[0001] La présente invention a pour objet la transmission de données de programmation d'un
véhicule porteur, et notamment d'un aéronef, à une charge externe ou intégrée.
[0002] On connaît déjà des procédés permettant de programmer une charge externe à partir
d'un véhicule porteur par transfert des données de programmation par l'intermédiaire
de connecteurs électriques reliant la charge et le véhicule. Cette solution présente
de nombreux inconvénients.
[0003] Divers documents, (US-A-4 091 734), font connaître un procédé suivant le préambule
de la revendication 1. La programmation intervient généralement une seule fois et
s'exerce directement sur les circuits d'utilisation.
[0004] La présente invention vise notamment à fournir un procédé de transmission de données
répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment
en ce qu'il ne met en oeuvre que des moyens de prix modéré et de faible encombrement,
permet des vérifications (tests) une fois la charge mise en place sous le pylône et
permet à tout instant une mise en oeuvre de la charge sans qu'il y ait lieu de respecter
un délai de programmation.
[0005] L'invention propose dans ce but un procédé de transmission de données de programmation
suivant l'ensemble de la revendication 1.
[0006] Du fait de la mise à jour répétitive, la séparation peut être commandée à tout moment.
Le fait que les données soient stockées en mémoire et ne sont communiquées au circuit
d'utilisation, tel qu'une fusée, que lors de la séparation, est un facteur de sécurité.
[0007] Lorsque la transmission d'informations s'effectue non pas par un faisceau guidé,
mais par diffusion, il n'est pas nécessaire que le capteur soit dans une position
précise par rapport à la source d'émission du porteur. Dans la mesure où la charge
comporte une source interne d'énergie électrique, aucune liaison électrique matérielle
n'est plus nécessaire entre le véhicule et la charge.
[0008] L'invention trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive,
dans la transmission de données entre un aéronef et une charge militaire externe
à laquelle des données de mise à jour de programmation sont adressées de façon répétitive.
On peut citer, à titre d'exemple, le cas des bombes freinées, munies d'un parachute
dont le retard de déploiement à partir de l'instant du largage doit être réglé en
temps réel en fonction de paramètres fixes pour une charge déterminée et de paramètres
variables au cours de la mission. Il peut également être souhaitable d'ajuster un
retard d'activation (armement des fusées par exemple), un délai avant éjection de
sous-munitions, une chronologie de mise en oeuvre de volets aérodynamiques, etc ...
[0009] En règle générale, les données de programmation à transmettre ont une faible dynamique
et sont donc représentables par un mot de données court, de sorte qu'une cadence de
rafraîchissement élevée des données reste compatible avec les limites sur la cadence
de bits qu'impose une source optique simple et peu coûteuse, par exemple une diode
électroluminescente (DEL). Il est cependant possible, lorsqu'une fréquence de rafraîchissement
élevée est requise et/ou que des données complexes (forte dynamique nécessaire) sont
à transmettre, d'utiliser une diode laser en tant que source d'émission.
[0010] Les données de programmation peuvent être tran mises sous forme de messages dont
la structure et le format sont compatibles avec ceux des messages transmis par des
bus existants dans les véhicules porteurs. Cette compatibilité peut être réalisée
grâce à un moyen de codage-décodage approprié. On peut notamment transmettre les données
sous forme de messages ayant tous la même durée, comprenant un en-tête, un mot de
données, et des bits de contrôle d'erreurs.
[0011] Les données transmises peuvent correspondre à plusieurs types de charges dans la
mesure où chaque message comporte une adresse d'identification propre à un type de
charge et où cette dernière comporte des moyens permettant de sélectionner les données
d'information qui lui sont destinées.
[0012] Le procédé peut être mis en oeuvre de façon unidirectionnelle ; il peut aussi fonctionner
en duplex, à condition de prévoir également un émetteur muni d'une source sur la charge
et un récepteur muni d'un capteur sur le véhicule porteur. L'émetteur de la charge
peut notamment répéter les données de programmation reçues, pour vérification par
comparaison dans le véhicule porteur. L'émetteur porté par la charge peut également
être programmé de façon à faire émettre par la source, vers le véhicule porteur, un
mot d'identification spécifique de la charge permettant à un calculateur monté dans
ledit véhicule de prendre en compte les caractéristiques de la charge dans l'élaboration
des données de programmation fournies à cette dernière.
