EP0257163B1 - Procédé et véhicule de lancement par un sous-marin en plongée d'un missile aérien - Google Patents

Procédé et véhicule de lancement par un sous-marin en plongée d'un missile aérien Download PDF

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EP0257163B1
EP0257163B1 EP86401832A EP86401832A EP0257163B1 EP 0257163 B1 EP0257163 B1 EP 0257163B1 EP 86401832 A EP86401832 A EP 86401832A EP 86401832 A EP86401832 A EP 86401832A EP 0257163 B1 EP0257163 B1 EP 0257163B1
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vehicle
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Emile Stauff
Jean Guillot
André Pinel
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Airbus Group SAS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B17/00Rocket torpedoes, i.e. missiles provided with separate propulsion means for movement through air and through water

Definitions

  • the present invention relates to a method and a vehicle for launching a missile from a submarine while diving against a surface ship, the control of the trajectory of the missile being ensured both in the underwater course and in the air course.
  • the projectiles launched by a submarine are essentially conventional missiles which force the submersible to run the risk of surfacing to launch.
  • the invention relates to an improved version of this weapon allowing an increase in the distances accessible to submarines attacking a surface ship while retaining the benefit of the discretion of the submarine while diving.
  • a vehicle for launching a missile comprising an airtight envelope containing the missile and provided with an engine compartment, characterized in that the engine compartment comprises an underwater propellant with a nozzle and rudders and that the envelope also comprises an electronic control unit, a thermal battery and a piston by means of which the ejection of the missile is obtained at a chosen moment by a thrust applied to said piston from the engine compartment so that it presses towards the forward on the missile and let it pass through the front of the envelope.
  • the aerial vehicle of such a vehicle with its range of the order of, for example, 38 km, gives submarines an efficiency in range which allows them to clearly outclass all types of existing torpedoes, whose range n '' does not exceed 10 km, as soon as the sonar information is sufficiently precise to allow at least partial localization of the objective.
  • current sonars have relatively large ranges which are often accompanied by suitable precision in bearing but poor precision in distance. The machine can then be satisfied with the precision in field and its self-directing organ or search head, be adapted to a search without precise knowledge of the distance from the designated objective on the surface.
  • a missile with trajectory mainly aerial can be easily animated with a considerable speed, for example 300 m / s instead of 25 m / s for a torpedo, which allows it to reach its goal in a time very short and reduces in considerable proportions the possibilities of evolution or countermeasures of the target.
  • the invention differs from the teaching of documents such as document US-A 3 853 081 which is concerned with the dropping of the propellant of a military charge, without disturbing the kinetics of this charge.
  • FIG. 1 shows a submarine submerged at a depth "p", for example 50 m, launching horizontally by a conventional tube a combined vehicle according to the invention, generally designated by the reference 2.
  • This combined vehicle 2 first follows the underwater trajectory 3 which cuts the surface of the sea 4 at 5 at a nose-up angle "a” of 30 ° for example and releases at an altitude "h” an air vehicle 6 which continues its course in a classic way.
  • a launch envelope 10 to the dimensions of the torpedo tubes, for example the usual diameter of the torpedoes, or 533 mm (21 inches), which requires the folding of the wings 32 and the control surfaces 33 of the missile 6 to l 'inside its launch envelope 10 ( Figure 1).
  • a simplified inertial unit 14 known per se is used according to the invention, either integral with the missile 6 itself or with the launch envelope 10.
  • the vehicle submarine is provided with a propellant 7, for example with powder, the thrust of which is directed by jet control surfaces 8 ensuring the vehicle an underwater trajectory stabilized in pitch and yaw.
  • Roll stabilization was not provided because the missile 6 is itself roll stabilized after it leaves the launch vehicle in position 20 and it then automatically returns to its correct flight position in roll, whatever his cottage at the exit of the vehicle.
