Projectile à charge formée et système d'arme tirant un tel projectile

Abstract

 L'invention a pour objet un projectile (3) destiné à être lancé par un tireur en direction d'une cible au moyen d'un dispositif de tir, et comportant une tête militaire (14) à charge formée dont l'axe (38) est confondu avec celui du projectile et dont l'initiation est provoquée par un dispositif de mise à feu (17). Le projectile est caractérisé en ce que la charge formée est une charge génératrice de noyau et en ce que le dispositif de mise à feu (17) provoque l'initiation sur trajectoire de la charge formée et à une distance donnée du dispositif de tir, distance choisie suffisante pour que le tireur ne reçoive pas d'éclats.

Description

[0001] L'invention a pour objet un projectile destiné à être lancé par un tireur en direction d'une cible au moyen d'un dispositif de tir, et comportant une tête militaire à charge formée.

[0002] On connaît des projectiles antichar ou anti blindés légers qui sont lancés au moyens de systèmes de tir portables, généralement sans recul. Ces projectiles sont propulsés ou non et sont animés d'une vitesse d'environ 250 m/s.

[0003] Les projectiles connus comportent habituellement une ou plusieurs charges creuses dont le déclenchement est assuré à une distance optimale de la cible au moyen d'un contacteur d'impact. Le brevet FR2718842 décrit ainsi un tel projectile à charge formée.

[0004] On connaît également un projectile doté d'une charge génératrice de noyau qui est déclenchée à distance au moyen d'un détecteur de cible porté par le projectile.

[0005] Les véhicules blindés ou légèrement blindés sont de plus en plus souvent dotés de moyens de protection qui permettent de détecter l'approche des projectiles antichar tirés par les systèmes légers.

[0006] Ces moyens de protection peuvent comprendre des moyens de riposte, tels des grenades, qui sont projetés au devant du projectile et qui provoquent son initiation à distance de la cible réduisant ainsi l'efficacité perforante du projectile.

[0007] Les moyens de protection peuvent également comprendre des systèmes de masquage ou de leurrage qui perturbent les senseurs portés par le projectile et empêchent sa mise à feu.

[0008] C'est le but de l'invention que de proposer un projectile, notamment pour équiper un système lanceur léger, et dont le fonctionnement n'est pas perturbé par le déclenchement de moyens de protection portés par le véhicule.

[0009] Ce projectile conserve néanmoins une efficacité perforante importante.

[0010] Ainsi l'invention a pour objet un projectile destiné à être lancé par un tireur en direction d'une cible au moyen d'un dispositif de tir, et comportant une tête militaire à charge formée dont l'axe est confondu avec celui du projectile, charge dont l'initiation est provoquée par un dispositif de mise à feu, projectile caractérisé en ce que la charge formée est une charge génératrice de noyau et en ce que le dispositif de mise à feu provoque l'initiation sur trajectoire de la charge formée et à une distance donnée du dispositif de tir, distance choisie suffisante pour que le tireur ne reçoive pas d'éclats.

[0011] Selon un mode de réalisation, le projectile comporte un moyen de réception d'un signal transmis par le dispositif de tir, signal destiné à commander le dispositif de mise à feu.

[0012] Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de mise à feu comporte un moyen de détection du tir du projectile, un moyen de chronométrie décomptant un intervalle de temporisation à partir du tir du projectile et un moyen d'initiation de la charge à l'issue de cet intervalle de temporisation.

[0013] Le moyen de chronométrie pourra comporter une composition pyrotechnique à retard initiée par un inflammateur lors du tir.

[0014] Le moyen de chronométrie pourra comporter une fusée mécanique ou électronique. Cette fusée sera avantageusement programmable.

[0015] Selon une variante, le projectile pourra comporter un senseur d'attitude permettant de déterminer l'inclinaison de son axe par rapport à une direction de tir.

[0016] L'invention a également pour objet un système d'arme mettant en oeuvre un tel projectile, système d'arme caractérisé en ce qu'il comprend un tube de lancement contenant le projectile et une charge propulsive, tube portant des moyens de visée et des moyens de déclenchement du tir du projectile.

[0017] Ce système d'arme pourra comporter des moyens de programmation d'une fusée du projectile.

[0018] Il pourra également comporter des moyens de télémétrie, des moyens de calcul et un émetteur destiné à transmettre au projectile sur trajectoire un ordre de mise à feu.

