Brevet FR2665952A1 — publié le 19920221

Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs pour la mise à feu de fusées de proximité servant à l'amorçage d'un projectile. On connaît des fusées mises à feu sous l'effet d'un rayonnement élec tromagnétigtie, radio électrique ou infrarouge. Elles sont toutes en général oonstituée d'un capteur de rayonnements, de moyens électroniques de traitement et d'exploitation du signal délivré par le capteur, de moyens pyrotechniques du déclenchement de la mise à feu de la fusée et d'une source d'énergie électrique. Ces fusées sont dites "passives" lorsque leur mise à feu est déclenchée par un rayonnement, notamment infrarouge semant de la cible. Dans ce type de fusées, la source d'énergie électrique n'est avantageusement utilisée que pour ltalimentation du sous-ensemble électronique. Ce type de fusée est donc moins volumineux, moins puissant et donc moins repérable qu'une fusée dite "active" possédant sa propre source de rayonnement.Cependant pour ce type de fusees et plus particulierement pour les fusées "passives" qui équipent les obus de gros calibre, le champ de vision du capteur n'est pas délimité avec suffisamment de précision pour en assurer un fonctionnement efficace. Pbur de telles fusées, en effet, un fonctionnement à l'impact est préférable à un fonctionnement à 1 'in- fluence.Or avec un champ de vision du capteur mal adapte, on en arrive souvent à l'amorçage de l'obus tout près de la cible alors que celle-ci se trouvait sur la trajectoire de la fusée en passe d'être atteinte à l'impact. Et même lorsque la cible se trouve hors de la zone où un fonctionnement à l'impact est possible, elle peut se trouver hors de la zone vulnérante de la gerbe d' éclats de l'obus, au mazent où l'amorçage a lieu et ainsi n' être atteinte que légèrement. La présente invention vise la définition du champ de vision d'un capteur de type connu, recevant un rayonnement infrarouge emis par une cible en mouvement, pour la mise à feu d'une fusée de proximité adaptée à la structure d'un obus de gros calibre d'au moins 100 mm de diamètre. L'invention est caractérisée en ce que le champ de vision du capteur possède un cône de revolution aveugle et centré dont l'angle au sommet est l'angle solide dans lequel la cible, située dans la zone de proximité, serait atteinte à l'impact par la fusée, le champ de vision ayant en outre son sommet sensiblement confondu avec celui du cône servant d'enveloppe intérieure à la zone vulnérante de la gerbe d'éclats de l'obus. I1 en résulte un fonctionnement à l'impact de la fusée dans la zone où la cible peut être atteinte en l'un quelconque de ses points par le projectile et, en dehors de cette zone, un amorçage de l'obus seulement lorsque la cible se trouve dans la zone vulnérante de la gerbe d'éclats de l'obus, c'est à dire lorsqu'elle présente une surface apparente maximale. Dans un premier mode de réalisation de l'invention et pour une vitesse moyenne de la munition, les angles au sommet du champ de vision et du cône intérieur de la gerbe d' éclats de l'obus sont égaux. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, et pour des vitesses faibles de la munition, l'angle au sommet du champ de vision est légèrement supérieur à celui du cône intérieur.Enfin dans un troisième mode de réalisation de l'invention, et pour des vitesses élevées du projectile, l'angle au sommet du champ de vision est légérement inférieur à celui du cône intérieur. D'une manière plus précise, l'invention va être décrite ciaprès avec référence aux dessins annexés dans lesquels les figures 1, 2 et 3 représentent les trois modes de réalisation de l'invention sans caractère limitatif, la figure 4 représente les moyens mis en oeuvre pour réaliser l'invention la figure 5 représente un moyen de protection des moyens représentés sur la figure 4. Le champ de vision 1 représenté sur les figures 1, 2 et 3 a la forme d'un cône d'angle au sommet Qamputé d'un cône de revo ution aveugle centré 2 dont l'angle solide au sommet a est l'angle solide dans lequel, la cible située dans la zone de proximité (environ moins de dix mètres de la fusée), serait atteinte à l'impact par le projectile-6, en l'un quelconque de ses points. Le champ de vision ainsi constitué est situé juste en avant de la zone vulnérante 3 de la gerbe d'éclats de l'obus. En effet, lorsque celui-ci explose, il projette des éclats dans tous les sens, mais les éclats les plus nombreux et les plus percutants sont situés dans ce que l'on appelle la zone vulnérante