Brevet FR2593596A1 — publié le 19870731

Dispositif de poursuite d'objectif. La présente invention a pour objet un dispositif de poursuite d'objectif disposé dans la tête chercheuse d'un missile guidé comportant un détecteur situé derrière un agencement de lentilles. Les dispositifs de ce type, connus par exemple par le EP-A-79 684, présentent une tête chercheuse pouvant pivoter par rapport à l'axe longitudinal du missile guidé, afin d'explorer la zone de l'objectif à la recherche d'un objectif et, après l'avoir repéré, de procéder à une modification éventuelle de la direction de déviation de l'objectif par rapport à l'axe longitudinal du missile, de telle sorte que le missile puisse être commandé selon les règles de la navigation proportionnelle en cap collision. Les dépenses relatives à la partie mécanique et électromécanique d'une tête chercheuse orientable par rapport à l'axe longitudinal du missile, sont cependant exagérément élevées; il n'est pas rare qu'elles représentent beaucoup plus de la moitié du coût global d'un missile guidé simple. L'invention a donc pour but de réaliser un dispositif du type précité, pouvant être réalisé à un coût avantageux tout en restant efficace, et qui puisse notamment être employé dans des missiles guidés équipés simplement sur le plan technique, afin d'abaisser de manière décisive leur coût global. Ce but est atteint avec le dispositif suivant l'invention en ce que deux disques tournant à des vitesses de rotation différentes sont disposés sur le parcours des rayons de l'agencement de lentilles, ces disques présentant des fentes diversement excentrées et laissant passer les rayons. Avec cette solution, la zone de l'objectif est balayée de manière traditionnelle en spirale pour la recherche et la poursuite de l'objectif, sans qu'une tête chercheuse orientable (ou un missile tournant avec un capteur monté incliné) soit nécessaire, puisque la zone de fenêtre laissant passer les rayons, qui résulte du recouvrement des deux disquesdiaphragme à fente, se déplace périodiquement en spirale sur le plan optiquement efficace de l'agencement de lentilles et qu'ainsi, un rayonnement d'énergie est réfracté le long de la génératrice d'une surface conique avec angle d'ouverture conique variable, par l'agencement de lentilles, sur le détecteur. La position instantanée de la zone de fenêtre, lors de la réception d'énergie de rayonnement par le détecteur, donne donc la direction de déviation instantanée de l'objectif à atteindre par rapport à la direction de l'axe longitudinal du missile guidé, ce qui permet de déduire sans difficulté, et de manière traditionnelle, l'information de guidage nécessaire à la commande du missile selon les règles de navigation proportionnelle. Une simple variation des distances focales de l'agencement de lentilles permet d'adapter le champ de vision exploré aux conditions de l'approche d'objectif. Un champ de vision restreint peut être balayé avec une périodicité plus grande, ce qui peut être réalisé en augmentant la différence entre les vitesses de rotation des deux disques à fente. A cet effet, on peut maintenir inchangé le rapport des deux vitesses de rotation, c'est- à-dire utiliser un engrenage à rapport de multiplication constant, en faisant varier simplement l'une des deux vitesses de sortie de l'engrenage au moyen du moteur d'entraînement, par exemple en augmentant la petite vitesse; en raison du rapport de multiplication fixe de l'engrenage, l'autre vitesse varie de même. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de poursuite d'objectif disposé dans la zone de tête d'un missile guidé, La figure 2 représente un disquediaphragme à fente linéaire radiale, La figure 3 représente un disquediaphragme à fente en spirale, La figure 4 représente une position instantanée des deux fentes selon les figures 2 et 3, en leur point de croisement qui définit une zone de passage ou de fenêtre, La figure 5 représente un missile selon la figure 1 à grand angle d'ouverture de recherche de l'objectif entre l'axe longitudinal du missile et le parcours des rayons traversant son agencement de lentilles et La figure 6 représente un missile selon la figure 5, mais après détection de l'objectif avec petit angle d'ouverture pour la commande de poursuite d'objectif en avant du but (navigation proportionnelle). Un missile guidé 1 selon la figure 1 présente une tête chercheuse 2 fixe. Dans celle-ci, est disposé