Brevet FR2845763A1 — publié le 20040416

La présente invention concerne la réalisation d'un système autonome de guidage destiné notamment à être monté sur des munitions d'artillerie préalablement dépourvues de système de guidage. Le montage du système selon l'invention permet d'accroître sensiblement la précision du point d'impact de la munition. Ce dispositif est par exemple destiné à améliorer le nombre de coups au but, et à limiter les dégâts collatéraux occasionnés par l'imprécision de tirs d'artillerie. Les munitions d'artillerie classiques, les obus de canons et de mortiers notamment, présentent une précision quant à leur point d'impact qui peut s'avérer insuffisante dans certaines situations. C'est par exemple le cas lorsque le tir d'artillerie vise une infrastructure intégrée à d'autres infrastructures que l'on ne souhaite pas, pour diverses raisons, endommager. 15 L'imprécision du point d'impact peut avoir plusieurs causes: - La précision de pointage de l'arme qui tire la munition, - Les variations locales des conditions atmosphériques, - Les dispersions de fabrication des munitions tant dans leur 20 géométrie que dans la composition de la charge propulsive, Pour compenser cette imprécision et atteindre l'objectif désigné, il est généralement nécessaire de tirer un nombre relativement important d'obus, ce qui nécessite de disposer d'un stock important et s'avère être 25 coteux et d'une logistique difficile. De plus, parmi ce grand nombre d'obus, un certain nombre va occasionner des dommages non désirés, encore appelés dommages collatéraux. Pour réduire cette dispersion, on peut envisager d'utiliser des armes plus 30 précises ou encore des munitions présentant une faible dispersion de construction. Néanmoins cette dispersion ne peut être complètement supprimée. Pour réduire cette imprécision on peut encore utiliser des obus de génération nouvelle, pourvus par exemple d'une électronique de guidage complètement intégrée à leur structure. Ces munitions présentent l'avantage d'avoir une précision d'impact satisfaisante. En revanche, elles sont intrinsèquement beaucoup plus coteuses que les munitions traditionnelles. Les solutions proposées ci-dessus ne sont bien entendu pas toujours envisageables, ni même appropriées au contexte. Ainsi, il est notamment des cas o il n'est pas possible, pour des raisons 10 économiques par exemple, de remplacer les armes existantes par des armes plus précises. Il peut également y avoir nécessité à écouler des stocks importants d'obus traditionnels avant de procéder à l'approvisionnement d'obus intégrant un dispositif de guidage. Il convient aussi de prendre en compte que lors de la constitution d'un stock d'obus, il est difficile de déterminer la proportion d'obus intégrant un système de guidage et d'obus traditionnels qui pourrait le mieux répondre à une situation de conflit donnée. Les munitions intégrant un système de guidage sont parfois trop performantes pour le but à atteindre et par là même trop 20 coteuses. Dans le cas par exemple o des dommages collatéraux ne sont pas à craindre, il peut être plus économique d'atteindre le but en tirant plusieurs obus non guidés et moins coteux qu'un seul obus guidé. La difficulté d'estimer ou de prévoir la quantité nécessaire d'obus intégrant un système de guidage, conduit nécessairement par mesure de précaution, à 25 l'approvisionnement d'un nombre d'obus intégrant un système de guidage, plus important que le nombre nécessaire, ce qui engendre un surcot. Un but de l'invention est d'offrir une solution permettant de prendre en compte la dualité existant entre d'une part le besoin de disposer à la fois de 30 munitions traditionnelles et de munitions intégrant un système de guidage, et d'autre part la volonté de limiter les cots d'achat et de stockage de munitions en ne stockant notamment qu'un nombre raisonnable de munitions de chaque type. Ces munitions doivent en outre pouvoir être tirées par des armes identiques. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'amélioration de la trajectoire d'une munition d'artillerie non guidée, comportant un kit de guidage venant se monter sur le corps de la munition en lieu et place de la fusée d'amorçage. Ce kit présente l'avantage de ne pas nécessiter de modification du corps de la munition. Avantageusement, il comporte une interface mécanique lui permettant de se fixer sur le corps de la munition de manière amovible, la transformation de la munition non guidée en munition guidée étant ainsi réversible. Le kit présente également comme avantage de fonctionner de manière entièrement autonome tant vis à vis de l'arme que du corps de la munition, sa mise en oeuvre ne nécessitant pas de modification de ces éléments. D'autres caractéristiques et avantages pourront apparaître au travers de la 1 5 description faite en regard des figures annexées, qui représentent: La figure 