Brevet FR2546650A1 — publié le 19841130

Dispositif de simulation du fonctionnement d'une installation de transport d 'oblets L'invention a pour objet un dispositif de simulation du fonctionnement d'une installation de transport d'objets de types différents dans un couloir de transport et s'applique plus spécialement à la simulation du chargement d'une tourelle d'artillerie Une tourelle d'artillerie, notamment si elle est installée sur un navire et doit autre alimentée automatiquement pour un tir à cadence rapide, comprend une arme reliée par un couloir de chargement et par un élévateur à un magasin de réserve de munitions placé dans la soute.Généralement, à l'intérieur du magasin de réserve et dans le couloir de chargement, les mu nitions se déplacent l'une à coté de l'autre parallèlement à elles-mêmes dans une direction perpendiculaire à leurs autres, Ce déplacement est déterminé par es plateaux à alvéoles, souvent en forme de croix de Malte, et qui sont placés en série de fanon à déterminer un déplacement pas à pas des munitions qui passent de l'un à l'autre. En revanche, dans l'élévateur, qui fait la munition du niveau de la soute au niveau du pont, les munitions sont poussées l'une derrière l'autre en se déplaçant suivant une direction axiale. Depuis un certain temps, on a développé des armes qui peuvent astre alimentées par des munitions de types différents contenues dans au moins un magasin auxiliaire. Dans un mode de réalisation particulier, le magasin auxiliaire est monté dans la tourelle et a la forme d'un barillet aplati contenant une série de plateaux à alvéoles formant une chaine fermée d'un petit nombre de munitions. Le magasin auxiliaire est placé à eaeé du couloir de chargement avec lequel il communique et peut mme constituer une partie de celui-ci. Le couloir de chargement comprend alors une partie amont comprise entre l'é- lévateur et le magasin, une partie intermédiaire constituée par une certaine longueur du magasin auxiliaire et une partie aval placée entre le magasin auxiliaire et l'arme. On voit que dans ce cas l'arme peut être alimente soit par les munitions venant du magasin principal et passant successivement par l'élévateur et par les différentes parties du couloir de chargement, soit par les munitions venant du magasin auxiliaire en passant uniquement par la partie aval du couloir de chargement.Des aiguillages placés sur le magasin aux extrémités de la partie intermédiaire du couloir permettent d'assurer la continuité de celle-ci-vers l'amont et vers l'aval soit avec le couloir soit avec le magasin. Un ou plusieurs autres magasins peuvent être placés en soute pour garder en réserve des munitions spéciales. Chacun d'eux cotmminique avec le couloir de transport par une entrée d'alimentation muni d'un aiguillage qui permet d'assurer la continuité du couloir de transport soit avec la partie amont soit avec le magasin. On peut donc, selon les positions données aux aiguillages alimenter l'arme par des munitions venant du magasin principal ou du magasin auxiliaire ramener les munitions dans le magasin pour vider le couloir, ou bien encore alimenter le magasin auxiliaire à partir du magasin secondaire de mu- nitions spéciales placé en soute. A cet effet, tous les aiguillages sont ac tionnés par des mécanismes permettant de leur donner la position qui assure la continuité du couloir pour exécuter l'opération souhaitée.Les aiguil- lages doivent évidemment Etre actionnés en synchronisme avec le mouvement des plateaux à alvéoles dont on peut éventuellement commander le fonctionne- ment par séries séparées correspondant respectivement au magasin auxiliaire, aux différentes parties du couloir et aux magasins de réserve. Pour une utilisation normale dans un tir, I'alimentation de l'arme est assurée par un systâme de commande qui actionne automatiquement les plateaux à alvéoles et les aiguillages selon les ordres donnés par l'off cier de tir. Cependant, même en fonctionnement automatique, il peut être utile à l'officier de tir d'avoir un moyen de vérifier à chaque instant le fonctionnement de son installation, la disposition des différents éléments de l'installation et aussi la position des menleions à l'intérieur du couloir, le nombre de munitions restant en réserve dans les différents magasins etc... En outre, il