Brevet FR2708095A1 — publié le 19950127

La présente invention concerne un procédé de guidage vers une cible d'un engin guidé, muni d'un dispositif de recherche de cible, selon lequel de l'énergie provenant d'un véhicule porteur et rayonnée ou réfléchie par la cible est détectée, de manière à déterminer la position Se la cible par rapport au véhicule porteur, par une esti- mation de direction et de distance. Il existe déjà des procédés de guidage d'un engin guidé; le Brevet de la République Fédérale Allemande N 0 22 00 623 décrit un procédé de ce genre par navigation pro- portionnelle dans le but d'amener l'engin dans la position la plus favorable possible par rapport à la cible. Dans ce cas, l'engin ne doit pas croiser la trajectoire de la cible, comme c'est le cas selon un autre procédé connu, mais il est envisagé de faire suivre à l'engin la trajectoire de la cible. Selon un procédé de guidage connu, une torpille est guidée sur un cap de collision avec une position de cible calculée. Mais ce procédé présente un inconvénient à savoir que pour le guidage de l'engin, il n'est pas tenu compte des tolérances inévitables d'estimation de direction et de distance. Ces tolérances peuvent avoir comme effet que la torpille n'atteint pas du tout la cible, mais passe à côté. Il en résulte que de nombreux trajets de recherche de la cible sont nécessaires, mais ce qui présente l'in- convénient que le canal de transmission de l'engin ou son énergie d'alimentation ne suffisent plus pour trouver la cible. L'invention a donc pour objet de proposer un procé- dé déjà mentionné ci-dessus, qui garantit une haute proba- bilité de rencontre, en tenant compte des tolérances d'es- timation de la position de la cible avec un guidage sur un trajet direct vers la cible. Selon l'invention, ce résultat est obtenu par le fait qu'à partir de l'estimation de direction et de dis- tance et de leurs tolérances, une région escomptée de pré- sence de la cible, approximativement rectangulaire, est dé- zer-mnée dont la largeur et la hauteur dépendent des tolé- rances des estimations de direction horizontale et verticale et dont la profondeur dépend des tolérances d'estimation de distance; l'engin est dirigé vers un côté avant de la région escomptée, et il parcours cette région, essentiellement sui- vant son axe longitudinal jusqu'à ce que son dispositif de recherche détecte lacible et le dirige vers cette dernière. La région escomptée de présence de la cible est défi- mie nar un volume qui entoure de toutes parts la position de la cible. Etant donné que les dimensions de cette région dé- pendent des tolérances d'estimation de direction et de dis- tance, la forme de cette région est allongée en raison des tolérances différentes. Si les tolérances d'estimation de direction sont prédominantes, la région escomptée de pré- sence de la cible s'étend davantage suivant sa largeur et sa hauteur et par conséquent, perpendiculairement au véhicule porteur tandis que si les tolérances d'estimation de distance prédominent, la région escomptée s'étend davantage suivant sa profondeur et par conséquent, dans la direction radiale par rapport au véhicule porteur. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'in- vention, il est prévu, pour le lancement initial, de calcu- ler une région escomptée prévue en tenant compte de la vites- se et de la trajectoire de la cible. En outre, la région es- comptée prévue est agrandie, dans sa largeur et sa hauteur, en fonction des tolérances d'estimation de vitesse, et dans sa profondeur en fonction des tolérances d'estimation de trajectoire. Cette augmentation indésirable de la région es- comptée de présence de la cible est ensuite compensée pen- dant que de nouvelles régions escomptées momentanées sont déterminées continuellement et que la trajectoire et la vi- tesse de la cible peuvent être estimées avec des tolérances plus réduites, ces -dernières intervenant dans le calcul de la région escomptée de présence de la cible. Si l'engin est relié au véhicule porteur par une Liaison de transmission, comme par exemple une torpille guidée par fils, après avoir atteint la surface avant de la région escomptée, il est guidé dans une direction sui- v-ant l'axe longitudinal. Si l'engin ne peut être guidé à partir du véhi- cule porteur, il est muni d'un dispositif automatique qui introduit une correction de trajectoire à un instant