Brevet FR2274014A1 — publié le 19760102

L'invention concerne un dispositif pour matérialiser avec précision, dans une direction donnée, l'axe d'une arme ou d'un missile embarqué à bord d'une structure déformable, cette matérialisation étant effectuée en un point éloigné de l'arme ou du missile-efl situé à bord de la structure. La conduite de tir des armes à partir de véhicules en mouvement et de structure légère, hélicoptère par exemple, se heurte aux difficultés introduites par les mouvements de la plateforme et par les déformations de la structure entre le poste de visée et les points d'amarrage des armes, Le calage initial d'un missile à bord d'un avion d'armes à partir d'une centrale pose un problème analogue. S'il est courant de rEsoudre les difficultés introduites par les mouvements d'une plateforme en utilisant des gyroscopes, en revanche, il n'existe pas à l'heure actuelle de solution satisfaisante pour éliminer l'influence des distorsions de structure. L'invention consiste à effectuer un transfert optique de la ligne de tir vers la ligne de visée. Le dispositif de l'invention comporte, à cet effet, un ensemble de moyens optiques qui forme une image dudit axe au travers d'une pupille entrée située au voisinage de l'arme ou du missile et qui transporte cette image jusqu'à une pupille de sortie conjuguée avec la pupille d'entrée et située au voisinage dudit point, en sorte que l'axe est matérialisé par l'image que l'on observe dans la pupille de sortie. L'image observée dans la pupille de sortie peut titre superposée directXement au paysage ou être analysée par un dispositif d'écartométrie connu en soi solidaire de la structure au point considéré et qui mesure alors les déformations entre celui-ci et l'arme ou le missile. Dans un type de réalisation conforme à la présente invention les moyens optiques comprennent un collimateur lié rigidement au support de l'arme et des moyens pour transmettre l'image de l'axe fourni par le collimateur jusqu'à une pupille de sortie conjuguée avec la pupille du collimateur. Les moyens optiques comprennent une série de sousensembles optiques invariants disposés bout à bout, la pupille d'entrée d'un invariant étant conjuguée avec sa pupille de sortie et constituant la pupille de sortie de l'invariant précédent, Ces invariants optiques sont constitués par des trièdres, des rhomboèdres et/ou des lunettes de grossissement unité. Quels que soient les déplacements du système optique et meme de chacun de ses sous-ensembles eux-memes optiquement invariants, la direction projetée dans le poste de visée reste parallèle à la ligne de tir, aux corrections éventuelles de tir près. Le poste de visée est de préférence du type collimateur clair à la disposition du pilote ou du copilote. Si le débattement des armes dépasse quelques degrés, on fixe le collimateur ou le miroir non pas sur l'arme mais sur son affdt. Le système optique invariant, identique au cas précédent, permet le transfert optique de la position de l'arme correspondant au zéro des capteurs : il ne prend en compte que les déformations de la structure se traduisant par des rotations autour d'axes perpendiculaires à l'axe du collimateur. Les rotations autour de cet axe introduisent pour des débattements faibles des erreurs du second ordre qui peuvent néanmoins être corrigées par un dispositif connu en soi mésurant par exemple la rotation du plan de polarisation de la lumière. Un déviateur recopie la position de l'arme sur son affût aux corrections de tir près : ce déviateur peut être de préférence la lame semi-transparente du collimateur clair du poste de visée, lame montée à la Cardan. La stabilisation et le pointage de l'arme sont réalisés de façon connue en soi, par asservissement à un gyroscope à deux degrés de liberté ou à deux gyromètres montés de telle manière que l'axe stabilisé qu'ils définissent soit constamment parallèle à la ligne de tir. Le système optique invariant peut etre avantageusement réalisé de la manière suivante Les différents éléments, lentilles et prismes, d'un même sous-ensemble invariant sont montés d'une façon rigide les uns par rapport aux autres. En revanche, les positions relatives des différents sous-ensembles ne sont limitées que par leur champ optique et l'excentrement de leurs pupilles. Ils peuvent par exemple être montés à l'intérieur d'un tube de protection en matériau léger par l'intermédiaire d'entretoises en élastomère. L'optique proprement dite est composée d'une succession de véhicules et de collectrices lesquelles seront de préférence du type décrit dans le brevet français 1 323 678. Ce sont des lentilles épaisses dont l'un des dioptres travaille au centre de courbure et l'autre aux points de WEIERSTRASS ; associées deux par deux, elles permettent un transport de pupille de grandissement moins un avec de très faibles aberrations : leur PEGZWAL négatif évite une augmentation prohibitive de la courbure de champ du système. L'invention sera encore expliquée ci-après en référence aux figures du dessin joint sur lequel : - la figure 