Brevet FR2569650A1 — publié le 19860307

La présente invention concerne un procédé et un appareil destinés à réduire les effets des caractéristiques magnétiques d'éléments de navire qui sont mobiles en azimut et en hauteur, et essentiellement des canons d'artillerie, la visée et éventuellement aussi le tir de ces canons étant commandés par un ordinateur. La réduction des effets des caractéristiques magnétiques d'un élément est réalisée par compensation électromagnétique active commandée par ordinateur. L'invention est destinée à être utilisée essentiel- lement dans les navires de déminage et autres navires qui n'ont que des canons d'application générale et des armes antiaériennes légères et/ou moyennes à lourdes. Lorsqu'ils doivent remplir convenablement leur tâche principale qui, comme leur nom l'indique, est le- déminage, les navires de déminage ne doivent pas eux-mêmes déclencher les mines qu'ils sont supposés retirer. Les caractéristiques magnétiques des navires de déminage actuel- lement en projet doivent donc se trouver en-deçà de la sensibilité prévue des mines magnétiques réalisées dans l'avenir. Le champ magnétique d'interférence autour d'un corps métallique, qui donne ainsi au corps ses caractéris- tiques magnétiques, dépend essentiellement des propriétés magnétiques du métal, de la longueur de fer, c'est-à-dire de la plus grande longueur cohérente du matériau magnétique dans le corps, de l'intensité du champ magnétique terrestre à l'endroit o se trouvele corps, et de la direction du corps par rapport au champ magnétique terrestre. Les masses pleines, importantes et individuelles de fer se trouvant sur un navire,par exemple des moteurs, etc, peuvent subir une compensation magnétique à l'aide d'enroulements magné- tiques incorporés à la coque et au pont, des courants élec- triques adaptés avec précision pouvant y circuler constam- ment. La compensation électrique d'un navirecomplet d'acier nécessite cependant des générateurs d'énergie trop importants pour qu'ils constituent une solution réaliste au problème posé. En conséquence, on a habituellement cons- truit les navires de déminage en un matériau non magnétique tel que le bois, l'aluminium ou, plus récemment, une matière plastique. Tous les objets importants à base de fer qui se trouvent à bord, tels que les moteurs, les arbres d'he- lice et les armes lourdes, ont subi en conséquence une compensation magnétique individuelle. Comme le champ ma- gnétique d'interférence d'un corps dépend du champ magné- tique terrestre qui dépend lui-même de la latitude et comme il peut aussi être exposé aux variations locales qui ne dépendent pas directement de la latitude, la compensation magnétique des éléments de navire a été limitée, compte tenu de la technologie disponible jusqu'à présent, aux latitudes des régions dans lesquelles le navireconcerné devait remplir l'essentiel de ses missions. Ceci a posé des problèmes importants lorsque de tels navires ont dû se déplacer en mer dans des régions étendues. Dans le cas des canons montés sur des navires et ayant des caractéristiques magnétiques réduites au mini- mum, ce problème dépend beaucoup des systèmes élévateurs tels que le canon et le mécanisme, puisque le montage peut normalement être divisé en plusieurs parties séparées, un matériau non magnétique étant placé entre elles. On peut considérer, en première approximation, que lorsqu'une longueur cohérente de fer fait apparaître un certain champ magnétique d'interférence, la même longueur de fer, divisée en deux tronçons partiels égaux, placés l'un après l'autre mais séparés par un matériau non magnétique, ne donne qu'un champ d'interférence égal au quart de celui de la longueur cohérente de fer. Lorsque les canons sont équipés de grande plates- formes formées d'un matériau conducteur de l'électricité, des courants de Foucault se forment lorsque le navirese déplace en mer et ainsi dans le champ magnétique terrestre. Le champ alternatif ainsi formé peut cependant être limité d'une manière relativement simple, comme cela a déjà été réalisé, car les circuits dérivés de circulation des courants de Foucault sont coupés par un matériau non conducteur de l'électricité, divisant les plates-formes en plusieurs parties Etant donné la technologie actuelle, il n'a été possible jusqu'à présent de compenser magnétiquement les systèmes de déplacement en azimut et en hauteur des canons des navires que dans une position fixe de référence par rapport au navire. La conséquence en est qu'il n'a pas été possible de mettre le canon du navire en position de tir sans perturbation