de la gerbe d'éclats.Cette zone est limite par deux cônes dont les angles solides au sommet sont sensiblement identiques et dont les axes de révolution sont confondus. Pour la suite de la description on appelle cône extérieur 5, le cône situé le plus à l'arrière de la fusée et cône intérieur 4, celui le plus en avant. La valeur moyenne e de l'angle au sommet de la zone vulnérante de la gerbe d'éclats de l'obus est obtenue par la composition de la vitesse axiale Va de l'obus et de la vitesse latérale de projection des éclats Ve. On a ainsi tgE = Ve Va On positionnera plus précisément le champ de vision du capteur par rapport au cône intérieur en faisant colncider approximativement leurs sommets respectifs. Dans un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 1, mode de réalisation utilisé pour une vites se moyenne du projectile, les angles Q et e sont égaux. Si l'on déclenche la mise à feu de la fusée au moment où la cible quitte le champ de vision du capteur, on s'aperçoit que celle-ci ne sera touchée que lorsqu'elle se trouvera en plein centre de la zone vul nérante de la gerbe d'éclats de l'obus. I1 faut tenir compte en effet de la vitesse de la munition et du fait que la mise à feu n'est pas instantanée. Dans un deuxième mode de réalisation utilisé pour une vitesse faible de la munition, l'angle Q sera légèrement supérieur à l'angle e afin de retarder la mise à feu de la fusée. Si l'on gardait la configuration de la figure 1, on risquerait de declencher la mise à feu de la fusée avant que la cible soit située en plein centre de la zone vulnérante de la gerbe d'eclats de l'obus. Toujours dans un même souci d'efficacité, un troisième mode de réalisation est prévu pour des vitesses élevées du projectile. Dans ce mode de réalisation, l'angle Q est légèrement inférieur à l'angle O. On anticipe ainsi la mise à feu de fusée afin d'éviter que la cible n'ait traversé le centre de la zone vulnérante 3 avant d'être atteinte. Dans les deux derniers modes de réalisation, on peut bien évidemment moduler l'ouverture de l'angle a en fonction de la vitesse dé la fusée. Dans sa mise en oeuvre, l'invention fait appel à des moyens connus dont la combinaison procure la caractéristique, décrite cidessus, du champ de vision du capteur, objet de l'invention. Dans une fusée dite "passive" dont la mise à feu est comman dée par un rayonnement infrarouge plus particulièrement émis par les gaz d'échappement de la cible qui sera par exemple un hélicoptère, ces moyens sont au nombre de deux, représenté sur la figure 4. Le premier de ces moyens est un capteur, de type catoptrique centré. I1 est situé dans le nez de la munition, en avant de l'obus, très près de la pointe ou plus près du dispositif d'initiation à percussion afin de limiter les effets d'écrasement au départ du coup. I1 est composé d'un miroir 8 qui réfléchit le rayonnement infrarouge sur le détecteur 9 au travers d'un filtre optique 10 qui assure la sélection spectrale de la raie du CO2(4 - 4,5, > . Ce filtre est disposé à l'avant du détecteur. Le miroir sera par exemple un disque d'aluminium embouti tenant lieu de réflecteur qui, grâce à sa partie concave ayant subi des traitements de surface appropriés, concentre sur le détecteur 9 l'énergie captée. Le détecteur 9 sera par exemple un thermocouple non refroidi, de technologie appropriée de façon à ne pas être endommagé au départ du coup. Ce détecteur est capable de déceler la présence d'aéronefs à partir du spectre infrarouge de la signature énergétique des gaz d'échappement 7 émis par le sous-ensemble moteur, indépendamment ou non de la présence de points matériels chauds. Ce capteur ainsi défini est connu en lui même. I1 reçoit le rayonnement infrarouge au travers de fentes 11 qui constituent le deuxième moyen de mise en oeuvre de l'invention. Ces fentes 11 sont pratiquées dans la paroi de l'ogive qui sert d'enveloppe au capteur. Elles sont de forme rectangulaire, équidistantes et parallèles à l'axe longitudinal de la munition et sont ouvertes directement sur le capteur. Une position plus ou moins avancée de ces fentes en combinaison avec leur longueur assure une ouverture plus ou moins grande de l'angle a du cône de révolution aveugle du champ de vision ainsi qu'une ouverture plus ou moins grande de l'angle S du champ de vision du capteur. En outre, en combinaison avec la rotation de l'obus,ces fentes constituent un moyen, déjà connu par ailleurs, de modulation du signal parasite produit par l'émission du soleil dans la bande caractérisante du