Brevet FR2574922A1 — publié le 19860620

La présente invention concerne le secteur technique des fusées d'obus et plus particulièrement des fusées horlogeres. Ces fusées permettent, au bout d'un délai déterminé avant le tir, de déclencher la mise à feu sur trajectoire d'éléments pyrotechniques divers. Les solutions existantes permettant d'obtenir un résultat similaire sont de deux types - fusées dont la durée sur trajectoire avant mise à- feu est assurée par un système mécanique d'horlogerie de haute précision et dont les inconvénients majeurs sont une temporisation maximale ne pouvant excéder 100 secondes, une précision insuffisante; de l'ordre de 10, la nécessité de correction du temps prévu (loi d'évent),et fusées dont la durée sur trajectoire avant mise à feu est assurée par un système électronique, avec programmation séparée par un outil indépendant, le traitement de l'information étant assuré par un compteur-décompteur. Pour ce dernier type, l'inconvénient réside dans la complexité électronique pour le modèle à compteur-décompteur. L'importance du nombre de circuits nécessaires pour obtenir la précision désirée implique un coût élevé et un volume incompatible avec la fusée. Le but de la présente invention est de réaliser une fusée totalement inerte capable d'être mise en oeuvre par un outil ou programmateur totalement indépendant, assurant le maximum de fonctions et permettant la mise en oeuvre d'un grand nombre de fusées, dans un temps très court, avec un maximum de précision sur la durée de trajectoire désirée avant mise à feu. Pour ce faire, l'invention a pour objet une fusée à retard programmable pour mise à feu d'éléments pyrotechniques après le départ d'un projectile, fusée dite inerte quant elle ne peut pas provoquer la mise à feu du mélange pyrotechnique, dite statique lorsqu'elle est dans l'état tel que tout départ du projectile activerait le comptage du retard programmé, et dite dynamique lorsque le départ du projectile a eu lieu et qu'elle se trouve dans la phase de comptage du retard programmé, fusée comprenant un dispositif d'élaboration du retard, et caractérisée en ce qu'elle est associée à un programmateur indépendant fournissant toute l'énergie nécessaire à un accumulateur interne à la fusée pour le fonctionnement du dispositif d'élaboration du retard et pour la mise à feu, et fournissant les signaux de commande du dispositif d'élaboration du retard. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le programmateur génère un signal de programmation se décomposant en trois parties distinctes. De préférence dans l'ordre suivant, on trouve - une tension négative, d'une courte durée, assurant la déprogrammation de la fusée, pour le cas ou celle-ci serait active, - une tension positive créneau un peu plus long que le précédent, assurant la charge de l'accumulateur, et fournissant à la fusée toute l'énergie qui lui sera nécessaire, - une série d'impulsions assurant la charge de moyens de comptage dans le dispositif d'élaboration du retard, en fonction du temps programmé, - le programmateur peut générer également un signal négatif de durée encore plus grande, permettant de neutraliser toute fusée active. Ces signaux peuvent être utilisés simultanément ou séparément. D'autres avantages et caractéristiques de la fusée selon l'invention apparaltront dans la description d'un mode de réalisation à caractère explicatif et non limitatif, en référence aux figures parmi lesquelles - la figure 1 représente le schéma synoptique de l'ensemble selon un mode préféré de réalisation de l'invention. - la figure -2 représente le schéma synoptique de l'ensemble, selon une variante de réalisation de l'invention. Le dispositif d'élaboration du retard, ainsi qu'on le voit à la figure 1 comprend - un oscillateur (3) piloté par quartz, assurant la précision et la stabilité du système, - une channe de comptage (5,6,7), apte à conserver les caractéristiques de la programmation et à determiner le délai imposé, - une porte-mémoire (4), pour la prise en compte du signal de départ du coup, - un élément de puissance (20), pour la mise à feu de la partie pyrotechnique, - une chaine haute tension (2), apte à fournir la tension de mise à feu nécessaire, - un circuit d'alimentation (21) pour le stockage de l'énergie fournie par le programmateur et l'alimentation des différents circuits, - un circuit de neutralisation (9) rendant inerte la fusée, - un circuit de déprogrammation (8) stoppant le fonctionnement du circuit d'alimentation, - un ensemble de 3 retards électroniques (27), (28) et (29) assurant différentes sécurités, - deux capteurs mécaniques (19) et (22), assurant la sécurité de mise à feu et le fonctionnement à l'impact. Le fonctionnement de l'ensemble peut se décomposer en deux parties - fonctionnement statique, correspondant à la prise en compte du signal de programmation, et