  • the underwater vehicle 10 comprises in its rear engine compartment 9 amplifiers intended to control the jet control surfaces 8 and a computer intended to give orders to these amplifiers, organs contained in an electronic unit 11, and a source of electrical energy , for example a thermal battery 12.
  • the computer in the housing 11 uses the information from the launching submarine 1 stored in memory before launching into the missile calculator 13 6.
  • the control surfaces of the jet are controlled by this computer 13 secured to the missile.
  • the characteristic according to the invention according to which the vehicle 10 is self-propelled, after its exit from the submarine 1, instead of gaining the surface under the sole action of Archimedes' thrust, is advantageous not so much for the gain of speed given by the underwater propellant only to prevent the underwater vehicle 10 from appearing at the surface at 5 in any configuration, probably very close to vertical, which would then cause problems for the missile 6 to choose the correct vertical shot plan.
  • the preferred conditions for leaving the water are of the order of: nose-up of 30 ° and longitudinal speed: 25 m / s.
  • the acceleration thruster 21 of the missile 6 is ignited by a controlled delay timer (not shown) after the rear section 22 of the missile has passed through the front section 23 of the vehicle 10, and the missile continues its trajectory by its own means like a conventional missile launched at a site of 30 °.
  • the entire launch vehicle is shown in Figure 2.
  • the launch vehicle has a cylindrical shape of diameter "D" paxemple of 533 mm (21 inches), terminated at the front by a warhead 26 of elliptical section. It carries a certain number of empennages 40 which deploy after the exit from the torpedo tube.
  • the missile 6 is inscribed in a circumference of diameter "d" thus leaving the possibility of giving the wall of the launch vehicle a thickness compatible with hydrostatic pressure.
  • the total length "L" of the launch vehicle can be less than 7 m, its elongation (or fineness) is therefore close to 13.
  • FIG. 4 shows the arrangement of the jet control surfaces 8 in the rear zone of the compartment 9 of the vehicle 10.
  • the pallet 29 at the interior end of each of the four control surfaces 8 is moved from the interior to the exterior of the nozzle 25 or vice versa according to the orders of the computer housed in the electronic unit 11, to stabilize the vehicle 10 in the desired direction during its underwater trajectory 3.
  • FIG. 3 shows the cruise nozzle 30 and the acceleration nozzles 31 of the missile 6.
  • the wings 32 are folded back to fit inside the envelope 10; we see their position deployed in dotted lines 32 'as well as that of the rudders 33 which open at 33' when the machine reaches position 20.
  • Submarine 1 while diving is in principle capable of supplying the missile with the same information as that usually provided by a surface vessel, and this with satisfactory precision.
  • This information is the direction and if possible the distance that of the target, the reference of the vertical of the launching submarine and its speed.
  • the submersion of the submarine must be between the periscopic immersion of about 15 m and a maximum of 80 m.
  • the speed of the submarine at the time of launch is for example less than 5 m / s and the launch takes place by a torpedo tube approximately parallel to the longitudinal axis of the submarine, and practically always close to the horizontal .

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Description

  • La présente invention concerne un procédé et un véhicule pour le lancement d'un missile à partir d'un sous-marin en plongée contre un navire de surface, le contrôle de la trajectoire du missile étant assuré aussi bien dans le parcours sous-marin que dans le parcours aérien.
  • Jusqu'ici, les projectiles lancés par un sous-marin sont essentiellement des missiles classiques qui obligent le submersible à courir le risque de faire surface pour effectuer le lancement.
  • En plongée, en dehors des torpilles dont disposent les sous-marins, on connaît des missiles à trajectoire en partie aérienne contre des objectifs stratégiques lointains, lancés par des tubes vergi- caux, et des missiles tactiques anti sous-marins.
