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BREVET D'INVENTION "DISPOSITIF POUR L'ASSERVISSEMENT DES ARMES A DISTANCE"
La présente invention concerne l'asservissement à distance des armes en général, et son application est par- ticulièrement avantageuse pour les armes montées sur avions ou sur tous autres engins motorisés.
Conformément à l'invention, cet asservissement est obtenu par l'intermédiaire d'un certain nombre de servomoteurs (électrique, à-fluide comprimé ou, à liquide sous pression), remplissant, chacun,une fonction déterminée et comprenant, notamment, un servo-moteur pour la commande du pointage en site, et un servo-moteur pour la commande du pointage en direction.
Le fonctionnement des deux servo-moteurs sus-mentionnés est régi par un levier de pointage unique, que le' tireur peut faire pivoter, autour de deux axes rectangulaires, la rotation autour d'un axe assurant la commande de l'un des
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servo-moteurs et la rotation autour de l'autre axe, la commande de l'autre servo-moteur,
Les liaisons entre le levier de pointage et les servo-moteurs, et les liaisons entre ces derniers et l'arme asservie, sont telles, que ce levier et cette arme se déplacent toujours du même angle, et dans le [René sens.
Le levier de pointage agit sur chacun des servouoteurs par l'intermédiaire d'un différentiel dont la couronne ou le,croisillon, portant les satellites, commande le fonctionnement du servo-moteur, dans un sens ou dans l'autre, suivant le sens dans lequel les satellites sont eux-mêmes déplacés (à partir d'une position de repos), par l'action combinée des pignons primaire et secondaire du différentiel.
Le levier de pointage provoque, en agissant sur le pignon primaire, la rotation de la couronne de satellites dans un sens, tandis que l'arme, en suivant (grâce au servomoteur ainsi mis en action), en grandeur et en direction, ce mouvement du levier, commande, par l'intermédiaire du pignon secondaire, cette couronne en sens inverse, grâce à quoi elle se trouvera ramenée à sa position normale, correspondant à l'arrêt du moteur, lorsque l'arme aura effectué un mouvement d'amplitude égal à celui qu@@a été imprimé au levier.
Entre le levier de pointage et le pignon primaire d'une part, et entre l'arme et le pignon secondaire d'autre part, peuvent être intercalés tous dispositifs multiplicateurs et inverseurs de mouvement appropriés, en
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vue de réduire les jeux de construction et de fonctionnement.
Les liaisons entre le levier de pointage et le pignon primaire et entre l'arme et le pignon secondaire, peuvent avoir une longueur quelconque, ce qui permet de réaliser l'asservissement de l'arme à distance.
Suivant la nature du servo-moteur adopté (éleotrique, à fluide comprimé ou à liquide sous pression), la couronne de satellites commande un contacteur électrique ou un distributeur à tiroirs ou à soupapes, ou tout autre dispositifapproprié provoquant la mise en marche du servomoteur dans le sens désiré.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'arme est montée, par l'intermédiaire de tourillons, permettant le pointage en site avec un grand champ de tir, sur un cadre pouvant lui-même tourner autour d'un axe perpendiculaire à l'axe des tourillons, afin de permettre le pointage en direction, les deux servo-moteurs sus-mentionné-s agissant respectivement sur le cadre et sur l'arme.
Le tireur, toutes ses commandes et le capotage formant tourelle, participent à la rotation du cadre mobile.
Pour permettre au tireur davoir, sans se déplacer, un grand champ visuel, il est plané en avant, au-dessus, ou en avant et au-dessus du cadre mobile, assis ou debout sur un siège ou une plateforme, porté par ce cadre mobile.
Le tireur vise au moyen d'une lunette de visée reliée cinématiquement avec l'arme ou le levier de pointage, de façon à effectuer les mêmes mouvements,
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Le levier de pointage peut également porter les commandes, directes ou par servo-moteur, de la mise de feu et du réarmement, ce qui permet au tireur d'avoir une main entièrement libre pour procéder à toutes autres opé- rations.
Ainsi qu'on l'a précédemment mentionné, tout servomoteur approprié peut-être appliqué. L'invention vise cependant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de servo-moteurs à liquide sous pression et divers modes d'alimentation de ces servo-moteurs.
Suivant cette forme de réalisation, le servo-moteur est constitué par un cylindre recevant un piston à double effet, ce cylindre et ce piston étant articulés par leurs extrémités, d'une part à un point fixe, et, d'autre part, à l'organe à mettre en mouvement.
