Brevet FR2612288A1 — publié le 19880916

MCNYmoN DE SURVOL A CHxRGE BASCULANTE La présente invention concerne le secteur technique des munitions pour arme sol-sol à tir tendu, particulièrement du type roquette, à attaque directe et/ou en survol d'une cible, telle par exemple qu'un véhicule blindé. les véhicules blindés étant de mieux en mieux protégés visà-vis de l'agression par des armes antichars, les blindages dont les structures deviennent de plus en plus complexes augmentant en efficacité, on voit apparaître de nouveaux systèmes d'armes agressant les véhicules blindés en survol (attaque par les toits) puisque, pour rester dans des limites acceptables de masse, le blindage de cette zone restera toujours moins performant que sur les côtés et surtout sur l'avant du char. La munition basée sur ce principe survole le blindé et 1 'agres- se au moment ou elle passe à sa verticale : donc elle doit présenter des dispositifs de détection spécifiques et performants. De nombreuses configurations pour munitions de ce type ont été proposées, relatives aussi bien à la charge active qu'aux rroyens de détection de la cible qui les équipent. En ce qui concerne la détection en survol de l'objectif, on connatt des systèmes électro-mécaniques, des systbmes électrcgnéti- ques, ou xnagnétiques à bobines d'induction. Ces moyens de détection nécessitent un traitement de signal complexe, impliquant le plus souvent la mémorisation des caractéristiques propres à certains types de véhicules blindés pour les diverses influences détectées. D'autre part, les documents montrant ces détecteurs ne décrivent généralement pas de faon suffisante la coopération indispensable entre les moyens de détection et l'orientation de la charge active équipant le projectile dont l'effet terminal s'exerce pendant le survol de l'objectif. les charges militaires utilisées susceptibles d'agresser une cible à quelques mètres sont peu efficaces à l'impact et il faut donc les déclencher à une distance suffisante de la cible. Certains systèmes proposent de projeter une charge creuse contre la cible, mais quand on sait la vitesse du projectile, cela parait parfaitement irréalisable. En ce qui concerne l'orientation de la charge militaire vers le blindé, l'ensemble des systèmes proposés tournent autour de deux idées - une charge préorientée qui supprime tout dispositif de basculement mais qui présente deux inconvénients majeurs : d'abord la charge doit tourner très vite pour être certain que pendant le survol l'axe de la charge interceptera la cible au moins une fois ou alors ne pas tourner du tout et rester orientée vers le bas.Ensuite, cette dispo sition interdit l'attaque frontale ou oblige à rajouter une deuxieme charge, - une charge basculante qui a l'avantage de bien utiliser le volu me de la munition, donc de permettre d'avoir une charge performante, et qui autorise l'attaque frontale puisque la charge est orientée suivant direction de déplacent de la munition. Par contre, cette disposition n'est viable que si le systdme de basculesent de la charge est suffi sarment rapide et de faible enocebrement. le brevet FR 2 552 871 montre par exemple un projectile anti char agissant en survol, présentant plusieurs charges formes modulaires basculantes après détection. les moyens de basculement sont constitués par des impulseurs latéraux à poudre, comprenant chacun une plaque d'explosif située entre une plaque rigide et une plaque d'intertie éjec table. Mais ce document, commue il a été dit plus haut, ne précise pas la nature des moyens de détection de proximite utilisés pour assurer la synchronisation du basculement de la charge en fonction de sa distance d'action efficace. La présente invention pallie les lacunes et les inconvénients des configurations proposées, et vise une munition présentant des moyens de détection en survol assurant, malgré la rotation du projectile et après son basculement, l'alignement de l'axe vulnérant de la charge avec la cible.La présente invention propose aussi une munition mixte pouvant agresser une cible, en particulier un véhicule blindé, par attaque scm- mitale ou par attaque latérale à l'impact avec la meme efficacité satis faisante. 