Brevet FR2590663A1 — publié le 19870529

La présente invention concerne les têtes militaires pour pro jectiles et se rapporte plus particulièrement aux têtes militaires à effet direct instantané notamment pour roquettes d'artillerie. Une roquette est généralement constituée d'un propulseur et d'une tête militaire destinée a être désolidarisée du propulseur en un point de la trajectoire de la roquette situé au droit d'une zone d'attaque choisie. Dans les roquettes connues,la tête militaire, après sa déso lidarisation du propulseur, libère des charges élémentaires, par exemple des projectiles à charge creuse du type grenade, dont la trajectoire en chute libre parfaitement aléatoire, rend l'effica cité de la roquette nettement insuffisante. Par ailleurs, lorsqu'on désire atteindre une zone déterrninée du terrain, on doit utiliser un nombre de têtes militaires -très important pour espérer obtenir l'effet recherché qui consiste à détruire un nombre déterminé d'objectifs repartis à l'intérieur de la zone. Les têtes militaires du type precité sont décrites aux brevets français NO 1605069, 70 10598 et 70 10599. Les calculs dJefficacité effectués sur les engins décrits aux brevets précités ont montré que les résultats à attendre notamment dans le domaine de l'effet antichar sont nettement insuffisants du fait même du principe d'une couverture parfaitement aléatoire de la zone d'attaque adopté pour la conception de ces projectiles. Ces calculs ont en effet permis d'établir que pour détruire au plus quatre objectifs sur dix dans une zone d'attaque d'environ 20 hectares, il faudrait tirer une salve de 216 roquettes chargées chacune de 58 grenades antichar de calibre 42 mm. On connaît en outre les systèmes à missiles guidés. De tels systèmes sont extrêmement complexes et coûteux et ne répondent pas aux spécifications demandées aux systèmes de roquettes d'artillerie. Une tête militaire qui comprendrait des moyens de détection de l'objectif pourrait répondre à ces spécifications notamment lorsqu'il s'agit d'atteindre des objectifs tels que des chars ou autres véhicules de combat à condition que la détection de tels objectifs soit suffisamment sûre. On a pensé à réaliser pour les têtes militaires des moyens de détection sensibles aux signaux électroniques émis par des objectifs tels que les véhicules. En effet, les équipements de transmission électrique,en particulier le dispositif d'allumage d'un moteur à explosion (lorsqu'il ne s'agit pas d'un moteur diesel) rayonne une énergie radio-électrique importante. Cependant la détection de cette énergie offre peu d'intérêt car d'une part le brouillage radio permanent et d'autre part l'impossibilité de tout trafic radio en raison des progrès de la guerre électronique risquent de rendre une détection de ce type totalement inefficace. On sait par ailleurs que le champ manétique terrestre est déformé au voisinage d'une masse métallique telle qu'un vOhicule de combat. Cette déformation pouvant être détectée à l'aide d'un magnétomètre ultra-sensible. Cependant es magnétomètres sont des appareils très délicats de sorte que leur utilisation dans un dispositif de détection embarqué est difficilement concevable. La masse métallique d'un véhicule de combat fournit d'excellents échos radar mais les équipements radar sont lourds et coûteux et il existe des parades contre la détection radar, par exemple l'utilisation de leurres. L'invention vise à créer une tête militaire qui comporterait un dispositif de détection de l'énergie thermique rayonnée par un objectif. En effet, un véhicule automobile, qu'il soit en marche ou à l'arrêt depuis quelques heures, émet un rayonnement infrarouge qui ne peut être éliminé. Une observation passive d'un secteur dans le domaine de l'infrarouge fait ressortir nettement un objet dont la température est supérieure à celle du milieu ambiant. L'invention a donc pour but d'utiliser ce phénomène pour commander la charge active