faut évidemment prévoir une commande manuelle soit pour pallier à une défaillance de l'automatisme soit, de façon plus g4adra le, pour la maintenance et la mise au point de l'installation. Les opéra- teurs doivent donc avoir parfaitement assimilé les différents organigraEns par lesquels on peut traduire les séquences d'opérations élémentaires qui doivent se succéder dans un ordre précis pour la réalisation d'une manoeuvre déterminée telle que le chargement des magasins, l'alimentation de l'arme par des munitions traditionnelles ou des munitions spéciales, le chargement ou le déchargement des magasins etc... .Or il est difficile d'assurer l'entrainement des opérateurs sur des installations réelles car celles-ci sont peu nombreuses, très onéreuses et embarquées sur des navires et il n'est pas judicieux d'en consacrer certaines à l'apprentissage, d'autant plus qu'elles peuvent être déteriorées par des fausses manoeuvres. L'invention a donc pour objet un dispositif de simulation du fonctionnement d'une installation de ce genre permettant l'apprentissage et ltentratnement du personnel sans risque de déterioration d'une installation et avec des moyens relativement peu couteux. Le dispositif conforme à l'invention comprend un écran cathodique muni de moyens de visualisation symbolique d'une part des parties fixes du couloir et des magasins et d'autre part des parties mobiles constituées par les plateaux à alvéoles et les objets, ceus-ci étant représentés par des symboles différents en fonction de leur type et deys moyens d'animation sur écran des. symboles représentant les parties mobiles en fonction des mouvemente de celles-ci rdsultånt des ordres donnés par l'appareillage de commande. En outre, le dispositif comprend des moyens de signalisation d'in compatiblîtés éventuelles entre les positions et les mouvements des parties mobiles résultant des ordres donnés par l'appareillage de commande. Les moyens de visualisation et d'animation des éléments fixes et mobiles sont constitués par une unité centrale modulaire programmée compre nant une mémoire de programme et de données dans laquelle sont stockées les informations nécessaires à la reconstitution des différentes séquences du fonctionnement résultant d'un ordre quelconque donné par. l'appareillage de commande, une mémoire interchangeable dans laquelle sont stockées les informations relatives à la configuration des organes fixes et mobiles et spécitiques de l'installation simulée, des éléments d'interface pour la prise en compte par l'unité centrale des ordres donnés par L'appareillage de commande et un systàe de génération vidéo sur l'écran cathodique à partir des si zonaux fournis par l'unité centrale pour la représentation graphique de 'état de l'installation a chaque instant. Dans une application particuliàre, le dispositif de simulation est associé à une installation complète pour le contr81e du fonctionnement de celle-ci à partir de la situation simulée sur l'écran cathodique. Dans une autre application, le dispositif- est utilisé pour l'entrainement des opérateurs, l'appareillage de commande comprenant. une face parlante connectée à l'unité centrale et de présentation identique au poste de commande d'une installation réelle et des moyens électroniques de simulation de l'introduction et de l'extraction des objets dans les magasins de réserves. L'invention sera mieux comprise par la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, doané à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés. La figure 1 donne un exemple de présentation du dispositif de simulation. La figure 2 représente le schéma apparaissant sur l'écran cathodique. La figure 3 est un schéma fonctionnel du dispositif et notamment de l'unité centrale. Sur la figure 2, on a représenté à titre d'exemple le schéma d'une installation d'alimentation d'une tourelle d'artillerie, tel qu'il pourrait apparattre sur l'écran cathodique. La tourelle proprement dite est constituée par un affut 11 monté rotatif autour d'un axe vertical d'orientation en azimut et portant une masse oscillante 12 articulée autour d'un axe horizontal d'orientation en site et constitué essentiellement d'un tube de canon 13 et d'une culasse de chargement non représentée. Les munitions contenues dans un magasin de réserve principale 2 sont acheminées