Brevet FR2011026A1 — publié le 19700227

La présente invention se rapporte à an procédé et à un dispositif de détermination de l'angle de relèvement d'un projectile à sa sortie du canon d'une arme à fecu Lors du tir d'un projectile dans un canon pointé sous an angle de 5 hausse déterminé, on constate généralement que le projectile entame sa trajectoire, à l'instant de son passage par la bouche da canon, sous an angle différent de l'angle sous lequel est pointé le canon. La différence angulaire entre l'angle de hausse et l'angle de départ du projectile est généralement eonna depuis 20. longtemps sous l'expression "angle de relèvement"» Cette différence angulaire est due au fait que pendant le passage da projectile, le canon de l'arme exécute des vibrations qui donnent au canon, à l'instant de la sortie du projectile, une autre po-i sition et une vitesse transversale déterminée en direction de la 25 déviation et perpendiculairement à l'axe du canon oa de l'âme. On connaît déjà des procédés poar déterminer cet angle de relèvement, procédés dans lesquels on définit la direction de sortie réelle du projectile à partir du résultat du tir ; lors de la mise en oeuvre, par exemple, du procédé de dé-20 termination de l'angle de relèvement suivant Siacci, on utilise deux cibles en carton installées parallèlement et à ane certaine distance l'une de l'autre devant le canon de l'arme. Lorsqu'on détermine l'angle théorique de passage de l'axe de lame par les deux cibles, point qai correspond à l'élévation réglée 25 pour le canon, on peut définir l'angle réel de sortie du projectile en se basant sur le point réel de passage du projectile par les cibles et en tenant compte des conditions balistiqueso Suivant un autre procédé, on définit l'angle réel de sortie da projectile en se basant sur la portée correspondant à l'éléva-50 tion du canon et en tenant compte des lois balistiques. Ces procédés présentent l'inconvénient décisif que l'on détermine le phénomène auquel est soumis le canon à partir du comportement du projectile, ce qui ne permet pas de tenir compte d'autres influences perturbatrices agissant sur le projectile, par exem-55 pie le vent, etc.., à l'instant de la sortie ou après la sortie du projectile du canon. En outre, on ne fait pas la distinction entre le trajet correspondant à la déviation du tube et la vitesse transversale déviant le projectile pendant la sortie de ce dernier du canon, ce qui fait que l'angle géométrique réel 40 du tube au passage du projectile par la bouche ne peut pas être 69 19570 2 2011026 déterminé. Toutefois, la détermination, séparée de l'angle réel et de la vitesse transversale est précisément très importante pour l'examen précis des phénomènes de vibrations auxquels est soumis le canon pendant le tir» 5 „ • la présente invention se rapporte à un pro cédé permettant de déterminer avec précision l'angle de déviation du canon pendant le tir par rapport à l'axe de l'âme et séparément la vitesse transversale du canon pendant la sortie du projectile, avec élimination de toutes, les autres grandeurs 20 perturbatrices,, Suivant l'invention, on obtient ce résultat par l'enregistrement optique, sur. un film en défilement d'un rayon lumineux réfléchi au voisinage de la bouche du canon et dévié par le déplacement angulaire qu'effectue le canon lors du 25 tir, avec enregistrement simultané d'un autre rayon lumineux passant devant la bouche du canon, perpendiculairement à cette dernière, et interrompu par le projectile quittant le canon, ainsi que d'une image de diffraction formée par le passage d'un troisième rayon lumineux par une fente optique prévue perpendi-20- culairement au plan des vibrations à la bouche du canon, le départ du tube étant fixé chronologiquement par des repères chronologiques portés automatiquement par le système optique d'enregistrement sur le film« Suivant un mode de réalisation avantageux du proeédé conforme à l'invention, on utilise un laser pro-25 duisant une lumière monoehromatique pour produire l'image de diffraction qui doit se composer de franges claires et sombres nettes, et en vue de l'enregistrement précis de la déviation de l'image de réfraction par le déplacement de la fente optique, on étire cette image de diffraction sous la forme