Brevet FR2791454A1 — publié le 20000929

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour l'entraînement d'un pilote à une passe de tir AGL, c'est-à-dire un tir au moyen d'un armement guidé par un faisceau laser émis par'l'aéronef. Aujourd'hui, l'entraînement des équipages au tir d'armements guidés laser fait appel aux équipements de tir laser réels, ce qui présente un certain nombre d'inconvénients: - une mise en oeuvre délicate et lourde en main d'oeuvre spécialisée; - une usure prématurée d'équipements complexes onéreux et en nombre limité au sein des unités opérationnelles; - un entraînement contraignant tributaire des dangers inhérents à l'utilisation du faisceau laser pouvant provoquer des lésions oculaires chez les utilisateurs comme chez d'éventuels observateurs au sol. Les dangers du laser impliquent en particulier: - de disposer de champs de tir répondant à des gabarits de sécurité en cohérence avec la portée dangereuse du laser, - de suivre des modes opératoires compliqués et manquant de réalisme (port de lunettes et de visières adaptées, objectifs particuliers, axes de tirs imposés et répétitifs, etc...). La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant de simuler la passe de tir laser sans émission d'un faisceau laser et qui permet pour l'essentiel: - d'économiser les équipements réels; - de disposer de " pods " (nacelles extérieures d'emport) d'entraînement moins complexes et donc moins onéreux lors de leur acquisition et pour leur mise en oeuvre; - de permettre un entraînement " d'opportunité " sur des objectifs représentatifs en dehors des champs de tir. Dans un tir guidé par un faisceau laser, le faisceau est asservi à rester pointé sur l'objectif pendant la phase de vol qui suit le déclenchement du tir et jusqu'au moment'présumé de l'impact. Pour que cet asservissement soit efficace, le pilote doit maintenir l'aéronef pendant la phase qui suit le tir dans un couloir dit " couloir de dégagement " prédéterminé en fonction des possibilités de l'asservissement, de l'aéronef et des conditions de tir. Pour simuler un tel tir, selon l'invention, on met en oeuvre un procédé dans lequel on simule l'axe du faisceau laser de guidage par un axe optique, on présente au pilote une image représentative du paysage vu selon cet axe optique en sorte que le pilote puisse désigner un objectif dans ce paysage et simuler un ordre de tir, et on fait évoluer l'image de l'objectif en fonction de l'évolution de l'aéronef pendant la durée de la passe de tir fictive en sorte qu'elle corresponde à tout instant à l'image réelle vue selon l'axe optique. Dans un mode de réalisation, on asservit l'axe optique en sorte qu'il reste pointé sur l'objectif pendant ladite évolution de l'aéronef et on présente au pilote l'image réelle de l'objectif. Dans une variante, on présente au pilote une image de synthèse élaborée à partir de l'image réelle de l'objectif et on modifie cette image de synthèse en fonction de ladite évolution de l'aéronef pour qu'elle corresponde à tout instant à l'image réelle vue selon l'axe optique. L'invention a également pour objet un dispositif qui comprend: - des moyens optiques associés à l'aéronef pour acquérir une image réelle du paysage dans un champ de vision axé sur un axe qui simule un axe de faisceau de guidage laser; - des moyens électroniques/informatiques associés à ces moyens optiques pour élaborer une image représentative de l'image du paysage et transmissible à des moyens de visualisation; - des moyens de visualisation à la disposition du pilote pour lui permettre de visualiser cette image représentative; - des moyens de désignation à la disposition du pilote pour lui permettre de désigner un objectif dans cette image; - des moyens de commande de tir à la disposition du pilote pour lui permettre de simuler le déclenchement d'un tir sur l'objectif désigné, et - des moyens pour fournir au pilote pendant la phase de dégagement une image de l'objectif qui se modifie en fonction des mouvements réels de l'aéronef pendant cette phase en sorte que cette image corresponde à tout instant à celle qui se trouve dans le champ de vision desdits moyens optiques, au moins jusqu'au moment théorique de l'impact. Le pilote peut donc apprécier en observant cette image si l'objectif se trouve encore dans l'axe simulé du faisceau laser au moment théorique de l'impact. L'image fournie au pilote pendant la phase de dégagement peut être une image formée par lesdits moyens optiques, ou une image dérivée de cette image réelle, ou bien elle peut être une image virtuelle fabriquée par un logiciel à partir de la désignation de la cible et programmée pour se modifier en fonction des mouvements de l'aéronef. On décrira ci-après un exemple de réalisation d'un dispositif conforme à la présente invention en référence aux figures du dessin joint, sur lequel: - la figure 1 est un schéma type d'une passe de tir AGL; - la figure 2 est un schéma de la partie du dispositif qui se trouve sous l'aéronef; - la figure 3 est un schéma