[0013] L'invention propose également un dispositif de programmation d'une charge permettant
de mettre en oeuvre le procédé ci-dessus défini, suivant la revendication 7.
[0014] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes
particuliers d'exécution, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description
se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels :
- la Figure 1 est un schéma de principe montrant une disposition possible d'une source
de lumière infrarouge sur un pylône d'aéronef et d'un capteur infrarouge associé
sur une charge externe accrochée au pylône ;
- la Figure 2 est un schéma à grande échelle montrant une disposition possible de
la source et du capteur de la Figure 1,
- la Figure 3 montre une constitution possible de messages de transmission de données,
- la Figure 4 est un synoptique montrant la constitution de principe d'un dispositif
de transmission en duplex constituant un mode particulier de réalisation de l'invention.
- la Figure 5 est un synoptique montrant une répartition possible des fonctions illustrées
en figure 4.
- la Figure 6 est un schéma montrant une disposition possible des composants du dispositif
dans un pylône d'aéronef et sur une charge largable.
[0015] On supposera dans ce qui suit que le procédé suivant l'invention est utilisé pour
transmettre, d'un aéronef 10 à une charge externe 12 constituée par une bombe freinée
(figure 1), des données de programmation représentant l'intervalle de temps entre
la séparation de la charge, provoquée par le pilote, et la commande de déploiement
d'un parachute. La charge 12 est montée sous un pylône 14 comportant un éjecteur 16
auquel la charge est accrochée. La Figure 2 montre un montage possible de la source
émettrice 32 portée par l'aéronef et du capteur 34 du récepteur porté par la charge.
[0016] La source 32, constituée par exemple par une diode électroluminescente de type courant,
est montée dans le pylône 14 derrière une fenêtre 36 affleurant la face inférieure
du pylône. Le capteur 34, qui sera en général une photodiode ayant une plage de sensibilité
adaptée à la longueur d'onde de la source 32, est monté de façon similaire sur la
charge, éventuellement derrière un filtre adapté à la longueur d'onde d'émission de
la source 32. On peut par exemple utiliser une diode électroluminescente ayant une
longueur d'onde d'émission de 0,83 µm.
[0017] Lorsque la transmission est susceptible d'être troublée par des salissures (dépôt
de kérosène ou de pluie sur la source ou le capteur, par exemple), un manchon souple
38 peut être fixé au pylône 14 afin de délimiter un espace protégé autour du trajet
de transmission. Si cette transmission s'effectue par diffusion, et non pas sous forme
d'un faisceau dirigé, il n'est pas nécessaire que la source 32 et le capteur 34 soient
parfaitement alignés. Dans ce cas, cela permet notamment de monter, sur un pylône
14 donné, des charges ayant des constitutions différentes et sur lesquelles la position
du capteur peut varier, d'une charge à l'autre, par rapport à une référence donnée
(position de l'émetteur sur le pylône).
[0018] Une précision de 1/100e de seconde sur la valeur à transmettre de l'intervalle de
temps entre le largage de la charge et l'ouverture du parachute est largement suffisante.
Un mot de données de douze bits utiles, dont le bit de poids faible représente 10
ms, permet de représenter un délai allant jusqu'à quarante secondes, supérieur à toutes
les valeurs actuellement nécessaires dans la pratique.
[0019] Les messages transmis peuvent comporter trente-deux bits de façon à être directement
compatibles avec les mots prévus par des normes aéronautiques existantes et avoir
le format montré en Figure 3. Sur cette Figure, le message a un en-tête 20 de huit
bits, une zone utile 22 de vingt-et-un bits, composée d'un mot 24 d'information de
seize bits et d'une partie réservée de cinq bits, deux bits 28 de contrôle de validité
et un bit de parité 30. Il suffit d'une fréquence de modulation de 6,4 kHz par exemple,
qui peut être obtenue sans difficulté avec des sources infrarouge à bas prix, telles
que des diodes électroluminescentes ou DEL, pour émettre les trente-deux bits du message
en 5 ms. Il serait cependant possible d'utiliser une source et un capteur pouvant
fonctionner à des fréquences beaucoup plus élevées si le débit de données à transmettre
dépassait les possibilités offertes par une DEL.
