<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif de pointage pour déterminer la position d'un point de l'espace La présente invention a pour objet un dispositif de pointage pour déterminer la position d'un point de l'espace appartenant à la trajectoire d'un mobile et que ce mobile doit atteindre à l'instant même où arrive un projectile tiré depuis un poste de tir. Ce dispositif peut, par exemple, être utilisé pour le pointage sur but aérien mobile. On sait que le pointage sur un objectif aérien mobile, pour la commande indirecte du tir d'un ou plusieurs canons télécommandés, est difficile. Cette difficulté provient pour une grande part de ce que la tourelle des canons tourne autour d'un axe horizontal qui lui est lié.
Le pointeur est obligé de déterminer simultanément la vitesse angulaire de la tourelle autour de son axe vertical et la vitesse angulaire d'une lunette de visée autour de son axe horizontal. Dans les dispositifs connus jusqu'à présent, ces deux vitesses sont mesurées directement.
On a cherché non plus à mesurer ces deux vitesses directement mais à les déterminer à partir de deux grandeurs faciles à mesurer: l'inclinaison du plan alaire (plan déterminé par le vecteur vitesse du mobile et le centre du poste de tir) et la vitesse angulaire du mobile dans ce plan alaire. On peut alors déterminer facilement l' extrapolation angulaire , c'est-à-dire l'angle dont il faut décaler le tir en avant du mobile pour tenir compte du déplacement de ce dernier pendant la durée du trajet du projectile.
Le dispositif faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un premier organe dont la rotation permet de mesurer les variations de l'angle d'inclinaison -y du plan alaire défini par le vecteur vitesse du mobile et la ligne de visée, un second organe dont le déplacement est proportionnel à la vitesse angulaire 52 de la ligne de visée, un télémètre mesurant la distance D du mobile au poste de tir, et des organes agencés pour fournir, à partir des valeurs précédentes, d'une part, des tensions commandant les vitesses d'un moteur de pointage en gisement et d'un moteur de pointage en site et, d'autre part, une tension commandant un moteur asservi dont l'angle de rotation est proportionnel à l'angle d'extrapolation 8,
déterminé dans ledit plan alaire dont il faut décaler le tir en avant du mobile, de manière à tenir compte du déplacement du mobile pendant la durée de trajet du projectile.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention et un diagramme explicatif. La fig. 1 est le diagramme explicatif. La fi g. 2 est une vue schématique de cette forme d'exécution.
La fig 3 est une vue d'un organe représenté à la fig. 2. Dans le diagramme représenté à la fig. 1, A@ désigne un objectif mobile et O l'emplacement d'une tourelle que l'on veut pointer sur cet objectif. La ligne de visée O Ao fait avec le plan horizontal un angle So , site de l'objectif, et sa projection O ao sur le plan horizontal fait, avec une direction de référence O N, un angle Go , gisement de l'objectif. La vitesse Uo de l'objectif mobile et la ligne de visée O Ao définissent un plan dit plan alaire.
Ce plan fait avec le plan vertical passant par O Ao un angle dièdre y.
<Desc/Clms Page number 2>
Si l'on désigne par a la vitesse angulaire de la ligne de visée O Ao dans le plan alaire, il est facile de voir que la vitesse angulaire en site est égale à (1) S', = 62 X cos y et la vitesse angulaire en gisement est égale à
EMI2.6
La tourelle de pointage est entraînée par deux moteurs asservis commandant respectivement son mouvement en site et en gisement, avec les vitesses angulaires S% et G'o définies ci-dessus.
La vitesse S2 et les angles y et S,, sont mesurés par le pointeur et introduits dans un ensemble d'organes agencé pour déterminer les grandeurs cherchées, comme on le verra plus loin.
La vitesse U,, de l'objectif mobile est décomposée dans le plan alaire en une composante radiale, suivant la ligne de visée O Ao , et une composante orthogonale. Si l'on désigne par Do la distance O Ao 'de l'objectif au moment de la visée à la tourelle de pointage, la composante radiale D'o de la vitesse U, de l'objectif est la dérivée par rapport au temps de D, , et la composante orthogonale est égale à QXD, On peut déterminer la position du point A où le projectile rencontrera l'objectif si l'on connaît 1) l'angle y qui caractérise le plan dans lequel se fait l'extrapolation, et 2)
un angle 8 dit d' extrapolation que fait dans ce plan la ligne de tir O A avec la ligne de visée O A".
