FR2760267A1 - Munition eblouissante - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les munitions éblouissantes. Elle consiste à réaliser une munition du type comprenant un gaz (106) destiné à être transformé en plasma radiatif sous l'effet d'une charge explosive (105) pour émettre un faisceau lumineux (204) . Cette munition comporte en outre une charge propulsive (103) destinée à lancer la munition vers sa cible (202) . Des moyens de retard (104) permettent de mettre à feu la charge explosive après un certain temps de vol, de manière à ce que l'émission lumineuse se produise à une certaine distance du lanceur et à proximité de la cible. Elle permet d'obtenir une intensité lumineuse plus importante sur la cible.

Description

MUNITION EBLOUISSANTE
La présente invention se rapporte aux munitions éblouissantes qui sont destinées à éblouir les systèmes optroniques de repérage ou de conduite de tir, afin de perturber le fonctionnement de ceux-ci pour qu'ils ne constituent plus une menace. Elle n'est toutefois pas destinée à endommager de manière permanente ces matériels optroniques, ni à exercer un effet létal sur les personnes, pas plus qu'à entraîner des lésions oculaires permanentes.

On utilise couramment des matériels de détection optronique qui présentent l'avantage d'être discrets, par ce qu'ils fonctionnent uniquement en réception des rayonnements émis par les sources à détecter, et d'être sélectifs, parce qu'ils détectent essentiellement les rayonnements provenant des sources de chaleur correspondent à une activité humaine, que ce soit l'émission du corps humain lui-même ou l'émission des machines, principalement des moteurs thermiques.

Dans des versions perfectionnées, ces mêmes systèmes de détection permettent aussi de diriger les tirs effectués contre les sources détectées, par exemple en guidant les manoeuvres d'un missile lancé contre une telle source.

En sens inverse, on a développé des systèmes de contremesures permettant de lutter contre ces dispositifs optroniques. Ces systèmes fonctionnent de différentes manières, par exemple par leurrage, par brouillage, ou par éblouissement. C'est ainsi que les aéronefs sont amenés dans certaines phases critiques de vol, à l'atterrissage par exemple, à larguer des leurres infrarouges, formés essentiellement d'une masse combustible brûlant à température relativement basse pour rayonner essentiellement dans l'infrarouge. Un missile muni d'un autodirecteur optronique fonctionnant dans l'infrarouge tiré contre cet aéronef sera essentiellement attiré par ces leurres (effets de leurrage), dont la multiplicité perturbera ses organes de guidage (effets de brouillage). Dans ces cas l'émission optique s'effectue dans tout l'espace, ce qui est ici un avantage puisqu'on ne connaît pas à priori la direction d'où viendra le missile.

Dans d'autres circonstances, on utilise des flashs pyrotechniques dans lesquels une composition pyrotechnique, émettant principalement dans la bande visible, brûle pendant une durée courte de l'ordre de 0,1 seconde en dégageant une intensité lumineuse d'environ 100 kW/sr. Ces systèmes sont essentiellement utilisés à l'inverse du cas précèdent, c'est à dire pour lutter contre une menace effective, par exemple contre un missile dont on a détecté le tir. Ils servent alors à obtenir un effet d'éblouissement de l'autodirecteur de ce missile pour supprimer, au moins momentanément, tout effet de guidage de celui-ci.

Là aussi l'émission est sensiblement isotrope dans tout l'espace, ce qui ici représente un inconvénient puisque l'on recherche essentiellement à concentrer l'intensité maximale sur le missile pour obtenir cet effet d'éblouissement.

On connaît d'un brevet US 5,052,011 un laser pompé par explosif, destiné à émettre un faisceau lumineux pour brouiller ou éblouir les dispositifs électro-optiques. Ce laser est contenu dans une enveloppe ayant la forme d'une douille pour arme à feu. Les dimensions de cette douille ne sont pas précisées, mais compte tenu des organes qui y sont insérés on peut penser qu'elle est d'une taille respectable et est destinée à être utilisée dans un canon plutôt que dans un fusil. Pour utiliser ce dispositif, il est donc nécessaire de le placer dans une arme à feu et de viser l'engin que l'on souhaite éblouir. La divergence du faisceau lumineux sortant de la bouche de cette arme à feu est donc relativement faible, ce qui nécessite une précision importante dans la visée pour que le faisceau lumineux atteigne bien l'optique du dispositif à éblouir.

