Brevet FR2792399A1 — publié le 20001020

1i. 2792399 Procédé de lancement d'un projectile à portée variable, munition et lanceur associés à un tel projectile Le secteur technique de la présente invention est celui des procédés de lancement d'un projectile permettant de fournir une portée variable de celui-ci, ainsi que de la munition et du lanceur permettant la mise en oeuvre d'un tel procédé. Pour faire varier la portée d'un projectile, il est bien connu de modifier l'angle de tir du lanceur en utilisant des munitions incorporant une charge propulsive déterminée. La modification de cet angle implique une intervention sur le lanceur qu'il n'est pas toujours possible ou souhaitable de réaliser surtout lorsque le lanceur est un dispositif entièrement autonome activé par le passage de la cible elle-15 même. Ainsi, on a proposé dans le brevet US-A-4 619 202 une munition comprenant plusieurs charges propulsives aptes à être initiées lors du tir. Avec cette munition, la portée du projectile est ajustée en initiant simultanément tout ou partie des charges, la portée la plus courte étant obtenue en initiant une seule charge et la portée maximale en initiant toutes les charges. Le système d'initiation est unique et conçu pour initier simultanément une ou plusieurs charges. L'inconvénient de ce système est qu'il ne permet d'obtenir que quelques portées prédéterminées pour le projectile et non une portée intermédiaire qui n'aurait pas été prévue lors de la conception du lanceur. On connaît également le brevet US-A-3 283 719 qui décrit lui aussi un lanceur de projectile comprenant une ou plusieurs charges propulsives que l'on peut initier"à l'aide d'un mécanisme de percussion. Pour ajuster la portée du projectile en fonction des considérations tactiques, le chargement propulsif intégré dans le lanceur comporte plusieurs charges, l'une centrale, les autres concentriques35 ou parallèles. Une courte portée peut être obtenue en 2 2792399 initiant la charge centrale et une longue portée en initiant les charges annulaires ou parallèles. Ces documents décrivent donc des munitions et des lanceurs conférant au projectile une ou plusieurs portées bien définie, longue ou courte, qui sont prédéterminées par les caractéristiques balistiques des charges. Il n'est pas possible avec les procédés et dispositifs de tir connus de faire varier la portée du projectile entre la portée maximale et la portée minimale sans intervenir sur les10 paramètres de tir. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de lancement d'un projectile, une munition et un lanceur qui permettent de faire varier la portée du projectile sur une plage continue de portées entre une portée15 maximale et une portée minimale. La présente invention a donc pour objet un procédé de lancement d'un projectile à l'aide d'un lanceur associé à un chargement propulsif comprenant au moins deux charges propulsives séparées les une des autres de façon à pouvoir20 être initiées indépendamment et permettant ainsi de faire varier la portée du projectile, procédé caractérisé en ce qu'on initie d'abord une première charge propulsive, puis pendant la phase canon du projectile et à l'issue d'un ou plusieurs intervalles de temps par rapport à l'initiation de25 la première charge, on initie la ou les autres charges propulsives, chaque intervalle de temps entre les initiations consécutives de deux charges étant calculé de façon à obtenir une vitesse de sortie du projectile hors du lanceur permettant d'obtenir la portée souhaitée pour le projectile.30 Selon un mode particulier de réalisation, on utilise deux charges propulsives dont les initiations sont effectuées en séquence et séparées par un intervalle de temps réglable. L'invention a également pour objet une munition faisant application de ce procédé, munition qui est caractérisé en ce qu'elle comporte une cartouche recevant le projectile, la cartouche renfermant également au moins deux charges 3 2792399 propulsives séparées les unes des autres et comportant chacune un moyen d'initiation, les différents moyens d'initiation étant amorçables simultanément ou successivement par le lanceur.5 Selon un mode particulier de réalisation, la munition comprend deux charges propulsives séparées l'une de l'autre. Avantageusement, les charges propulsives sont associées à des amorces électriques et la