Brevet FR2695718A1 — publié le 19940318

Le domaine de la présente invention est celui des munitions et en particulier celui des munitions éjectées par un lanceur suivant une direction sensiblement verticale de façon à venir agresser un aéronef, par exemple un hélicoptère. On connaît par le brevet FR2668586 une mine antihélicoptère qui est constituée par un lanceur posé au sol et qui éjecte une sous-munition suivant une direction sensiblement verticale. Un dispositif acoustique détermine la présence d'un hélicoptère et active un télémètre radar qui mesure la distance de la mine à la cible. Si cette dernière ce trouve dans les limites de la zone active de la mine, le lancement de la sous- munition est déclenché. La sous-munition comporte des détecteurs actifs en direction radiale. Ces détecteurs commandent l'initiation de la charge explosive qui projette un éventail d'éclats en direction de la cible. Le principal inconvénient d'une telle solution est le manque d'efficacité terminale des éclats engendrés. En effet, afin d'augmenter la probabilité d'atteinte de l'hélicoptère, il est nécessaire de prévoir un grand nombre d'éclats de dimensions réduites. Mais chaque éclat est alors animé d'une énergie cinétique insuffisante pour pouvoir occasionner des dégâts importants à un hélicoptère. De plus cette mine commande le tir de la sous-munition lorsque l'hélicoptère pénètre dans sa zone active, c'est à dire la zone dans laquelle la probabilité d'atteinte de la cible n'est pas nulle. I1 est donc impossible de prévoir quelle partie de l'hélicoptère va se trouver atteinte par les éclats ce qui statistiquement diminue encore l'efficacité terminale d'une telle mine. C'est un premier but de l'invention que de proposer une munition qui est éjectée par un lanceur, tel une mine, suivant une direction sensiblement verticale, munition qui présente une efficacité terminale contre les aéronefs qui soit supérieure à celle des munitions selon l'état de la technique. C'est un autre but de l'invention que de proposer une mine anti-aéronef qui lance une telle munit ion à un instant assurant une probabilité de destruction de l'aéronef qui soit maximale. Ainsi l'invention a pour objet une munition destinée à agresser un aéronef, notamment munition éjectée suivant une direction sensiblement verticale par un lanceur disposé sur le sol, munition animée d'un mouvement de rotation par rapport à un axe et comprenant au moins un moyen de détection de l'aéronef, moyen sensible suivant une direction sensiblement normale à l'axe de rotation et commandant l'initiation d'une charge militaire. Cette munition est caractérisée en ce que la charge militaire comprend au moins une charge génératrice de noyau et dont la direction d'action est voisine de la direction de détection. Une telle disposition permet d'obtenir une excellente efficacité terminale avec une masse d'explosif minimale. Selon un mode préférentiel de réalisation, la munition comporte au moins deux charges génératrices de noyau dont les directions d'action sont situées dans un premier plan vertical qui est voisin d'un plan vertical contenant la direction de détection. On accroit ainsi la probabilité d'atteinte de la cible tout en assurant un bon compromis entre la masse d'explosif et l'efficacité terminale.. Selon une autre caractéristique, la munition comporte au moins deux moyens de détection sensibles suivant deux directions sensiblement à l'opposée l'une de l'autre et elle comporte au moins deux charges génératrices de noyau associées à chaque moyen de détection, charges dont les directions d'action respectives sont situées dans le premier plan vertical qui est voisin du plan vertical contenant la direction de détection considérée. On augmente ainsi à la fois la probabilité de détection et la probabilité d'atteinte. D'une façon préférentielle,la munition comporte deux moyens de détection et deux groupes de quatre charges génératrices de noyau, chaque groupe de quatre charges comprenant deux charges dont les directions d'action sont situées dans un deuxième plan vertical voisin du premier plan vertical considéré. Les moyens de détection pourront être du type à infra rouge passif. L'invention a également pour objet une mine anti aéronef comprenant un dispositif de lancement d'une telle munition ainsi qu'un dispositif détecteur de l'approche d'un aéronef qui provoque le lancement de cette