Comme les risques d'échecs sont relativement grands, on est amené à utiliser une arme automatique qui consommera un nombre important de ces munitions, lesquelles sont à priori assez coûteuses. Par ailleurs la distance parcourue par le faisceau lumineux est égale à celle séparant l'arme, et le tireur, du dispositif à éblouir. Cette distance est donc relativement grande, ce qui diminue d'autant l'intensité surfacique du faisceau arrivant sur l'objectif et donc son efficacité.

Pour pallier cet inconvénient, I'invention propose une munition éblouissante, du type comportant une enceinte cylindrique munie à l'arrière d'une charge explosive et de moyens de mise à feu de cette charge, et remplie à l'avant d'un gaz susceptible d'être transformé en plasma radiatif sous l'effet de l'onde de choc émise par l'explosion de ladite charge pour émettre vers l'avant de l'enceinte un faisceau lumineux éblouissant, principalement caractérisée en ce que cette munition comporte en outre des moyens de propulsion de la munition et des moyens pour retarder ladite mise à feu de la charge explosive de telle manière que le faisceau éblouissant ne soit émis qu'après un temps de vol déterminé de la munition.

Selon une autre caractéristique, les dits moyens de propulsions sont formés d'une charge pyrotechnique propulsive.

Selon une autre caractéristique, elle comprend en outre des moyens pour stabiliser de manière aérodynamique le vol de ladite munition.

Selon une autre caractéristique, ces moyens de stabilisation aérodynamique sont constitués d'ailettes déployable situées à l'arrière de la munition.

Selon une autre caractéristique, elle comporte à l'avant un nez transparent muni de moyen de focalisation dudit faisceau lumineux.

Selon une autre caractéristique, ces moyens de focalisation sont constitués par un système de lentilles.

Selon une autre caractéristique, ces moyens de focalisation sont constitués d'un système de type Cassegrain comportant un miroir primaire formé par la surface intérieure réfléchissante du nez de la munition, un miroir secondaire situé à l'intérieur de ce nez, et une fenêtre transparente ménagée à l'extrémité dudit nez.

Selon une autre caractéristique, lesdits moyens de focalisation comprennent une cavité laser située à l'intérieur du nez de la munition, des moyens pour rendre réfléchissant la surface intérieure du nez de la munition afin de renvoyer le faisceau lumineux provenant du plasma radiatif sur ladite cavité laser, et une fenêtre transparente ménagée à l'extrémité du nez de la munition.

Selon une autre caractéristique, les moyens de focalisation comprennent en outre un cône réducteur permettant de diriger de manière plus efficace l'énergie lumineuse provenant du plasma radiatif sur la cavité laser.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante, présenté à titre d'exemple non limitatif en regard des figures annexées, qui représentent
- la figure 1, une vue en coupe d'une munition selon l'invention;
- la figure 2, un schéma du fonctionnement de cette munition et;
- les figures 3 à 6, des variantes de réalisation de l'optique de sortie de cette munition.

La munition éblouissante selon l'invention représentée en coupe sur la figure 1 a la forme générale d'un projectile allongé comprenant un corps 101, aux dimensions par exemple d'une grenade de 40 mm de type bien connu dans l'art. Ce corps est muni d'un ensemble d'ailettes 102 formant un empennage déployable qui permet de stabiliser cette munition pendant son vol. Cette méthode de stabilisation est plus particulièrement utile parce que comme on le verra après, I'essentiel de la masse de munition est concentrée à l'arrière de celle-ci, ce qui ne permet généralement pas d'obtenir des résultats corrects en utilisant un système de stabilisation par rotation.

De l'arrière vers l'avant de la munition, on trouve successivement une charge propulsive 103, un dispositif de mise à feu retardée 104, une charge explosive 105, un gaz 106 ionisable sous l'effet d'une onde de choc et contenu dans une cavité centrale, une fenêtre 107 et un nez 108 muni d'une optique de focalisation.

