Brevet FR2474684A1 — publié le 19810731

Dispositif de simulation de tir La présente invention concerne un dispositif de simulation de tir. Pour entrainer les troupes au maniement des armes, il est intéressant de réaliser des tirs simulés à l'aide d'armes ne tirant pas de pr-ojectilesrchargees à blanc ou non chargées. Dans un dispositif de simulation de tir connu, l'arme comporte un générateur lumineux (diode laser par exemple) dont le faisceau, déclenché en appuyant sur la gâchette de 11 arme, simule la trajectoire du projectile de l'arme (balle ou obus). La cible peut alors être constituée par une figurine représentant la silhouette d'un objectif reel tel qu'un soldat ou un char. Cette figurine est équipée d'un système de détection du faisceau lumineux. Ce faisceau est en général tres fin afin d'obtenir une bonne précision. Pour pouvoir détecter l'impact du faisceau sur un point quelconque de la cible, il est donc nécessaire de prévoir une pluralité de détecteurs dont les surfaces sensibles accolées forment une mosaSque couvrant toute la surface apparente de la cible. Les dispositifs connus présentent donc I'inconvénient d'être relativement complexes, ce qui rend difficile leur utilisation sur un champ de tir. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient et de réaliser un dispositif de simulation de tir à la fois simple et précis. La présente invention a pour objet un dispositif de simulation de tir, comportant une cible et une arme munie d'une gâchette et de moyens pour viser la cible, caractérisé en ce que - l'arme comporte un système optique de réception disposé selon un axe de réception pour recevoir la lumière provenant de la direction visée et un récepteur électro-optique disposé pour recevoir la lumière sortant du système optique de réception - et en ce que le dispositif comporte en outre un générateur d' impulsions électriques commandé par la gâchette, capable de délivrer une impulsion électrique de départ à l'instant où la gâchette est actionnée, une source d'impulsions lumineuses, disposée à proximité de la cible, et capable d'envoyer un éclair lumineux concentré sur la cible, cet éclair illuminant toute la surface de cette cible en regard de l'arme, des moyens pour déclencher un éclair de la source à l'instant où la gâchette est actionnée, ledit récepteur délivrant alors à sa sortie une impulsion électrique de retour lorsqu'il reçoit une partie de la lumière renvoyée par la cible et transmise par le système optique de réception et un dispositif électrique de traitement, relié d'une part à la sortie du générateur et d'autre part à la sortie du récepteur. Des formes d'exécution de l'objet de la présente invention sont décrites ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - le figure 1 représente un mode de réalisation du dispositif de simulation de tir selon l'invention, - la figure 2 est un schéma d'un système électro-optique monté sur l'arme du dispositif de simulation de tir représenté sur la figure 1 - et la figure 3 est un schéma d'un système électro-optique monté sur une arme équipée d'une lunette de visée, cette arme faisant partie d'un autre mode de réalisation du dispositif de simulation de tir selon l'invention. Sur la figure 1 est représentée un fusil 1 comportant un canon 2 monté sur une crosse 3 munie d'une gâchette 4. Sur le canon 2 sont fixées deux mires de visée 5 et 6, la mire 6 étant réglable en hauteur à l'aide d'une hausse 7 d'un type bien connu. La détente du fusil 1 a été remplacée par un interrupteur électrique 8 dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par la gâchette 4. Un générateur d'impulsions 9, disposé à l'intérieur de la crosse 3, est relié à l'interrupteur 8. Sous le canon 2 du fusil 1 est fixé un système électro-optique 10. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte de plus un appareil 11 comportant une cible 12 constituée par une figurine articulée sur un support 13. La figurine peut être par exemple une plaque métallique découpée représentant la silhouette dVun objectif habituel tel qu'un soldat ou un char. Dans la position représentée sur la figure, cette plaque est disposée verticalement au dessus de la face supérieure horizontale 14 du support 13. Un mécanisme commandé par un moteur électrique 25 disposé dans le support 13 permet de rabattre la plaque sur la face 14 par rotation autour d'un axe 15. Sur la face 14 est disposée, à proximité de la cible 12, une lampe à éclair 16 dont la décharge est commandee par un dispositif de déclenchement 17 disposé à l'intérieur du support 13. Un réflecteur 18 fixé sur la face 14 entoure partiellement la lampe 16 de façon à concentrer sur une face 38 de la cible 12 le rayonnement émis par la lampe 16. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte en outre un dispositif électrique de traitement 20 comportant deux compteurs digitaux 21 et 22. Deux entrées du dispositif de traitement 20 sont reliées respec vivement à la sortie du système électro-optique 10 et à la sortie du générateur d'impulsions 9 par des connexions électriques 23 et 24. La sortie du dispositif 20 est reliée à l'entrée du moteur électrique 25 par une connexion 26. Le dispositif de déclenchement 17 est relié à l'interrupteur 8 par une connexion 27. La figure 2 montre le schéma du système électro-optique 10 fixé sous le canon 2 du fusil 1. Ce système comporte d'abord un système optique de réception disposé suivant un axe optique 28 rigoureusement parallèle à l'axe de tir du canon 2. Ce système optique comprend successivement, de l'extrémité 29 du canon 2 à la crosse 3 (figure 1), un filtre optique 30, un objectif 31, un diaphragme 32 disposé au foyer de l'objectif 31 et une lentille 33. La surface de réception 35 d'un récepteur électro-optique 34 tel qu'une photodiode est disposée de façon que la lentille 33 forme sur cette surface l'image du diaphragme 32. La sortie électrique du récepteur 34 est reliée à l'entrée d'un amplificateur à seuil 36 dont la sortie est elle-même reliée à une entrée du dispositif de traitement 20 par la connexion 23 (figure 1). L'amplificateur à seuil 36 délivre un signal de sortie seulement lorsque l'amplitude de l'impulsion électrique qu'il reçoit est supérieure à un seuil prédéterminé. Le système 10 comporte en outre un circuit d'alimentation électrique 37 dont la sortie est reliée à l'entrée du récepteur 34. Le dispositif de simulation de tir décrit ci-dessus et représenté sur les figures 1 et 2 fonctionne de la manière-suivante. Le fusil 1 est un fusil de guerre de type courant, qui a subi quelques transformations, ce qui l'empêche de tirer des projectiles, et même de tirer à blanc. En effet, comme il a été dit plus haut, la détente de l'arme a été remplacée par un interrupteur - 8 commandé par la gâchette 4. De plus un système électro-optique 10 a été rajouté sous le canon 2. La hausse 7 est réalisée de telle manière que, lorsqu'elle est réglée pour une distance donnée, la ligne de visée 39 joignant les repères 6 et 5 coupe l'axe optique 28 du système 10 à la distance de réglage. L'opérateur peut donc à l'aide du fusil 1 viser la face 38 de la cible 12 après avoir réglé la hausse 7 en fonction de son éloignement de la cible. Lorsque l'opérateur estime que l'arme est pointée sur la cible 12 il appuie sur la gâchette 14, ce qui provoque la fermeture de ltinter- rupteur 8. Cette fermeture entraîne d'une part l'émission par le générateur 9 d'une impulsion électrique de départ et d'autre part le déclenchement par le dispositif 17 d'un éclair de la lampe 16. La face 38 de la cible 12 est donc éclairée. Le spectre de la lumière émise par la lampe à éclair 16 comporte en dehors de la lumière visible un rayonnement infrarouge. Si l'opérateur a bien visé, le filtre 30 reçoit une partie de la lumière de l'éclair, renvoyée par la face 38 de la cible 12. Ce filtre absorbe la partie visible de la lumière qu'il reçoit et ne laisse passer la partie invisible infrarouge que dans une bande de fréquence prédéterminée. Avantageusement la face 38 de la figurine 12 est recouverte d'une couche de peinture ayant un bon coefficient de réflection diffuse dans cette bande de fréquence infrarouge. Le diaphragme 32 limite le champ de réception du système optique à un angle 40 qui pour améliorer la précision, est de préférence le plus faible possible compte tenu de la limite de diffraction de l'objectif 31. Le faisceau infrarouge sortant de la lentille 33 du sytème optique est reçu sur la face 35 du récepteur 34. Ce récepteur émet donc un signal dont la durée, de l'ordre de la milliseconde, correspond à celle de l'éclair émis par ia lampe 16. Ce signal est reçu à l'entrée de l'ampliPicateur à seuil 36 qui permet d'éliminer les signaux de bruits parasites qui pourraient