Brevet FR2531201A1 — publié le 19840203

DISPOSITIF DE SIMULATION DE TIR POUR LI Ex TRAINEMENT A LA MANOEUVRE D'ARMES EPAULABLES OU AOALOGUES La présente invention concerne un dispositif de simulation destiné à l'entraînement à la manoeuvre d'armes épaulables, telles que celles qui servent au tir de roquettes ou de missiles auto-guidés, ou à la manoeuvre d'armes analogues. Des dispositifs de simulation pour l'entraînement au tir sont déjà connus et largement répandus Ils servent à la formation et à l'instruction des tireurs en leur permettant, en salle ou sur un terrain réel, de s'entraîner au pointage d'une arme sur une cible, sans pour autant faire réellement consommation de projectiles Le projectile est un projectile fictif, dont un calculateur permet de définir la position pour la comparer avec celle de la cible et apprécier la qualité du tir, en déterminant en particulier si le pointage est correct pour conduire le projectile simulé à un impact sur la cible Ces dispositifs de simulation sont sans cesse perfectionnés pour reproduire au mieux les conditions des tirs réels, de soree que les tireurs ne soient pas dépaysés lorsqu'ils passent -de l'entrainement en simulation de tir au tir avec des projectiles réels Toutefois, on s'est surtout intéressé à ce jour à l'entraînement au tir à partir de chars ou d'autres postes de tir analogues et les dispositifs connus conviennent bieni moins au cas des armes épaulables La différence est que dans une campagne de tir réel, le tireur reste en place devant son arme dans le cas d'un canon de char, alors que dans le cas d'armes épaulables comme les lance-roquettes, le tireur lache son arme aussit 6 t le coup parti et il peut même s'en séparer au plus vite en l'abandonnant. La présente invention répond au souci de mieux adapter les dispositifs de simulation de tir du genre ci- -2- dessus à l'entraînement à la manoeuvre de lance- roquettes de lanceur de missiles auto-guidés ou d'armes analogues, en permettant de placer l'opérateur dans des conditions très proches de celles qu'il sera amené à rencontrer dans les tirs réels Et dans ce but, l'invention propose de munir le dispositif de simulation de moyens d'occultation commandés pour cacher le champ de vision du tireur aussitôt le coup parti, évitant ainsi de donner au tireur la fâcheuse habitude de rester sur place pour voir le résultat de son tir et d'être ainsi vulnérable à une riposte éventuelle. L'invention a donc pour objet un dispositif de simulation pour l'entraînement à la manoeuvre d'armes épaulables ou analogues, comprenant une arme à axe de visée orientable par le tireur, pourvue d'un bloc optique présentant à l'observation du tireur un champ de vision comprenant -un terrain de tir et une cible, et de moyens de déclenchement d'un tir fictif de projectile par le tireur, des moyens pour transmettre une image dudit champ de vision à un poste d'instructeur et le projeter sur un écran, et un calculateur relié fonctionnellement au bloc optique pour déterminer la position d'impact du projectile dans le plan de la cible, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'occultation pour éclipser le champ de vision de la vue du tireur lors du déclenchement du tir, et des moyens pour visualiser la position d'impact par rapport à 1 a cible sur l'écran du poste d'instructeur. Dans la mise en oeuvre du dispositif de l'invention, on peut utiliser aussi bien une cible réelle qu'une cible fictive Dans le premier cas, les exercices sont effectués sur un terrain de tir dans lequel se trouve une cible, généralement mobile Dans le second, le dispositif comprend des moyens de formation d'une cible fictive apparaissant dans le champ de vision du tireur en superposition sur le terrain de tir Ces moyens peuvent -3- être par exemple du type de ceux qui ont été décrits dans la demande de brevet déposée par la demanderesse le 12 juin 1981, sous le numéro 81 11574 Il permettent de visualiser devant le tireur et devant l'instructeur une représentation réaliste, non ponctuelle, d'une cible en évolution, Naturellement, dans un cas comme dans l'autre, la cible n'est pas nécessairement unique et l'invention s'applique aussi bien à des