Brevet FR2137062A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux appareils d'observation et de conduite de tir et plus particulièrement un dispositif pour commander automatiquement les déplacements angulaires de ltaxe de visée afin de maintenir cet axe de visée centré sur une cible mobile, lorsque les conditions de visibilité sont amoindries au moment de la mise à feu du projectile tiré en direction de la cible. La présente invention a pour but de déterminer les vitesses angulaires relatives en gisement et en site entre appareil d'observation et la cible, de mettre en mémoire ces informations vitesses et de les restituer dès la mise à feu du projectile et pendart un au temps mis par le projectile pour atteindre la cible, tout en permettant à l'observateur de modifier ces informations vitesses lorsque les conditions de visibilité seront redevenues normales et dans le cas où les vitesses de la cible auraient varié. La présente invention s'applique plus particulièrement aux appareils d'observation connus dont le miroir de tetiest stabilisé gyroscopiquement et dont les déplacements de l'axe de visée sont obtenus par précession du gyroscope stabilisateur. Les commandes de précession sont des tensions variables, délivrées par un manche de commande manoeuvré par l'observateur-tireur, elles sont appliquées aux moteurs couple du gyroscope. Ces tensions de commande sont également conservées dans une mémoire qui a une constante-de temps d'inscription trés rapide et qui est capable de restituer l'information pendant un temps suffisamment long. A la mise à feu du projectile, un relais applique la sortie de la mémoire au moteur de précession qui recevait précédemment la tension de commande et le gyroscope continuez précéssionner à la mdme vitesse pour conserver le pointage de l'axe de visée sur la cible mobile. Dès que les conditions de bonne visibilité sont rétablies, l'obser- vateur-tireur par manoeuvre du manche de commande peut modifier la tension à l'entrée du moteur couple pour faire précessionner plus ou moins vite le gyroscope dans le cas où les vitesses angulaires relatives entre l'appareil d'observation et la cible viendraient à varier Cette modification de tension est obtenue dans un étage électronique sommateur et la tension de commande issue du manche est divisée dans un certain rapport pour diviser dans le meme rapport les imperfections du manche de commande et les réactions intempestives de lobservateur-tireurO L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparateront au cours de la description qui en est donnée ci-après, avec les dessins ci-joints, à l'appui et sur lesquels La figure 1 représente, sous forme de schéma synoptique, un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 représente, sous forme de schéma synoptique, un second mode de réalisation de l'invention. A la figure t, on a représenté d'une manière très simplifiée un appareil d'observation gyro-stabilisé 1, de construction connue en soi, dont la description qui suit est donnée pour faciliter la compréhension de la présente invention. L'appareil d'observation I comporte essentiellement un miroir de site 2, stabilisé autour de ltaxe de-gisement 3 et de l'axe de site 4 par un gyroscope à deux degrés de liberté 5. Les liaisons entre le gyroscope 5 et le miroir de tête 2 sont, au dessin, mécaniques dans le rapport t en gisement et 1/2 en site; ces liaisons pourraient, bien entendu, etre réalisées par des asservissements, le miroir de tete > 2 étant alors mécaniquement découplé du gyroscope 5.Comme nous le verrons plus tard, la présente invention n'est pas liéé à un type particulier d'appareil d'observation mais est capable de s'appliquer à tous les types d'appareils d'observation possédant au moins un organe de commande placé sur l'axe de site et un second sur l'axe de gisement. L'axe de visée 6 est stabilisé par le gyroscope 5 qui filtre les vibrations du véhicule (non représenté au dessin) support de l'appareil d'observation 10 L'axe de visée 6 est déplacé en site et en gisement par rapport au véhicule, dans les limites des débattements des cadres du gyroscope 5 par précession de ce gyroscope.Un manche de commande 7 actionne un potentiomètre 8 de site et un potentiomètre 9 de gisement qui distribuent des tensions d'amplitude proportionnelle aux déplacements du manche de commande 7 et dont la polarité ou la phase définit le sens de la commande