cartouche est indexée par rapport au tube du lanceur pour permettre le positionnement10 des amorces par rapport à des contacts électriques portés par le lanceur. Selon un mode particulier de réalisation, le projectile pourra comporter une fusée chronométrique dotée d'un tempage fixe, le fonctionnement du projectile à une portée donnée15 étant obtenu par un réglage de la vitesse de sortie du projectile hors du lanceur. Selon une autre caractéristique, la munition pourra comporter au moins un retard pyrotechnique d'autodestruction disposé entre la première charge propulsive et la ou les20 autres. L'invention a enfin pour objet un lanceur pour une telle munition, lanceur comportant un tube de lancement équipé de contacts électriques pour l'amorçage des charges propulsives et caractérisé en ce qu'il comprend:25 - un télémètre pour mesurer la distance de la cible à atteindre, - une unité de contrôle permettant de calculer la vitesse de sortie du projectile hors du lanceur qui est nécessaire pour atteindre la cible et de déterminer le ou les30 intervalles de temps séparant les initiations successives des charges et permettant d'obtenir une telle vitesse, - un circuit de mise à feu successive des charges commandé par l'unité de contrôle. Selon une autre caractéristique de l'invention, le lanceur pourra comporter au moins un capteur de passage intégré dans le tube et relié à l'unité de contrôle, capteur 4 2792399 permettant de détecter le passage du projectile en au moins un point déterminé. Selon une variante, le lanceur pourra également comporter au moins un capteur de température situé à proximité de la chambre du lanceur et relié à l'unité de contrôle. Selon une autre variante le lanceur poura comporter un moyen de télécommande. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture du complément de description qui va suivre des modes de réalisation donnés à titre d'exemple en relation avec des dessins sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un lanceur selon l'invention, - la figure 2 est une coupe du tube de lancement à l'intérieur duquel est positionnée une munition, - la figure 3 représente la courbe d'évolution de la vitesse du projectile dans le tube du lanceur, - la figure 4 est une autre courbe présentant plusieurs variations de vitesse du projectile dans le tube du lanceur, - la figure 5 représente un diagramme fonctionnel de l'ensemble du système explicitant le procédé de lancement. Le lanceur 1 représenté sur la figure 1 permet de lancer un projectile à l'aide d'un tube 2 suivant par exemple deux vitesses de sortie du tube Vsl ou Vs2. Ce lanceur permet au projectile d'avoir avec la vitesse Vsl un point d'impact 3 atteint avec une trajectoire 4 et avec la vitesse Vs2 un point d'impact 5 atteint avec une trajectoire 6.30 La trajectoire 4 définit une portée minimale D1 et la trajectoire 6 une portée maximale D2. La différence de portée est en relation directe avec les vitesses initiales de sortie du projectile Vsl et Vs2. Ce lanceur 1 est placé dans une position fixe et il peut éventuellement fonctionner de façon35 autonome. 2792399 Dans ce cas, on mesurera tout d'abord la distance à laquelle se trouve une cible (à l'intérieur de l'intervalle D1-D2) puis on choisira la vitesse initiale de sortie du projectile permettant d'obtenir la portée souhaitée donc5 d'atteindre la cible. Le projectile est par exemple équipé d'une fusée d'impact ou de proximité de type connu qui provoquera l'initiation du projectile au contact de la cible ou à proximité de celle ci. Le projectile pourra être un projectile explosif ou bien un projectile à effet non létal (incapacitant par exemple). Grâce à l'invention, la portée obtenue pourra varier sans modification de l'angle de site du lanceur 1. Une munition 7 selon l'invention est représentée sur la figure 2 en coupe longitudinale et elle est introduite dans le tube 2 du lanceur. Elle se trouve positionnée au niveau de contacts électriques d'initiation (non représentés) solidaires du lanceur. Cette munition est constituée d'une cartouche 8 et d'un projectile 9. La cartouche 8 comporte deux charges20 propulsives 10 et 11 équipées respectivement d'amorces 12 et 13. Ces amorces sont du type électrique et sont en correspondance avec les contacts d'initiation du lanceur. Pour cela, la cartouche 8 comporte des moyens permettant