1, une illustration d'un exemple d'obus sans dispositif de guidage. La figure 2, une illustration d'un exemple d'obus équipé du 20 dispositif selon l'invention. La figure 3, une vue de principe du kit monté sur le corps de la munition La figure 1 présente une vue simplifiée d'une munition de type 25 obus de mortier par exemple, telle qu'elle se présente de manière classique. Cette munition comporte un corps 11 situé globalement en partie centrale, qui contient l'explosif ou charge militaire. La charge militaire est associée à un système de mise à feu 12 ou fusée qui est fixé à l'avant du corps de la munition. Cet ensemble est complété par un réservoir 13 contenant l'élément 30 propulseur et par un culot 14 permettant l'amorce du propulseur. Le culot peut, comme dans l'exemple de la figure 1, être équipé d'un empennage arrière 15 destiné à stabiliser le vol de la munition. Il est à noter que d'autres types de munitions, dites gyroscopées, sont animés d'un mouvement de rotation en roulis permettant leur stabilisation en vol. Celles-ci sont 35 dépourvues d'empennage. L'amorce de la charge est réalisée par la fusée au moment de l'impact. Cette fusée comporte elle-même deux éléments distincts, le corps de l'amorce proprement dit qui contient une petite charge explosive 16 placée au voisinage de la charge, et le système de mise à feu 17 constitué par exemple 5 par un générateur piézoélectrique et positionné à l'extrémité avant de la fusée. Dans une munition classique ces deux éléments sont regroupés dans la fusée et sont proches l'un de l'autre ce qui réduit ainsi l'encombrement de l'ensemble et la longueur des connexions. La fusée est généralement montée sur le corps de la munition au moyen d'une interface mécanique de 10 type pas de vis par exemple. Une munition du type de celle présentée sur la figure 1 forme un tout compact développé en vue du transport d'une quantité d'explosif sur une distance donnée. Lorsque l'on cherche à améliorer la précision d'une telle munition, sans pour autant effectuer une ré-étude complète de la munition, 15 on procède généralement à l'introduction d'un système de guidage dans le corps de la munition, en y ménageant une cavité. Ainsi, la taille de la munition étant inchangée on est contraint par exemple à diminuer la quantité d'explosif embarquée et donc à diminuer l'effet produit. Cette modification est en outre nécessairement réalisée a priori, lors de la fabrication de la 20 munition. Ceci contraint donc à la fabrication de munitions guidées et non guidées distinctes. La figure 2 montre au travers d'une illustration schématique comment le dispositif selon l'invention permet de s'affranchir des contraintes 25 citées précédemment. Comme celle présentée sur la figure 1, la munition modifiée selon l'invention se présente comme un ensemble comportant un corps de munition 11 contenant la charge, un élément propulseur 13 et un culot 14. Cependant, à la différence de la munition classique présentée sur la figurer, la munition modifiée comporte en lieu et place de la fusée d'origine 30 12, un élément ou kit de guidage 23. Le kit de guidage se présente comme un élément additionnel disposant de la même interface mécanique que la fusée d'origine dont il intègre La charge d'amorçage 16 et le système de mise à feu 17. Les éléments entrant dans sa composition, ainsi que la structure qui les porte, sont logés dans l'espace délimité par la coiffe 23 qui 35 les protège. Par sa forme, la coiffe s'ajuste mécaniquement sur les flancs de la munition et permet à la munition ainsi modifiée de conserver son aérodynamisme. Elle La coiffe comporte également des orifices permettant à des gouvernes 22 d'être déployées après le lancement de la munition. Ces gouvernes peuvent par exemple être logées dans le corps du kit de guidage 5 à la manière d'une lame dans le corps d'un canif. Les orifices de sortie des gouvernes sont alors réduits à de simples fentes qui n'ont pas d'incidence sur l'aérodynamisme global de la munition. Ainsi présenté le kit de guidage apparaît donc comme présentant l'avantage d'être un élément amovible monté en lieu et place de la fusée d'origine après 10 démontage de cette dernière. L'unicité de l'interface mécanique permet avantageusement de conserver une munition unique sur laquelle on monte indifféremment une fusée de type traditionnel (12) ou bien un kit de guidage selon l'invention. La munition ainsi modifiée conserve donc ses caractéristiques de portée 15 ainsi que ses caractéristiques pyrotechniques. Seuls sa forme générale et notamment sa longueur ainsi que sa masse se trouvent modifiées. La légère modification de la répartition des masses apportée à l'ensemble pouvant modifier la stabilité de la munition, il est parfois nécessaire de compléter le kit de guidage situé à l'avant sous la coiffe, par un moyen de 20 stabilisation placé à l'arrière de la munition. Ce