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"DISPOSITIF UNIVERSEL DE HAUSSE OU DE POINTAGE POUR CANONS DESTINES A TIRER SUR DES BUTS MOBILES"
Jusqu'à présent, les hausses pour canons pour tirer sur des buts mobiles n'étaient construites que pour le tir direct,de telle sorte que leurs mécanismes de mesure de la durée et leurs autres éléments de construction, qui déterminent l'élévation ou hausse et la correction de durée de trajet du projectile (tempie- rung) résultantes, ne peuvent être utilisés pour les tirs indirects.
Les données du tir sont en conséquence déterminées,dans le cas d'un tir indirect, pour un point supposé être le point cen-
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tral d'une batterie, à partir d'un poste central de commandement.
En raison des progrès réalisés par la tactique de l'aviation il devient absolument nécessaire de disposer les différents canons d'une batterie de tir contre aéronefs à des distances irrégulières les uns des autres, de sorte que le procédé jusqu'ici utilisé en considérant le point central d'une batterie ne peut plus être en- visage.
Il parait donc nécessaire d'établir de telle sorte les dispositifs de pointage, que ceux-ci déterminent séparément les données résultantes pour chaque canon, et cela'en se basant sur les coordonnées angulaires # n et #n mesurées d'un point N.
Il faut, en conséquence, transformer les valeurs de #n et T déterminées au point N en des valeurs angulaires cor- reapondant à un autre point d, came montré sur la Fig. 1.
Si on pouvait obtenir à chaque instant et d'une manière ininterrompue par un dispositif à parallaxe les données transformées telles que#m et Dm (distance horizontale du but), on pourrait utiliser les valeurs obtenues pour la détermination de la durée et des données résultantes correspondant au but Z à attein- dre.
Un procédé de ce genre ne peut être réalisé avec les dispositifs de pointage construits jusqu'ici, si bien que ceuxci ne peuvent pas être utilisés d'une façon universelle pour des tirs directs ou indirects.
En outre, certains dispositifs pour le tir contre aéronefs diffèrent de ceux qui sont destinés au tir sur buts mobiles se déplaçant sur terre ou sur l'eau.
Notamment. les dispositifs de pointage destinés au tir contre aéronefs sont toujours basés sur l'emploi de triangles réduits, l'angle de site #m étant considéré comme une des varias bles principales. C'est pourquoi ils ne peuvent fonctionner que
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dans certaines limites de la valeur de l'angle de site; mais leur fonctionnement devient impossible lorsque cet angle devient nul.
L'utilisation de triangles réduits a, en outre, comme conséquence, qu'on doit utiliser, pour le calcul des diverses fonctions, des multiplicateurs, voire un procédé logarithmique comportant des cames, c'est-à-dire des organes relativement délicate, qu sont mis rapidement hors d'usage et qui sont de fabrication difficile.
Le dispositif de pointage universel!établi confor- mément à l'invention évite tous ces inconvénients et permet a) le tir direct et le tir indirect; b) le tir contre des buts aériens ou terrestres.
La caractéristique essentielle de l'invention consiste dans l'incorporation d'un élément à parallaxe dans le mécanisme du susdit dispositif, de telle sorte qu'une partie de ce mécanimme soit commandée par le mouvement latéral du canon et que l'autre partie reçoive des récepteurs de la transmission électrique ses déplacements correspondant aux valeurs angulaires d'un point éloigné N. Ces deux parties sont maintenues en concordance à l'aide d'index ou repères et de contre-repères.
La deuxième caractéristique essentielle de l'invention consiste dans la résolution d'un triangle correcteur horizontal et non réduit, sans utilisation d'un multiplicateur mécanique, . et dans l'obtention du produit v. t par l'application de la formule des valeurs moyennes des fonctions.
On peut constater aisément que la mise en oeuvre de la première caractéristique de l'invention ne serait pas facile à exécuter sans l'aide de la deuxième. Ces deux caractéristiques paraissent en effet présenter entre elles une connexité, ainsi qu'il apparaîtra dans ce qui suit.
La Fig. 1 représente les rapports géométriques respectifs @
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des diverses variables, dans le cas du tir indirect, les varia- bles # net #n étant mesurées à distance en un point N à l'aide d'un télémètre ou d'un dispositif de repérage par le son, et la hausse étant portée par le canon 1.
La signification des signes utilisés est la suivante : #n: l'angle de dérive par rapport à la base Nd ; @n : l'angle de site mesuré au point N ; D n : la distance horizontale du point de pointage; y :la hauteur métrique du but; v la vitesse de déplacement du but en m/sec.; t : la durée de trajet du protectile depuis le point d jusqu'au but Z; #m: l'angle de dérive du point de pointage relativement au point d, donc en effectuant la correction de parallaxe.