de la partie du dispositif qui se trouve en cabine; - la figure 4 est un logigramme du dispositif. On a représenté sur la figure 1 les différentes phases d'une passe de tir AGL réelle. La courbe fléchée représente le mouvement de l'aéronef et les points affectés d'une lettre représentent les phases suivantes du tir: - A: acquisition globale de l'objectif O, - B: optimisation de l'image (réglage des champs et réglage des contrastes), - C: désignation précise de la partie de l'objectif à détruire, - D: déclenchement du tir, - E: début de la phase de dégagement, - F: recalage éventuel de la désignation, - G: impact de l'arme et fin de la phase de dégagement. Le dispositif de simulation représenté sur les figures 2 et 3 est constitué d'une nacelle extérieure (1) apte à être emportée de façon en soi connue sous un aéronef auquel elle est accrochée, par exemple par des anneaux (2), et des moyens situés en cabine. On n'a pas représenté l'aéronef sur la figure 2 sinon sous forme d'un rectangle (3) qui schématise la cabine dans laquelle on a groupé les éléments à la disposition du pilote tandis que la ligne pointillée (4) schématise l'ensemble des liaisons fonctionnelles entre les parties du dispositif qui se trouvent dans la nacelle et celles qui sont dans la cabine de pilotage. A l'avant de la nacelle (1), le dispositif comprend un système optique (5) qui permet l'acquisition visuelle de divers objectifs (usines, ponts, etc) à une distance d'environ 15 kilomètres par beau temps de jour, ou dans une version plus coûteuse, par beau temps de nuit. On a représenté en X l'axe optique de ce système. Une caméra de jour ou de nuit (6) permet le stockage des images fournies par l'optique (5) en prévision de leur traitement ultérieur. Le rectangle (7) schématise sur la figure l'électronique associé à cette partie avant de la nacelle. Dans le tronçon central de la nacelle, sont disposés des moyens électroniques (8) aptes à traiter l'image fournie par la partie optique du dispositif et à l'envoyer sur un écran (9) à la disposition du pilote. Le pilote dispose d'un joy-stick (10) qui lui permet de désigner l'objectif sur cette image. On a également schématisé en (11) dans la nacelle, les moyens de commande permettant au pilote de traiter l'image (grossissement, contraste, etc). Deux types de traitement d'images sont possibles: - Traitement par corrélation: A partir de la désignation le système/dispositif comporte des moyens pour reconnaître l'image (reconnaissance de formes et/ou reconnaissance de contrastes), la suivre et la présenter au pilote au moment du tir puis lors du dégagement. Ces moyens nécessitent que l'optique de prise de vue soit gyrostabilisée afin de rester axée vers l'objectif pendant les évolutions de dégagement de l'aéronef. - Traitement par simulation: A partir de la désignation, l'image fournie au pilote est une image virtuelle élaborée par un logiciel (type jeu vidéo), proche de l'image réelle qui serait fournie par un dispositif optique gyrostabilisé. Dans cette hypothèse une dégradation de l'image virtuelle par rapport à l'image réelle est acceptable sous réserve: * qu'elle permette toutefois un entraînement réaliste, * qu'elle génère des économies substantielles. Un bouton de déclenchement du tir simulé, schématisé en (12) est situé sur le manche de pilotage. L'aéronef est normalement équipé des moyens de commande schématisés en (13) qui permettent au pilote de contrôler les mouvements de l'aéronef. On a également schématisé sur la figure 3, le boîtier (14) qui permet au pilote de choisir le type d'armement (le poussoir AGL est figuré en (14a) sur ce boîtier), et le viseur " tête haute " (15) relatif aux ordres de pilotage pour suivre la trajectoire type AGL et aux informations diverses de vol. Il n'est pas nécessaire de décrire en détail les moyens pratiques de réalisation qui, à partir des indications fournies ici et des données spécifiques à l'aéronef et au système d'arme peuvent être élaborés par l'homme du métier du domaine technique considéré. Le logigramme de la figure 4 représente les différentes étapes de la simulation d'une passe de tir. Ces étapes sont les suivantes: I. Ordre de début de présentation AGL: le pilote qui était en phase de navigation approche de son objectif et décide de configurer son système d'armes pour entamer une passe de tir AGL. Cet ordre qui se manifeste par la mise sous tension de son dispositif d'entraînement démasque en particulier l'optique du pod ce qui permet au pilote d'avoir en cabine une visualisation du monde extérieur pour acquérir le visuel de son objectif et débuter les procédures de tir. I. Démasquage de l'optique et mise en route. II. Balayage du terrain désigné par le système d'armes. III. Présentation en cabine du paysage extérieur. IV. Affinage des images et choix de la cible. V. Désignation de la cible par le pilote. VI. Présentation au pilote des paramètres de la cible (distance) et des paramètres de vol: le système d'armes de l'avion et le pod fournissent au pilote