Target indicator for attracting homing missiles.

European Patent Application EP0388264

This target indicator makes it possible to increase the accuracy and efficiency of guidance of homing missiles towards a target. sFor indicating ground targets, it comprises an ovoid casing (15) equipped with a rip cord (4), with a magnet (1) and with a coil (11) for detecting a variation in flux at the time of an impact on a magnetic surface. Arranged inside the casing are a battery (6), an electronic control and transmission circuit (5) and a barrel (2) of pulse generators (13) connected to one another by means of pyrotechnic delay devices (12). The barrel opens out onto a single nozzle (3) inclined relative to the axis (Z) of the casing. After impact on the ground, the electronic circuit (5) commands the ignition of the first pulse generator. The other pulse generators cause jumps until fastened on a magnetic surface by means of the magnet (1). After the detection of the flux variation, electronic circuit (5) commands the ignition of the rip cord (4) for the purpose of ejecting the casing (15) and the barrel of pulse generators (13) and triggers an ultrahigh frequency or infrared transmitter, depending on the particular homing missile to be homed in. ss

Parquier, Guy LE. (FR)
Dansac, Jean (FR)
Murgue, Jean-pierre (FR)
Sergent, Paul (FR)

EP19900400636

09/19/1990

03/09/1990

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Thomson, Csf (FR)

F41G7/20; F41G7/22; F42B12/02; F42B12/40

F41G7/22G; F42B12/40

GB2201494A
4448106				Method of identifying hard targets
DE3421607A1
4281809				Method of precision bombing
GB2029943A
3835749				WEAPON LAUNCHING ROCKETS AND METHOD TO USE THE SAME

1. Marqueur d'objectif pour attirer des projectiles munis d'un autodirecteur, caract¢eris¢e en ce qu'il comporte : - une enveloppe (15) de forme ovo·ide ayant une extr¢emit¢e plate (7) situ¢ee £a proximit¢e du centre de gravit¢e (G) du marqueur, de telle sorte que le marqueur a une seule position stable et qu'il vienne toujours reposer sur cette extr¢emit¢e (15) ; - des moyens de propulsion (2), la propulsion pouvant ¥etre arr¥et¢ee par un signal de commande ¢electrique ; - des moyens de fixation (1) ; - des moyens (53) pour ¢emettre un signal susceptible d'attirer des autodirecteurs, activables par un signal de commande ¢electrique ; - des moyens de commande (11,50,51) pour d¢etecter une variation de flux magn¢etique et fournir alors un signal de commande aux moyens de propulsion (2) et aux moyens pour ¢emettre (53).

2. Marqueur selon la revendication 1, destin¢e plus particuli£erement au marquage d'objectifs terrestres, caract¢eris¢e en ce que les moyens de propulsion comportent des premiers moyens pyrotechniques (2,3) pour assurer le d¢eplacement du marqueur par impulsions successives ; les moyens de commande (11,50,51) d¢eclenchant au moins la premi£ere desdites impulsions, apr£es une chute du marqueur sur le sol ; et d¢eclenchant des moyens pyrotechniques (4) ¢ejectant les moyens de propulsions (2,3), au moment o£u le marqueur se fixe sur un objectif.

3. Marqueur selon la revendication 2, caract¢eris¢e en ce que lesdits moyens pyrotechniques (2,3) comportent un barillet d'impulseurs (2) d¢ebouchant dans une tuy£ere unique (3) inclin¢ee par rapport £a l'axe longitudinal (Z) de l'enveloppe (15), qui est vertical.

4. Marqueur selon la revendication 2, caract¢eris¢e en ce que lesdits moyens de commandes (11,50,51) comportent un d¢etec teur pi¢ezo¢electrique d'impact (51) pour commander un premier et unique dispositif de mise £a feu (12.1) qui met £a feu un premier impulseur (13.1), les autres impulseurs (13.1 £a 13.N) ¢etant li¢es par des dispositifs retardateurs pyrotechniques (12.1 £a 12.N).

5. Dispositif selon la revendication 1, caract¢eris¢e en ce que les moyens de fixation comportent un aimant permanent (1) situ¢e dans l'extr¢emit¢e plate (7) de l'enveloppe (15).

