Brevet FR2719659A1 — publié le 19951110

Procédé et dispositif de correction de la trajectoire deprojectiles La présente invention concerne un procédé de correction de la trajectoire de projectiles à l'aide d'un rayon de guidage laser, dans lequel, dans un système de guidage de tir associé au dispositif de mise à feu, des données relatives à la cible, telles que la vitesse, l'éloignement et le sens de déplacement, sont détectées en permanence et transmises au dispositif à laser produisant le rayon de guidage, et dans lequel les projectiles contiennent chacun un dispositif de réception recevant le rayon de guidage. La présente invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour accroître la probabilité des coups au but, en particulier contre des cibles mobiles, outre un guidage optimal du feu et un temps de vol réduit, une correction de la trajectoire des projectiles est inévitable, en particulier dans le cas d'une portée accrue. Il est connu d'utiliser, pour combattre des cibles de ce type, des projectiles à tête chercheuse qui comportent dans la pointe du projectile un appareillage de détection complexe, ou des projectiles guidés au moyen d'un rayon. Pour les projectiles guidés par rayon, le rayon de guidage peut soit éclairer la cible - et le projectile doit à son tour comporter un appareillage de détection complexe dans sa tête - soit le rayon de guidage est dirigé vers le missile et dirige celui-ci dans la cible, en fonction des données obtenues avec le système de guidage de tir. Avec ce dernier procédé cité il est seulement possible, avec une complexité acceptable, de diriger un seul projectile dans la cible, avec le rayon de guidage respectif. Les procédés de ce type ne sont donc utilisés en règle générale que pour guider des missiles de gros calibre (projectiles d'artillerie ou de char). 2 2719659 Par le document DE 25 43 606 C2 on connaît un procédé de correction de la trajectoire de projectiles en rotation. Dans ce cas, au moyen d'un dispositif optique associé au vecteur d'arme, il est d'abord procédé à une mesure de la dérive du projectile considéré. Ensuite, les données sont transmises au projectile pour déclencher une impulsion de correction correspondante, à l'aide du rayon de guidage laser, l'angle de roulis du projectile étant déterminé dans le projectile lui-même, au moyen d'un dispositif d'exploitation approprié. Ce procédé a aussi pour inconvénient qu'il n'est possible de corriger chaque fois que la trajectoire d'un seul projectile et non de plusieurs projectiles très rapprochés dans le temps. La correction quasi simultanée de projectiles d'une salve de canon n'est donc pas possible avec ce dispositif connu. L'invention a pour but d'indiquer un procédé de correction de trajectoire dans lequel des projectiles isolés ainsi que plusieurs projectiles se succédant rapidement dans le temps avec des dérives différentes puissent être corrigés de façon simple, par une correction par impulsions. L'invention a encore pour but d'indiquer un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. En ce qui concerne le procédé ce but est atteint suivant l'invention en ce que le rayon de guidage est dirigé sur le point de collision calculé à partir des données relatives à la cible; le rayon de guidage est partagé en au moins cinq rayons partiels (segments de rayon de guidage) qui sont disposés autour d'un segment de rayon de guidage central orienté vers le point de collision; chaque segment de rayon de guidage est modulé différemment; à l'aide du dispositif de réception, le projectile respectif détermine à partir de la modulation du segment de rayon 3 2719659 de guidage, dans lequel il se trouve précisément, la position angulaire nécessaire à la correction, par rapport au point de collision. En ce qui concerne le dispositif, ce but est atteint suivant l'invention en ce que le dispositif à laser est déplaçable au moyen de signaux appropriés du système de guidage de tir de manière que le rayon de guidage poursuive en permanence la cible, en ce que le rayon de guidage se compose d'au moins cinq segments disposés autour d'un segment central et en ce que dans le dispositif à laser sont prévus des modulateurs qui impriment à chaque segment une modulation différente de sorte que le dispositif de réception du projectile respectif peut prélever du rayon partiel les données nécessaires à la correction. L'invention a pour idée de base de diriger le rayon de guidage non pas vers le projectile considéré, mais vers la cible et de poursuivre celleci. Ce faisant, les divers projectiles prélèvent les informations nécessaires à leur correction du rayon de guidage lui- même, à un instant déterminé par eux, de manière autonome. A cet effet le rayon de guidage se compose d'un segment central qui reste dirigé vers la cible et d'au