Brevet FR2775070A1 — publié le 19990820

La présente invention concerne un dispositif d'émission de rayon- nements infrarouges. Bien que non exclusivement, un tel dispositif est plus particuliè- rement approprié au repérage de la position d'un engin volant, notam- ment un missile. On sait que, à partir d'un tel repérage d'un missile, notamment un missile antichar, en vol, par exemple à partir d'un poste de tir, on peut déduire des informations permettant de guider ledit missile. On connaît à cet effet différents types d'émetteurs infrarouges ou de traceurs (c'est-à-dire des dispositifs qui créent une trace le long de la trajectoire du missile), en particulier: - des traceurs pyrotechniques dits "à flammes" qui projettent des parti- cules incandescentes. Toutefois, ces derniers présentent de nombreux inconvénients. En particulier, lesdites projections de particules sont très dangereuses, notamment pour les fils de commande. De plus, ces tra- ceurs ne permettent pas un filtrage des radiations émises. On connaît de tels traceurs à flammes, par exemple des documents FR-2 417 078 et FR-2 574 535; - des traceurs à lampes, notamment à lampes dites "à éclats". Ces tra- ceurs permettent le filtrage des radiations émises et facilitent l'installa- tion de dispositifs antibrouillage. Toutefois, I'intensité des radiations émises est généralement trop faible pour des distances importantes, par exemple supérieures à quatre kilomètres; et - des traceurs pyrotechniques, sans émission de gaz. Ces traceurs per- mettent un filtrage des radiations émises. Toutefois, I'intensité des ra- diations est difficilement modulable et elle est généralement maximale bien avant la fin du vol du missile. La présente invention concerne un dispositif d'émission de rayon- nements infrarouges qui permet de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, selon l'invention, ledit dispositif d'émission de rayon- nements infrarouges est remarquable en ce qu'il comporte: - au moins un fil métallique, réfractaire et combustible, qui émet des rayonnements infrarouges lors de sa combustion; et - au moins un moyen d'allumage pour déclencher ladite combustion. Ainsi, grâce à l'invention, ledit dispositif n'émet pas de particules dangereuses. De plus, les rayonnements émis peuvent être filtrés et leur intensité modulée, comme on le verra ci-dessous. En outre, grâce aux qualités réfractaires du fil métallique, la com- bustion n'entraîne pas de dépôt d'oxyde métallique sur le support dudit dispositif, par exemple une vitre, et elle ne doit donc pas être réalisée dans le vide et peut par exemple être réalisée directement à l'air libre. De préférence, ledit fil métallique est réalisé en l'un des métaux suivants: du tantale, du chrome et du zirconium. A titre d'exemple, un fil de tantale qui présente les caractéristi- ques suivantes: - teneur en tantale: > 99,9% - teneur en niobium: est particulièrement approprié à la mise en oeuvre de la présente inven- tion. En outre, de façon avantageuse, ledit dispositif comporte - des moyens d'alimentation en oxygène, par exemple une bouteille d'oxygène pressurisée avec un système de détente et d'alimentation ou - des moyens d'alimentation en air, par exemple par venturi, I'oxygène ou l'air fourni servant de comburant pour la combustion. Par ailleurs, avantageusement, ledit fil métallique est agencé sous forme de bobine, ce qui permet notamment de simplifier le montage et l'agencement dudit fil. En outre, comme indiqué précédemment, on peut modifier l'inten- sité du rayonnement émis. A cet effet, ledit dispositif comporte selon l'in- vention: - des moyens pour modifier la pression dudit comburant; et/ou - du fil métallique de diamètre variable, à savoir soit un seul fil, soit plu- sieurs fils, dont par exemple au moins deux présentent des diamètres différents et sont soudés l'un à l'autre; et/ou - une bobine de fil métallique, dont le pas des spires est variable. De plus, de façon avantageuse, le dispositif conforme à l'inven- tion comporte au moins deux moyens d'allumage, chacun desdits moyens d'allumage engendrant la combustion d'un fil métallique distinct et lesdi- tes combustions sont engendrées à des moments différents, ce qui per- met notamment d'adapter le cas échéant les différentes émissions de rayonnements infrarouges possibles aux phases de vol d'un engin volant porteur dudit dispositif. Par ailleurs, avantageusement, ledit dispositif comporte de plus - au moins un filtre optique susceptible de filtrer des rayonnements émis lors de la combustion; et/ou - au moins une composition pyrotechnique, qui permet de maintenir, par sa combustion, une température élevée dans le dispositif même après la combustion d'un fil métallique. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment I'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 montre schématiquement un premier mode de réalisa- tion d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de dessus schématique du dispositif de la figure 1. La figure 3 illustre schématiquement une bobine munie de fils mé- talliques de diamètres différents. La figure 4 montre schématiquement un second mode de réalisa- tion d'un dispositif conforme à l'invention. Le dispositif conforme à l'invention et représenté dans deux mo- des de réalisation 1A et lB différents sur les figures 1 et 4 est destiné à émettre des rayonnements infrarouges IR. Ledit dispositif 1A, lB peut notamment être monté sur un engin volant, par exemple un missile, non représenté, pour créer une trace le long de la trajectoire de vol dudit engin volant. Selon l'invention, ledit dispositif 1A comporte, tel que représenté sur la figure 1: - un support 2, monté par exemple à l'arrière d'un missile antichar - un ensemble E de bobines 3 représentées également sur la figure 2 et agencées dans ledit support 2. Chacune desdites bobines 3 comporte un support de bobine 4, par exemple en un métal inoxydable, et au moins un fil métallique F1, F2, comme représenté sur la figure 3. Cha- cun desdits fils métalliques F1, F2 est réalisé en un matériau réfractaire et combustible, précisé ci-dessous et il émet des rayonnements infra- rouges IR lors de sa combustion; et - au moins un moyen d'allumage 5, par exemple un moyen de chauffage électrique, pour déclencher la combustion des fils métalliques F1, F2 desdites bobines 3, comme illustré par une flèche 6 en traits mixtes. Ainsi, grâce à l'invention, on obtient un dispositif 1A simple et non dangereux (puisqu'il n'émet pas de particules), pour engendrer un rayonnement infrarouge IR. En outre, grâce aux qualités réfractaires du fil métallique F1, F2, la combustion n'entraîne pas de dépôt d'oxyde sur le support 2. Par con- séquent, il n'est pas nécessaire de réaliser le vide à l'intérieur dudit sup- port 2, et la combustion peut par exemple être effectuée à l'air ambiant. Selon l'invention, ledit fil métallique F1, F2 peut notamment être réalisé en chrome, en zirconium ou en tantale, lesdits métaux devant pré- senter des qualités de pureté suffisantes pour permettre la mise en oeu- vre de l'invention. A titre d'exemple, un fil de tantale qui présente les caractéristi- ques suivantes: - teneur en tantale: > 99,9% - teneur en niobium: est particulièrement approprié à la mise en oeuvre de la présente inven- tion. De plus, la présente invention prévoit différentes solutions pour modifier et régler l'intensité du ou des rayonnements infrarouges IR émis. Une première solution consiste à modifier la pression du combu- rant utilisé pour la combustion des fils métalliques F1, F2. A cet effet, le dispositif 1 A comporte: - des moyens d'alimentation en comburant, à savoir notamment en oxy- gène, comportant une bouteille d'oxygène 7 pressurisée; et - des moyens 8 pour régler la pression de l'oxygène fourni, comportant notamment un système de détente de type connu. En variante, on eut également utiliser de l'air comme comburant. Cet air peut notamment être fourni par l'intermédiaire d'un venturi non représenté. Une deuxième solution pour modifier l'intensité des rayonnements infrarouges IR est de modifier le pas des spires des bobines 3. En outre, une troisième solution consiste à modifier le diamètre du ou des fils métalliques F1, F2 utilisés. A cet effet, on peut: - soit modifier directement le diamètre d'un même fil métallique - soit relier les uns aux autres, par exemple par soudage par bombarde- ment électrique, plusieurs fils métalliques F1, F2 de diamètres diffé- rents compris par exemple entre 0,2 et 2 mm, comme illustré sur la fi- gure 3. On sait que le fil F2 de diamètre le plus faible présente la surface émissive et la combustion les plus élevées et engendre donc l'intensité de rayonnement la plus importante. Il présente ainsi la surface relative la plus élevée et donc la cinétique de combustion la plus rapide. Dans le cas o le dispositif 1A est utilisé comme traceur monté sur un engin volant, notamment un missile, il peut être judicieux