6. Dispositif selon la revendication 1, caract¢eris¢e en ce que les moyens de fixation comportent un filet (20) d¢eployable par un dispositif pyrotechnique (21).

7. Marqueur selon la revendication 1, caract¢eris¢e en ce que les moyens d'¢emission (53) ¢emettent des ondes hyperfr¢equences ou infrarouges.

8. Marqueur selon la revendication 1, caract¢eris¢e en ce que lesdits moyens de commande (11,50,51) comportent un d¢etecteur d'impact (51) ¢egalement pr¢evu pour d¢etecter des vibrations.

9. Marqueur selon la revendication 1, caract¢eris¢e en ce que les moyens de commande (11,50,51) comportent en outre un d¢etecteur de proximit¢e d¢eclenchable par le passage d'un objectif.

10. Marqueur selon la revendication 1, lanc¢e £a partir d'un poste de tir, caract¢eris¢e en ce qu'il comporte un fil le reliant au poste de tir pour lui fournir son alimentation ¢electrique.

MARQUEUR D'OBJECTIF POUR ATTIRER DES PROJECTILES MUNIS D'UN AUTODIRECTEUR

La pr¢esente invention concerne un marqueur d'objectif pour attirer des projectiles munis d'un autodirecteur.

L'invention concerne le domaine des autodirecteurs, afin d'am¢eliorer leur pr¢ecision et leur efficacit¢e envers des objectifs, notamment des objectifs terrestres mobiles, tels que des v¢ehicules sur roues ou chenill¢es.

Dans ce but, une technique connue consiste £a illuminer l'objectif, g¢en¢eralement avec un faisceau laser. Ceci n¢ecessite, pour une attaque air-sol, la mise en oeuvre d'un syst£eme complexe, mont¢e £a bord d'une nacelle sous l'avion porteur. L'autodirecteur est guid¢e par l'onde laser r¢efl¢echie par l'objectif terrestre.

Cette technique a ¢et¢e reprise dans la pr¢esente invention mais modifi¢ee en sorte que l'illuminateur n'est plus situ¢e £a distance de l'objectif, mais sur celui-ci. Cet illuminateur est constitu¢e par un marqueur qui vient se poser sur l'objectif, £a l'insu du personnel exploitant £a bord de l'objectif.

Le dispositif marqueur est largu¢e ou projet¢e au-dessus de la zone comportant un objectif £a marquer. Il est agenc¢e pour pouvoir se fixer sur cet objectif apr£es une phase de recherche, et pour activer ensuite un ¢emetteur. Selon le type d'autodirecteur £a attirer (missile, ¢equipement a¢eroport¢e, mine orientable,..) les ondes ¢emises peuvent ¥etre des ondes hyperfr¢equences, ou des ondes infrarouges.

Le marquage ainsi obtenu permet d'accro¥itre notablement la pr¢ecision et l'efficacit¢e du guidage par autodirecteur, et de r¢eduire le prix de ce dernier.

Selon l'invention, un marqueur d'objectif pour attirer des projectiles munis d'un autodirecteur, est caract¢eris¢e en ce qu'il comporte : - une enveloppe de forme ovo·ide ayant une extr¢emit¢e plate situ¢ee £a proximit¢e du centre de gravit¢e du marqueur, de telle sorte que le marqueur a une seule position stable et qu'il vienne toujours reposer sur cette extr¢emit¢e ; - des moyens de propulsion, la propulsion pouvant ¥etre arr¥et¢ee par un signal de commande ¢electrique ; - des moyens de fixation ; - des moyens pour ¢emettre un signal susceptible d'attirer des autodirecteurs, activables par un signal de commande ¢electrique ; - des moyens de commande pour d¢etecter une variation de flux magn¢etique et fournir alors un signal de commande aux moyens de propulsion et aux moyens pour ¢emettre.