désirée. La tension de commande site, délivrée par le potentiomètre 8, après amplification en 10, alimente convenablement le moteur couple 11 qui fait précessionner le gyroscope 5 autour de son axe de site 12. De mêmes la tension de commande gisement issue du potentiomètre 9, après amplification en 13, alimente le moteur couple 14 qui fait précessionner le gyroscope 5 autour de l'axe de gisement 3. Par précession du gyroscope à des vitesses proportionnelles aux déplacements du manche de commande 7, l'axe de visée 6 peut titre continuellement pointé sur une cible mobile0 Le dispositif de guidage automatique du tir, de construction connue en soi et non représenté au dessin, peut être obtenu par asservissement des armes, à partir des signaux délivrés par des détecteurs, non représentés, placés sur les axes 3 et 12 du gyroscope 5, ou mieux par un rayon infrarouge ou laser réfléchi par le miroir de tête 2, parallèlement à l'axe de visée 6 et qui guidera le projectile équipé d'un détecteur convenable, En maintenant l'axe de visée 6 sur la cible mobile, le projectile se guidera automatiquement sur cette dernière.Néanmoins, à la mise à feu les conditions de visibilité sont grandement diminuées par Ïesflammes, fumée etc... émises au moment du départ du projectile. Pour conserver l'4iignement de la visée sur la cible mobile partiel- lement ou entière-meut eachée, un dispositif 15 met préalablement en mémoire, avec précision, les commandes- de précession gyroscopique, qu'il restitue et applique aux entrées des amplificateurs 10 et 13 des moteurs couples 11 et 14, des la mise à feu du projectile. Pendant la phase de recherche et d'acquisition de la cible des convexions 16 et 17 et un relais 1,8 par ses contacts 19 et 20 appliquent les tensions issues des potentiomètres 8 et.9 respectivement aux entrées des mémoires de site 21 et de gisement 22. Ces mémoires 21 et 22 de construction connue en soi, ont une constante de temps d'inscription très rapide et sont capables de fournir les informa- tions conservées en mémoire pendant un temps supérieur au temps mis par le projectile pour atteindre son objectif. Ces mémoires 21 et 22 peuvent etre avantageusement des mémoires à condensateur miagasinant les tensions électriques délivrées par les potentiomètres 8 et 9. A la mise à feu du projectile, un interrupteur 23 excite le relais t8 qui interromptpar ses contacts 24 et :25, l'arrivée (à l'entrée des amplificateurs 10 et 13, et à l'entrée des mémoires 21 et 22) des tensions de commande de précession gyroscopique en provenance des potentiomètres 8 et 9. Par ses contacts 26 et 27 le relais 18 applique les sorties des mémoires 21 et 22 aux entrées des amplificateurs 10 et 13.Un dispositif 28 qui peut etre avantageusement un électroaimant bloque le manche 7 à la position qu'il occupait au moment de la..mise à feu, et les tensions délivrées par les potentiomètres 8 et 9 sont par les contacts 24 et 25 du relais 18 envoyées aux entrées des diviseurs de tension 29 et 30. Les tensions de commande divisées dans le rapport n,en sortie des diviseurs 29 et 30 sont comparées respectivement en 31 et 32 avec les tensions issues des mémoires 21 et 22 qui sont préalablement divisées dans le meme rapport n par deux autres diviseurs de tension 33 et 34.Les tensions résultantes apparatssant en sortie des étages comparateurs 31 et 32 sont sommées en 35 et 36 avec les tensions issues des mé- moires 21 et 22 pour Qtre appliquéeXar les contacts 26 et 27 du relais 18 aux entrées des amplificateurs 10 et 13 Toutes ces opérations et commutations sont concomitantes et dès le lancement du projectile, le relais t8 commute les sorties des mémoires 21 et 22 aux entrées des amplificateurs 10 et 13 et le gyroscope 5 continue à précessionner en site etien gisement aux mimes vitesses et conserve ainsi le pointage de l'axe de visée 6 sur la cible mobile. Les tensions résultantes, fournies par les étages comparateurs 31 et 32,5 ont normalement nulles puisque les tensions mises en mémoire en 21 et 22 et celles fournies par les potentiomètres 8 et 9 sont égales. Dès que les conditions d'observation redeviennent normalles, c'est à dire lorsque la cible redevient visible pour l'observateur-tireur, ce dernier peut manoeuvrer le manche de commande 7 autour de sa position bloquée pour faire varier, en plus ou moins, la vitesse de précession du gyroscope 5, en modifiant les tensions délivrées