La séquence de fonctionnement de cette munition, illustrée dans la figure 2, est la suivante
La munition est lancée à partir d'un lanceur 201, qui peut être une arme de poing très simple, du style lance-fusée, dans la direction approximative de la cible 202 qui transporte les matériels optoélectroniques à éblouir. Ce lancement est effectué par mise à feu de la charge propulsive 103.

A la sortie du lanceur, les ailettes 102 se déploient et la munition parcourt en vol libre un trajet d'environ 200 à 500 m en direction de la cible.

Le lancement entraîne, par inertie ou par ignition à partir de la masse propulsive par exemple, le déclenchement d'un système de retard, pyrotechnique par exemple, contenu dans les moyens 104. A la fin du délai procuré par ces moyens de retard, qui correspond à la fin du vol libre de la munition, ces moyens provoquent le fonctionnement d'un système de mise à feu qui permet de déclencher l'explosion de la charge explosive 105.

Cette charge explosive est formée d'un explosif extrêmement brutal, qui provoque l'émission d'une onde de choc dirigée vers l'avant du projectile. La forme, de préférence plane, et la direction de cette onde de choc sont obtenues par la configuration de la masse explosive et par les moyens de mise à feu, selon une technique bien connue dans l'art.

La très forte amplitude de cette onde de choc, 1 à 10 kbars par exemple, entraîne l'ionisation du gaz 106 contenu dans la cavité centrale du projectile. Ce gaz ainsi ionisé forme un plasma radiatif qui émet un spectre sensiblement équivalent à celui d'un corps noir à température uniforme. La température équivalente d'émission dépend du gaz choisi. On utilisera principalement, de manière connue, un gaz rare du type Argon, Xénon ou Krypton, comprimé sous une pression comprise par exemple entre 1 et 10 bars.

Compte tenu de la brièveté des phénomènes, I'ensemble ne se déforme pas sensiblement pendant la durée de son fonctionnement et l'on obtient donc un cylindre de plasma radiatif, dont la forme et les dimensions sont sensiblement celles de la cavité qui contient initialement le gaz. La durée de l'émission lumineuse dépend de la longueur de cette chambre. Pour une longueur comprise entre 100 et 250 mm on peut obtenir, avec les explosifs brisants habituels, une durée d'émission comprise entre 10 et 50 microsecondes.

Le calcul et l'expérience montrent qu'alors le pourcentage d'émission lumineuse provenant de la face avant de la chambre est nettement supérieur au pourcentage provenant de la face latérale cylindrique de cette chambre. Le rapport entre ces proportions est proportionnel au carré du calibre de la munition. On peut aussi améliorer ce rapport en polissant les parois internes de la chambre, elle-même fabriquée avec un matériau réflecteur, ou en déposant sur cette paroi intérieure latérale une couche d'un matériau particulièrement réfléchissant comme l'aluminium.

La mise à feu de la charge éblouissante provoque donc l'émission par l'extrémité avant du projectile d'un faisceau lumineux en forme de cône, dont l'ouverture pour des valeurs courantes des dimensions de la munition, telles que citées préalablement, est de l'ordre de 450. Ceci permet d'obtenir simultanément un faisceau nettement plus concentré que pour une émission isotropique et d'autre part d'atteindre la cible 202 dans la plupart des cas de figure en dépit d'un pointage approximatif au lancement, d'une trajectoire pendant le vol libre pouvant relativement varier par exemple sous l'effet du vent, et d'éventuelles manoeuvres d'évitement de la cible.

La valeur de l'angle du cône d'émission vers l'avant de la cible peut être modifiée, par rapport à la valeur naturelle obtenue avec le cylindre de gaz ionisé, en utilisant des moyens de focalisation, formés par exemple d'une fenêtre de sortie 107 et d'une optique 108. Dans la mesure où l'on focalise plus ce faisceau, c'est à dire que l'on diminue sa divergence, il conviendra bien entendu de resserrer les critères de précision du pointage.

Différents moyens pour obtenir cette focalisation sont représentés par exemple sur les figures 3 à 6.

Dans la solution la plus simple, représentée sur la figure 3, on a placé dans le nez sensiblement sphérique de la munition une lentille 301 dont la face avant est conforme au nez de cette munition et dont la face arrière est prévue pour former avec la face avant un dioptre convergent permettant de rassembler l'énergie optique émise au niveau de la fenêtre 107 pour former un faisceau de sortie plus étroit que le faisceau 204.