munition. Cette mine est caractérisée en ce que le dispositif détecteur d'approche comporte des moyens permettant la mesure de la distance à laquelle se trouve l'aéronef ainsi que la variation de cette distance en fonction du temps, et en ce que le lancement de la munition est provoqué lorsque conjointement la distance est inférieure à une valeur limite et la variation de distance s'annule. Selon d'autres caractéristiques: les moyens de mesure de la distance comportent un télémètre radar et ce dernier pourra etre activé par des moyens de veille acoustique, Les moyens de veille acoustique pourront comprendre au moins quatre micros disposés suivant différentes directions radiales de la mine et les moyens de veille seront conçus de façon à permettre de déterminer un secteur dans lequel se trouve l'aéronef. Le télémètre radar pourra comporter plusieurs antennes couvrant différents secteurs autour de la mine et les moyens de veille acoustique commanderont alors le choix de l'antenne correspondant sensiblement au secteur dans lequel se trouve l'aéronef. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels: -la figure 1 représente de façon schématique une mine anti-aéronef selon l'invention, la munition étant représentée après sa séparation du lanceur, -la figure 2 représente en perspective une mine anti-aéronef selon l'invention, -la figure 3 est une vue en élévation de cette mine, la munition étant séparée du lanceur, -la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du lanceur à l'intérieur duquel est disposée la munition, -les figures 5 et 6 sont des vues en élévation de la munition montrant les positions relatives des moyens de détection et des charges génératrices de noyau, -la figure 7 est une vue de dessus de la munition montrant les orientations des charges génératrices de noyau, -la figure 8 est une vue de dessus du lanceur montrant les orientations relatives des moyens de veille acoustique et des antennes du télémètre radar. -la figure 9 est une vue de dessus de la munition montrant une variante de mise en place des charges génératrices de noyau. En se reportant à la figure 1, une mine anti aéronef selon l'invention est constituée par une munition 1 qui est éjectée suivant une direction sensiblement verticale par un lanceur 2 qui comporte trois pieds 4 en appui sur un sol 5. La munition 1 est représentée sur cette figure peu de temps après son éjection hors du lanceur 2. Elle est animée d'un mouvement de rotation de vitesse angulaire Q autour d'un axe 7 dont l'orientation est sensiblement verticale. La munition 1 est destinée à venir agresser un aéronef 3 (ici un hélicoptère) qui se déplace suivant une direction représentée schématiquement en 10. La munition est stabilisée par des ailettes 6 au nombre de six et qui se déploient à la sortie du lanceur 2 comme cela sera exp-liqué par la suite. Elle comporte des moyens 8a et 8b de détection de l'aéronef 3, moyens sensibles suivant des directions 9a et 9b respectivement. Les directions 9a et 9b sont sensiblement normales à l'axe de rotation 7 de la munition 2 et orientées suivant des directions opposées l'une de l'autre. Ces moyens de détection seront de préférence du type Infra rouge passif en raison d'une part de la faible consommation en énergie de tels détecteurs et d'autre part de la possibilité qui est offerte alors d'attaquer l'aéronef au niveau de ses parties chaudes (motorisation) qui sont les plus vulnérables pour un hélicoptère. La figure 2 montre en perspective le lanceur 2 à l'intérieur duquel est disposée la munition 1. Les pieds 4 sont constitués par des barres qui s'articulent sur le lanceur 2. Ils se terminent par des patins articulés 28 qui assurent une bonne assise sur le sol. Ces pieds peuvent etre repliés relativement au lanceur pour faciliter le transport de l'ensemble. Un système, non représenté ici (par exemple des vérins articulés sur les pieds et sur le lanceur), permet le réglage angulaire des pieds 4 par rapport au lanceur 2 afin d'assurer une orientation sensiblement verticale de l'axe 7 de rotation de la munition 1 quelle que soit la planéité du sol. Le lanceur 2 comporte une enveloppe 14, sensiblement cylindrique et qui constitue un tube de lancement pour la munition 1, ainsi qu'un socle 15 disposé à une partie inférieure de cette enveloppe. Le socle présente une portée conique sur laquelle sont disposées un certain nombre d'antennes 