moins quatre segments extérieurs, disposés autour du segment central. La lumière des différents segments est modulée différemment, de sorte que les projectiles se trouvant dans le rayon de guidage peuvent déterminer leur dérive, à partir de la modulation reçue, et savent dans quelle direction ils doivent être corrigés. Si par ailleurs la distance entre les points centraux des différents segments extérieurs et le segment central intérieur correspond à la correction maximale et si l'angle de direction de la correction est constant dans le segment extérieur respectif, l'axe du projectile se trouve après correction toujours à l'intérieur du segment central. A l'aide d'un dispositif électronique d'exploitation, se trouvant dans le projectile 4 2719659 respectif, le point de déclenchement optimal pour la charge de correction correspondante est déterminé, avec ces informations. Le procédé suivant l'invention présente en outre pour avantage que l'ensemble du système ne peut pratiquement pas être perturbé optiquement, à partir de la cible, puisqu'aucune information n'est émise par le projectile vers la station au sol. Il n'y a pas non plus de balayage ni d'affectation d'informations à des projectiles déterminés. En cas de correction par impulsions de projectiles en rotation, la position de roulis du projectile, nécessaire pour l'instant de correction précis, est de préférence déterminée par le fait que le segment central du rayon de guidage est modulé en phase au moyen d'un élément optique holographique, c'est-à- dire qu'il est produit une structure de phase définie dans le rayon de guidage. Etant donné que l'information est stockée dans le rayon de guidage sous la forme d'une information de phase, il n'est pas nécessaire d'orienter le détecteur de réception coaxialement au rayon de guidage, dans le projectile respectif. Le détecteur de réception peut se trouver en un point quelconque à l'intérieur du rayon de guidage, à condition toutefois que son axe soit parallèle, dans certaines limites, au rayon de guidage. Le dispositif à laser pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est essentiellement constitué du laser lui-même et d'un dispositif diviseur de rayon avec modulateurs destinés à produire un nombre donné de segments modulés différemment du rayon de guidage. Le projectile possède dans sa partie arrière un dispositif de réception qui est essentiellement constitué d'une optique de réception avec un élément holographique configuré en polarisateur, de deux détecteurs de réception et d'une unité d'exploitation. 2719659 Un détecteur de réception sert dans ce cas, en liaison avec l'élément holographique, à mesurer la position de roulis du projectile. Le second détecteur de réception sert à déterminer la mesure de la dérive par détermination de la modulation ainsi qu'éventuellement à la mesure de la distance de la cible, transmise par le dispositif à laser. Diverses autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'invention sont représentées à titre d'exemples non limitatifs sur les dessins annexes. La figure 1 est une vue illustrant le principe de fonctionnement de la présente invention; les figures 2a à 2e sont des diagrammes d'impulsion illustrant la modulation des segments du rayon de guidage; la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif à laser destiné à produire des segments modulés du rayon de guidage et la figure 4 est une vue schématique montrant la constitution du dispositif de réception placé dans la partie arrière d'un projectile. Sur la figure 1, la référence 1 désigne de manière schématique une arme automatique avec un système de guidage de tir intégré pour la détection de la cible et un dispositif à laser destiné à produire un rayon de guidage. Avec l'arme automatique il a été tiré une salve de cinq projectiles 2 à 6 sur une cible se déplaçant dans le sens de la flèche 7. Le dispositif à laser produit un rayon de guidage 9 qui se compose de cinq segments 10 à 14, les différents segments étant représentés sur la figure 5 par des sections transversales de rayon (cercles) rabattues dans le plan de l'observateur. Les segments extérieurs 11 à 14 entourent dans ce cas le segment central 10. 