Les particularit¢es et avantages de l'invention appara¥itront dans la description qui suit et £a l'aide des figures annex¢ees : - la figure 1 repr¢esente une vue en coupe axiale d'un premier exemple de r¢ealisation du marqueur conforme £a l'invention ; - la figure 2 repr¢esente une vue en coupe transversale de ce premier exemple de r¢ealisation ; - la figure 3 repr¢esente un sch¢ema relatif au mode de propulsion du dispositif marqueur apr£es impact sur le sol ; - la figure 4 illustre le fonctionnement de ce premier exemple de r¢ealisation apr£es sa fixation sur une surface magn¢etique ; - la figure 5 repr¢esente sch¢ematiquement le circuit ¢electrique et le dispositif pyrotechnique utilis¢es dans le premier exemple de r¢ealisation ; - la figure 6 repr¢eente une vue en coupe axiale d'un second exemple de r¢ealisation du marqueur conforme £a l'invention ;

- la figure 7 repr¢esente une vue d'une partie de ce second exemple de r¢ealisation ; - la figure 8 illustre le fonctionnement de ce second exemple de r¢ealisation apr£es qu'il ait d¢etect¢e la pr¢esence d'un objectif £a proximit¢e ; - la figure 9 repr¢esente une vue de ce second exemple de r¢ealisation apr£es qu'il ait d¢eploy¢e un filet dont il est muni.

Le but est de lancer vers une formation d'objectifs, par exemple des v¢ehicules blind¢es, des marqueurs qui se fixent sur eux puis activent un ¢emetteur, soit hyperfr¢equence, soit infrarouge.

Si les marqueurs n'¢etaient pas munis de moyens de propulsions, le nombre de marqueurs n¢ecessaire pour couvrir la zone de la formation de v¢ehicules serait trop important pour aboutir £a une solution ¢economique malgr¢e la modicit¢e de co¥ut d'un marqueur. Pour en r¢eduire le nombre, les marqueurs selon l'invention sont con©cus pour effectuer une phase de recherche apr£es largage et impact sur le sol. La technique de la mine sauteuse multiple est utilis¢ee. Le marqueur se d¢eplace plusieurs fois, jusqu'£a ce qu'il ait trouv¢e un objectif. Le nombre total de sauts r¢ealisables peut ¥etre de quelques dizaines. Lorsqu'il touche un objectif, le marqueur d¢etecte sa pr¢esence par son champ magn¢etique, ou par des vibrations qu'il produit.

Le marqueur peut ¥etre consid¢er¢e comme une sous-munition largu¢ee par un porteur a¢erien qui peut ¥etre un missile, une bombe, une roquette etc... Le porteur largue une centaine ou plus de ces sous-munitions.

Les figures 1 et 2 repr¢esentent sch¢ematiquement un premier exemple de r¢ealisation du marqueur conforme £a l'invention, et qui se fixe sur l'objectif par un aimant.

Le marqueur a une enveloppe ext¢erieure ovo·ide 15 ayant une extr¢emit¢e plate 7, et sa masse interne est r¢epartie de telle sorte que son centre de gravit¢e G est proche de l'extr¢emit¢e plate 7, pour que le marqueur ait une seule position stable. Apr£es une chute, il retourne toujours dans cette position d'¢equilibre.

Ce premier exemple de r¢ealisation comporte : un aimant permanent 1 affleurant £a l'extr¢emit¢e plate 7, un barillet d'impulseurs 2 d¢ebouchant dans une tuy£ere unique 3 passant au travers de l'aimant 1, un cordeau d¢etonnant 4 pour ¢ejecter le barillet 2, un circuit ¢electronique 5, et une alimentation 6. Les ¢el¢ements 5 et 6 sont situ¢es entre l'aimant 1 et le barillet 2. Le circuit ¢electronique 5 comporte un ¢emetteur hyperfr¢equence ou infrarouge.

L'aimant 1 comprend un noyau aimant¢e £a fort champ coercitif et un circuit magn¢etique. Celui-ci peut ¥etre soit rigide, soit souple pour mieux coller £a une paroi et y rester malgr¢e des vibrations. Autour du noyau est dispos¢e un bobinage 11 dont le but est de d¢etecter une variation de flux lors de l'impact sur une surface magn¢etique, afin d'arr¥eter les sauts du marqueur d£es qu'il s'est fix¢e sur un objectif. Le bobinage 11 est, par exemple, circulaire et log¢e dans une partie ¢evid¢ee de l'aimant 1, qui est m¢enag¢ee dans la face externe s'appliquant £a la surface magn¢etique de l'objectif.