Dm : la distance horizontale du point de pointage, compte tenu également de la correction de parallaxe. b Nd: la base de parallaxe; @z: l'angle de dérive du but, compte tenu de la correction de dérive ¯#, donc #Z=#m +¯#;
DZ: la distance horizontale du but relativement au point d; c : la correction de durée de trajet, c'est-à-dire de la hauteur d'éclatement du projectile, correspondant au point Z ; ¼: l'élévation ou hausse, correspondant au point Z; ss: l'angle de la trajectoire de l'avion avec la direction fixe Nd.
On pourrait mesurer la dé4rive # n et l'angle relative- ment à une direction quelconque ; on choisira ici la base Nd. pour simplifier les considérations géométriques.
Dans ce qui suit, en suppose que les éléments y, v et ss,
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que l'on considère comme des invariants, sont connus, ayant été déterminés par un procédé approprié quelconque.
Les triangles horizontaux NdM' et dM'Z' sont repro- duits sur le dispositif de pointage du canon, à une échelle constante q,
La réalisation du triangle NdM', avec les côtés q.b q.Dn et q.Dm. et avec les angles #n, #m, est représentée à titre d'exemple sur la Fig. 2. Le point M'est matérialisé par le repère 1 et le contre-repère 2. Lorsque les éléments #n et Dn sont donnés, la position du repère 1 est déterminée.
Si donc on vient déplacer le contre-repère 2, par translation et rotation, de façon qu'il vienne coïncider avec le repère 1, on aura effectué une rotation #m et un déplacement Dm.,
La réalisation du triangle de correction dM'Z' est représentée à titre d'exemple sur la Fig. 3.
Le triangle est disposé de façon telle, dans l'ensemble du mécanisme, que son côté DZ, qui est à déterminer, soit fixe, tandis que son autre côté Dm. déjà déterminé, pivote de la correction de dérive¯#. Le point M' est remplacé par le repère 3 et le contre-repère 4.
Lorsque les valeurs du produit v. t, puis de la distance horizontale Dm et, enfin, de l'anglew = #+ ss sont données, on n'a plus qu'à amener le contre-repère 4 en coincidence avec le repère 3, par translation et rotation. La rotation effectuée est égale à la correction de dérive, et la translation est proportionnelle à la distance horizontale DZ.
Dans les deux triangles, il s'agit donc simplement de faire coïncider les repères avec les contre-repères, pour obtenir un calcul simple et exact pour distances horizontales petites et grandes.
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Les réalisations mécaniques des deux triangles en question, c'est-à-dire du triangle de parallaxe et du triangle de correction, sont semblables, parce que ces deux triangles possèdent un côté comnun Dm Une réalisation mécanique d'ensemble de ces deux systèmes, ainsi que du dispositif de pointage universel pour le canon, est représenté sur la Fig. 4.
L'angle de dérive #n du point éloigné N est transmis, par une transmission électrique appropriée, à un récepteur 5 d'un type convenable, offrant toute sécurité, par axemple un récepteur double, figuré schématiquement.
L'angle de site #n est transmis de façon semblable par le récepteur 6. Les index 7 et 8 tournent donc de l'angle #n et l'index 9 de l'angle #n.
Par l'actionnement du volant 10, on peut faire tourner de -en un autre groupe d'index 11 et 12 du récepteur 6, ce qui a pour effet d'actionner le bras rotatif 13, sur lequel est mon tée une vis-mère 14.
Ce mouvement est également communiqué à l'un des planétaires d'un différentiel 15. Le second planétaire tourne de l'angle Dn, valeur qui est par exemple déterminée de la fa- çon suivante.
Par l'actionnement du volant 16, la vis-mère 17 tourne de Dn. L'écrou 18 porte d'autre part une autre vis 19 (Fig.5) pour l'inscription de la hauteur métrique z. Le levier 20 tourne ainsi de #n. Cette rotation est communiquée avec une démulti- plication convenable à l'index 21 coagissant avec l'index 9.
La rotation Dn ainsi obtenue est transmise au second planétaire du différentiel, de sorte que les satellites de celui-ci tournent de l'angle cherché #n + Dn et viennent attaquer la vis sans fin 22.
La vis 14 tourne donc, relativement au bras 13, de
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porLjoirnelie a 1"" lof Lie le long de l' éCh(.}).iio1 z6. Le dit anneau porte sur sa périphérie deux autres anneaux rotatifs 27 et 28.