d'une ligné large 30 Qt °n la projette dans le système optique d'enregistrement.Pour définir le passage du projectile par la bouche du canon, on utilise également de préférence un laser dont la lumière fortement focalisée fait apparaître sur le film une ligne fine qui est interrompue brusquement à l'instant du passage du projectile par 35 la bouche du canon<> Pour la mise en oeuvre de ce procédé, on utilise un dispositif dans lequel- un miroir edt f ixé, .perpendiculairement à l'axe de l'âme à l'extrémité du canon de l'arme, se trouvant du côté de la bouche, et dans lequel un prisme ou un 40 élément analogue et un arbre diviseur de type connu sont montés 69 19570 ? 2011026 de façon fixe à côté du eanon de l'arme, de tg^e manière que la lumière émise par une source lumineuse soit envoyée par le cube diviseur vers le miroir et que la lumière réfléchie par le miroir, passant par le même cube diviseur, puisse être réflé-5 chie par an autre miroir ou un élément analogue dans le système optique d'enregistrement et puisse être concentrée sous la forme d'un point d'enregistrement au moyen d'une lentille se trouvant devant le système optique d'enregistrement. Cela exclut l'enregistrement de tous les autres mouvements du cube, tais qae la 10 torsion oa le déplacement parallèle, et seule la déviation angulaire en direction des vibrations transversales se trouve enregistrée. Pour définir le passage du projectile par la bouche da canon, l'un des laser est monté de manière que son rayon lumineux passe devant le canon de l'arme, perpendiculairement à ee 15 dernier, à ane distance correspondant à la longueur du projectile, et puisse être projeté également, en passant par an système optique, dans le système optique d'enregistrement. L'autre laser est monté de manière que son rayon lumineux passe dans la fente optique disposée à l'extrémité du canon, du côté de la 20 bouche, cette fente étant suivie d'un système optique de grossissement ainsi qae d'un autre système optique à l'aide duquel l'image de réfraction ainsi grossie peut également être projetée dans le système optique d'enregistrement,, Avec la déviation de la ligne de réfraction, on fixe le trajet total, parcouru 25 par la bouche dans la direction des vibrations, c'est-à-dire la déviation angulaire et la déviation parallèle. Pour la description plus détaillée de l'objet de l'invention, on va se référer au dessin annexé, sur lequel : 50 la figure 1 représente les conditions théo riques régnant à l'extrémité de bouche du canon au moment de la sortie du projectile ; la figure 2 représente le dispositif néces-saire pour la mise en oeuvre du procédé"conforme à l'intention ; 35 la figure 3 montre l'agencement de la fente optique pour l'enregistrement de la déviation du canon ; la figure 4 représente le résultat d'une mesure, sous la forme d'un diagramme sur un film du système optique d'enregistrement^ jq Le diagramme représenté sur la figure 1 in- 69 19570 4 2011026 dique les conditions angulaires et de vitesse à l'extrémité de bouche da canon, lors da passage da projectile par la bouehe . L'angle lu» avec l'horizontale caractérise l'angle de haasse oa l'élévation da canon de l'arme avant le tir. Par suite de 5 vibrations lors du passage da projectile et lors de la sortie da projeetile, le eanon est dévié d'an angle (3 , ee qui lait qae, da point de vae parement géométrique, le projectile entamerait sa trajectoire avee une vitesse initiale vo et sous an angle ho + 3 » Du fait qae le canon de l'arme vibre cependant à une 10 vitesse transversale v^, on obtient, sous l'effet de l'impulsion supplémentaire agissant sar le projeetile, la vitesse réelle v et l'angle de déviation supplémentaire "f* « L'angle de départ réel Pour enregistrer la déviation angulaire du 30 canon 2 de l'arme, on prévoit un rayon lumineux 3 produit par une source lumineuse 4 comportant une fente de reproduction variable. Pour transmettre ce rayon lumineux 3, on utilise an cube diviseur 5 et des miroirs 6 et 7o Pour enregistrer la vitesse transversale de l'extrémité de bouche da canon, on pré-35 voit un rayon lumineux 8 qui est produit par un laser 9» Pour transmettre ce rayon, on utilise les miroirs 10, 11 et 12. La fente optique 18 disposée à l'extrémité de bouehe a peur