  • On connaît également, d'après l'article "Les missiles anti-navires Exocet" in numéro spécial "Batiments de guerre et matériels navals" de la Revue Internationale de Défense, Interavia, Genève (CH), 1976, pages 171-175, une arme de grande portée contre navires de surface sous la forme d'un missile tactique amphibie suivant une première trajectoire sous-marine et une seconde trajectoire aérienne, le missile aérien proprement dit étant enfermé au départ dans une enveloppe motrice sous-marine, dont l'assiette est commandée à tout instant pour franchir la zone intermédiaire critique de la surface agitée de la mer, laquelle enveloppe s'ouvre au moment voulu pour laisser échapper l'engin aérien.
  • L'invention vise une version perfectionnée de cette arme permettant un accroissement des distances accessibles aux sous-marins attaquant un navire de surface tout en gardant le bénéfice de la discrétion du sous-marin en plongée.
  • Elle propose ainsi un procédé de lancement par un sous-marin en plongée d'un missile tactique aérien à logue portée, comportant les étapes suivantes: enfermer hermétiquement le missile dans une enveloppe, ailes et gouvernes repliées, lancer l'enveloppe à l'extérieur du sous-marin, propulser l'enveloppe sous l'eau, contrôler à tout instant la trajectoire sous-marine et le début de la trajectoire aérienne, assurer la sortie de l'eau avec une certaine vitesse longtitudinale sous un certain angle (a) par rapport à l'horizon, déclencher la libération du missile de son enveloppe à une certaine altitude au-dessus du niveau de la mer, déployer les ailes et les gouvernes du missile et le diriger sur l'objectif, caractérisé en ce que l'on contrôle la trajectoire de l'enveloppe au moyen de gouvernes de jet par l'intermédiaire d'une centrale à inertie et que la libération du missile par éjection hors de son enveloppe consiste à appliquer à ce missile une poussée vers l'avant de manière que ce missile provoque par son ogive l'ouverture de la porte avant de l'enveloppe puis, après que la section arrière du missile ait franchi la section avant de l'enveloppe, à allumer le propulseur d'accélération de ce missile.
  • Elle propose également un véhicule de lancement d'un missile selon ce procédé comprenant une enveloppe hermétique contenant le missile et munie d'un compartiment moteur, caractérisé en ce que le compartiment moteur comprend un propulseur sous-marin avec une tuyère et des gouvernes de jet et que l'enveloppe comporte également un boîtier électronique de pilotage, une batterie thermique et un piston grâce auquel l'éjection du missile est obtenue à un moment choisi par une poussée appliquée audit piston depuis le compartiment moteur pour qu'il appuie vers l'avant sur le missile et que celui-ci se fraie passage à travers l'avant de l'enveloppe.
  • L'engin aérien d'un tel véhicule avec sa portée de l'ordre, par exemple, de 38 km, donne aux sous-marins une efficacité en portée qui leur permet de surclasser nettement tous les types de torpilles existant, dont la portée n'excède pas 10 km, dès que les informations du sonar sont suffisamment précises pour permettre une localisation au moins partielle de l'objectif. Or, les sonars actuels ont des portées relativement importantes qui s'accompagnent souvent d'une précision convenable en gisement mais d'une mauvaise précision en distance. L'engin peut alors se contenter de la précision en gisement et son organe auto-directeur ou tête chercheuse, être adapté à une recherche sans connaissance précise de la distance de l'objectif désigné en surface.
  • De plus, un missile à trajectoire, en majeur partie aérienne peut être facilement animé d'une vitesse considérable, par exemple 300 m/s au lieu de 25 m/s pour une torpille, qui lui permet d'atteindre son but en un temps très court et réduit dans des proportions considérables les possibilités d'évolution ou de contremesures de la cible.
  • L'invention se distingue de l'enseignement de documents tels que le document US-A 3 853 081 qui se préoccupe du largage du propulseur d'une charge militaire, sans perturbation de la cinétique de cette charge.
  • D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et donnant à titre indicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention.
