FR2725032A1 - Procede et dispositif de contre-mesure remorque pour aeronef - Google Patents

Abstract

A un aéronef (A), on associe un auxiliaire de brouillage (R) remorqué par un câble (CR). Un signal de brouillage choisi est transmis à la remorque (R) par au moins une fibre optique incorporée au câble (CR), et le signal de brouillage élaboré au niveau de l'aéronef est alors émis par l'auxiliaire remorqué (R).

Description

Procédé et dispositif de contre-mesure remorqué pour aéronef.

L'invention concerne le domaine technique des contre-mesures électromagnétiques, essentiellement pour aéronefs.

On connait tout d'abord les brouillages d'auto-protection, qui font intervenir un seul porteur, c'est-à-dire un seul aéronef. En ce cas, la source a d'énergie du brouillage est par nécessité confondue avec le porteur, sur lequel sont donc toujours pointés les détecteurs de la menace. I1 existe bien sûr des artifices tendant à simuler une fausse position de ce porteur unique. Mais l'utilisation des contre-contremesures électroniques permet très souvent de déjouer ces artifices. Pour mettre en oeuvre un brouillage efficace, il faut alors que celui-ci soit spécifique, c'est-à-dire que l'on connaisse a priori la menace à brouiller. L'homme de l'art comprendra que ceci complique considérablement les choses.

On peut aussi recourir à des leurres. Qu'il s'agisse de paillettes conductrices, de leurres ponctuels, ou mieux de leurres répondeurs actifs, ces leurres souffrent d'incon vénients divers. On se contentera ici de constater qu'ils sont la plupart du temps détectables par des contre-contremesures électroniques, ce qui en réduit encore une fois l'efficacité.

Une autre catégorie de brouillage est celle du brouillage à effet centroIde. En utilisant deux avions au moines, on peut chercher à introduire dans la fenêtre de poursuite de la menace (fenêtre distance et/ou Doppler) un signal -' venant d'une autre direction pour le superposer au signal de la cible, de façon que la résultante soit dans une trois.

me direction, différente des deux premières. I1 existe diffç- rentes catégories de brouillage de ce type. Il existe aussi des variantes, tendant à éviter les inconvénients de la poursuite du brouilleur lui-même ("homing sur brouilleur
Mais l'inconvénient principal de ces types de brouillage est qu'ils nécessitent au moins deux aéronefs.

Par ailleurs, dans les cas de navires, il a été proposé de tirer un leurre actif dans la direction d'arrivée de la menace. Cette solution est difficilement transposable aux aéronef s, car il faudrait que le leurre ainsi tiré soit capable d'une--certaine navigation, ce qui en rend l'applica- tion pratiquement prohibitive.

Enfin, il a aussi été proposé d'associer à un aéronef un brouilleur remorqué. Autonome, ce brouilleur remorqué peut fonctionner en répondeur ou en brouilleur à bruit. Dans le premier cas, le brouilleur n'est en général crédible que pour les sources à onde continue ou bien les menaces venant par l'arrière. Dans le second cas, le dispositif fonctionne bien, mais il est extrêmement délicat de réalisa- tion compte tenu des contraintes d'encombrement, de coat ainsi que de source d'énergie et de climatisation. L'aéronef :porteur ou plus exactement tracteur s'en trouve fortement pénalisé, car les domaines de vol admissibles sont très limités.

La présente invention vient proposer une autre solution, nettement plus avantageuse.

Est proposé tout d'abord un procédé de contre-mesure électro magnétique pour aéronef, selon lequel on associe au moins z temporairement à l'aéronef un auxiliaire remorqué de brouillage, on transmet un signal de brouillage choisi & cet auxi- liaire, par au moins une fibre optique associée au câble de remorquage, et on fait émettre le signal de brouillage choisi par ledit auxiliaire.

Très avantageusement, l'auxiliaire est alimenté par des fils également associés au câble de remorquage, de préférenC en haute tension et en haute fréquence.

I1 est également avantageux que des liaisons numériques filaires, en particulier bidirectionnelles, soient également associées au câble de remorquage.

Plus précisément, la réception primaire des signaux électromagnétiques incidents et l'élaboration du signal de brouili sont effectués à bord de l'aéronef, tandis que l'auxiliaire a pour rôle d'émettre le signal de brouillage ainsi obtenue
L'invention offre également un dispositif de contre-mesure électromagnétique pour aéronef. Ce dispositif colporte, de manière connue, un auxiliaire remorqué. Cet auxiliaire remorqué est déployable depuis l'aéronef.