au passage en phase active des divers modules de la fusée. Celle-ci, auparavant totalement inerte, dévient active et prête à être tirée, - fonctionnement dynamique, correspondant à la phase balistique de la fusée, depuis le départ du coup jusqu'à la mise à feu de l'obus. Le fonctionnement statique débute avec la reception par la fusée du créneau positif du signalj celui-ci, en plus de la charge de l'accumulateur provoque le démarrage du convertisseur (23). Ce convertisseur (23) assure l'alimentation de l'ensemble des circuits électroniques, d'ou le démarrage de l'oscillateur (3). D'autre part, ce créneau positif effectue la remise à zéro (31) de la porte mémoire (4) et du compteur 2n (5). La série d'impulsions, par l'intermédiaire d'une porte OU (6), m vient prêpositionner le compteur 2 (7). Le complément à ce nombre d'im- pulsions permettra de déterminer le délai de mise à feu. Le fonctionnement statique ne peut excéder un certain temps directement lié à la réserve d'énergie de l'accumulateur (24). Le fonctionnement dynamique débute au départ du coup de canon. Ce dernier provoque l'ouverture d'un contact mécanique dont l'action directe sur la porte mémoire (4) autorise le passage du signal en provenance de l'oscillateur (3). Ce signal est ensuite ramené à une fré n quence plus basse, par le diviseur binaire 2 (5) avant de venir com m plementer, en passant par la porte OU (6), le compte 2m(7). Ces mêmes impulsions, amplifiées, après passage dans un transformateur élévateur (20) et (2), viennent charger la capacité de mise a feu dont le court-circuit centrifuge (25) a disparu à la mise en rotation. Au basculement du compteur 2m (7), un élément de puissance assure l'initialisation de la partie pyrotechnique. Une mise à feu secondaire est prevue par un contacteur (19) se refermant à l'impact. On retrouve au niveau de l'alimentation deux sous-ensembles qui permettent - pour l'un, la déprogrammation (8) de la fusée, c'est-à-dìre, l'arrêt du convertisseur (23) et la remise à zéro de l'alimentation (21). Cette fonction est réalise en début de chaque programmation, - pour l'autre, la neutralisation (9) se réalise par une utilisation différente de l'outil de programmation et consiste en une décharge complète de l'accumulateur (24), rendant inerte la fusée. Trois retards à l'éxécution de fonctions essentiees assurent une sécurité accrue. Il s'agit de T1 (27) - Retard à l'ouverture de l'interrupteur de départ du coup sur la fonction porte-mémoire (4), T2 (28) - Des la mise en action des compteurs, retard à la charge de la capacité de mise à feu (1), T3 (29) - Retard, à l'ouverture de l'interrupteur de départ du coup (22), sur la possibilité d'action du capteur d'impact (19). S'y ajoutent les sécurités mécaniques suivantes : interrupteur centrifuge sur la capacité de mise à feu (25) interdisant toute charge de celle-ci, shunt de l'amorce, et mise à feu à l'arrivée au sol par un capteur d'impact (19). A ces Sécurités viennent s'ajouter les sécurites mécaniques classiques comprises dans la partie mécano-pyrotechnique exterieure. Sans sortir du cadre de l'inventionR on pourra notamment modifier les rapports de comptage, utiliser tout type d'oscillateur ou de moyens pyrotechniques de mise à feu. En effet, une amélioration dans la réalisation montrée à la figure 2 consiste à mettre en oeuvre une seconde channe de comptage de telle sorte que les deux channes de comptage sont reliées en parallèle, l'une est pilotée par un oscillateur à quartz (3) et demeure la référence chronométrique, l'autre est pilotée par un oscillateur R.C. (11) et ne fait qu'autoriser la liaison de la précédente avec la mise à feu après un délai d'un certain pourcentage du temps programme. On trouve donc en supplément - un premier compteur (12) de puissance ''nul' qui assure la compta bilité entre la fréquence de l'oscillateur R.C. (11) et la fréquence de programmation, - un deuxième compteur de puissance "m" (14), - une porte OU (13) pour l'introduction des impulsions de programmation, - une porte mémoire (26) qui permet le blocage de l'oscillateur, - un nouveau retard T1 (3.2) à l'ouverture de l'interrupteur du coup, sur la fonction porte-mémoire (26). Une autre amélioration de réalisation de l'invention consiste à permettre un contrôle, par le programmateur, de la bonne prise en compte de la programmation par le divisieur binaire 2m (7). Pour obtenir une optimisation du fonctionnement sur trajectoire, il est nécessaire de vérifier la bonne prise en compte par le compteur m principal 2m(7) des informations envoyées par le programmateur. Ce con- trôle nécessite une réponse de la fusée au programmateur. Pour ce faire, il est nécessaire de disposer des éléments complémentaires suivants , eflparallêle sur le compteur principal 2mlun compteur-décompteur 416) de même puissance, une interface de sortie (17), un séparateur