de varier l'intensité en fonction de la phase de vol. A cet effet, il est généralement intéressant d'avoir une intensité faible au début du vol et une intensité plus forte à I'approche d'une cible à atteindre. Le dispositif 1A peut également servir au suivi et à la détection d'engins cibles et de drones. Dans ce cas, I'intensité doit être modifiée en fonction des conditions de vol. Pour ce faire, on réalise la combustion dans le sens de la flèche F, pour l'exemple représenté sur la figure 3, c'est-à-dire dans le sens des diamètres de fil décroissants. Dans le cadre de la présente invention, le dispositif 1A peut com- porter, en variante du mode de réalisation de la figure 1: - uniquement un seul fil métallique F1 ou F2, de diamètre constant ou variable; ou - plusieurs fils métalliques F1, F2 séparés et plusieurs moyens d'allu- mage 5 associés respectivement auxdits fils métalliques et réalisant des déclenchements différés des combustions respectives. Par ailleurs, ledit dispositif 1A comporte: - un filtre 9 agencé sur le support 2 pour filtrer au moins certains des rayonnements émis lors de la combustion du ou des fils métalliques, tel que représenté sur la figure 1; et/ou - une composition pyrotechnique non représentée, qui est agencée dans le support de bobine 4, et qui permet de maintenir une température élevée dans le support 2 après la combustion du ou des fils métalliques F1, F2. Dans un mode de réalisation particulier représenté sur la figure 4, le dispositif 1B comporte plusieurs supports 2, chacun de ceux-ci étant muni d'un ensemble E de bobines 3 et étant relié par un conduit C1, C2 d'alimentation en oxygène à la bouteille 7. L'agencement des différents supports 2 est variable et peut no- tamment être choisi en fonction de la structure ou de la mission de l'en- gin volant non représenté destiné à porter ledit dispositif 1 B. En fonction de la pression d'oxygène et de l'écartement des spires, on peut privilégier un front de propagation concentrique ou radial, ou une combinaison de ces deux modes de propagation. De plus, chacun desdits conduits C1 et C2 est muni d'une vanne permettant de couper l'alimentation en oxygène, notamment dans le cas de combustions différées pour les différents ensembles E de bobines 3. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'émission de rayonnements infrarouges (IR), caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins un fil métallique (F1, F2), réfractaire et combustible, qui émet des rayonnements infrarouges (IR) lors de sa combustion; et - au moins un moyen d'allumage (5) pour déclencher ladite combustion. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fil métallique (F1) est réalisé en l'un des mé- taux suivants: du tantale, du chrome et du zirconium. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (7) d'alimentation en oxy- gène qui sert de comburant pour la combustion. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation en air qui sert de comburant pour la combustion. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (8) pour modifier la pression dudit comburant. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que ledit fil métallique (F1, F2) est agencé sous forme de bobine (3). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite bobine (3) de fil métallique présente un pas de spires variable. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce qu'il comporte du fil métallique de diamètre variable. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux fils métalliques (F1, F2), de diamètres différents, soudés l'un à l'autre. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que, suivant la pression de comburant et l'écartement des bobines et des spires, on privilégie un front de propagation. 1 1. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit front de propagation privilégié est concentri- que. 1 2. Dispositif selon l'une des revendications 10 ou 1 1, caractérisé en ce que ledit front de propagation privilégié est radial. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux moyens d'allumage (5), chacun desdits moyens d'allumage (5) déclenchant la combustion d'un fil métallique distinct et en ce que lesdites combustions sont déclenchées à des moments différents. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un filtre optique (9) susceptible de filtrer des rayonnements émis lors de la combustion. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une composition pyrotechni- que.