moyen de stabilisation peut par exemple consister en un empennage modifié 24 monté sur un culot dont les autres caractéristiques, notamment pyrotechniques, sont par ailleurs inchangées. Le dispositif selon l'invention comporte alors un kit de guidage avant et un élément de stabilisation arrière qui se montent en lieu et place de 25 la fusée et du culot originels. La fusée et le culot étant des éléments démontables de la munition, le dispositif présente l'avantage de conserver son caractère amovible. La figure 3 présente une vue plus détaillée de la structure type 30 d'un kit de guidage selon l'invention. Le kit de guidage présenté à titre d'exemple comporte notamment quatre sous-ensembles fonctionnels: - Un sous-ensemble 31 dont le rôle est de fournir l'énergie électrique nécessaire. - Un sous-ensemble 32 ou module de pilotage responsable de la mise en oeuvre des gouvernes. - Un sous-ensemble 33 ou module de commande. - Un sous-ensemble constitué des éléments d'amorçage 16 et 17 de la fusée d'origine. Les sous-ensembles énumérés ci-dessus sont des éléments connus par ailleurs et ne font pas ici l'objet d'une description structurelle détaillée, mais d'une description fonctionnelle. Pour réaliser la fonction de guidage, le dispositif selon l'invention a besoin d'énergie. La fourniture d'énergie est assurée par le sousensemble 31. Celui-ci comporte notamment une pile électrique chimique ou thermique par exemple, ainsi que des moyens de régulation de la tension et du courant 15 fournis. De façon connue le contrôle de la trajectoire de la munition est réalisé par le module de pilotage 32 qui comporte les gouvernes escamotables 22, déployées et actionnées en phase de vol par un ensemble de servomoteurs. 20 Ces servomoteurs peuvent par exemple être électriques ou pneumatiques. Le module de pilotage comporte également des emplacements permettant le logement des gouvernes à l'intérieur du dispositif lors du départ de la munition. Les gouvernes sont par exemple logées de telle sorte que leur déploiement se fasse par une ouverture étroite pratiquée dans la coiffe 23. Le module de commande 33 quant à lui comporte les éléments nécessaires à la correction de la trajectoire qui permet d'améliorer la précision du tir. Il comporte notamment une série de senseurs associés à un calculateur. En fonction des informations reçues, Il pilote les boucles d'asservissement des 30 servomoteurs du module de pilotage. Suivant la fonction de guidage qui est assignée au dispositif de guidage le module de commande comporte divers éléments: - Dans le cas d'un guidage direct par désignation de la cible, il peut comporter un dispositif autodirecteur associé à des senseurs de type 35 accéléromètre ou gyromètre. - Dans le cas d'un guidage sur les coordonnées du point d'impact, il peut par exemple comporter une centrale inertielle lui permettant d'effectuer la mesure des coordonnées de la munition et de calculer les corrections de trajectoire éventuelles à apporter pour atteindre exactement 5 son but. Cette navigation au moyen d'une centrale inertielle peut en outre être couplée à un système de type GPS. Pour effectuer l'exploitation des informations dont il peut disposer le module de commande comporte un calculateur 34 qui effectue notamment 10 l'acquisition des données fournies par les différents capteurs que comporte le kit de guidage. A partir de ces données il élabore de manière autonome les commandes à appliquer en fonction d'une loi de guidage déterminée par ailleurs et qui est notamment fonction de la munition guidée et du type de guidage choisi, guidage directe ou guidage sur coordonnées. La présence du 15 calculateur dans le module de commande rend ainsi avantageusement la munition complètement autonome. Les commandes de vol sont élaborées suivant des algorithmes de calcul connus par ailleurs et non détaillés dans ce document. Les algorithmes sont implémentés par des programmes qui peuvent être inclus de manière 20 résidente dans le calculateur. Mais ces programmes peuvent également être téléchargés ce qui présente l'avantage de rendre le module configurable en fonction notamment du type de munition que le kit de guidage doit équiper. Dans le cas notamment d'un guidage sur coordonnées le calculateur peut également, comme cela est représenté sommairement sur la figure 3, être 25 relié à un récepteur GPS 35 dont les antennes de réception 36 sont par exemple disposées sous la coiffe, à l'interface avec le corps 11 de la munition. L'équipement GPS offre l'avantage de simplifier le travail du calculateur en ce qui concerne le calcul des coordonnées courantes de la munition. Comme il a été dit précédemment, le dispositif selon l'invention présente l'avantage d'être monté en lieu et place de la fusée d'origine. A ce titre il en comporte les éléments fonctionnels notamment les éléments 16 et 17 d'amorçage de la charge. Cependant