Brevet FR2799278A1 — publié le 20010406

L'invention concerne un dispositif d'allumage pour armes à tube de gros calibre apte à permettre l'allumage d' un nombre de modules de charges propulsives prédéfini, du type comportant un laser et un dispositif optique et ces modules étant généralement symétriques de révolution et présentant un canal d'allumage continu de section généralement circulaire disposé autour d'un axe de révolution et comportant un revêtement d'allumage annulaire composé de poudre d'allumage allumable par laser. Un dispositif d'allumage apte à permettre l'allumage d'un nombre de modules o de charges propulsives prédéfini est décrit dans la demande de brevet DE 197 19 273 A1. Ce dispositif d'allumage comporte un laser et un dispositif optique et lesdits modules sont symétriques de révolution et présentant un canal d'allumage continu de section généralement circulaire disposé autour d'un axe de révolution et comportant un revêtement d'allumage annulaire composé de poudre d'allumage allumable par laser. Dans le cas connu et par rapport à l'exemple d'exécution suivant de la figure 1, chaque module de charge propulsive comporte un dispositif de découplage optique situé dans le canal d'allumage. Le dispositif de découplage dirige, en fonctionnement, une partie du faisceau laser vers le revêtement d'allumage du module de charge propulsive. Ceci entraîne l'allumage du module de charge propulsive. Le dispositif de découplage peut être un élément optiquement partiellement transparent, qui ne réfléchit qu'une partie du faisceau laser incident et laisse passer l'autre partie non modifiée dans la section de faisceau jusqu'au module de charge propulsive suivant. L'inconvénient est que chaque module de charge propulsive doit être muni d'un dispositif de découplage optique. Ceci augmente dans un premier temps les coûts de fabrication des modules de charge propulsive. Par ailleurs, il est nécessaire que les dispositifs de découplage optique soient disposés avec précision dans les modules de charge propulsive et protégés contre l'encrassement. Lors d'une utilisation sur le terrain, ceci peut perturber le fonctionnement. 2 2799278 L'invention a pour objet de développer un dispositif d'allumage pour armes à tube de gros calibre tel que la préparation des faisceaux lasers partiels soit simple, peu coûteuse et de fonctionnement fiable. La solution apportée est un dispositif d'allumage pour armes à tube de gros calibre apte à permettre l'allumage d' un nombre de modules de charges propulsives prédéfini, ces modules étant généralement symétriques de révolution et présentant un canal d'allumage continu de section généralement circulaire disposé autour d'un axe de révolution et comportant un revêtement d'allumage annulaire composé de poudre d'allumage allumable par laser, le dispositif d'allumage comportant un laser 1o et un dispositif optique et étant caractérisé en ce que ce dispositif optique comporte une lentille multisecteurs composée de plusieurs secteurs apte à former, en fonctionnement et dans chaque secteur de la lentille multisecteurs, un faisceau laser partiel. Selon une caractéristique additionnelle, un dispositif d'allumage selon 1 5 lI'invention est caractérisé en ce que, en fonctionnement, chaque faisceau laser partiel est affecté, à un module de charge propulsive déterminé. Selon une caractéristique particulière, un dispositif d'allumage est caractérisé en ce que chaque secteur focalise, en fonctionnement, le faisceau laser partiel de manière que son point focal soit disposé à peu près dans la zone du revêtement d'allumage. Les avantages de l'invention résultent du fait que le dispositif optique comporte une lentille multisecteurs composée de plusieurs secteurs. La lentille multisecteurs peut par exemple être intégrée dans la culasse de l'arme à tube. La lentille multisecteurs forme, en fonctionnement, dans chaque secteur de la lentille multisecteurs un faisceau laser partiel. Chaque faisceau laser partiel est affecté, en fonctionnement, à un module de charge propulsive déterminé. Chaque secteur focalise, en fonctionnement, le faisceau laser partiel de manière que son point focal soit disposé à peu près dans la zone du revêtement d'allumage. Compte tenu de la fluence élevée du faisceau laser partiel incident sur le revêtement d'allumage, la sécurité de fonctionnement est élevée. La lentille multisecteurs étant conçue pour un fonctionnement continu et les modules de charge propulsive pouvant se passer 3 2799278 d'éléments optiques, on peut utiliser des modules de charge propulsive de conception simple et à chaque fois identique. Les modules de charge propuisive sont généralement symétriques de révolution et présentent un canal d'allumage de section généralement circulaire disposé autour de l'axe de rotation. Le canal d'allumage comporte un revêtement d'allumage annulaire composé de poudre d'allumage allumable par laser. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront dans la description de différentes variantes de réalisation de l'invention, en regard des figures annexées parmi lesquelles: La figure 1 montre une coupe longitudinale d'un dispositif d'allumage pour armes à tube de gros calibre; La figure 2a présente une coupe longitudinale d'une lentille multisecteurs La figure 2b est une vue frontale de la lentille multisecteurs représentée en fig. 2a; La figure 3 est une coupe longitudinale d'un secteur de la lentille multisecteurs représentée en fig. 2a; La figure 4 montre une vue de face d'une deuxième lentille multisecteurs Les figures 5a à 5d présentent respectivement une coupe longitudinale ou une vue de face d'autres lentilles multisecteurs. La fig. 1 représente un dispositif d'allumage pour armes à tube de gros calibre. Le dispositif d'allumage est conçu de manière à pouvoir allumer un nombre de modules de charge propulsive 50 prédéfini. Les modules