Cet angle 8 est donné par la formule 3) sin 8 =
EMI2.22
où Vm est la vitesse moyenne du projectile. Le calcul de sin b exige la connaissance de la vitesse ( .2 mesurée par le pointeur, celle de la distance Do donnée par un télémètre optique ou radioélectrique, et enfin celle de la vitesse Vm.
Cette vitesse- Vm peut être calculée à l'aide de la formule: Vm = Vo - k D où Vo et k sont des coefficients balistiques et D la distance de tir O A.
On peut admettre, en première approximation, que D n'est fonction que de la distance Do et de la vitesse de variation de cette distance, D'o , et par suite que Vm (V,, et k étant deux constantes) est une fonction des deux variantes D,, et D'o 5) Vm = f (D,, , D%).
On arrive ainsi à la formule 6) sin 8 =
EMI2.47
Le dispositif représenté sur la fig. 2 comprend un volant 1, qui permet au pointeur d'orienter une lunette de visée, de manière à repérer directement l'angle y. Un organe de commande 2 lui permet de régler la vitesse de rotation de la lunette, de manière qu'elle soit constamment égale à a, ce qui est automatiquement réalisé quand la cible reste en un point déterminé du champ de la lunette. Cette commande peut s'effectuer soit à la main, soit au pied. Dans le premier cas, le dispositif se présente sous la forme d'une manivelle, dans le deuxième cas il se présente sous la forme d'un accélérateur ou d'un pédalier analogue à celui d'une bicyclette.
L'organe de commande 2 entraîne des curseurs mobiles 4 et 5 d'un potentiomètre double linéaire 3 alimenté par une tension électrique symétrique stabilisée qui sert de référence pour le calcul des vitesses. La tension entre les curseurs 4 et 5 du potentiomètre 3 est ainsi proportionnelle à S2.
Cette tension proportionnelle à a est appliquée à deux potentiomètres linéaires 6 et 7. Le curseur 8 du potentiomètre 6 a un déplacement rectiligne commandé par une alidade 9, qui se déplace parallèlement à elle-même. Cette alidade est entraînée par un bras 10 dont la rotation est commandée par le volant 1. Le déplacement de l'alidade est ainsi proportionnel à cos y et la tension du curseur 8 est proportionnelle à a X cosy Cette tension est opposée à la tension d'une dynamo tachymétrique 11, liée à un moteur 12 de pointage en site de la tourelle. La différence entre ces tensions est utilisée par l'intermédiaire d'un amplificateur 13 pour commander le moteur électrique 12 suivant un procédé connu d'asservissement.
La vitesse du moteur 12 de pointage en site est ainsi = S2 X cos y Le curseur 14 du potentiomètre 7 a un déplacement rectiligne commandé par une alidade 15 qui se déplace parallèlement à elle-même. Cette alidade est entraînée par un bras 16 dont la rotation, comme. celle du bras 10, est commandée par le volant 1. Mais, d'une part, le bras 16 est décalé de 901, par rapport au bras 10 et, d'autre part, la distance séparant le point de liaison du bras et de l''alidade du centre de rotation est variable. Cette distance de longueur utile du bras est réglée par un tenon qui coulisse dans une rainure 17 d'une came 18.
Cette came est agencée pour tourner d'un angle égal à y -'- S,, et la rainure est telle que le déplacement longitudinal du tenon sur le bras 16 est proportionnel à
EMI2.70
. Ce déplacement est, évidemment, limité à une certaine valeur maximum quand S" se rapproche de 90 . Le déplacement de l'alidade 15 est ainsi proportionnel à
EMI2.72
sin y et la tension du curseur est proportionnelle à
EMI2.73
Cette tension est opposée à la tension d'une dynamo tachymétrique 19, liée à un moteur 20 de pointage en gisement de la tourelle.
