Brevet FR2498311A1 — publié le 19820723

La présente invention concerne un dispositif de pointage d'une arme montée dans un véhicule de combat. Il s'est avéré que des véhicules de combat essen- tiellement mobiles ont des avantages sur les véhicules de combat à l'arrêt, par le fait qu'ils sont moins fréquem- ment touchés. Cela pose néanmoins la condition que ces vé- hicules de combat mobiles puissent tirer avec sûreté tout en se déplaçant. Des moyens sont déjà connus de stabiliser les armes suivant deux ou trois axes dans l'espace. Cette opération est particulièrement difficile en raison du fait que le couple de pointage doit s'appliquer sur une caisse en mouvement. Une simplification importante serait que l'arme ne puisse être réglée que par rapport à un axe de rotation, de par la conception du véhicule. Les armes sta- bilisées suivant plusieurs axes soulèvent la difficulté que, pendant des mouvements relatifs de la caisse, leur mouvement de pointage doit se faire en prenant appui sur la caisse en mouvement, au moment o un pointage particulièrement précis est atteint. L'argument des constructeurs de systèmes d'ar- mes stabilisées selon lequel la masse importante, par exem- ple la tourelle d'un char d'assaut, reste dans sa position dans l'espace en raison de son inertie et se stabilise d'elle-même, n'est exact que dans la mesure o des opéra- tions de pointage n'ont pas à être exécutées. Cela change aussitôt qu'en raison du mouvement propre du véhicule, même lors du pointage sur une cible immobile, cette masse impor- tante doit se mouvoir pendant le pointage aussi bien verti- cal qu'horizontal. Etant donné que les véhicules de combat sont à même d'exécuter autour de l'axe vertical des mouvements plus ra- pides que ceux que peuvent exécuter les tourelles actuelles des chars d'assaut, il est raisonnable de ne stabiliser les armes de ces véhicules qu'autour de l'axe des tourillons, autrement dit avec un réglage optique pouvant être stabilisé. La rotation autour de l'axe longitudinal, ou in- clinaison, peut être compensée pour des armes à trajectoire tendue à l'aide de calculateurs, par une correction de l'an- gle de pointage de l'arme. L'invention concerne donc l'appli- cation des forces de réaction résultant des mouvements de pointage de l'arme. Si une arme à feu est suspendue par son centre de gravité qui se trouve sur l'axe des tourillons, il n'ap- parait aucun couple sur l'arme équilibrée autour de l'axe des tourillons pendant des accélérations ou des ralentisse- ments du véhicule. L'arme est désaccouplée des mouvements de la cais- se autour de l'axe transversal et, en raison de son inertie et du fait que les forces de frottement des coussinets sont négligeables, elle ne risque pas de se déplacer hors de sa position. Pendant les opérations de pointage en hauteur, il faut néanmoins appliquer à l'arme des forces d'accélération. Il est connu d'appliquer ces forces avec point d'appui sur la caisse par des organes de réglage mécaniques, électriques, hydrauliques ou autres. L'invention a donc pour objet d'appliquer le cou- ple de réaction nécessaire des opérations de pointage sans absorber les mouvements relatifs de la caisse du véhicule pendant la transmission de la force au système de stabilisa- tion. Les accouplements à glissement comprennent par exemple: - les freins mécaniques à disques, à lamelles ou à mâchoires, - les accouplements électriques à courant de Foucault, - les accouplements hydrodynamiques ou - les trains d'engrenages planétaires à un étage avec dispositif de retard hydrodynamique dont la couronne extérieure est liée à la masse de l'arme et dont le pignon planétaire prend appui sur le rotor d'un dispositif de retard hydrodynamique avec un stator fixé à la caisse, dont le porte-satellites estentrainé par un dispositif d'entrai- nement dans la caisse. Dans lesdispositions ci-dessus, le côté primaire de l'accouplement peut être entraîné par un volant non ac- couplé avec la carrosserie autour de son axe de rotation et qui se trouve sur l'axe des tourillons. Dans le mode de réalisation comportant un train d'engrenages planétaires avec un dispositif de retard hy- drodynamique, le porte-satellites est entraîné par le vo- lant. En ce qui concerne la transmission de puissance au moyen d'un volant, le mode de fonctionnement à grande vi- tesse et avec glissement de l'accouplement n'est pas néces- saire. Ilfaut