16 (ici quatre) régulièrement réparties angulairement. Ces antennes sont reliées à une électronique de traitement disposée dans le socle 15, l'ensemble constituant un télémètre radar. Les antennes seront par exemple réalisées suivant la technologie des pavés imprimés (conducteurs déposés sur un support en matière plastique). Cette technologie permet d'obtenir des antennes d'encombrement réduit. Chaque antenne sera constituée par un pavé émetteur et un pavé récepteur. L'enveloppe 14 porte également au niveau d'une partie supérieure quatre bras 11 régulièrement répartis angulairement. Ces bras sont reliés à l'enveloppe 14 par des articulations 13. Chaque bras il porte au moins un micro 12 à son extrémité. Les articulations 13 permettent de replier les bras. le long de l'enveloppe 14 pour faciliter le transport du lanceur. Elles sont dotées d'un dispositif verrou de type connu (non représenté) et qui assure le maintien des bras sensiblement perpendiculaires à l'enveloppe 14 dans leur position déployée. Les bras 11 sont disposés en alternance angulaire avec les antennes 16. Ainsi chaque antenne 16 se trouve sensiblement au niveau d'un plan bissecteur de deux plans verticaux contenant chacun un bras 11. Les raisons d'une telle configuration seront explicitées par la suite. La figure 3 est une vue en élévation du lanceur 2 et de la munition 1 et dans laquelle la munition est représentée sortie de l'enveloppe 14. Cette vue montre les ailettes de stabilisation 6 de la munition. Ces ailettes sont représentées dans leur position déployée. Chaque ailette porte un axe pivot 17 qui permet son articulation avec deux cloisons 18a et 18b, parallèles entre elles et solidaires de la munition 1. Les cloisons constituent un logement pour l'ailette considérée lorsque la munition 1 se trouve à l'intérieur du lanceur 2. Elles constituent également une chape pour l'articulation de l'axe pivot 17. Les ailettes sont maintenues par l'enveloppe 14 du lanceur dans leurs positions repliées entre les cloisons 18a et 18b. Lorsque la munition quitte le lanceur, les ailettes se déploient par inertie pour venir adopter une position qui assure la stabilisation de la munition. La figure 4 est une vue en coupe du lanceur 2 à l'intérieur duquel est disposée une munition 1. La munit ion 1 comporte un propulseur 20 comprenant un bloc 24 de propergol disposé à l'intérieur d'une chambre et relié à l'extérieur de la munition par une tuyère 21. Le bloc de propergol 24 est initié par un allumeur 23 à commande électrique de type connu et qui comporte un dispositif de sécurité et d'armement. La tuyère 21 porte sur sa surface interne des aubes 22 au profil sensiblement hélicoïdal, ces aubes assurent une mise en rotation de la munition autour de son axe 7 par l'action des gaz propulsifs engendrés par le bloc de propergol 24. Une partie supérieure de la munition porte la tête militaire et les moyens de détection 8. La tête militaire est constituée par huit charges génératrices de noyau 25. Quatre charges ont une direction d'action voisine d'une des deux directions de détection 9a (associée à un moyen de détection 8a), les quatre autres charges ont leur direction d'action voisine de l'autre direction de détection 9b (associée au moyen de détection 8b). Les positions relatives des charges constituant un groupe de quatre seront explicitées par la suite. Toutes les charges sont reliées à un seul dispositif d'amorçage 26 par des cordeaux détonants 27 (par exemple des cordeaux d'hexogène sous gaine plomb). Le dispositif d'amorçage 26 remplit également les fonctions de dispositif de sécurité et d'armement pour l'ensemble des charges. La commande de mise à feu provoquera donc l'initiation simultanée des huit charges. En se reportant aux figures 5 à 7 qui représentent schématiquement la munition et montrent les positions relatives des différentes charges génératrices de noyau, on remarque que deux charges 25a et 25b ont leurs directions d'action (c'est à dire l'axe propre de chacune des charges) situées dans un premier plan vertical dont la trace sur les différentes figures est repérée en 29a. Ce premier plan 29a est ici celui qui contient également la direction de détection 9a du moyen de détection 8a ainsi que l'axe de rotation 7 de la munition. Deux charges 25c et 25d ont leurs directions d'action situées dans un deuxième plan vertical dont la trace sur les différentes