Brevet FR2746495A1 — publié le 19970926

Tête militaire tandem pour l'attaque de cibles actives. L'invention concerne une tête militaire tandem destinée à l'attaque de cibles actives. Les têtes militaires tandem de ce type sont connues par exemple par le DE-36 19 791. Une telle tête militaire est constituée par deux charges. La première charge (charge avant) a pour fonction d'activer (détruire) au moins un module actif de la cible à attaquer, de manière que la seconde charge (charge principale) n'ait qu'une cible inerte à percer (principe du tandem). L'allumage de la charge avant et de la charge principale est obtenu par une unité de retardement d'allumage à durée du retard d'allumage constante. Mais il s'est avéré qu'avec une durée du retard d'allumage constante, l'attaque de cibles actives sous des angles déterminés provoquait une diminution et même une disparition de l'effet de la charge principale sur la cible inerte car les plaques actives de la15 cible qui se déplacent gênent ou même détruisent la charge principale ou sa masse active. L'effet de têtes militaires tandem a durée de retard d'allumage constante dépend donc de l'angle de tir. On connaît déjà par le DE-A-31 41 333-C2 un allumage par impact destiné à un projectile pénétrant dans les parois externes de cibles, dans lequel l'angle d'impact est déterminé lors de l'impact de manière à déclencher une explosion à l'intérieur de la cible dans les limites -2- d'une plage de distance aussi favorable que possible par rapport à la paroi de cette cible. On connaît en outre par le DE-32 15 845-C1 un détecteur de distance pour des têtes militaires à charge creuse fonctionnant selon le procédé de durée de parcours d'impulsion. L'invention a pour but de perfectionner une tête militaire de manière que l'effet de la charge principale ne soit pas gêné par des angles de tir divers, cette tête comprenant une première charge creuse ou de formation de projectile dans la partie avant de la tête militaire, et une seconde charge creuse ou de formation de projectile (charge principale) disposée à l'arrière de la première charge en direction du vol de la tête militaire, cette tête militaire comprenant une unité de retardement d'allumage qui détermine l'allumage aussi bien de la première que de la seconde charge creuse ou de formation de projectile Selon l'invention, ce but est atteint du fait que la tête militaire tandem comprend un dispositif pour déterminer l'angle actuel de la tête militaire par rapport à la cible (angle de tir) et la durée du retard d'allumage A t associée à chaque angle de tir, en ce que le dispositif contient pour déterminer l'angle de tir quatre télémètres, au moyen desquels sont déterminées les coordonnées de distance entre la tête militaire tandem et la cible; et en ce que la durée du retard d'allumage A t est finalement déterminée à l'aide d'une ligne caractéristique 4 t = f(Y) de la tête militaire. Avantageusement, chaque télémètre comprend une unité émettrice et réceptrice et ces télémètres ne sont alimentés que par une unique diode laser, un subdiviseur de faisceau étant disposé entre cette diode laser et les télémètres, diviseur qui subdivise la lumière laser en un certain nombre de faisceaux lumineux correspondant au nombre de télémètres, et chaque télémètre comprenant sa propre unité réceptrice. De préférence, l'invention prévoit un détecteur d'éloignement en plus des télémètres. Finalement, la tête militaire tandem peut comprendre un système de direction de vol qui modifie sa direction en fonction de l'angle de tir mesuré jusqu'à ce que soit obtenu un angle de tir optimal. -3- L'invention repose donc essentiellement sur le fait qu'avant l'impact de la tête militaire sur la cible, on détermine l'angle de tir, et on règle ensuite en tenant compte de cet angle la durée du retard d'allumage entre l'allumage de la charge avant et celui de la charge principale. Grâce au choix de la durée du retard d'allumage qui est fonction de l'angle de tir, on peut éviter largement que des parties de la cible, notamment du module actif, qui sont projetées de tous les côtés par la pénétration de la charge avant, n'atteignent la charge principale avant que cette dernière ait atteint la cible inerte. Des modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une tête militaire avant son impact sur une cible à blindage actif; les figures 2 à 6 sont des schémas par blocs de divers modes de réalisation différents permettant de déterminer la durée du retard d'allumage; la figure 7 est un schéma par blocs d'une munition dirigée dans laquelle on obtient des signaux aussi bien pour le retard de l'allumage que pour la direction du vol; les figures 8 à 17 sont diverses vues frontales et latérales des télémètres de la tête militaire pour faire comprendre le mode de fonctionnement de l'invention pour des angles de tir divers. A la figure 1 est montré en 10 une tête militaire tandem et en 20 une partie d'une cible active. La tête militaire tandem est constituée essentiellement par une première charge creuse ou de formation de projectile 11 (charge avant) et par une seconde charge creuse ou de formation de projectile 12 (charge principale). A proximité de la périphérie extérieure de la tête militaire tandem 10 sont prévus par exemple quatre télémètres 31 à 34 dont deux seulement sont représentés sur la figure 1, à savoir les télémètres 31 et 34. Ces télémètres sont disposés sur la tête militaire tandem de manière à pouvoir mesurer l'éloignement de la cible 20 dans la direction du vol; Les télémètres 31 34 sont constitués essentiellement par une diode laser et par un détecteur de laser. A l'intérieur de la tête militaire est prévu un dispositif 17 pour - 4 déterminer l'angle de tir a et la durée du retard d'allumage A t, dont le fonctionnement sera expliqué plus bas. La figure 2 est un schéma par blocs du dispositif 17. La référence désigne l'unité de mesure de distance, la référence 40 une unité de traitement de signaux, la référence 50 une unité de traitement de lignes caractéristiques et la référence 60 une unité de commande de temps. L'unité de mesure de distance 30 est constituée essentiellement par les télémètres 31 à 34 déjà mentionnés. En aval de ces télémètres sont montés des dispositifs pour déterminer les coordonnées de distance x, y, z et u. Ces dispositifs servant à déterminer les coordonnées de distance sont compris dans l'unité de traitement de signaux 40 et sont désignés par les références 41 à 44. Un dispositif 45 permettant de calculer l'angle de tir d est monté en aval des dispositifs 41 à 44. Son signal de sortie est appliqué à l'unité de traitement de ligne caractéristique 50, qui est constituée essentiellement par une unité 51 contenant la ligne caractéristique A t = f() et une mémoire 52 dans laquelle est emmagasinée la durée du retard d'allumage calculée. f(o) est une ligne caractéristique spécifique à la constitution de la tâte militaire, qui caractérise la relation entre la durée du retard d'allumage t t entre charge avant et charge principale et l'angle de tir 0. Mais dans l'unité 51 peuvent être également traitées des fonctions additionnelles comme par exemple: la durée du retard d'allumage en fonction de l'importance de la cible active ou en fonction de l'épaisseur et de la vitesse de la plaque active de la cible, ou encore en fonction des propriétés physiques de la feuille active (telles que sensibilité, vitesse de détonation, etc.). La sortie de la mémoire 52 est reliée à l'entrée de l'unité de traitement de signaux 60 qui contient de son côté un compteur de temps 61 ainsi que les unités d'allumage 62 et 63 destinées à l'allumage de la charge avant et de la charge principale. La figure 3 montre un mode de réalisation dans lequel on n'utilise qu'une unique diode laser 35. La lumière de cette diode 35 est subdivisée sur des parcours optiques en quatre faisceaux lumineux de même valeur transmis par les télémètres 31, 32, 33 et 34. Les quatre détecteurs de laser reçoivent les signaux d'entrée et appliquent les signaux électriques correspondants aux l'unité de traitement de signaux 40. La figure 4 se différencie de la figure 2 essentiellement du fait que l'on prévoit en plus un détecteur de distance 18 qui active le dispositif 17 après détection d'une cible. Ensuite et peu avant le moment o l'éloignement est optimal, on détermine la distance de la cible à l'aide des télémètres 31 à 34 et des dispositifs 41 à 44 montés à la suite. Le dispositif 45 qui vient ensuite calcule alors