Selon l'invention, le câble de remorquage est muni d'au moins une fibre optique, et l'auxiliaire comporte des noye- propres à l'émission d'un signal de brouillage qui lui est fi transmis par ladite fibre optique. L'alimentation, ainsi que la transmission numérique, peuvent se faire comme pr - demment indiqué. Selon un autre aspect de l'invention, du côté de l'auxiliaire remorqué, les récepteurs opto-électroniques de la ou des fibres optiques sont refroidis, en parti culier par réfrigération à effet Peltier.

Les liaisons numériques filaires peuvent servir en particu- lier à la commutation entre deux antennes d'émission de brouillage, respectivement placées sous radômes à l'avant et à l'arrière de l'auxiliaire.

Selon encore un autre aspect de l'invention, cet auxiliaire comporte un amplificateur d'émission constitué de tubes à ondes progressives, qui peuvent fonctionner à température relativement élevée, et par conséquent ne pas nécessiter de moyens de refroidissement sophistiqués.

Selon encore un autre aspect de l'invention, deux fibres optiques sont associées au câble de remorquage, pour la transmission du signal de brouillage selon deux parties du spectre utile de fréquence.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 illustre schématiquement un aéronef muni d'un auxiliaire remorqué; - la figure 2 est un schéma électrique de principe des éléments situés à bord de l'aéronef et de l'auxiliaire, pour la mise en oeuvre de l'invention; - la figure 3 est un schéma électrique de principe de l'auxiliaire remorqué lui-même; - la figure 4 est un schéma électrique de principe dans le cas de la transmission à travers une seule fibre optique; et - la figure 5 est un schéma électrique de principe dans le cas de la transmission à travers deux fibres optiques.

La présente invention part d'une remarque essentielle. Le dispositif de contre-mesure électronique installé à bord de l'aéronef a en général beaucoup de qualités, notamment en ce qui concerne l'analyse des signaux radioélectriques incidents, et la possibilité d'une génération de brouillage sophistiqué. Son seul défaut est que l'émetteur rayonnant l'énergie est confondu avec l'avion, d'après ce qu'on sait faire jusqu'à présent, d'où le risque de poursuite du brouilleur ("homing sur brouilleur").

I.es solutions consistant à éclairer un réflecteur illuminé par le brouilleur pour faire du brouillage indirect sont envisageables, mais leur rendement est extrêmement bas.

L'invention préconise au contraire que l'émetteur soit désolidarisé de l'aéronef, et remorqué derrière celui-ci. Une liaison hyperfréquence transmet alors à cet émetteur le signal de brouillage engendré par l'avion. Et il est actuellement considéré comme préférentiel que cette transmission s'effectue par fibres optiques.

La distance de remorquage, c'est-à-dire la longueur d câble de remorquage doit être choisie convenablement. L'organe auxiliaire remorqué Qoit être suffisamment près de l'aéronef pour être peu discernable de celui-ci, vu de la menace.

C'est-à-dire que les deux objets doivent se trouver dans le lobe principal de l'aérien de cette menace.

Mais l'organe remorTe doit être aussi suffisamment loin pour que la distance de passage de la menace se dirigeant vers l'objet remorqué soit au-delà de la distance déclenchant la fusée de proximité, afin de ne pas mettre l'avion en danger.

I1 est actuellement onsidéré que cette distance doit être comprise entre 100 e- 200 mètres, environ.

La Demanderesse a encore porté une grande attention au fait que le système proposé doit rester opérationnel, c'est-à-dire ne pas pénaliser l'avion dans tout son domaine de vol.

I1 en résulte que le dispositif doit être léger et petit, pour avoir une traînée aussi faible que possible. Cela suppose que l'objet remorqué ait une masse de quelques kilo grammes, et un volume de quelques litres, tout en étant bien profilé.

I1 faut encore que cet objet remorqué possède une faible surface équivalente radar, de manière à éviter le déclenchement des fusées de proximité lorsqu'elles passent à son niveau. I1 faut encore éviter qu'un observateur radar puisse détecter sa présence, information qui serait immédiatement utilisable pour "effacer" l'objet remorqué des signaux reçus par la menace.

On considère actuellement que l'objet remorqué doit être alimenté par l'avion, de manière à avoir une autonomie de fonctionnement pratiquement illimitée. Une variante consisterait à prévoir une alimentation autonome par turbine, au prix de difficultés quant à l'implantation des antennes, et aussi au point de vue de la traînée, qui serait augmentée de même que la surface équivalente radar.

