Brevet FR2558585A1 — publié le 19850726

Dans son brevet n" 8to4 514, déposé le 17 mars 1982, le présent titulaire a décrit et revendiqué un système d'arme, notamment antichar, comportant un projectile porteur d'une pluralité de sous-munitions largables et conçues de façon à assurer le survol du terrain à basse altitude, la détection, l'identification et la destruction d'objectifs terrestres dans une zone balayée par chacune des sous-munitions. Dans ce brevet antérieur, la caractéristique principale des sousmunitions est que l'axe de la charge militaire est incline par rapport à l'axe principal d'inertie de la sous munition, qui est aussi l'axe instantané de rotation. Les moments qui stexercent sur les sous-munitions sont, autant que possible, tels que l'axe principal d'inertie ne subisse~qu'une precession lente, sous lteffet des forces aérodynamiques, par exemple. I1 en résulte que k charge militaire de la sous-munition possède un calibre plus petit que celui de la sousmunition et du projectile.Lorsque ce calibre est petit, comme c'est souvent le cas lorsque le projectile est un obus, il peut etre nécessaire, pour obtenir une efficacité suffisante, de donner à la charge militaire le meme calibre que celui du projectile porteur des sous-munitions. La présente invention se propose, en eonséquence, de créer une sousmunition largable de même calibre que celui du projectile porteur, ce qui permet en même temps, dans le cas où le projectile est un obus, de faire passer les efforts par la structure de la charge militaire de la sous-rnunitios. L'invention a donc pour objet une sous-munition largable pour projectile, notamment antichar, du type comportant des moyens de détection, dliden- tification et de destruction d'objectif dans une zone balayee par la sous-munition, caractérisee en ce qu'elle est munie d'un système propulseur donnant une pous sée résultante permettant de communiquer à la sous-munition une force verti- cale, de créer un couple autour de l'axe vertical de la ous-munition, afin de maintenir constante la vitesse de rotation de la sous-muniltion, et de communiquer à la sous-munition un couple, autour d'un axe transversal, permettant d'assuret, en totalité ou en partie, une vobulation de la sous-munition réalisant le balayage de la zone contenant les objectifs à détecter, identifier et détruire. Selon une caractéristique de l'invention, la sous-munition est pourvue d'une pluralité d'impulseurs dont l'axe de poussée passe par le centre de gravité de la sous-munition, ou à proximité de ce dernier, ces impulseurs ayant en particulier pour but de communiquer à la sous-munition une vitesse horizontale initiale. Selon une autre caractéristique de cette invention, on prévoit des moyens permettant d'incliner l'axe longitudinal principal d'inertie de la sousmunition par rapport à l'axe de sa charge militaire, ces moyens pouvant, par exemple, consister en un déplacement de masses, notamment des détecteurs dont est pourvue la sous-munition. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention res sortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réat isation depourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins - la Figure 1 est une vue schématique, en coupe axiale, représentant un projectile muni des sous-munitions selon l'invention; - la Figure 2 est une vue schématique, en coupe axiale, d'une sousmunition selon l'invention; - la Figure 3 est un schéma destiné à expliquer le comportement d'une sous-munition selon l'invention;; - la Figure 4 est une vue schématique en plan représentant la sous- munition avec ses détecteurs sortis du compartiment équipement - la Figure 5 représente la trace, sur un plan horizontal, des dtec- teurs d'une sous-munition selon l'invention sans vitesse horizontale, et, - la Figure 6 représente la zone de terrain balayée par une sous- munition selon l'inventiony avec vitesse horizontale. On se réfère en premier lieu à la Figure 1, sur laquelle on a repre- senté un projectile 10, par exemple un obus, comportant deux sous-munitions 