Brevet FR2619901A1 — publié le 19890303

DISPOSITIF DE DECLENCHEMENT D'ALLUMAGE POUR PROJECTILE L'invention se rapporte à un dispositif de déclenchement d'allumage pour projectiles, en particulier pour charges creuses, comprenant une fusée détonateur disposée sur la partie avant du projectile avant le tir, se détachant du projectile au moment du tir ou peu après et précédant celuici avec une certaine vitesse différentielle pendant le vol. Pour les projectiles, dans lesquels l'allumage doit être déclenché au moment de la pénétration du projectile dans l'objectif ou peu après, en plus des détecteurs d'impacts mécaniques ou électriques, on connaît aussi des détecteurs d'impacts électro-optiques qui répondent à l'éclair lumineux produit lors de la pénétration du projectile dans l'objectif et déclenchent alors l'allumage (brevet allemand 34 24 868). Dans les projectiles, par contre, qui développent leur plus grande efficacité & une distance déterminée de l'objectif, en particulier les charges creuses, o la distance la plus favorable par rapport à l'objectif est d'environ 2-3 calibres, il est nécessaire de recourir à des dispositifs d'allumage qui répondent déjà avant l'impact du projectile et déclenchent l'allumage à la distance correcte de celui-ci. A cet effet, dans les dispositifs d'allumage de ce type, on prévoit généralement une pièce d'écartement rigide ou extractable sur laquelle un capteur déclenchant l'allumage du projectile à l'impact sur l'objectif est placé devant l'ogive du projectile à la distance prédéterminée de l'objectif, ou bien dans les projectiles connus du type revendiqué (brevet américain 3 416 448), on utilise une fusée détonateur qui, se détachant de la partie avant du projectile lors du tir ou peu après et précédant celui-ci, reste accouplée au projectile par un fil de contact métallique ou un autre élément de raccordement flexible se tendant pendant le vol jusqu'à une longueur correspondant à la distance requise de l'objectif et qui, lors de l'impact sur celui-ci, produit un signal de déclenchement qui est transmis au mécanisme d'allumage du projectile par l'élément de raccordement flexible. Aussi bien les dispositifs d'allumage avec pièces d'écartement rigides ou extractables que ceux avec fusée détonateur guidée par fil de contact, sont de construction compliquée et encombrante, et avec ces derniers, on se heurte encore à la difficulté supplémentaire, notamment en cas de trajectoire de tir tendue, d'avoir à exécuter la mise sous tension du fil de contact métallique ou de l'élément de raccordement flexible sans provoquer des réactions préjudiciables affectant le comportement en vol du projectile. L'objet de l'invention est de perfectionner le dispositif du type précité de manière à garantir, par des moyens simples, et en particulier sans accouplement compliqué entre le projectile et la fusée détonateur, un déclenchement sûr de l'allumage à une distance prédéterminée de l'objectif. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait qu'on utilise une fusée détonateur précédant librement le projectile et délivrant une impulsion de rayonnement lors de l'impact et que le projectile renferme un dispositif récepteur pour l'impulsion de rayonnement, un intégrateur à deux étages avec un premier étage d'intégration intégrant la vitesse différentielle de la fusée détonateur et du projectile pendant le vol jusqu'à la réception de l'impulsion de rayonnement et un second étage d'intégration formant la différence entre le contenu du premier étage d'intégration et l'intégrale dans le temps de la vitesse du projectile à partir de l'instant de la réception de l'impulsion, ainsi qu'un détecteur & valeurs de seuil qui délivre une impulsion d'allumage dès que la différence formée par le second étage d'intégration descend en dessous d'une valeur limite prédéterminée. Selon l'invention, en combinaison avec la conception particulière du dispositif de déclenchement d'allumage du projectile, on utilise une fusée détonateur qui précède librement le projectile en augmentant constamment la longueur d'avance entre le projectile et la fusée détonateur. La grandeur de cette longueur d'avance est déterminée continuellement dans le premier étage d'intégration par intégration dans le temps de la vitesse différentielle de manière que le contenu de cet étage d'intégration, lors de l'impact de la fusée détonateur sur l'objectif, corresponde à la distance séparant le projectile de celui-ci, après quoi l'impulsion de rayonnement produite par l'impact de la fusée détonateur active, par télécommande, le second étage d'intégration qui forme maintenant l'intégrale dans le temps de la vitesse du projectile et la soustrait du contenu du premier étage d'intégration jusqu'à ce que la différence ainsi formée corresponde