pré- determiné auquel l'engin a probablement atteint la sur- face avant. Egalement dans un engin qui est relié au véhi- cule porteur par une liaison de transmission, il est pré- férable de prévoir un dispositif automatique comme sécu- rité contre une rupture de la liaison de transmission. Pendant le trajet de l'engin, des corrections permanentes des régions escomptées qui sont calculées sont introduites et dans le cas d'une rupture de la liaison de transmis- sion, l'engin est finalement guidé vers la région voulue. Selon une autre caractéristique de l'invention, la région escomptée probable de présence de la cible est corrigée pendant le temps dans lequel l'engin est comman- dé et progresse, et il est ensuite guidé suivant l'axe longitudinal corrigé. Cela est particulièrement avanta- geux quand la cible se déplace suivant une trajectoire et avec une vitesse variables. Un instant de départ, une vitesse et une tra- jectoire peuvent être indiqués préalablement à l'engin, avec lesquels il atteindra probablement la région escomp- tée. Si de l'énergie sonore émise par une cible est utilisée pour déterminer la région escomptée de présen- ce de la cible, selon un procédé de détection passif, cette région escomptée a une forme allongée dans la di- rection radiale par rapport au véhicule porteur, car les tolérances d'estimation de distance sont supérieures aux tolérances d'estimation de direction. Dans ce cas, l'engin est muni d 'un dispositif de repérage qui reçoit lt'énerie acoustique et qui le guide vers la surface avant de la région escomptée, indiquée par le véhicule porteur. Une simplification du calcul de la région escomp- tée de présence de la cible est possible, dans le cas ou l'engin, par exemple une torpille, doit être lancée con- tre un navire de surface. Dans ce cas, la région escomp- tée n'a pas à être déterminée dans trois dimensions car -0 la surface de l'eau définit le plan de la trajectoire de la cible et la torpille est prévue pour une profon- deur prédéterminée. Il suffit donc de déterminer une sur- face de cible à partir d'une direction et d'une distance dans le plan horizontal. 1_5 Une région de détection est définie en fonction de la portée et de l'angle de réflexion du dispositif de repérage de la torpille, et elle est comparée avec la largeur de surface de cible. Si la région de réception ne couvre pas suffisamment la surface de cible, la tor- c pille parcourt cette dernière à plusieurs reprises, en faisant des méandres. Les avantages de l'invention résident surtout dans le fait qu'un engin, au lieu d'être guidé vers un point de cible, est guidé dans une région escomptée dans laquelle doit se trouver la cible. Etant donné que l'en- gin est guidé vers la surface avant de la région escomp- tée dont l'étendue est la plus petite, le dispositif de détection de la cible de l'engin couvrant une région de réception prédéterminée, est exploité de façon optimale. L'engin détecte la cible particulièrement vite lorsque la largeur et la hauteur de la surface avant correspon- dent aux dimensions de la zone de réception. Cette dis- position permet d'obtenir que l'engin trouve directement la cible et avec une plus grande sureté et qu'il peut donc être utilisé avec une probabilité de rencontre con- sidérablement accrue. -5 D'autres caractéristiques et avantages de l'in- ven-ion apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d' ex--pe nullement limitatif: La Figure 1 est un schéma simplifié d'un dispo- sirif selon l'invention, et la Figure 2 est-le croquis d'un appareil indica- teur du dispositif de la Figure 1. !0 Comme le montre la Figure 1, le véhicule porteur i comporte des appareils destinés à déterminer la posi- tion de la cible. Ces appareils utilisent l'énergie ré- fléchie par la cible pour déterminer sa direction et sa distance. La direction de la cible par rapport au véhi- 1 cule porteur est définie dans le plan horizontal et le plan vertical par des goniomètres 2 et 3. La distance entre la cible et le véhicule porteur 1 est déterminée par un télémètre 5. Un calculateur de région de cible 6 est connecté derrière les goniomètres 2 et 3 et le télé- mètre 5. En ce qui concerne le procédé de détermination de distance, par exemple lorsqu'aucun appareil particu- lier de mesure de distance n'est prévu, la distance est estimée à partir des valeurs d'angle des goniomètres 2 et 3 et du mouvement propre, dans