figures est repérée en 30a. Ce deuxième plan 30a contient également l'axe de rotation 7 de la munition et il fait avec le premier plan vertical 29a un angle a (voir figure 7). Le sens de rotation de la munition 1 est repéré sur la figure 7 par la flèche Q (sens inverse des aiguilles d'une montre). Le deuxième plan vertical 30a est disposé par rapport au premier plan vertical 29a de telle sorte qu'on passe du plan 29a au plan 30a par une rotation d'un angle a dans un sens inverse à celui de la rotation de la munition. La munition 1 comporte également quatre autres charges (25e, 25f, 25g, 25h) dont les directions d'action sont voisines de la direction de détection 9b. Ces charges ont des dispositions symétriques de celles des charges 25a, 25b, 25c, 25d par rapport à l'axe de rotation 7 de la munition. Ainsi deux charges 25e, 25f ont leurs directions d'action situées dans un premier plan vertical dont la trace est repérée en 29b et qui est ici confondu avec le plan 29a. Les deux autres charges 25g, 25h ont leurs directions d'action situées dans un deuxième plan vertical dont la trace est repérée en 30b et qui est ici confondu avec le plan 30a. Comme cela est visible sur la figure 6, les directions de détection 9a et 9b des deux moyens de détection 8a et 8b sont sensiblement perpendiculaires à l'axe de rotation 7 de la munition. Les directions d'action des charges 25a et 25e font un angle ssl avec les directions de détection 9a et 9b respectivement. Les directions d'action des charges 25b et 25f font un angle ss2 avec les directions de détection 9a et 9b respectivement. Dans le mode de réalisation décrit ici, les angles ssl et ss2 sont égaux mais d'orientation différentes. Ainsi les charges 25b et 25f ont une disposition symétrique de celle des charges 25a et 25e par rapport à un plan normal à l'axe 7, plan dont la trace est repérée par la droite AOA' sur la figure 6. L'axe AOA' est un axe parallèle aux directions de détection 9a, 9b et passant par un centre O de la tête militaire. Cet axe est disposé à une distance 6 de l'axe formé par les directions de détection 9a 9b. Cette distance 8 est négligeable vis à vis de la distance de la munition à l'aéronef lors du tir (de l'ordre de 50 m) et de la vitesse des noyaux engendrés par les charges (2000 m/s). On peut donc considérer que les directions de détection 9a et 9b sont confondues avec l'axe AOA'. Les charges (25c, 25d, 25g, 25h) qui sont situées dans les deuxième plans verticaux ne sont pas représentées sur la figure 6. Leur orientation relative est identique à celle du groupe de charge 25a, 25b, 25e et 25f. Leur orientation par rapport à la munition peut être obtenue simplement en faisant tourner le groupe de charge 25a, 25b, 25e et 25f d'un angle a dans le sens inverse de celui de la rotation de la munition. Ainsi les charges 25c et 25g sont orientées d'un angle ss1 par rapport au plan perpendiculaire à l'axe 7 et de trace AOA' sur la figure 6 et les charges 25d et 25h sont orientées d'un angle ss2 par rapport à ce même plan. Le fonctionnement de cette munit ion ainsi que de la mine anti aéronef qui l'éjecte va être maintenant décrit en référence à la figure 8. Cette figure montre le lanceur 2 en vue de dessus. Après sa mise en place et à l'issue d'une temporisation de sécurité, la mine se trouve en état de veille. Les microphones 12 transmettent à une unité électronique les informations sonores reçues. L'apparition d'une source sonore fait passer la mine de l'état de veille à l'état de détection J identification. L'électronique de traitement compare alors les signaux sonores reçus avec une bibliothèque de signatures acoustiques des aéronefs cibles. Lorsque le signal sonore reçu correspond bien à celui d'un aéronef cible, par exemple ici un hélicoptère, l'unité électronique de traitement procède à la localisation de l'hélicoptère. Les signaux fournis par les différents microphones 12 sont analysés en amplitude et une comparaison entre les niveaux sonores reçus par chaque micro permet de façon connue (voir par exemple le brevet FR2643143) de fournir une localisation approximative de l'hélicoptère par rapport à la mine. Les quatre bras porte-micro lla, lib, îîc et îîd délimitent quatre secteurs X, Y, Z et T de l'espace entourant la mine. La localisation acoustique permet de préciser dans quel secteur se trouve l'hélicoptère détecté. Sur la figure 8, l'hélicoptère se trouve