La distribution est assurée, aux deux extrémités du cylindre, par des soupapes d'admission et d'échappement commandées par des culbuteurs, commandés eux-mêmes par la couronne de satellites du différentiel correspondant.
Les culbuteurs attaquent les soupapes avec un certain jeu grâce à quoi il existe une position intermédiaire de ces culbuteurs, correspondant à la position normale de la couronne de satellites, pour laquelle toutes les soupapes sont fermées, ce qui assure, grâce à l'incompressibilité du liquide, un blocage parfait des organes commandés, et en particulier de l'arme.
Le liquide sous pression est fourni, suivant un mode de réalisation, par la pompe à huile du moteur de l'engin sur lequel l'arme est montée.
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Suivant un autre mode de réalisation, le circuit du liquide est indépendant, la pompe pouvant alors être commandée, soit par le moteur, soit par tout autre moyen mécanique, pneumatique ou électrique.
Le liquide peut également être remis sous pression par un dispositif compresseur commandé par l'arme lors de son mouvement de recul.
La mise en pression du liquide peut enfin être assurée au,moyen d'air comprimé, par l'intermédiaire de deux bouteilles dont le fonctionnement est régi par deux flotteurs conjugués de façon qu'elles agissent successivement et alternativement comme bouteilles de refoulement de liquide et comme bouteilles d'évacuation.
Le débit du liquide est régularisé par un réservoir à poche d'air, muni d'une soupape de retenue.
D'autres caractéristiques et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va en être faite en regard des dessins annexés représentant, schématiquement et simplement à'titre d'exemple, diverses formes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins:
La Fig. 1 est une vue en élévation de l'ensemble du dispositif d'asservissement conforme à l'invention.
La Fig. 2 est la vue en plan correspondante.
La Fig. 3 est une vue de face représentant, à plus petite échelle, le montage de l'arme sur le cadre mobile.
La Fig. 4 est une vue, en élévation,'d'un servo moteur suivant une forme de réalisation de l'invention,
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La Fig. 5 est, à plus grande échelle, une vue en coupe suivant V-V, Fig. 4.
La Fig. 6 est une vue similaire, en coupe, suivant VI-VI, Fig. 4.
La Fig. 7 est un schéma représentant le circuit du liquide sous pression, suivant un mode de réalisation de l'invention.
La Fig. 8 représente une variante de réalisation pour la mise en pression du liquide.
Les Fig. 9 à 11 représentent une autre variante.
Les Fig. 12 et 13 représentent un différentiel con- forme à l'invention, avec organes multiplicateurs.
La Fig. 14 est une vue de détail.
Dans l'exemple représenté sur les dessins, on a supposé que l'invention était appliquée à une arme montée sur un avion ; est bien évident toutefois que l'invention est applicable aux armes'montées sur tous autres engins.
En se reportant plus particulièrement aux Fig. 1 à 3, on voit que l'arme M, représentée en pointillés, est montée, au moyen de ses tourillons 1, sur un cadre ou tourelle 2 pouvant lui-même tourner autour d'un axe vertical, matérialisé par des tourillons 3, par l'intermédiaire des- quels ce cadre est monté sur le châssis 4 de l'avion ou autre engin. Le pointage en site est obtenu en faisant tourner l'arme autour de ses tourillons 1 et le pointage en direction en faisant tourner le cadre 2 autour de ses tourillons 3.
Conformément à l'invention, le tireur, schématisé
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en T, sur la Fig. 1, peut commander ces deux gouvernants de pointage par l'intermédiaire d'un levier unique 5 coopérant avec un servo-moteur S pour le pointage en site et avec un servo-moteur Sa pour le pointage en direction. Ce levier peut tourner autour de deux axes rectangulaires 6-6a. Lorsque, pour le pointage en site, le tireur fait tourner ce levier
5 autour de l'axe 6, ce levier entraîne le pignon primaire 7 d'un différentiel désigné d'une façon générale par 8, lequel pignon est fixé à la partie primaire 5a de ce le, vier 5.
Ce différentiel comprend également un pignon secon- daire . et des pignons satellites 10 montés sur une oouron- ne 11 reliée, par la bielle 12, le renvoi 13 (Fig. 14) et la bielle 14, au dispositif de distribution du servo-moteur
S. Ce servo-moteur, comme d'ailleurs e servo-moteur Sa de pointage en direction, pourra être de tout type approprié: électrique, à fluide comprimé, à liquide sous pression,etc...