perturber le fonctionnement du dispositif. L'amplificateur 36 délivre donc à sa sortie une impulsion électrique de retour. Par conséquent, Si l'opérateur à bien visé, l'action sur la gâchette entrain l'émission quasi simultanée d'une impulsion électrique de départ par le générateur 9 et d'une impulsion électrique de retour à la sortie de-ltamplifi.cateur 36. Par ccntre si l'opérateur a pointé son fusil à l'extérieur de la cible, l'impulsion électrique de départ émise au moment où il appuie sur la gâchette n'est pas suivie immédiatement de l'émission d'une impulsion électrique de retour. Les impulsion électriques de départ et de retour sont comptées respectivement par le compteur 21 qui enregistre le nombre de coups (fictifs) tirés et le compteur 22 qui enregistre le nombre de coups au but. La lecture comparative des deux compteurs permet donc à 1' instruc- teur d'apprécier lthabilite de l'opérateur par comparaison entre le nombre de coups au but et le nombre de coups tirés. De préférence (voir figure 1) l'extrémité de la connexion 23 aboutissant au compteur 22 peut se prolonger au delà du compteur 22 par la connexion 26, de façon à provoquer une rotation du moteur 25 chaque fois qu'un coup au but est enregistré. Cette rotation qui rabat la cible 12 sur la face 14 permet à l'opérateur d'apprécier plus facilement l'efficacité de son tir. Bien entendu, l'effacement de la cible ne dure qu'un intervalle de temps prédéterminé, le mécanisme qui commande la rotation de la cible comportant par exemple des moyens pour réaliser autenatiquement une rotation inverse du moteur 25 afin de redresser la cible au bout de cet intervalle de temps prédéterminé. La précision du dispositif de simulation de tir décrit ci-dessus dépend essentiellement de la surface de la cible comprise dans le champ optique de détection 40 défini par le diaphragme 32. A titre d'exemple, l'objectif 31 peut avoir un diamètre de 40 mm et la lumière infrarouge traversant le filtre 30 peut avoir une longueur d'onde de 0,9 micron. L'angle 40 du champ optique supposé choisi à la limite de la diffraction de 11 objectif est alors de: 5,5 10 5 radian. La surface de la cible comprise dans le champ optique est un cercle dont le diamètre est D x 5,5 D étant la distance de l'arme à la cible. Pour une distance de 200 mètres, le diamètre du cercle est donc de 1,1 cm. La figure 3 montre comment on peut installer sur une arme munie d'une lunette de visée, un système optique de réception analogue à celui de la figure 1, de façon à réaliser un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention. La lunette comporte, alignés sur un axe 41, un objectif 42 au foyer duquel est disposé un réticule 43. L'image formée dans le plan du réticule 43 par l'objectif 42 est redressée par un véhicule formé de deux lentilles 44 et 45 pour être observée à travers un oculaire 46. Entre le réticule 43 et l'objectif 42 on intercale un séparateur dichrofque 47 qui laisse passer sans déviation la lumière visible et réfléchit la lumière infrarouge suivant un axe 48 perpendiculaire à lsaxe 41. Sur l'axe 48 sont disposés, successivement à partir du séparateur 47, un diaphragme 49 conjugué optique du réticule 43, une lentille 50, un filtre optique 51 et un récepteur électro-optique 52 dont la sortie est connectée à un amplificateur à seuil 53. La lentille 50 forme l'image du diaphragme 49 sur la surface de réception du ré ce teur 52. Il est clair que l'objectif 42, le diaphragme 49 la lentille 50 et le récepteur 52 correspondent respectivement à l'objectif 31, au diaphragme 32, à la lentille 33 et an récepteur 34 visibles sur la figure 1. Le filtre 51 est ici disposé sur l'axe 48 le long duquel se propage la lumière infrarouge. L'objectif 42 est commun à la lunette de visée et au dispositif optique de réception. Le fonctionnement du dispositif de simulation comportant une arme équipée selon le schéma de la figure 3 est analogue au fonction nement du dispositif illustré par les figures 1 et 2. Le dispositif de simulation de tir selon l'invention peut être appliqué à l'entra.!nement au tir d'armes de tous types. En effet, il est évident qu'il est possible de monter sur le canon d'une tourelle de char un système électro-optique du type de celui illustré par la figure 3. Dans le cas d'une arme à répétition (mitrailleuse ou mitraillette), le générateur d'impulsions 9 peut avoir une cadence d'émission réglable de façon à simuler le tir en rafale ou le tir coup par coup. Il est possible de concevoir aussi des dispositifs comportant des armes tirant à blanc, le déclenchement des impulsions lumineuses de la lampe à éclair étant réalisé à l'aide d'un détecteur piézoélectrique monté sur l'arme, ce détecteur étant déclenché par le choc provoqué par le tir de l'arme. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier on peut, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer certains moyens techniques par des moyens équivalents. C'est ainsi que l'impulsion électrique de départ peut être transmise au dispositif de déclenchement de la lampe à éclair par un système d'émetteur et récepteur radio. Il est également possible d'appliquer à l'axe optique de réception des corrections angulaires en site et en gisement normalement appliquées à la ligne de visée de l'arme, pour tenir compte de l'erreur balistique affectant la trajectoire du projectile tiré habituellement par l'arme. Dans la description précédente, la cible est éclairée sur sa face en regard de l'opérateur. Il est possible aussi de réaliser des cibles transparentes au rayonnement infrarouge et éclairées sur la face opposée, de telles cibles restant visibles en lumière naturelle. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de simulation de tir, comportant une cible et une arme munie d'une gâchette et de moyens pour viser la cible, caractérisé en ce que - l'arme comporte un système optique de réception disposé selon un axe de réception pour recevoir la lumière provenant de la direction visée et un récepteur électro-optique disposé pour recevoir la lumière sortant du système optique de réception - et en ce que le dispositif comporte en outre . un générateur d'impulsions électriques commandé par la gâchette, capable de délivrer une impulsion électrique de départ à l'instant où la gâchette est actionnée, . une source d'impulsions lumineuses, disposée à proximité de la cible et capable d'envoyer un éclair lumineux concentré sur la cible, cet éclair illuminant toute la surface -de cette cible en regard de l'arme, . des moyens pour déclencher un éclair de la source à l'instant où la gâchette est actionnée, ledit récepteur délivrant alors à sa sortie une impulsion électrique de retour lorsqu'il reçoit une partie de la lumière renvoyée par la cible et transmise par le système optique de réception . et un dispositif électrique de traitement, relié d'une part à la sortie du générateur et d'autre part à la sortie du récepteur. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système optique de réception comporte un diaphragme définissant un champ de réception autour de l'axe de réception. 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système optique de réception comporte un filtre optique capable d'absorber la lumière visible et de ne laisser passer que le spectre infrarouge de la lumière émise par la lampe à éclair dans une bande de fréquence prédéterminée. 4/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système optique de réception comporte un objectif, que leediaphragme est centré au foyer de l'objectif et que l'ouverture du diaphragme correspond sensiblement à la diffraction minimale théorique de l'objectif. 5/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réception comporte un détecteur relié à un amplificateur à seuil ne délivrant un signal de retour que lorsque l'amplitude de l'impulsion électrique délivrée par le détecteur est supérieure à un seuil prédéterminé. 6/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens pour viser la cible comportent une lunette de visée dont l'axe coincide avec l'axe de réception et que le système optique de réception comporte un élément optique dichrolque capable de laisser passer la lumière visible selon l'axe de réception et de réfléchir la lumière infrarouge selon un autre axe différent de l'axe de réception, le récepteur et le filtre optique étant placés sur cet autre axe. 7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système optique de réception et la lunette de visée comportent un objectif commun. 8/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif électrique de traitement comporte un premier compteur pour compter le nombre desdites impulsions de départ et un deuxième compteur pour compter le nombre desdites impulsions de retour.