dans le secteur X délimité par les bras îîa et llb. L'électronique de traitement active alors le télémètre et connecte ce dernier à l'antenne 16a qui se trouve dans le secteur dans lequel l'hélicoptère a été localisé. Le télémètre mesure alors continuellement la distance D séparant la mine et l'hélicoptère, l'électronique de traitement détermine également la valeur de la variation de cette distance D en fonction du temps (vitesse d'approche). L'éjection de la munition est commandée par l'électronique de traitement lorsque sont réalisées conjointement les deux conditions suivantes: la vitesse d'approche s'annule et la distance D se trouve inférieure ou égale à une valeur limite (valeur correspondant au rayon maximal d'efficacité de la mine). L'électronique commande alors l'allumeur 23 qui provoque la mise à feu du bloc propulsif 24 et l'éjection de la munition 1 hors du lanceur 2. Les deux conditions précédentes correspondent au passage de l'hélicoptère au point nodal H, c'est à dire au point situé sur sa direction de déplacement 10 à une distance OH minimale de la mine. L'avantage d'une telle condition de tir est qu'elle permet à la munition d'agresser un hélicoptère qui s'éloigne du lanceur 2, donc un hélicoptère dont la motorisation 31 sera orientée vers la munition. Or la motorisation est la partie la plus vulnérable de l'hélicoptère et également la plus chaude, donc la plus facilement détectable par un détecteur Infra rouge passif. Lorsqu'un aéronef se déplace suivant une direction sensiblement perpendiculaire à un des bras porte-micro 11, l'électronique de traitement pourra relier le télémètre aux deux antennes disposées de part et d'autre de la tige considérée afin de déterminer l'instant de passage à la nodale. Les caractéristiques des antennes 16 seront choisies de telle sorte que leurs faisceaux de détection se recoupent afin d'assurer une mesure sur 360 autour du lanceur 2. Si les deux conditions précédentes ne sont pas remplies l'électronique de traitement provoque le retour de la mine à son état de veille acoustique. L'avantage principal d'un tel type de détections localisation est qu'il ne met en oeuvre aucune pièce mobile, il est donc particulièrement fiable et robuste. Lorsque la munition est éjectée, son électronique de détection est activée et le dispositif de sécurité et d'armement 26 passe en position armée. La munition est animée d'un mouvement de rotation autour de l'axe 7, chaque moyen de détection 8a et 8b observe donc l'espace entourant la munition suivant une spirale ascendante. La présence de deux moyens de détection permet une observation suivant deux spirales de même pas et décalées d'un demi pas. La probabilité de détection d'un hélicoptère est ainsi augmentée. Lorsque l'aéronef est détecté, la mise à feu de l'ensemble des huit charges génératrice de noyau est provoquée. La probabilité d'atteinte de l'aéronef est augmentée par la présence d'au moins deux charges génératrices de noyau disposées l'une au dessus de l'autre dans un même premier plan vertical contenant la direction de détection. La présence de deux autres charges génératrices de noyau dans un deuxième plan vertical voisin du premier plan vertical permet d'augmenter encore la probabilité d'atteinte de la cible. Il n'est pas nécessaire alors de prévoir sur la munition des moyens permettant de mesurer la vitesse de l'aéronef et de calculer un éventuel retard pour l'initiation des charges, on réduit ainsi le coût de la munition. D'autres variantes sont possibles sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi les direction de détection 9a et 9b peuvent faire un angle différent de 90 avec l'axe de rotation 7. Cette disposition sera adoptée pour éviter une initiation prématurée de la charge par des obstacles disposés au niveau du sol (végétation, constructions). Chaque direction de détection 9a et 9b sera donc orientée vers le haut et fera un même angle avec l'horizontale. Chaque groupe de quatre charge dont les angles ont été définis comme précédemment sera alors également incliné vers le haut d'un angle égal à cet angle d'inclinaison afin de conserver une direction d'action voisine de la direction de détection. Les directions d'action des charges feront donc toujours un angle (31 ou ss2 avec la direction de détection considérée. Comme variante, il est possible de prévoir un premier plan qui soit voisin du plan vertical