12, 12' selon l'invention (ce nombre test, bien entendu, pas limitatif), la jupe 14 de la sous-munition 12 venant recouvrir le compartiment équipement (décrit ci-après en référence à la Figure 2) de la sous-munition 12'.Entre les deux sous-munitions 12, 12' est logé de préférence le système qui assure la séparation des deux sous-munitions, ce système pouvant être réal isé, par exemple, sous la forme d'un générateur de gaz, -Le compartiment 16, situé à l'arrière des sous-munitions 12, 12J reçoit le parachute de freinage, et, éventuellement, un système de propulsion additionnelle, permettant, à portée égale, de réduire l'accélération communiquée au départ au projectile.L'ogive 18 du projectile reçoit notamment un altimètre permettant de connaftre l'altitude au-dessus du sol, l'équipement assurant la mesure de la vitesse de rotation &commat; x du projec- tile autour de son axe horizontal, la prise de tempage (c'est-à-dire le système d'introduction des données), et, éventuellement, les propulseurs de freinage final. La vitesse dotation peut etre ramenée à la valeur désirée, par exemple à l'aide d'empennages déployés en même temps que le parachute de freinage, soit à l'aide d'un ou de plusieurs propulseurs à tuyères tangentielles, permettant de maintenir la vitesse de rotation (J3 dans la plage désirée. Ces x systèmes peuvent être de tout type connu, et ils ne seront pas décrits ici, étant donné qu'ils ne font pas partie de l'invention. La séquence générale de fonctionnement est la suivante 1" - au bout d'un temps tl, affiché au départ et fonction de la portée demandée, le parachute de freinage du projectile 10 est ouvert. Au bout d'un temps court (par exemple, de l'ordre de 10 sec., cette valeur n'ayant aucun caractère limitatif), qui est fonction de la surface du parachute, le pro jectile est proche de la verticale, et sa vitesse est voisine de la vitesse limite.On détermine l'altitude d'ouverture du parachute de freinage, de manière qu'au bout de cette période de freinage, le projectile soit au dessus d'une altitude déterminée H au-dessus du sol; 2" - lorsque l'altimètre logé dans l'ogive 18 indique l'altitude H affichée (par exemple 60 mètres, cette valeur ayant aucun caractère limitatif), le compartiment arrière 16, qui contient le parachute de freinage, est éjecté. Quelques dixièmes de seconde après cette éjection, le propulseur de freinage éventuel, logé dans l'ogive, qui peut aussi participer à lajus- tement de la vitesse de rotation, est allumé, et il est éjecté lorsque la vitesse descensionnelle, ou ascensionnelle, du projectile atteint la va leur désirée. Quelques dixièmes de seconde après, les sous-munitions 12 et 12' sont séparées. Elles sont alors l'une au-dessus de l'autre, et elles sont animées de la meme vitesse angulaire connue, (i La suite de la séquence du fonctionnement apparaitra à la lecture de la description des sous-munitions, faite ci-après en référence aux Figures 2 à 6. Dans l'exemple de réalisation non limitatif représente sur la Figure 2, chaque sous-munition comporte, de bas en haut a) la charge militaire 20, avec sa fusée, l'armement de la charge étant as suré une fraction de seconde après la séparation de la sous-munition du projectile porteur 10, au bout d'un temps suffisant pour éviter le recouvre ment des champs d'action des charges des sous-munitions, pour que celles ci n'attaquent pas le même objectif; b) les impulseurs 22, 22' ... > communiquant à la sous-munition la vitesse horizontale désirée. Dans cet exemple de réalisation non limitatif, on a supposé qu'il existait huit impulseurs, régulièrement disposés autour de la sous-munition, et dont les axes de poussée passent par le centre de gra vité de la sous-munition G.Ces impulseurs peuvent hêtre, par exemple, du type décrit dans le brevet français n" 76 26 982, déposé le 8 septembre 1976 par le présent titulaire. Si vO est la vitesse horizontale désirée, et si M est la masse de la sous-munition, l'impulsion totale nécessaire est légèrement supérieure à Mvoa et llimpulsion devant