Dans l'exemple représenté, c'est ce dernier type qui a été choisi. Le servo-moteur comprend alors, comme représenté sur les Fig. 4 ; 5 et 6, un cylindre 15 dans lequel se meut un piston à double effet 16; un dispositif de distribution est prévu à chaque extrémité du cylindre, chacun de ces dispositifs comprenant, avec inversion de position (voir
Fig. 5 et 6), une soupape d'admission 17 ou 17' et une ' soupape d'échappement 18 ou 18'. Les soupapes d'une ex- trémité sont attaquées par un culbuteur 19 et les soupa- pes de l'autre extrémité par un culbuteur 19', et les deux culbuteurs sont calés sur un arbre unique 20, lequel est at- taqué par la bielle 14 précédemment décrite.
Lorsque sous
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l'action de cette bielle, l'arbre 20 pivote, dans le sens dextrogyre par exemple, à partir de la position de repos représentée sur les Fig. 5 et 6, les culbuteurs ouvrent simultanément la soupape d'admission 17, d'une extrémité, et la soupape d'échappement 18' de l'autre extrémité. Le liquide sous pression arrivant par la conduite 21 pénètre alors dans le cylindre par la soupape 17 et agit sur une face du piston 16, tandis que le liquide se trouvant de l'autre côté du piston peut s'échapper librement par la soupapé 18' et la conduite d'échappement 22'. Le piston se déplace alors dans un sens déterminé. Il se déplace en sens inverse lorsque l'arbre 2¯0-des culbuteurs est commandé de façon à provoquer l'ouverture des soupapes d'admission 17' et d'échappement 18.
Le cylindre 15 du servo-moteur S est articulé en un point fixe, tandis que l'extrémité 28 de la tige 29 du piston est articulée sur l'arme M.
Tandis que la couronne 11 du différentiel 8 est, ainsi qu'on vient de le voir, reliée à l'arbre de distribution 20 du servo-moteur S, le pignon secondaire 9 de ce différentiel est lui-même relié à l'arme M afin que toute rotation de cette dernière se transmette à ce pignon. Dans ce but, sur l'arme M, est articulée, en 23, une biellette 24, reliée, par un bras 25, à un pignon 26 en prise avec un pignon 27 solidaire du pignon secondaire 9 du diffé - rentiel.
La figure déterminée par l'arme, (entre les points 23 et 1) et les pièces 24 et 25, est un parallé- logramme déformable; le bras 25 reste donc constatent parallèle à l'arme, en sorte que le pignon 26 et par consé-
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quent, le pignon secondaire 9, tournent du même angle que l'arme autour de ses tourillons 1, le secondaire 9 tournant en sens inverse.
Les dispositifs qui viennent d'être décrits permet- tent le pointage en site dans les conditions suivantes : Lorsque le pointeur fait tourner le levier 5 d'un angle [alpha] autour de l'axe 6, le pignon primaire 7 tourne de ce même angle . Comme le pignon secondaire 9 est immobile, étant bloqué par le servo-moteur S, alors en position de repos, la couronne 11 tourne d'un angle . ; cette couronne pro-
2 voque, comme on l'a vu précédèrent, la mise en marche du servo-moteur S qui, par la tige de piston 29, commande le mouvement angulaire de l'arme M autour de ses tourillons 1.
Ce mouvement entraine une rotation de même grandeur, mais de sens contraire du pignon secondaire 9 (par la biellette 24, le bras et les pignons 26 et 27). Lorsque l'arme M et ce pignon 9¯ auront tourné d'un angle [alpha], la couronne 11 aura été commandée d'un angle [alpha] en sens inverse de son
2 mouvement précédent; elle est .donc revenue à sa position normale pour laquelle elle ramène le servo-moteur S au repos. L'arme s'arrête donc après avoir tourné d'un angle 0( égal à celui imprimé au levier 5, ce qui est le but cherché.
On remarquera qu'il est essentiel que les pignons primaire' 7 et secondaire 9 du différentiel soient commandés en sens inverse, respectivement par le levier et l'arme M. Il est évident que l'inversion du mouvement peut aussi bien être obtenue entre l'arme M et le pignon 9 (cas représenté) qu!entre le levier 5 et le pignon 7. On verra également plus loin, en regard des Fig. 12 et 13 que l'on peut
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prévoir des multiplicateurs de mouvement pour ces pignons.