[0019] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux figures annexées et dans lesquelles :

• la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un système d'arme selon l'invention équipée d'un projectile selon l'invention,
• la figure 2 représente un premier mode de réalisation du dispositif de mise à feu ainsi que des moyens de programmation,
• la figure 3 montre un deuxième mode de réalisation du dispositif de mise à feu,
• la figure 4a représente un troisième mode de réalisation du dispositif de mise à feu,
• la figure 4b représente les moyens de transmission d'information de l'arme au projectile,
• les figures 5 et 6 schématisent deux phases successives de mise en oeuvre du système d'arme selon l'invention.

[0020] En se reportant à la figure 1, un système d'arme 1 selon un mode de réalisation de l'invention comprend un tube de lancement 2 à l'intérieur duquel est disposé un projectile 3, une charge propulsive 4, et une contremasse dispersable 5.

[0021] Un tel système d'arme de tir sans recul est décrit par exemple par le brevet FR2602040.

[0022] Le tube 2 porte également des moyens de visée 6 (qui pourront comporter avantageusement un télémètre laser) et une poignée de tir 7 dotée d'une détente 8 permettant de déclencher l'allumage de la charge propulsive 4 (par exemple par la percussion d'un inflammateur 9) et le tir du projectile 3. La structure de la contre masse, de la charge propulsive ainsi que des moyens permettant son allumage sont bien connus de l'Homme du Métier et ne seront donc pas décrits plus en détails.

[0023] On pourra par exemple se reporter au brevet FR2602040 décrivant un système de contre masse, et au brevet FR2697327 montrant une structure possible pour la charge propulsive.

[0024] Selon l'invention, le tube 2 pourra également porter des moyens de programmation 10 d'une fusée du projectile 3, moyens constitués par un boîtier électronique doté d'un clavier ou d'un bouton de réglage et relié par un fil 11 au projectile.

[0025] Selon un autre mode de réalisation de l'invention le tube pourra également porter un émetteur 12 destiné à transmettre sur trajectoire un signal 13 au projectile.

[0026] L'émetteur sera avantageusement un transmetteur laser et pourra utiliser la source laser du télémètre.

[0027] Les fonctions de l'émetteur et des moyens de programmation seront précisées ci après.

[0028] Le projectile 3 comporte une tête militaire 14 à charge génératrice de noyau. L'axe 38 de la charge est confondu avec celui du projectile, la charge étant disposée de façon à engendrer un noyau suivant la direction de vol du projectile.

[0029] Cette charge est constituée d'un revêtement 15 appliqué sur un chargement explosif 16 dont l'initiation est commandée par un dispositif de mise à feu 17.

[0030] Les charges génératrices de noyau sont décrites par exemple par le brevet FR2632394. Elles n'engendrent pas un jet comme les charges creuses, mais un projectile (ou noyau) animé d'une vitesse de l'ordre de 2000 m/s, noyau dont l'allongement et le jupage arrière assurent une stabilité sur trajectoire jusqu'à des distances de plus de 200 m.

[0031] Le dispositif de mise à feu 17 est disposé dans un corps arrière 18 du projectile, corps sur lequel sont fixées des ailettes de stabilisation déployables 19.

[0032] Une ogive balistique de protection 20 isole le revêtement 15 de l'environnement extérieur.

[0033] La géométrie et la répartition des masses du projectile seront définies de telle sorte que celui ci ait une marge statique positive (distance entre le centre de gravité et le foyer des forces aérodynamiques) . C'est à dire un projectile tel que son centre de gravité soit situé en avant du foyer aérodynamique (ce dernier se trouve généralement au niveau du raccordement entre la partie avant de l'empennage et le corps du projectile).

[0034] Une telle disposition permettra de réduire l'incidence maximale que subit le projectile dans les premiers instants de sa trajectoire (angle entre l'axe 38 du projectile et la direction visée). L'Homme du Métier définira aisément la géométrie du projectile de telle sorte que cette incidence soit réduite. On définira avantageusement le projectile pour que l'incidence maximale soit inférieure à 1°.

[0035] La figure 2 schématise un premier mode de réalisation du dispositif de mise à feu 17. Ce dispositif constitue ici une fusée électronique programmable comportant un calculateur 21, et un moyen de chronométrie ou horloge 22 (ces composants pouvant être réalisés sous la forme d'un microprocesseur). La fusée intègre également une source d'énergie (non représentée).

[0036] Le calculateur 21 de la fusée est relié à un moyen 25 de détection du tir du projectile qui pourra par exemple être constitué par un interrupteur à inertie.