sur l'entrée (18). D'autre part, le signal de programmation comporte un double train d'impulsions. La premiere serie d'impulsions charge normalement le compteur 2m (7). Ensuite se produit le basculement du séparateur (18), ce qui entrain le transfert dans (18) des informations de (7). La deuxième série d'impulsions vient alors attaquer le compteur (16), lequel est en position décomptage. Le nombre d'impulsions du deuxieme train provoque la retombée- à zéro du compteur (16) qui délivre un signal retransmis au programmateur par modification de l'impédance que représente l'étage d'interface de sortie (17). Le comptage par le programmateur-du nombre d'impulsions composant cette deuxième série permet de conclure à une bonne programmation de (7j. En ce qui concerne l'outil de programmation du retard, ou programmateur, il s'agit d'un appareil indépendant, portatif et de capacité d'autonomie importante; plusieurs centaines de programmations sont possibles avec un seul jeu de piles. La liaison avec la fusée est réalisée par l'intermédiaire d'un câble coaxial et d'un embout venant coiffer la tête de la fusée et assurer les deux contacts nécessaires, le contact actif et le contact de référence ou commun. Les informations adressées à la fusee sont de deux types, programmation ou neutralisation. Dans le cas des informations de programmation, on trouve dans l'ordre - le train d'impulsions de programmation. le créneau positif d'alimentation, - le train d'impulsions de programmation. Dans le cas des informations de neutralisation, on ne trouve qu'un créneau négatif. Les différentes fonctions du programmateur sont accessibles par cinq touches sensibles à la disposition de i' opérateur sur la face avant de l'outil de programmation, incrémentation du délai, marche, arrêt, décrémentation du délai, envoi des informations ou trempage, Un afficheur à 4 éléments hexadécimaux permet de visualiser le temps programmé, la bonne prise en compte des informations par la fusée et le bon fonctionnement de l'appareil. Un contrôle du courant injecté dans la fusée permet de constater la bonne liaison programmateur-fusée, une impédance normale de la fusée, et en faisant varier la durée du créneau de charge, de moduler l'énergie emmagasinée par l'accumulateur. Pour le contrôle du programmateur par lui-même, un circuit de mesure du niveau de tension des piles commande un affichage dit d'alerte-pile, consistant en un clignotement de l'afficheur. Une répétition pendant plusieurs secondes de l'affichage de délai désiré, après programmation, permet à l'opérateur de vérifier l'exactitude de celle-ci. Un blocage des circuits de comptage pendant la programmation évite de modifier de façon intempestive le délai choisi. Pour éviter toute usure inutile des piles, l'affichage s'efface quelques secondes après son fonctionnement, et au bout de quelques dizaines de minutes, l'ensemble se met en attente. Un microprocesseur gère le déroulement des différentes phases du fonctionnement. REVENDICATIONS 1 - Fusée à retard programmable pour mise à feu d'éléments pyrotechniques après le départ d'un projectile, du type appelée inerte quand elle ne peut pas provoquer la mise à feu des éléments pyrotechniques, statique lorsqu'elle est dans l'état tel que tout départ du projectile activerait le comptage du retard programmé, et dynamique dans la phase de comptage du retard programmé après départ du projectile, fusée comprenant un dispositif d'élaboration du retard constitué de moyens de comptage d'impulsions électriques traduisant un retard, et de moyens pour délivrer un signal de sortie de maniere à actionner des moyens de mise à feu, caractérisée en ce qu'elle est associée à un programmateur indépendant fournissant toute l'énergie nécessaire à un accumulateur interne à la fusée pour le fonctionnement du dispositif d'élaboration du retard et pour la mise à feu at fournissant les signaux de commande du dispositif d'élaboration du retard. 2 - Fusée a retard programmable selon la revendication 1, caractérisée en ce que le programmateur génére un signal de programmation comprenant - une tension négative, créneau d'une courte durée, assurant la deprogrammation de la fusée, - une tension négative, créneau d'une durée plus longue que le précédent, assurant la charge de l'accumulateur, - un signal d'impulsions assurant la charge des moyens de comptage dans le dispositif d'élaboration du retard, en fonction du temps de retard à programmer. 3 - Fusée à retard programmable selon la revendication 1, caractérisée en ce que le programmateur génère une tension négative de longue durée, provoquant a décharge de l'accumulateur. 