La différence entre
<Desc/Clms Page number 3>
ces tensions est utilisée par l'intermédiaire d'un amplificateur 21 pour commander le moteur électrique 20 suivant un procédé connu d'asservissement. La vitesse du moteur 20 de pointage en gisement est ainsi : G'" =
EMI3.3
L'organe de commande 2 entraîne, outre les curseurs mobiles du potentiomètre double 3, le curseur 23 d'un potentiomètre linéaire 22, alimenté par une tension électrique stabilisée qui sert de référence pour le calcul de l'extrapolation et qu'on prend égale à l'unité. La tension du curseur 23 du potentiomètre 22 mesure Q.
Cette tension proportionnelle à a est appliquée à un potentiomètre 24. Le curseur 25 de ce potentiomètre est entraîné selon D, par un arbre 26,à partir d'un télémètre optique ou d'un radar. La tension du curseur 25 est ainsi proportionnelle à n X Do L'arbre 26 entraîne également un camoïde à deux dimensions représentant la fonction (5) f (D" , D'o). Le déplacement en fonction de D% de ce camoïde est commandé par un arbre 27 à partir du télémètre optique ou du radar par l'intermédiaire d'un calculateur fournissant à chaque instant la fonction dérivée par rapport au temps de la distance D".
Un poussoir 28 du camoïde entraîne un curseur 29 d'un potentiomètre linéaire 30 alimenté par la tension électrique de référence. La tension du curseur 29 est ainsi proportionnelle à f (D,,, D'"). Cette tension est appliquée à un potentiomètre linéaire 31. Le curseur 32 de ce potentiomètre a un déplacement rectiligne commandé par une alidade 33 qui se déplace parallèlement à elle-même. Cette alidade est entraînée par un bras 34 dont la rotation est commandée par un moteur asservi 35. Si x est l'angle de rotation de l'arbre du moteur, le déplacement de l'alidade est proportionnel à sin x et la tension du curseur 32 est proportionnelle à f (D" , D',,) X sin x.
Cette tension est opposée à la tension proportionnelle à 52 X D" du curseur 25, et la différence entre ces tensions est utilisée par l'intermédiaire d'un amplificateur 36 pour commander le moteur électrique 35 suivant un procédé connu d'asservissement. L'angle x de rotation du moteur 35 est ainsi proportionnel à l'angle d'extrapolation â en application de la formule (6). Cette rotation est, bien entendu, limitée entre 0 et une valeur inférieure à 90 .
La fig. 3 montre le détail des organes qui commandent le curseur du potentiomètre 7 de la fig. 2. Le curseur 14 est fixé à l'alidade 15. Cette alidade peut se déplacer parallèlement à elle-même par glissement de deux manchons 37 et 38 sur des tiges 39 et 40. L'amplitude de ce déplacement est commandée par un tenon 44 qui glisse dans l'alidade 15. Ce tenon est porté par un manchon 41 qui glisse sur le bras 16 qui tourne lui-même autour d'un axe 42. Le manchon 41 porte un deuxième tenon 43 qui glisse dans la rainure 17 de la came 18 montée sur l'axe 42.
Le contour de la rainure 17, comme on l'a dit plus haut, est tel que le déplacement longitudinal du tenon 44 sur le bras 16 est proportionnel à
EMI3.26
(en se limitant évidemment à des valeurs de So inférieures à 9011). Quand le bras 16 tourne d'un angle y, la came 18 tourne de l'angle y -I- So , donc de l'angle So par rapport au bras 16. Le bras 16 et le tenon 44 forment ainsi une bielle dont la longueur est proportionnelle à
EMI3.34
.
Cette bielle tournant de l'angle y, le déplacement de l'alidade 15 et, par conséquent, celui du curseur 14, sont donc proportionnels à
EMI3.36
Les potentiomètres pourraient être remplacés par tout autre dispositif (mécanique, par exemple), de même que les moteurs de pointage pourraient être asservis par des variateurs mécaniques ou hydrauliques au lieu de l'être par des organes électriques.