[0037] Le calculateur 21 est destiné à délivrer un signal de mise à feu à un moyen d'initiation, tel un détonateur 26, qui initie la charge formée 14.

[0038] Un dispositif de sécurité et d'armement (non représenté) permettra d'assurer d'une façon classique le désalignement du détonateur et du chargement explosif pendant les phases de stockage du projectile. Ce dispositif assurera l'alignement du détonateur lors des premiers mètres de la trajectoire du projectile.

[0039] Le calculateur est par ailleurs relié par le fil 11 aux moyens de programmation 10 solidaires de la poignée de tir.

[0040] Ces moyens de programmation comprennent ici un clavier 36 et un moyen de calcul 23, lui même relié à un afficheur 24 et aux moyens de visée 6.

[0041] Le fonctionnement du système d'arme et de son projectile va maintenant être décrit en référence aux figures 5 et 6.

[0042] Un tireur 27 est équipé du système d'arme 1 selon l'invention. Il vise une cible 28 (ici un char) avec le moyen de visée 6. Le télémètre équipant le moyen de visée lui permet de mesurer la distance D qui le sépare de la cible 28.

[0043] Le moyen de calcul 23 reçoit l'information relative à la distance D. Cette information sera éventuellement validée par le tireur par une action sur un bouton approprié.

[0044] Le moyen de calcul 23 contient dans différentes mémoires ou registres les caractéristiques balistiques du projectile (vitesse initiale, coefficient de traînée balistique), caractéristiques introduites sous forme de tables de tir. Il en déduit donc l'instant auquel doit être initiée la charge formée après le tir du projectile pour que le noyau se forme à une distance de la cible D2 égale à environ 200 m.

[0045] On prévoira une sécurité interdisant toute initiation de la charge si le projectile se trouve à une distance D1 du tireur trop faible pour que celui ci se trouve à l'abri des éclats engendrés par le corps du projectile.

[0046] Le moyen de calcul 23 comportera en mémoire ou registre la valeur de la distance de sécurité D1 minimale (D1m) impérative et opérera par un algorithme approprié une comparaison entre cette valeur minimale et une valeur théorique qui sera calculée (D1t) à partir de la mesure de la distance D (D1t = D - 200m). La distance D1m est de l'ordre de 30 mètres.

[0047] Si la distance D1t est inférieure à D1m, le moyen de calcul interdira alors la programmation et le tir du projectile.

[0048] L'afficheur 24 pourra signaler l'impossibilité de tir, et le tireur pourra alors éventuellement introduire par le clavier 22 une distance D2 inférieure à 200m ou encore choisir une initiation automatique de la charge à la distance D1 minimale qui est en mémoire dans le moyen de calcul (distance de sécurité de tir).

[0049] Si les conditions de sécurité sont remplies, le moyen de calcul 23 introduit automatiquement la valeur de l'instant d'initiation dans une mémoire ou registre du calculateur 21 du dispositif 17 de mise à feu du projectile. La programmation se fera par exemple automatiquement lorsque le tireur validera le choix de la cible visée.

[0050] Une fois la cible ainsi acquise et validée, un appui sur la détente 8 provoque le tir du projectile qui suit une trajectoire balistique 29 jusqu'à une distance D1 à laquelle la charge génératrice de noyau est initiée.

[0051] Le noyau engendré se dirige vers la cible à une vitesse de l'ordre de 2000 m/s et il conserve lors de l'impact une capacité de perforation importante.

[0052] Du fait de la faible incidence du projectile sur trajectoire (obtenue par une définition appropriée de la géométrie du projectile), l'axe de tir de la charge formée (qui est aussi l'axe du projectile) se trouve peu écarté de la trajectoire et de l'axe de visée initiale. Le tir étant prévu pour une courte distance (200 m de la cible) il en résulte une forte probabilité d'atteinte de la cible par le noyau formé (dont par ailleurs la déviation sur trajectoire est négligeable).

[0053] A titre d'exemple pour une incidence maximale du projectile sur trajectoire de 0,5 °, un déclenchement du tir de la charge formée à 200 m de la cible entraîne un impact du noyau engendré dans un cercle de 1,7 m de rayon autour du point visé.

[0054] Les systèmes de défense équipant éventuellement le véhicule 28 sont inefficaces contre le projectile selon l'invention.

