CA2195999A1 - Projectile de contre-mesure pour leurrage infra-rouge et electromagnetique - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un projectile de contre-mesure pour protéger une plate-forme attaquée par une menace dont l'autodirecteur fonctionne dans le domaine infrarouge et électromagnétique. Le problème est de déployer les charges de leurrage infrarouge (3) et électromagnétique (2) très proches l'une de l'autre et suivant une configuration adaptée à la nature de la menace pour rendre le leurrage plausible et cela avec un dispositif le plus léger possible. Le projectile selon l'invention comporte notamment deux charges de leurrage (2,3), un boîtier électronique (4) qui permet à un instant T1, après le départ du projectile, de fermer des contacts électriques ; puis à l'instant T2 d'initier le dispositif de séparation (6) de la coiffe (5), à l'instant T3 d'initier le dispositif de déploiement (12) de la charge de leurrage électromagnétique (2) et à l'instant T4 d'initier le dispositif de déploiement (13) de la charge de leurrage infrarouge (3).

Description

Le domaine de la présente invention est celui de la contre-mesure pour protéger une plate-forme qui est attaquée par une menace adverse, par exemple un missile guidé par un autodirecteur ou une munition dirigée par une conduite de tir. La protection de la plate-forme est souvent réalisée par un ensemble de moyens qui vont empêcher le dispositif guidant la menace de la diriger vers la plate-forme et même vont attirer cette menace à
l'écart.
Plus particulièrement la présente invention concerne un dispositif de contre-mesure pour assurer la protection d'une plate-forme navale, par exemple un navire, attaquée par une menace guidée par un autodirecteur fonctionnant dans l'infrarouge et dans le domaine des ondes radars (ondes électromagnétiques millimétriques à métriques). Ce type d'autodirecteur corrèle les informations issues de ses détecteurs infrarouge et électromagnétique (radar) pour savoir si elles sont relatives à une même plate-forme.

Les signatures infrarouge et électromagnétique, produites par les leurres correspondants du dispositif de contre-mesure ne sont prises en compte par l'autodirecteur de la menace que si ces signatures représentent de façon plausible, notamment par leur intensité, leur spectre et leur position spatiale une telle plate-forme.

Le brevet FR 2 383 419 décrit pour réaliser cette contre-mesure, l'utilisation de deux projectiles différents portant l'un une charge de leurrage infrarouge qui produit la signature infrarouge, l'autre une charge de leurrage électromagnétique qui produit la signature électromagnétique. La synchronisation des deux

2 projectiles pour localiser convenablement dans l'espace et suivant une configuration donnée les deux signatures est très difficile. De plus le dispositif est manifestement très lourd : il comporte deux projectiles différents et leurs dispositifs associés pour les lancer et réaliser la contre-mesure.

Un article de la Revue Internationale de Défense (n 10/1982 - pages 1405 à 1408) décrit un dispositif comportant un seul projectile. Ce projectile libère, sous un parachute pour prolonger la durée d'action, une charge de leurrage combiné émettant dans l'infrarouge et éjectant tout autour des paillettes ou "chaffs" de leurrage électromagnétique. Ce dispositif qui surmonte une des difficultés du dispositif précédent reste encore trop lourd le parachute est une charge qui ne participe pas directement au leurrage, de plus une grande partie des paillettes déployées autour de la charge infrarouge n'est pas directement utile au leurrage, enfin la position relative des deux signatures par rapport à la menace est fixée une fois pour toute, la répartition des pailettes de leurrage électro-magnétique ne peut pas être adaptée aux particularités de la menace.
Le but de l'invention est de résoudre les problèmes de lourdeur, de fiabilité et de simplicité de mise en oeuvre et surtout le problème de non adaptabilité de ces dispositifs de contre-mesure, ce but est atteint par l'utilisation d'un seul projectile dont les charges utiles sont optimisées et permettent de choisir le positionnement relatif des signatures infrarouge et électromagnétique.