Le pointage en direction est obtenu dans les mêmes conditions, au moyen d'un différentiel 8a et d'un servo- moteur Sa. Lorsqu'on fait tourner le levier 5 d'un angle autour de l'axe 6a, la biellette 30 (Fig. 2) commande le bras 31 qui fait tourner, d'un angle correspondant, un arbre 32 portant, à son extrémité inférieure, un pignon conique 33 commandant (Fig. 1), un arbre 34 commandant lui- même le pignon primaire 7a du différentiel 8a. Ce pignon 7a tournera donc d'un angle,$ et le croisillon 11a (équiva- lent de la couronne 11). d'un angle ss. Ce croisillon
2 commande, par le système 12a - 13a - 14a, la mise en marche du servo-moteur Sa qui, par la tige 29a de son piston, ar- ticulée en 28a sur le cadre 4, fait tourner ce dernier ain- si que l'arme, autour des tourillons 3.
Comme l'ensemble du dispositif de commande, et notamment le levier 15 et les renvois 32 et 34 se trouve, ainsi d'ailleurs que le tireur lui-même, porté par le cadre 4 et participe à sa rotation, alors que le pignon secondaire 9a est fixe, la rotation du cadre entraînera la rotation des satellites. Lorsque le cadre aura tourné d'un angle ss,le pignon 7a aura tourné également d'un angle , en sens inverse du sens de son mouvement précédent et les satellites 10a auront été rame- nés, ainsi que le croisillon lla, dans leur position norma- le, pour laquelle le servo-moteur Sa est arrêté. Ainsi l'ar- me M aura été pointée en direction par rotation d'un angle ss égal à celui imprimé au levier 5. Toutefois, le diffé- rentiel 8a peut être omis, et le pignon 7a peut être fixé directement sur l'arbre lla.
Dans ce cas, cet arbre tourne du même angle que le levier, et non plus de la, La rota-
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tion subséquente de la tourelle dans le sens contraire ramène cet arbre à sa position de repos et arrête le servomoteur Sa quand elle atteint l'angle .
On voit donc que le levier 5 et l'arme M se déplacent dans le même sens et des mêmes angles,
Les culbuteurs 19 attaquent les soupapes 17 et 18 avec un certain jeu, en sorte qu'il existe pour ces culbuteurs une position intermédiaire (position des Fig. 5 et 6) pour laquelle toutes les soupapes sont fermées; le piston 16 est alors maintenu immobile par le liquide incompressible agissant sur ses deux faces et l'arme est alors maintenue sans débattement possible.
Le tireur ou pointeur pourra être placé en avant, au-dessus, ou en avant et au-dessus du cadre 4, assis ou debout sur un siège ou sur une plateforme portée par le cadre. De cette façon le tireur n'aura pas à se déplacer et un grand champ visuel s'offrira lui, Ce pointeur visera avec une lunette reliée cinématiquement avec le levier 5 ou avec l'arme M, de façon à se déplacer avec ces organes, avec ou sans Correction de tir. Il suffira donc au pointeur de manoeuvrer le levier 5 afin d'orienter la lunette L vers le but visé pour que l'arme se trouve auto- matiquement pointée vers ce but,
L'alimentation des servo-moteurs en liquide sous pression peut être obtenue de diverses façons.
Dans l'exemple représenté schématiquement sur la Fig. 7 on utilise l'huile sous pression refoulée par la pompe à huile 35 du moteur de l'engin sur lequel l'arme est montée.
L'huile sous pression arrive par la conduite 36 aux deux servo-moteurs S et Sa desquels elle fait retour, par la
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canalisation 37, au réservoir 38. Un réservoir avec poche d'air 40 et soupape de retenue 41 sert de régulateur de débit.
La pompe 35 pourrait être indépendante et être com- mandée par une source d'énergie appropriée, par exemple par le moteur de l'engin ou par un moteur électrique'bran- ché sur l'installation électrique, ou encore par un moteur à air comprimé lorsqu'on dispose de ce f luide.
On peut également, pour la mise en pression du li- quide, utiliser le recul de l'arme, au moyen par exemple du dispositif représenté sur la Fig. 8. L'arme commande un piston 42 qui se déplace dans un cylindre 43 renfermant du liquide que ce piston refoule sous pression, par la oanali- sation 36 et le régulateur 39 (comparer avec Fig. 7), vers les servo-moteurs S et Sa. Le liquide fait ensuite retour au réservoir 38, puis au cylindre 43, par l'intermédiaire d'une soupape 44. Sur la Fig. 8, les organes sont représen- tés en fin de recul de l'arme.