exercices sur cibles multiples. Les moyens d'occultation sont avantageusement constitués de manière que lorsqu'il s'agit d'une cible fictive, cette cible se trouve figurée dans le champ de vision du tireur en même temps que le terrain de tir, mais de manière à laisser subsister cette cible fictive sur l'écran du poste d'instructeur à l'occultation du champ de vision du tireur L'instructeur est ainsi en mesure d'apprécier le résultat du tir d'après la position qu'occupe le point d'impact par rapport à la cible fictive au moment o le projectile fictif est supposé atteindre le plan de la cible Seul le terrain de tir disparaît de son écran lorsque -le tireur déclenche le tir et il peut encore voir le point d'impact et la cible fictive qui sont incrustés sur son écran par des moyens électroniques commandés par le calculateur. Dans le cas o la cible est une cible réelle, comprise dans le champ de ti-r, qui s'éclipse donc du champ de vision en même temps que le terrain, il est avantageux que le-dispositif mette à la disposition de l'instructeur un index de repérage de la cible, pilotable du poste d'instructeur et visualisé sur l'écran correspondant Un tel index permet à l'instructeur de poursuivre la cible tant qu'elle est visible dans l'image projetée du champ de vision du tireur et ensuite, après le déclenchement du tir et l'occultation, de conserver une indication de la position de la cible par cet index qui reste visible sur son écran On utilise de -4 préférence un index présentant un contour non ponctuel et pilotable aussi bien en position qu'en dimensions. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif de simulation, dans sa réalisation matérielle, la figure 2 représente une vue de dessus du bloc optique monté sur l'arme du simulateur, la figure 3 est un schéma synoptique des organes électroniques essentiels du dispositif, la figure 4 représente schématiquement l'image sur l'écran du poste d'instructeur, les figures 5 a, 5 b, 5 c illustrent le fonctionnement du simulateur dans ce cas particulier. La figure 1 est une vue d'ensemble d'un dispositif de simulation selon l'invention utilisé pour l'entraînement au tir de roquettes à partir d'une arme anti-char épaulable Celle-ci est illustrée par un tube lanceroquettes 6 unique, bien que le dispositif puisse en comporter plusieurs, suivant le nombre de tireurs à entraîner dans une même séance Le cas particulier considéré n'est pas restrictif, non plus, en ce qui concerne le type d'arme, le tube 6 pouvant être plus généralement un lanceur de projectile et le projectile pouvant être par exemple un missile aussi bien qu'une roquette. Sur le tube lance-roquettes 6 est monté un bloc optique 1 qui comprend deux parties un boîtier optoélectronique 11 situé à l'intérieur du tube de lancement -et un bàttier optique 12 placé devant la lunette 13 du tireur et fixé sur la partie interne du bottier optoélectronique 11. -5- Un calculateur 3, comportant des circuits logiques à base de microprocesseurs et des circuits analogiques d'interface, permet de gérer le bloc optique 1, ainsi qu'un pupitre de commande 21 et un écran vidéo 22 qui constituent un poste d'instructeur 2 De ce poste, l'instructeur organise les exercices de tir et apprécie les résultats. Une batterie 4 fournit le courant d'alimentation sous une tension de 27 V Elle comporte également des circuits électroniques qui permettent de la recharger à partir du réseau, ou d'alimenter directement le simulateur à partir du réseau Un anémomètre 7, sensible à la force et à l'orientation du vent, et situé en avant du poste de tir dans la direction de la cible, permet de prendre en compte le vent transversal dans les calculs, Enfin des câbles de raccordement 5 assurent les liaisons fonctionnelles nécessaires entre le calculateur et les différents éléments. La figure 2 représente une vue de dessus du bloc optique 1 intégré dans le tube 6 Ce bloc optique 1 comprend différents éléments qui ont pour fonction d'une part de présenter à l'observation du tireur, dans la lunette 13, un champ de vision comprenant le champ de tir, avec ou sans cible réelle, un réticule -matérialisant l'axe de visée, et éventuellement une cible