6 2719659 A partir des données relatives à la cible, déterminées par le système de guidage de tir, le rayon de guidage 9 est dirigé vers un point de collision 15 obtenu par calcul et les projectiles 2 à 6 sont corrigés en conséquence. Sur la figure 1, la référence 16 désigne le sens de vol de la salve avant correction, en raison de la cible se trouvant à l'emplacement 17 et par 18, l'axe médian du rayon de guidage 9 et donc aussi du segment central de ce rayon. Le rayon du système de guidage de tir, détectant la cible 8, est pourvu, sur la figure 1, de la référence 19. Pour mesurer la dérive des différents projectiles de la salve, les segments 11 à 14 sont modulés différemment. Ceci est représenté de manière schématique sur les figures 2a à 2e, I désignant l'intensité et T, le temps. La figure 2a représente la variation de l'intensité du segment du rayon de guidage et les figures 2b à 2e les variations correspondantes de l'intensité des segments 11 à 14. Le segment 10 recouvre de préférence la surface de la cible pour une distance de cible donnée (par exemple 4 000 m). Dans la plage de correction (par exemple 1 000 à 2 000 m), la distance des points centraux des segments extérieurs 11 à 14 du point central du segment central 10, doit correspondre à la correction maximale possible. La succession d'impulsions 20, dessinée en pointillés sur les figures 2a à 2e, caractérise l'éloignement déterminé à l'aide du système de guidage de tir, entre le dispositif à laser 1 et la cible 8, qui est nécessaire pour déterminer l'instant d'allumage de la charge de correction du projectile respectif, en plus de la dérive angulaire et de la position angulaire de roulis du projectile. Cette information est présente dans les cinq segments 10 à 14 du rayon de guidage. La figure 3 représente de manière schématique un dispositif à laser 21 destiné à produire les 7 2719659 différents segments, seule la production des trois segments 10 à 12 (figure 1) ayant été reproduite pour plus de clarté. Pour l'essentiel le dispositif à laser 21 se compose du laser 22 proprement dit, d'un nombre de diviseurs de rayon 23, 24 correspondant au nombre des segments extérieurs, d'un nombre correspondant de modulateurs 25 à 27 ainsi que d'un nombre correspondant de miroirs de changement de direction 28, 29. En outre, dans le cas o l'on souhaite une correction par impulsions de projectiles en rotation (par exemple projectiles gyrostabilisés) il peut être prévu un élément holographique 30, qui module en phase en supplément le segment 10. Par ce procédé il est possible, en liaison avec un autre élément holographique dans le dispositif de réception du projectile concerné, de procéder à une détermination angulaire absolue (détermination de la position de roulis). Un dispositif de réception 31 correspondant d'un projectile est représenté sur la figure 4. Il est protégé vers l'extérieur par un capuchon de protection qui est sectionné, après sortie du tube, ou par une plaque de protection 32 optiquement perméable et est essentiellement constitué d'une lentille 33, de l'autre élément holographique 34, qui est relié sur les bords avec le culot 35 et qui en même temps est configuré en polarisateur, ainsi que deux détecteurs de réception 36, 37 et d'un dispositif électronique d'exploitation 38. Le fonctionnement du dispositif de réception est le suivant: Après le tir, à une distance par exemple d'environ 1 000 m, la position de roulis du projectile concerné est déterminée à l'aide de l'élément holographique 34 et du détecteur de réception 37. La position de roulis du missile peut ensuite être déterminée, dans le projectile concerné, par 8 2719659 extrapolation, à l'aide des variations d'intensité, par utilisation d'un filtre de polarisation, (qui dans l'exemple de réalisation représenté est formé également par l'élément holographique 34). Lorsqu'est atteinte une plage de distance donnée, entre i 000 et 2 000 m par exemple, le dispositif électronique d'exploitation 38 du projectile concerné active le détecteur de réception 36, afin de déterminer la dérive. En fonction de la modulation des signaux reçus, le dispositif électronique d'exploitation 38 détermine dans quel segment 10 à 14 du rayon de guidage se trouve le projectile concerné. S'il se trouve dans le segment 10, aucune correction n'est déclenchée. S'il se trouve dans l'un des segments 11 à 14, la direction dans laquelle doit s'effectuer une correction du projectile est déterminée, sur la base de la modulation. Etant donné que dans la plage de distance donnée, la correction maximale correspond à la distance entre les points centraux des segments extérieurs 11 à 14 et le segment central 10, et que l'angle de direction de la correction est constant dans le segment extérieur 11 à 14 respectif (dans le présent exemple de réalisation, dans chaque quadrant 45 ), l'axe du projectile se trouve après correction toujours à l'intérieur du segment 10 (c'est-à-dire que chaque point de la surface circulaire extérieure est déplacé parallèlement vers la surface circulaire intérieure 10 (figure 1)). A l'aide du dispositif électronique d'exploitation 38, l'instant de déclenchement optimal pour la charge de correction est déterminé avec ces informations. 