Brevet FR2878616A1 — publié le 20060602

La présente invention concerne des dispositifs de visée applicables en association avec des missiles guidés. On cannait un dispositif de mise en oeuvre d'une arme dans lequel un lanceur mobile de missile comporte un viseur qui lui est solidarisé, le viseur (c'est-à-dire du type fonctionnant dans la gamme de la lumière visible) comportant un réticule définissant une ligne de visée ainsi que des organes électroniques qui lui sont associés et destinés à détecter la différence angulaire entre une image du missile en vol et le centre du réticule. Un signal dérivé de cette différence angulaire est émis vers le missile afin de commander ses gouvernes, de façon à tendre à réduire la différence angulaire à zéro. Ce dispositif est satisfaisant, l'opérateur n'ayant qu'à maintenir la ligne de visée, c'est-à-dire le réticule, sur la cible. Le missile est alors guidé sur la ligne de visée jusqu'à ce qu'il atteigne la cible désignée. Ce dispositif nécessite cependant que l'opérateur soit susceptible de voir la cible et que le détecteur de décalage par rapport au centre reçoive une image du missile. Le premier im- pératif est aisément réalisé en toute circonstance du fait que le missile peut être muni d'une balise visible. Cependant, l'impératif selon lequel l'opérateur doit être capable de voir la cible et d'aligner son réticule avec cette dernière est impossible de façon générale dans l'obscurité. La présente invention vise donc à remédier à cet inconvénient. Conformément à la présente invention, un dispositif de visée, destiné à la commande d'un missile guidé, comprend un viseur optique muni d'un dispositif de repérage de la cible et un moyen sensible à l'image d'un missile dans le champ du viseur et destiné à fournir un premier signal de commande représentatif du déplacement entre la position du missile en vol et la ligne de visée, ce signal étant destiné à agir sur les gouvernes afin de tendre à réduire le décalage à zéro, le dispositif compre- nant en outre un viseur infra-rouge muni d'un dispositif de repérage de cible et susceptible de fournir une image visible 2 2878616 du champ infra- rouge du viseur infra-rouge, ainsi qu:'un moyen sensible au déplacement de l'image du missile provenant de la ligne de visée infra-rouge et destiné à fournir un second signal de commande, et un moyen sensible au premier signal de commande et à toute différence existant entre le premier et le second signal de commande, afin de former un signal de commande du missile tendant à réduire le déplacement entre l'image du missile et l'image de la cible. Le viseur infra-rouge peut être couplé de façon rigide au viseur optique et il peut comprendre un moyen grâce auquel la ligne de visée infra-rouge est ajustable par rapport au viseur infra-rouge, en fonction de la relation existant entre le premier et le second signal de commande, afin d'aligner les deux lignes de visée sur la même cible. La ligne de visée infra-rouge peut être déterminée par une marque de repérage physiquement mobile en fonction de la relation existant entre le premier et le second signal de commande. Suivant une variante, la ligne de visée infra-rouge peut être déterminée par une marque de repérage qui est formée élec- troniquement et qui est mobile en fonction de ladite relation entre le premier et le second signal de commande. Lorsque le viseur infra-rouge est couplé rigidement au viseur optique, on peut modifier le premier signal de commande en fonction du second signal de commande selon une plage déter- minée par toute disparité entre les lignes de visée optique et infra-rouge. Lorsque le viseur infra-rouge comprend un système optique dans l'infrarouge et un système optique dans le visible séparés dans l'espace, on peut déterminer la ligne de visée infra-rouge par une marque de repérage disposée dans le plan focal du système optique en infra-rouge, moyennant quoi des perturbations dans le couplage entre le système en infra-rouge et le système dans le visible n'entraînent qu'un déplacement relatif des images visibles et de la marque de repérage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en 3 2878616 regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un schéma synoptique d'un viseur optique connu et destiné à être monté sur un lanceur de missile (non représenté) ; la figure 2 représente un schéma synoptique similaire d'un viseur infra-rouge donnant une image visible d'un objet infra-rouge; la figure 3 représente un schéma synoptique des éléments de base des viseurs des figures 1 et 2, illustrant les combinai- sons entre lesquelles l'harmonisation des lignes de visée est importante, et