son indexation par rapport au tube 2, par exemple un repère ou une encoche. Suivant l'invention, on initie d'abord une des charges puis, après un temps déterminé, l'autre charge avant que le projectile 9 ne sorte du tube 2. Ainsi, en fonction de l'instant d'allumage de la seconde charge par rapport à la première on fait varier la vitesse de sortie du projectile 9 et en conséquence la portée de ce projectile. Afin que l'initiation d'une charge propulsive ne provoque pas celle de l'autre charge, les deux charges sont séparées les une des autres par des moyens appropriés de façon à35 pouvoir être initiées indépendamment l'une de l'autre. On pourra par exemple disposer chaque charge dans un étui 6 2792399 métallique étanche qui sera fermé à sa partie avant par un opercule d'étanchéité 22, 23. On pourra également remplacer cet opercule par un autre dispositif connu tel qu'une bouterolle, c'est à dire un étui dont le fond est fermé et5 comporte des amorces de ruptures radiales qui ne s'ouvrent que lors de l'initiation de la charge considérée. Pour augmenter la sécurité du dispositif, la munition 7 représentée peut également être munie d'un retard pyrotechnique 14 disposé entre les deux charges 10 et 11. Une10 telle disposition permet d'initier automatiquement après un certain délai une charge propulsive non initiée lors du tir. On évite ainsi de laisser sur le terrain des lanceurs qui n'ont pas utilisé toutes leurs charges propulsives. On a intégré dans le tube 2 du lanceur un capteur 15 de passage du projectile 9, comme par exemple un capteur de pression ou de proximité, tel qu'une boucle inductive. Le rôle de ce capteur 15 est d'améliorer la détermination du temps séparant l'allumage des deux charges 10 et 11 en prenant en compte dans le calcul de celui-ci la position20 réelle du projectile 9 à un instant donné. Cette mesure permet de corriger le cas échéant les écarts entre la balistique intérieure théorique et la balistique intérieure réelle durant la première phase de lancement du projectile lorsque la première charge a fonctionné.25 On peut encore adjoindre un capteur de température (non représenté) dans le système d'arme pour évaluer la température de fonctionnement des charges propulsives des munitions. Ce capteur peut être placé par exemple dans le magasin de munitions. On peut encore parfaire la mesure en30 prenant en compte la température à proximité de la chambre du lanceur 1 de manière à évaluer l'élévation de température de fonctionnement des charges propulsives des munitions mises à poste dans le cas d'un tir répétitif. Bien entendu, le projectile est équipé d'une fusée du type mécanique, électronique ou pyrotechnique, l'activation 7 2792399 de la fusée étant réalisée lors de la phase canon, à l'aide par exemple d'un capteur accélérométrique intégré. La fusée pourra être une fusée d'impact ou de proximité. La figure 3 est un graphique qui illustre la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Il représente la vitesse V du projectile 9 dans le tube 2 de l'arme en fonction de sa position x dans ledit tube. La mise à feu de la première charge intervient à un instant tO, la vitesse du projectile dans le tube est croissante au fur et à mesure que ce projectile progresse dans le tube. A l'instant tl le projectile se trouve à la position xl dans le tube et on initie la seconde charge. Cela provoque un accroissement de l'évolution de la vitesse du projectile 9 dans le tube 2 par rapport à l'évolution initiale de vitesse. La vitesse de sortie obtenue (Vs2) est supérieure à la vitesse (Vsl) qui serait obtenue avec la seule première charge. La vitesse de sortie du tube Vs=f(x) (localisation en L sur le graphique) dépend donc à la fois des caractéristiques des charges 10 et 11 et de la position xl o se trouve le projectile dans le tube lors de l'initiation de la seconde charge, donc de l'intervalle de temps tl- tO séparant les initiations des deux charges. On comprend qu'en faisant varier cet intervalle tl-tO on peut faire varier la vitesse Vs du projectile en sortie du tube. Notament si seule la première charge est initiée on obtient la vitesse de sortie Vsl qui est la valeur de vitesse Vs minimale possible. Un réglage continu de la vitesse entre Vsl et Vs2 est possible en jouant sur l'instant tl.30 La figure 4 représente ainsi les courbes de variation de