néanmoins assurer que l'axe des tourillons est désaccouplé de la caisse et que le moteur d'entraînement du volant n'entraîne pas pendant lesopérations de stabilisa- tion. La vitesse de rotation ou la vitesse angulaire avec laquelle les côtés primaires des éléments d'accouple- ment à glissement sont entraînés doit être beaucoup plus élevée que la vitesse angulaire résultant des oscillations longitudinales de la caisse du véhicule. Grâce à l'applica- tion de ce principe, les oscillations transférées à l'arme équilibrée par les oscillations longitudinales de la caisse sont négligeables. Selon un mode de réalisation, un frein glissant, par exemple un accouplement à courants de Foucault et à commande électrique est utilisé comme dispositif de réglage précis tandis que pour le couple élevé de réglage, un frein mécanique à disques à ressorts est utilisé par exemple. D'autres systèmes de freinage à glissement sans usure, comme par exemple des dispositifs à retard et des accouplements hydrodynamiques peuvent aussi être utilisés. Dans un mode de réalisation d'un système de frein de véhicule avec un dispositif de retard hydrodynamique il est possible de transmettre une puissance de plusieurs milliers de chevaux- vapeur de sorte que la force de Pointage nécessaire peut être appliquée sans autre difficulté. Un autre avantage est apporté par l'utilisation d'accouplements à courants de Foucault réglables de façon continue, par exemple par des thyristors, qui peuvent être réglés de façon suffisamment précise pour appliquer à l'arme un couple permanent qui compense le balourd. Les accouple- ments et dispositifs à retard hydrodynamiques offrent la même possibilité de réglage précis au moyen d'une régula- tion combinée d'admission et de pression. Pour disposer d'organes de réglage correspondants dans deux directions de rotation, ces organes peuvent être entraînés par des engrenages distributeurs correspondants à partir d'un dispositif d'entraînement dans la caisse. Afin d'obtenir de courts temps de réponse, il est possible d'ac- coupler en opposition deux systèmes de freins pour l'entraî- nement à gauche et à droite et d'obtenir une commande rapide en réduisant le couple-d'un frein ou en augmentant celui de l'autre. Etant donné que l'invention permet d'obtenir un désaccouplement impeccable de l'arme par rapport aux mou- vements de la caisse, que des couples élevés et des puissan- ces élevées peuvent être transmises à l'arme et que le ba- lourd autour de l'axe des tourillons peut être compensé par ce système, le dispositif selon l'invention convient parfai- tement comme dispositif d'entraînement pour une arme qui doit être réglée sur un dispositif d'observation stabilisé. Les unités de commande des organes de réglage de pointage (accouplements) reçoivent les signaux de réglage par une comparaison (calculateur) de la ligne de mire avec l'axe de l'âme'de l'arme dans l'espace. Dès que les deux lignes ne sont pas parallèles des impulsions sont émises vers les uni- tés de commande des organes de réglage précis qui règlent l'arme jusqu'à ce que l'erreur-angulaire soit annulée, c'est 24983 11 à-dire jusqu'à ce que la ligne de mire et l'axe de l'arme du canon soient à nouveau parallèle. Au tir balistique, il est également possible de tenir compte des angles de correction fournis par un cal- culateur, résultant par exemple du relèvement du canon ou de son inclinaison. Le système d'entraînement selon l'invention n'est pas seulement limité à la stabilisation d'armes montées dans des véhicules en mouvement. Il sert également à stabi- liser efficacement des plateformes mobiles de tout genre. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre et sur les dessins annexés à titre d'exemples nullement li- mitatifs et sur lesquels: La Figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'un dispositif selon l'invention avec entraînement par moteur, les Figures 2 à 4 illustrent des variantes des accou- plemtents du dispositif de la Figure 1 et la Figure 5 est une vue d'ensemble schématique d'un dispositif selon l'invention avec entraînement par un volant. La Figure 1 représente un mode de réalisation d'un mécanisme de commande d'arme, illustrant la réalisation et le fonctionnement du dispositif d'entraînement à désaccou- plement, c'est-à-dire indépendant des couples extérieurs perturbateurs. Le centre de gravité de l'arme 1 se trouve sur l'axe de