la figure 4 représente un schéma synoptique d'une forme de réalisation possible de l'invention, montrant les liaisons entre les deux viseurs. En se référant à la figure 1, le viseur optique comprend essentiellement un télescope comportant une lentille objectif 1, un oculaire 2, un miroir semi-réflecteur 3 et un graticule ou réticule 4. Le réticule fournit une marque de repérage qui est coupée par l'axe optique ou ligne de visée. Le réticule 4 est situé dans le plan focal de la lentille objectif 1, de façon à apparaître à la même distance que la cible (cette distance pouvant être en particulier de plusieurs kilomètres) . Le semi-réflecteur 3 dévie une partie de la lumière provenant de la lentille objectif 1 sur un détecteur de quadrant 5, ou dispositif de localisation. Ce dispositif de localisation pré-sente une surface constituée d'éléments détecteurs de lumière susceptibles de détecter et d'indiquer la position d'une tache de lumière incidente par rapport aux axes de coordonnées. Le dispositif de localisation est également disposé dans le plan focal de la lentille objectif et il est placé de façon telle que la partie de l'objet centrée sur l'intersection des fils du réticule soit identique à celle qui est centrée sur l'origine du dispositif de localisation. Cette dernière harmonisation est essentielle afin d'obtenir une commande précise du missile dans des conditions diurnes. 4 2878616 En supposant que le missile a été lancé dans la direction approximative de la cible, le missile apparaît comme ah facteur dominant dans le champ de visée, en particulier lorsqu'il est muni d'une balise active dans la bande visible et de 2 microns du dispositif de localisation. Bien qu'en général les images de la cible et du missile apparaissent dans l'oculaire et sur le dispositif de localisation, l'image de la cible est seule directement intéressante pour l'opérateur et l'image du missile est seule intéressante pour le dispositif de localisation. L'image du missile est dominante sur le dispositif de localisation et des signaux indiquant ses coordonnées en x et en y sont formés. Du fait que l'origine du dispositif de localisation correspond avec précision au réticule, dans la mesure oà l'emplacement de l'image est concerné, si le réticule est maintenu sur la cible, l'origine du dispositif de localisation correspond également à l'image de la cible (qu'elle soit distinguable ou non) et les signaux des coordonnées en x et en y sont en fait des signaux d'erreur indiquant le déplacement angulaire entre les lignes de visée du missile et de la ciblé. Comme représenté sur la figure 1, les signaux d'erreur du dispositif de localisation sont traités par un circuit 6, afin de déterminer la position du missile. Un signal de commande ou de guidage du missile est alors formé et émis par le circuit 7. Le milieu de transmission peut être constitué, de façon appro- priée, par un fil tiré par le missile. Comme mentionné ci-dessus, le viseur optique fonctionne de façon satisfaisante à la lumière du jour, lorsque l'opérateur peut voir l'image de la cible, mais, de nuit, il devient pratiquement inutile. Pour donner au système la possibilité de fonc- tionner en vol de nuit, l'ensemble cible-environnement doit être rendu visible à l'observateur, au moyen d'une technique usuelle de visualisation, par exemple la télévision en lumière faible, l'amplification d'image ou la visée thermique. On constate que la seule technique utilisable pour un missile est cons- tituée par la visée thermique du fait de l'effet d'aveuglement de l'échappement du missile qui nuit aux autres techniques. 2878616 5 Dans la bande de 8 à 14 microns de la visée thermique, la zone d'échappement du missile, qui est très intense, peut se présenter comme n'ayant que 1 mètre de diamètre. Par ailleurs, l'image du missile doit être renforcée dans la gamme visible du proche infra-rouge par mise en oeuvre de balises pyrotechniques portées par le missile, afin de faire fonctionner le dispositif de localisation 5 de la figure 1. Une visée infra-rouge, c'est-à-dire thermique, est illus- trée sur la figure 2 et elle est décrite en détail dans la demande 10 de brevet français N 77 13604, déposée le 4 mai 1977, au nom de la Demanderesse. Un tel ensemble de visée comprend essentiellement un système de lentille objectif 11, un convertisseur infra-rouge/lumière visible et un système oculaire 12. Le convertisseur comporte un faisceau linéaire 15 d'éléments sensibles à l'infra-rouge qui balaient le champ infra-rouge au moyen d'un dispositif à miroir tournant 13, afin de produire des signaux électriques. Après traitement électronique par le circuit 14, ces signaux sont