  • Sur ces dessins:
    • - la figure 1 est une vue schématique de la trajectoire de lancement, par un submersible, d'un engin amphibie suivant l'invention,
    • - la figure 2 est une vue schématique en coupe de l'engin amphibie de la figure 1,
    • - la figure 3 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 2,
    • - la figure 4 est une vue schématique en coupe suivant IV-IV de la figure 2.
  • On voit sur la figure 1 un sous-marin immergé à une profondeur "p", par exemple de 50 m, lançant horizontalement par un tube classique un véhicule combiné suivant l'invention, désigné dans son ensemble par la référence 2.
  • Ce véhicule combiné 2 suit d'abord la trajectoire sous-marine 3 qui coupe la surface de la mer 4 en 5 suivant un angle de cabré "a" de 30° par exemple et libère à une altitude "h" un engin aérien 6 qui poursuit sa course de façon classique.
  • Pour réaliser le lancement par un sous-marin d'un missile qui n'est pas lui-même étanche à l'eau sous pression, il est nécessaire suivant l'invention d'enfermer ce dernier dans une enveloppe de lancement étanche 10, elle-même chassée du tube lance-torpilles du sous-marin au moyen d'un des procédés habituels aux torpilles, c'est-à-dire par exemple chasse d'air comprimé ou refouloir. On peut donc choisir une enveloppe de lancement 10 aux dimensions des tubes lance-torpilles, par exemple du diamètre usuel des torpilles, soit 533 mm (21 pouces), ce qui nécessite le repliage des ailes 32 et des gouvernes 33 du missile 6 à l'intérieur de son enveloppe de lancement 10 (figure 1).
  • Pour commander à tout instant la position et la direction du véhicule 10 de lancement, on utilise suivant l'invention une centrale à inertie 14 simplifiée connue en soi solidaire soit du missile 6 lui-même soit de l'enveloppe de lancement 10. Le véhicule sous-marin est muni d'un propulseur 7 par exemple à poudre dont la poussée est orientée par des gouvernes de jet 8 assurant au véhicule une trajectoire sous-marine stabilisée en tangage et en lacet. La stabilisation en roulis n'a pas été prévue parce que le missile 6 est lui-même stabilisé en roulis après sa sortie du véhicule de lancement en position 20 et qu'il retrouve alors automatiquement sa position de vol correcte en roulis, quelle que soit sa gite à la sortie du véhicule.
  • Le véhicule sous-marin 10 comprend dans son compartiment arrière moteur 9 des amplificateurs destinés à piloter les gouvernes de jet 8 et un calculateur destiné à donner les ordres à ces amplificateurs, organes contenus dans un boitier électronique 11, et une source d'énergie électrique, par exemple une batterie thermique 12.
  • Le calculateur du boitier 11 exploite les informations du sous-marin lanceur 1 mises en mémoire avant le lancement dans le calculatuer 13 de missile 6. En variante non représentée, les gouvernes de jet sont commandées par ce calculateur 13 solidaire du missile.
  • La caractéristique suivant l'invention d'après laquelle le véhicule 10 est automoteur, après sa sortie du sous-marin 1, au lieu de gagner la surface sous la seule action de la poussée d'Archimède, est avantageuse non pas tant pour le gain de vitesse que donne le propulseur sous-marin que pour éviter que le véhicule sous-marin 10 se présente à la surface en 5 dans une configuration quelconque, sans doute très voisine de la verticale, ce qui poserait ensuite des problèmes au missile 6 pour choisir le bon plan vertical de tir.
  • Les conditions préférées de sortie de l'eau sont de l'ordre de : cabré de 30° et vitesse longitudinale : 25 m/s.
  • Ces conditions doivent permettre d'obtenir un minimum de perturbations à la sortie de l'eau par mer agitée tout en restant dans des limites acceptables pour l'altitude de culmination 28 du missile avant sa phase de raccordement à la partie horizontale 38 à basse altitude de sa trajectoire 15, laquelle altitude de culmination 28 doit rester modérée pour éviter la détection du missile par les radars ou les postes optiques ennemis.