L'anneau 27 est muni d'un bras 29, portant la vis 30. Celle-ci reçoit de l'anneau 28, à l'aide de la transmission 31, une rota-
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tion 1 4- (pro et comme elle tourne de ('m avec l'anneau 27, elle tourne, relativement au dit anneau, de la quantité Dm/. L'écrou 32 déplace alors le repère 2, de Dm-
La somme des valeurs #m et Dm est obtenue à l'aide du différentiel 33. Celui-ci est déplacé, d'une part, par le volant 34, de la valeur Dm et, d'autre part, par l'anneau 27, de la valeur #m.
Le canon tout entier pivote alors, avec son affût supérieur et son dispositif de pointage, autour d'une vis sans fin d'axe fixe 35, lorsque l'on fait tourner le volant latéral 36, de l'angle de dérive corrigé #Z.
Ce mouvement de translation est transmis au différentiel 38 à l'aide de l'arbre auxiliaire 37. Les satellites du différentiel tournent de ¯ # par l'intermédiaire d'un arbre 39, qui reçoit son mouvement du triangle de correction et du volant 40.
Le deuxième planétaire du différentiel 38 tourne donc de la quantité #m = #Z-¯# et le canon tout entier tourne ainsi de la dérive corrigée résultante #Z.
La rotation #Z est en outre transmise, par le dispo- sitif d'entraînement 41, au différentiel 42. Les satellites
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de ce dernier reçoivent un mouvement de rotation d'amplitude , de sorte que le deuxième planétaire tourne de l'angle #=#Z+ss
Cette rotation est alors transmise au bras correcteur 45, lequel porte une vis montée de façon pivotante, celle-ci étant tournée d'un angle #+ v. t par l'action du différentiel 45.
Le deuxième planétaire de ce différentiel tourne de v. t , cette valeur étant transmise par l'arbre 46, à partir des parties ballistiques du dispositif de hausse.
L'écrou 47 déplace donc le repère 3, relativement au bras correcteur 43, de la valeur réelle v.t, de sorte que le repère 3 représente le point M'.
Par contre, le bras pivotant 48, qui est tourné de l'angle ¯# par le volant 40, est monté coulissant dans l'appareil et se trouve être déplacé, relativement à l'axe 0, de la valeur de DZ par la douille 49 et la vis 50. Cette vis 50 est action- née par un volant 51 et la rotation DZ est transmise à l'ar- bre creux 52 et, à l'aide de ce dernier, à la partie ballisti" que du dispositif de hausse.
L'arbre pivotant 48 est muni d'une vis 53, qui doit être tournée de dm relativement au bras tournant lui-même de ¯#. On utilise à cet effet la somme Dm+ ¯# qui est obtenue à l'aide du différentiel 54. L'un des deux planétaires de ce différentiel reçoit une rotation Dm par l'intermédiaire de la transmission 55 et le second planétaire reçoit la rota- tion ¯ # par l'intermédiaire de son arbre de liaison 56.
Les satellites de ce différentiel tournent donc de la somme
Dm +¯#, laquelle est alors transmise à l'arbre 53 par l'in- termédiaire des arbres 57 et 58.
L'écrou 59 se déplace donc sur l'arbre 48 de la va-
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leur réelle de Dm et entraîne correctement le contre-repère 4.
Pour le tir direct cependant, le but M doit être suivi à l'aide d'une lunette-viseur, cette lunette devant être ramenée en arrière, d'un agle ¯#. par rapport au dispositif de hausse et à l'ensemble du canon.
L'angle de site de la lunette doit avoir la aleur #m c'et-à-dire qu'il doit correspondre au point M.
On utilise donc alors,. pour l'actionnement de la lunette 60, la somme Dm +¯#déjà calculée par le différentiel 54, ce que l'on effectue par exemple de la façon suivante.
La lunette 60 est montée avec sa commande sur un pignon à vis sans fin 61. Ce pignon est tourné de ¯ # par la vis 62 et l'arbre 58. La somme des mouvements Dm + |#est trans mise à la roue 64 par le mécanisme 63. La dite roue communique donc un mouvement relatif Dm,à la vis 65, par rapport au pignon 61. De ce fait, l'écrou 66, qui porte la vis des hauteurs 67 (voir Fig. 6), se déplace de la quantité Dm. L'écrou 68 matérialise donc le point M et le levier d'hypothénuse 69 tourne de l'angle de site #m et entraîne avec lui la lunette 60.