convertis en signaux visibles par un faisceau 16 de diodes électroluminescentes, par exemple, qui effectuent un nouveau balayage au moyen du même dispositif à miroir tournant 13, afin de produire une image visible dans l'oculaire 12. On peut détecter facilement des différences très faibles de température au moyen d'un tel dispositif de formation d'image thermique, et il est très facile de distinguer des objets, des êtres humains, des éléments naturels tels que des arbres, etc., ou des organes mécaniques à des distances importantes. On n'utilise aucune amplification optique dans la visée infra-rouge et bien que le missile représente une source puissante d'infra- rouge son image est, comme mentionné ci-dessus, suffisamment limitée au sein de la bande d'infra-rouge choisie pour ne pas occulter l'image de la cible. La présente invention fournit cependant un viseur de nuit auxiliaire pouvant être utilisé en association avec le viseur optique au lieu de le remplacer. L'association d'un viseur de nuit à un ensemble existant viseur optique/localisateur ou 6 2878616 dispositif de localisation, présente des problèmes importants d'harmonisation, car la visée au télescope infra-rouge doit être harmonisée dans chaque cas avec la visée optique et le localisateur. Le problème est encore compliqué du fait que le viseur infra-rouge lui-même renferme une tête de détection (infra- rouge) et un affichage (visible) entre lesquels il y a lieu de maintenir une harmonisation similaire. Sous forme de schéma synoptique, cela peut être représenté comme sur la figure 3 dans laquelle le viseur optique est compris dans l'ensemble 20 et le viseur infra-rouge dans l'ensemble 21. Ce viseur optique est constitué par le télescope de repérage visuel ayant une ligne de visée déterminée par les fils du réticule 4, et par le localisateur 5. Le viseur infra-rouge comprend le télescope infra-rouge (comprenant le détecteur et les éléments optiques infra- rouges) et par le dispositif d'affichage visuel (comprenant le faisceau de diodes électro-luminescentes et les organes optiques dans le visible) chacun de ces viseurs ayant sa propre ligne de visée. Les liaisons d'harmonisation sont indiquées par les flèches doubles. Outre les problèmes d'harmonisation pure, il existe d'autres problèmes associés à l'adjonction d'un viseur infra-rouge à un système existant: 1 - On utilise des balises sur certains missiles afin d'augmenter la visibilité de ce dernier en faveur du localisateur dans la gamme d'onde de détection de 2 microns. Le viseur infra-rouge fonctionnant dans la bande de 8 à 14 microns présente une bonne pénétration vis-à-vis des fumées et du voile atmosphérique en comparaison avec la bande de 2 microns, ce qui se traduit par le fait que, bien que l'opérateur puisse voir la cible par son viseur infra-rouge, la balise du missile peut n'être pas visible du localisateur et la liaison de guidage peut être perdue. 2 - Le viseur infra-rouge ci-dessus présente deux champs de visée, proche et lointain, et une perturbation de l'harmonisation peut intervenir pendant la commutation. En vue de surmonter ces problèmes d'harmonisation, on a pensé que le seul facteur qui est toujours commun au localisateur, au télescope optique et aux fractions infra-rouges et visibles du viseur infra-rouge, est constitué par l'image du missile qui réunit en fait tous ces éléments ou leur fournit une référence commune. Dans une application fondamentale de l'invention, un impératif primordial est que le viseur infra-rouge doit être ajouté, en tant qu'adjonction facultative, au système de visée optique de la figure 1. Par conséquent, il doit exister un couplage mécanique entre les éléments 20 et 21 de la figure 3. Un autre impératif pour au moins une forme de réalisation de l'invention réside dans le fait qu'il ne doit intervenir que des modifications minimes du système de visée optique. Ces facteurs affecLent de façon importante les impératifs d'harmonisation. On considérera ci-après les différents impératifs d'harmonisation. On suppose que le télescope optique et le localisateur sont parfaitement alignés, ce qui est un point de base essentiel de la visée optique. En considérant le viseur infra-rouge, on constate qu'il existe un couplage mécanique et un couplage électronique entre les sections infra- rouges et visibles du viseur. On peut agencer les parties électroniques et le balayage de façon telle qu'une perturbation de ces couplages donne lieu à des décalages égaux en grandeur et en direction à la fois dans les images d'affichage visuel et infra-rouges du viseur infra-rouge. Cependant, si une marque de repérage de réticule est placée dans l'oculaire, ces décalages concernent le réticule et, par conséquent, l'harmonisation n'est pas atteinte. Par ailleurs, si l'on place le réticule au foyer du système infra-rouge, par exemple comme représenté en 10 sur la figure 2, la marque de repérage et l'image missile/cible se déplacent en même temps sous l'effet de telles perturbations et l'harmonisation entre les deux sections du viseur infra-rouge est préservée. Il se présente ainsi l'impé- natif selon lequel le réticule de repérage infra-rouge doit être placé dans le plan focal de l'image infra- rouge du viseur infra-rouge. 