de la compensation magnétique du navire. L'opération normale jusqu'à présent a donc été la limitation de l'armement des navires de déminage à un seul canon antiaérien léger ou un petit nombre de tels canons, cette caractéristique ayant à son tour beaucoup limité l'utilité des navires pour d'autres tâches de combat que le simple déminage, et l'aptitude du navire à assurer leur propre protection contre les aéronefs ennemis et les petits navires de surface ennemis a été simultanément limitée. La présente invention concerne la résolution des problèmes précités et plus précisément un procédé qui, quelle que soit la position sur la Terre, le trajet, la vitesse et les angles de roulis et de tangage ainsi que la hauteur et l'azimut du canon, assure la compensation magnétique des canons antiaériens et d'application générale légers à moyens-lourds, essentiellement des canons de marine, dont le pointage et le tir sont commandés par un ordinateur qualifié. Selon l'invention, l'ordinateur est programmé non seulement pour qu'il commande le pointage du canon et qu'il dirige son tir lorsque cela est nécessaire, mais aussi d'après toutes les données auxquelles l'ordinateur a accès par l'intermédiaire de circuits convenablement adaptés d'interface, reliés au loch du navire et à un ensemble de référence gyrométrique et à un transducteur angulaire monté sur le canon considéré, ces données concer- nant la vitesse du navire, sa latitude, son trajet, ses angles de roulis et de tangage ainsi que la hauteur et l'azimut du canon, l'ordinateur assurant le calcul du cou- rant nécessaire à tout moment pour la compensation magné- tique du canon par l'intermédiaire d'enroulements magnéti- ques incorporés autour du canon et/ou montés sur le canon, l'ordinateur assurant la commande automatique, par l'inter- médiaire d'amplificateurs, des courants destinés à circuler dans les enroulements magnétiques, à des intensités calcu- lées. Dans certains cas, un ou plusieurs des paramètres énumérés peuvent avoir un effet si faible sur le résultat final qu'ils peuvent être négligés. L'invention concerne donc un réglage actif continu du courant d'aimantation circulant dans un certain nombre d'enroulements magnétiques d'un type connu, placés autour du canon et sur celui-ci. Pourvu que la capacité de l'ordinateur et l'énergie électrique nécessaire disponible suffisent, plusieurs ensem- bles mobiles, ayant leurs propres transducteurs angulaires, peuvent être reliés au même ensemble de référence gyromé- trique et au même ordinateur afin que celui-ci assure la compensation magnétique à l'aide d'enroulements magnétiques placés autour de l'ensemble respectif et/ou sur celui-ci. Par exemple, ceci s'applique à plusieurs canons qui, pendant le tir, sont commandés par des ordres transmis par le même ordinateur, mais cela peut aussi s'appliquer par exemple à un canon d'artillerie et à une grue nécessaire au travail de déminage. L'invention peut évidemment être mise en oeuvre pour la compensation magnétique d'autres dispositifs rota- tifs et/ou mobiles en hauteur du navire tels que les rampes de tir d'engins et de torpilles, les dispositifs de commande de tir, etc. La présente invention non seulement permet la réduction des risques encourus par un navire de déminage équipé de la manière indiquée précédemment par déclenchement des mines du fait des propres caractéristiques magnétiques du navire, celui-ci ayant pour tâche de rendre inoffensives de telles mines magnétiques, mais elle permet aussi l'équipement des navires de déminage d'un meilleur armement permettant leur propre protection et une augmentation de leur utilité pour d'autres applications que le déminage. Evidemment, l'invention peut aussi être utilisée sur d'au- tres navires que les navires de déminage mais, en règle générale, ils possèdent des caractéristiques magnétiques si importantes que l'application de l'invention n'a pas des effets particulièrement importants. Plus précisément, l'invention concerne un procédé du type décrit dans lequel les enroulements sont alimentés par l'intermédiaire d'amplificateurs commandés par un ordi- nateur, avec un courant qui dépend, à chaque moment et pour chaque enroulement, de la compensation continue des effets des caractéristiques magnétiques de l'élément, l'or- dinateur calculant et réglant constamment le courant trans- mis par l'amplificateur convenable en fonction d'un programme qui tient compte de la latitude du navire, des irrégularités locales possibles du champ magnétique terrestre ainsi que des caractéristiques magnétiques et des déplacements de la partie compensée dans le champ magnétique terrestre. Elle concerne aussi un appareil du type décrit qui comprend plusieurs enroulements électromagnétiques placés sur la partie à compenser ou autour de celle-ci, des amplificateurs reliés aux enroulements, le courant transmis par les amplificateurs à ces enroulements étant réglé par un ordinateur qui, par l'intermédiaire de circuits d'interface, est relié à des transducteurs qui donnent des informations sur la latitude du navire, les caractéris- tiques magnétiques de la partie considérée au moment consi- déré, etc. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est un schéma en partie sous forme de diagramme synoptique illustrant la mise en oeuvre de l'invention. La figure unique représente la disposition d'un ensemble réalisé selon l'invention. Certaines parties ont été représentées partiellement séparées, la position étant indiquée par des traits mixtes, afin que les diverses par- ties ne puissent pas se cacher mutuellement. La figure représente un canon 1 d'application générale ou un canon antiaérien totalement automatique, comprenant une plate- forme rotative 2, un dispositif de montage 3 monté sur la plate-forme, et un système élévateur 4 monté sur la dispositif de montage et comprenant un canon 5, un boîtier 6 de mécanisme, un magasin à cartouches, un dispositif de positionnement, etc. Le canon 1 est monté sur le pont d'un navire (non représenté). La plate- forme 2 est montée sur le pont afin qu'elle puisse tourner comme l'indique la flèche A. Les mouvements du système élévateur 4 sont indiqués par les flèches B et C. Plusieurs enroulements 7 à 9 de compensation élec- tromagnétique sont placés autour du canon. Ces enroulements ont été représentés sous la plate-forme 2, par raison de clarté, et non sur la plate-forme sur laquelle ils sont installés en réalité en permanence. Ils peuvent aussi être montés directement sur le dispositif 3 de montage du canon. Un quatrième enroulement 10 est monté autour du canon 5 de l'arbre comme indiqué par le trait mixte. Comme l'indique clairement la figure, les enroulements sont en outre raccor- dés à leur propre amplificateur réglable 11 à 14. Ces ampli- ficateurs sont eux-mêmes reliés à un ordinateur 15 qui les commande et qui commande aussi le pointage et le tir de l'arme. La fonction de l'ordinateur comme ordinateur de commande de tir repose sur une technologie bien connue et on ne la décrit donc pas plus en détail dans le présent mémoire. L'ordinateur 15 est aussi relié par un premier ensemble 16 d'interface au loch 17 du navire, et par un second ensemble 18 d'interface, à la fois à un ensemble 19 de référence gyrométrique monté sur le canon et à deux transducteurs angulaires 20 et 21 placés à l'accès vertical et horizontal en torsion du canon. Ces transducteurs enre- qistrent et transmettent des informations concernant l'azimut et la hauteur du canon alors que l'ensemble 19 de référence gyrométrique enregistre et transmet à l'ordinateur 15 des informations relatives à la latitude et au trajet, ainsi qu'à la position en roulis et en tangage, alors que l'in- formation relative à la vitesse du navire provient de son loch 17. Selon l'invention, l'ordinateur 15 doit être programmé de manière que non seulement il dirige le pointage et éventuellement le tir du canon 1 mais aussi qu'il collecte constamment des informations relatives à la vitesse du navire, provenant du loch 17, et des infor- mations relatives à la latitude, aju trajet, au roulis et au tangage du navire, provenant de l'ensemble 19 de réfé- rence gyrométrique, et des informations relatives aux azimut et hauteur du canon par rapport à une position prédétermi- née de référence, ces informations provenant des trans- ducteurs angulaires 20 et 21, ces données considérées comme représentant l'écart par rapport à des références initiales concernant les caractéristiques magnétiques corres- pondant à la position de référence du canon 1 (longueur maximale de fer dans un plan horizontal et dans un plan ver- tical) et la capacité des enroulements 7 à 10 permettant l'or- dinateurde calculer le courant qui, à tout moment, doit être transmis séparément dans les enroulements individuels afin que les effets des caractéristiques magnétiques du canon 1 lui-même soient compensés, l'ordinateur commandant des amplificateurs 11 à 14 de manière qu'ils transmettent aux enroulements des courants calculés. Les irrégularités locales du champ magnétique terrestre et d'autres facteurs qui présentent une influence importante dans le cadre consi- déré sont aussi