par les potentiomètres 8 et/ou 9, c'est à dire en créant des tensions en sortie des comparateurs 31 et/ou 32 qui slajoutent ou. se soustraient en 35 et/ou en 36 aux tensions mises en mémoire en 21 et/ou 22. Dans le cas où les vitesses angulaires de la cible, vue de lappa- reil d'observation varient, la commande du manche 7 recentre la visée. En 33 et 34, la division par n des tensions de sortie des mémoires 21 et 22 et en 29 et 30, la division par le même rapport n des tensions de commande délivrées par les potentiomètres 8 et-9, divisent par n les imperfections du manche de commande 7 ainsi que les réactions intempestives de lobservateur-tireur et permettent d'aux menter la précision du pointage de la visée. A la figure 2, on a représenté un second mode de réalisation du dispositif 15, de mise en mémoire et de restitution des informations vitesses de précession gyroscopique, qui est sensiblement différent du précédent du fait qu'à la mise à feu du projectile, le manche de commande 7 revient à sa position centrale, position pour laquelle les potentiomètres 8 et 9 ne délivrent aucune tension. Initialement, pendant la phase de recherche et d'acquisition de la cible, les tensions de commande délivrées par les potentiomètres entrées des 8 et 9 sont, comme précédemment, appel crrtrces 10 et t3 et des mémoires 21 et 22 par les contacts repos du relais 18o Les vitesses de précession du gyroscope 5 qui sont les vitesses angulaires de la cible vue de l'appareil d'observation 1 sont conservées, sous forme de tension, dans les mémoires 21 et 22 et des le lancement du projectile, par le relais 18 en position travail, commutées aux entrées des amplificateurs 10 et 13 pour faire précessioner le gyroscope 5 aux mimes vitesses conservant ainsi l'a- lignement de la visée sur la cible mobile. Toute erreur d'alignenent de la visée sur la 'cible, due en particu lier à des variations de vitesse de déplacement de la cible est corrigée par commande du manche 7 autour de sa position repos. Les tensions de correction délivrées par les potentiomètres 8 et 9, commutées par les contacts travail du relais 18, divisées dans le rapport n par les diviseurs de tension 29 et 30, sont sommées al gébriquement en 35 et 36 aux tensions mises en mémoire en 2t et 22 pour modifier convenablement les vitesses de précession gyroscopique. Comme précédemment et pour les mêmes raisons, les diviseurs de ten sinon 29 et 30 divisent les réactions intempestives de ltobservateur- tireur et les imperfections mécaniques du manche de commande 7. Les dispositifs 'de mise en mémoire et de restitution des informations de vitesses angulaires de la cible mobile vue de l'appareil d'observation, représentés aux figures 1 et 2 ont été décrits en fonctionnement avec un appareil d'observation dont l'axe de visée est stabilisé 'gyroscopiquement, mais il va de soi que l'invention qui n'a été décrite qutå titre explicatif, nullement limitatif, peut s'appliquer à tous les types d'appareils d'observation dont l'axe de visée est déplaçable et qu'également il est possible d'y introduire des modifications de détail sans pour cela altérer la présente invention. Revendications 1/ Procédé et dispositif pour conserver l'alignement d'une visée sur une cible mobile observée à l'aide d'un appareil d'observation stabilisé par un gyroscope dont on utilise lteffet de précession en gisement et en site pour déplacer l'axe de visée dans l'espace de façon à maintenir l'axe de visée centré sur la cible mobile, les signaux de commande de précession dudit gyroscope étant des tensions variables, obtenues par déplacement d'un manche de commande entratnant deux potentiomètres, cesdites tensions étant appliquées, i travers un amplificateur, sur les enroulements des moteurs couple gyroscopiques gisement et site caractérisé par le fait que ce dispositif détermine les vitesses angulaires de la cible vue de l'ap- pareil d'observation, outil conserve en mémoire ces informations vitesses, qu'il les restitue à la mise à feu du projectile pour. continuer à faire précessionner ledit gyroscope, que.pendant toute la phase de guidage du projectile ledit dispositif compare en permanence les informations vitesses mises en mémoire avec les informations délivrées par le manche de commande manoeuvré par ltobser- vateur-tireur, que les signaux après comparaison agissent pour faire précessionner plus ou moins vite le gyroscope en fonction des variations des vitesses angulaires de ladite cible, et qu'un dispositif atténue les imperfections mécaniques du manche de commande et les réactions intempestives dudit observateur-tireur. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les tensions de précession en gisement obtenues par déplacement du manche de commande sont également appliquées à l'entrée d'une mémoire, que la mise à feu du projectile commande un relais maintenant le manche de commande à sa dernière position et interrompant ces tensions de précession à l'entrée de l'amplificateur du moteur couple de précession du gyroscope en gisement et à l'entrée de la mémoire pour les appliquer à l'entrée dtun diviseur de tension, qu'unie première sortie de la mémoire est appliquée à un second diviseur de tension, que les deux diviseurs de tension ayant un mtme rapport de division ont leurs sorties respectiyes appliquées aux entrées d'un étage comparateur dont la sortie est amenée à la première entrée d'un étage de sommation dont la deuxième entrée. reçoit la deuxième sortie de ladite mémoire, que la sortie dudit étage de sommation est, par les contacts travail du relais, commandé à la mise à feu du projectile, amenée à l'entrée dudit amplificateur du moteur couple de précession en gisement du gyroscope. 3/ Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les tensions de précession en site obtenues par déplacement du manche de commande sont à la mise à feu du projectile traitées de la même façon que les tensions de précession en gisement par un ensemble identique, comprenant : un un relais qui peut etre le meme relais que celui qui commute la voie gisement, une mémoire, deux diviseurs de tension, un étage comparateur et un étage de sommation dont la sortie est amenée à l'entrée de l'amplificateur du moteur couple de précession en site du gyroscope. 4/ Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'après la mise à feu du projectile et dès que les condi- tions de visibilité sont rétablies, liobservateur-tireur peut modifier les vitesses dé précession du gyroscope en site et en gisement pour suivre les variations des vitesses angulaires de la cible mobile et maintenir l'axe de visée centré sur ladite cible que les étages comparateurs, comparant les nouvelles tensions de commande manche et les tensions conservées en mémolre, (toutes ces tensions étant divisées préalablement dans un meme rapport, délivrent des tensions qui sont ajoutées ou retranchées, dans les étages de sommation, aux tensions conservées en mémoire pour modifier en sortie desdits étages de sommation les tensions appliquées aux moteurs couplue de précession du gyroscope. 5/ Dispositif selon la revendication1, caractérisé par le fait que les tensions de commande par précession en site et en gisement sont appliquées respectivement à l'entrée de deux mémoires; que la mise à feu du projectile.dune part, commande un relais qui interrompt ces tensions de commande par précession en site et en gisement du gyroscope, aux entrées desdites mémoires, à entrée de l'amplifica- teur du moteur couple de site et à l'entrée de l'amplificateur du moteur couple de gisement pour les appliquer respectivement à lsen- trée de deux diviseurs de tension et d'autre part, ramène le manche de commande à sa position centrale, position pour laquelle ledit manche de commande ne délivre ttucune tension de commande par précession du gyroscope; que la sortie de la mémoire site est amenée à l'une des deux entrées d'un étage de sommation dont la seconde entrée reçoit la sortie du diviseur de tension de commande par préces- sion en site; que la sortie de la mémoire gisement est amenée à ltune des deux entrées d'un second étage de sommation dont la seconde entrée reçoit la sortie du diviseur de tension commande par précession en gisement; que la sortie dudit premier étage de sommation est appliquée, par des contacts travail du relais commandé à la mise à feu du projectile, à l'entrée de l'amplificateur du moteur couple de précession site; que la sortie dudit second étage de sommation est appliquée, par les contacts travail dudit relais, à l'entrée de l'amplificateur du moteur couple de précession gisement. 6/ Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que ledit dispositif peut stappliquer à tous les types d'appareils d'observation et de conduite de tir possédant des moyens de commande pour deplacer à volonté l'axe de visée,