Brevet FR2504668A1 — publié le 19821029

PROCEDE ET DISPOSITIF D'ASSERVISSEMENT D'UNE ARME A UNE LUNETTE DE VISEE Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs permettant de rendre parallèle l'axe de la volée d'une arme ou axe de tir à l'axe de visée déterminé par une lunette. Le service d'une arme et-plus particulièrement celui d'un canon de char implique la connaissance précise de la vitesse initiale du projectile lancé. Cette direction est en pratique liée à la bouche ou volée de l'arme. La lunette de visée associée peut être fixée sur le berceau de l'arme et on aligne préalablement par des opérations connues l'axe de visée et l'axe de tir. Si l'arme est considérée comme infiniment rigide, le parallèlisme des axes est alors obtenu par l'opération classique de simbleautage. En pratiqueton constate que le simbleautage n'est pas parfait car le canon de l'arme subit de l'arcure sous l'effet de divers facteurs, notamment la température due aux tirs en cadence, à l'ensoleillement etc... le même phénomène se reproduit lorsque la lunette se déplace par rapport à l'arme par exemple sous l'action du recul de celle-ci à cause des déformations de structure. Il en résulte undépointage de l'arme qui se traduit par des erreurs de tir de l'ordre de I à 2 milliradians. Aucun dispositif connu ne permet de prendre en compte dans l'asservissement de l'arme, l'écart angulaire entre la direction réelle de l'axe de tir et la direction d'origine. On connait toutefois un dispositif dans lequel on utilise un repère ponctuel situé sur la volée du canon . Le simbleautage est correct lorsque l'image de ce repère dans la lunette est en confidence avec un réticule. L'inconvénient de ce dispositif réside dans le fait que le simbleautage dépend de l'acuité visuelle de l'opérateur; la précision est donc dans le meilleur des cas limitée.De plus, l'opération est assez lente car elle nécessite l'intervention de l'observateur pour mesurer et corriger le désimbleautage. Dans le brevet français 2 045 524, on décrit un dispositif de surveillance de la flexion d'un canon dans lequel un émetteur envoie un faisceau collimaté vers un miroir situé à la volée du canon, un récepteur recevant le faisceau réfléchi par ce miroir. Le récepteur fournit l'écart angulaire entre la volée et l'émetteur soit sur un écran soit sous forme de signal électrique. Cet écart n'est pas utilisé pour asservir l'axe de la lunette de visée, dont on ne parle pas , à l'axe de tir. On notera que ce dispositif ne prend pas en compte les mouvements relatifs intempestifs entre l'émetteur et le récepteur qui demeurent séparés. Le but de la présente invention est de mettre à la disposition de l'utilisateur un procédé et un dispositif de simbleautage de l'axe de tir d'une arme et de l'axe de visée dans lesquels on effectue une correction des différents déplacements ou déformations de l'arme. L'invention a donc pour objet un procédé d'asservissement automatique de l'axe de tir d'une arme à l'axe de visée déterminé par une lunette, caractérisé en ce qu'on émet un faisceau lumineux vers un repère situé sur la volée du canon de l'arme et en ce qu'on prend en compte dans l'asservissement l'écart angulaire entre le faisceau émis et le faisceau réfléchi. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comprend un moyen d'émission d'un faisceau lumineux positionné au voisinage de la lunette de visée, un miroir matérialisant l'axe de la volée de l'arme ou axe de tir sur lequel se réfléchit le faisceau, un moyen de réception du faisceau réfléchi par le miroir délivrant un signal proportionnel à l'écart angulaire entre l'axe de visée et l'axe de la volée. Le moyen d'émission peut etre un émetteur collimaté et le moyen de réception un détecteur de zéro. L'émetteur collimaté est fixé rigidement à la lunette de visée. L'émetteur collimaté et le détecteur de zéro sont intégrés à la lunette de visée, les faisceaux émis et réfléchi traversant le bublot d'entrée de celle-ci. L'émetteur collimaté et le détecteur constituent un autocollimateur comprenant en outre un dispositif mélangeur et une lame dichroïque réfléchissante. L'émetteur est constitué par une diode émettant dans 1 'in- frarouge et le détecteur une diode quatre quadrants. Le dispositif peut comprendre un déviateur placé entre le miroir et l'autocollimateur, solidaire de la lunette pour décaler l'axe de visée d'une valeur égale à l'écart mesuré entre les axes de visée et de tir. En variante, le dispositif peut comprendre un déviateur, l'autocollimateur étant solidaire de la lunette et placé entre le déviateur et le miroir pour décaler l'axe de visée d'une valeur égale à l'écart angulaire mesuré entre les axes de visée et de tir. Le dispositif peut être équipé d'un auto collimateur différentiel placé entre la lunette solidaire d'une platine et le miroir et fixé sur la structure