[0020] Dans un mode avantageux de mise en oeuvre de l'invention, la charge 12 est, elle
aussi, munie d'une source d'émission 60 et le pylône est alors muni d'un capteur 64,
ce qui permet de transmettre des informations de la charge vers l'aéronef et de réaliser
ainsi un dialogue entre la charge et le véhicule porteur. En général, les sources
et les capteurs seront identiques, ce qui impose de travailler en alternat. Mais cette
condition n'est dans la pratique pas gênante pour la plupart des applications : dans
le cas, mentionné plus haut, de messages de trente-deux bits ayant une durée de 5
ms, on peut adopter une cadence de rafraîchissement de 50 Hz, en réservant un intervalle
de 5 ms entre chaque transmission pour la transmission retour qui la suit.
[0021] La source et le capteur portés par le pylône 14 peuvent être placés côte-à-côte,
avec un intervalle correspondant à celui du capteur et de la source portés par la
charge. Des manchons souples peuvent être prévus pour isoler chaque trajet de l'autre.
[0022] Le dispositif de transmission dont le schéma de principe est montré en Figure 4 comporte
un émetteur-récepteur monté dans le pylône et relié à un calculateur 40 placé dans
le véhicule porteur, en général par l'intermédiaire d'un modem (non représenté sur
la Figure 4). L'émetteur- récepteur comprend un oscillateur pilote 42 constituant
une base de temps, à 6,4 kHz par exemple dans le cas envisagé plus haut, et un générateur
de trame 44 destiné à fournir, en réponse à un ordre reçu d'une logique de commande
46, un message dont la trame est celle montrée en Figure 3. Pour cela, le générateur
44 comporte une mémoire d'en-tête destiné à indiquer le type de charge auquel s'appliquent
les paramètres transmis. Le générateur peut également être prévu pour élaborer les
bits de contrôle et le bit de parité. Le message transmis a alors la constitution
suivante :
- en-tête ou 'label" d'identification de huit bits ;
- données d'information destinées à programmer la charge (seize bits) ;
- espace réservé de cinq bits :
- contrôle (deux bits) ;
- parité (un bit).
[0023] Le message décrit ci-dessus à titre d'exemple est transmis du pylône porteur vers
la charge par voie aérienne à l'aide d'une liaison de type infra-rouge selon la longueur
d'onde précisée dans l'exemple (0,83 µm).
[0024] Le récepteur porté par la charge comporte, à partir du capteur 34, un décodeur 48
programmé de façon à vérifier la cohérence du message, notamment en utilisant le mot
de contrôle et le bit de parité, à le décoder et à transmettre les données obtenues
à une mémoire tampon 50 dont l'accès de lecture 52 est relié aux circuits électroniques
72 d'utilisation des informations, avantageusement par l'intermédiaire d'un coupleur
opto-électronique d'isolation galvanique 53.
[0025] L'émetteur porté par la charge comporte un oscillateur pilote 54 pouvant avoir la
même constitution que l'oscillateur 42. Cet oscillateur attaque un générateur 56 de
messages de compte rendu, prévu pour générer une trame identique à celle montrée en
Figure 2 et comprenant :
- un en-tête de huit bits ;
- un message de seize bits, constitué par la recopie de l'information décodée provenant
du décodeur 48 ;
- un mot de cinq bits d'identification de la charge, mémorisé dans le générateur 56
ou fourni par une mémoire morte distincte 58 ;
- deux bits de validité du message, et
- un bit de parité.
[0026] Le message à transmettre est émis par la source 60 à réception d'un ordre fourni
par une logique de commande 62 qui maintient l'intervalle de 5 ms requis entre la
fin de la réception d'un message provenant de l'aéronef et le début de message de
compte rendu. Ce message de compte-rendu est transmis depuis la charge vers le pylône
porteur par voie aérienne à l'aide d'une liaison de type infra-rouge.
[0027] Le capteur 64 porté par le pylône est destiné à recevoir les messages provenant de
la charge ; il attaque un décodeur 66, de constitution similaire à celle du décodeur
48, et fournit un mot d'identification de charge sur une première sortie 68 et un
mot de validation (en cas de coïncidence entre l'information transmise vers la charge
et l'information en retour) sur une sortie 70.