fictive, d'autre part de reprendre une image de ce champ de vision pour la transmettre au poste d'instructeur. Dans le boîtier optoélectronique 11, un dispositif de génération d'image synthétique 111 permet de produire des images de cible fictive sous la commande du calculateur 3 Ce générateur d'image, dans le cas particulier considéré ici, est du type à tube cathodique flying-spot tel que décrit dans la demande de brevet numéro 81 11574 déposée au nom de la -6demanderesse le 12 Juin 1981 Les images de cible successives produites sur le tube sont transmises vers le bloc optique 12 et la lunette 13 par un prisme à surface semi-réfléchissante 122 et une lame semi- réfléchissante 121 du bottier optique 12, l'un comme l'autre orientés à 45 degrés du trajet optique. Une caméra vidéo 112 est disposée dans le boîtier optoélectronique 11, à côté du générateur d'image 111, de manière à effectuer la prise de vue du champ optique visible de la lunette du tireur 13, qui lui est renvoyée par la lame semi-réfléchissante 121 et un prisme à surlace semiréfléchissante 116 L'image est retransmise par l'appareillage électronique pour être reproduite sur l'écran vidéo 22 du poste d'instructeur 2. Le bloc optoélectronique contient en outre un gyroscope-113 qui fournit des informations au calculateur sur les mouvements qui peuvent être imprimés à l'arme pendant les opérations, de sorte que le calculateur puisse compenser ces mouvements dans les calculs De même, un détecteur de devers 114, relié également au calculateur, permet de corriger le calcul du point d'impact en fonction du devers. Chaque élément du bottier optoélectronique est en lui-même bien connu de l'homme de l'art et ne nécessite pas de description plus détaillée Il en est d'ailleurs de même des différents organes optiques du bottier optique 12. Dans ce dernier se trouve en particulier la lame, semi-transparente 121 déjà mentionnée, qui est située devant l'objectif de la lunette 13 et qui permet de transmettre au tireur l'image du paysage, en lui superposant les images réfléchies provenant du générateur d'images 111 Elle permet aussi de renvoyer -7- l'ensemble de ces images, constituant l'image globale du champ de vision du tireur, vers la caméra vidéo 112, à travers un diaphragme 125, réglable automatiquement. Deux filtres gris commutables 124 permettent d'atténuef' la luminosité du paysage. Le tireur voit en outre dans la lunette 13 un réticule lié à l'axe de visée de l'arme, qui peut, soit être gravé à l'intérieur de la lunette ou projeté dessus par des moyens optiques classiques, soit être produit par le générateur d'images 111, sous la commande du calculateur, et une cibie fictive, générée par le dispositif 111 et superposée au paysage. Le bloc optique comporte par ailleurs, selon l'invention, un voile d'occultation 123, actionné par un électro-aimant à rotation 126, qui peut être amené en travers du trajet optique pour supprimer la vision du paysage dans la lunette 13 après le départ simulé de la roquette Ce déplacement du voile 123 s'effectue sous la commande d'un ordre qui est émis du calculateur au moment o le tireur déclenche le tir en appuyant sur la gâchette de son arme Tel qu'il est placé sur la figure 2, ce dispositif d'occultation laisse-toujours subsister à la vue d'une personne regardant par la lunette, les images provenant du générateur d'images 111 De ce fait, la disposition représentée convient mieux au cas o la cible est une cible réelle, qui est alors éclipsée avec la paysage au moment de l'occultation par le voile 123. Dans une variante de réalisation, le voile est déplacé pour se trouver entre la lame 121 et la lunette 13, de sorte que les images provenant du générateur 111, en particulier celles représentant une cible fictive, sont cachées à la vue du tireur en même temps que le paysage lors de l'occultation. On a fait apparaître en outre sur la figure 2, une bonnette 127, disposée devant le boîtier optique 12. -8- Elle est utile dans le cas d'un entraînement en salle En effet, alors que dans la présente description, on s'est plutôt référé à un entraînement à l'extérieur, devant un terrain de tir réel, le même dispositif peut être utilisé, dans