Un autre but de l'invention est de faire en sorte que l'objet remorqué soit en liaison aussi discrète que possible avec l'avion. Compte tenu des pertes de transmission non négligeables qui existent sur une distance de 200 mètres, il est estimé actuellement qu'une liaison par antenne manque de discrétion, à cause de la puissance nécessaire, et complique de surcroît la compatibilité de l'objet remorqué avec l'avion. C'est pourquoi il est actuellement préféré que la liaison hyperfréquence soit effectuée par modulation de lumière, véhicule sur une ou des fibres optiques, ce qui constitue une liaison légère, à très faible perte, et discrète.

Dans ces conditions, un câble unique peut assurer les fonctions de traction ainsi que d'alimentation en énergie, en signaux électriques analogiques pour le brouillage, et en signaux numériques de commande.

La figure 1 illustre un aéronef A qui tire par un câble de remorquage CR un auxiliaire remorqué R.

En pratique, l'auxiliaire R est déployable en vol, dès que la présence d'une menace a été repérée. Cet auxiliaire peut être réintroduit dans l'aéronef après utilisation, par rembobinage du câble de remorquage, du moins pour des applications de test ou en temps de paix. I1 peut aussi être purement et simplement abandonné après usage.

Dans le cas où il est conservé, l'auxiliaire remorqué peut être aussi largué avant l'atterrissage, avec freinage par parachute, et récupéré sur la piste.

Sur la figure 2, la partie gauche concerne un aéronef, la partie droite l'objet remorqué R, et on trouve entre les deux la structure du câble de remorquage CR.

L'aéronef A est muni d'un récepteur primaire RP pour la détection des signaux radioélectriques incidents relatifs aux menaces. A partir de là, un générateur GSB produit un signal de brouillage SB, ainsi que des ordres numériques.

Le signal de brouillage SB est appliqué à une interface opto-électronique pour les signaux analogiques de brouillage notée IOE. Les signaux numériques issus du circuit GSB sont appliqués à une interface logique bidirectionnelle
ILB. Enfin, une alimentation AHT produit un courant de puissance sous haute tension, et sous une fréquence relativement élevée, typiquement 10 kHz au moins. Le câble de remorquage comprend une partie de traction en kevlar (marque déposée), notée K. Autour de celle-ci sont placées une ou plusieurs fibres optiques FO, qui servent à la transmission du signal de brouillage lui-même. Sont églament prévues des liaisons bifilaires métalliques, par exemple en cuivre, d'une part pour la transmission des signaux logiques bidirectionnels, d'autre part pour le courant d'alimentation.

A l'autre extrémité, le courant d'alimentation est récupéré dans un circuit AL incorporé à l'auxiliaire remorqué R (voir aussi figure 3). Cette alimentation est reliée à tous les circuits internes de l'organe R, liaison non représentée pour simplifier le dessin.

La paire issue de l'interface ILB de l'aéronef est transmise à une interface logique bidirectionnelle faisant partie d'une logique de commande LC incorporée à l'aéronef.

Enfin, la ou les fibres optiques FO sont reliées à une interface opto-électronique pour les signaux de brouillage, notée
OEL.

Le signal de brouillage est appliqué à un pré-amplificateur et correcteur PAC, suivi d'un amplificateur d'émission AMP, formé avantageusement de tubes à ondes progressives, et enfin d'un commutateur hyperfréquence CAVR.

La fonction du commutateur CAVR est de permettre l'alimentation, de manière commandée, soit d'une antenne avant AAV, soit d'une antenne arrière AAR, toutes deux incorporées sous radômes à l'organe remorqué R.

Les signaux logiques issus de l'organe LC servent tout d'abord à la commande de l'état de ce commutateur CAVR. En effet, suivant ce qu'aura détecté l'aéronef, il y aura lieu de mettre en oeuvre l'émission à l'avant ou à l'arrière de l'objet remorqué.

La logique de commande LC peut également assurer les fonctions de test des autres éléments de l'objet remorqué R, comme le montrent les liaisons vers les organes OEL et ACAMP et
CAVR de la figure 2.

Sur la figure 4, le signal SB, de fréquence Fo, est supposé occuper un spectre que l'on peut transmettre à travers une seule fibre optique et avec une seule diode laser d'émission.

Ainsi, ce signal SB est appliqué à un amplificateur AFO, constitué par exemple de transistors à effet de champ, pour piloter une seule diode laser DL, couplée à l'entrée d'une fibre optique FO. La sortie de cette fibre optique est couplée à un photodétecteur PD, qui alimente un autre amplificateur ARO, dont la sortie peut alors être amenée au circuit
PAC.