Le liquide peut aussi être mis en pression au moyen du dispositif représenté sur les Fig. 9 à 11. Une arrivée d'air comprimé 45 est susceptible de communiquer, par un distributeur 46 (commandé comme on le verra plus loin), avec l'une ou l'autre de deux bouteilles 47-47a. Dans la position représentée Fig. 9, c'est avec la bouteille 47 que la canalisation 45 communique. L'air comprimé refoule alors le liquide contenu dans cette bouteille, par la conduite 36 vers les servo-moteurs S et Sa, par l'intermédiaire de leurs distributeurs D et Da.
Le liquide fait ensuite retour, par la conduite 37, au réservoir 38 d'où elle se rend dans l'autre bouteille 47a, dont la soupape 48a est alors
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ouverte du fait que le flotteur µLa, pivotant autour de l'axe 50a est en position basse, Au contraire, la soupape 48 de l'autre bouteille est fermée car le flotteur 49 est maintenu dans.la position haute par le liquide se trouvant dans cette bouteille. Afin que le flotteur 49a ne puisse remonter que lorsque tout le liquide a été refoulé de l'autre bouteille, les deux flotteurs sont reliés par un dispositif d'enclanchement, comprenant deux cames 51-51a calées respectivement sur les axes 50-50a, à l'extérieur des bouteilles; chaque came 51 ou 5la comporte un évidement circulaire 52-52a.
On voit facilement, en se référant à la Fig. 10, que le flotteur 49a ne peut monter sous l'action du liquide remplissant peu à peu la bouteille 47a, car il est bloqué par la came 51. Mais, dès que la bouteille 47 s'est vidée et que le flotteur 49 retombe (Fig.
11), l'encoche 52 arrive dans la position où elle permet le libre mouvement du flotteur 49a, lequel remonte en fermant la soupape 48a et en commandant le distributeur 46, (grâce à une liaison cinématique appropriée non représentée) afin que l'air comprimé arrive maintenant dans la bouteille 4?a d'où le liquide sera alors refoulé par la conduite 36.
En fin d'évacuation de cette bouteille 47a, les flotteurs joueront en sens inverse, et ainsi de suite, les deux bouteilles envoyant successivement du liquide sous pression par la conduite 36. L'échappement de l'air des bouteilles pendant leur remplissement peut être commandé par les mêmes distributeurs D et Da.
Dans tous les dispositifs sus-décrits pour l'alimentation des servo-moteurs, on utilisera, de préférence un liquide spécial incongelable, à base d'alcool éthylique,
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en vue de permettre les vols à haute altitude.
Ainsiqu'on l'a précédemment mentionné, on peut in- tercaler des dispositifs multiplicateurs entre le levier
5 et le pignon primaire 7 du différentiel 8 (ou 8a) et entre l'arme M et le pignon secondaire 9. Les Fig. 12 et
13 représentent une disposition de ce genre. Le levier 5 est solidaire d'une roue dentée 53 en prise avec un pignon
54 solidaire du pignon primaire ? qui est ainsi commandé par le levier 5 avec une certaine multiplication. D'autre part, entre le bras pivotant 25, commandé par l'arme M, et le pignon secondaire 9, est intercalé un train épicycioidai comprenant un pignon 55 roulant, lorsque le bras 25 pivote, sur une roue fixe 56, et solidaire d'un pignon de plus grand diamètre 57, lequel entraine la couronne extérieure 58 so- lidaire du pignon secondaire 9.
Naturellement, la multi- plication doit être la même pour les pignons primaire et secondaire. Ces organes multiplicateurs réduisent les jeux de construction et de fonctionnement.
Le mécanisme de commande de pointage conforme à l'invention peut servir à l'asservissement d'une arme à, distance puisqu'on peut donner toute longueur appropriée à la commande des pignons primaires par le levier $, et des pignons secondaires par l'arme elle-même, ces commandes n'ayant qu'un effort excessivement faible à transmettre.
On pourra monter la commande de mise de feu, directe ou par servo-moteur, sur le levier 5, ce qui laisse au: tireur une main entièrement libre pour toutes autres opérations, pour la commande d'un correcteur par exemple, On pourra également monter, sur ce même levier 5, la commande de réarmement. L'une de ces commandes est représen-
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tée, à titre d'exemple, en 60 sur la Fig, 1.
On comprendra que ce n'est qu'à titre d'exemple que l'on a décrit et représenté différentes formes de réalisation de dispositifs permettant la mise en pratique de l'invention et qu'il est évident que l'on pourra y appor- . ter de nombreuses variantes sans s'écarter de l'esprit de l'invention.