"Dispositif pour le contrôle du tir au canon" La présente invention concerne des améliorations à des dispositifs de commande du tir de canon et, plus particulièrement, à des dispositifs de commande du tir pour chars.
Le dispositif de commande du tir du canon, auquel se rapporte la présente invention, est du type faisant usage d'un dispositif de visée optique suivant le mouvement du canon et comprenant un microprocesseur, qui calcule l'élévation exacte du canon et qui actionne un dispositif de commande afin de modifier l'élévation du dispositif de visée optique en direction opposée, de manière à ce que le mouvement du canon amène la vue sur la cible et afin d'assurer que le canon présente une élévation correcte, de manière à ce que le projectile suive la trajectoire adéquate pour la portée correspondant à une cible déterminée.
Le dispositif optique suit les mouvements d'élévation du canon, grâce à un miroir asservi dans le dispositif de visée optique, qui est commandé par un servomoteur commandant l'angle d'inclinaison du miroir donnant une ligne de vue en élévation correspondant à celle de l'axe du fût du canon. Le servomoteur est commandé par un dispositif électronique de commande optique, qui reçoit les données du microprocesseur et d'un convertisseur d'élévation du canon, et transforme les mouvements mécaniques d'élévation du canon en signaux électriques. Comme le dispositif de visée du canon n'est pas aligné avec le fût du canon mais est indépendant du fût du canon, celui-ci est disposé à l'écart du canon.
Dans un char, ceci implique que le convertisseur d'élévation du canon a été fixé dans une partie de la tourelle, à l'écart de l'axe des tourillons du canon (autour desquels tourne le canon afin de modifier son élévation). La connexion entre l'axe des tourillons du canon et le convertisseur d'élévation comprend classiquement une tige métallique réglable, conçue pour permettre une connexion articulée à chaque extrémité du convertisseur et à l'axe des tourillons du canon. L'existence de cette connexion mécanique et l'emplacement du convertisseur sont une source d'erreurs dans la reproduction des mouvements en élévation du canon. Les variations de longueur de la tige, dues à la chaleur ou à des dommages causés à celle-ci donnent lieu à une reproduction incorrecte.
En outre, le convertisseur étant disposé sur la tourelle dont les dimensions mêmes se modifient par suite de la chaleur ou d'un dommage quelconque, celui-ci peut subir un déplacement par rapport à l'axe des tourillons du canon. L'inclinaison du char ou de l'axe des tourillons du canon, par rapport à l'horizontale, peut provoquer également des erreurs dans la reproduction des mouvements du canon et ceci est corrigé habituellement en utilisant un pendule d'inclinaison, qui mesure l'angle d'inclinaison et utilise le microprocesseur( pour calculer la correction à appliquer par le dispositif électronique de commande optique aux signaux d'élévation provenant du convertisseur. Ces corrections sont, toutefois, inexactes, chaque fois que la jonction entre le convertisseur et l'axe des tourillons du canon présente une longueur différente de sa longueur théorique.
Comme la visée du canon doit présenter une précision meilleure que 0,1 mil (100 mm à 1000 m entre -8[deg.] et +18[deg.] d'élévation du canon), de faibles erreurs peuvent réduire la précision du premier coup du canon.
La présente invention a donc pour objet d'éliminer les difficultés inhérentes au placement de la visée du canon dans un dispositif de commande du feu du canon du type décrit ci-dessus.
A cet effet, la présente invention prévoit, dans un dispositif de commande du feu du canon du type comprenant un canon, un dispositif de commande de l'élévation dudit canon, un dispositif de visée optique qui comprend un miroir asservi entraîné par un dispositif de commande électronique afin de reproduire les mouvements d'élévation du canon, ledit dispositif de commande comprenant un convertisseur d'élévation qui transforme les mouvements mécaniques d'élévation dudit canon en signaux électriques, l'amélioration comprenant le placement du convertisseur d'élévation sur l'axe autour duquel le canon tourne dans un plan perpendiculaire, ou bien avec une connexion par engrenage avec celui-ci.
Le fait de disposer le convertisseur sur l'axe sur lequel tourne le canon pour son mouvement d'élévation a pour résultat que le convertisseur est directement entraîné par le mouvement d'élévation du canon, ceci éliminant la connexion par tige, de manière à supprimer une source d'erreurs dans la visée du canon. En outre, la nécessité d'effectuer une correction de visée à cause de l'angle d'inclinaison du canon, est également supprimée et ceci élimine une fonction du microprocesseur. La précision au premier coup du canon est améliorée grâce à cette invention.
Tant la visée du chef de véhicule que celle du canonnier peuvent être raccordées au convertisseur d'élévation, de manière à ce que les deux visées soient impliquées par le mouvement du canon.