8 2878616 Dans la mesure oà l'on ne cherche qu'à placer le missile tel que vu par le localisateur sur la cible telle que vue par le viseur infrarouge, l'harmonisation entre les télescopes optique et infra-rouge n'est pas nécessaire. Il subsiste cepen- dant la nécessité de la présence d'un alignement de base de façon que les images cible/missile soient contenues dans le champ des deux télescopes. Le dernier, et le plus important, problème d'harmonisation repose entièrement sur la liaison entre le localisateur et le télescope infrarouge. Du fait que la seule information qui soit commune avec quelque certitude aux deux ensembles est l'image du missile, et que cette image est sous forme optique et sous forme électronique dans les deux ensembles, on est amené à envisager une liaison optique/électronique. A cet effet, on asser- vit par conséquent le réticule 10 de repérage infra-rouge au réticule (origine) du localisateur 4. On peut obtenir ce résultat en détectant la position du missile par rapport aux réticules dans les deux ensembles, en comparant ces positions et en effectuant une égalisationharmonisation en déplaçant le réti- cule infra-rouge. La position du missile par rapport au réticule du localisateur est déjà réalisée dans le système de visée optique et les coordonnées ressortent en tant qu'information de guidage destinée à être transmise au missile. De ce fait, la liaison vers le viseur infra-rouge est électronique et contient les coordonnées en x et y du missile. Le seul problème restant est de détecter dans le viseur infra-rouge la position relative du missile par rapport au réticule infra-rouge. Le missile est facilement détecté en tant que source puissante d'infrarouge et il n'est nécessaire que de disposer d'un circuit lo- gigue pour traiter l'information électronique existante et, ainsi, détecter les coordonnées x et y du missile. Il ne reste alors qu'à amener les réticules dans la position correcte. On peut obtenir le mouvement physique des réticules par voie piézo-électrique ou, suivant une variante plus élégante, on peut former le réticule avec un circuit logique d'attaque convenable sur l'affichage par diodes électro- luminescentes. La figure 4 représente, sous forme de schéma synoptique, l'aspect général de ce dispositif. Le signal d'erreur missile/ligne de visée, qui comprend en fait les signaux x et y, est fourni par le localisateur 5 et il est traité par un circuit 18 en vue de sa transmission qui doit avoir lieu normalement vers le missile seulement. Cependant, en vol de nuit, le signal d'erreur est également envoyé sur un circuit de traitement 14 du viseur infra-rouge, ce circuit reliant la sortie du détecteur infra-rouge à l'organe d'affichage par diodes électro-lumines- Gentes et qui comprend en outre un circuit de comparaison permet-tant au signal d'erreur missile/visée du viseur optique, qui pro-duit un premier signal de commande, d'être comparé avec un signal similaire dérivé du faisceau du détecteur infra-rouge et fournissant un second signal de commande. La différence entre les deux signaux d'erreur est alors appliquée sur un générateur 17 d'affichage de réticule, qui déclenche le faisceau de diodes électroniques de façon convenable et sous la commande de la différence de signal d'erreur. Il en résulte que l'observateur dis-pose d'un réticule qui est mobile par rapport à l'ensemble du viseur infra- rouge. Par conséquent, du fait que le réticule se déplace électroniquement, l'opérateur décale le corps du viseur infra-rouge afin de maintenir le réticule électronique sur la cible et, par conséquent, (et éventuellement de façon inconsciente) il décale la visée optique initiale vers une position telle que la ligne de mire optique initiale soit dirigée sur la cible bien que, du fait d'obscurité ou de voile atmosphérique, etc., la cible puisse n'être pas visible par l'intermédiaire du viseur optique. Ainsi, on peut considérer que la position de la ligne de 30 visée optique dans l'espace est "copiée" sur l'image générale infra-rouge en utilisant l'image commune du missile comme