4 - Fusée à retard programmable selon la revendication 1, caractérisée en ce que le programmateur génére un signal de programmation comprenant - une tension négative, créneau d'une courte durée, assurant la déprogrammation de la fusée, - une tension négative, créneau d'une durée plus longue que le précédent, assurant la charge de l'accumulateur, - un signal d'impulsions assurant la charge de moyens de comptage dans le dispositif d'élaboration du retard, en fonction du temps de retard à programmer, - une tension négative de longue durée, provoquant la décharge de l'accumulateur. 5 - Fusée a retard programmable selon la revendication 1, caractérisée en ce que le signal issu du programmateur comprend successivement - une tension négative, créneau d'une courte durée1 -assurant la déprogrammation de la fusée, - une tension négative, créneau d'une durée plus longue que le précédent, assurant la charge de l'accumulateur, - un signal d'impulsions assurant la charge de moyens de comptage dans le dispositif d'élaboration du retard, en fonction du temps de retard à programmer, - une tension négative de longue durée, assurant la décharge de l'accumulateur. 6 - Fusée selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un condensateur (1) fournissant l'énergie pour la mise à feu, court-circuité avant le départ du projectile, et chargé lors de la rotation du projectile. 7 - Fusée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un générateur de haute-tension (2) pour la mise à feu, activé lors du départ du projectile. 8 - Fusée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le dispositif d'élaboration du retard comprend un oscillateur n (3), séparé de premiers moyens de comptage de capacité 2 (5) par une porte-mémoire (4) neutralisée au départ du projectile, une porte OU & deux entrées (6) recevant le signal délivré par les premiers moyens de comptage (5) et le signal de programmation, et dont la sortie est reliée à des seconds moyens de comptage de capacité 2m (7). 9 - Fusée selon la revendication 8 > caractérisée en ce que l'oscillateur (3) est piloté par quartz. 10 - Fusée selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, caractérisée en ce qu'elle comporte un sous-ensemble de déprogrammation (8), activé par une impulsion négative de courte durée inférieure à une seconde. 11 - Fusée selon l'une guelconque des revendications 1 a 10, caractérisée en ce qu'elle comporte un sous-ensemble de neutralisation (9) activé par une impulsion négative de longue durée, supérieure à dix secondes. 12 - Fusée a retard programmable selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que le signal de programmation incrémente une m partie des moyens de comptage de capacité 2 (7), que le départ du coup provoquant ltouverure de la porte mémoire (4) autorise l'oscillateur (3 > n à incrémenter les moyens de comptage de capacité 2n(5) qui fournissent alors un signal d'incrémentation complémentaire aux moyens de comptage de capacité 2m(7), ceux-ci provoquent alors en fin de comptage la mise à feu (10). 13 - Fusée selon la revencication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus une seconde chaine de comptage divisée en deux parties,la première partie étant pilotée par un oscillateur RC (11) et comprenant n un compteur de capacité 2 (12), dont la sortie attaque l'entrée d'une porte OU (13) à deux entrées, l'autre entrée de cette porte OU recevant le signal de programmation; une seconde partie contenant la porte OU (13) à deux entrées, dont la sortie attaque un compteur de capacité 2m (17), et une autre porte OU (15) à deux entrées recevant alors les deux sorties m des deux compteurs de capacité 2 (7) et (14) des deux chaines de comptage, la sortie de cette porte OU provoquant la mise à feu (10). 14 - Fusée selon l'une quelcongue des revendications 12 et 13, caractérisée en ce qu'elle comprend,en parallèle sur un des compteurs de capacité 2 (7) ou (14) un compteur décompteur (16)) de même puissance, une interface de sortie (17) reliant la sortie de ce compteur-décompteur à l'entrée (30) des signaux venant du programmateur externe,et un séparateur d'information (18) sur cette entrée (30) contenant deux sorties reliées respectivement à la porte OU située à l'entrée du ou des compteurs 2m(7) et (14) et au compteur (16). 15 - Fusée selon la revendication 14, caractérisée en ce que le signal de programmation se décompose en deux groupes d'impulsions, le premier m groupe venant charger les moyens de comptage de capacité 2 (7) et (14), ceux-ci chargeant le compteur-décompteur (16) en position de comptage, puis après basculement du séparateur (18) sur le compteur-decompteur (16), le second groupe venant décharger le compteur-décompteur (la) passé alors en position de décomptage, la sortie de ce compteur-décompteur (16) signalant alors sa retombée à zéro par un signal sur l'interface de sortie (17) > signal qui Sera lu par le programmateur. 16 - Fusée selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'une chaîne de mise à feu à l'impact (22) est placée en parallèle sur le circuit d'élaboration du retard.