l'angle de tir ou d'impact. Après la détermination de l'angle a lieu un traitement dans l'unité 51. Comme déjà mentionné plus haut, cette unité contient une ligne caractéristique définie pour la tête militaire, qui caractérise la durée du retard d'allumage en fonction de l'angle de tir actuel. Pour chaque angle de tir, il y a ainsi une durée du retard d'allumage définie A t, ce qui fait que la charge principale 12 peut exercer son effet optimal sur la cible inerte sans être gênée par le blindage actif. La durée du retard d'allumage A t est emmagasinée dans la mémoire 52 et transmise pendant la durée d'éloignement optimal à un compteur de temps 61. L'allumage de la charge avant est alors déclenché et ensuite la charge principale est allumée en fonction de la durée du retard d'allumage préalablement définie. Les figures 5 et 6 se différencient de la figure 4 du fait que le détecteur de distance 18 déclenche l'unité de mesure de distance 30 à l'instant t0 et l'unité d'allumage 62 de la charge avant à l'instant t1 par le compteur de temps 61. Le compteur de temps 61 envoie alors le signal d'allumage à l'unité d'allumage 63 destinées à la charge principale à l'instant t1 + A t. Dans l'exemple de la figure 6, le détecteur de distance 18" déclenche également l'unité de mesure de distance 30 et l'unité d'allumage 62 de la charge avant. Lors de l'allumage, cette dernière fournit à nouveau un signal appliqué au compteur de temps. Le compteur de temps applique alors un signal à l'unité d'allumage 63 à l'instant t1 + at, ce qui fait que la charge principale détonne à cet instant. Naturellement, le détecteur de distance 18 peut être également - 6 totalement omis dans les cas précédemment décrits. Dans un tel cas, l'un des télémètres 31 à 34 remplit la fonction du détecteur de distance. Comme le montre la figure 7, le dispositif 17 peut être également utilisé pour diriger le vol. A cette fin, on incorpore une boucle de rétroaction entre le composant à ligne caractéristique 51 et le système de direction de vol 70 du corps volant et de là jusqu'à l'unité de mesure d'éloignement 30. Quand un angle de tir défavorable y pour la tête militaire est déterminé par l'intermédiaire du composant à ligne caractéristique 51 par l'unité de mesure d'éloignement 30 et par le dispositif 45, un signal est transmis par le composant 51 jusqu'au système de direction de vol 70 du corps volant. Lorsque la correction de l'angle de vol a été effectuée au moyen du système de direction de vol, l'angle de tir X est à nouveau déterminé à l'aide de l'unité de mesure d'éloignement et de l'unité de traitement de signaux 40 et est contr8lée dans le composant à ligne caractéristique 51. Si un angle de tir optimal pour la tête militaire a été obtenu, la détermination de la durée du retard d'allumage a lieu par l'intermédiaire du composant à ligne caractéristique 51 et la transmission des signaux correspondants jusqu'aux unités d'allumage 62 et 63 par l'intermédiaire de la mémoire 52 et du compteur de temps 61. On va maintenant considérer plus en détail dans ce qui suit la détermination de l'angle de tir X à l'aide du dispositif 45. Il faut tenir compte du fait que lorsque les têtes militaires tournent, les quatre télémètres 31 à 34 peuvent occuper diverses positions avant la position d'éloignement optimale. Cas No 1 (figures 8 et 9) Coordonnées d'éloignement: x = z ou u = y; on a alors pour l'angle de tir: = arc tan - y a ou Z --X = arc tan a o a représente la distance entre deux télémètres opposes. -7- Cas No 2 (figure 10) Coordonnées d'éloignement: x = y = z = u Dans ce cas spécial, une durée du retard d'allumage préalablement définie par le composant à lignes caractéristiques 51 est mise dans la mémoire 52. Cette unité de retard d'allumage est incorporée définitivement dans le composant 51. Cas No 3 (figures 11 et 12) Coordonnées d'éloignement: u = z et x = y U -X On a alors X = arc tan b x b ou = arc tan u y b ou termes, l'angle réel est supérieur à l'angle calculé. Pour évaluer l'angle maximal qui apparaît, il faut considérer le cas défavorable qui suit: C 2746495 1. La cible se trouve dans l'angle de tir o = 45 * NW 2. Les télémètres détectent un angle B = 22,5'. On a alors selon la figure 15: a/2 - h a cos 