1 est un schéma d'un invariant optique utilisable comme sous-ensemble dans le disposition de l'inven- tion ; - la figure 2 est un schéma d'un autre invariant -optique utilisable comme sous-ensemble dans le dispositif de l'invention ; - la figure 3 est un schéma d'un autre invariant optique utilisable dans un dispositif conforme à la présente invention ; - la figure 4 est une vue dans un plan vertical d'une partie d'un hélicoptère comprenant un dispositif conforme à la présente invention, et - la figure 5 est une vue partielle de dessus de l'hélicoptère de la figure 4. L'invariant représenté sur la figure 1 comprend, montée dans un tube rigide 1, une série d'éléments optiques constitués par un objectif d'entrée 2, une collectrice de rayons 3 montée dans le plan image de l'objectif d'entrée, un véhicule 4 pour transporter 1'image de la collectrice 3 jusqu a une autre collectrice 5, et un objectif de sortie 6 dans le plan objet duquel est montée la collectrice 5. Les éléments optiques sont séparés par une distance de l'ordre de 25 cm, la longueur totale de l'invariant étant de l'ordre du mètre. Comme on le comprend d'après la structure de cet invariant et d'après les trajets des rayons qui sont représentés sur la figure, le rayon qui sort par le centre de la pupille de sortie est parallèle au rayon qui est rentré dans l'invariant par le centre de la pupille d'entrée. La figure 2 est relative à une autre réalisation d'invariant dans laquelle les objectifs d'entrée et de sortie sont respectivement suivis et précédés d'un prisme 7,8 en sorte que le faisceau qui entre dans l'invariant ressort parallèlement à lui-meme mais décalé d'une distance qui correspond à la longueur de l'invariant. La figure 3 est relative à une autre réalisation d'invariant qui est analogue à celle de la figure 2 avec cette différence que les prismes 9,10 dont l'un est un prisme en toit sont disposés symétriquement en sorte que le faisceau qui sort de l'invariant a une direction opposée à la direction du faisceau qui rentre dans l'invariant. Les figures 4 et 5 montrent un dispositif optique 11 conforme à la présente invention utilisé à bord d'un hélicoptère 12 pour transpôrter vers un poste de visée 13 la ligne de tir d'un arme 14. Le dispositif il de l'invention comprend deux invariants linéaires 15 et 16 du type représenté sur la figure 1 et il comprend un invariant 17 du type représenté sur la figure 3 où le rôle du prisme 9 est assuré par la lame semi-transparente 21 et où l'objectif 2 est placé entre la lame et la collectrice 3. L'invention n'est pas limitée à l'utilisation de collectrices telles que mentionnées plus haut ; on peut par exemple ne pas utiliser de collectrices et utiliser des objectifs de PETZWAL. Cet ensemble d'invariants reliés par des entretoises 23 transporte dans le viseur du poste 13 l'image de l'axe d'un collimateur 18 correspondant aux zéros (site et gisement) des capteurs montés sur l'afftt 22 de l'arme. Le gyroscope 20 assure la stabilisation de l'arme. La lame semi-transparente 21 du poste de visée 13 est asservie à l'arme de telle sorte que l'image vue par le pilote est bien parallèle, aux corrections de tir près, à l'axe 19 de l'arme. REVEflDI CAT IONS 1. Dispositif pour matérialiser avec précision, dans une direction donnée, l'axe d'une arme ou d'un missile embarqué à bord d'une structure déformable, cette matérialisation étant effectuée en un point éloigné de l'arme ou du missile et situé à bord de la structure, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comporte un ensemble de moyens optiques qui forme une image dudit axe au travers d'une pupille d'entrée située au voisinage de l'arme ou du missile et qui transporte cette image jusqu'à une pupille de sortie conjuguée avec la pupille d'entrée et située au voisinage dudit point, en sorte que l'axe est matérialisé par l'image que l'on observe dans la pupille de sortie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens optiques comprennent un collimateur lié rigidement au support de l'arme et des moyens pour transmettre l'image de l'axe fourni par le collimateur jusqu'à une pupille de sortie conjuguée avec la pupille du collimateur. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens optiques comportent un collimateur placé audit point et un miroir placé perpendiculairement à l'axe du missile ou de l'arme, ce miroir constituant une pupille d'entrée conjuguée avec la pupille du collimateur. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens optiques comprennent une série de sous-ensembles optiques invariants disposés bout à bout, la pupille d'entrée d'un invariant étant conjuguée avec sa pupille de sortie et constituant la pupille de sortie de l'invariant précédent. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens optiques comprennent des collectrices formées de deux lentilles épaisses dont l'un des dioptres travaille au centre de courbure et l'autre aux points de Weierstrass. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens optiques comprennent des objectifs de PETZWAL.