[0055] En effet, avec le système d'arme selon l'invention, l'acquisition de la cible est faite avant le tir et le projectile est totalement dépourvu de moyens de guidage ou de moyens de détection de cible. Il ne peut donc être leurré ou perturbé par des fumigènes.

[0056] De plus le projectile 3 n'a une trajectoire balistique que sur la distance D1 et il se trouve avant sa mise à feu à une distance de la cible importante, ce qui interdit à celle-ci la mise en oeuvre de moyens de riposte contre le projectile lui même.

[0057] D'autre part, le noyau formé par la charge est difficilement détectable par les moyens de protection du véhicule et il possède une énergie cinétique telle qu'il est difficile de le perturber ou de le dévier avant impact.

[0058] Diverses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.

[0059] Il est possible ainsi de concevoir un projectile très rustique dont le dispositif de mise à feu 17 n'est pas programmable avant tir

[0060] Ce dispositif comprendra un calculateur 21 qui contient en mémoire la distance minimale D1m à laquelle la mise à feu doit s'effectuer ainsi que les données relatives à la balistique du projectile. Un moyen 25 détectera l'instant de tir du projectile et l'initiation interviendra automatiquement lorsque le projectile se trouvera à la distance de sécurité du tireur, et cela quelle que soit la distance à laquelle se trouve la cible.

[0061] Ce mode de réalisation est plus particulièrement adapté à des systèmes rustiques courte portée (inférieure à 500m ?).

[0062] Les systèmes moyenne portée (de 500 m à 1000 m) ou longue portée comporteront de préférence un système de programmation de l'instant de mise à feu comme décrit précédemment. Pour des portées importantes on pourra bien évidemment doter le projectile d'un propulseur à poudre.

[0063] A titre de variante, il est également possible de définir un projectile comportant un senseur d'attitude 37 (tel un gyromètre) qui est relié au calculateur 21 (voir figure 2). Ce senseur permettra de déterminer en permanence quelle est l'angle d'incidence du projectile (et donc de l'axe 38 de la charge 14) par rapport à la direction visée. L'algorithme contenu dans le calculateur sera alors défini de façon à n'autoriser l'initiation de la charge 14 que lorsque cet angle est nul (ou minimal). On accroit ainsi la probabilité d'atteinte de la cible même pour un déclenchement à une distance importante de la cible (supérieure à 200m).

[0064] Un autre mode de réalisation d'un projectile selon l'invention est représenté à la figure 3. Ce mode de réalisation comporte lui aussi un dispositif de mise à feu 17 qui n'est pas programmable avant le tir.

[0065] Il diffère de la variante précédemment décrite en ce que le retard de mise à feu de la charge est obtenu par un moyen de chronométrie qui est une composition pyrotechnique à retard 30, elle même initiée par un inflammateur 31 au moment du tir du projectile.

[0066] Le projectile comprendra bien entendu également un dispositif de sécurité et d'armement (non représenté) qui assurera, pendant les phases de stockage et au cours des premiers mètres de trajectoire, le désalignement du détonateur 26 et du chargement explosif 16. L'inflammateur sera par exemple initié par les gaz engendrés par la charge propulsive 4.

[0067] Le retard pyrotechnique sera de façon classique une composition associant oxydant, réducteur et liant (par exemple une composition Zirconium/Chromate de Baryum/liant).

[0068] Ce mode de réalisation est extrêmement rustique et peu coûteux. Il est lui aussi adapté aux systèmes de tir à courte portée.

[0069] La figure 4a montre un projectile selon un troisième mode de réalisation de l'invention.

[0070] Suivant ce mode, le dispositif de mise à feu 17 comporte un calculateur 21 et un moyen de détection du tir 25.

[0071] Il comporte également un moyen de réception formé par un capteur 32 de rayonnement laser infra rouge qui est orienté vers l'arrière du projectile pour recevoir un signal 13 émis par le système d'arme. Le capteur 32 est protégé des contraintes de tir par une fenêtre 33 transparente aménagée dans la paroi de fond 34 du corps 18.

[0072] Les signaux fournis par le capteur 32 sont traités par un module électronique de traitement 35 qui assure une mise en forme des signaux et une conversion analogique/numérique.

[0073] Le module 35 fournit les signaux de programmation au calculateur 21.

[0074] La figure 4b représente les moyens de programmation 10 portés par le système d'arme et adaptés à ce mode particulier de réalisation.

[0075] Ces moyens de programmation 10 comprennent encore un clavier 22 et un moyen de calcul 23, lui même relié à un afficheur 24 et aux moyens de visée et télémétrie 6.