à la distance requise entre l'objectif et le projectile, et le détecteur à valeurs de seuil, préréglé à cette distance de l'objectif, délivre une impulsion déclenchant l'allumage. Le dispositif de déclenchement d'allumage selon l'invention peut être réalisé de construction très simple sans nécessiter aucun accouplement mécanique entre la fusée détonateur et le projectile, il fonctionne de façon extrêmement fiable et a une distance de déclenchement d'allumage variable préréglée à la valeur requise dans le détecteur à valeurs de seuil et convient en particulier aux prejectiles à trajectoire de tir tendue, notamment aux charges creuses. Dans un autre mode de réalisation de construction particulièrement simple de l'invention, l'intégrateur comporte un condensateur, un limiteur de courant de charge actif pendant le vol jusqu'à la réception de l'impulsion et un limiteur de courant de décharge actif à partir de l'instant de la réception de l'impulsion, et le détecteur à valeurs de seuil répond en cas de tension inférieure à une tension prédéterminée au niveau du condensateur. Dans ce cas, comme intégrateur, on peut avantageusement utiliser un circuit analogique qui, en tant que composants principaux, ne nécessite qu'un condensateur, un limiteur de courant de charge et un limiteur de courant de décharge, la tension du condensateur dans la première phase de vol jusqu'à la réception de l'impulsion de rayonnement correspondant à la longueur d'avance entre le projectile et la fusée détonateur et, dans la seconde phase de vol après l'impact de la fusée détonateur sur l'objectif, correspondant à la distance qui sépare le projectile de l'objectif et qui diminue conformément à la vitesse du projectile jusqu'à la valeur limite requise. Selon une autre conception avantageuse de l'invention, le limiteur de courant de décharge peut être réglé différemment en fonction de la vitesse du projectile et le limiteur de courant de charge peut aussi être réglé différemment en fonction de la différence de vitesses de la fusée détonateur et du projectile pendant le vol. Dans de nombreux cas d'utilisation, il peut, en effet, être nécessaire de modifier le réglage du courant de charge et/ou du courant de décharge par une programmation préalable appropriée des limiteurs de courant lorsque notamment la vitesse différentielle entre la fusée détonateur et le projectile dans la phase de travail du premier étage d'intégration et/ou la vitesse du projectile dans la phase de travail du second étage d'intégration varie notablement, mais en général les variations de vitesses, en particulier en cas d'une trajectoire de tir tendue, sont très faibles et par conséquent, en vue d'une simplification supplémentaire, comme limiteur de courant de charge ou de décharge, on peut prévoir un circuit & courant constant, de préférence une diode & effet de champ. Le mode de construction le plus simple de l'intégrateur, dans lequel on ne prévoit que des résistances pour la limitation du courant de charge et de décharge du condensateur, est recommandé en particulier lorsque la vitesse différentielle 'et la vitesse du projectile varient conformément & la courbe de tensions d'un organe à circuit RC ou lorsqu'une certaine largeur de tolérance est admise pour la distance de déclenchement d'allumage requise entre le projectile et l'objectif. Comme impulsion de rayonnement la plus simple, on utilise l'explosion se produisant à l'impact dé la fusée détonateur, mais eu égard à sa grande vitesse de propagation et à sa facilité de détection, on utilise de préférence un éclair lumineux qui est émis lors de l'impact de la fusée détonateur sur l'objectif et qui, par l'intermédiaire d'un élément de circuit, sensible à l'éclair lumineux, du dispositif récepteur, neutralise le premier étage d'intégration et met en circuit le second étage d'intégration. Pour pouvoir modifier la distance de déclenchement de l'allumage du projectile, il est avantageux, pour finir, de prévoir un détecteur à valeurs de seuil réglable. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de deux modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente schématiquement un projectile, y compris une fusée détonateur, à trajectoire de tir tendue dans différentes phases de vol entre le tir et l'impact de la fusée détonateur sur l'objectif; la figure 2 représente un circuit analogique formant l'intégrateur à deux étages; la figure 3 représente un diagramme qui indique la courbe, proportionnelle à la longueur d'avance de la fusée détonateur ou à la distance du projectile par rapport à l'objectif, de la tension au niveau du condensateur du circuit analogique selon la figure 2; la figure 4 représente un circuit analogique modifié dans lequel on prévoit respectivement des résistances pour la limitation du