3 La présente invention concerne un projectile de contre-mesure, lancé en direction de la menace, depuis par exemple un tube de lancement, pour positionner dans une zone spatiale et suivant une configuration donnée les signatures produites par une charge de leurrage infrarouge et par une charge de leurrage électromagnétique. Les déploiements de ces charges se font dans une zone suffisamment limitée pour que l'autodirecteur de la menace interprète lesdites signatures comme étant celle d'une même plate-forme. La zone des déploiements se trouve à une altitude et à une distance choisies, par le calculateur de la centrale de contre-mesure de la plate-forme en fonction des paramètres que la centrale de contre-mesure a détecté
pour la menace. L'orientation vers la menace et l'inclinaison du tube de lancement permettent d'atteindre la zone de déploiement en fonction des paramètres de propulsion du projectile de contre-mesure.

Ledit projectile comprend une charge de leurrage électromagnétique et son dispositif de déploiement, une charge de leurrage infrarouge et son dispositif de déploiement, un boîtier électronique, un dispositif de séparation d'une coiffe, coiffe protégeant les charges et dispositifs précédemment énumérés. Ledit projectile est caractérisé en ce que le boîtier électronique comprend une source d'énergie, un dispositif de fermeture des liaisons électriques entre le dit boîtier électronique et les dispositifs de séparation et de déploiement des charges de leurrage et une mémoire programmable pour réaliser la séquence de fonctionnement suivante à un instant T1 après le lancement du projectile, la mémoire programmable déclenche le dispositif de fermeture des liaisons électriques, puis à
l'instant T2 la mémoire initie le fonctionnement du

4 dispositif de séparation de la coiffe, à l'instant T3 la mémoire initie le fonctionnement du dispositif de déploiement de la charge de leurrage électromagnétique et à l'instant T4 la mémoire initie le fonctionnement du dispositif de déploiement de la charge de leurrage infrarouge. Préférentiellement ces instants T3 et T4 se succèdent chronologiquement mais, l'ordre peut être inversé par programmation de la mémoire.

Le radar de veille et les autres capteurs de surveillance de la plate-forme à protéger détectent une menace, l'évaluent et choisissent la contre-mesure adaptée. Le calculateur de la centrale de contre-mesure détermine les instants T1, T2, T3, et T4 et les transmet à la mémoire programmable du boîtier électronique avant le lancement du projectile. Préférentiellement les intervalles de temps T2-T1,T3-T2 et T4-T3 sont préprogrammables et adaptés à la plate-forme à protéger et/ou à la menace la plus offensive et tiennent compte des durées de fonctionnement des différents dispositifs.
Ces intervalles étant optimisés pour assurer la protection de la plate-forme sur le théâtre opérationnel, le calculateur de la centrale de contre-mesure détermine uniquement le temps T1 en fonction des paramètres de propulsion du projectile et suivant la zone souhaitée pour réaliser les déploiements des charges de leurrage. De plus les intervalles T2-T1, T3-T2 et T4-T3 sont reprogrammables pour adapter la séquence de fonctionnement du projectile à toute évolution ultérieure des performances de la menace.

Avantageusement le dispositif de déploiement de la charge de leurrage électromagnétique comporte un retard de fonctionnement dont la durée détermine la position relative, vis à vis de la menace, des signatures électromagnétique et infrarouge. Si la durée T de ce retard de fonctionnement est supérieure à l'intervalle de temps T4-T3, la charge de leurrage infrarouge sera déployée à l'instant T4 et la charge de leurrage électromagnétique sera déployée à l'instant T3 + T
postérieur à T4, le projectile a alors dépassé la zone où se situe la signature infrarouge et la signature électromagnétique sera située devant la signature infrarouge, quand on observe les signatures depuis la menace. Si, par contre, la durée T est inférieure à
l'intervalle de temps T4-T3, la charge de leurrage électromagnétique est déployée à l'instant T3 + T
antérieur à T4 et le projectile déploie ensuite la charge de leurrage infrarouge plus loin à l'instant T4, ultérieur à T3 + T ; la signature infrarouge se trouve devant la signature électromagnétique quand on observe les signatures depuis la menace. Dans tous les cas le retard T est tel que les deux charges de leurrage soient déployées en des zones très proches de façon que les signatures infrarouge et électromagnétique soient interprétées par l'auto- directeur de la menace comme étant celles d'une même plate-forme.

