Brevet FR2690241A1 — publié le 19931022

Projectile de pénétration immergé comportant un dispositif de mise à feu. L'invention concerne un projectile de pénétration immergé pouvant être utilisé en tir direct contre des cibles marines et comportant un dispositif de mise à feu électrique pour une charge active. Un tel projectile est connu d'après DE-A-33 29 700 Il est équipé d'un dispositif de mise à feu électronique qui n'est pas décrit en détail. Le but de l'invention est d'équiper un projectile du type précité avec un dispositif d'allumage à partir duquel la charge active du projectile est mise à feu à une hauteur définie après avoir transpercé le dessous des oeuvres vives ou après la sortie hors de la surface de l'eau; un autre but est d'offrir la possibilité de réaliser une classification de la cible pour une adaptation spécifique à la cible de la hauteur de mise à feu, selon les données de l'impact et/ou de sortie. Ce but est atteint avec un projectile du type précité par le fait que le projectile, qui est équipé d'un dispositif de propulsion pour assurer une vitesse initiale de lancement définie et qui doit mettre à feu sa charge active à une hauteur définie après le coup au but ou la sortie de l'eau, est équipé d'un dispositif de mise à feu pour déterminer un temps de retardement de la mise à feu dépendant de la valeur instantanée de la pression hydrodynamique mesurée sur le projectile lorsque cette pression cesse d'avoir une allure régulière dans le temps et de la hauteur de mise à feu prédéterminée. Selon cette solution, l'instant de la mise à feu à la hauteur recherchée est obtenu à partir de la vitesse réelle de pénétration dans la cible ou de sortie de l'eau du projectile. Dans ce but, il n'est pas nécessaire de saisir la valeur de la vitesse correspondante elle-même; on observe au contraire l'allure de la pression hydrodynamique sur le projectile; après une diminution régulière dans le temps à partir d'une valeur initiale ou de lancement, cette pression s'élève fortement après la pénétration du projectile dans une cible, ou diminue fortement à la sortie du projectile hors de la surface de l'eau, puis augmente à nouveau tout de suite après, lorsqu'un objet opérant juste au dessus de la surface de l'eau tel qu'un hydroglisseur ou un hélicoptère est atteint Etant donné que la vitesse initiale est prédéterminée immédiatement après la fin de l'accélération de départ en fonction du système et que la pression hydrodynamique associée dans le fluide environnant (donc dans l'eau) peut être obtenue de façon connue de façon expérimentale avec une validité suffisante pour les données d'utilisation considérées, il faut faire correspondre la valeur à la fin de l'allure régulière dans le temps de la pression hydrodynamique (donc la valeur de la pression immédiatement avant la forte augmentation ou la forte diminution) à une vitesse instantanée déterminée du projectile, à savoir en fonction du signe de la forte variation de pression, à la vitesse de pénétration dans une structure de cible ou à la vitesse de sortie à travers la surface de l'eau. Ainsi donc, par une simple évaluation de l'allure de la pression hydrodynamique à bord du projectile, on peut assurer la hauteur de mise à feu optimale de la charge active sous ou à côté d'une cible non atteinte à l'intérieur de l'eau, en déterminant le retardement de la mise à feu à partir de l'impact dans la carène ou de la sortie de l'eau, en tant que quotient de la hauteur de mise à feu prédéterminée par la vitesse instantanée déterminée. Des variantes et des développements supplémentaires ainsi que d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la descripiton d'un exemple de réalisation préféré de l'invention fortement schématisé et se limitant à 1 ' essentiel. La figure unique du dessin représente, dans son principe, l'utilisation d'un projectile immergé comportant un dispositif de mise à feu agissant en fonction de la vitesse de sortie hors de l'eau contre des cibles marines diverses; les parties du circuit essentielles pour déterminer l'instant de la mise à feu sont représentées ici à la façon d'un schéma-bloc dans le dispositif de mise à feu dessiné à part. L'action de l'arme marine représentée schématiquement sur le dessin est celle d'une mine projectile posée au fond de la mer Le projectile Il est positionné sur le fond 12 d'une étendue d'eau 13 dans un lanceur 15 à une profondeur To sous la surface de l'eau 14 Il reste là en position d'attente jusqu'à ce qu'il soit activé par le bruit 17 provenant de cibles marines typiques 18, par l'intermédiaire d'un détecteur des bruits transmis