Brevet FR2743876A1 — publié le 19970725

La présente invention concerne un ensemble thermique et un système de cibles aériennes. Un exemple de cible aérienne, disponible dans le commerce, destinée à être utilisée avec un système d'armes de défense antiaérienne, comprenant à la fois des systèmes à canons et à engins, comporte un avion sans pilote qui porte une charge de fusées infrarouges, de fusées fumigènes et de distributeurs de leurres antiradar. L'aéronef est piloté à distance par un opérateur qui simule un certain nombre de profils de missions différentes. Après allumage, les fusées infrarouges transportées par l'aéronef donnent une signature thermique permettant l'acquisition de l'aéro- nef par une arme à chercheur infrarouge. La cible aérienne peut être simplement utilisée pour la vérification des possibilités d'acquisition et de poursuite de cibles d'un système d'armes de défense antiaérienne et, dans ce cas, la cible aérienne est récupérée, munie de nouveau carburant et d'une nouvelle charge pour la mission suivante. Dans un essai de tir réel, la cible aérienne est détruite par le système de défense antiaérienne. Un problème posé par les fusées infrarouges est qu'elles peuvent être facilement observées visuellement si bien que la cible aérienne ne simule pas avec précision une cible normale. En outre, chaque fusée infrarouge a un temps de combustion qui est seulement de l'ordre de 45 s si bien qu'un certain nombre de fusées doivent être allumées consé- cutivement afin qu'elles présentent une cible pendant un certain temps. Un exemple de cible aérienne peut transporter une charge pouvant atteindre 16 fusées infrarouges, donnant un temps total relativement court de combustion par rapport à l'endurance de la cible aérienne elle-même qui est d'envi- ron 1,5 h. Un autre problème est le fait que les fusées infrarouges sont considérées comme une matière dangereuse si bien qu'il est difficile et coûteux de transporter les fusées chez les clients, notamment par air. Comme les fusées infrarouges ne sont pas réutilisables, les clients demandent toujours des réserves de fusées de rechange. Dans un premier aspect, l'invention concerne un procédé d'obtention d'une signature thermique dans une cible aérienne, qui comprend le chauffage d'une surface externe conductrice de la chaleur de la cible aérienne avec un brûleur. Dans un second aspect, la présente invention concerne un système de cibles aériennes qui comprend un aéronef sans pilote ayant un ensemble thermique qui comporte un brûleur destiné à chauffer une surface conductrice de la chaleur pour la création d'une signature thermique. Dans un troisième aspect, la présente invention con- cerne un ensemble thermique destiné à être monté sur une cible aérienne et qui comprend un brûleur destiné à chauffer une surface conductrice de la chaleur pour donner une signature thermique. Selon la présente invention, une surface de la cible aérienne est chauffée avec un brûleur à une température suffisante pour donner une signature thermique permettant l'acquisition par un système d'armes de défense antiaérienne à chercheur infrarouge. Le brûleur crée une flamme dirigée vers une surface conductrice de la chaleur qui rayonne alors la signature infrarouge. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, l'ensemble thermique forme le cône de nez de l'aéronef. Cependant, l'ensemble thermique peut aussi être monté dans la queue de l'aéronef ou sur les ailes, ou il peut être transporté sous le fuselage de l'aéronef. L'ensemble thermique comporte de préférence une chambre primaire qui reçoit l'air comprimé provenant d'un certain nombre d'admissions d'air. La chambre primaire forme une source d'air sous pression utilisée pour la transmission de l'air au brûleur. De préférence, la chambre primaire a aussi un certain nombre de sorties d'air par lesquelles l'air peut s'échapper dans l'atmosphère. De préférence, l'ensemble thermique comporte en outre une chambre secondaire dans laquelle est placé le brûleur et qui reçoit de l'air de la chambre primaire. De préférence, l'ensemble thermique comporte en outre une chambre de combustion dans laquelle une flamme du brûleur chauffe une surface de l'ensemble thermique. De préférence, la chambre de combustion comporte un dispositif destiné à étaler la flamme à la surface de la chambre. La chambre de combustion comporte très avantageusement un dispositif de guidage qui règle l'écoulement des gaz chauds sur la surface conductrice de la chaleur. De préférence, la chambre de combustion comprend un certain nombre de sorties de gaz d'échappement adjacentes aux sorties d'air de la chambre primaire et en amont de celle-ci afin que le fuselage de l'aéronef soit protégé contre les gaz chauds évacués de la chambre de combustion par l'air froid provenant de la chambre primaire. Cette disposition protège le fuselage de l'aéronef contre la détérioration par la chaleur. De préférence, le système possède une source de gaz de pétrole liquéfié portée