courant de charge et de décharge. Conformément à la figure 1, un projectile 2 sous la forme d'une charge creuse, est tiré à l'instant to sur une trajectoire de tir tendue S en direction de l'objectif Z. Dans la partie avant du projectile 2, donc à peu près au niveau de la pointe du cône de la charge creuse, est placée une fusée détonateur 4 qui est réalisée sous la forme d'une bille délivrant une impulsion de rayonnement lors de l'impact, se détache de la partie avant du projectile 2 à l'instant du tir ou peu après et qui précède celui-ci sur la trajectoire de tir S avec une vitesse différentielle prédéterminée, donc avec une longueur d'avance s augmentant constamment en fonction du temps de vol. La séparation et la vitesse de vol, supérieure à la vitesse du projectile, de la fusée détonateur 4, sont provoquées par des phénomènes cinétiques et/ou aérodynamiques et peuvent être obtenues au moyen d'une petite charge explosive pyrotechnique (non représentée) allumée lors du tir. Dans une position intermédiaire entre le tir et l'objectif Z, donc à l'instant ti selon la figure 1, la fusée détonateur 4 est donc à une distance Si du projectile 2 et, à l'instant t2, o la distance à augmentée jusqu'à s2, la fusée détonateur 4 atteint l'objectif Z et émet l'impulsion de rayonnement mentionnée, par exemple une explosion, mais de préférence un éclair lumineux, qui est captée par le dispositif de déclenchement d'allumage du projectile. Après la réception du signal, le projectile 2, volant à sa propre vitesse sur la trajectoire de tir S, se rapproche encore de l'objectif Z jusqu'à ce que, à l'instant t3, une distance de déclenchement d'allumage prédéterminée D, la plus favorable pour l'efficacité du tir, soit atteinte par rapport à l'objectif Z, le projectile 2 étant alors mis à feu. Conformément à la figure 2, le dispositif de déclenchement d'allumage est réalisé sous la forme d'un circuit analogique et comprend une source de tension 6, un interrupteur d'accélération 8, fermé par l'accélération du tir au moment o la fusée détonateur 4 se sépare du projectile 2, et un condensateur 10 avec un limiteur de courant de charge 12 et un limiteur de courant de décharge 14, qui sont respectivement réalisés en tant que circuits à courant constant sous la forme d'une diode à effet de champ comportant un transistor à effet de champ 16 autoconducteur et une résistance réglable 18 montée derrière,,cOté drain. En série avec le limiteur de courant de décharge 14 est monté un élément récepteur 20 captant l'impulsion de rayonnement, par exemple un photothyristor, qui est rendu passant par l'éclair lumineux de la fusée détonateur 4, et parallèlement au condensateur 10 est monté un détecteur & valeurs de seuil réglable 22 qui délivre un signal de déclenchement d'allumage dès que la tension au condensateur descend en dessous de la valeur de seuil préréglée. Le photothyristor 20 étant tout d'abord encore bloqué, la tension de la batterie 6 est appliquée au premier étage d'intégration, comprenant le limiteur de, courant de charge 12 et le condensateur 10, par l'interrupteur 8 se fermant en même temps que la séparation de la fusée détonateur 4, l'intensité du courant de charge étant maintenue, par positionnement approprié de la résistance 18, associée au limiteur de courant de charge 12, à une valeur proportionnelle à la différence de vitesses de la fusée détonateur 4 et du projectile 2. Pendant l'intervalle de.temps to à ta, la tension Uc du condensateur (figure 3) est ainsi proportionnelle à l'intégrale dans le temps de cette différence de vitesses et une mesure directe pour la grandeur de la longueur d'avance S entre la fusée détonateur 4 et le projectile 2. A la réception de l'éclair lumineux à l'instant t2 o le projectile 2 est éloigné de l'objectif Z de la distance S2, le photothyristor 20 est rendu passant et, de ce fait, active le second étage d'intégration comprenant le condensateur 10 et le limiteur de tension de décharge 14, si bien que le condensateur se décharge maintenant. L'intensité du courant du limiteur de courant de décharge 14 est réglée au niveau de la résistance y associée 18 de façon qu'elle dépasse le courant constant du limiteur de courant de charge 12 d'une valeur proportionnelle à la vitesse du projectile, c'est-à-dire que la tension UC du condensateur, à partir de l'instant de la réception du signal, est respectivement plus petite qu'à l'instant t2 d'une valeur correspondant à l'intégrale dans le temps de la vitesse du projectile et une mesure directe pour la distance du projectile 2 par rapport à l'objectif. Dès que la tension du condensateur s'est abaissée jusqu'à la tension de seuil US réglée au niveau du détecteur 22 conformément à la distance de déclenchement d'allumage requis D, le détecteur à valeurs de