par l'eau 16 (qui peut équiper le projectile 11, mais qui est disposé de préférence dans le lanceur 15) En ce qui concerne les cibles marines, il peut s'agir de bâteaux à carène 18 1 opérant sur ou sous la surface de l'eau 14 ou d'objets 18.2 opérant juste au dessus de la surface de l'eau 14 (tels que notamment des engins à coussin d'air ou des hélicoptères) Lorsque le détecteur 16 détecte une cible 18 sensiblement dans l'axe longitudinal 19 du projectile, un dispositif de propulsion 20 (par exemple un moteur arrière) est mis à feu En raison de la vitesse de départ élevée vo, il se forme, dans le cas d'une arête frontale 21 formée sur le projectile il et en faisant le tour, une bulle de cavitation 22 autour du projectile 11, dont la géométrie en coupe transversale peut être déterminée par calcul de façon approximative selon les lois de la mécanique des fluides Si la géomérie de la section transversale du projectile Il est choisie de telle sorte que celui-ci se trouve à l'intérieur des limites de la section de la bulle de cavitation 22, cela favorise considérablement un déplacement rapide du projectile à travers l'eau 13 avec une bonne stabilité d'orientation. Si le projectile il manque sa cible 18 (sur le dessin en haut à droite), il sort vraisemblablement encore au voisinage de celle-ci à travers la surface de l'eau 14 Il faut donc que la charge active 23 du projectile Il formant des éclats ou des éclats incendiaires, soit mise à feu au moyen d'un dispositif de mise à feu 24 à une hauteur de sortie x, typique du système, au dessus de la surface de l'eau 13. Pour assurer la hauteur de détonation x recherchée, en se basant sur la vitesse de sortie de l'eau va, le laps de temps associé tx est déterminé à partir de la sortie de l'eau ta Pour ce laps de temps tx, on peut partir, avec une bonne approximation, d'une vitesse constante va, étant donné qu'à la sortie de l'eau, ta, le dispositif de propulsion 20 est déjà consumé en raison de la grande profondeur de lancement Ta et qu'on peut négliger la résistance aérodynamique au dessus de la surface de l'eau 14. Le problème est toutefois la détermination de la vitesse de sortie effectivement donnée va au bord du projectile 11, notamment dans le cas o une bulle de cavitation 22 entoure celui-ci Pour cette raison, on ne prévoit pas de mesure directe selon la présente invention, mais une évaluation basée sur l'évolution de la pression hydrodynamique p, mesurable en avant de l'arête frontale 21 du projectile, en fonction du temps de parcours t du projectile Il à travers l'étendue d'eau 13 Pour cela, on se reporte au fait que la vitesse de lancement vo à partir du fond 12, qui est atteinte en très peu de temps à partir du moment du lancement ta, est connue pour un système donné et, pour un milieu ambiant donné (étendue d'eau 13) qu'elle est associée à une pression hydrodynamique p relativement définie Lorsque la vitesse v(t) diminue depuis la profondeur To jusqu'à la surface de l'eau 14, la pression hydrodynamique p(t) mesurable à bord du projectile 11 au moyen d'un détecteur de pression hydrodynamique 40 est proportionnelle, en première approximation, à la diminution de la vitesse du projectile v Ct) comme il est indiqué qualitativement au milieu du dessin par des diagrammes schématiques en fonction du temps. La diminution régulière dans le temps de la pression hydrodynamique p pendant la course du projectile dans l'eau 13 s'effondre brutalement lorsque le détecteur de pression hydrodynamique 40 traverse la surface 14 de l'eau Pour cette raison, la pression hydrodynamique pa mesurée en dernier avant cet10 effondrement est une mesure pour la vitesse réelle de sortie hors de l'eau va Le quotient de la hauteur de détonation x prédéterminée par la vitesse réelle de sortie de l'eau va fournit le temps de retardement de la mise à feu tx souhaité à partir de la variation15 discontinue de l'allure de la pression hydrodynamique pendant le temps t, donc à partir de l'instant de sortie ta. Par contre, si le projectile 11 (en haut à gauche sur le dessin) atteint directement la structure d'une carène 18 1, donc sans sortir hors de la surface de l'eau 14, la diminution jusqu'à l'instant de l'impact te de la vitesse v est de ce fait de la pression hydrodynamique p est moins forte que si le projectile atteignait la surface de l'eau 14; et la25 variation discontinue de l'allure de la pression pendant le temps p(t) ne se trouve pas dans un effondrement de la pression, mais au contraire dans une montée abrupte de la pression Cette dérivée positive de l'allure de la pression est donc un critère d'impact30 dans une