d'une tête militaire après la détection d'un objectif. Elle a donc pour objet une tête militaire notamment pour roquette d'artillerie comportant un corps de section circulaire dans lequel est disposé au moins un ensemble actif contenant une ou plusieurs charges, et des moyens pour découper ledit corps afin de libérer ledit ensemble actif en réponse à un signal de commande, caractérisée en ce que ledit ensemble actif comporte un détecteur de rayonnement infrarouge sensible au rayonnement thermique émis par une cible à atteindre, des moyens de freinage et de suspension pour conférer audit ensemble une attitude pour laquelle l'axe optique du détecteur est incliné afin d'assurer le pointage de celui-ci sur une zone de terrain dans laquelle la cible est supposée se trouver, des moyens moteurs pour imprimer audit ensemble une rotation sensiblement autour d'un axe vertical pour provoquer le balayage de ladite zone de terrain par ledit détecteur et des moyens de commande pour déclencher ledit ensemble actif en réponse à un signal fourni par ledit détecteur après repérage de ladite cible. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple - la Fig. 1 est une vue en élévation et en coupe d'une tête militaire suivant l'invention ; - les Fig. 2 à 5 montrent des coupes transversales de la tête militaire de la Fig. 1, respectivement selon les lignes 2-2, 3-3, 4-4 et 5-5 de la Fig. 1,; - la Fig. 6 est une vue en coupe d'un détail de cette tête - la Fig. 7 montre un schéma simplifié des organes électroniques de la tête militaire - lesrFig. 8a à 8G montrent le fonctionnement de la tête militaire suivant l'invention ; - la Fig. 9 montre une vue en élévation et en coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention - la Fig. 10 est une vue en coupe transversale selon la ligne 10-10 de la Fig. 9 ; et - la Fig. 11 illustre le fonctionnement de la tête militaire de la Fig 9. Sur les Fig. 1 à 6, on a représenté un premier mode de realisation de l'invention dans lequel une tête militaire 1 fait partie d'une roquette d'artillerie 2 dont on aperçoit la fusée chronométrique 3 placée à l'interface de la tête 1 et du propulseur (non représenté) de la roquette 2. La tête militaire 1 proprement dite comprend un corps de section circulaire formé d'une enveloppe 4 qui est sertie en 5 sur le corps de la roquette 2. Elle est munie de plusieurs cordeaux de découpe longitudinale 6 et se termine par une ogive 7 covenant un calage 8. Au centre de la plaque d'extrémité 9 de la fusée chronométrique 3 est placé un relais pyrotechnique 10 auquel sont associés des cordeaux détonants radiaux et circulaires 11 destines à provoquer la séparation de la tête 1 et de la fusée chronométrique 3. Un ensemble actif 12 est disposé dans l'enveloppe 4 et comporte dans l'exemple représenté, cinq tubes de lancement 13 agencés autour d'un tube central 14, et contenant des charges élémentaires 15 disposées en colonne telles que des grenades antichar. Des cales 16 placées à l'extrémité arrière de l'enveloppe 4 délimitent un logement 17 pour un parachute de freinage 18 qui est attaché à une plaque d'embase circulaire 19. Celle-ci est adjacente à une frette cylindrique 20 dans laquelle sont maintenus les tubes de lancement 13 et le tube central 14. A leurs extrémités opposées, ces tubes sont solidaires d'une plaque circulaire de maintien 21 du côté opposé de laquelle se trouve un générateur à gaz 22 comportant une chambre de mise à feu 23 contenant une charge 24 destinée à propulser les charges élé- mentaires 15 hors des tubes 13. Sur la paroi avant de la chambre de mise à feu 23 sont montés un dispositif de mise en rotation 25 et un dispositif de désaccou pliement électro-pyrotechnique 26 destiné notamment à séparer le parachute 18 de la tete militaire au cours de sa séquence de fonctionnement. Le dispositif de désaccouplement 26 enserre les extrémités avant de quatre câbles de maintien longitudinaux 27 dont