Dans certains cas, il n'est pas possible de disposer le convertisseur sur l'axe autour duquel tourne le canon pour son mouvement d'élévation, à cause du manque de place le long de cet axe. Toutefois, une transmission directe par engrenage permet de transmettre sans erreurs le mouvement de l'axe au convertisseur.
L'invention sera décrite maintenant en rapport avec une réalisation préférée de celle-ci, telle qu'elle est représentée à la figure 1, qui est un diagramme schématique du système de commande du feu d'un char.
La visée optique est représentée schématiquement à la figure 2 et l'emplacement du convertisseur d'élévation est indiqué à la figure 3.
Le diagramme schématique représente les constituants principaux du système de commande du feu et leurs interconnexions.
L'ordinateur (1) est l'unité centrale du système. Il calcule électroniquement les angles d'élévation et d'azimut à transmettre au canon (20) par rapport à la ligne de visée. Ceci est réalisé grâce aux données d'entrée fournies par le canonnier et par les détecteurs. Les angles calculés sont introduits sous forme de signaux électriques dans le boîtier électronique de visée (2), qui transmet à son tour les ordres de correction aux moteurs commandant la position du miroir asservi (35).
Les circuits électroniq ues de l'ordinateur conservent en mémoire les données nominales (conditions de tir normales) des tables de tir pour chaque type de munition.
L'ordinateur calcule, en fonction des données relatives à la portée, les valeurs de :
- L'angle d'élévation
- L'angle de dérive
- Le temps de vol
Ces valeurs servent de base pour le calcul des angles A et E
(voir figure 2). Les valeurs ci-dessus sont corrigées automatiquement au moyen des données relatives aux conditions non normales conservées dans la mémoire de l'ordinateur. La position du char est également prise en considération. En outre, l'ordinateur calcule la correction de parallaxe pour chaque donnée relative à la portée.
La visée du canonnier (3) contient un miroir dont la position est commandée par les moteurs "élévation" et "azimut", d'où son nom de "miroir asservi". Les moteurs sont commandés à leur tour par l'ordinateur (1) au moyen du boîtier électronique de visée (2) fixé à la visée du canon
(3). Une de ses missions consiste à comparer les angles reçus de l'ordinateur (1) avec la position réelle du canon. Les résultats de cette comparaison sont transmis sous forme de signaux différentiels aux servomoteurs du miroir.
En outre, le miroir suit en élévation chaque mouvement du canon, vu que son "moteur. d'élévation" est également connecté électriquement au convertisseur d'élévation du canon (4). Ce dernier est entraîné directement par les mouvements en élévation du canon, par suite de sa localisation sur l'axe des tourillons du canon.
En azimut, le canon et la visée se déplacent toujours simultanément, vu que tous deux sont fixés rigidement à la tourelle.
C'est pourquoi, si le canonnier suit la cible avec le réticule de la visée en manoeuvrant les poignées de commande du canonnier (5), celui-ci assure toujours une position correcte du canon, à condition que les angles imposés au miroir asservi (35) soient exacts.
L'ensemble émetteur-récepteur du calculateur de portée
<EMI ID=1.1>
côté gauche de la visée du canon. L'axe du faisceau laser
(25) coïncide avec la ligne de visée (26) entre les oculaires et le miroir asservi. Il en résulte que le trajet optique du faisceau laser traverse toujours le miroir asservi et que, pour toute position du miroir, le centre du repère de visée et l'axe du faisceau laser coïncident toujours car ils restent alignés en permanence.
Ce type de calculateur de portée permet au canonnier de mesurer avec précision la distance entre le char et la cible; cette information est introduite dans l'ordinateur sous forme de signal électrique.
Le calculateur de portée à laser (6) possède sa propre alimentation électrique (7), entièrement indépendante de l'alimentation électrique de l'ordinateur (1) et des autres constituants du système. L'alimentation électrique du calculateur de portée comporte également les circuits de minuterie.
Des détecteurs mesurent en permanence les différences entre les conditions existant réellement et les conditions normales; les signaux électriques résultants sont introduits dans l'ordinateur, où ils sont convertis en corrections angulaires à transmettre au miroir asservi.
Cinq détecteurs (8) fournissent des informations à l'ordinateur :
<EMI ID=2.1>
toit de la tourelle.
(2) Détecteur de pression atmosphérique (8b) (P), situé
derrière la boite à munitions.
(3) Détecteur de vent (8c) (WIND), disposé sur le toit de la
tourelle; il mesure la vitesse du vent, perpendiculairement au tube du canon.