Ce retard peut être réalisé de différentes façons par exemple par des moyens électroniques ; mais préférentiellement le retard de fonctionnement du dispositif de déploiement de la charge de leurrage électromagnétique est un retard pyrotechnique. Donc ce retard a une durée fixe. On aura deux types de projectiles, ceux pour lesquels la durée du retard est supérieure à l'intervalle de temps T4-T3 pour lesquels la signature électromagnétique sera déployée devant la signature infrarouge, et ceux pour lesquels la durée du retard est inférieure à l'intervalle de temps T4-T3, pour lesquels la disposition spatiale des signatures est inversée.

La plate-forme à protéger est équipée de l'un ou de l'autre type de projectiles ou même des deux types de projectiles. Le calculateur de la centrale contre-mesure faisant le choix du type de projectile à utiliser en fonction des informations qu'il a reçu sur la nature de la menace.

Le projectile est équipé, de façon connue par ailleurs, d'une sécurité de bouche utilisant la comparaison à un profil d'accélération au moment du lancement et la détection de la sortie du tube ou de la rampe de lancement. La séquence déclenchée à l'instant T1, par la mémoire du boîtier électronique n'est effective que si la dite sécurité de bouche a bien détecté le départ du projectile. Par effective on entend la réalisation de suite de la séquence, c'est-à-dire la séparation de la coiffe et les déploiements des charges de leurrage.

De même le projectile est équipé d'un dispositif de sécurité qui détecte la séparation de la coiffe. Les initiations des dispositifs de déploiement des charges de leurrage ne sont effectives qui si cette dernière sécurité à bien détecté la séparation de coiffe. Cette sécurité de séparation de coiffe peut-être du type "tiroirs mécaniques" qui interrompent la transmission des signaux de la chaîne pyrotechnique.
Dans une première réalisation du projectile selon l'invention le dispositif de séparation de la coiffe est une charge pyrotechnique qui éjecte ladite coiffe vers l'avant : la charge pyrotechnique génère des gaz qui repoussent l'ensemble de la coiffe vers l'avant.

Dans une deuxième réalisation du projectile selon l'invention le dispositif de séparation de la coiffe est une charge pyrotechnique qui fragmente ladite coiffe. La coiffe peut comporter des zones affaiblies pour faciliter cette fragmentation.

Le projectile de l'invention peut être propulsé par un moteur à propergol solide. Avantageusement la durée de fonctionnement dudit moteur est inférieure au temps Tim prédéterminé pour la portée minimale du projectile.
Le projectile peut également être propulsé par effet mortier selon des dispositifs connus de l'homme de métier.
Le projectile, quel que soit son mode de propulsion, comporte des dispositifs pour sa stabilisation sur sa trajectoire, par exemple des ailettes déployables. La coiffe du projectile constitue, tout ou partie du carénage du projectile, avantageusement cette coiffe est profilée.

Les projectiles de contre-mesure sont regroupés sur un ou plusieurs affûts orientables. La centrale de contre-mesure pilote le fonctionnement de ces affûts .
orientation vers la menace et inclinaison de tir. La centrale de contre-mesure identifie les projectiles (type de retard), vérifie leur état ; elle transmet au boîtier électronique du projectile choisi les informations nécessaires à la mission du projectile, initie l'activation de la source d'énergie et donne ensuite l'ordre de mise à feu pour le lancement dudit projectile.

Cette description met en évidence les avantages de la présente invention ; un seul projectile pour une mission de leurrage ; ce projectile est léger il ne comporte pas de charge non active telle qu'un parachute, et les charges utiles de leurrage infrarouge et électromagnétique sont optimisées. De plus le séquence de déploiement permet la réalisation de deux types de configurations de déploiement des charges de leurrage et donc une plus grande adaptabilité à la nature de la menace.