des conditions similaires, pour un fonctionnement en salle Le terrain de tir est alors constitué par une image de paysage projetée dans le champ de vision du tireur Il peut s'agir par exemple d'images fixes projetées à partir de diapositives dans le cas o la cible est une cible dite fictive formée par ailleurs, ou d'images projetées à partir d'un film figurant une cible mobile se déplaçant sur un terrain fixe, le mode de fonctionnement étant alors celui d'un entraînement sur cible dite réelle. Sur la figure 3 on voit mieux que le calculateur 3 est en relation fonctionnelle avec les organes du poste du tireur, qui apparaissent dans la partie supérieure de la figure, et ceux du poste de l'instructeur, que l'on a représentés dans la partie inférieure Ainsi, ce calcu- lateur reçoit des informations, principalement du dis- positif de lancement ou déclenchement du tir 14, d'un dispositif de commande -de la génération d'une cible fictive 15, à la disposition de l'instructeur, et d'un dispositif de pilotage d'index 16 dont l'utilité apparaîtra plus loin Il reçoit aussi des signaux de synchronisation d'un ensemble électronique de commande vidéo 17, qui gère le fonctionnement de la caméra 112 et assure la sommation des signaux vidéo reçus de la caméra et du calculateur pour les transmettre au moniteur vidéo 18 commandant la visualisation sur l'écran du poste d'instructeur Des organes plus accessoires dont les informations interviennent en plus dans les calculs n'ont pas été représentés. D'autre part, le calculateur émet des ordres, comme on l'a déjà expliqué, principalement en direction du générateur d'images 111, que l'on a représenté avec -9- son tube cathodique 19 et l'alimentation en courant à très haute tension de ce dernier, et en direction du dispositif d'occultation 23, qui comprend le voile 123 et son moteur d'entraînement 126 Il produit aussi des signaux d'incrustation vidéo, qui sont transmis à l'ensemble électronique 17 en vue de la visualisation des informations correspondantes sur l'écran 22 du poste d'instructeur Enfin, le calculateur 3 détermine, en fonction principalement de caractéristiques préala- blement enregistrées du projectile simulé, de la distance de la cible et des autres paramètres mentionnés, quel serait le point d'impact de ce projectile dans le plan de la cible. La figure 4 montre les indications qui sont visualisées sur l'écran de l'instructeur sous la commande des signaux d'incrustation On n'y a pas représenté le paysage qui s'y ajoute, retransmis du champ de vision du tireur, avec éventuellement une cible réelle évoluant sur le terrain, jusqu'au moment de l'occultation On a par contre fait figurer la cible fictive 43 qui y apparaît, dans le cas d'un fonctionnement avec cible fic tive, retransmise par la caméra 112 du générateur d'images 111 Les signaux d'incrustation contiennent les informations nécessaires à la visualisation d'un réticule 41, identique à celui qui est présenté à la vue du tireur et lié comme lui à l'axe de visée 45, d'un index 44 que l'instructeur détermine, sous la forme d'un rectangle variable en position et en dimensions, dans le cas d'un fonctionnement avec cible réelle, et d'une croix d'impact 42 caractérisant la position du point d'impact déterminé par le calculateur. On reviendra maintenant à la figure 1 pour décrire le pupitre de commande 21 du poste d'instructeur 2 et décrire comment l'instructeur sélectionne les différentes conditions de fonctionnement et assure les - différentes commandes, en particulier par les dispositifs 15 et 16 de la figure 3 et en introduisant dans le calculateur 3 les paramètres nécessaires à la simulation. Une première partie du pupitre 21 permet à l'instructeur, après la mise sous tension (commandée sui, le calculateur), de choisir entre trois fonctions, suivant qu'il actionne une touche "initialisation" 211, une touche "cible fictive" 212, une touche "cible réelle" 213 En général l'instructeur choisit d'abord la touche "initialisation" 211, car il lui faut s'assurer que l'harmonisation des origines est correcte En effet, les origines ou axes de référence pour la génération de cible fictive et l'incrustation vidéo du réticule