jusqu'au tube de canon 13 par un couloir de transport comprenant un élévateur 21 et un couloir d'acheminement 3. Les munitions spéciales sont stockées d'une part, en soute, dans un magasin de réserve secondaire 22 et d'autre part, sur l'affût, dans un magasin auxiliaire 4. L'acheminement des munitions est assuré par des organes de poussée qui sont constitués par des plateaux à alvéoles dans les magasins et dans le couloir d'acheminement et par des taquets de poussée dans l'élévateur 21. Comme on l'a représenté schématiquement sur la figure, le magasin auxiliaire 4 a la forme d'un barillet plat entourant une série de plateaux à alvéoles 41 en forme de croix de Malte qui peuvent prendre en charge des munitions M de part et d'autre du plan médian passant par leur axe de telle sorte que les munitions M' décrivent un circuit en forme de chaine fermée à l'intérieur du magasin.Une telle disposition est décrite en détails dans la demande de brevet NO 2.483.066 déposée le 23 Mai 1980 par la Société CREUSOT-LOIRE, dans laquelle on explique en détails comment le couloir d'acheminement 3 coincide dans sa partie centrale 32 avec une partie du magasin auxiliaire 4, les munitions spéciales dtant disposées à l'intérieur de celui-ci par groupes séparés par des espaces vides dans lesquels viennent s'inclure les munitions traditionnelles venant de la partie amont 31 du couloir d'acheminement 3. Celui-ci comprend donc trois parties : une partie amont 31 qui est montée sur l'affût 11, une partie intermédiaire 32 qui coincide avec le circuit des munitions du magasin auxiliaire 4 et une partie aval 33 qui est montée sur la masse oscillante 12.Les parties amont 31 et aval 33 du couloir 3 sont munies respectivement de séries 34 et 35 de plateaux à alvéoles alors que les organes de poussée des munitions dans la partie intermédiaire 32 sont constitués par une partie des plateaux 41 du magasin auxiliaire 4. La réserve principale 2 est munie également de plateaux à alvéoles 23 disposés en séries parallèles associés à des organes de guidage 24 placés à leur extrémitd de façon à déterminer un trajet en zig-zag indiqué par des flèches 25 et qui permet d'utiliser au mieux le volume du magasin de réserve 2 pour g stocker le maximum de munitions M. Celles-ci sont introduites dans le magasin 2 par un poste de chargement 26. Le magasin secondaire 22 peut étire constitué d'une façon analogue au magasin principal 2 si l'on désire garder en réserve un grand nombre de munitions spéciales ou bien, comme on l'a représenté sur la figure, d'une façon analogue à celle du magasin auxiliaire 4 qui permet de stocker une douzaine de munitions spéciales M'. te magasin secondaire 22 est muni également d'un poste de chargement 27 et d'une sortie 28 par laquelle il débouche à l'entrée de l'éléva- teur 21. ta paroi extérieure du magasin secondaire 22 est munie d'organes de guidage des munitions dont la continuité est assurée à la hauteur de la sortie 28 par un aiguillage 29 lorsque celui-ci est dans la position A représentée sur la figure et qui assure également la liaison de l'extrémité amont de l'élévateur 21 avec la sortie du magasin principal 2. Dans une se conte position B, représentée en pointillés, l'aiguillage 29 guide les munitions spéciales Ml contenues dans le magasin secondaire 22 vers la sortie 28 et l'entrée de l'élévateur 21. De même, à son extrémité aval, le couloir amont 34 est muni d'un aiguillage 36 qui assure la continuité du couloir intermédiaire 32 dans une première position A représentée sur la figure, avec le couloir amont 34 et, dans une seconde position B, avec le magasin auxiliaire 4. A la sortie 42 de celui-ci est placé également un aiguillage 43 qui assure la continuité de ltextrémité aval du couloir intermédiaire 32 dans la position A représentée sur la figure avec le couloir aval 33 et dans une seconde position B avec la suite du magasin 4. Dans la demande de brevet précédente déjà citée, on décrit en dé tails comment, en plaçant les aiguillages 36 et 43 alternativement dans les positions A et B , on peut faire passer dans le couloir aval 33 les munitions M qui viennent du couloir amont 31 en les intercalant dans les vides laissés entre les groupes de munitions spéciales M' contenues dans le magasin auxiliaire 4 et qui restent à l'intérieur de