fonction de réfracter ce rayon laser 8. La fente 18 est précédée d'une lentille collectrice 13 et suivie d'an système optiqae de 40 grossissement 20o Pour définir la sortie du projectile, on 69 19570 5 2011026 utilise le rayon lumineux 15 produit par un laser 14, ce rayon étant projeté par des miroirs 16 et 17 dans l'enregistreur photographique 1. Le rayon lumineux 3 filiforme, partant de la source 4 est envoyé par -le cube diviseur 5 f ixé rigidement à 5 côté du canon vers le miroir 6 monté sur le canon 2 de l'arme,, Le cube diviseur 5 est réglé de manière que le rayoa lumineux 3 tombe exactement de façon perpendiculaire sur le plan du miroir 6. Sous l'effet de vibrations de l'extrémité de bouche du canon et par conséquent du miroir 6, l'angle d'incidence ainsj^ue 20 l'angle de réflection du rayon lumineux 3 varient, Le rayon lumineux 3 réfléchi, décrivant les vibrations arrive en outre, en passant le cube diviseur 5, sur le miroir 7 qui projette le ra-. yon lumineux 3 dans l'enregistreur photographique 1 dans lequel ces .vibrations sont fixées sur le film. Le système optique 15 d'enregistrement 1 est précédé d'une lentille cylindrique 19 . qui focalise le trait lumineux sous la forme d'un point d'enregistrement. Le rayon laser 8 servant à l'enregistrement de la vitesse transversale et produit par le laser 9 est encore une fois focalisé par la lentille collectrice 13 et projeté par le 20 miroir 10, perpendiculairement à l'axe de l'âme, sur la fente : . optique -18. L'image de réfraction formée derrière la fente 18 . est envoyée par le miroir 11 au système optique 20 qui grossit l'image de réfraction. Le plan de projection du rayon laser 8 depuis le miroir 11 par le système optique 20 vers le miroir 12 25 se trouve en dessous de celui du rayon lumineux 3«L'image de réfraction mobile, grossie est projetée par le miroir 12 dans l'enregistreur photographique et fixée également sur le film dans ce dernier. Le laser 14 est monté de manière que son rayon 15 passe, perpendiculairement à l'axe de l'âme, devant la bouche 3Q du canon à une distance correspondant à là longueur du projectile. Par les miroirs 16 et 17 dont le plan de projection se trouve au-dessus de celui du rayon 3, le rayon laser 15 est envoyé dans l'enregistreur photographique, sur le film duquel ce rayon apparaît, pendant le passage du projectile, sous la forme 35 d'un trait qui est interrompu brusquement à la sortie du projectile du canon. La figure 4 représente un résultat de mesure sous la forme d'une bande de film dont les différents diagrammes sont codés comme suit. Au bord inférieur du film, on reconnaît' des repères chronologiques R, se trouvant à des inter-=40 valles d'une milliseconde, fournis par un.-transmetteur de 69 19570 6 2011026 repères chronologiques monté dans le système optiqae d'enregistrement. De ce fait, le déroulement chronologique de 1*opération toute entière est bien définio le trait rectiligae porté au-dessus de ces repères provient du rayon laser passant devant le 5 eanon de l'arme, perpendiculairement à ce dernier, et indique le passage du projectile par son interruption nette (poiat C)® Au milieu du film est tracée la ligne B produite par le rayon lumineux réfléehi par le miroir fixé au canon, ee rayoa servant à l'enregistrement des vibrations du canoa et par conséquent, dans 10 une échelle déterminée, de la déviation angulaire du eanoa. la ligne supérieure A représente le trajet total parcouru par l'extrémité de bouche du eanono Pour le dépouillement du diagramme, il faut tenir compte de plusieurs points* l'échelle de la courbe de dé-15 viation angulaire B, c'est-à-dire le nombre de degrés (°) correspondant à 1 millimètre (mm) dépend uniquement de la distance optique entre le système optique d'enregistrement et le miroir, c'est-à-dire du trajet parcouru par le rayon lumineux réfléehi. Conformément à la loi de la réflection, on peut écrire z 20 tg2P»-L , où. p désigne l'angle d'incidence ou de réflection du miroir, d l'amplitude sur l'objet d'enregistrement et s la distance optique entre le système optique d'enregistrement et le miroir«Pour une amplitude d = 1 (mm), on obtient comme condition pour l'é- 25 ollelle tg 2 M T • Dans le cas oà, au point de la courbe de variation angulaire, caractérisé