Les impulseurs sont r¢epartis dans un barillet 2 car ils ne peuvent ¥etre dispos¢es simplement autour du dispositif marqueur, £a moins de les d¢eclencher par paire ce qui serait une servitude suppl¢ementaire sur la mise £a feu et consommerait une ¢energie trop importante. La r¢epartition des impulseurs dans le barillet 2 est : soit radiale, soit verticale, en une ou plusieurs couches, simples ou en tandem.

La figure 2 repr¢esente une coupe de ce premier exemple de r¢ealisation, montrant un barillet 2 constitu¢e de 19 charges de 3 ¢el¢ements 13, reli¢es par des retardateurs pyrotechniques 12.

Afin que les sauts du marqueur sur le sol soient le plus efficaces possible, il est n¢ecessaire d'appliquer une impulsion inclin¢ee par rapport £a la verticale et passant par le centre de gravit¢e.

La figure 3 repr¢esente les forces agissant sur le marqueur : P repr¢esente le poids passant par G le centre de gravit¢e, -F repr¢esente la force des gaz de sortie de la tuy£ere 3, F1 repr¢esente la pouss¢ee appliqu¢ee au centre de gravit¢e G, et FR repr¢esente la force r¢esultante, suivant laquelle est lanc¢e le marqueur. L'angle theta de la tuy£ere 3 avec l'axe longitudinal Z de l'enveloppe 15 est de 30 DEG environ, pour que la force r¢esultante FR soit inclin¢ee.

Un d¢etecteur d'impact au sol, par exemple du type pi¢ezo¢electrique, procurerait une ¢energie insuffisante lors des atterrissages successifs sur terrain mou. Une amplification et une mise £a feu ¢electrique par chaque impulseur conduirait £a une consommation ¢electrique importante. Pour ¢eviter ces deux inconv¢enients, les charges 13 sont reli¢ees par des dispositifs retardateurs pyrotechniques 12 ayant chacune une dur¢ee un peu sup¢erieure £a celle d'un saut, de mani£ere £a laisser au circuit ¢electronique 5 le temps de prendre une d¢ecision de poursuite de la recherche ou non. Un dispositif de mise £a feu, commandable par un signal ¢electrique, met £a feu la premi£ere charge lors du choc initial puis les charges 13 sont d¢eclench¢ees successivement.

La figure 4 illustre le fonctionnement de ce premier exemple de r¢ealisation lorsqu'il touche un objectif ayant une paroi magn¢etique. L'aimant 1 se colle £a la paroi magn¢etique SM. La bobine 11 enregistre la variation de flux et produit un signal qui est trait¢e par le circuit ¢electronique 5 pour d¢eclencher la mise £a feu d'un cordeau d¢etonnant 4 qui fait le tour de l'enveloppe 15, pour la sectionner en deux. Cette mise £a feu ¢ejecte le barillet d'impulseurs 2, et la partie sup¢erieure de l'enveloppe 15. Une pi£ece 8 qui assure le montage centr¢e du barillet et sa solidarisation avec l'enveloppe, est ¢eject¢ee ¢egalement. La propulsion du marqueur est ainsi arr¥et¢ee. Le marqueur se trouve all¢eg¢e de la moiti¢e de son poids environ et reste ais¢ement fix¢e sur la surface magn¢etique SM. L'¢emetteur est mis en service.

La figure 5 repr¢esente sch¢ematiquement le circuit ¢electronique 5 et le dispositif pyrotechnique associ¢e. Ils comportent : un d¢etecteur d'impact au sol 51, par exemple du type pi¢ezo¢electrique, qui d¢eclenche un dispositif 12.1 de mise £a feu de la premi£ere charge 13.1. Une deuxi£eme charge est ensuite mise £a feu automatiquement par l'interm¢ediaire du premier retardateur pyrotechnique 12.2, et ainsi de suite jusqu'£a la derni£ere charge, 13.N. Le dispositif pyrotechnique fournit au total N impulsions successives correspondant aux N charges qui le composent. Si l'atterrissage sur une surface magn¢etique intervient avant la fin de ces N impulsions, la variation de flux d¢etect¢ee par la bobine 11 produit un signal Sd qui commande un dispositif 52 de mise £a feu du cordeau 4 pour arr¥eter la propulsion. Cette mise £a feu est accompagn¢ee de la mise en marche d'un ¢emetteur 53.