[0076] Le moyen de calcul délivre le signal de programmation à un émetteur 12 laser infra rouge qui pourra avantageusement être constitué par le télémètre 6 lui même.

[0077] Avec ce mode de réalisation l'acquisition de la cible est effectuée de la même façon que décrite précédemment en référence à la figure 2.

[0078] Le signal de programmation de l'instant de mise à feu est transmis non plus par un fil mais par l'émetteur laser 12.

[0079] Un tel mode de réalisation permet de tenir compte de la vitesse initiale réelle du projectile qui sera mesurée par le télémètre 6 et qui permettra de corriger la valeur de programmation calculée par le moyen de calcul 23 en fonction des caractéristiques balistiques du projectile.

[0080] La programmation sera transmise au projectile dans les premiers mètres de la trajectoire du projectile.

[0081] Le projectile suivant ce mode de réalisation pourra également comporter un gyromètre relié au calculateur pour déterminer l'angle d'incidence du projectile par rapport à la direction visée et n'autoriser l'initiation de la charge que lorsque cet angle est nul ou minimal.

[0082] Il est bien entendu possible d'utiliser d'autres technologies de transmission du signal de programmation entre le système d'arme et le projectile (ondes radio par exemple).

[0083] A titre de variante on pourra transmettre au projectile non pas une programmation de son calculateur 21 mais un ordre de mise à feu de la charge explosive.

[0084] La transmission de l'ordre interviendra alors à une distance du tireur qui sera supérieure ou égale à la distance de sécurité D1m.

[0085] Cette transmission sera effectuée à un instant quelconque décidé par le tireur. Les moyens de calcul seront néanmoins programmés de façon à interdire tout déclenchement de tir si le projectile se trouve à une distance inférieure à la distance de sécurité D1m.

[0086] Une telle variante aura pour principal avantage de simplifier le dispositif de mise à feu 17 qui pourra ne comporter par exemple qu'un système de détection et de mise en forme du signal directement couplé au détonateur 26.

[0087] Cependant on conservera de préférence un moyen de calcul intégré au dispositif de mise à feu, cela afin d'assurer une sécurité supplémentaire pour le tireur en interdisant toute mise à feu à une distance inférieure à la distance de sécurité D1m.

[0088] A titre de variante, il est possible de mettre en oeuvre un projectile selon l'invention à partir d'autres types de systèmes d'armes, par exemple à partir d'un canon ou d'un mortier.

Revendications

1. Projectile (3) destiné à être lancé par un tireur en direction d'une cible au moyen d'un dispositif de tir, et comportant une tête militaire (14) à charge formée dont l'axe (38) est confondu avec celui du projectile, charge dont l'initiation est provoquée par un dispositif de mise à feu (17), projectile caractérisé en ce que la charge formée est une charge génératrice de noyau et en ce que le dispositif de mise à feu (17) provoque l'initiation sur trajectoire de la charge formée et à une distance donnée du dispositif de tir, distance choisie suffisante pour que le tireur ne reçoive pas d'éclats.

2. Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de réception (32) d'un signal transmis par le dispositif de tir, signal destiné à commander le dispositif de mise à feu (17).

3. Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mise à feu (17) comporte un moyen de détection (25) du tir du projectile, un moyen de chronométrie (22) décomptant un intervalle de temporisation à partir du tir du projectile et un moyen d'initiation (26) de la charge à l'issue de cet intervalle de temporisation.

4. Projectile selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen de chronométrie comporte une composition pyrotechnique à retard (30) initiée par un inflammateur (31) lors du tir.

5. Projectile selon la revendication 3, caractérisé en Ce que le moyen de chronométrie comporte une fusée mécanique ou électronique.

6. Projectile selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fusée est programmable.

7. Projectile selon une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un senseur d'attitude (37) permettant de déterminer l'inclinaison de son axe (38) par rapport à une direction de tir.

8. Système d'arme (1) mettant en oeuvre un projectile selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un tube de lancement (2) contenant le projectile (3) et une charge propulsive (4), tube portant des moyens de visée (6) et des moyens de déclenchement (8,9) du tir du projectile.

9. Système d'arme selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de programmation (10) d'une fusée du projectile (3).

10. Système d'arme selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de télémétrie, des moyens de calcul (23) et un émetteur (12) destiné à transmettre au projectile sur trajectoire un ordre de mise à feu.

Dessins