de charge propulsive 50 précités sont tous conçus de la même manière. A des fins de clarté, seuls deux modules de charge propulsive 50 sont représentés. En pratique, le nombre de modules de charge propulsive 50 varie d'environ 1 à 6 en fonction de la portée de tir 4 2799278 exigée. Les modules de charge propulsive 50 sont, de plus, généralement symétriques de révolution et présentent un canal d'allumage continu 51 de section généralement circulaire disposé autour de l'axe de rotation. Le canal d'allumage 51 comporte un revêtement d'allumage 52 annulaire composé d'une poudre d'allumage allumable par laser. Les modules de charge propulsive se trouvent dans la chambre de chargement entourée du tube d'arme 60 représenté. Le dispositif d'allumage comporte un laser 10 et un dispositif optique. Le dispositif optique comporte une lentille multisecteurs 20 composée de plusieurs o10 secteurs. La lentille multisecteurs 20 forme, en fonctionnement, dans chaque secteur de la lentille multisecteurs 20 un faisceau laser partiel 11. Chaque faisceau laser partiel 11 est affecté, en fonctionnement, à un module de charge propulsive 50 déterminé. Les revêtements d'allumage 52 possèdent une structure de surface de type fileté. On évite ainsi les réflexions des faisceaux lasers partiels 11. Pour augmenter la fluence, chaque secteur focalise le faisceau laser partiel 11 de manière que son point focal se situe à peu près dans la zone du revêtement d'allumage 52. Conformément à la représentation, le laser 10 et la lentille multisecteurs 20 sont concentriques par rapport à l'axe longitudinal du tube d'arme 60 et donc également concentriques à l'axe longitudinal des modules de charge propulsive 50. La lentille multisecteurs 20 est fixée dans une culasse de façon connue. La lentille multisecteurs est protégée de la chaleur et des substances aggressives dans la chambre de chargement par un verre perméable à la lumière laser. Pour des raisons de clarté, on n'a pas représenté le verre de protection précité ni un dispositif de fixation de la lentille multisecteurs 20. Conformément à la représentation, le faisceau laser émis par le laser 10 arrive sous forme de faisceau cylindrique fermé sur la lentille multisecteurs 20. Une vue d'ensemble montre encore une fois le faisceau laser qui est séparé, dévié et focalisé de manière qu'au moins un faisceau individuel soit dirigé sur le revêtement d'allumage 52 de chaque module de charge propulsive 50. 2799278 La fig. 2a représente une coupe longitudinale d'une lentille multisecteurs 20, qui comporte 6 secteurs, alors que la fig. 2b représente la vue frontale correspondante avec les différents secteurs 21. La fig. 2a illustre la mise en forme du faisceau laser. Le rayon r de courbure du secteur respectif 21 fixe la distance focale f. De même, I'angle de la tangente a détermine l'angle de déviation 5. Si l'on approfondit les lois optiques, la fig. 3 représente une vue agrandie d'un secteur 21. Aux points T1, T2, et T3 correspondent les tangentes tl, t2 et t3 et les angles de tangentes a1, ox2 et oa3 s'y rapportant. a1 est de 22 , a2 de 17 et oE3 de 13 . Les raies S1, S2 et S3, qui sont à leur tour affectées aux points T1, T2 et T3, se rencontrent en un point focal B, la distance focale f étant de 424 mm. Les faiceaux S1, S2 et S3 sont ainsi déviés selon les angles de déviation 51, 62 et 63. 31 est de 11 , 62 de 8,5 und 63 de 6,5 . Le rayon r du secteur 21 est de 212 mm. Le point focal B susvisé se situe dans la zone du revêtement d'allumage du 3eme module de charge propulsive. La lentille multisecteurs des fig. 1 à 3 est composée de segments individuels de lentilles planes-convexes de courbure donnée. Autrement, il est également possible de fabriquer la lentille multisecteurs en une seule pièce, comme le montre la vue frontale de la fig. 4. La lentille multisecteurs en une seule pièce 20 possède des secteurs rectifiés concavement. Dans chaque secteur 21 en fonctionnement, un faisceau laser partiel 1 1 est formé. Les fig. 5a à 5b représentent d'autres alternatives de réalisation de la lentille multisecteurs 20 avec des faces d'entrée convexes ou concaves et des secteurs de sorties convexes ou concaves. Quant au laser utilisé dans le dispositif optique, sa puissance est de 2 Joules et son diamètre de faisceau de 7 mm. 6 2799278 Revendication 1 Dispositif d'allumage pour armes à tube de gros calibre apte à permettre l'allumage d' un nombre de modules de charges propulsives (50) prédefini, ces modules (50) étant généralement symétriques de révolution et présentant un canal d'allumage continu (51) de section généralement circulaire disposé autour d'un axe de révolution et comportant un revêtement d'allumage (52) annulaire composé de poudre d'allumage allumable par laser, le dispositif d'allumage comportant un laser (10) et un dispositif optique et étant caractérisé en ce que ce dispositif optique comporte une lentille multisecteurs (20) composée de plusieurs secteurs (21) apte à former, en fonctionnement et dans chaque secteur (21) de la lentille multisecteurs (20), un faisceau laser partiel (11). 2 Dispositif d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lentille multisecteurs (20) est composée de segments individuels de lentilles planes- convexes de courbure donnée. 3 Dispositif d'allumage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lentille multisecteurs (20) est en une seule pièce et possède des secteurs rectifiés concavement. 4 Dispositif d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en fonctionnement, chaque faisceau laser partiel (11) est affecté, à un module de charge propulsive (50) déterminé. Dispositif d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque secteur (21) focalise, en fonctionnement, le faisceau laser partiel (11) de manière que son point focal soit disposé à peu près dans la zone du revêtement d'allumage (52).