(4) Détecteur de la température des grains de poudre (8d)
(TG), disposé derrière la boite à munitions.
(5) Compteur de coups tirés (8e) (EFC switch), fixé à la
culasse du canon. Utilisé pour le calcul du nombre de charges pleines efficaces restantes.
Le convertisseur (4) est entraîné directement par les mouvements d'élévation du canon, grâce au même dispositif assurant la connexion des mouvements d'élévation de la visée panoramique. Le convertisseur d'élévation transforme ces mouvements angulaires en signaux électriques qui sont transmis au servomoteur d'élévation du miroir asservi. Cette connexion pourrait être considérée réellement comme un axe électrique entre le canon et le dispositif d'entraînement du miroir.
Vu que le signal est trop faible pour commander le servomoteur, il est amplifié tout d'abord dans le boitier électronique de visée. Un système stabilisé (21) garantit que les commandes du canon restent assurées automatiquement une fois qu'elles ont été choisies. Le stabilisateur contrôle à la fois la rotation de la tourelle (23) et la commande de l'élévation (24) grâce au système hydraulique (22).
Dès que le charge cesse de se déplacer, l'ordinateur déclenche la stabilisation en AZIMUT, mais la stabilisation reste enclenchée en ELEVATION. Le système de stabilisation est réactivé en azimut dès que le signal réapparaît à l'entrée de l'ordinateur. Ce signal est fourni par l'indi-cateur de vitesse (10) du tableau de bord du conducteur, qui est raccordé à l'ordinateur par la connexion à base rotative.
Le signal est utilisé tant pour introduire les signaux de verrouillage que pour effectuer les calculs balistiques en fonction de la position du char à chaque moment.
Le générateur du tachymètre (11) est disposé près de l'indicateur de pointage. Il mesure électriquement la vitesse angulaire de la tourelle en azimut quand celle-ci suit une cible mobile, le char lui-même étant à l'arrêt. Le générateur est arrêté dès que le char commence à se déplacer.
Les indicateurs de position de la poignée du canon font partie du système de stabilisation. Toutefois, ceux-ci servent également de détecteurs pour la vitesse angulaire ou relative d'une cible mobile, chaque fois que les gyros du système de stabilisation sont en fonctionnement, c'est-à-dire que le système de stabilisation est prêt. Un signal électrique est transmis à l'ordinateur dans les cas suivants :
Char à l'arrêt (Stab READY ou ON)
Indicateur de position d'élévation : si la cible présente une vitesse relative en élévation.
Indicateur de position en azimut : dans ce cas, le générateur du tachymètre entre en fonction et le signal du dispositif de positionnement en azimut n'est pas utilisé.
Char en mouvement (Stab ON)
Les signaux des deux dispositifs de positionnement sont utilisés par l'ordinateur, parce que, quand le char se déplace, le générateur de tachymètre est hors circuit et la' vitesse horizontale relative de la cible est mesurée par l'indicateur de position d'azimut.
Des boîtiers de commande supplémentaires sont à la disposition du canonnier pour assurer la commande du système. Ceci permet au canonnier et au chef de véhicule d'alimenter l'ordinateur avec des informations que les autres dispositifs
(calculateur de portée et détecteur) ne peuvent pas fournir, telles que :
Sélection de l'arme (canon ou mitrailleuse coaxiale)
- Type de munition à tirer
- Sélection de portée en cas de double écho
- Calcul manuel de la portée si le calculateur de portée à laser n'est pas utilisé
- Angle de visée
- Angle de montée et de chute
Les boîtiers de commande et les commandes supplémentaires comportent les éléments suivants :
- Elément de commande de l'ordinateur du canonnier n[deg.] 1
(GCCU1) (12)
- Elément de commande de l'ordinateur du canonnier n[deg.] 2'
(GCCU2) (14)
- Elément de commande du laser du canonnier (GLCU) (15) Elément de commande du laser du chef de véhicule (GLCU)
(16)
Elément de commande de l'ordinateur du chef de véhicule
(GCCU (13)
- Interrupteur de sélection d'écho (17) sur la poignée de commande gauche du canonnier
- Deux boutons poussoirs (18) sur les poignées de commande du canonnier :
- sur la poignée gauche, pour la mesure de portée par laser : mesure de portée
- sur la poignée droite, pour le verrouillage : vitesse angulaire du canon et de la tourelle.