un calculateur de dis- tance 7 faisant partie du calculateur 6 de région es- comptée de présence de cible. Le calculateur de région 6 détermine une posi- tion instantanée de la cible et une région escomptée autour de cette position qui est définie par les tolé- rances de détermination d'angle et de distance. Le cal- culateur de région 6 comporte un calculateur de trajet 8 et un calculateur de vitesse 9 auquel sont appliquées des données de mouvement propre du véhicule porteur 1, provenant d'un générateur 10. Un appareil indicateur 12 est prévu pour l'affi- chage de la largeur et de la profondeur de la région es- comptée de présence de la cible ainsi que du trajet et de la vitesse de cette cible, et il est connecté au calcu- !teur 6 de région de cible. L'indicateur affiche plu- sieurs régions escomptées 13 déterminées les unes après les autres dans le temps ainsi qu'un vecteur de trajet 14 dont la longueur dépend de la vitesse de la cible. Un calculateur de prévision 16, connecté au cal- culateur de région de cible 6 a pour fonction de détermi- ner un lancement initial d'un engin à partir du véhicule porteur 1. Le calculateur de prévision 16 calcule pour !'engin, par exemple pour une torpille 18, le temps de parcours jusqu'à la région escomptée 19 qui est affichée sur l'appareil indicateur 12. La détermination de cette région escomptée 19 sera expliquée par la suite en regard dela Figure 2, à propos d'une région escomptée 39. Les caractéristiques de trajet de guidage pour le lancement de la torpille 18 sont fournies au calculateur de prévision 16 par un générateur de données 17 et sont utilisées dans le calcul de la région escomptée 19. Le calculateur de prévision 16 calcule l'instant de départ, le trajet et la vitesse avec lesquels la tor- pille 18 atteint la surface avant de la région escomptée 19 probable. Le trajet et la vitesse sont transmis à la torpille 18 par une liaison de transmission 20. En outre, le calculateur de prévision 16 calcule une modification de trajetpour l'instant présumé o la torpille 18 atteint la surface avant de la région escomptée 19, afin de gui- der la torpille sur l'axe longitudinal de la région es- comptée 19. La torpille 18 contient un dispositif de recherche de cible, par exemple un dispositif de repérage 21 qui reçoit de l'énergie émise par la cible. Un commutateur 22 est connecté au dispositif de guidage 23 de la tor- pille 18 et il peut changer de position entre a liaison de transmission 20 et le dispositif de repérage 21. A la détection de la cible, le dispositif de repérage 21 émet un saia de changement de position vers le commutateur 292 de --anière que les informations de guidage du dispo- siTif derepérage 21 soient transmises au dispositif de guidage 23. La Figure 2 représenrte à plus grande échelle !'affichage sur le dispositif indicateur 12 de la Figure I. -n trajet et une vitesse probables de la cible sont déterminés à partir de trois régions escomptées 33 re- crésentées à des instants successifs et sont affichées p Par un vecteur de trajet 34 et les tolérances connues du procédé de mesure déterminent deux vecteurs de trajet dérivés 34.1 et 34.2. Pour un lancement initial, une région escomptée probable 38 que la torpille devrait rencontrer à un in- stant donné est d'abord déterminée. Etant donné que la région escomptée 38 n'est pas encore la région défini- tive pour la trajectoire de la torpille, mais qu'elle n'en est qu'une idée, elle n'est pas affichée sur le dispositif indicateur 12 de la Figure 1. Les dimensions de la région escomptée 38 sont agrandies par rapport à celles des régions escomptées 33, d'une part en raison des tolérances d'estimation de trajet et d'autre part en raison des tolérances d'estimation de vitesse. La di- mension d'une région escomptée 33 déterminée au début est-représentée dans sa région escomptée 38 pour montrer l'effet des tolérances d'estimation de vitesse et de tra- jet. D'autres mesures continues et des régions escomptées instantanées déterminées à partir de ces mesures, per- mettent de resserrer ces tolérances (non représentées). pendant la progression de la torpille dans la région escomptée, cette dernière se déplace en raison du mouvement de la cible. Il faut également tenir compte d'une région escomptée 39 réelle, mobile obliquement, dont le déplacement par rapport à la région escomptée 38 est déterminé par le temps nécessaire à