L'invention est décrite plus en détail à l'aide des figures suivantes :

- la figure 1 représente un exemple de réalisation d'un projectile selon l'invention, - la figure 2 donne un schéma fonctionnel du boîtier électronique, - la figure 3, représente, sans aucune échelle, le déroulement d'une séquence de leurrage pour un projectile selon l'invention, - la figure 4 représente les positions relatives des signatures infrarouge et électromagnétique pour différentes portées du projectile.

La figure 1 représente une vue en perspective et partiellement en coupe d'un projectile selon l'invention. Dans cet exemple le projectile est propulsé
par un moteur 1 à propergol solide qui constitue la partie arrière du projectile. Sur se moteur sont fixés, de l'arrière vers l'avant du projectile, par l'intermédiaire d'une platine 11, une charge de leurrage électromagnétique 2 et son dispositif de déploiement 12, puis une platine 18 qui porte une charge de leurrage infrarouge 3 et son dispositif de déploiement 13, puis une platine 19 qui porte un boîtier électronique 4 sur lequel est fixé un dispositif 6 de séparation d'une coiffe 5. La coiffe 5 constitue un carénage qui prolonge celui du moteur, elle a une forme en ogive à sa partie avant. La coiffe 5 peut coulisser sur les platines 18 et 19. La platine 11 porte un doigt 7 qui détecte la sortie du tube de lancement ; ce doigt est représenté en position sortie. Les platines 18 et 19 portent aussi des doigts 8 et 9, représentés en position rentrée sous la coiffe 5 ; ces doigts 8 et 9 détectent la séparation de la coiffe 5 et agissent sur les dispositifs de sécurité.
Les liaisons électriques entre le boîtier électronique 4 et les dispositifs de séparation 6 et de déploiements 12, 13 se font par des fils qui sont placés le long des charges de leurrage 2 et 3 et passant par des aménagements dans les diverses platines. Ces fils sont protégés par la coiffe.

La charge de leurrage électromagnétique 2 est constituée par exemple, par un empilement de fagots de paillettes métallisées ("chaffs") habituellement utilisés pour réaliser la signature électromagnétique, mais on peut aussi utiliser d'autres types de réflecteurs pour réaliser cette signature électromagnétique.
La charge de leurrage infrarouge 3 est constituée de substances pyrotechniques dont la combustion produit un rayonnement de spectre adapté ; préférentiellement, notamment pour des raisons de durée de fonctionnement on utilise pour réaliser cette charge un empilement de galettes ou de feuilles imprégnées d'une substance combustible, la combustion de ces feuilles se fait avec l'oxygène de l'air et reproduit la signature infrarouge d'une plate-forme navale.

5 Les dispositifs de déploiement 12 et 13 des charges 2 et 3 sont logées dans des cannes perforées centrales.
Chacun de ces dispositifs comporte un initiateur électrique qui attaque une charge pyrotechnique qui 10 produit des gaz dispersant rapidement les éléments des charges de leurrage électromagnétique 2 ou infrarouge 3 avec mise en combustion dans ce dernier cas. Le dispositif de déploiement 12 de la charge de leurrage électromagnétique comporte de plus un retard pyrotechnique pour différer son action.

Par ailleurs la densité de la charge de leurrage infrarouge étant supérieure à celle de la charge de leurrage électromagnétique, la configuration avec la charge de leurrage infrarouge à l'avant assure une plus grande stabilité au projectile.

Si la propulsion du projectile se fait par effet mortier le moteur à propergol solide est remplacé par une semelle adaptée à ce mode de lancement. Cette semelle porte les moyens de stabilisation du projectile.
La figure 2 schématise le boîtier électronique. Ce boîtier électronique comprend une source d'énergie W
reliée à un dispositif de fermeture des liaisons électriques C entre cette source d'énergie et les dispositifs de séparation de la coiffe et de déploiement des charges de leurrage, de façon plus précise avec les initiateurs de ces dispositifs. Le fonctionnement du dispositif de fermetures des liaisons électriques C est piloté par une mémoire programmable M. La source d'énergie W est du type pile électrique ou pile thermique, elle est mise en service sur un ordre venant de la centrale de contre-mesure.
Par ailleurs la mémoire programmable M. reliée par une liaison de type ombilicale à la centrale de contre-mesure, reçoit de celle-ci la programmation de l'instant T1, qui a été déterminé pour la mission. La centrale de contre-mesure donne ensuite l'ordre de lancement du projectile : mise à feu du moteur à propergol solide ou mise à feu de la charge d'éjection du mortier.