CO2 4 à 4,5 > . Cette modulation est possible, car le soleil, de petites dimensions par rapport à la cible, est toujours vu par le détecteur sous un angle faible correspondant en principe à une seule fente. Comme il est représenté sur la figure 5; un capot métallique 12 d'une forme correspondante à celle du nez s'emboîte sur celuici.Sa longueur est telle qu'il recouvre entièrement les fentes. Par ce moyen, on protège les fentes au cours des opérations de stockage et de manutention. Le capot est automatiquement larguable en cours de vol. Pour cet effet, il pourra par exemple être fixé au nez de la munition par des points de rupture métalliques qui cèderont en cours de vol sous la pression du souffle d'air. Ce sous ensemble optique est relié à un dispositif électronique composé de moyens de traitement et d'exploitation du signal délivré par le capteur qui assurent par l'intermédiaire d'un étage pyrotechnique la mise à feu de la fusée. L'utilisation de ces moyens dans la mise à feu des fusées de proximité est déjà connu. Ils se composent d'un amplificateur à faible gain associé à un filtre élec tronique passe-bande qui éliminera les signaux parasites. Cet amplificateur est associé à un étage d'exploitation par exemple à trigger qui sera commandé par un changement de pente du signal ce qui correspond au moment où la cible quitte le champ de vision du capteur. Le dispositif électronique est en outre asservi à un niveau minimal et à un niveau maximal du signal capté correspondant respectivement à des distances m et QM de la cible par rapport à la munition. Cette asservissement assure l'inhibition de la mise à feu de la fusée lorsqu'on se trouve en dessous du niveau minimal ou en dessus du niveau maximal, c'est-à-dire lorsque la cible se trouve à une distance Q QM de la munition. En effet lorsque la cible se trouve très près de la munition tout en étant dans le champ de vision du capteur, elle sera néanmoins atteinte à l'impact par la munition. I1 faut alors pré férer un fonctionnement à l'impact. C'est ce que permet de faire le dispositif d'asservissement en inhibant la mise à feu de la fusée. Ce dispositif agit de même, lorsque la cible se trouvant à une distance Q > QM, les éclats de la munition n'auraient aucun effet sur elle. L'étage trigger sera dans ces deux cas commandé par un dépassement de seuil du signal délivré. Comme cela apparaît à la suite de cette description, l'invention revendiquée est un moyen d'augmenter les performances d'une fusée de proximité en organisant d'une manière précise sa mise à feu. Elle trouvera donc une application dans la commande par rayonnement infrarouge émis depuis une cible en mouvement de la mise à feu de fusées de proximité. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Dispositif capteur de rayonnements infrarouges destiné à la mise à feu d'une fusée de proximité adaptée à des obus de gros calibres, dispositif de type catoptrique centré, situé dans le nez de l'ogive en avant de la munition et recevant les rayonnements au travers de fentes pratiquées sur la paroi du nez de la munition, caractérisé en ce que son champ de vision possède un cône de révolution aveugle et centré dont l'angle au sommet est l'angle solide dans lequel la cible, située dans la zone de proximité, serait atteinte à l'impact par la munition, le champ de vision ayant son sommet sensiblement confondu avec celui du cône servant d'enveloppe intérieure à la zone vulnérante de la gerbe d'éclats de la munition. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les angles au sommet du champ de vision et du cône servant d'enveloppe intérieure à la zone vulnérante de la gerbe d'éclats de l'obus sont égaux. 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'angle au sommet du champ de vision est supérieur à celui du cône servant d'enveloppe intérieure à la zone vulnérante de la gerbe d'éclats de l'obus. 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'angle au sommet du champ de vision est inférieur à celui du cône servant d'enveloppe intérieure à la zone vulnérante de la gerbe d'éclats de l'obus. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4 carac térisé en ce qu'il comprend un protecteur métallique s'emboitant sur le nez de ltobus et recouvrant entièrement les fentes, le protecteur étant largable en cours de vol. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le protecteur métallique est fixé sur le nez de l'obus par des points de rupture métalliques capables de céder en cours de vol sous la pression du souffle d'air.