rotation, à savoir l'axe 2 des tourillons. Selon l'invention, il est également possible qu'il existe une légère distance entre l'axe passant par le centre de gra- vité et l'axe des tourillons. Deux dispositifs de pointage sont disposés sur l'axe 2 des tourillons. Néanmoins, cette disposition n'est pas une obligation, car elle dépend des conditions d'encombrement. Un dispositif est prévu pour le pointage vers le haut et un autre pour le pointage vers le bas. Chaque dispositif de pointage comporte des organes de réglage 3 pour le pointage grossier et des organes de ré- 249831 1 glage 4 pour le pointage précis. L'entraînement des deux dispositifs de pointage est assuré par des engrenages inter- médiaires 5, 6 qui sont eux-mêmes entraînés à partir d'un arbre principal 7 par un engrenage conique 8, à la même vi- tesse de rotation, mais dans des sens opposés. L'arbre prin- cipal peut être entraîné par un moteur 9 quelconque, par exemple par un moteur du véhicule ou par un accumulateur d'énergie à volant. En raison du patinage de l'organe 4 de réglage précis de pointage, des variations de vitesse de ro- tation sont tolérées dans des limites déterminées. Les or - ganes 4 de réglage précis du pointage ont pour fonction de maintenir le guidage de l'axe de l'âme du canon en coinci- dence sur la cible et de manière à ne tenir compte que des facteurs de correction balistiques intérieurs et extérieurs. Ces mouvements de guidage peuvent également résulter d'un mouvement de la cible ou d'un mouvement propre. En cas de besoin, les organes 3 de réglage gros- sier peuvent être accouplés rigidement avec le moteur d'en- traînement 9 par un accouplement mécanique élastique embray- able et débrayable. Ainsi, les plus grandes vitesses de pointage possibles peuvent être atteintes, par exemple par assigna- tion rapide de la cible ou par des procédés de charge auto- matique de l'arme. La puissance nécessaire rapidement à cet effet peut être fournie facilement, par exemple par le mo- teur d'entraînement 9 ou par un accumulateur d'énergie à volant 9. Diverses solutions sont offertes pour la réalisa- tion technique des organes de réglage grossier et précis, ou des embrayages à friction. Les figures 2 à 4 illustrent trois possibilités différentes. Selon la figure 2, l'organe de réglage précis de pointage consiste en accouplement électrique à courants de Foucault. Le couple d'embrayage peut être réglé par exemple au moyen d'une commande à thyristors, selon les besoins, avec des temps de réponse très réduits. En raison des cour- 24983 1 1 bes caractéristiques horizontales de couple et de vitesse de rotation établies dans une plage déterminée de vitesses par une excitation prédéterminée, les oscillations longitu- dinales n'ont aucune influence perturbatrice sur le réglage de l'arme 1. La Figure 3 représente un organe de réglage précis de pointage utilisant un accouplement hydrodynamique. La valeur du couple (couple d'entraînement) transmis par l'ac- couplement peut en même temps être réglée par une régula- tion combinée de pression et d'admission dans l'accouple- ment, selon les besoins, et avec de très faibles temps de réponse. Dans ce cas également, les oscillations longi- tudinales n'ont aucun effet perturbateur sur le réglage de l'arme en raison de la courbe caractéristique de l'accouple- ment hydrodynamique. La Figure 4 représente un dispositif à retard hydro- dynamique en liaison avec un train d'engrenages planétaires. Avec cette disposition également, le couple d'entraînement nécessaire est réglé avec des temps de réponse très courts, au moyen d'une régulation combinée de pressionet d'admis- sion. Grâce à la courbe caractéristique réglable du dispo- sitif à retard hydrodynamique, les oscillations longitudina- les peuvent n'avoir aucune influence sur le pointage de l'arme. Grâce au train planétaire qui partage la puissance une élévation du couple sans couple de réaction est possible pour le réglage de l'arme. Les signaux de réglage maintien- nent l'unité de commande de l'organe de réglage de pointage par exemple par un calculateur électronique qui traite toutes les valeurs de mesures et d'influence. La Figure 5 représente un exemple de réalisation avec l'entraînement par volant. Dans ce cas, l'énergie de deux volants 10, qui sont situés sur l'axe 2 des tourillons, et qui sont ainsi désaccouplés de la caisse autour de leur axe de rotation, est