A l'instant T1, la mémoire M, donne au dispositif de fermeture des liaisons électriques l'ordre de fermeture qui n'est effectivement exécuté que si la sécurité de bouche a bien détecté le départ du projectile.

Les intervalles de temps T2-T1,T3-T2 et t4-T3 ayant été mis mémoire lors du montage du projectile, ou reprogrammé en fonction de l'évolution des performances de la menace, seule l'information T1 est nécessaire pour le déroulement de la mission du projectile.
A l'instant T2, la mémoire programmable M, donne l'ordre à la source d'énergie W, d'envoyer une impulsion électrique de durée et d'amplitude calibrées à
l'initiateur du dispositif de séparation de la coiffe.
Pendant l'intervalle de temps T3-T2, la coiffe est éjectée ou fragmentée.

A l'instant T3 la mémoire programmable M donne l'ordre à la source d'énergie W d'envoyer une impulsion électrique (de durée et d'amplitude calibrées) nécessaire à l'initiation du dispositif de déploiement de la charge de leurrage électromagnétique. Cet initiateur est suivi d'un retard pyrotechnique.

Enfin, à l'instant, T4, la mémoire programmable M
donne l'ordre à la source d'énergie W d'envoyer une impulsion électrique nécessaire à l'initiation du dispositif de déploiement de la charge de leurrage infrarouge. Le déploiement de la charge et l'initiation des galettes combustibles est quasi instantané et entraîne la destruction de la liaison électrique entre la mémoire programmable M et le dispositif de déploiement de la charge de leurrage électromagnétique.

Après la combustion, initiée sensiblement à
l'instant T3, du retard pyrotechnique du dispositif de déploiement de la charge de leurrage électromagnétique, celle-ci va être déployée.

La figure 3 représente le déroulement d'une séquence. Le projectile est représenté schématiquement par un empilement de cases : un propulseur 1, une charge de leurrage électromagnétique 2, une charge de leurrage infrarouge 3, un boîtier électronique 4, une charge de séparation 6 d'une coiffe 5.

En A, le projectile est dans son tube de lancement.
Il reçoit les informations nécessaires à sa mission .
ordre d'activation de la source d'énergie et de programmation de l'instant T1. Puis l'ordre de lancement est donné: mise à feu du moteur à propergol solide dans cet exemple.
En B, le projectile est sorti de son tube, les ailettes de stabilisation sont déployées, le fonctionnement du moteur 1 est terminé.

En C, à l'instant T1, le boîtier électronique ferme les liaisons électriques. Cette fermeture est très schématiquement matérialisée par des traits reliant la case représentant le boîtier électronique 4 aux différentes cases représentant les dispositifs 2,3 et 6.
En D, à l'instant T2, il y a initiation et fonctionnement du dispositif de séparation de la coiffe.
Une durée T2-T1 de l'ordre de 50 ms est suffisante pour que la fermeture des contacts soit réalisée.

En E, la séparation de la coiffe 5 est terminée, sur ce schéma la coiffe a été éjectée et elle est représentée proche du projectile.
En F, à l'instant T3, il y a initiation du dispositif de déploiement de la charge de leurrage électromagnétique, de façon plus précise l'initiateur attaque un retard pyrotechnique. Une durée T3-T2 de 200 ms environ est suffisante pour que la coiffe soit éjectée et assez éloignée du projectile.

En G, à l'instant T4, il y a initiation du dispositif de déploiement de la charge infrarouge qui se fait quasi instantanément, la durée T4-T3 est de l'ordre de 20 ms environ.