  • En ce qui concerne le problème de la séparation du missile 6 de son véhicule de lancement 10, on a prévu de commander cette séparation par un dispositif sensible à la pression dynamique, laquelle diminue dans une proportion énorme au moment de la sortie de l'eau. Ce dispositif provoque l'ouverture d'une porte 16 placée sur le fond avant du propulseur sous-marin 7.
  • Les gaz sortant par cette porte 16 exercent une poussée sur le missile 6 dans le sens de la flèche f1 par l'intermédiaire d'un piston 17, de sorte que le missile 6 provoque par son ogive 18 l'ouverture de la porte avant 19 du véhicule 10 et sort comme on le voit dans la position 20, les fragments de la porte avant retombant comme on le voit en 34.
  • Le propulseur d'accélération 21 du missile 6 est allumé par un organe temporisateur de retard commandé (non figuré) après que la section arrière 22 du missile a passé par la section avant 23 du véhicule 10, et le missile poursuit sa trajectoire par ses propres moyens comme un missile classique lancé à un site de 30°.
  • A partir du moment où la porte 16 a été ouverte, les gaz du propulseur sous-marin 7 exercent dans le compartiment 36 une poussée dirigée vers l'arrière qui freine le mouvement du véhicule sous-marin 10, annule rapidement sa vitesse et le fait retomber sur l'eau dans la position 39 (figure 1) à une faible distance horizontale "a" de la verticale de la position de séparation 20.
  • L'ensemble du véhicule de lancement est représenté sur la figure 2. Le véhicule de lancement a une forme cylindrique de diamètre "D" paxemple de 533 mm (21 pouces), terminée à l'avant par une ogive 26 de section elliptique. Il porte un certain nombre d'empennages 40 qui se déploient après la sortie du tube lance-torpilles.
  • Ailes et gouvernes repliées, le missile 6 est inscrit dans une circonférence de diamètre "d" laissant ainsi la possibilité de donner à la paroi du véhicule de lancement une épaisseur
    Figure imgb0001
    compatible avec la pression hydrostatique.
  • La longueur totale "L" du véhicule de lancement peut être inférieure à 7 m, son allongement (ou finesse) est donc voisin de 13.
  • On voit sur la figure 4 la disposition des gouvernes de jet 8 dans la zone arrière du compartiment 9 du véhicule 10. La palette 29 à l'extrémité intérieure de chacune des quatres gouvernes 8 est déplacée de l'intérieur à l'extérieur de la tuyère 25 ou inversement suivant les ordres du calculateur logé dans le boitier-électronique 11, pour stabiliser le véhicule 10 dans la direction voulue pendant sa trajectoire sous-marine 3.
  • On voit sur la figure 3 la tuyère de croisière 30 et les tuyères d'accélération 31 du missile 6. Les ailes 32 sont repliées pour tenir à l'intérieur de l'enveloppe 10 ; on voit leur position déployée en pointillé 32' ainsi que celle des gouvernes de queue 33 qui s'ouvrent en 33' quand l'engin atteint la position 20.
  • Le sous-marin 1 en plongée est en principe capable de fournir au missile les mêmes informations que celles que fournit habituellement un bâtiment de surface, et ceci avec une précision satisfaisante. Ces informations sont la direction et si possible la distance de la cible, la référence de la verticale du sous-marin lanceur et sa vitesse.
  • Avantageusement, l'immersion du sous-marin doit être comprise entre l'immersion périscopique de 15 m environ et un maximum de 80 m. La vitesse du sous-marin au moment du lancement est par exemple inférieure à 5 m/s et le lancement a lieu par un tube lance-torpille approximativement parallèle à l'axe longitudinal du sous-marin, et pratiquement toujours voisin de l'horizontale.