étant donné que ce dispositif se 35 positionne en avant du corps de la munition, la proximité des éléments 16 et 17 n'est plus assurée. L'amorce 16 est positionnée dans la partie arrière du kit de guidage, au niveau de l'interface mécanique avec le corps de la munition. Le générateur piézoélectrique 17 est quant à lui positionné dans la partie la plus avant au niveau de la pointe. Ces deux éléments sont liés par 5 un câblage électrique spécifique. Par ailleurs leur fonctionnement reste le même que celui qu'ils ont dans la fusée 12 qui équipe la munition non modifiée. Les éléments énumérés dans la description de la figure 3, sont 10 montés sur une structure qui prend place sous la coiffe. Celle ci a un rôle de protection de ces divers éléments. Elle a également pour rôle de contribuer à l'aérodynamisme du nouvel ensemble constitué par le kit de guidage selon l'invention et la munition d'origine. Dans une large mesure les éléments constitutifs du kit sont choisis de façon à pouvoir être intégrés dans le volume de la coiffe et à minimiser la masse de l'ensemble du kit, de sorte que celle-ci soit sensiblement égale à 10% de la masse de la munition. Ainsi, la variation de la répartition des masses liée la mise en place du kit, ne perturbe pas la stabilité de vol de 20 l'ensemble. Néanmoins, comme il a été dit précédemment, si pour une munition donnée la masse du kit de guidage s'avère être génératrice d'instabilité de vol, le kit de guidage peut être associé dans le dispositif selon l'invention à un moyen de stabilisation placé à l'arrière de la munition et facilement montable sur la munition d'origine. Au-delà des éléments énumérés dans ce qui précède, il est bien entendu possible d'intégrer dans le kit de guidage d'autres éléments remplissant des fonctions annexes non cités ici. Le dispositif selon l'invention tel que décrit ci-dessus se présente ainsi comme un élément modulaire, amovible et pouvant facilement se monter sur la munition d'origine. Etant entièrement autonome, il ne nécessite en outre aucune adaptation de l'arme de lancement de la munition. La présence d'un calculateur téléchargeable dans le module de commande 35 permet avantageusement de rendre le dispositif adaptable sur différentes munitions présentant une interface mécanique identique avec leur fusée d'origine. Le caractère amovible du dispositif présente l'avantage de laisser à 5 l'utilisateur le choix d'utiliser une munition classique ou une munition autoguidée. Il présente également l'avantage de permettre un stockage séparé du kit de guidage et du corps de la munition. L'électronique de guidage plus fragile en principe que le corps de la munition peut être ainsi stockée dans un environnement propice. 10 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amélioration de la précision de la trajectoire d'une munition d'artillerie non guidée, comportant au moins un kit de guidage (21), caractérisé en ce que ce kit est indépendant du corps de la munition (11, 13), en ce qu'il est pourvu d'une 5 interface mécanique permettant son montage de manière amovible sur le corps de la munition et en ce que le kit fonctionne de manière autonome vis à vis de l'arme servant à lancer la munition. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le kit de guidage vient se fixer en lieu et place de la fusée (12) qui équipe la munition non guidée, après son démontage. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en 15 ce qu'il comporte un moyen complémentaire de stabilisation situé à l'arrière de la munition. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen complémentaire est un ensemble comportant un 20 empennage (24) conçu pour stabiliser le vol de la munition équipée du kit de guidage et un culot standard (14) de la munition, l'empennage étant monté sur le culot. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que le kit de guidage est placé dans une coiffe de protection (23). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la coiffe comporte des fentes aérodynamiques permettant le 30 déploiement des gouvernes. 7. Munition d'artillerie guidée caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un corps de munition non guidé (11, 13) et un dispositif de guidage (23) monté de manière amovible sur le corps de la munition et réalisant le guidage de la munition de manière autonome par rapport à l'arme servant au lancement. 8. Munition d'artillerie selon la revendication 7, caractérisée en ce 5 qu'elle comporte un moyen complémentaire de stabilisation associé au système de guidage et situé à l'arrière. 9. Munition d'artillerie selon la revendication 8, caractérisée en ce que le moyen complémentaire de stabilisation est un ensemble 10 comportant un empennage (24) conçu pour stabiliser le vol de la munition équipée du kit de guidage et un culot standard (14) de la munition, l'empennage étant monté sur le culot