A l'heure actuelle, les composants permettant la transmission, comme illustré sur la figure 4, dans une bande spectrale allant de 6 à 18 giga Hertz sont encore difficilement utilisables en grande série.

C'est pourquoi, si une bande large de transmission est requise, on pourra utiliser le montage de la figure 5.

Le signal de brouillage SB est appliqué à un premier mélangeur MFO qui reçoit un signal local d'un oscillateur OL.

I1 en résulte un signal de fréquence F1 transmis à un amplificateur AFO1 suivi d'une diode laser DL1, pour transit à travers une première fibre optique Fol.

Le signal local, de fréquence F2, est transmis à travers l'amplificateur AFO2, qui excite la diode laser DL2, pour transit à travers la fibre F02.

A l'autre extrémité des deux fibres, on trouve les photodétecteurs PD1 et PD2, suivis d'amplificateurs respectifs ARO1 et ARO2, dont les sorties sont mélangées dans un mélangeur MRO, suivi d'un filtre FRO. On trouve alors un amplificateur de sortie ASO qui peut alimenter le pré-amplificateur
PAC.

Bien entendu, il y aura lieu d'effectuer des corrections spectrales et autres, qui sont prises en charge dans le circuit du pré-amplificateur PAC.

On observera que le dispositif qui vient d'être décrit possède une couverture angulaire rendue aussi omnidirectionnelle que possible, du fait de la commutation entre les antennes avant et arrière, ce qui évite le wmargueritagew transversal.

Par ailleurs, on obtient une grande efficacité, du fait que le signal de brouillage émane de l'avion tracteur lui-mS e.

Apparaît ici une variante de l'invention : si l'avion tracteur est lui-même équipé pour se coordonner en brouillage avec un autre avion, on peut prévoir que chaque remorque (ou l'une d'entre elles) transmet le signal de brouillage qui est relatif à l'autre aéronef.

Par ailleurs, en utilisant un amplificateur d'émulsion formé de tubes à ondes progressives, on fait en sorte que la température de fonctionnement ne nécessite pas d'autre climatisation que l'échange avec la peau du conteneur de l'objet remorqué R, et ce dans tous les domaines de vol.

Selon un autre aspect de l'invention, les antennes d'émission de l'objet R sont avantageusement capables de travailler en bipolarisation, ce qui permet d'obtenir l'émission dans la forme et la couverture désirées.

Sur un autre plan, il est avantageux que la structure de l'objet R soit étanche, de manière à y conserver la pression d'air, ce qui facilite la réalisation des alimentations très haute tension, ainsi que la tenue en puissance des circuits hyperfréquences et en particulier des antennes d'émission.

On n'a pas décrit en détail ici le dispositif assurant le déroulement et éventuellement le rembobinage du câble. Ceuxci sont considérés comme accessibles à l'homme de l'art, étant observé qu'on prévoira une régulation pour limiter la vitesse de sortie du câble. Dans le même esprit, on prévoira un système de guillotine pour le largage d'urgence de la remorque, en particulier en opération réelle.

Un même aéronef pourra bien entendu être équipé de plusieurs remorques stockées de ce genre, qu'il pourra mettre en oeuvre l'une après l'autre.

On peut encore prévoir qu'un même câble tracte plusieurs remorques, qui lui sont reliées à des endroits différents.

Ceci est notamment intéressant pour les gros aéronefs.

On s'intéressera maintenant à l'utilisation du dispositif selon l'invention en contre-mesure. I1 convient d'examiner d'abord le cas où la remorque se trouve exactement dans l'axe de l'avion, vu de la menace. Ceci peut être aisément résolu par un mouvement convenable de l'avion, ou encore par une action de deux aéronefs en mode coordonné, et équipés chacun de remorques selon l'invention.

A cet égard, l'objet embarqué peut également être muni d'un récepteur simplifié autonome qui lui permet de se protéger seul des menaces venant de l'arrière. Il peut être intéressant qu'en pareil cas l'objet remorqué transmette des inforea- tions à l'aéronef qui le tracte, notamment sous forme numérique.

Une autre variante consisterait à embarquer dans l'objet remorqué des leurres capables d'en augmenter l'émission infrarouge, pour augmenter sa crédibilité à l'égard de menaces utilisant un double système de détection électromagnétique et infrarouge.