celui-ci, les aiguillages étant placés dans la position B chaque fois qulune munition spéciale M' arrive à leur hauteur. Mais on explique également qu'en manoeuvrant différem- ment les aiguillages, et en débrayant certains plateaux, on peut aussi alimenter le couloir aval 33 par les munitions spéciales M' venant du magasin auxiliaire 4. On peut définir ainsi sur l'installation un certain nombre d'opérations élémentaires telles que, par exemple - la commande de rotation des différentes séries d'organes de poussée permettant de déplacer les munitions en avant ou en arrière dans chacun des magasins 2, 22 et 4, dans l'élévateur 21 et dans chacun des couloirs 31, 32 et 33 - la commande des mécanismes d'actionnement de chacun des aiguillages 29, 36 et 43 pour les mettre en position A ou B ; - l'introduction de munitions par les entrées 26 et 27 des magasins 2 et 22. En combinant de façon judicieuse la commande des différentes séries d'organes de poussée et des aiguillages, on constitue des séries d'o pérations élémentaires qui s'enchatnent pour exécuter des séquences de fonctionnement correspondant chacune à une manoeuvre telle que - l'alimentation du canon 13 par des munitions traditionnelles M ou des mu notions spéciales M'; - le retour dans la réserve principale 2, le magasin secondaire 22 ou le magasin auxiliaire 4 des munitions traditionnelles ou des munitions spéciales M' ; - le chargement du magasin auxiliaire 4 par les munitions M' venant du magasin secondaire 22. D'autres séquences de fonctionnement permettront par exemple de placer dans des positions particulières les différents magasins pour effectuer des réglages ou de commander isolément certains mouvements particuliers tels que le passage des munitions à la hauteur d'un aiguillage pour en vérifier le fonctionnement. Chacune de ces séquences, que l'on a énumérées seulement à titre d'exemple, met en jeu un certain nombre d'actionneurs et de relais sélec tionnés dans un ordre rigoureux correspondant à la combinaison de plusieurs opérations élémentaires qui doivent être exécutées dans un ordre précis dépendant de la manoeuvre réalisée. En outre, -l'opdrateur doit tenir compte de la configuration actuelle des munitions dans les différents éléments de l'installation pour prendre ces décisions. Pour entratner l'opérateur à assimiler les organigrammes définissant chacune des séquences types nécessaire au fonctionnement du matériel, on utilise un dispositif de simulation dont une présentation est donnée à titre d'exemple sur la figure 1 te dispositif de simulation 5 mis à la disposition de l'opérateur comprend essentiellement une face parlante 51, un écran graphique 52, un ensemble électronique modulaire 53, des coffrets pourvoyeurs 54 pour les postes de chargement du magasin principal et du magasin secondaire et un ensemble 55 comprenant toutes les alimentations nécessaires au fonctionnement du dispositif. Dune façon générale, la face parlante 51 constitue un appareillage de commande identique à celui dont dispose l'opérateur pour faire fonctionner la tourelle et son système de chargement dans la réålité. L'écran graphique 52, par des moyens qui seront décrits par la suite,fait apparaître à l'opérateur une représentation schématique de l'installation telle que celle qui a été donnée par exemple sur la figure 2. Les coffrets pourvoyeurs 54 simulent les manoeuvres exécutées par le personnel ayant pour mission, dans une installation réelle, d'introduire ou d'extraire les munitions aux postes de chargement 26 et 27 des deux magasins principal 2 et secondaire 22. Ils comprennent donc un certain nombre de voyants indiquant à ltopdrateur les manoeuvres à effectuer au poste de chargement ainsi que des boutons poussoirs permettant de simuler les opérations manuelles d'introduction ou-d'extraction d'une munition La figure 3 est un schéma fonctionnel illustrant la structure d'un ensemble électronique 53 pour la commande du dispositif. L'ensemble électronique, dont tous les organes sont alimentés à partir du coffret 55, comprend essentiellement une unité centrale 6 qui traite les informations décodées à partir de la face parlante 51. La mémoire 61 contient les programmes et les données fournissant les informations nécessaires à la reconstitution de différentes séquences de fonctionnement définies