de visée doivent être confondues avec l'origine du réticule de la lunette du tireur Pour ce faire l'instructeur utilise la zone 219 du pupitre de commande qui lui permet, en agissant sur les boutons de potentiomètres groupés par trois, d'abord d'aligner sur le réticule de la lunette du tireur une croix de référence générée par le simulateur, centrée sur un axe de référence, ensuite d'aligner sur la croix le réticule incrusté sur son écran Les trois potentiomètres de chaque groupe permettent de déplacer l'image correspondante respectivement en X, en Y et en rotation (fig 4). Pour un mode de fonctionnement en cible fictive, l'instructeur dispose de la partie 218 du pupitre, qui lui permet d'enregistrer les paramètre de plusieurs cibles fictives avant les séances d'instruction, à savoir par exemple, pour chaque cible: un numéro repère, la distance d de la cible à son apparition, sa vitesse, son orientation dans l'espace par rapport aux directions horizontale et verticale, sa position en X et en Y par rapport au centre du champ (toujours au moment de son apparition), la pente du terrain sur lequel elle évolue, 11 - sa luminosité Il lui est possible également de modifier la trajectoire linéaire enregistrée d'une cible donnée, en cours d'exercice, par action en temps réel sur un manche de pilotage 215 qui permet de modifier l'orientation de la cible et de faire varier sa vitesse. La partie 214 du pupitre syutilise en conjonction avec le manche de pilotage 215 lorsque 1 l instructeur a choisi le mode de fonctionnement sur cible réelle Dans ce mode de fonctionnement le calculateur génère sur l'écran vidéo l'index rectangulaire 44 et l'instructeur amène cet index en superposition sur la cible (qu'il observe sur le paysage retransmis par la caméra) au moyen du manche de pilotage 215 En même temps, en agissant sur des potentiomètres 216 et 217 en fonction de la hauteur de la cible et de sa largeur, il règle la grandeur de l'index pour que celui-ci corresponde aux dimensions de la cible En commandant cet index l'instructeur poursuit la cible jusqu'au départ du coup, ce qui permet au calculateur de déterminer par l'évolution de la grandeur, de la position et de la vitesse de l'index, la distance, la position, la vitesse et le sens de déplacement de la cible au moment du déclenchement du tir. Les circuits électroniques associés aux différents organes du simulateur, en particulier ceux du pupitre de commande, sont classiques et à la portée de l'homme de l'art Ils ne feront donc pas l'objet d'une description plus approfondie. Le fonctionnement du simulateur est illustré, dans le cas d'une simulation sur terrain réel avec cible fictive, par les dessins des figures 5 a, 5 b, 5 c, qui montrent dans des étapes successives, à gauche ce que voit le tireur dans la lunette, à droite ce qui apparaît sur l'écran de l'instructeur. 12 - Tout d'abord l'instructeur indique au tireur la position d'apparition de la cible (par exemple: char en lisière du bosquet à droite) Le tireur prépare son arme et la dirige vers l'endroit désigné L'instructeur, lorsqu'il estime que le tireur -vise la zone indiquée, décide du départ de la cible, en provoquant la génération d'une cible fictive dont il a préalablement enregistré les paramètres (fig 5 a) Durant la poursuite de la cible par le tireur, il peut modifier l'évolution de celle-ci en agissant sur le manche de pilotage 215 et ainsi compliquer la tâche du tireur pour l'habituer à se méfier de la facilité apparente de poursuite. Pendant que le tireur pointe son arme (fig 5 b), l'instructeur apprécie son travail au moyen du réticule de la lunette reproduit sur le moniteur vidéo Quand il estime sa visée correcte, le tireur commande la mise à feu de la roquette fictive Le déclenchement du tir provoque instantanément le déplacement du voile d'occultation du bloc optique, qui obstrue alors la vision du paysage pour le tireur et l'instructeur, et même celle de la cible fictive pour le tireur dans le cas représenté (fig 5 c) Le tireur pose alors son arme et s'éloigne, puis rejoint l'instructeur devant l'écran vidéo pour apprécier le résultat du tir Ils peuvent y voir le réticule de visée incrusté 41, la