'minition munition La présente invention a donc pour objet une/pour tir tendu, à attaque directe et/ou en survol d'une cible, telle que par exemple un véhicule blindé, du type comprenant une charge militaire axiale dont le basculement sous l'action transversale d'au moins un impulseur est com- rnarxé par des moyens de détection en survol de la cible, caractérisée en ce quelle comporte des moyens de détection en survol de la cible cons titués par au moins un détecteur infra-rouge radial. De préférence, chacun des impulseurs latéraux provoquant le basculement est commandé par un détecteur infra-rouge qui lui est pro pre. Par ailleurs, la munition peut comporter des moyens de détection d'ogive constitués eux aussi par un détecteur infra-rouge axial. les détecteurs infra-rouge précités fonctionnent de préférence dans la bande de 8 à 12 microns, D'autres avantages et caractéristiques aarattront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de la munition selon l'invention, sans caractère limitatif, en référence au dessin sur lequel - la figure 1 est une vue schAmatique longitudinale, partiellement éclatée, d'une munition selon l'invention, - les figures 2 à 4 illustrent diverses phases du fonctionnement en survol ou en attaque directe frontale, - les figures 5 et 6 montrent, respectivement en coupes transver sale et longitudinale, les détecteurs de survol agissant radiale'ent avant basculement de la munition et commandant ce dernier et, - les figures 7a à 7d montrent les détails de réalisation du dé tecteur d'ogive équipant une munition selon l'invention. les éléments constitutifs principaux de la munition selon l'invention, du type connu dit à charge basculante, sont représentés de l'arrière vers 1' avant en référence à la figure 1 où ont été omis les moyens connus de propuision, tout propulseur du type roquette pouvant être utilisé. L'empennage repliable 1 est fixé sur un corps arrière 2. Un bloc 3 constitué par un dispositif de sécurité et d'armement assure tous les désalignements de cubaine pyrotechnique en stockage et permet l'armoment de la munition lors du tir, aussi bien pyrotechniquement qu'élec triquetent (effacement de sécurité électrique, mise en service des sources d'alimentation). Un ensemble comprend six impulseurs à explosif 4 disposés sur la périphérie de la rrunition, à proximité du dispositif 'armement 3 pour des facilités de construction. Cette munition étant du type à charge basculante, la charge militaire est dans l'axe de la munition et des impulseurs sont chargés de la faire basculer lorsque la munition survole la cible. les impulseurs utilisés sont par exemple des systèmes à explosifs tels que décrits dans le brevet FR 2 552 871. Ils ont l'avantage de permettre un basculement dans un temps de l'ordre de 10 ms et sont d'un encombrement suffisamment réduit pour que la munition puisse en comporter plusieurs. En fonction de la vitesse de ce type de projectile (150 à 200 m/s) et de sa vitesse de rotation (15 à 20 t/s environ ) il faut disposer de six impulseurs autour du projectile pour être certain qu'il s'en trouvera un bien placé pour positionner la charge dans la direction de la cible. Pour ce faire et comme il est explicité plus loin, chaque irruiseur est associé à un capteur infrarouge chargé de déterminer l'instant de survol. Un bloc électronique 15 homogène regroupe tous les circuits de traitementqui sont par exemple enrobés dans une résine de protection. Un bloc ae détection de survol 6 est décrit plus loin. De fa çon connue la charge militaire comprend un bloc d'amorçage 7 de la charge pyrotechnique et la charge pyrotechnique elle-mame d. Enfin, l'ogive 9 présente un détecteur d'ogive 10 qui sera décrit plus loin. La fonction détection du système doit déclencher les différentes séquences d'attaque de l'objectif selon deux scénarios typiques - l'attaque en survol, lorsque la trajectoire ne passe pas par le volume de l'ob3ectif (munition représentée en Al figure 2). - l'attaque directe, lorsque la trajectoire est sécante au volume de l'objectif (munition representee en B1 figure 2). Ces deux cas correspondent à des séquences de tirs différentes. En effet, dans le cas de l'attaque en survol, la détection doit intervenir une première fois pour actionner l'impulseur de basculer,ent de la charge militaire (position A2) , puis une seconde fois pour déclen caner le tir lorsque, par suite du basculement, l'objet apparaît bien place sur l'axe de tir (position A3). Dans le cas de 1' attaque directe, la première séquence devient inutile et le tir doit intervenir avant l'impact, dès que la cible apparait à bonne portée pour l'efficacité optimale de la charge creuse (munition B3). La fonction détection doit hêtre aménagée pour traiter une signature caractéristique de la cible active avec une bonne capacité de discrimination des fausses alertes. le choix s'est porté sur une détection en infrarouge dans la bande des 8 à 12 microns qui délivre le maximum de signal pour détecter le périmAtre de la cible compte tenu des températures rencontrées. le détecteur de survol est schfimatisé sur les figures 5 et 6. L'angle de champ selon l'axe de tangage (angle &alpha; ) est obtenu en considérant les paramètres de tirs. Par exemple, si l'on admet que la vitesse moyenne sur trajectoire est de l'ordre de 150 m/s et que le temps de basculement sur un quart de