-électronique permet de réduire encore les besoins en énergie du capteur. On peut notamment utiliser une ampoule radioluminescente. Celle-ci ayant une émission continue, on ne peut pas utiliser directement une détection synchrone comme dans le cas illustré en Figure 2. On pourra lui substituer un montage différentiel comportant, en plus du récepteur placé dans l'embout 18, un autre récepteur de mêmes caractéristiques qui reçoit une fraction du flux lumineux continu de l'ampoule. Ce second récepteur ne débite pas aussi longtemps que l'électronique ntest pas mise sous tension, c'està-dire jusqu'au départ du coup. Les récepteurs attaquent, par l'intermédiaire d'amplificateurs respectifs dont les gains sont ajustés pour fournir un seuil d'activation, un comparateur d'attaque du circuit d'activation. Quel que soit le mode de réalisation utilisé, on voit que le capteur selon l'invention garantit une grande sûreté et une grande sécurité de fonctionnement. Il fait disparaître tous les problèmes d'ionisation par charge statique auxquels se heurtent les capteurs d'impact purement électriques. Il est insensible aux parasites électroniques ; son encombrement est par ailleurs très faible, la fibre optique pouvant être entièrement noyée dans l'enveloppe. REVENDICATIONS 1. Capteur d'impact pour projectile susceptible d'arriver au contact de l'objectif en une zone quelconque d'une enveloppe (8), caractérisé en ce qu'il comprend un guide diélectrique d'ondes optiques (12) solidaire de l'enveloppe en toutes les zones susceptibles de venir à l'impact, guide transmettant un flux lumineux d'un émetteur (14) à un récepteur (18) porté par le projectile. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide est une fibre optique intégrée à l'enveloppe ou collée sur la surface interne ou externe de l'enveloppe. 3. Capteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée par une coiffe en matériau filamentaire enrobé. 4. Capteur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le guide diélectrique d'ondes optiques est constitué par une fibre optique repliée sur elle-même et bobinée en double sur ou dans l'enveloppe. 5. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fibre optique est incorporée à un doublage collé a l'enveloppe. 6. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe est fragilisée suivant des lignes traversées par le guide. 7. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émetteur est constitué par une diode électroluminescente alimentée en impulsions électriques et en ce que le récepteur (18) est associé à une porte (22) ouverte en réponse à l'émission d'une impulsion électrique par l'émetteur (14) et à un circuit d'activation de la charge. 8. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émetteur comprend une ampoule radioluminescente ou un élément phosphorescent activé au départ du coup par une lampe éclair ou par la lueur ue la charge de propulsion.