Conme on le voit donc aisément, il suffit que le servant, qui, précédemment pour le tir indirect, a fait coïncider les repères 1 et 2 à l'aide des volants 34 et 36, suive mainte- nant le but., pour le tir direct, à l'aide de la lunette du canon, et par l'actionnement des mêmes volants.
Il ressort de la description qui précède que la liaison du triangle de parallaxe avec le triangle correcteur donne un mouvement de rotation proportionnel à la distance horizontale DZ, mais que, d'autre part, le triangle correcteur nécessite une rotation d'amplitude v.t . En outre, l'élé- vcation ¼ et la correction de durée c doivent être déterminées
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relativement au point Z.
A cet effet, on va considérer que :
1 ) c : f1 (DZ,y( et, semblablement,
2 ) ¼ = f2 (DZ.y)
Ces deux équations symboliques sont résolues par les tables de tir et peuvent par exemple être matérialisées sous forme de cylindres munis de courbes à trois variables (voir Fig. 4, côté gauche).
L'arbre 52 entraîne les cylindres 70 (correction de durée) et 71 (élévation) dans une rotation d'amplitude DZ. Lesdits cylindres sont munis d'une famille de courbes de 1.. (hauteur métrique). Pour déterminer la correction de durée à char que instant, il suffit donc d'actionner de telle façon le volant 72 que ce mouvement soit transmis par la vis 73 à l'écrou 74 et à son index. De ce fait, le correcteur est déplacé d'une quantité correspondant à la correction cherchée.
On détermine de façon semblable l'élévation ± par l'actionnement du volant 75, qui permet de suivre la courbe des y,sur le cylindre à cames 71, à l'aide de la vis 76 et de l'index 77. De ce f ait, on fait tourner en même temps le tourillon ou le berceau de pointage du canon, de la valeur de la hausse.
Pour, en outre, cbtenir une rotation proportionnelle au produit v.t, cn écrit d'abord :
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3 ) v.t = v.f3 (DZI y) et on matérialise cette fonction en se basant sur les consi- dérations suivantes :
Pour chaque valeur de y existe une certaine fonction F (x) (voir Fig. 7) en coordonnées rectangulaires. Pour un
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certain intervalle/de cette fonction, on peut écrire la relation connue :
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4 ) F ( x --G1 F ( x ) s F' (x +SA), ou S < 1 ou encore:
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5 ) F (x + A ) loi F (x) Ir .6. F' (x + 5 A ) On pose alors pour tous les y : 6 ) ¯ = v
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7 ) DZ tf X +SA 8 ) F (x v) w F (x)a v.f3 (D) .
La relation 5 devient alor : 9 ) v.f3 (DZ) = v. F' (DZ) c'est-à-dire que l'on doit déterminer une fonction F (DZ) pour chaque y, de telle sorte que :
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10 ) f3 (DZ) : F' (DZ).
On voit aisément que cette fonction est obtenue par l'intégration de la courbe f3 (DZ). de sorte que F' (DZ) ; f3 (DZ) apparait comme une courbe dérivée de la fonction cherchée.
Cette intégration peut être effectuée aisément par le calcul ou graphiquement, pour chaque valeur de la hauteur métrique y.
Ceci permet d'établir le système suivant, extrêmement simple, pour la détermination du produit v.t.
Le cylindre muni de courbes 79 est monté de façon pivotante et libre , et on peut le déplacer à volonté à la main à l'aide du molletage 80. Ce cylindre est muni d'une famille de courbes de y conformes aux courbes de l'équation 10.
La vis 81 est actionnée par l'arbre creux 52 proportion-
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nellement à la valeur de DZ. L'écrou 82 entraîne L'écroufaoxi- liaire 83.
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A travers ce dernier passe la vis 84, laquelle est tournée de S.v par le bouton 85. Le système des deux index 86 et 87 est donc déplacé des .v relativement à l'écrou.
Par l'actionnement du bouton 85, on inscrit la vitesse v relativement à l'index 87. Il suffit donc d'inscrire cette vitesse et de faire tourner de façon telle le cylindre 79 que la courbe de la hauteur métrique donnée y tombe sur le repère 88.
Cette courbe d'intégration coupe le repère 87 à la valeur cherchée v.t. A ce point, on amène alors, à l'aide du volant 89, un fil 90.
Ce volant 89 est ainsi tourné de la valeur v. t et transmet cette rotation à l'arbre 46. La seule multiplication nécessaire est ainsi réalisée de la façon la plus simple et la plus précise, de sorte qu'il ne peut pas être question d'usure des pièces de l'appareil.
Comne il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réa- lisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.