les paramètres de vol et les données de la cible (après désignation de celle-ci) par l'intermédiaire des visualisations à la disposition du pilote en cabine. VIII. Simulation de la cible à partir de la désignation. IX. Déclenchement fictif du tir. X. Présentation au pilote des ordres de vol: après déclenchement fictif du tir le coffret " évolutions avion " du pod génère des ordres de vol qui sont présentés au pilote dans son viseur et qui lui permettent de suivre une trajectoire optimale conforme à une passe de type laser. XI. Comportement de la cible selon programmation: pour personnaliser l'entraînement on peut par logiciel, dégrader ou non la visualisation de la cible et provoquer des dérives de la désignation de la cible pour obliger le pilote à effectuer des recalages de sa désignation initiale pendant le déroulement de la passe de tir. XII. Réaction du pilote au déroulement de la passe de tir. XIII.Analyse de la qualité de la passe de tir: pendant la passe, le pilote doit suivre les ordres qui lui sont présentés sur ses diverses visualisation et il doit s'assurer que son système poursuit bien la cible désignée, sinon il doit utiliser le joy stick à sa disposition pour affiner la désignation. XIV. Présentation au pilote du résultat de la passe de tir: le logiciel évalue en interne la qualité de la passe puis le résultat de cette évaluation est affiché sur une des visualisations à la disposition du pilote. XV. Fin de la passe de tir. L'invention n'est pas limitée à cet exemple de réalisation. REVEND I CATIONS 1. Procédé pour permettre au pilote d'un aéronef de simuler une passe de tir (AGL) au moyen d'un armement guidé par un faisceau laser, dans lequel on simule l'axe du faisceau laser de guidage par un axe optique, on présente au pilote une image représentative du paysage vu selon cet axe optique en sorte que le pilote puisse désigner un objectif dans ce paysage et simuler un ordre de tir, et on fait évoluer l'image de l'objectif en fonction de l'évolution de l'aéronef pendant la durée de la passe de tir fictive en sorte qu'elle corresponde à tout instant à l'image réelle vue selon l'axe optique. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on asservit l'axe optique en sorte qu'il reste pointé sur l'objectif pendant ladite évolution de l'aéronef et on présente au pilote l'image réelle de l'objectif. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on présente au pilote une image de synthèse élaborée à partir de l'image réelle de l'objectif et on modifie cette image de synthèse en fonction de ladite évolution de l'aéronef pour qu'elle corresponde à tout instant à l'image réelle de l'objectif vu selon l'axe optique. 4. Dispositif pour permettre à un pilote embarqué à bord d'un aéronef de simuler une passe de tir (AGL) au moyen d'un armement guidé par un faisceau laser, qui comprend: - des moyens optiques (5,6) associés à l'aéronef pour acquérir une image réelle du paysage dans un champ de vision axé sur un axe qui simule un axe de faisceau de guidage laser; des moyens électroniques/informatiques (7, 8) associés à ces moyens optiques pour élaborer une image représentative de l'image réelle du paysage et transmissible à des moyens de visualisation; - des moyens de visualisation (9) à la disposition du pilote pour lui permettre de recevoir cette image représentative; - des moyens de désignation (10) à la disposition du pilote pour lui permettre de désigner un objectif dans ce paysage; - des moyens de commande de tir (12) à la disposition du pilote pour lui permettre de déclencher un tir fictif sur l'objectif désigné, et - des moyens pour fournir au pilote pendant la phase de dégagement une image de l'objectif qui se modifie en fonction des mouvements réels de l'aéronef pendant cette phase en sorte que cette image corresponde à tout instant à celle qui se trouve dans le champ de vision desdits moyens optiques, au moins jusqu'au moment théorique de l'impact. 5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel lesdits moyens optiques sont gyrostabilisés et des moyens sont prévus pour asservir ces moyens à l'image désignée par le pilote en sorte que l'image présentée au pilote soit l'image réelle du monde extérieur. 6.Dispositif selon la revendication 4 dans lequel ladite image de l'objectif est une image virtuelle élaborée par un logiciel à partir de Il l'image réelle acquise à l'instant du déclenchement du tir et modifiée par le logiciel en fonction de l'évolution de l'aéronef vis-à- vis de la cible. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6 qui comprend une nacelle (1) apte à être accrochée sous l'aéronef et qui comporte lesdits moyens optiques (5,6), des moyens électroniques (7,8) associés à ces moyens pour pouvoir élaborer une image transmissible par une liaison (4) à un écran (9) placé à disposition du pilote, le dispositif comprenant en outre un joy-stick (10) qui permet au pilote de désigner l'objectif sur cette image, et des moyens (12) pour commander le déclenchement d'un tir AGL fictif.