9 2719659 REVENDICATIONS 1. - Procédé de correction de la trajectoire de projectiles à l'aide d'un rayon de guidage (9), dans lequel dans un système de guidage de tir associé au dispositif de mise à feu (1), des données relatives à la cible, telles que la vitesse, l'éloignement et le sens de déplacement, sont détectées en permanence et transmises au dispositif à laser (21) produisant le rayon de guidage (9), et dans lequel les projectiles contiennent chacun un dispositif de réception (31) recevant le rayon de guidage, caractérisé par les caractéristiques suivantes: a) le rayon de guidage (9 est dirigé sur le point de collision (15) calculé à partir des données relatives à la cible; b) le rayon de guidage (9) est partagé en au moins cinq rayons partiels (10 à 14) (segments de rayon de guidage) qui sont disposés autour d'un segment de rayon de guidage central (10) orienté vers le point de collision; c) chaque segment (10 à 14) de rayon de guidage est modulé différemment; d) à l'aide du dispositif de réception (31), le projectile respectif détermine à partir de la modulation du segment (10 à 14) de rayon de guidage, dans lequel il se trouve précisément, la position angulaire nécessaire à la correction, par rapport au point de collision (15). 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de réception du projectile détermine la position angulaire par exploitation de la modulation uniquement dans une plage de correction donnée et déclenche ensuite la correction. 3. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le segment 1 o 2719659 de rayon de guidage central est choisi de manière qu'il recouvre en surface une surface de cible donnée pour une distance de cible donnée. 4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que la distance des points centraux des différents segments de rayon de guidage extérieurs au point central du segment de rayon de guidage central est choisie de manière qu'elle corresponde à la correction maximale possible. 5. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plage de correction du projectile est placée par un organe de temps dans une plage de distance définie, par exemple entre i 000 et 2 000 m. 6. - Procédé selon l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisé en ce que le segment de rayon de guidage central est modulé en phase et en ce qu'à l'aide d'un démodulateur approprié la position de roulis respective du projectile considéré est déterminée. 7. - Dispositif de correction de la trajectoire de projectiles pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comportant un dispositif à laser (21) associé au dispositif de tir (1) des projectiles, destiné à produire un rayon de guidage (9), comportant un système de guidage de tir (1) poursuivant la cible (8) et comportant un dispositif de réception (31), placé dans le projectile respectif, qui est relié à un dispositif de correction correspondant, destiné à faire varier la trajectoire du projectile, caractérisé en ce que le dispositif à laser (21) est déplaçable au moyen de signaux appropriés du système de guidage de tir (1), de manière que le rayon de guidage (9) poursuive en permanence la cible (8), en ce que le rayon de guidage (9) se compose d'au moins cinq segments (11 à 14) disposés autour d'un segment central (10) et en ce que dans le dispositif à laser 1 1 2719659 (21) sont prévus des modulateurs (25 à 27) qui impriment à chaque segment (10 à 14) une modulation différente de sorte que le dispositif de réception (31) du projectile respectif peut prélever du rayon partiel (9) les données nécessaires à la correction. 8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif à laser (21) est constitué d'un laser (22) et d'un nombre de diviseurs de rayon (23 à 24) correspondant au nombre de segments, en ce que sur le côté tourné à l'opposé du laser (22) des diviseurs de rayon (23, 24), sont prévus des modulateurs (25 à 27) pour la modulation des segments du rayon de guidage et en ce que sont prévus des miroirs de changement de direction (28, 29) au moyen desquels les segments (11 à 14) modulés extérieurs peuvent être orientés de manière qu'à un éloignement donné, la distance entre les points centraux des segments extérieurs (11 à 14) du point central du segment central (10) corresponde à la correction maximale possible. 9. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que pour la correction de la trajectoire de projectiles en rotation, le dispositif à laser (21) comporte en supplément un modulateur (30) en vue de la modulation du segment central (10), la modulation de ce segment (10) étant utilisée pour déterminer la position de roulis du projectile considéré. 10. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la modulation du segment central (10) s'effectue à l'aide d'un élément optique, en particulier d'un élément optique (30) holographique, un élément holographique (34) correspondant, qui est relié au projectile, étant prévu dans le dispositif de réception (31) du projectile considéré.