un détecteur 3 qui est conçu pour transformer de l'énergie en un spectre de rayonnement défini, de préférence de l'énergie infrarouge en signaux électriques. Dans le sens du vol, à l'avant du détecteur 3, est disposé un agencement de lentilles 4 & distance focale diversement réglable (agencement de lentilles dit zoom) de manière concentrique avec le missile 1 et le détecteur 3. On peut faire varier en continu la distance focale au moyen d'un dispositif de réglage (non représenté); mais en principe, une possibilité de réglage discontinu entredes distances focales définies suffit, et même une possibilité de choisir entre deux distances focales définies seulement. A l'avant de l'agencement de lentilles 4, dans le sens du vol, sont disposés l'un devant l'autre deux disques-diaphragme 5,6 qui sont montés de manière à pouvoir tourner autour de l'axe commun 7 du missile 1, de l'agencement de lentilles 4 et du détecteur 3. Pour le mécanisme de rotation, le disque-diaphragme 5 est relié, dans l'exemple représenté, par un arbre 8 et l'autre disque-diaphragme 6 par un arbre creux 10 coaxial au premier, à un engrenage 9 qui, de son côté est entraîné par un moteur 11. Les arbres 8 et 10 et par conséquent les disques 5 et 6 sont entrainés à des vitesses n5, n6 différentes (donc avec une différence de vitesse n5- n6=dn) (en principe l'une des vitesses n pouvant également prendre la valeur zéro). Les disques 5, 6 présentent des zones laissant passer les rayons différentes, non concentriques, avec (parallèlement à l'axe) un point de croisement réciproque de ces zones. Dans l'exemple représenté, le disque diaphragme 5 présente une fente 12 linéaire radiale (figure 2) et l'autre disque-diaphragme 6, une fente 13 en spirale, s'étendant sur presque 360 (figure 3). Le croisement des fentes est désigné ci-après par l'expression zone de fenêtre 14 laissant passer les rayons. En raison de la différence de rotation dn des disques diaphragmes 5, 6, la zone de fenêtre 14 se déplace périodiquement sur la surface efficace de l'agencement de lentilles 4, périphériquement et radialement, la périodicité T de ce déplacement correspondant à la valeur inverse de la différence de vitesse dn, et le sens radial (de l'intérieur vers l'extérieur ou de l'extérieur vers l'intérieur) correspondant au signe de cette différence de vitesse dn. La zone de fenêtre 14 passe donc à chaque fois de l'extrémité d'une excursion radiale de périodicité T au début du déplacement radial; c'est ce qui ressort de la figure 4. L'angle instantané S de la ligne de visée pour l'énergie de rayonnement absorbé par le détecteur 3, résulte de la distance focale réglée dans l'instant de l'agencement de lentilles 4 et de la position instantanée de la zone de fenêtre 14. Pour l'énergie de rayonnement absorbée par le détecteur 3, celui-ci délivre au dispositif 16 de poursuite et de commande, un signal qui est traité en même temps qu'une information de distance focale 17 et une information angulaire 18 pour donner un signal de réglage aux éléments de commande, par exemple aux gouvernails aérodynamiques, pour la navigation proportionnelle du missile guidé 1, comme connu en soi dans la navigation en cap collision. Si un objectif émetant un rayonnement se trouve précisément dans l'angle S des lignes de visée (figure 1), son énergie de rayonnement 15 traverse la zone de fenêtre 14, déviée par l'agencement de lentilles 4, pour atteindre le détecteur 3. A partir de la position instantanée de l'angle de rotation des deux disques diaphragmes 5, 6, donnée par exemple à l'engrenage 9 par des codeurs angulaires 19, on obtient l'information 18 et, grâce à un détecteur de position à zoom 20, l'information 17 relative à cet angle des lignes de visée instantané S par rapport à l'objectif concerné. Si l'on continue de faire tourner les disques diaphragmes 5,6, la zone de fenêtre 14 et par conséquent l'angle des lignes de visée S s'écarte à nouveau de la direction instantanée de l'objectif. Après une période T au cours de laquelle le missile guidé 1 (figure 5) a parcouru une certaine distance en direction de l'objectif Z, cet objectif Z se trouve à nouveau dans la zone de fenêtre 14, le cas échéant sous un nouvel angle des lignes de visée S3 du fait que l'objectif Z était sorti du relèvement du cap collision. La commande du missile guidé 1 est corrigéeen fonction de cette variation de l'angle des lignes de visée jusqu'à ce que l'on