vitesse obtenues lorsque la deuxième charge est allumée à un instant tl (position xl dans le tube) ou à un instant t2 (position x2 dans le tube). Comme représenté sur cette figure, un allumage provoqué à l'instant tl confère une vitesse de sortie Vs(xl) au projectile 9 tandis qu'un allumage à l'instant t2 permet de 8 2792399 donner au projectile une vitesse de sortie Vs(x2). En fonction de l'instant d'allumage de la deuxième charge il est donc possible d'obtenir une vitesse de sortie Vs quelconque située dans une plage de variation entre Vs(xl) et Vs(x2). On5 peut ainsi faire varier continûment la portée du projectile entre les portées associées aux vitesses Vs(xl) et Vs(x2). On constate que plus l'initiation de la seconde charge est commandée tard, plus faible est la vitesse de sortie obtenue. La valeur minimale possible est celle obtenue en10 initiant la première charge seule (Vsl). La valeur maximale possible (non représentée) sera celle obtenue en initiant les deux charges simultanément à l'instant tO. Sur la figure 5, on a représenté un diagramme fonctionnel des circuits électroniques du lanceur 1. Ce lanceur est équipé d'une unité de contrôle 16 qui à partir des tables de tir du projectile (introduites en mémoire ou sous forme d'algorithmes) calcule la vitesse initiale du projectile qu'il est nécessaire d'obtenir compte tenu de la distance à laquelle se trouve la cible visée.20 Cette unité 16 reçoit des informations venant d'un télémètre 17 qui mesure la distance entre cible et lanceur peu avant le moment de déclencher le tir, des informations venant du capteur de passage 15 et du capteur de température 18, et éventuellement d'une télécommande 19 lorsque le tir est commandé à distance. L'unité de contrôle 16 est connectée à un circuit de mise à feu 20 qui délivre les signaux de mise à feu des amorces 12 puis 13 de la munition 7. Le fonctionnement est le suivant: -le télémètre mesure la distance lanceur/cible, -l'unité de contrôle détermine alors la vitesse de sortie Vs nécessaire pour obtenir la portée souhaitée, -elle calcule ensuite l'instant tl d'initiation de la deuxième charge (ce qui correspond à une localisation xl du projectile dans le tube) qui permet d'obtenir la vitesse recherchée, 9 2792399 -puis l'unité 16 commande par l'intermédiaire du circuit la mise à feu successive des charges propulsives 10 et 11. On a représenté sur les figures 3 et 4 la localisation xp du capteur de passage 15. Lorsque l'unité de contrôle 16 du lanceur reçoit l'information relative au passage du projectile à ce point xp elle prend en compte l'écart entre l'instant réel du passage du projectile à xp avec l'instant de passage théorique donné par les courbes d'évolution de vitesse mises en mémoire.10 Cela lui permet de corriger la valeur de l'instant d'initiation tl de la deuxième charge, ce qui permet de tenir compte des variations de la balistique interne du projectile et d'obtenir une valeur Vs plus proche de la valeur souhaitée.15 Lorsque le lanceur est utilisé seul comme une arme à défense de zone, on lui associera un dispositif de surveillance 21 incorporant par exemple des moyens de détection et localisation acoustique ou infrarouge, qui détectent l'approche d'une cible donnée et assurent le réveil20 de l'ensemble des moyens électroniques du lanceur, notamment l'activation du télémètre. A titre d'exemple, on a réalisé une munition 7 dont la masse du projectile est de 3 kg, de calibre 80 mm, avec une première charge propulsive de 2,3 g de poudre propulsive et25 une seconde charge propulsive de 1,15 g de poudre. Le coefficient de traînée Cx du projectile est de 0,3. La longueur du tube 2 de lancement est de 370 mm et ce tube est orienté à 45 en site. Pour atteindre une portée comprise entre 100 et 200 mètres, on obtient une plage de variation de30 vitesse initiale comprise entre 30 et 45 m/s. A titre de variante il est bien entendu possible de prévoir plus de deux charges propulsives, notamment pour autoriser une plage de variation des vitesses de sorties plus grande. Chaque charge sera séparée des autres charges et35 comportera ses propres moyens d'initiation qui seront 2792399 déclenchés par l'unité de commande à un instant approprié fonction des paramètres de tir et de la distance de la cible. Il est également possible, et plus particulièrement dans le cas o la munition