Un circuit processeur 50 assure l'ex¢ecution de ces diverses fonctions mais certaines peuvent ¥etre ex¢ecut¢ees par d'autres moyens, plus simples. Par exemple, la d¢echarge d'un condensateur, command¢ee directement par le d¢etecteur 51, peut ¥etre utilis¢ee pour d¢eclencher le premier dispositif de mise £a feu 12.1

Selon une variante de r¢ealisation, destin¢ee £a assurer une meilleure d¢etection de l'objectif l'atterrissage, plusieurs crit£eres peuvent ¥etre retenus : le premier ¢etant la variation de flux d¢etect¢ee par la bobine 11 ; et le deuxi£eme ¢etant l'¢etat du v¢ehicule (en roulage ou £a l'arr¥et), pour ¢eviter de marquer des objets inertes, par exemple : des t¥oles, des hangars, des cl¥otures, des v¢ehicules d¢etruits. Le capteur pi¢ezo¢electrique 51 est dans ce cas utilis¢e pour d¢etecter aussi les vibrations du v¢ehicule et tenir compte de ce deuxi£eme crit£ere. Avec une s¢election pr¢ealable, par exemple en programmant le processeur 50, le marqueur pourra tenir compte d'un seul crit£ere ou des deux. Lorsque le ou les crit£eres s¢electionn¢es sont satisfaits le cordeau d¢etonnant 4 est mis £a feu.

Suivant un exemple de r¢ealisation, chaque impulseur contient un gramme de poudre, d'impulsion sp¢ecifique 2500. Si l'ensemble du marqueur p£ese environ 200 g, la vitesse initiale est de 12,5 m/s. Avec une orientation de la pouss¢ee £a 30 DEG de la verticale, les sauts ont environ 6 m de haut, 14 m de long, et une dur¢ee de 2 secondes, environ.

Si le projectile £a guider est ¢equip¢e d'une antenne de 1 d¢ecim£etre carr¢e et que la bande, £a l'accrochage, est de 100 kHz, un ¢emetteur hyperfr¢equence de 10 mW est suffisant pour assurer un rapport signal sur bruit ¢egal £a 20dB pour un accrochage £a 10 km, et 40dB pour un accrochage £a 1 km. Le choix de la longueur d'onde est un compromis entre la s¢electivit¢e souhait¢ee pour ¢eviter des contre-mesures et la pr¢ecision n¢ecessaire £a l'accrochage.

Dans le cas d'un ¢emetteur optique infrarouge, un dispositif marqueur £a rayonnement omnidirectionnel peut comporter des circuits int¢egr¢es lasers, ou des diodes ¢electroluminescentes et une optique diffractive. La puissance ¢emise peut ¥etre aussi de 10 £a 100 mW selon la port¢ee esp¢er¢ee et le co¥ut envisag¢e pour le marqueur.

L'alimentation 6 peut ¥etre constitu¢ee d'une pile amor©cable, solution qui pr¢esente une grande s¢ecurit¢e.

Selon une variante de r¢ealisation, la mise £a feu de la premi£ere charge n'est pas d¢eclench¢ee au moment de l'arriv¢ee au sol, mais ult¢erieurement, par un signal de t¢el¢ecommande ¢electromagn¢etique, ou par un d¢etecteur de proximit¢e (acoustique, vibratoire, etc...). Le marqueur constitue ainsi un marqueur en attente, dit "dormant". Il est possible de poser ou de larguer de tels marqueurs dans une zone, o£u risquent de passer les objectifs £a atteindre. Les marqueurs iront alors se poser sur les v¢ehicules lors d'un passage £a proximit¢e. L'alimentation sera d¢etermin¢ee, dans ce type d'exploitation, pour tenir compte de l'¢energie n¢ecessaire aux d¢etecteurs de proximit¢e pendant une certaine dur¢ee. Cette variante peut notamment ¥etre utilisable en mer pour attirer non des missiles mais des torpilles, des mines propuls¢ees, etc...