les extrémités arrières sont engagées autour de deux poulies de mise sous tension 28 montées sur la face arrière de la plaque d'embase 19. Le dispositif de désaccouplement 26 comporte une charge pyrotechnique à allumage électrique qui est susceptible de désolidariser deux demi-coquilles 29 normalement serrées l'une contre l'autre par un collier de serrage 30. Comme le montre en particulier la Fig. 3, la frette 20 est fendue longitudinalement et les deux bords longitudinaux de cette frette sont recourbés vers l'intérieur entre les deux tubes de lancement non jointifs 13a et 13b. Ces bords supportent une broche transversale 31 sur laquelle est engagée le talon fourchu 32 d'un couvercle allongé 33 recouvrant un logement 34 ménagé entre les tubes de lancement 13a et 13b. Ce couvercle 33 est maintenu par deux câbles longitudinaux 27 correspondants. Dans le logement 34 est disposé un parachute de descente 35 dont les suspentes sont attachées à un câble de liaison 36 qui est fixé à une butée à billes 37. Celle-ci est articulée sur une bielle 38 au moyen d'une broche 39.attachée à un hauban 40 de longueur nettement supérieure à celle de la bielle 38. Celle-ci est articulée sur la plaque de maintien 21. Le sommet du parachute de descente 35 est attaché par un câble d'extraction 41 à la plaque d'embase 19 de manière que le parachute 35 puisse être déployé correctement lorsque cette plaque est larguée après la mise à feu du dispositif de désaccouplement 26. Le dispositif de mise en rotation 25 comporte (Fig. 6) une charge propulsive 42 logée dans une tubulure 43 dont l'axe est perpendiculaire à l'axe de l'ensemble de la tête militaire. Un détecteur de rayonnement infrarouge 44 est disposé dans la partie arrière du tube central 14, son système optique de détection étant dirigé vers l'ouverture arrière de ce tube. Un accéléromètre 45, un dispositif 46 électronique de traitement avec son alimentation, un dispositif d'auto-destruction 47 et un dispositif de commande et de contrôle 48 sont empilés successivement dans le tube central 14. Divers conducteurs de commande tels que 49, 50 et 51 sont reliés entre les dispositifs de traitement et de commande 46 et 48 et les organes correspondants à commande électrique. Le dispositif d'autodestruction 47 et 1'accéléromètre 45 sont des éléments facultatifs qui ne sont pas indispensables au fonctionnement de la tête militaire. Comme on le voit sur la Fig. 7, le détecteur de rayonnement infrarouge 44 est connecté à un amplificateur 52 logé dans le boîtier 46 et connecté par sa sortie à un circuit à seuil 53. La sortie de ce dernier est reliée à une porte de coîncidence 54 dont une seconde entrée est reliée à une horloge 55 déterminant la séquence des opérations. La sortie de la porte de coincidence 54 est connectée à un circuit à retard 56 qui estdirectement relié à l'initiateur 57 de la- charge propulsive.24 des tubes de lancement 13. Ce circuit à retard 56 est facultatif et n'est prévu que dans le cas où la tête militaire comporte l'accéléromètre 45. Ce dernier est relié également à un circuit de calcul 58 qui élabore un signal de vitesse zéro et qui actionne l'initiateur 57. L'horloge 55 peut éventuellement être remplacée par un capteur baromètrique (non représenté) commandant les opérations enbfonction de l'altitude de la tête militaire. Le détecteur de rayonnement infrarouge 44 est de préférence basé sur une technologie ne nécessitant pas l'emploi d'un dispositif de refroidissement pour assurer une détection suffisante dans la gamme de longueurs d'onde allant de 8 à 14 microns. I1 est donc soit du type bolométrique, soit, de préférence, du type thermo-couple à effet SEEBECK. Afin d'assurer cette fonction, on peut7aussi utiliser un détecteur pyroélectrique au sulfate de triglycine..Cett? gamme présente l'avantage de rendre le détecteur insensible.