etre fournie par chaque impulseur, tel que 22, 221, doit être légèrement supérieure à Mv 8 Si l'on veut obtenir cette vitesse vO au bout d'un tour, soit en secondes, on fait fonctionner successivement tous les impulseurs en décalant l'instant dlallumage à chaque fois de On vérifie facilement qu'il est important de connaftre &commat;; avec une x assez bonne précision, et que les délais d'allumage ne soient pas trop dis perses, Les impulseurs de la deuxième sous-munition pewent etre disposés et actionnés de la meme façon, mais ils sont cependant allumés avec un retard de (dans le cas ou le projectile comporte deux sous-munitions). On vérifie sans peine que les sous-munitions auront alors des vitesses égales et opposées. Si le projectile comporte trois sous-munitions, on peut faire en sorte que leurs vitesses respectives vO soient décalées de 120 entre elles. On peut tailleurs obtenir le meme résultat en affichant la meme séquence d'allumage des différents impulseurs prévus sur les sousmunitions, mais en décalant les différentes sous-munitions les unes par rapport aux autres dans le projectile porteur, ce décalage étant de T lorsqu'il existe deux sous-munitions. Selon une caractéristique de l'invention, les tuyères des impulseurs peuvent aussi - ne pas passer par l'axe GX de la sous-munition, En projection sur un plan perpendiculaire à GX, le vecteur poussée a un bras de levier d3 Sur la Figure 3 nous avons représenté un impulser Les autres im pulseurs en sont déduits par rotation autour de GX; - passer au-dessus ou en-dessous de centre de gravité, afin de faire pré cessionner l'axe GX de la sous-munition. c) au-dessus des impulseurs 22, 22' ... est disposé le compartiment 24, qui contient le système d'alimentation, les détecteurs et 11 électronique. Les détecteurs 26, 26' (Fig. 4), qui peuvent être de tout type connu, assurant les fonctions de détection et d'identification des objectifs, sont sortis de leur compartiment 24, par exemple après la fin de la période de fonctionne ment des impulseurs 22, 22'. Lorsqu'on prévoit deux détecteurs, ils sont sortis de préférence du même coté (Fig. 4), de façon à décaler l'axe prin cipal d'inertie de la sous-mutiition d'un angle eA- par rapport à l'axe de la charge militaire 20.On peut obtenir ce décallage &alpha; en déplaçant ou en éjec- tant d'autres masses de la sous-munition, par exemple une partie du caré- nage. Si les contraintes constructives le perrnettent, on peut décaler l'axe de la charge militaire par rapport à celui de la sous-munition (comme dé crit dans le brevet français n 82 04 524, déjà mentionne ci-dessus), ce qui évite de sortir autant les détecteurs. d) au-dessus du compartiment équipement 24 est situé le compartiment 28, qui reçoit le système de propulsion de la sous-munition1 qui peut comporter plusieurs tuyères, communiquant à la sous-munition une poussée résultante P2, projetée sur un plan passant par l'axe longitudinal et la tuyère équiva lente, qui est orientée comme représenté sur la Figure 3, et qui fait un angle # avec l'axe GX. La composante suivant GX : P2 cos #) permet de communiquer à la sous-munition une accélération vers le haut pour annuler la vitesse descensionnelle, lorsqu'il n'y a pas de propulseur de freinage sur le projectile, ou de compenser la pesanteur. Si d2 est la distance du centre de gravité G à P2 le moment autour d'un axe perpendiculaire à GX est alors P2 d2, et ce moment tourne avec la sous-munition Soit I le moment d'inertie principal longitudinal (axe GX, qui n'est x plus confondu avec l'axe de la charge militaire et des détecteurs, lorsque ces derniers sont sortis de la sous-munition), et It le moment d'inertie transversal (l'ellipsoi'de d'inertie étant supposée de révolution). Soit Z, la projection du vecteur unite porte par GX sur un plan Gyz, horizontal et passant par G. On démontre alors que relation dans laquelle 4d, est l'angle complexe entre l'axe principal d'inertie de la sous-munition et l'axe de la charge militaire de cette dernière. La fonction f2 est une fonction