En H, après un temps t correspondant à la durée du retard pyrotechnique du dispositif de déploiement de la charge de leurrage électromagnétique cette dernière est déployée, dans cet exemple la durée t est de l'ordre de 70 ms environ, elle est supérieure à la durée T4-T3 de l'ordre de 20 ms, dans ces conditions depuis le point G
où se déploie la charge de leurrage infrarouge le projectile s'est déplacé vers la menace et la charge de leurrage électromagnétique est déployée devant la charge de leurrage infrarouge. Il y a aussi séparation du boîtier électronique. L'organisation de la structure du projectile et le déroulement de la séquence sont tels que le projectile conserve son intégrité jusqu'aux déploiements des charges de leurrage.

La figure 4 représente trois déploiements à des distances différentes de la plate-forme P. Dans ces exemples la disposition des signatures infrarouge et électromagnétique est telle que la signature électromagnétique qui correspond au nuage de dispersion des paillettes représenté par un disque est devant la signature infrarouge lorsqu'on les regarde depuis la menace ici schématisée par un missile R, la signature infrarouge est le nuage où sont dispersés les galettes en combustion.

Les déploiements des charges de leurrage infrarouge et électromagnétique à la distance voulue de la plate-forme sont obtenus par l'inclinaison de l'affût et la donnée du temps T1. Les charges de leurrage sont déployées sensiblement à la même altitude pour obtenir des effets de leurrage d'une durée suffisante pendant la descente des éléments créant les signatures infrarouge et électronomagnétique.

Claims (10)

1. Projectile de contre-mesure pour positionner des signatures infrarouge et électromagnétique produites par des charges de leurrage infrarouge et électromagnétique, ledit projectile comprenant une charge de leurrage infrarouge (3) et son dispositif de déploiement (13), une charge de leurrage électromagnétique (2) et son dispositif de déploiement (12), un boîtier électronique (4), un dispositif de séparation (6) d'une coiffe (5) protégeant les charges et dispositifs précédemment énumérés, caractérisé en ce que le boîtier électronique (4) comprend une source d'énergie (W), un dispositif de fermeture (C) des liaisons électriques entre le boîtier électronique (4) et les dispositifs (2,3,6) et une mémoire programmable (M) pour réaliser la séquence de fonctionnement suivante : à un instant T1, après le lancement du projectile la mémoire (M) déclenche le dispositif de fermeture (C), puis à l'instant T2 la mémoire (M) initie le fonctionnement du dispositif de séparation (6) de la coiffe, à l'instant T3 la mémoire (M) initie le fonctionnement du dispositif de déploiement (12) de la charge de leurrage électromagnétique (2) et à l'instant T4 la mémoire (M) initie le fonctionnement du dispositif de déploiement (13) de la charge de leurrage infrarouge (3).

2. Projectile selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de déploiement (12) de la charge de leurrage électromagnétique (2) comporte un retard de fonctionnement, la durée de ce retard étant telle qu'elle détermine la position relative du déploiement de la charge électromagnétique et de la charge infrarouge.

3. Projectile selon la revendication 2 caractérisé en ce que le retard de fonctionnement du dispositif de déploiement (12) de la charge électromagnétique (2) est un retard pyrotechnique.

4. Projectile selon les revendications précédentes caractérisé en ce que la séquence déclenchée par la mémoire (M) du boîtier électronique (4) n'est effective que si la sécurité de bouche a détecté le départ du projectile.

5. Projectile selon les revendications précédentes caractérisé en ce que les initiations des déploiements des charges de leurrages électromagnétique et infrarouge ne sont effectives que si la sécurité de séparation de la coiffe a détecté la séparation de ladite coiffe (5).

6. Projectile selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif (6) de séparation de la coiffe est une charge pyrotechnique qui éjecte ladite coiffe (5).

7. Projectile selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif (6) de séparation de la coiffe est une charge pyrotechnique qui fragmente ladite coiffe (5).

8. Projectile selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est propulsé par un moteur à
propergol solide (1).

9. Projectile selon la revendication 8 caractérisé en ce que la durée de fonctionnement du moteur est inférieure au temps T1m prédéterminé pour la portée minimale du projectile.

10. Projectile selon les revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il est propulsé par effet mortier.