comprend plus de deux charges propulsives, de prévoir plusieurs capteurs de passage 15 répartis le long du tube 2. Chaque capteur permettra de contrôler la position réelle du projectile après l'initiation d'une charge. On améliore ainsi la maîtrise de la balistique réelle du projectile.10 A titre de variante il est également possible d'utiliser un projectile équipé d'une fusée chronométrique à tempage fixe. Dans ce cas l'initiation du projectile sera déclenchée automatiquement à l'issue d'un intervalle de temps fixe après la sortie du tube de l'arme. Le fonctionnement à une portée15 souhaitée sera obtenu alors, non pas par un réglage de la chronométrie de la fusée, mais par un réglage de la vitesse de sortie du tube. 11 2792399 REVENDICATIONS 1- Procédé de lancement d'un projectile (9) à l'aide d'un lanceur (1) associé à un chargement propulsif comprenant au moins deux charges propulsives (10,11) séparées les une des autres de façon à pouvoir être initiées indépendamment et permettant ainsi de faire varier la portée du projectile, caractérisé en ce qu'on initie d'abord une première charge propulsive, puis pendant la phase canon du projectile et à10 l'issue d'un ou plusieurs intervalles de temps par rapport à l'initiation de la première charge, on initie la ou les autres charges propulsives, chaque intervalle de temps entre les initiations consécutives de deux charges étant calculé de façon à obtenir une vitesse de sortie du projectile hors du15 lanceur permettant d'obtenir la portée souhaitée pour le projectile (9). 2- Procédé de lancement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise deux charges propulsives (10,11) dont les initiations sont effectuées en séquence et séparées par un intervalle de temps réglable. 3- Munition (7) faisant application du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'elle comporte une cartouche (8) recevant le projectile (9), la cartouche (8) renfermant également au moins deux charges25 propulsives (10,11) séparées les unes des autres et comportant chacune un moyen d'initiation (12,13), les différents moyens d'initiation étant amorçables simultanément ou successivement par le lanceur. 4- Munition selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'elle comprend deux charges propulsives (10,11) séparées l'une de l'autre. - Munition selon la revendication 4, caractérisé en ce que les charges propulsives (10,11) sont associées à des amorces électriques (12,13) et en ce que la cartouche (8) est35 indexée par rapport au tube (2) du lanceur pour permettre le 12 2792399 positionnement des amorces (12,13) par rapport à des contacts électriques portés par le lanceur. 6- Munition selon une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le projectile comporte une fusée chronométrique dotée d'un tempage fixe, le fonctionnement du projectile à une portée donnée étant obtenu par un réglage de la vitesse de sortie du projectile hors du lanceur. 7- Munition selon une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que au moins un retard pyrotechnique d'autodestruction est disposé entre la première charge propulsive et la ou les autres. 8- Lanceur pour une munition selon l'une des revendications 3 à 7 du type comportant un tube de lancement (2) équipé de contacts électriques pour l'amorçage des charges propulsives (10,11), caractérisé en ce qu'il comprend: - un télémètre (17) pour mesurer la distance de la cible à atteindre, - une unité de contrôle (16) permettant de calculer la vitesse de sortie du projectile (9) hors du lanceur qui est nécessaire pour atteindre la cible et de déterminer le ou les intervalles de temps séparant les initiations successives des charges et permettant d'obtenir une telle vitesse, - un circuit de mise à feu (20) successive des charges (10, 11) commandé par l'unité de contrôle (16). 9- Lanceur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur de passage (15) intégré dans le tube (2) et relié à l'unité de contrôle (16), capteur permettant de détecter le passage du projectile en au moins30 un point déterminé. - - Lanceur selon une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur de température (18) situé à proximité de la chambre du lanceur et relié à l'unité de contrôle (16). 13 2792399 11- Lanceur selon une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de télécommande (19).