reliant la platine au canon . Un second miroir est fixé sur la platine et l'autocoiiimateur mesure les déplacements angulaires relatifs entre le miroir solidaire de la platine et le miroir de volée. Un avantage de l'invention réside dans le fait que la correction du pointage s'effectue automatiquement et sans intervention humaine. Elle permet en conséquence d'aniéliorer la performance du tir, donc d'augmenter la probabilité d'atteinte au premier coup. En outre, dans le cas de tirs répétés, l'invention permet une correction juste avant chaque tir avec une très grande précision. D'autre avantages de l'invention apparaîtront à la lumière du complément de description qui va suivre de modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple en relation avec des dessins dans lesquels La figure I représente une vue en élévation du dispositif selon l'invention et la figure 2 une vue de dessus. La figure 3 représente un exemple de réalisation d'un dispositif pour mesurer l'écart angulaire. La figure 4 représente un schéma du dispositif d'asservis sellent pour prendre en compte l'écart angulaire mesuré. Les figures 5 et 6 représentent une variante de réalisation du dispositif représenté sur la figure 1. Selon l'invention, on fixe un miroir sur la volée de l'arme puis on repère à l'aide d'un autocollimateur les variations angulaires par rapport à la normale au miroir. Sur les figures 1 et 2, on a représenté schématiquement l'application du dispositif selon l'invention à une arme montée sur une tourelle dont on a représenté uniquement le masque 1. Sur l'arme la est fixé un miroir 2 au niveau de la volée 3 par l'intermédiaire d'un apport 4. Celui-ci comprend une platine 5 sur laquelle est monté le miroir et un collier de serrage 6 du tube de l'arme dont l'axe 7 est repré senté, Ce miroir 2 est réglé par rapport à la platine 5 de façon telle que sa normale soit parallèle au faisceau lumineux émis lorsque le tube de l'arme est au repos.La lunette de visée 8 est solidaire classiquement d'une platine elle-même reliée au bâti (non représenté) de l'arme. Selon une réalisation, on intègre à la lunette de visée un autocollimateur 9 qui émet un faisceau lumineux codé 10 vers le miroir , On utilise par exemple une diode à 0,94 , modulee pour permettre une détection synchrone. Le faisceau émis se réfléchit par le miroir et revient vers la lunette, en traversant le hublot d'entrée 11 de celle-ci. L'autocollimateur analyse le faisceau réfléchi et fournit sous forme de signal électriquel'écart angulaire entre la normale au miroir et son axe propre. L'autocollimateur est un appareil couramment employé en métrologie optique, il est fixé rigidement dans la lunette, des systèmes classiques de mélange permettant de faire passer les différents faisceaux par le hublot 11. Le faisceau réfléchi est dirigé vers un récepteur qui est un détecteur de zéro de type connu par exemple une diode quatre quadrants, une diodeSchottky, une matrice de photodiodes. La prise en compte de l'écart angulaire mesuré peut être effectuée de diverses manières en prevoyant soit une correction automatique par asservissement du réticule de la lunette, soit un décalage de la ligne de visée au moyen d'un élément déviateur, Sur les figures 1 et 2, on a également représenté un exemple particulier du dispositif selon l'invention pour prendre en compte l'écart angulaire mesuré. Le faisceau réfléchi revient vers la lunette et traverse d'abord un élément déviateur 12 placé en avant de l'autocollimateur 9. Le rôle de ce déviateur est de décaler l'axe de visée des différents écarts de pointage nécessaires à un tir de précision. Dans cette configuration, l'objection de l'autocollimateur est confondu avec celui de la lunette de tir ; cet objectif est utilisé en bord de champ à cause de la parallaxe. La position de la normale à ce miroir est caractéristique de l'arcure. Le faisceau réfléchi fait donc un angle double de l'angle d'arcure avec le faisceau incident ; après avoir traverse le déviateur et l'objectif, le faisceau réfléchi se focalise sur le récepteur. Sur la figure 3 on a représenté un dispositif pour mesurer l'écart angulaire entre l'axe de tir 7 et l'axe de visée de la lunette 8 dont on a représenté uniquement le réticule 8a. Le faisceau incident 13sest émis par une diode 14, traverse un cube de Lummer 15 et se réfléchit sur une lame dichroïque 16. Il traverse ensuite ltobjectif 17 de la lunette puis le déviateur au zéro 12 constitué de deux prismes 12a et 12b. Après réflexion sur le miroir 2, le faisceau réfléchi 13b retraverse le déviateur 12, 1 l'objectif 17, se réfléchit sur la lame 16 et vient se focaliser sur une diode quatre quadrants 18. Cette diode fournit un signal électrique qui est ensuite mis en forme de façon connue puis envoyé sur un intégrateur qui commande le déplacement du déviateur afin d'annuler