commepaint de sortie du projectile par une interruption brusque du trait inférieur rectiligne, 30 l'amplitude présente une valeur déterminée, on obtient, compte tenu de l'échelle, une valeur directe pour la déviation angulaire 0 du canon de l'arme à l'instant de la sortie du projeetile0 Pour le dépouillement de la courbe de variation de trajet A, l'échelle est sans importance, car seul le 35 facteur direction de la courbe trajet-temps au poiat de la sortie du projectile est déterminant pour la vitesse recherchée» Par conséquent, on trace une tangente au point de la courbe de variation de trajet,correspondant au passage du projectile,et la tangente de l'angle que forme cette tangente avec l'horizontale donne la valeur de la vitesse transversale de l'extrémité 40 de bouche du canono 69 19570 7 2011026 RETEHBIGlIIOyS le Procédé de détermination de l'angle de relèvement d'un projectile à sa sortie du canon d'une arme à feu, caractérisé par le fait que l'on enregistre simultanément par voie optique sur un film en défilement, un rayon lumineax réfléchi au voisinage de la bouche du canon et dévié par le déplacement angulaire qu'effectue le canon lors du tir, un antre rayon lumineax passant devant la touche du canon, perpendiculairement à cette dernière, et interrompu par le projectile quittant le eanon, 10 .ainsi qu'une image de réfraction formée par le passage d'un troisième rayon lumineax par une fente optique prévue perpendiculairement au plan des vibrations sur la "bouche du canon, le départ da projectile étant fixé chronologiquement par des repères chronologiques portés automatiquement par le système 15 optique d'enregistrement sur le film. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise, pour définir le passage du projectile par la touche du eanon le rayon lumineux fortement focalisé 20 d'un laser, passant perpendiculairement devant le canon de l'arme 3. Proeédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise le rayon lumineux d'un laser émet tant une lumière monochromatique pour former une image de réfraction composée de franges sombres et claires nettes et que l'on 25 concentre cette image de réfraction sous la forme d'une ligne pour la projeter dans le système optique d'enregistrement» 4» Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 à 3» caractérisé par le fait que pour la réflection du rayon lumineux servant à l'enregistrement 30 de la déviation angulaire du canon, un miroir fixé perpendiculairement à l'axe de l'âme au canon de l'arme est disposé au voisinage de la "bouche, par le fait qu'an prisme ou un élément analogue et un cube diviseur de type connu sont montés de façon fixe à côté du canon de l'arme, de telle manière que la lumière 35 émise par une source lumineuse soit envoyée par le cube diviseur vers le miroir précité et que la lumière réfléchie par ce dernier passe par le môme aube diviseur et soit projetée dans le système optique d'enregistrement par un autre miroir ou élément analogue, par le fait que la source lumineuse servant à définir 40 le passage du projectile est disposée de manière que son rayon 69 19570 8 2011026 lumineax passe perpendiculairement devant le canon de l'arme, à une distance correspondant à la longueur du projectile, et soit également projeté dans le système optique d'enregistrement par des réflecteurs supplémentaires, et par le fait que la fente optique est suivie d'un système optique de grossissement ainsi que d'un autre système optique à l'aide duquel l'image de réfraction ainsi grossie est également projetée dans le système optique d'enregistrement» 5. Dispositif suivant la revendication 4» caractérisé par le fait que la source lumineuse pour l'enregistrement de la déviation angulaire du canon renferme une fente de reproduction variable, de telle manière que la lumière é-mise par cette source puisse être amenée sous la forme d'an trait® 6« Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le système optiqae d'enregistrement est un enregistreur photographique» 7. Dispositif suivant les revendications 4 et 6, caractérisé par le fait que le système optique d'enregistrement est précédé d'une lentille cylindrique, de telle manière que la lumière incidente soit focalisée sous la forme d'un point d'enregistrement»