la torpille pour se déplacer depuis la surface avant jusqu'à un trajet in- zermédiaire, et par le mouvement de la cible pendant ce zemps. Une partie d'une trajectoire d'une torpille lancée jusqu'a un instant donné est représentée par le trait pointillé 4o0. REVENDICATIONS ! - Procédé de guidage vers une cible d'un engin guidé, muni d'un dispositif de recherche de cible, selon lequel de l'énergie provenant d'un véhicule porteur et -ravo=éeou réfléchie par la cible est détectée de manière à déterminer la position de la cible par rapport au vé- hicule porteur, par une estimation de direction et de dis- tance, procédé caractérisé en ce qu'il consiste essentiel- -e=ent, à partir de l'estimation de direction et de dis- tance et de leurs tolérances, à déterminer une région escomptée de présence de la cible, approximativement rectangulaire, dont la largeur et la hauteur dépendent des tolérances des estimations de direction horizontale et verticale et dont la profondeur dépend des tolerances d'estimation de distance, et à diriger l'engin vers un côté avant de la région escomptée de présence de la cible de manière qu'il parcourre cette région suivant son axe longitudinal jusqu'à ce que son dispositif de recherche de cible détecte la cible et guide l'engin vers cette der- niere. 2 - Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il consiste essentiellement à calculer préalablement une région escomptée de présence de la cible pour un instant prédéterminé, tenant compte de la vitesse et du trajet de la cible, cette région escomptée de présence de la cible étant augmentée en hauteur et en largeur en fonction des tolérances d'estimation de vi- tesse et en profondeur en fonction des tolérances de trajet, et à calculer un instant de départ ainsi qu' une vitesse et un trajet de l'engin, pour que ce dernier rencontre la région escomptée de présence de la cible calculée à l'avance à l'instant prédéterminé. 3 - Procédé selon la revendication 2, s'appli- quant à un engin relié à un véhicule porteur par une liai- son de transmission, procédé caractérisé en ce que l'en- gin, après avoir atteint le côté avant de la région es- competée de présence de la cible, est guidé sur un tra- jet le long- de l'axe longitudinal au moyen de la liai- son de transmission. 4 - Procédé selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que l'engin contient un dispositif automatique dans lequel sont mémorisés, avant son lancement; le trajet et la vitesse de l'engin et une modification de trajet pour un passage le long de l'axe longitudinal de La region escomptée de présence de la cible. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste egalement à corriger la région es- comptée de présence de la cible calculée à l'avance, pen- dant la durée du trajet de l'engin, en tenant compte de la vitesse et du trajet de la cible, et à guider l'engin suivant l'axe longitudinal de la région escomptée de pré- sence de la cible corrigée. - Procédé selon la revendication 3 ou 5, carac- térisé en ce que, pendant le trajet de l'engin, des cor- rections de la région escomptée de présence de la cible calculées préalablement sont introduites continuellement dans un dispositif automatique par l'intermédiaire de la liaison de transmission, le dispositif automatique gui- dant l'engin vers la région escomptée de présence de la cible déterminée en dernier dans le cas d'une rupture de la liaison de transmission. 7 - Procédé selon la revendication 1, consistant également à utiliser de l'énergie acoustique émise par la cible pour la détermination passive de la direction et de la distance de la cible, procédé caractérisé en ce que la forme de la région escomptée de présence de la ci- ble est allongée dans la direction radiale par:.rapport au véhicule porteur, car les tolérances d'estimation de dis- tance sont plus larges que celles de l'estimation de di- rection, l'engin étant guidé vers la surface avant de la région escomptée de présence' de la cible, faisant face au véhicule porteur. il 8 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce -ue l'engin corsistanz en une torpille lancée con- tre un navire de surface et se déplaçant dans l'eau à une profondeur prédéterminée, la région escomptée de pré- sence de la cible consiste en une surface de cible qui est déterminée par la direction et la distance dans le ilan horizontal et dont le côté avant est le petit côté.