22,5' = h =. (1 - cos 22,5') a/2 2 h = 0, 0381.a Comme cette erreur a également lieu pour u et y, 0 + j = 2.h = 0,076a Pour î = 45', la différence de parcours mésurée, contrairement au Cas No 1, est A = a - 0,076a A = 0,924 a Le calcul quand la cible est inclinée d'un angle a = 45' (figure 16) s'effectue ainsi: u -y î = arc tan - 22 a 0,924a î = arc tan = arc tan 0,924 a i5 î = 42,74' La valeur calculée pour l'inclinaison de la cible se différencie de la valeur effective de A = 2,26' Lors de la détermination du parcours, on constate une erreur "0 possible maximale f parcours de: f parcours = 8% Pour le calcul de l'angle, on constate une erreur maximale possible fa de fa = 5% f L'erreur fa est négligeable par rapport aux erreurs du système d'ensemble de la "tête militaire". Si le cas est par exemple le suivant (figure 17): u = parcours maximal y = parcours minimal on détermine 1 'angle comme dans le cas No 3 par u - y a = arc tan b - 9 - Dans ce cas également, l'erreur maximale possible pour le calcul de l'angle f est de f = 5% - 10 - Liste des références tête militaire tandem 11 première charge creuse ou de formation de projectile (charge avant) 12 deuxième charge creuse ou de formation de projectile (charge principale) 17 dispositif pour déterminer l'angle de tir et la durée du retard d'allumage 18 détecteur d'éloignement cible active unité de mesure de distance 31) 32) 33) 34) télémètres diode à laser ) unité de traitement de signaux 41) 42) 43) 44) dispositifs pour déterminer les coordonnées d'éloignement (x,y,z,u) dispositif pour le calcul de l'angle de tir traitement des lignes caractéristiques 51 unité pour le calcul des lignes caractéristiques et la mise en mémoire de données 52 mémoire dans laquelle est emmagasinée la durée du retard d'allumage unité de commande de temps 61 compteur de temps (pour le déclenchement) 62 unité d'allumage pour la charge avant 63 unité d'allumage pour la charge principale système de direction de vol - il - REVENDICATIONS 1. Tête militaire tandem (10) destinée à l'attaque de cibles actives (20), comprenant une première charge creuse ou de formation de projectile (11) dans la partie avant de la tête militaire et une seconde charge creuse ou de formation de projectile (12) (charge principale) disposée à l'arrière de la première charge en direction du vol de la tête militaire (10), cette tête militaire (10) comprenant une unité de retardement d'allumage, qui détermine l'allumage aussi bien de la première que de la seconde charge creuse ou de formation de projectile, caractérisée en ce que la tête militaire tandem (10) comprend un dispositif (17) pour déterminer l'angle actuel de la tête militaire (10) par rapport à la cible (20) (angle de tir) et la durée du retard d'allumage A t associée à chaque angle de tir, en ce que le dispositif (17) contient pour déterminer l'angle de tir quatre télémètres (31 - 34), au moyen desquels sont déterminées les coordonnées de distance entre la tête militaire tandem (10) et la cible (20); et en ce que la durée du retard d'allumage A t est finalement déterminée à l'aide d'une ligne caractéristique At = f(C() de la tête militaire (10). 2. Tête militaire tandem selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque télémètre (31 - 34) comprend une unité émettrice et réceptrice. 3. Tête militaire tandem selon la revendication 1, caractérisée en ce que les télémètres (31 - 34) ne sont alimentés que par une unique diode laser (35), un subdiviseur de faisceau étant disposé entre cette diode laser (35) et les télémètres (31 - 34), diviseur qui subdivise la lumière laser en un certain nombre de faisceaux lumineux correspondant au nombre de télémètres (31 - 34), et en ce que chaque télémètre (31 - 34) comprend sa propre unité réceptrice. 4. Tête militaire tandem selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu en plus des télémètres (31 - 34) un détecteur d'éloignement (18, 18', 18"). 5. Tête militaire tandem selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tête militaire tandem (10) comprend un système de direction de vol (70) qui modifie la direction de la tête militaire (10) en - 12 - fonction de l'angle de tir mesuré jusqu'à ce que soit obtenu un angle de tir optimal pour la tête militaire (10).