à certaines conditions métésrologiques (brouillards notamment), aux contrastes entre les conditions diurnes et nocturnes et aux phénomènes perturbateurs intentionnels tels que les sources de chaleur fumigènes. Le détecteur peut également comprendre des moyens de discrimination pour éliminer les signaux provenant de sources trop chaudes (incendie d'un véhicule, par exemple). Ces moyens peuvent comprendre par exemple un capteur dont la fenêtre de sensibilité va de 0,2 à 5 microns et qui est associé à une porte à colncidence avec le détecteur principal. On peut également prévoir un filtre photométrique procédant à un découpage périodique des informations fournies par le détecteur. L'axe du détecteur peut être décalé angglairement par rapport à l'axe de la tête militaire (axe de tir) pour tenir compte notamment deJIa vitesse de rotation de celle-ci autour de l'axe de la butée à billes 37, de la durée de réaction des moyens de mise à feu, de l'altitude de tir ou de la mobilité de la cible. A cet effet, on peut associer le détecteur avec l'accéléromètre déjà décrit ci-dessus. Le fonctionnement est le suivant : (Fig. 8a à 8c) En un point déterminé de sa trajectoire, c'est-à-dire à altitude Ho, à l'instant to et à la vitesse VO dont les valeurs sont déterminées par un affichage préalable effectué avant le tir, la fusée chronométrique 3 de la roquette 1 envoie un ordre qui réalise les actions suivantes - l'envoi d'un signal électrique sur la ligne 51 vers lQdisposi- tif de traitement 46 - la mise à feu de la chaîne pyrotechnique 10 qui provoque la séparation de la tête 2 et du propulseur 3 et le découpagede lten- veloppe extérieure 4 et de l'ogive 8 grâce aux cordeaux de-decoupe longitudinaux 6, en des panneaux qui sont éjectés radialçepnt. Lorsque le propulseur 3 se sépare de la tête 2, le parachute 18 est déployé ce qui provoque la première phase de décélération de la tête. Cette première phase de freinage se déroule durant un intervalle prédéterminé par rapport à l'instant to au bout duquel le dispositif de traitement 46 délivre un signal électrique par l'intermédiaire de l'horloge 55. Ce signal commande - La mise à feu du dispositif de désaccouplement 26 libérant les câbles longitudinaux de maintien 27 qui glissent vers l'arrière de la tête. Ceci provoqueqla désolidarisation de la plaque d'embase 19 et du parachute de freinage 18 qui y est attaché. 2) La libération et le largage du couvercle 33 ouvrant ainsi le compartiment 34 dans lequel est placé le parachute de descente 35. 3 > L'extraction de ce parachute 35 par l'intermédiaire du parachute de freinage 18 et du câble 41lce qui provoque le déploiement rapide du parachute 35, le câble 41 étant ensuite séparé de ce dernier. La décélération obtenue en fin de cette seconde phase conduit à une trajectoire de ensemble de la tête 3 sensiblement verticale, trajectoire qui est suivie à la vitesse désirée. Le déploiement du parachute 35 provoque également l'extension du système triangulaire de suspension ayant pour sommet la butée à billes 37 et pour côtés la bielle 38, le hauban 40 et la droite non matérialisée reliant l'axe 49 à la broche 41. Comme le hauban 40 a une longueur nettement supérieure à celle de la bielle 38, ladite droite s'incline sur la verticale de telle sorte que le centre de gravité C de la tête vienne en aplomb de la butée à billes 37. I1 en résulte que les axes des tubes de lancement 13 paraîlè- les à ladite droite prennent une inclinaison correspondante par rapport à la verticale, leurs extrémités de sortie (auparavant à l'arrière) étant pointées vers le bas. A la fin de la deuxième phase du fonctionnement à l'instant t3, l'horloge 55 fournit un signal au dispositif de mise en rotation 25 qui est déclenché pour provoquer une poussée sur l'extrémité avant de la tête, perpendiculaire à l'axe de cette- dernière. Celle-ci commence ainsi à tourner autour de l'axe vertical défini par le câble 35 grâce à la butée à billes 37, tout en demeurant pointée vers le bas. L'horloge envoie également un signal