[0028] L'émetteur-récepteur monté dans le pylône peut être alimenté à partir du circuit
électrique général de l'aéronef, généralement en 28 Volts continu. Pour éviter tout
connecteur galvanique entre la charge et le pylône, il est avantageux de prévoir dans
la charge une source d'énergie électrique de faible puissance, suffisante pour faire
fonctionner les circuits de transmission des données ; cette source, constituée en
général par une pile de faible puissance, est mise en oeuvre avant décollage de l'avion,
par exemple par retrait d'une broche de sécurité placée sur la charge. L'énergie beaucoup
plus importante requise pour la mise en oeuvre des circuits électroniques et de la
chaîne d'amorçage, par exemple pour commander l'ouverture d'un parachute, est fournie
séparément par une pile qui n'est mise en Orservice que lors du largage, par exemple
par une sangle d'arrachage ou commande d'un contact. Jusque là la chaîne d'amorçage
reste inerte.
[0029] La Figure 5, où les éléments correspondants à ceux de la Figure 4 portent le même
numéro de référence, montrent une constitution possible de dispositifs remplissant
les fonctions illustrées en Figure 4.
[0030] Le pylône contient une carte à micro-processeur 74 remplissant les fonctions de génération
de trames et de codage-décodage, reliée par un modulateur 76 à la source d'émission
32 et par un démodulateur 78 au récepteur 64. La carte 74 est reliée, par un coupleur
77 et un connecteur 79, au bus 80 du véhicule porteur assurant la liaison avec le
calculateur de bord.
[0031] La charge contient de son côté une carte à micro-processeur 82 reliée respectivement
au récepteur 34 et à l'émetteur 60 par un démodulateur 84 et un modulateur 86. Elle
remplit les fonctions des organes 50, 48, 54 et 62 de la figure 4. Elle est reliée
par un coupleur opto-électronique 53 aux circuits électroniques 72 de mise en oeuvre
de la charge.
[0032] Alors que l'alimentation électrique des organes contenus dans le pylône est assurée
à partir de l'avion, la charge comporte une alimentation autonome. Cette alimentation
comprend une source de faible puissance 88, constituée par exemple par une pile au
lithium, qui est reliée aux circuits portés par la charge avant le début de la mission,
par exemple par enlèvement d'une broche d'ouverture d'un interrupteur 90. La puissance
nécessaire à la mise en oeuvre des circuits électroniques 72 et de la chaîne d'activation
est fournie par une source 94 de puissance élevée, mise en service lors de la séparation
de la charge. Pour cela cette pile peut être commandée par un interrupteur 92 qui
s'ouvre lors de la séparation. L'interrupteur permet également de fournir un top de
largage à la carte à micro-processeurs 82 et de provoquer alors, avec éventuellement
le retard nécessaire pour que la source 72 fournisse sa tension de service, le transfert
des données. La source 94 peut notamment être une pile thermique, fournissant une
tension supérieure à un minimum qui est lui-même inférieur à la tension maximale que
peut fournir la source 88.
[0033] Avant largage de la charge, la carte à micro-processeur 82 reçoit, contrôle, valide
et mémorise les données en provenance du véhicule porteur, et ce de façon quasi-permanente.
A réception du top de largage, la carte 82 transmet aux circuits 72 les dernières
informations reçues et validées, stockées en mémoire vive du micro-processeur.
[0034] La Figure 6 montre une disposition possible des composants qui viennent d'être décrits.
L'ensemble des composants électroniques portés par le pylône constitue un module 96
relié au bus par le connecteur 78. Les composants portés par la charge 12 peuvent
être regroupés dans un second module 98 portant le récepteur 34 et éventuellement
l'émetteur 60.
[0035] L'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation. En particulier,
pour assurer le dialogue porteur-charge, on peut adopter le principe d'une double
liaison unidirectionnelle. Pour que celle-ci soit compatible avec des charges de natures
diverses, l'émetteur-récepteur monté dans le pylône peut être prévu pour émettre,
selon une séquence de répétition déterminée, des messages ayant des en-têtes différents
et correspondant chacun à un type de charge. Dans ce cas, l'émetteur-récepteur de
la charge comportera des moyens de reconnaissance d'en-tête, permettant de ne prendre
en compte que les messages lui étant effectivement destinés.