par l'aéronef et qui est raccordée au brûleur pendant le fonctionnement. Des combustibles de gaz de pétrole liquéfié qui conviennent sont le propane et le "Mapgas". Le gaz de pétrole liquéfié est habituellement fourni en bouteilles qui sont de préférence placées dans le fuselage de l'aéronef. Dans une variante, le combustible utilisé pour le brûleur peut être le carburant déjà utilisé pour l'alimentation de l'aéronef. Le gaz de pétrole liquéfié peut être vaporisé avant d'être transmis au brûleur et donc, de préférence, le trajet d'une conduite de fluide raccordant la source de gaz de pétrole liquéfié au brûleur passe dans un échangeur de chaleur. Il est avantageux que cette disposition soit obtenue par passage de la conduite de fluide dans la chambre secondaire dans laquelle le gaz de pétrole liquéfié de la conduite de fluide est vaporisé par échange avec la chaleur créée dans la chambre de combustion. De préférence, le gaz passe ensuite dans un régulateur de pression avant de parvenir au brûleur. Le brûleur peut être allumé à la main avant que la cible aérienne ne vole. Dans une variante, un ensemble d'allumage électrique peut être incorporé et commandé à distance. Selon la présente invention, une surface extérieure d'une cible aérienne est chauffée afin qu'elle donne une signature thermique. Ainsi, des fusées infrarouges ne sont plus nécessaires. L'utilisation d'un ensemble thermique ayant un brûleur signifie qu'il est possible de réutiliser la cible aérienne plusieurs fois, à une fraction du coût de l'utilisation du système classique à fusées infrarouges. En outre, la signature thermique n'est pas visible à l'oeil nu si bien que le système de cibles aériennes peut simuler avec précision un aéronef réel. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détail- lée qui suit d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue simplifiée d'une cible aérienne pilotée à distance et munie d'un ensemble thermique selon la présente invention; les figures 2 à 4 représentent un ensemble thermique sous forme d'un cône de nez; et la figure 5 est une coupe d'un ensemble thermique des figures 2 à 4, divisé suivant les lignes A-A et B-B de la figure 3. La figure 1 représente une cible aérienne 1 pilotée à distance, du type vendu par la demanderesse sous la marque de fabrique "BTT-3 Banshee", mue par un moteur 2 monté à l'arrière. Le cône de nez de la cible aérienne a été rem- placé par un ensemble thermique 3 qui donne une signature thermique destinée à être acquise par une arme à chercheur infrarouge. L'ensemble thermique 3 remplace les fusées infrarouges classiques habituellement utilisées dans un tel système de cibles aériennes. L'ensemble thermique 3 qui forme le cône de nez de la cible aérienne 1 est représenté sur les figures 2 à 5. L'ensemble thermique 3 est formé de tôles d'acier inoxydable qui, lorsqu'elles sont chauffées, rayonnent l'énergie thermique en donnant une signature thermique. L'ensemble thermique 3 comprend deux ensembles de trois admissions 4 d'air tournées dans la direction prévue de déplacement de la cible aérienne 1 et quatre sorties 5 qui se combinent à une sortie d'air froid 6 et une sortie 7 de gaz d'échappement comme décrit en détail dans la suite. Comme représenté sur la figure 4, une entrée 8 d'échange de chaleur qui reçoit du gaz de pétrole liquéfié d'un certain nombre de bouteilles sous pression (non repré- sentées) logées dans le fuselage de la cible aérienne, est placée à l'arrière de l'ensemble thermique 3. Comme décrit dans la suite, le combustible est vaporisé par échange de chaleur avec la chaleur dégagée dans l'ensemble thermique. Le gaz circule alors dans un régulateur de pression 9, connu sous le nom de régulateur "Bijou", dans lequel la pression du gaz est réduite à une valeur de l'ordre de 2 bar. Le gaz est alors transmis le long de la conduite 10 de fluide à haute pression par l'intermédiaire d'électrovannes 11 et 12 de commande et de sécurité respectivement, puis dans un tronçon supplémentaire de conduite 13 à haute pression vers l'entrée 14 d'un brûleur à gaz. La figure 5 représente l'intérieur de l'ensemble ther- mique 3. Comme l'indiquent les flèches, l'air comprimé provenant des admissions 4 d'air froid est reçu dans une chambre primaire 15. L'air froid est mis sous pression par l'action de l'air comprimé et la majorité de cet air froid est évacuée directement par les sorties 6. Le reste de l'air froid s'écoule à travers une cloison avant 16 vers une chambre secondaire 17 contenant un brûleur à gaz 18. Le brûleur à gaz 18 reçoit le gaz de l'entrée 14 de combustible qui est mélangé à l'air froid dans la chambre 19 de mélange air-combustible. L'air froid est aspiré dans la chambre de mélange 19 par un effet de venturi. Le brûleur à gaz comporte un tube 20 de flamme dans lequel s'effectue la combustion du mélange air-combustible. Le tube de flamme 20 pénètre dans une chambre 21 de combus- tion de manière que, lorsque le brûleur 18 est allumé, une flamme soit