d'activation à la porte 54 qui laisse ainsi passer les signaux provenant du détecteur 44. Ce dernier commence à explorer la zone de combat,l'ensemble qui demeure incliné et qui est animé d'une vitesse de rotation déterminée, descendant à une vitesse constante. La phase de détection peut également être déclenchée après que la tête ait atteint une altitude prédéterminée fixée par un capteur baromètrique. Quand le détecteur 44 dont le calage par rapport aux tubes de lancement 13 permet de tenir compte des différents paramètres de tir, reçoit un signal significatif d'une cible, la charge de propulsion 24 est déclenchée éventuellement après un retard dêterminé par l'accéléromètre 45 et le circuit à retard 56, la mise à feu pouvant également être conditionnée par le circuit de calcul 50. Les projectiles 15 sont alors éjectés à grande vitesse en direction de la cible repérée. La roquette 60 des Fig. 9 et 10 constitue un autre mode de réalisation de l'invention. Elle comprend une tête militaire 61 et un propulseur 62 (partiellement représenté) avec sa fusée chronométrique. La tête 61 comporte une enveloppe cylindrique 63 munie de cordeaux détonants et une ogive 64. te propulseur 62et l'ogive 64 sont séparables du corps de la tête militaire au moyen de cordeaux détonants judicieusement disposés. L'enveloppe 62 contient deux ensembles actifs 65a et 65b qui sont identiques et indépendants et contiennent chacun une charge plate. Chacun de ces ensembles comprend un parachute de freinage et de descente 66 qui à l'état plié est maintenu par une coquille de calage et de protection 67. Les suspentes du parachute de freinage 66 sont attachées à une butée à billes 68, elle-même articulée sur une bielle de liaison 69. Celle-ci est articulée à son tour sur une bielle 70 connectée à la charge 67 et fixée à un hauban 71 qui par son autre extrémité et par l'intermédiaire d'une chape 72 est relié à un ensemble de détection et de commande 73 comprenant notamment un détecteur de rayonnement infrarouge qui à l'état déployé du parachute 66 est dirigé vers l'arrière de l'ensemble actif. L'ensemble de détection et de commande 73 est articulé en 74 sur la charge 67. On notera que la longueur de la bielle 70 est nettement inférieure à celle du hauban 71, ce qui après déploiement du parachute et de la bielle 70, du hauban 71 et de la chape 72, permet d'incliner l'axe de l'ensemble actif par rapport à la verticale et de pointer ainsi le détecteur sur la zone de combat à explorer. Un dispositif de mise en rotation 75 est monté sur la charge. Le fonctionnement de cette tête militaire ressort clairement des Fig. lla et llb et est très analogue à celui déjà décrit à propos des Fig. 8a à 8d. REVENDICATIONS 1.- Tête militaire notamment pour roquette d'artillerie comportant un corps de section circulaire dans lequel est disposé au moins un ensemble actif contenant une ou plusieurs charges, et des moyens pour découper ledit corps afin de libérer ledit ensemble actif en réponse à un signal de commande, caractérisée en ce que ledit ensemble actif (15, 24; 67) comporte un détecteur de rayonnement infrarouge (44; 73) sensible au rayonnement thermique émis par une cible à atteindre, des moyens de freinage et de suspension (18, 35, 37, 38, 40 ; 66, 68 à 70) pour conférer audit ensemble une attitude pour laquelle l'axe optique du détecteur (44 ; 73) est incliné afin d'assurer le pointage de celui-ci sur une zone de terrain dans laquelle la cible est supposée se-trouver, des moyens moteurs (25 ; 74) pour imprimer audit ensemble une rotation sensiblement autour d'un axe vertical pour provoquer le balayage de ladite zone de terrain par ledit détecteur et des moyens de commande (44 à 58 ; 73) pour déclencher ledit ensemble actif en réponse à un signal fourni par ledit détecteur (44 ; 73) après repérage de ladite cible. 2.- Tête suivant la revendication 1 caractérisée en ce que la plage de sensibilité au rayonnement dudit détecteur (44 ; 73) est située entre des longueurs d'onde de 8 et 14 microns. 