[0036] De nombreuses autres variantes de réalisation sont possibles. On peut en particulier
utiliser, en cas de liaison bidirectionnelle, des longueurs d'onde différentes de
transfert d'informations vers la charge et vers le véhicule porteur, ce qui permet
de se dispenser d'un fonctionnement en alternat.
[0037] L'invention est susceptible de nombreuses applications et est utilisable sur des
véhicules de types très variés. Dans tous les cas, l'invention permet de transmettre
les informations avec un dispositif peu encombrant, susceptible d'être logé dans des
emplacements prévus pour les connecteurs d'alimentation électrique de beaucoup d'adaptateurs
; le dispositif est très souple et permet de transmettre des paramètres de natures
très diverses ; le dispositif n'exige pas un alignement précis de composants lors
du montage de la charge. Enfin, il permet sans difficultés majeures de rééquiper des
charges existantes.
[0038] Entre autres possibilités, l'invention peut s'appliquer, en priorité, à titre d'exemples
non limitatifs, à des charges largables en vue de transmettre des ordres tels que
: choix de trajectoire, ouverture de parachute(s), armement de fusées, éjection de
sous-munitions ... Par extension, l'invention peut s'appliquer à tous les types
de missiles, embarqués à bord d'un aéronef (missiles air-air, air-sol ...) ou non
(missiles sol- sol, sol-air, mer-mer etc...) ainsi qu'à des torpilles ou même des
obus.
1. Procédé de transmission de données de programmation d'un véhicule porteur (10),
tel qu'un aéronef, à une charge externe ou intégrée (12),suivant lequel on transmet
les données, par modulation d'une émission optique, à partir d'un émetteur monté dans
le véhicule porteur vers un récepteur placé dans la charge, caractérisé en ce qu'on transmet de façon répétitive à la charge des données de mise à jour que l'on mémorise
dans la charge et en ce que les dernières données mémorisées sont envoyées à des circuits
d'utilisation des données uniquement en réponse à la séparation de la charge et du
véhicule.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite émission est dans
le spectre infrarouge.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les données sont transmises
de façon répétitive sous forme de messages successifs.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les messages transmis à
un même type de charge ont tous la même durée et comprennent un en-tête (20), un ou
plusieurs mot de données (22) et des bits (28) de contrôle d'erreurs.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, les données transmises
pouvant correspondre à plusieurs types de charges, chaque message comporte également
une adresse d'identification propre à un type de charge et chaque charge comporte
des moyens permettant de sélectionner les données d'information qui lui sont destinées.
6. Procédé sélon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on transmet des paramètres
de vérification ou de programmation de la charge vers le véhicule porteur en réponse
à la transmission vers la charge.
7. Dispositif de programmation de charge externe à partir d'un véhicule porteur, comprenant,
sur le véhicule porteur, des moyens (40) de calcul de données de programmation de
la charge et des moyens de génération de messages de programmation à partir des données
fournies par les moyens de calcul et de modulation d'une source émettrice (32) de
diffusion vers la charge à travers l'intervalle entre cette dernière et le véhicule
porteur et, sur la charge, un capteur (34) adapté à la source et un décodeur (48)
de restitution des données contenues dans le message reçu, caractérisé en ce que les moyens de génération sont prévus pour transmettre des données de mise à jour
de façon répétitive, en ce que le décodeur (48) fournit les données de programmation de la charge à une mémoire
tampon et en ce que des moyens sont prévus pour provoquer l'envoi des dites données
aux circuits d'utilisation des données en réponse à la séparation du véhicule et de
la charge.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la charge comporte également
une source émettrice (60) de diffusion vers un capteur (64) monté sur le véhicule
porteur de la charge, à travers l'intervalle séparant le véhicule porteur de la charge,
et des moyens (56, 62) pour générer un message de modulation de la source émettrice
comportant une recopie des données restituées par le décodeur (48) et un ou plusieurs
mots d'identification de la charge.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux sources fonctionnent
à la même longueur d'onde et en ce que les générateurs sont prévus pour fonctionner
en alternat.
10. Dispositif selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que la charge porte
une source électrique de faible puissance destinée à assurer la transmission des données
et une pile capable de fournir une énergie plus importante, qui n'est mise en service
qu'en réponse à la séparation de la charge.