transmise à l'arme à régler. Dans cette disposition, un volant est nécessaire pour le pointage vers le haut et un autre pour le pointage vers le bas; une dis- position est également possible dans laquelle un seul vo- lant est utilisé pour le pointage vers le haut et vers le bas. Les deux volants 10 sont entraînés par intermittence à partir d'un moteur lI dont le rotor 12 est également désaccouplé de la caisse autour de son axe de rotation, afin d'augmenter leur vitesse. Le train d'engrenage 13 est nécessaire dans le mode de réalisation à un seul moteur pour entraîner les deux volants. Les ensembles qui ont déjà été décrits en regard des figures 2, 3 et 4 peuvent être utilisés pour les éléments d'accouplement. Une autre variante possible est celle d'un entraînement par deux moteurs, avec un moteur 14 représenté en pointillés, avec suppression du train d'engrenage 13. Par un léger accouplement en opposition des deux organes de pointage précis (Figure 2 à 5J "vers le haut" et "vers le bas", les temps de réponse peuvent être rac- courcis. De faibles couples parasites, qui résultent de la force de l'air ou du balourd, ou qui sont produits par exemple par des poids différents des munitions ou par l'in- fluence de corps étrangers sur l'arme, peuvent être compen- sés par le fonctionnement vers le haut ou vers le bas des organes de réglage précis, sans nuire à la précision du réglage. 249831 1 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de pointage d'un canon monté sur un affut mobile, particulièrement un char d'assaut, re- posant sur l'élimination de l'influence du mouvement sur l'opération d'un pointage, lecanon étant suspendu par son centre de gravité et le moins soumis possible à des forces de support, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une masse en rotation (12) qui tourne rapidement sur l'axe (2) des tourillons, le plus possible désaccoupléede son entraînement (11) fixé sur l'affut, après son accélération, et une disposition d'au moins un élément d'accouplement (3, 4) entre la masse en rotation (12) et le canon (1) pour au moins l'un des deux axes de pointage (2) du canon. 2 - Dispositif de pointage d'un canon monté sur un affut mobile, particulièrement un char d'assaut, reposant sur l'élimination de l'influence du mouvement sur l'opéra- tion de pointage, le canon étant suspendu par son centre de gravité et le moins possible soumis à des forces de support, et comprenant en outre un moteur à rotation rapide disposé sur l'affut et, entre le moteur et le canon, pour au moins l'un des deux axes de pointage du canon, au moins un accou- plement à glissement, glissant en permanence, et destiné à transmettre un couple indépendamment de la vitesse de rota- tion dans une plage de vitesses de rotation élevées,disposi- tif caractérisé en ce qu'il comporte un accouplement élasti- que (3) supplémentaire pouvant être engagé et dégagé entre lecanon (1) et le moteur (9) ou un moteur supplémentaire, et destiné au mouvement rapide de pointage et de réglage ultérieur. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractéri- sé en ce qu'il comporte en outreun train d'engrenage de répartition de puissance comprenant trois extrémités d'arbre libres, entre le canon, l'accouplement à glissement et le moteur, de manière que la première extrémité d'arbre soit entraînée par le moteur, que la seconde extrémité d'arbre soit accouplée avec l'accouplement à glissement et que la troisième extrémité d'arbre soit accouplée avec le canon. 4 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3, et destiné à interdire une inversion de marche du moteur par le changement du sens du mouvement de pointage du canon, et à éviter les temps morts et les jeux, dispositif carac- térisé en ce qu'il comporte deux accouplements à glissement (4) pour le même axe de pointage (2) et qui sont entraînés dans des sens opposés à la même vitesse de rotation par le même moteur (9), par l'intermédiaire d'un train d'engrenage (8). - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, destiné à compenser le balourd et autres cou- ples parasites et comprenant un dispositif de stabilisation pour le dispositif de visée, dispositif caractérisé en ce que le gyroscope du dispositif de stabilisation applique un signal de réglage à un organe de réglage de l'accouplement à glissement pour régler un couple d'entraînement qui compen- se le couple parasite.