tour intervient en 10 millisecondes, on voit que pour obtenir une efficacité optimale, il faut provoquer le basculement à environ 1,5 m du point visé. Si l'on admet que le périmètre de l'objectif est un rectangle de 6 X 3 m, on voit que le détecteur de survol doit déclencher la séquence de basculement à environ 1,5 m du point visé. Cette fonction est réalisée à partir d'un détecteur irailti- celluiaire dont le champ optique est de 180. le basculement intervient ainsi dans sensiblement le même plan vertical pour une hauteur comprise entre h = 3 m et h = 6 m (figure 2). En effet, si l'on admet que le déclencbement apparaît lorsque la cible se trouve interceptée par la moitié avant du champ on obtent une dispersion de l'ordre de 75 cm ce qui, vis-à-vis des dimensions de la cible,est tout à fait acceptable. Dans le plan perpendiculaire à l'axe du projectile, la détection est réalisée selon six champs indépendants de 600 chacun de telle sorte que l'indexation entre la zone de détection et le secteur de basculement puisse satisfaire aux impératifs de bonne probabilité d' attein- te de la cible. Dès lors que deux champs consécutifs détectent la cible (figure 4), le signal de mise à feu de l'impulseur de basculement cor respondant intervient. Compte tenu que le basculement est de 10 millisecondes et que le régime de rotation est de 20 tours par seconde, un décalage de quelques degrés est nécessaire pour la précision du tir. Le détecteur d'attaque directe ou frontale 10 a pour but, pour les deux types d'attaques envisageables, de déterminer l'instant optimal de tir de la charge militaire. Dans un cas, son rôle est de permettre une visée précise. I1 est conçu de manière à reconnaître le bon centrage de la cible. Dans le second cas, il fonctionne comme une fusée de proximité. I1 est constitué par un détecteur classique à trois quadrants, connu par exemple en technologie pyroélectrique, qui,placé en tête d'ogive, scrute l'espace placé devant lui selon un angle de 450 au total. le circuit de traitement du signal émet l'ordre de mise à feu lorsque les trois cpadrans voient simultanément la cible.Ce détecteur fonctionne en fait differemment selon le type d'attaque (voir figure 3). En attaque en survol (cas A3), il pivote et son mouvement de balayage fait apparaître la cible dans son champ. En attaque directe (cas B3), l'énergie perçue aug mente jusqu'à ce que la cible soit vue "plein-cadre". L'énergie reçue se stabilise alors, ce qui permet de déterminer le point optimum du tir. La logique de traitement, différente pour chacune des deux fonctions envisagées,est automatiquement sélectionnée selon que la séquence de basculement a eu lieu ou non. En survol, il est possible de trouver une configuration ou le détecteur d'ogive aperçoit la cible. Mais l'énergie reçue va diminuer pour disparaître, ce qui donne une indication sur le moment d'apparition de la cible dans le champ du détecteur de survol. les circuits de traitement des deux détecteurs sont communs et regroupés dans un ensemble électronique qui peut avantageusement utiliser un dispositif à microprocesseur. Un tel circuit permet la simplification du système de basculement. Il suffit alors de trois impulseurs à 1200 au lieu de six, la fonction étant remplie suivant le cas, par le tir d'un des trois impulseurs restant dans l'axe ou, pour roetplacer l'un des trois impulseurs supprimés, par le tir des deux impulseurs situés de part et d'autre de l'axe de tir.L'alimentation en énergie électrique se fait à partir d'une source présentant une aptitude au stockage longue durée, comme par exemple une pile amorçable au lithium, une pile t1rmique, ou un accumUlateur à charge rapide, chargé quelques secondes avant le tir. Le détecteur d'attaque en survol (figures 5 et 6) occupe une section complète au maStre-couple. L'ensemble optique est très sinple. I1 est oonstitué par six modules identiques ayant chacun un champ total de 600 avec filtre infrarouge sélectif dans la bande des 8 - 12 microns. Claque module comprend un capteur 11 dont le champ, supérieur à 600, est collimaté à 600 dans le plan perpendiculaire à la trajectoire par des collimateurs 2 et dans le plan du tangage par un modulateur afocal ccmpre- nant plusieurs fentes 3 procurant un champ d'angle i = 180. Ces capteurs montés sur un support 4 sont reliés électriquement au circuit de traitement 5 situé immédiatement derrière cet ensemble. Une autre réalisation est obtenue par l'emploi d'un miroir à six plans hexagonaux 6 réalisant les six secteurs de sensibilité en renvoyant les rayonnoeients sur une mosaSque plane de six capteurs 7. Le modulateur constitué par les fentes a pour but d'éliminer les sources ponctuelles vues sous un petit angle. Par exemple avec huit fentes par capteur, soit 48 fentes