Selon une autre variante de r¢ealisation, les marqueurs sont tir¢es £a partir d'un poste de tir, par exemple celui d'armes antichars, et leur alimentation n'est pas assur¢ee par une pile mais par l'interm¢ediaire d'un fil de liaison £a un circuit d'alimentation situ¢e au poste de tir. Le syst£eme ainsi constitu¢e par le poste de tir et les marqueurs £a distance ne demande ensuite aucune intervention humaine pour assurer la fonction d'illumination.

Selon une autre variante de r¢ealisation, les moyens de fixation sont constitu¢es par un filet destin¢e £a rendre le marqueur solidaire d'un v¢ehicule dont la paroi n'est pas magn¢etique : par exemple, un v¢ehicule ayant une carrosserie en mati£ere plastique ou ayant des blindages r¢eactifs. Le dispositif de fixation magn¢etique est alors partiellement remplac¢e par un filet repli¢e £a l'int¢erieur de l'enveloppe 15.

La figure 6 montre sch¢ematiquement une coupe d'un second exemple de r¢ealisation du marqueur selon l'invention, comportant, en plus des ¢el¢ements d¢ecrits pr¢ec¢edemment, un filet 20 repli¢e £a l'int¢erieur de l'enveloppe 15, et des impulseurs 21 destin¢es £a propulser le filet, juste apr£es l'expulsion de la partie sup¢erieure de l'enveloppe 15 par la mise £a feu du cordeau 4. Comme le premier exemple de r¢ealisation, ce second exemple comporte un aimant 1 et une bobine 11. Ils ne peuvent d¢etecter une paroi non magn¢etique, ni fixer le marqueur sur celle-ci, mais ils peuvent d¢etecter des perturbations du flux magn¢etique caus¢ees par des ¢el¢ements autres que la paroi du v¢ehicule. Cette d¢etection permet de commander l'¢ejection du filet pour agripper l'objectif.

La figure 7 montre la disposition du barillet d'impulseurs 2, pour la propulsion du marqueur, et la disposition de six impulseurs 21 destin¢es £a projeter le filet. Les impulseurs 21 sont dispos¢es r¢eguli£erement en couronne autour du barillet 2. Des ouvertures 22 sont r¢eguli£erement d¢ecoup¢ees dans la pi£ece 8 pour permettre l'¢ejection du filet 20.

La figure 9 montre la forme du filet 20 apr£es son ¢ejection du marqueur. Le filet comporte 6 brins rayonnant r¢eguli£erement autour du marqueur 23, ces brins ¢etant reli¢es par des brins de forme hexagonale ayant un centre de sym¢etrie centr¢e sur le marqueur 23. Le filet a ainsi une forme de toile d'araign¢ee.

Il peut ¥etre constitu¢e d'un fil d'acier ou de nylon de tr£es faible diam£etre. La masse totale du filet est ainsi ¢equivalente £a celle de l'aimant 1 du premier exemple de r¢ealisation. Si la fixation £a l'objectif n'est r¢ealis¢e que par un filet, il subsiste seulement un aimant de taille r¢eduite, destin¢e seulement £a percevoir des variations de flux dans des pi£eces m¢etalliques. La masse totale du filet et de cet aimant peut alors ¥etre ¢egale £a celle de l'aimant 1 du premier exemple de r¢ealisation. La masse totale est alors inchang¢ee par rapport au premier exemple de r¢ealisation.

Il est possible aussi de combiner, dans un m¥eme marqueur, une fixation magn¢etique et un filet, l'utilisation du filet n'¢etant d¢eclench¢ee que dans le cas o£u la fixation magn¢etique ne trouve pas une paroi magn¢etique pour se fixer.

Le diam£etre du filet d¢eploy¢e est pr¢evue en rapport avec la taille des objectifs sur lesquels les marqueurs doivent se fixer. Ce diam£etre peut ¥etre par exemple d'une dizaine de m£etres.

La figure 8 illustre la phase de fonctionnement pendant laquelle la partie sup¢erieure de l'enveloppe 15 est ¢eject¢ee et le filet est d¢eploy¢e par la mise £a feu des impulseurs 21. Simultan¢ement, le barillet 2 est ¢eject¢e et continue ses sauts si les impulseurs qu'il contient n'ont pas tous ¢et¢e utilis¢es.