dirigée dans la chambre 21 de combustion, contre une surface 22 qui forme une paroi externe de l'ensemble thermique 3. Une grille 23 est disposée afin qu'elle répartisse la chaleur de la flamme et évite ainsi la sur- chauffe de la surface de la paroi 22 tournée directement vers la flamme. La chambre 21 de combustion comprend un certain nombre d'ailettes 24 de guidage qui règlent l'écou- lement des gaz chauds autour de la surface de la paroi 22 de manière qu'une partie importante de la surface de l'extré- mité avant bombée de l'ensemble thermique soit chauffée. Les gaz chauds sont évacués par le canal 7 d'échappement dans lequel ils rencontrent un courant d'air froid provenant de la sortie 6. Cette disposition évite la détérioration par la chaleur du fuselage de l'aéronef en aval du courant de gaz chauds évacués. Le gaz de pétrole liquéfié s'écoule à l'entrée 8 de l'échangeur de chaleur vers un échangeur de chaleur 25 qui comprend un tronçon de tube à haute pression dans lequel la chaleur de la chambre 21 de combustion émise par la paroi 26 vaporise le gaz de pétrole liquéfié. Le brûleur à gaz 19 est allumé à l'aide d'une flamme nue avant le lancement de la cible aérienne. Par exemple, deux bouteilles de gaz de pétrole liquéfié donnent une signature thermique continue pendant au moins une heure. Dans cet exemple, l'ensemble thermique 3 est formé de deux parties séparables. La première partie comprend la chambre primaire 15 et les embouts de brûleur à gaz. La seconde partie comprend la chambre secondaire 17 et la chambre de combustion 21. La première partie est directement montée à l'extrémité avant du fuselage de l'aéronef alors que la seconde partie est fixée à la première partie lorsque le brûleur à gaz a été allumé, peu avant le lancement de la cible aérienne. Pendant le stockage et le transport, l'ensemble thermique reste fixé à l'aéronef. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux ensembles, système et procédé qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble thermique (3) destiné à être monté sur une cible aérienne (1), caractérisé en ce qu'il comprend un brûleur (18) destiné à chauffer une surface (22) conductrice de la chaleur pour la création d'une signature thermique. 2. Ensemble thermique (3) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il forme un cône de nez d'un aéronef. 3. Ensemble thermique (3) selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que l'ensemble thermique (3) comporte une chambre primaire (15) qui reçoit de l'air comprimé d'un certain nombre d'admissions d'air (4). 4. Ensemble thermique (3) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre primaire (15) comprend un certain nombre de sorties d'air (6) par lesquelles l'air peut être évacué vers l'atmosphère. 5. Ensemble thermique (3) selon l'une des revendica- tions 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chambre secondaire (17) dans laquelle est disposé le brûleur (18) et qui reçoit l'air de la chambre primaire (15). 6. Ensemble thermique (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une chambre de combustion (21) dans laquelle une flamme du brûleur (18) chauffe une surface (22) de l'ensemble thermique (3). 7. Ensemble thermique (3) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre de combustion (21) comporte un dispositif (23) destiné à étaler la flamme à la surface de la chambre. 8. Ensemble thermique (3) selon l'une des revendica- tions 6 et 7, caractérisé en ce que la chambre de combustion (21) comporte un dispositif (24) de guidage destiné à régler l'écoulement des gaz chauds sur la surface (22) conductrice de la chaleur. 9. Ensemble thermique (3) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, lorsqu'elles dépendent de la revendi- cation 4, caractérisé en ce que la chambre de combustion (21) comprend un certain nombre de sorties (7) de gaz d'échappement placées chacune près d'une sortie correspon- dante (6) d'air de la chambre primaire (15) et en amont d'une telle sortie d'air (6). 10. Ensemble thermique (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le brûleur (18) est un brûleur à gaz de pétrole liquéfié. 11. Système de cibles aériennes, comprenant un aéronef sans pilote, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble thermique (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Système de cibles aériennes selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une source de gaz de pétrole liquéfié portée par l'aéronef et qui est raccordée au brûleur (18) pendant le fonctionnement. 13. Système de cibles aériennes selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un trajet suivi par une conduite de fluide raccordant la source de gaz de pétrole liquéfié au brûleur (18) passe dans un échangeur de chaleur. 14. Procédé de création d'une signature thermique d'une 2G cible aérienne (1), caractérisé en ce qu'il comprend le chauffage d'une surface externe (22) conductrice de la chaleur de la cible aérienne (1) par un brûleur (18).