3.- Tête suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit détecteur (44 ; 73) est du type halo- métrique, pyroélectrique ou à thermo-ouple. 4.- Tête suivant l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisée en ce que l'axe dudit détecteur (44 ; 73) s'étend dans la mêmedirection que l'axe de l'ensemble actif (15, 24 ; 67), le détecteur étant agencé à l'une des extrémités de celui-ci et en ce que lesdits moyens de freinage et de suspension comprennent au moins un parachute relié audit ensemble par l'intermédiair re d'organes de liaison déployables attachés respectivement à peu près aux extrémités opposées dudit ensemble, le premier organe de liaison connecté à l'extrémité correspondant audit détecteur ayant une longueur supérieure à celle du second organe de liaison. 5.- Tête suivant la revendication 4, caractérisée en ce que ledit premier organe estin hauban souple, tandis que le second organe est une bielle articulée sur ledit ensemble actif. 6.- Tête suivant la revendication 4, caractérisée en ce que ledit premier organe est constitué par l'assemblage d'un hauban souple et du détecteur lui-meme, articulé sur le corps de l'ensemble actif, ledit second organe étant une bielle articulée également sur ce corps. 7.- Tete suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les organes de liaison sont attachés aux suspentes du parachute par l'intermédiaire d'une butée à billes et en ce que lesdits moyens moteurs sont agencés à l'extrémité dudit ensemble opposée audit détecteur et capable, en réponse à un signal de commande, d'engendrer une poussée dirigée transversalement par rapport à l'axe dudit ensemble. 8.- Tête suivant la revendication 7 caractérisée en ce que lesdits moyens moteurs sont constitués par un générateur à gaz de type pyrotechnique (25 74). 9.- Tete suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit ensemble comprend plusieurs tubes à canon (13) agencés longitudinalement autour d'un tube central (14), à l'une des extrémités duquel est agencé ledit détecteur (44), les extrémités des tubes à canon (13) opposés audit détecteur communiquant avec un générateur à gaz (24) destiné d assurer la propulsion de projectiles (15) empiles dans chaque tube à canon, au moment du déclenchement dudit ensemble actif. 10.- Tête suivant la revendication 9 prise ensemble avec l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que le parachute (35) et les organes de liaison (38, 40) sont logés, à l'état plié, dans un compartiment (34) ménagé entre deux tubes à canon adjacents (13a, 13b) et en ce que ledit compartiment est fermé par un couvercle (33) largable. 11.- Tête suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que les extrémités du tube central (14) et des tubes à canon (13) correspondant audit détecteur (44) sont fermées par une plaque d'embase (19) à laquelle sont attachés quatre câbles de maintien longitudinaux (27) qui enserrent l'ensemble actif et qui, du côté opposé de celui-ci, sont maintenus ensemble par un dispositif de désaccouplement pyrotechnique (26) permettant le largage de la plaque d'embase. 12.- Tête suivant la revendication 11, caractérisée en ce qu'un parachute de freinage (18) est attaché à la plaque d'embase (19) . 13.- Tête suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que lesdits moyens de commande comprennent un circuit électronique comportant une porte (54) connectée d'une part à une horloge (55) minutant la séquence de fonctionnement de l'ensemble actif et, d'autre part, audit détecteur (44), la sortie de ladite porte (54) étant reliée à un initiateur (57) pour déclencher les charges de l'ensemble actif. 14.- Tête suivant la revendication 13, caractérisée en ce qu'il est prévu un accélérométre (45) pour n'autoriser lé fonctionnement dudit initiateur qu'après détection d'une valeur d'accélération donnée dudit ensemble actif.