pour l'ensemble, toutes les sources de signaux vues sous un angle inférieur à 3,750 engendrent une fréquence de 960 Hz qu'il est facile d'éliminer avec un filtrage électrique. Celles qui sont vues sous un angle supérieur à 7,50 donneront un signal non modulé, donc non filtré. Par ailleurs, sachant que, avec les paramètres retenus, la dé section intervient après une distance balayée entre 17 et 50 cm (d'après la figure 2), le temps d'établissement du signal avec une vitesse du projectile de 150 m/s est compris entre 1,13 et 3,33 ms, ce qui autorise un temps de réponse de ltensemble électronique et détecteur du tiers de ce temps soit de 0,37 à 1,11 ms, donc une bande passante de 140 à 420 Hz, ce qui est compatible avec la fréquence p-oduite par le modulateur afocal, nettement supérieure à la fréquence maximale de la bande passante du détecteur. Le détecteur d'attaque directe (figures 7a à 7d) placé en tête d'ogive 9 a son angle de champ l mité à la valeur retenue ( &gamma; =45 ) par effet de collimateur de son environnement necarique ou par une lentille 18.Le capteur infrarouge 19 sensible dans la bande des 8 à 12 yrn est constitué par une mosalque de trois cellules (repère 20) ou par une seule cellule à trois zones sensibles (repère 21) par exemple ou par tout autre moyen permettant d'obtenir les trois secteurs de sensibilité à 1200. les sorties du capteur sont reliées au bloc électronique de traitement du signal par une liaison électrique flexible genre circuit imprimé souple 22. I1 est préférable de placer au niveau de l'ogive, si possible dans le bottier du capteur, les amplificateurs de charge l'y contraint la technologie des capteurs infrarouges pyroélectriques. L'ensanble est noyé dans une résine de protection 23. L'angle de champ retenu de 450 permet d'assurer une mise à feu à une distance de l'ordre de 50 cm en attaque frontale. REvENDIcArIoNs 1 - munition pour tir tendu, à attaque directe et/ou en survol d'une cible, telle que par exemple un véhicule blindé, du type comprenant une charge militaire axiale dont le basculement sous l'action transversale d'au moins un imçulseur est commande par des moyens de détection en survol de la cible, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de détection en survol de la cible constitués par au moins un détecteur infrarouge radial. 2 - Munition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle porte des moyens de détection d'ogive constitués par un détecteur infrarouge axial. 3 - munition selon la revendication 1, comportant des impulseurs à explosif, caractérisée en ce que chacun des impulseurs est commandé par un détecteur infrarouge qui lui est associé. 4 - Munition selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les détecteurs infrarouge fonctionnent dans la bande de 8 à 12 mi crons. 5 - Munitions selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de détection en survol ccmçce:tent six détecteurs infrarouges identiques présentant chacun un champ d'environ 600 dans le plan pepen- dicclire à la trajectoire. 6 - Munition suivant l'une des revendications 1,3 ou 4 caractérisée en ce que les moyens de détection en survol comprennant un ensemble de miroirs plans coopérant avec une mosaSque plane de capteurs infrarouges, pour former des secteurs de sensibilité dans le plan radial de la muni- tion. 7 - Munition selon les revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que l'axe de poussée d'un impulseur est décalé d'un angle fixe par rapport à l'axe de champ du détecteur qui lui est associé, dans le plan longitudinal de la munition. 8 - Munition selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que les moyens de détection en survol comportent un modulateur afocal permettant l'élimination des sources de petites dimensions par filtrage électrique. 9 - munition selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de détection d'ogive sont constitués par un détecteur infrarouge à plusieurs quadrants. 10 - Munition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle ccaçorte un dispositif de sécurité et d'armement commun aux impulseurs à explosifs et à la charge militaire, et commandant les fonctions électriques. 11 - monition selon la revendication 11, caractérisée en ce que le dispositif de securité et d'armement est actionné par le double effet de l'accélération et de l'éjection lors du lancement. 12 - Munition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit électronique de traitement des signaux à microprocesseur, alimenté par une une source électrique amorçable. 13 - Munition selon la revendication 12, caractérisée en ce que la liaison électrique entre le circuit électronique de traitement situé à l'arrière de la munition et les moyens de détection d'ogive est constituée par une liaison souple.