Une solution plus élaborée, représentée sur la figure 4, consiste à utiliser une optique de type Cassegrain. Pour cela, la face interne du nez avant de la munition est rendue réfléchissante par dépôt d'une couche métallique 401, de manière à constituer le miroir primaire d'une optique Cassegrain. L'énergie lumineuse ainsi réfléchie par ce miroir primaire est renvoyée sur un miroir secondaire 402 situé au centre du nez sensiblement au niveau de la fenêtre 107. Ce miroir secondaire renvoie l'énergie vers une fenêtre 403 dégagée dans la couche réfléchissante du nez de la munition à la pointe de ce nez. Le cas échéant, on peut en outre placer une lentille supplémentaire au niveau de cette fenêtre 403.

Si l'on souhaite encore augmenter la convergence du faisceau de sortie, au prix bien entendu d'une augmentation des difficultés de pointage, on peut utiliser une configuration permettant d'obtenir un système laser.

Dans la version la plus simple, représentée sur la figure 5, le nez de la munition est rendu réflecteur, comme sur la figure 4, avec un revêtement 501 qui comporte une fenêtre de sortie 503, éventuellement muni d'une optique de focalisation. Le rayonnement réfléchi sur la face intérieure du nez est par contre renvoyé sur une cavité laser 502. Celleci comprend un milieu amplificateur, solide ou liquide, terminé par deux miroirs conformément à la technique bien connu des lasers. Le plasma radiatif obtenu par l'onde de choc dans la cavité 106 sert alors de pompe pour exciter le laser 502 et obtenir un faisceau de faible divergence, 10 mrad par exemple, selon l'axe de la munition.

Dans une variante, représentée en figure 6, on utilise, outre le revêtement réfléchissant 601, la fenêtre de sortie 603 et la cavité laser 602, un cône réducteur 604 qui permet de diriger plus efficacement vers le dispositif laser la lumière provenant de la cavité de pompage 106.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 - Munition éblouissante, du type comportant une enceinte cylindrique (101) munie à l'arrière d'une charge explosive (105) et de moyens de mise à feu (104) de cette charge, et remplie à l'avant d'un gaz (106) susceptible d'être transformé en plasma radiatif sous l'effet de l'onde de choc émise par l'explosion de ladite charge pour émettre vers l'avant de l'enceinte un faisceau (204) lumineux éblouissant, caractérisée en ce que cette munition comporte en outre des moyens de propulsion (103) de la munition et des moyens (104) pour retarder ladite mise à feu de la charge explosive de telle manière que le faisceau éblouissant ne soit émis qu'après un temps de vol déterminé de la munition.

2 - Munition selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dits moyens de propulsions sont formés d'une charge pyrotechnique propulsive (103).

3 - Munition selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens (102) pour stabiliser de manière aérodynamique le vol de ladite munition.

4 - Munition selon la revendication 3, caractérisée en ce que ces moyens de stabilisation aérodynamique sont constitués d'ailettes déployable (102) situées à l'arrière de la munition.

5 - Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte à l'avant un nez transparent (108) muni de moyen de focalisation dudit faisceau lumineux (204).

6 - Munition selon la revendication 5, caractérisée en ce que ces moyens de focalisation sont constitués par un système de lentilles (301).

7 - Munition selon la revendication 5, caractérisée en ce que ces moyens de focalisation sont constitués d'un système de type

Cassegrain comportant un miroir primaire (401) formé par la surface intérieure réfléchissante du nez de la munition, un miroir secondaire (402) situé à l'intérieur de ce nez, et une fenêtre transparente (403) ménagée à l'extrémité dudit nez.

8 - Munition selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens de focalisation comprennent une cavité laser (502) située à l'intérieur du nez de la munition, des moyens (501) pour rendre réfléchissant la surface intérieure du nez de la munition afin de renvoyer le faisceau lumineux provenant du plasma radiatif sur ladite cavité laser, et une fenêtre transparente ménagée à l'extrémité du nez de la munition.

9 - Munition selon ia revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de focalisation comprennent en outre un cône réducteur (604) permettant de diriger de manière plus efficace l'énergie lumineuse provenant du plasma radiatif sur la cavité laser.