  • On voit que l'invention permet de contrôler à tout instant l'attitude du missile 6 depuis l'instant du lancement par le tube lance-torpille jusqu'à l'impact final. Ce contrôle est effectué par l'intermédiaire de la centrale à inertie 14 du missile 6 qui travaille pendant toute la durée de la trajectoire et qui permet d'élaborer les ordres à donner :
    • - d'abord au véhicule de lancement 10, par les gouvernes de jet 8 interceptant en partie les gaz du propulseur sous-marin 7 pendant toute sa trajectoire sous-marine 3 et la première partie de sa trajectoire aérienne 15, assurant ainsi une bonne sortie de l'eau suivant la direction choisie, c'est-à-dire, en principe, un cabré à 30° et permettant de corriger les éventuelles perturbations dues à l'état de la mer au moment de la sortie de l'eau.
    • - ensuite au missile 6 lui-même stabilisé en roulis, par l'intermédiaire de ses quatre gouvernes aérodynamiques 33.
  • Il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées.

Claims (9)

1. Procédé de lancement par un sous-marin en plongée d'un missile tactique aérien à longue portée, comportant les étapes suivantes: enfermer hermétiquement le missile (6) dans une enveloppe (10), ailes (32) et gouvernes (33) repliées, lancer l'enveloppe à l'extérieur du sous-marin (1), propulser l'enveloppe sous l'eau, contrôler à tout instant la trajectoire sous-marine (3) et le début de la trajectoire aérienne, assurer la sortie de l'eau avec une certaine vitesse longitudinale sous un certain angle (a) par rapport à l'horizon, déclencher la libération du missile (6) de son enveloppe à une certaine altitude au-dessus du niveau de la mer, déployer les ailes (32) et les gouvernes (33) du missile et le diriger sur l'objectif, caractérisé en ce que l'on contrôle la trajectoire de l'enveloppe au moyen de gouvernes de jet (8) par l'intermédiaire d'une centrale à inertie (14) et que la libération du missile par éjection hors de son enveloppe consisté à appliquer à ce missile une poussée vers l'avant (f1) de manière que ce missile provoque par son ogive (18) l'ouverture de la porte avant de l'enveloppe puis, après que la section arrière (22) du missile ait franchi la section avant (23) de l'enveloppe, à allumer le propulseur d'accélération (21) de ce missile.
2. Véhicule de lancement d'un missile suivant le procédé de la revendication 1, comprenant une enveloppe hermétique (10) contenant le missile (6) et munie d'un compartiment moteur (9), caractérisé en ce que le compartiment moteur comprend un propulseur sous-marin (7) avec une tuyère et des gouvernes de jet (8) et que l'enveloppe comporte également un boîtier électronique de pilotage (11 ), une batterie thermique (12) et un piston (17) grâce auquel l'éjection du missile est obtenue à un moment choisi par une poussée appliquée audit piston depuis le compartiment moteur pour qu'il appuie vers l'avant (f1) sur le missile et que celui-ci se fraie passage à travers l'avant (19) de l'enveloppe. -
3. Véhicule suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moment choisi est marqué par l'ouverture d'une porte (16) ménagée sur le fond avant du propulseur sous-marin (7).
4. Véhicule suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le propulseur sous-marin (7) est un propulseur à poudre.
5. Véhicule suivant l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que le diamètre extérieur du véhicule est celui d'une torpille sous-marine classique.
6. Véhicule suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites gouvernes de jet (8) sont commandées par un calculateur, inclus dans le boîtier (11 ), solidaire de l'enveloppe.
7. Véhicule suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites gouvernes de jet (8) sont commandées par un calculateur (13) solidaire du missile.
8. Véhicule suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite centrale à inertie (14) est celle propre au missile.
9. Véhicule suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite centrale à inertie (14) est solidaire de l'enveloppe.
EP86401832A 1969-11-13 1986-08-19 Procédé et véhicule de lancement par un sous-marin en plongée d'un missile aérien Expired - Lifetime EP0257163B1 (fr)

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EP0257163A1 EP0257163A1 (fr) 1988-03-02
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