La mise en pratique du dispositif de l'invention peut impliquer un partage des tâches : en effet, les brouilleurs internes à l'aéronef tracteur sont suffisants pour neutraliser les radars n'intervenant pas directement dans le guidage de l'arme. Par contre, la mise en oeuvre de l'objet remorqué sera nécessaire pour les radar des menaces guidées par autodirecteur ou les radars associés à des canons ou à des guidages d'engins par alignement.

I1 convient d'observer à cet égard que le système de contremesure électronique de l'avion connaît par définition la position de l'émetteur qu'il remorque, et qu'il connait aussi, au moins approximativement, la direction de la menace.

Le signal de brouillage qu'il envoie alors à l'objet remorque peut être optimise, même pour des signaux sophistiqués tels que ceux dits "pulse-Doppler" ou encore les signaux codés du type "chirp".

Bien entendu, plusieurs menaces peuvent être brouillées simultanément, l'émetteur remorqué étant à très large bande, et largement dimensionné en puissance.

La liaison bifilaire numérique installée entre l'aéronef et la remorque permet d'assurer non seulement la commande de ltémission avant et arrière, mais aussi des tests, une commande de gain, ainsi que des commandes en direction.

Un autre avantage de l'invention est que l'émetteur, du fait de son éloignement de l'aéronef, est fortement découplé, par les lois bien connues de propagation, du récepteur principal RP incorporé à l'aéronef. La réception et l'émission peuvent donc se faire simultanément. Eventuellement, pour des signaux incidents très faibles, une réduction de la puissance émise peut être envisagée par commande sur la liaison numérique.

Comme détà mentionné, la dissipation des calories engendrées à l'intérieur de l'objet R peut se faire par échange thermique avec la peau du brouilleur remorqué. La température de celle-ci est peu différente de la température dite athermane, en aérodynamique. Pour améliorer la fiabilité et diminuer le coût des composants opto-électroniques, ceux-ci peuvent être alors refroidis par effet Peltier, comme précédemment mentionné, car il y a peu d'énergie à évacuer dans ces composants. Pour leur part, les tubes à ondes progressives n'ont pas besoin d'un refroidissement spécifi-e.

Enfin, il a été proposé plus haut en référence aux figures 4 et 5 de transmettre sur deux fibres optiques le signal de brouillage, compte tenu de la large mande occupée par celui-ci. Une solution de variante consiste à faire transi ter les deux signaux sur la même fibre optique, en utilisant par exemple deux diodes laser opérant à deux fréquences suffisamment différentes.

Une autre variante consiste à faire transiter les signaux logiques par fibres optiques.

Claims (12)

Revendications.

1. Procédé de contre-mesure électromagnétique pour aéronef, caractérisé en ce qu'on associe au moins temporairement à l'aéronef un auxiliaire remorqué de brouillage (R), en ce qu'on transmet un signal de brouillage choisi (SB) à cet auxiliaire, et en ce qu'on fait émettre le signal de brouillage choisi par ledit auxiliaire.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on alimente électriquement ledit auxiliaire par des fils également associés au câble de remorquage.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en oe que ladite alimentation s'effectue en haute tension et haute fréquence.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des liaisons numériques filaires bidirectio=nelles sont également associées au câble de remorquage.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réception primaire des signaux électromagnétiques incidents et l'élaboration du signal de brouillage sont effectués à bord de l'aéronef, tandis que l'auxi- liaire a pour rôle d'émettre le signal de brouillage ainsi obtenu.

6. Dispositif de contre-mesure électromagnétique pour aéronef, du type comportant un auxiliaire remorqué (R) déployable depuis l'aéronef (A), caractérisé en ce que le câble de remorquage est muni d'au moins une fibre optique (fi), et en ce que l'auxiliaire comporte des moyens (AMP) propres à l'émission d'un signal de brouillage qui lui est transmis par ladite fibre optique.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'alimentation électrique de l'auxiliaire est assurée depuis l'aéronef par des fils associés au câble de remorquage.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite alimentation s'effectue en haute tension et haute fréquence.

9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que, côté auxiliaire, les récepteurs opto-électroniques de la ou des fibres optiques sont refroidis, en particulier par réfrigération à effet Peltier.

10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que des liaisons numériques filaires sont également associées au câble de remorquage, en particulier pour la commutation entre deux antennes d'émission de brouillage, respectivement placées sous radômes à l'avant et à l'arrière de l'auxiliaire.

11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que l'auxiliaire comporte un amplificateur d'émission constitué de tubes à ondes progressives.

12. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte deux fibres optiques associées au câble de remorquage, pour la transmission du signal de brouillage selon deux parties du spectre utile de fréquences.