seuil 22 délivre une impulsion d'allumage pour le projectile 2 à charge creuse. Avec la valeur de seuil US, la distance de déclenchement d'allumage D peut être réglée indépendamment du temps de vol. Le mode de construction et de fonctionnement du circuit analogique selon la figure 4 correspond dans ses grandes lignes à celui du premier exemple de réalisation. La seule différence réside dans le fait que les circuits & courant constant 12, 14 sont remplacés par de simples résistances ou potensiomètres 112 et 114, c'est-à-dire que les courbes de charge et de décharge du condensateur ne sont pas rectilignes mais déterminées selon une fonction e. Cette simplification de la construction est préférée, en particulier, lorsque les vitesses de la fusée détonateur et du projectile varient en fonction du temps de vol conformément à la courbe de courant d'un organe à circuit RC et/ou lorsqu'une certaine plage de tolérance est admise pour la distance de déclenchement d'allumage D. Au lieu d'être réalisé sous la forme d'un circuit analogique, le dispositif de déclenchement d'allumage peut aussi être réalisé sous la forme d'un circuit numérique comportant un compteur d'impulsions en tant qu'intégrateur, lequel, dans le premier étage d'intégration, compte jusqu'à la réception de l'éclair lumineux les impulsions de comptage produites avec une fréquence correspondant à la différence de Vitesses entre la fusée détonateur 4 et le projectile 2 et, & partir de l'état atteint dans le compteur, décompte ensuite, dans le second étage d'intégration, les impulsions de comptage produites maintenant avec une fréquence correspondant à la vitesse du projectile jusqu'à ce que l'état du compteur retombe à une valeur limite prédéterminée conformément à la distance de déclenchement d'allumage requise D, après quoi un détecteur à valeur de seuil, réalisé dans ce cas sous la forme d'un comparateur, délivre l'impulsion d'allumage pour le projectile 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif de déclenchement d'allumage pour projectiles, en particulier pour charges creuses, comprenant une fusée détonateur disposée sur la partie avant du projectile avant le tir, se détachant du projectile au moment du tir ou peu après et précédant celui-ci avec une certaine vitesse différentielle pendant le vol, caractérisé par le fait qu'on utilise une fusée détonateur (4) précédant librement le projectile (2) et délivrant une impulsion de rayonnement lors de l'impact et que le projectile renferme un dispositif récepteur (20) pour l'impulsion de rayonnement, un intégrateur à deux étages (10,12,14) avec un premier étage d'intégration (10,12) intégrant la vitesse différentielle de la fusée détonateur et du projectile pendant le vol jusqu'à la réception de l'impulsion de rayonnement et un second étage d'intégration (10,14) formant la différence entre le contenu du premier étage d'intégration et l'intégrale dans le temps de la vitesse du projectile à partir de l'instant de la réception de l'impulsion, ainsi qu'un détecteur à valeur de seuil (22) qui délivre une impulsion d'allumage dès que la différence formée par le second étage d'intégration descend en dessous d'une valeur limite prédéterminée (US, D). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'intégrateur (10,12,14) comporte un condensateur (10), un limiteur de courant de charge (12) actif pendant le vol jusqu'à la réception de l'impulsion et un limiteur de courant de décharge (14) actif à partir de l'instant de la réception de l'impulsion, et que le détecteur à valeurs de seuil (22) répond en cas de tension inférieure à une tension prédéterminée (US) au niveau du condensateur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le limiteur de courant de décharge (14) peut être réglé différemment en fonction de la vitesse du projectile et que le limiteur de courant de charge (12) peut aussi être réglé différemment en fonction de la différence de vitesses de la fusée détonateur (4) et du projectile (2) pendant le vol. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que comme limiteurs de courant de charge et de décharge (12,14), on prévoit un circuit à courant constant. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que comme circuit à courant constant, on prévoit une diode à effet de champ (16,18). 6. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que comme limiteurs de courant de charge ou de décharge, on prévoit une résistance (112, 114). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'impulsion de rayonnement est un éclair lumineux et le dispositif récepteur un élément de circuit (20) sensible à l'éclair lumineux. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caract6risé par le fait que la valeur limite (US) du détecteur & valeurs de seuil (22) est réglable.