réfé- rence. Selon une variante de réalisation, la comparaison entre les deux signaux d'erreur produit un signal qui est utilisé pour modifier le signal de commande du viseur optique qui est envoyé au missile plutôt que pour ajuster le réticule du viseur infra- 2878616 rouge. Cela indique, bien entendu, que tout en maintenant le réticule infra-rouge fixe sur la cible, l'opérateur maintient la ligne de visée optique à l'extérieur de la cible selon une quantité correspondant à l'erreur entre les deux lignes de visée. Cependant, le signal de commande émis vers le missile est modifié en conséquence, en fonction de la différence existant entre lessignaux d'erreur de visée infra-rouge et de visée optique. Selon une autre variante du dispositif ci-dessus, utilisant un réticule infra-rouge fixe, le viseur infra-rouge ne nécessite pas d'être rigidement couplé au viseur optique. Tant que l'image du missile apparaît dans le champ des deux viseurs et que l'image de la cible est au moins dans le champ du viseur infra-rouge, il n'est pas nécessaire que les viseurs soient physiquement couplés. Dans ce cas, si le viseur optique est dirigé à l'écart de la cible (mais avec le missile en vue) le signal de différence entre les signaux d'erreur du viseur optique et du viseur infra-rouge corrige le signal d'erreur provenant du localisateur de visée optique afin de former le signal convenable d'orientation du missile. Si le viseur optique est dirigé de façon instable vers l'ensemble missile/cible, le signal de différence d'erreur varie en même temps et stabilise le signal de commande par rapport au mouvement du viseur optique. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra y apporter toute équivalence technique sans sortir de son cadre. 11 2878616 REVENDICATIONS 1. Dispositif de visée destiné à la commande d'un missile guidé, du type comprenant un viseur optique définissant une ligne de visée de la cible et un moyen sensible à l'image d'un missile dans le champ, afin de former un premier signal de commande représentatif du déplacement entre la position du missile en vol et ladite ligne de visée, ce signal étant destiné à l'orientation du missile, afin de tendre à réduire le déplacement à zéro, dispositif caractérisé par le fait qu'il comprend un viseur infra- rouge définissant une ligne de visée de cible et pouvant produire une image visible du champ infra-rouge, le viseur infra-rouge comprenant un organe sensible au déplacement de l'image du missile par rapport à la ligne de visée infra-rouge de la cible, afin de former un second signal de commande,et un moyen sensible au premier signal de commande et à toute différence existant entre le premier et le second signal de commande pour fournir au missile un signal de commande d'orientation tendant à réduire le déplacement entre l'image du missile et l'image de la cible. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le viseur infra-rouge est couplé rigidement au viseur optique et qu'il comprend un moyen permettant à la ligne de visée infra-rouge d'être ajustable par rapport au viseur infra-rouge en fonction d'une relation entre le premier et le second signal de commande, afin de tendre à aligner les deux lignes de visée sur la même cible. 3. Dispositif de visée selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la ligne de visée infra-rouge est déterminée par une marque de repérage qui est mobile physiquement en f onction de la relation entre le premier et le second signal de commande. 4. Dispositif de visée selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la ligne de visée infra-rouge est déterminée par une marque de repérage qui est formée électroniquement et qui est mobile en fonction de la relation entre le premier et le second signal de commande. 5. Dispositif de visée selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le viseur infra-rouge est couplé rigidement 2878616 12 au viseur optique et que le premier signal de commande est modifié en fonction du second signal de commande selon une plage qui est déterminée par toute disparité intervenant entre les lignes de visée optique et infra-rouge. 6. Dispositif de visée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le viseur infra-rouge comprend un système optique infra-rouge et un système op-tique dans le visible, séparés dans l'espace, la ligne de visée infra-rouge étant déterminée par une marque de repérage située dans le plan focal du système optique infra-rouge, moyennant quoi une perturbation du couplage entre le système infra-rouge et le système dans le visible n'entraîne aucun déplacement relatif des images visibles et de la marque de repérage. CA6gNET Si 'OT -