programmés dans l'ordinateur 15. La plate-forme précitée 2 du canon a un blindage léger 22 destiné à protéger l'équipage. L'apparition des courants de Foucault dans ce blindage est réduite par sépa- ration de celui-ci en plusieurs parties (22a et 22b sur la figure) séparées l'une de l'autre par un matériau non conducteur de l'électricité 23, 24. REVENDICATIONS 1. Procédé destiné à réduire les effets des carac- téristiques magnétiques des éléments de navire qui sont mobiles en azimut et en hauteur, par exemple des canons d'artillerie, à l'aide d'enroulements électromagnétiques (7-10) incorporés autour de la partie considérée, caracté- risé en ce que les enroulements (7-10) sont alimentés par l'intermédiaire d'amplificateurs (11-14) commandés par un ordinateur (15) avec un courant adapté à chaque moment et à chaque enroulement de manière que les effets des carac- téristiques magnétiques de la partie soient compensés cons- tamment, l'ordinateur (15) assurant constamment le calcul et le réglage du courant transmis par chaque amplificateur (11-14) en fonction d'un programme qui tient compte de la latitude du navire, des irrégularités locales possibles du champ magnétique terrestre, ainsi que des caractéristi- ques magnétiques des mouvements de ladite partie dans le champ magnétique terrestre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ordinateur (15) est programmé de manière que, dans ses calculs des courants qui doivent circuler dans les enroulements (7-10), il tienne compte de la latitude du navire et des irrégularités possibles du champ magnétique terrestre, de son trajet, de sa vitesse, de sa position en roulis et en tangage et de la plus grande longueur de fer de la partie en direction horizontale et en direction verticale dans une position prédéterminée de référence, et aussi de l'azimut et de la hauteur de ladite partie par rapport à la position de référence, et l'ordina-- teur (15),par l'intermédiaire d'ensembles (16, 18) d'inter- face nécessairesà cet effet, déplace constamment l'informa- tion nécessaire pour ces calculs en provenance du loch du navire, d'un ensemble de référence gyrométrique coordonné à ladite partie et de transducteurs angulaires placés à l'accès en torsion de ladite partie. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, lorsque la partie mobile du navire est un canon d'artillerie, un même ordinateur (15) et un même ensemble de référence gyrométrique (19) sont utilisés pour le pointage, la commande du tir et le tir du canon ainsi que pour la réduction des effets de ses caractéristi- ques magnétiques à l'aide des amplificateurs (11-14) et des enroulements (7-10). 4. Appareil destiné à réduire les effets des carac- téristiques magnétiques des parties de navire qui sont mobiles en azimut et en hauteur, par exemple des canons d'artillerie (1),par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs enroulements électromagnétiques (7-10) placés sur la partie considérée ou autour de celle-ci, des amplificateurs (11-14) reliés aux enroulements respec- tifs, le courant provenant de ces amplificateurs étant réglé par un ordinateur (15) qui leur est relié et qui, par l'intermédiaire d'ensembles d'interface, est relié à des transducteurs qui transmettent des informations concer- nant la latitude du navire et les caractéristiques magné- tiques de ladite partie au moment considéré. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ordinateur (15) est relié, par l'intermédiaire d'ensembles d'interface (16 et 18) nécessaires à cet effet, au loch (17) du navire, à un ensemble gyrométrique (19) placé sur ladite partie considérée (1), cet ensemble suivant la latitude du navire et détectant les angles de roulis et de tangage du pont, et à des transducteurs angulaires (20, 21) reliés à l'axe de torsion de ladite partie et qui détectent l'azimut et la hauteur de ladite partie. 6. Appareil selon l'une des revendications 4 et , caractérisé en ce que ladite partie de navire est un canon d'artillerie (1), et l'ordinateur (15) est l'ordina- teur de réglage de tir du canon. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ordinateur (15) est programmé afin qu'il règle constamment à la fois la réduction des effets des caractéris- tiques magnétiques du canon et son pointage et éventuellement son tir. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que plusieurs canons d'artillerie sont reliés au mème ordinateur qui est aussi programmé afin qu'il règle la réduction des effets des caractéristiques magnétiques de tous les canons et éventuellement d'autres parties qui leur sont associées.