l'écart angulaire. Ainsi sur la figure 4, on a représenté la chaîne d'asservissement du déviateur 12 sur la diode quatre quadrants 18 comprenant un sommateur 18a. La diode 18 mesure la différente entre l'arcure t du canon, et l'angle de déviation 4 introduit par le déviateur. Le signal électrique est envoyé, après mise en forme, à un intégrateur 19 qui commande une nouvel le déviation t u déviateur 12, afin d'annuler le signal sur la diode quatre quadrants. Ainsi, on obtient une correction de simbleautage quasi instantanée et automatiquement, le rôle de l'opérateur étant alors purement passif. Le dispositif selon l'invention permet d'asservir une arme avec une grande précision, de l'ordre de 0,05 milliradian Comme indiqué précédemment, la prise en compte de l'écart angulaire mesuré peut être effectuée par asservissement du réticule de la lunette. Dans un premier mode de réalisation du dispositif, le réticule est rendu mobile suivant deux translations perpendiculaires, grâce à une système de motorisation. La position du réticule peut être repèrée par des capteurs, comme par exemple des barettes de photodiodes. Dans un deuxième mode de réalisation, le réticule est projeté. Un petit déviateur optique (à prisme ou à miroirs), situé dans la voie projection de réticule, déplace l'image de celui-ci dans le plan focal de la lunette. Des capteurs appropriés, liés au déviateur, permettent de contrôler la position du réticule projeté. Sur les figures 1 et 2, on a placé le déviateur 12 entre le miroir 2 et l'autocollimateur 9, donc en avant de celui-ci. Toutefois, le déviateur peut être placé en arrière de l'autocollimateur, ce dernier est alors placé entre le miroir et le déviateur. Le fonctionnement du déviateur est identique et n'impose aucune autre modification du dispositif, Sur les figures 5 et 6, on a décrit une autre variante du dispositif selon l'invention dans laquelle l'autocollimateur est fixé sur un support différent de la lunette de visée. On utilise alors un autocollimateur différentiel 20 dont le support 21 est relié au masque 1 de l'arme la. Un second miroir 22 est fixé sur la lunette 8 et permet de compenser les déplacements relatifs des différents supports. Ainsi, la mesure de l'écart devient alors indépendante de la position de la platine support de l'autocollimateur luimême. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'asservissement automatique de l'axe de tir d'une arme à l'axe de visée déterminé par une lunette, caractérisé en ce qu'on émet un faisceau lumineux vers un repère situé sur la volée du canon de l'arme et en ce qu'on prend en compte dans l'asservissement l'écart angulaire entre le faisceau émis et le faisceau réfléchi. 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'émission d'un faisceau lumineux positionné au voisinage de la lunette de visée, un miroir solidaire de la volee de l'arme sur lequel se réfléchit le faisceau, l'axe de la volée étant confondu avec l'axe de tir, un moyen de réception du faisceau réfléchi par le miroir délivrant un signal proportionnel à l'écart angulaire entre l'axe de visée et l'axe de la volée. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'émission est un émetteur collimaté. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'émetteur collimaté est fixé rigidement à la lunette de visée. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'émetteur collimaté et le moyen de réception sont intégrés à la lunette de visée, les faisceaux émis et réfléchi traversant le hublot d'entrée de celle-ci. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'émetteur collimaté et le moyen de réception constituent un autocollimateur comprenant en outre un dispositif mélangeur et une lame dichroique réfléchissante. 7 - Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le moyen de réception est un détecteur de zéro. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'émetteur est constitué par une diode émettant dans l'infrarouge et le détecteur une diode quatre quadrants. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un déviateur placé entre le miroir et l'autocollimateur, solidaire de la lunette pour décaler l'axe de visée d'une valeur égale à l'écart mesuré entre les axes de visée et de tir. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un déviateur, l'autocollimateur étant solidaire de la lunette et placé entre le déviateur et le miroir pour décaler l'axe de visée d'une valeur égale à l'écart angulaire mesuré entre les axes de visée et de tir. 11 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce outil comprend un autocollimateur différentiel placé entre la lunette solidaire d'une platine et le miroir, et fixé sur la structure reliant la platine au canon, un second miroir étant fixé sur la platine pour renvoyer le faisceau réfléchi par le miroir de volée vers l'autocollimateur.