périodique, ou presque périodique. La Figure 5 montre la trace, sur un plan horizontal (c'est-à-dire sur celui du terrain où se situent les objectifs à détecter, identifier et détruire), de l'axe des détecteurs de la sous-munition, avec x = 0, 9, et pendant un it temps de 0, 1 seconde, la hauteur H au-dessus du sol étant de 50 mètres. Bien entendu} ces valeurs, qui n'ont aucun caractère limitatif, sont uniquement données à titre d'exemple indicatif. On voit que cette vobulation permet d'analyser parfaitement le terrain, si l'on y superpose une vitesse v G du centre de gravité G de l'ordre de quelques dizaines de métrez par seconde. La Figure 6 représente la zone de terrain balayée par la sous-munition, pour une vitesse horizontale VG = 20 m/sec., pendant une durée de 2 secondes, avec H = 50 mètres (valeurs non limitatives). I1 parait préférable d'envisager une poussée P2 constante. Cependant, on peut prévoir éventuellement une poussée à deux étages : par exemple, si la vitesse descensionnelle du projectile, sous son parachute de freinage, est 30 m/sec., et s'il n'y a pas de propulseur de freinage sur le projectile, on peut réaliser une poussée P 2 telle que : P2 cos ? = 3 Mg, pendant 1, 8 sec., de manière à obtenir une vitesse légèrement ascensionnelle au bout de cette période de 1, 8 sec., puis à réaliser ensuite une poussée P2 de manière que P2 cos Jt soit légèrement plus petit que Mg. Par ailleurs, si l'on projette l'axe de la poussée P2 sur un plan perpendiculaire à GX, on peut faire en sorte que cette poussée crée un moment autour de GX, permettant de maintenir en moyenne constante la vitesse de rotation On peut aussi éventuellement prévoir une variation de P2 c ost en fonction de l'altitude et pour réguler cette dernière, soit en agissant sur P2, soit en agissant sur tb, , par exemple à laide d'intercepteur de jet. On peut aussi prévoir d'autres propulseurs d'appoint, qui ne sont allumés qu'en-dessous d'une certaine altitude. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Sous-munition largable d'un projectile, notamment antichar, du type comportant des moyens de détection, dlidentification et de destruction d'objectifs dans une zone balayée par la sous-munition > après sa séparation dudit projectile, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un système propulseur (28) donnant une poussée résultante (P23 ) permettant de communiquer à la sous-munition (12, 12') une force verticale, de créer un couple autour de l'axe vertical de la sous-munition, afin de maintenir constante la vitesse de rotation de la sous-munition, et de communiquer à celle-ci un couple autour d'un axe transversal, permettant d'assurer, en totalité ou en partie, une vobulation de la sous-munition réalisant le balayage de la zone contenant les objectifs à détecter, identifier et détruire. 2 - Sous-munition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité d'impulseurs (22, 22') dont l'axe de poussée passe sensiblement par le centre de gravité (G) de la sous-munition > lesdits impulseurs ayant pour but de communiquer à la sous-munition une vitesse horizon tale (v0) initiale, et, éventuellement, une légère précession de son axe, et/ou une variation de la vitesse de rotation a 3 - Sous-munition selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens permettant dJincliner-son axe longitudinal principal d'inertie par rapport à l'axe de la charge rnilitaire. 4 - Sous-munition selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens consistent en un déplacement de masses, notamment des détecteurs (26, 26') de la sous-munition, 5 - Sous-munition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte : une charge militaire (20); des impulseurs (22, 22'), lui communiquant en particulier sa vitesse horizontale (v0); les systèmes d'alimentation, de détection, et l'électronique, placés dans un compartiment (24), les détecteurs sortant dudit compartiment après la fin du fonctionnement desdits impulseurs, et le système de propulsion,pou- vant comporter une ou plusieurs tuyères ou étages.