carène cible 18 1 Si, pour ce cas de coup au but, on a prédéterminé une hauteur spécifique xl de mise à feu, le temps de retardement de la mise à feu txl se détermine à partir du quotient de la hauteur de mise à feu recherchée xl par la vitesse d' impact ve35 obtenue par l'intermédiaire de la pression hydrodynamique. Enfin, si le projectile 11 (figure du milieu sur le dessin) ne pénètre dans un objet 18 2 opérant juste au dessus de la surface de l'eau 14 qu'après avoir traversé celle-ci, il apparaît d'abord une forte dérivée négative de l'allure de la pression due à la sortie de la surface de l'eau 14, et peu de temps après une forte dérivée positive due à l'impact dans la structure de la cible A la sortie hors de l'eau, c'est d'abord le temps de retardement de la mise à feu tx dans l'air au-dessus de l'eau qui est déclenché; mais, lors de l'impact dans la cible, ce temps est raccourci jusqu'à un retardement de la mise à feu réduit tx 2, si on peut attendre un effet plus favorable de la charge active 23 dans la cible 18 2. En conséquence, le dispositif de mise à feu 24 dans le projectile Il comporte essentiellement un détecteur de pression 40 pour fournir l'allure de la15 pression hydrodynamique pendant le temps p(t), ainsi qu'un circuit 41 pour fournir l'instant de l'apparition d'une dérivée extrêmement grande due à une variation de pression discontinue, Ce circuit 41 libère un générateur de rythme d'horloge 42 pour déclencher un20 circuit de comptage 43 Pour simplifier la représentation du schéma-bloc en ce qui concerne les techniques de câblage, on suppose que le circuit de comptage 43 peut être interrogé en fonction de la prédétermination actuelle de l'état du compteur d'un25 relais temporisateur 44 de retardement de la mise à feu pour envoyer un signal de mise à feu 25 à la charge active 23 du projectile Selon les données prédéterminées concernant la hauteur de la mise à feu concernée xi et la relation entre la pression30 hydrodynamique et la vitesse à travers le fluide donné (eau 13) préparées dans une mémoire de fonctions 45, on forme dans le relais temporisateur 44 le quotient de la hauteur de mise à feu prédéterminée x par la vitesse de sortie, ou de pénétration va, ve, à l'instant de la35 réponse du circuit 41, Au cas o celui-ci fournit une dérivée positive dépassant un seuil placé haut, la fonction du relais temporisateur 44 1 est libérée parce qu'il s'agit d'un coup au but dans une carène Au cas o la porte de signe 46 constate une dérivée extrêmement négative dans l'allure de la pression, le retardement de la mise à feu dans l'air tx est déclenché après la traversée de la surface de l'eau 14, donc une valeur de comptage plus tardive est préréglée dans le circuit de comptage 43 Dans le cas o, en plus, la porte de signe positive 46 répond, un objet 18.2 a encore été atteint après sortie hors de la surface de l'eau 14, et pour cette raison, il faut éventuellement prédéterminer le retard de mise à feu tx 2 réduit par rapport à tx en interrogeant de façon appropriée le circuit de comptage 43 pour l'émission d'un signal de mise à feu 25. Revendications 1 Projectile de pénétration immergé (il) pouvant être utilisé en tir direct contre des cibles marines ( 18 > et comportant un dispositif de mise à feu ( 24) électrique pour une charge active ( 23 >, caractérisé en ce que le projectile ( 11), qui est équipé d'un dispositif de propulsion ( 20) pour assurer une vitesse initiale de lancement (vo> définie et qui doit mettre à feu sa charge active ( 23) à une hauteur définie (x) après le coup au but ou la sortie hors de10 l'eau, est équipé d'un dispositif de mise à feu ( 24) pour déterminer un temps de retardement de la mise à feu (tx), qui dépend de la valeur instantanée de la pression hydrodynamique (p) mesurée sur le projectile ( 11) lorsque cette pression cesse d'avoir une allure régulière, et de la hauteur de mise à feu prédéterminée (x). 2 Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mise à feu ( 24) est équipé d'un détecteur de pression hydrodynamique ( 40), à la suite duquel est monté un circuit ( 41) pour fournir une variation brusque de la dérivée de l'allure de la pression hydrodynamique (p(t)>, qui connecte un circuit de comptage de temps ( 43) à la charge active ( 23) pour émettre le signal de mise à feu ( 25) et le déclenche. 3 Projectile selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on prévoit au moins un relais temporisateur ( 44) pour prédéterminer différentes positions terminales de comptage en fonction de30 l'interconnexion de portes de signe ( 46) montées à la suite du circuit de dérivation ( 41).