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CA 02195999 1997-01-23
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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
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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.
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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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
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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)
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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.
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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
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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.
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