L'orientation correcte du canon, c'est-à-dire la disposition du canon, dépend de la détermination exacte de l'effet global de tous les paramètres influençant le tir. Cet effet global peut être converti en correction angulaire d'azimut et d'élévation. Les résultats finaux calculés par l'ordinateur sont donc l'angle d'élévation E et l'angle d'azimut A (voir figure 2). La difficulté consiste à déplacer l'axe du canon suivant les angles E et A relatifs à la ligne de visée que le canonnier maintient fixés sur le centre de la cible. L'orientation de la ligne de visée du canonnier (26) peut être réglée avec une très grande précision, indépendamment de tout déplacement du canon au moyen d'un miroir (35) disposé entre l'oculaire (32) et la fenêtre de sortie (36) de la visée.
Le miroir (35) peut tourner autour de deux axes :
Un axe horizontal pour ses mouvements en élévation,
Un axe vertical pour ses mouvements en azimut.
Quand le miroir (35) tourne, la scène réfléchie par le miroir et observée dans les oculaires (32) semble se déplacer en élévation et/ou en azimut, comme si la position du canon et/ou de la tourelle avaient changé.
Le réticule de visée (31), disposé entre l'oculaire
(32) et le miroir, n'est pas influencé par le mouvement de ce dernier et est maintenu au centre de l'oculaire. Le changement d'orientation de la ligne de visée est obtenu donc exclusivement grâce au déplacement de l'image de la scène, sans modifier la position de la tourelle, du canon ou du réticule de visée.
Par conséquent, le positionnement correct du canon se réalise en deux étapes :
Etape 1: Avant de tirer le canon et à la suite de la procédure de mesure de la portée effectuée par le canonnier, les angles A et E sont calculés par le dispositif et appliqués exclusivement au miroir, en sens opposé et NON directement au canon. A ce moment, le canonnier voit que la scène et la cible se sont déplacées par rapport à la ligne de visée, comme si la tourelle et le canon s'étaient déplacés suivant les angles A et E respectivement.
Etape 2: Le canonnier réaligne alors la ligne de visée sur le centre de la cible au moyen des dispositifs de commande de la tourelle, parce que la ligne de visée (ou plus précisément le miroir asservi) suit automatiquement les mouvements du canon et de la tourelle, ce qui corrige sa ligne de visée, à raison des angles +A et +E, avec pour effet que le canon est disposé alors correctement, tant en élévation qu'en azimut.
Le convertisseur d'élévation est disposé, comme l'indique la figure 3, sous l'axe de rotation de la tête panoramique (40) de la visée secondaire (38) du char. Cette visée secondaire est supportée à proximité du canon, par l'encoche (39), qui a pour effet que la tête panoramique (40) tourne en élévation suivant l'axe des tourillons du canon
(41). En variante, le convertisseur peut être disposé de manière à ce que l'axe du convertisseur lui-même se trouve sur l'axe des tourillons (41). S'il n'existe pas suffisamment de place le long de l'axe des tourillons, le convertisseur
<EMI ID=3.1>
bien, comme indiqué à la figure 3, au-dessous de l'axe des tourillons (41), de façon à ce que l'axe du convertisseur (4) soit parallèle à l'axe des tourillons (41). Le mouvement de rotation de l'axe de tourillon (41) est transmis à l'axe du convertisseur d'élévation (4) au moyen de l'engrenage (42) dont le centre est l'axe des tourillons (41) et qui engrène avec l'engrenage (43) disposé sur l'axe du convertisseur (4).
Le système de commande du tir propre à la présente invention est caractérisé par la simplification de l'appareillage disposé dans le char, par l'élimination des erreurs et, par conséquent, par une amélioration de la précision du premier coup du canon.
REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande du tir d'un canon du type comprenant un canon, un dispositif de commande de l'élévation dudit canon, un dispositif de visée optique comprenant un miroir asservi entrainé par un dispositif de commande électronique reproduisant le mouvement d'élévation du canon, ledit dispositif de commande comprenant un convertisseur d'élévation qui transforme le mouvement mécanique d'élévation du canon, ledit dispositif de commande comprenant un convertisseur d'élévation qui transforme le mouvement mécanique d'élévation dudit canon en signaux électriques, l'amélioration comprenant le placement du convertisseur d'élévation sur l'axe autour duquel tourne le canon dans un plan perpendiculaire, ou bien avec connexion avec celui-ci par engrenage.
2. Dispositif de commande du tir de canon, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande électronique comprend un convertisseur d'élévation disposé sur l'axe des tourillons du canon, un moteur d'élévation pour ledit miroir asservi et un dispositif de commande, caractérisé en ce que le dispositif de calcul, quand il est mis en fonction, fournit un signal de commande audit moteur d'élévation, de manière à déplacer en élévation le miroir asservi et en ce que ledit convertisseur d'élévation fournit des signaux audit moteur d'élévation, afin de déplacer en élévation ledit miroir lorsque le canon tourne sur l'axe de ses tourillons.