obtienne finalement un relèvement constant. En particulier, avant qu'un objectif Z soit capté, lorsque donc, le missile 1 se trouve encore à une grande distance du plan de déplacement de l'objectif, une grande 6 2593596 distance focale de l'agencement de lentilles 4 est tout à fait indiquée. En effet, on a alors un angle des lignes de visée S2 maximal (voir figure 5) et par conséquent une grande surface explorée en spirale dans le plan de déplacement de l'objectif. Lorsque la surface d'exploration est étendue, c'est-à-dire lorsque les parcours en spirale dans le plan de la zone de l'objectif sont longs, il faut s'efforcer de maintenir une petite différence de vitesse de rotation dn entre le déplacement des disquesdiaphragmes 5, 6, notamment un déplacement de balayage aussi lent que possible de la zone de fenêtre 14 qui produit cependant un balayage sans failles de la zone de l'objectif à l'intérieur du rayon maximal concerné; dans le cas contraire, le dispositif de traitement des signaux pourrait être surchargé par la multitude des informations recueillies par le capteur. Si un objectif Z a été capté dans le plan d'objectif, sous un angle de ligne de visée S3 (figure ), et si le missile guidé 1 a été dirigé vers cet objectif Z (figure 6), la distance focale de l'agencement de lentilles 4 peut alors être ramenée à un angle plus petit d'ouverture conique des lignes de visée, ce qui permet d'éviter des erreurs dues à des objectifs parasites et des objectifs apparents situés à côté de l'objectif Z capté. En raison de la surface de balayage plus réduite dans la zone de l'objectif, la fréquence f=l/T du déplacement de la zone de fenêtre 14 peut être augmentée par accroissement de la différence de vitesse de rotation dn. Ceci conduit à une grande quantité d'informations concernant l'objet exploré rapidement et donne ainsi la possibilité d'une classification des objets. Le missile 1 est commandé suivant les règles de la navigation proportionnelle jusqu'à ce que l'angle des lignes de visée S5 pris périodiquement, soit constant, car & ce moment là il y a cap collision sur l'objectif Z. 7 2593596 Le dispositif suivant l'invention permet donc de déterminer dans chaque cas, l'angle des lignes de visée et donc dans le système d'inertie la vitesse de rotation des lignes de visée, c'est-à-dire de recueillir les informations nécessaires à la commande du cap collision, sans recourir à un missile guidé tournant, ni à une tête chercheuse de poursuite coûteuse, grâce à des techniques simples d'adaptation du mode de fonctionnement du dispositif de poursuite d'objectif aux conditions de l'approche de la zone de l'objectif. REVENDICATIONS 1. Dispositif de poursuite d'objectif disposé dans la tête chercheuse (2) d'un missile guidé (1) comportant un détecteur (3) disposé derrière un agencement de lentilles (4), caractérisé en ce que deux disques (5, 6) tournant à des vitesses de rotation (n5, n6) différentes sont disposés sur le parcours des rayons de l'agencement de lentilles (4), ces disques présentant des fentes (12, 13) diversement excentrées et laissant passer les rayons. 2. Dispositif de poursuite d'objectif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un agencement de lentilles (4) à distance focale réglable. 3. Dispositif de poursuite d'objectif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu des vitesses de rotation (n5, n6) variables. 4. Dispositif de poursuite d'objectif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu un engrenage (9) à rapport de vitesse fixe (n5:n6) pour la rotation des disques (5,6). 5. Dispositif de poursuite d'objectif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu un disque 5 comportant une fente 12 s'étendant sensiblement radialement. 6. Dispositif de poursuite d'objectif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un disque 6 comportant une fente 13 s'étendant sensiblement sur un arc de 360 le long d'une spirale. 7. Dispositif de poursuite d'objectif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu des codeurs angulaires (19) pour une information (18) concernant la position instantanée de la zone de croisement (zone de fenêtre 14) des deux fentes (12, 13). 8. Dispositif de poursuite d'objectif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu un codeur de position (20) destiné à fournir la formation (17) concernant la distance focale réglée momentanément d'un agencement de lentilles à zoom (4).