cible fictive 43, dont la position est figée à l'instant de déclenchement du tir augmenté du temps de trajet simulé de la roquette, et la croix d'impact 42 figurant le point d'impact. Dans le cas d'une simulation de tir sur cible réelle, le fonctionnement est sensiblement le même, sauf que la cible disparaîtra de l'écran de l'instructeur avec le paysage C'est pourquoi dans ce cas, le calculateur génère l'index 44 qui va permettre à l'instructeur de poursuivre la cible réelle, au moyen du manche de pilotage, jusqu'à l'instant o le Z, 13 déclenchement du tir provoque l'occultation, et d'indiquer ainsi au calculateur la position de la cible et les paramètres de son évolution Par la suite le calculateur considère la vitesse de la cible comme constante durant le trajet du projectile fictif Pour juger le résultat du tir, l'instructeur compare la position de l'index 44 avec la position de la croix 42 symbolisant l'impact. Naturellement l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation particulier qui a été décrit et toute modification à la portée de l'homme de l'art fait également partie de l'invention. 14 - REVENDICATIONS 1 Dispositif de simulation pour l'entraînement à la manoeuvre d'armes épaulables ou analogues, comprenant une arme ( 6) à axe de visée orientable par le tireur, pourvue d'un bloc optique ( 1) présentant à l'observation du tireur un champ de vision, comprenant un terrain de tir et une cible, et de moyens de déclenchement d'un tir fictif de projectile par le tireur, des moyens pour transmettre une image dudit champ de vision à un poste d'instructeur ( 2) et la projeter sur un écran ( 22), et un calculateur ( 3) relié fonctionnellement au bloc optique ( 1) pour déterminer la position d'impact du projectile dans le plan de la cible, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'occultation ( 123, 126), pour éclipser le champ de vision de la vue du tireur lors du déclenchement du tir, et des moyens pour visualiser la position d'impact par rapport à la cible sur l'écran ( 22) du poste d'instructeur. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des -moyens ( 16) pour visualiser sur ledit écran ( 22) un index ( 44) de repérage de la cible, pilotable du poste d'instructeur ( 2). 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 15, 111) de formation d'une cible fictive ( 43) apparaissant -dans le champ de vision du tireur en superposition sur le terrain de tir. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'occultation sont constitués de manière à éclipser la cible fictive du champ de vision du tireur en même temps que le terrain de tir, mais à laisser subsister cette cible fictive sur - l'écran du poste d'instructeur à l'occultation du champ de vision du tireur. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le poste d'instructeur ( 2) comporte un pupitre de commande comprenant des moyens ( 215,214) de commande de la cible fictive, au moins en position, orientation et dimensions sur leécran ( 22). 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le pupitre de commande comporte des moyens ( 218) pour enregistrer en mémoire du calculateur les caractéristiques de plusieurs cibles fictives et leurs déplacements respectifs. 7 Dispositif selon l'une quelconque des- revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'index présente un contour non ponctuel et en ce qu'il est pilotable en position et en dimensions à partir du poste d'instructeur. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poste d'instructeur comporte un pupitre de commande ( 21) comprenant des moyens ( 211, 212, 213) de sélection par l'instructeur entre au moins deux modes de fonctionnement, l'un avec une cible réelle faisant partie d'un paysage observé par le tireur, l'autre avec une cible fictive superposée sur ce paysage. 9 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poste d'instructeur comporte des moyens de commande ( 219) permettant d'aligner une croix produite par des moyens de génération d'image ( 111) sur le réticule du champ de 16 vision du tireur, et le réticule ( 41) incrusté sur l'écran du poste d'instructeur avec la croix d'alignement ( 45) reproduite sur cet écran.