contenant la direction de détection mais ne contienne plus cette dernière. On pourra par exemple disposer les premier et deuxième plans verticaux de telle façon que le plan vertical contenant la direction de détection 9a soit le plan bissecteur du dièdre formé par les premier 29a et deuxième 30a plans verticaux contenant les directions d'action des charges (voir figure 9). Il est possible également de disposer davantage de charges par exemple, avec une configuration du type de celle représentée figure 9, de disposer également deux charges dans les plans contenant les directions de détection 9a et 9b, la munition comportera alors 12 charges génératrices de noyau. I1 est possible enfin de placer chaque charge de telle façon que sa direction d'action se situe dans un plan vertical différent de celui des autres charges. Le choix de la meilleure configuration et la détermination des valeurs des angles as al et ss2 se fera au moyen d'un calcul d'efficacité et en fonction des caractéristiques de la cible (vitesse, vulnérabilité) et de la munition (vitesse d'éjection, vitesse de rotation, calibre). REVENDICATIONS 1-Munition (1) destinée à agresser un aéronef (3), notamment munition éjectée suivant une direction sensiblement verticale par un lanceur (2) disposé sur le sol, munition animée d'un mouvement de rotation par rapport à un axe (7) et comprenant au moins un moyen de détection (8a, 8b) de l'aéronef, moyen sensible suivant une direction (9a, 9b) sensiblement normale à l'axe de rotation et commandant l'initiation d'une charge militaire, munition caractérisée en ce que la charge militaire comprend au moins une charge génératrice de noyau (25) et dont la direction d'action est voisine de la direction de détection (9a, 9b). 2-Munition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux charges génératrices de noyau dont les directions d'action sont situées dans un premier plan vertical qui est voisin d'un plan vertical contenant la direction de détection. 3-Munition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux moyens de détection (8a, 8b) sensibles suivant deux directions (9a, 9b) sensiblement à l'opposée l'une de l'autre et en ce qu'elle comporte au moins deux charges génératrices de noyau (25a-25b, 25e-25f) associées à chaque moyen de détection, charges dont les directions d'action respectives sont situées dans le premier plan vertical (29a, 29b) qui est voisin du plan vertical contenant la direction de détection considérée. 4-Munition selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte deux moyens de détection et deux groupes de quatre charges génératrices de noyau, chaque groupe de quatre charges comprenant deux charges (25c-25d, 25g-25h) dont les directions d'action sont situées dans un deuxième plan vertical (30a, 30b) voisin du premier plan vertical considéré (29a, 29b). 5-Munition selon une des revendications l à 4, caractérisée en ce que les moyens de détection sont du type à infra rouge passif. 6-Mine anti aéronef comprenant un dispositif de lancement d'une munition (1) selon une des revendications précédentes ainsi qu'un dispositif détecteur de l'approche d'un aéronef qui provoque le lancement de la munition, caractérisée en ce que le dispositif détecteur d'approche comporte des moyens permettant la mesure de la distance à laquelle se trouve l'aéronef (3) ainsi que la variation de cette distance en fonction du temps, et en ce que le lancement de la munition est provoqué lorsque conjointement la distance est inférieure à une valeur limite et la variation de distance s'annule. 7-Mine selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de mesure de la distance comportent un télémètre radar. 8-Mine selon la revendication 7, caractérisée en ce que le télémètre radar est activé par des moyens de veille acoustique. 9-Mine selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de veille acoustique comprennent au moins quatre micros (12) disposés suivant différentes directions radiales de la mine et en ce que ces moyens de veille permettent de déterminer un secteur dans lequel se trouve l'aéronef. 10-Mine selon la revendication 9, caractérisée en ce que le télémètre radar comporte plusieurs antennes (16) couvrant différents secteurs autour de la mine et en ce que les moyens de veille acoustique commandent le choix de l'antenne correspondant sensiblement au secteur dans lequel se trouve l'aéronef.