plus haut. La mémoire 62 dite memoire- vive stocke les variables temporaires caractérisant l'état courant du système simulé. Une partie de la mémoire 61 est constituée de cartes interchangeables correspondant respectivement à différentes variantes de l'installation simulée. Elles permettent ainsi la simulation de plusieurs versions du meme matériel, les caractéristiques spécifiques de chaque version étant stockée dans les cartes mémoires interchangeables alors que les programmes relatifs aux séquences d'opérations, qui sont les mêmes pour toutes les versions, sont stockés dans l'autre partie de la mémoire 61. En fonction des ordres reçus de la face parlante 51 ou des coffrets pourvoyeurs 54 et qui sont transformés en signaux de commande par un élément d'interface 63, l'unité centrale 6 choisit dans les mémoires 61 et 62 les séquences programmées qui correspondent à la manoeuvre demandée et traitent les informations données par les mémoires de façon à faire apparattre sur l'écran graphique 52 d'une part le dessin de 1.1 installation qui en représente les parties fixes et les parties mobiles telles que les organes de poussée et les munitions et d'autre part d'animer ces différents organes dlune façon correspondant à la manoeuvre commandée par l'opérateur sur la face parlante 51. A cet effet, on'utilise une mémoire d'écran 64 et un système de génération vidéo 65.Ces différents modules électroniques sont analogues à ceux qui sont employés par exemple dans les jeux électroniques et n'ont donc pas besoin d'être décrits en détail. Comme dans les jeux électroniques, on fera apparattre sur l'écran graphique des symboles correspondants aux plateaux à alvéoles et aux munitions de différents types. I1 est facile d'autre part d'équiper le système de moyens permettant de signaler à l'opérateur les incompatibilités éventuelles entre les positions et les mouvements des parties mobiles et les ordres donnés pr l'appareillage de commande.A cet effet l'unité centrale comprendra un module de vérification permettant de reconstituer de façon quasi instantanée les séquences de fonctionnement résultant d'un ordre donné pour faire apparattre sur l'écran, en langage clair ou par un mode convenu une incompatibilité entre la situation de l'installation au moment où un ordre est donné et les conséquences ultérieures de celui-ci pour le mouvement des munitions à l'intérieur des différentes parties de l'installation. De la sorte, l'opérateur pourra apprendre progressivement les suites d'opérations élémentaires correspondant aux manoeuvres qu'il désire effectuer et il est d'ailleurs possible d'équiper le dispositif d'un système d'enseignement programmé permettant l'acquisition progressive des organigrammes. Mais le dispositif peut s'appliquer également à une installation réelle. En effet, grâce à la miniaturisation des ensembles électroniques, le dispositif peut avoir une taille assez réduite et etre mis à la disposition de l'officier de tir pour lui permettre d'une part, d'avoir sur l'écran une vision d'ensemble des positions des munitions et des aiguilla- ges dans les magasins et dans le couloir de chargement et ainsi d'adapter les ordres à la situation et d'autre part, an cas de panne de l'automatis me, de faire fonctionner l'installation, en toute sécurité, en commande ma nue 1 le. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de vealisaLion qui a été décrit et elle pourrait faire l'objet de variantes ou être adaptée à des installations particulieres. Le dispositif qui a été dé cri. pourrait astre également complété par exemple par des consoles de visualisation multiples permettant un enseignement simultané à plusieurs personnes et par une imprimante permettant de tenir un dossier écrit pour chaque utilisateur. Enfin l'installation a été décrite dans le cas de son application particulière à une tourelle d'artillerie mais on pourrait également l'utiliser pour l'entratnement des opérateurs dans le cas d'autres installations dans lesquelles des objets venant de différents magasins doivent etre acheminés par un couloir jusqu'à un lieu d'utilisation selon des séquences de fonctionnement précises. REVENDICATIONS 1.) Dispositif de simulation du fonctionnement d'une installation de transport d'objets de types différents comportant un couloir de transport (3) des objets les uns derrière les autres, au moins deux magasins (2,4) de réserve d'objets de types différents (M et M') communiquant avec le couloir de transport (3) en plusieurs points d'alimentation, des organes de poussée des objets disposés en plusieurs séries (2qss24S41ss35) respective- ment dans le couloir de transport et dans les magasins, des aiguillages (29,36,42) placés aux points d'alimentation du couloir de transport et susceptibles d'assurer la continuité de la partie de celui-ci placée en aval du point d'a imentation, dans une première position A avec la partie amont et dans une seconde position B avec le magasin correspondant, des mécanismes d'actåonnement, respectivement des différentes suries d'organes de pous sée et des aiguillages et un appareillage (51) de commande synchronisée des dits mécanismes pour le transport dans le couloir des objets de l'un ou l'autre type, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (53) de visualisation symbolique sur un écran cathodique (52), d'une part des parties fixes du couloir et des magasins et d'autre part des parties mobiles constituées par les organes de poussée et les objets (M,X') ceux-ci étant représentés par des symboles différents en fonction de leur type et des moyens (53) d'animation sur l'écran des symboles représentant les parties mobiles en fonction des mouvements de celles-ci résultant des ordres donnés par l'appareillage de commande (51). 2.) Dispositif de simulation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens (53) de visualisation et d'animation des éléments fixes et mobiles sont constitués par une unité centrale programmée (6) de traitement des informations reçues d'une part d'une mémoire (61) de programmes et de données dans laquelle sont stockées les informations nécessaires à la reconstitution des différentes séquences du fonctionnement résultant d'un ordre quelconque donné par l'appareillage de commande (51) et d'autre part d'une mémoire (62) dans laquelle sont stockées, par des moyens interchangeables, les informations relatives à la configuration des organes fixes et mobiles et spécifiques de l'installation simulée, des éléments dtinterface (63) pour la prise en compte par l'unité centrale des ordres donnés par l'appareillage de commande (51) et un système (64,65) de génération vidéo sur l'écran cathodique (52) à partir des signaux fournis par l'unité centrale (6). 3.) Dispositif de simulation selon l'une quelconque des revendica tions 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de signalisation à l'opérateur des incompatibilités éventuelles entre les positions et les mouvements des parties mobiles résultant des ordres donnés par l'appareillage de commande (S1). 4.) Dispositif de simulation selon la revéndication 2, caractérisé par le fait que, le fonctionnement de l'installation étant constitué dgun ensemble d'opérations élémentaires correspondant aux différentes parties du couloir et des magasins, la mémoire (61) de programme et de données garde stockées d'une part les informations relatives au fonctionnement de chaque opération élémentaire et d'autre part les informations relatives à l'enchatnement. des opérations élémentaires nécessaires à l'exécution d'une séquence de fonctionnement résultant d'un ordre donné par l'appareillage de commande (51). 5.) Dispositif de simulation selon la revendication 3, caractéri sé par le fait que l'unité centrale (6) comprend un module de vérification susceptible de reconstituer à l'avance les séquences de fonctionnement résultant d'un ordre donné et de faire apparaître une incompatibilité entre les conséquences de l'ordre donné et la situation de l'installation. 6.) Dispositif de simulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est associé à-une installation réelle pour le centrale du fonctionnement de celle-ci à partir de la situation simulée sur l'écran cathodique (52). 7.) Dispositif de simulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'appareillage de commande comprend une face parlante (51) reliée à l'unité centrale (6) et de présentation identique au poste de commande d'une installation réelle et des moyens électroniques (54) de simulation de l'introduction des objets dans les magasins de réserve, le dispositif étant utilisé pour l'entratnement de l'opdra- teur.