Brevet FR2605412A1 — publié le 19880422

Procédé de détermination des caractéristiques balistiques d'une munition et appareillage pour sa mise en oeuvre. La présente invention a pour but de déterminer les caractéristiques balistiques d'une munition à projectile monobloc notamment, mais non exclusivement, des balles de fusils, carabines et armes de poing. On a déjà proposé dans de nombreux documents des dispositifs pour mesurer la vitesse instantanée d'un projectile à la sortie du canon d'une arme. Dans US-A-4.239.962 et EP-A-0126423 par exemple, on a proposé de mesurer cette vitesse au moyen de deux détecteurs photosensibles susceptibles de détecter, dans des plans perpendiculaires à la trajectoire, le passage du projectile et d'émettre une impulsion. La connaissance de la distance séparant les deux détecteurs et du temps séparant les deux impulsions permet de calculer la vitesse du projectile. Les détecteurs photosensibles peuvent fonctionner soit en lumière ambiante, soit en étant éclairés par le faisceau d'une source artificielle, faisceau qui est recoupé par le projectile. La vitesse du projectile à la sortie du canon de l'arme n'est toutefois que l'un des facteurs des caractéristiques balistiques d'une munition. En effet la trajectoire du projectile est influencée notamment par le coefficient de pénétration dans l'air, par les forces de frottement qui s'exercent sur lui et par divers autres facteurs, compte non tenu des caractéristiques propres à l'arme avec laquelle la munition est tirée telles que la longueur du canon, le degré d'usure de l'âme, le pas de la rainure, etc. Ceci signifie que des munitions ayant des balles de poids différents et/ou des charges d'explosifs, donc des énergies propulsives différentes et tirées dans la même arme ou des armes différentes, peuvent donner la même vitesse instantanée à la sortie du canon. La présente invention a pour objet un procédé de détermination des caractéristiques balistiques d'une munition par les formules balistiques connues dans lequel on utilise comme valeurs déterminées connues introduites dans lesdites formules afin de déterminer les valeurs inconnues deux vitesses mesurées en deus points distants d'une distance significative et la valeur de ladite distance significative. Par distance significative, on entend une distance suffisante pour que le freinage auquel est soumis le projectile sur cette distance modifie sa vitesse de façon mesurable avec une précision suffisante pour déterminer avec la précision recherchée le coefficient balistique de la munition. En pratique avec des vitesses initiales comprises entre 50 m/s et 1295 m/s, la distance significative en général adoptée est de 50 mètres. Selon une autre caractéristique du procédé on utilise comme l'une des vitesses la vitesse à la sortie du canon, l'autre vitesse étant celle en un point de la trajectoire distant de, par exemple, 50 mètres de la sortie du canon. La mise en application du procédé posait de nombreux problèmes car, à cinquante mètres de la sortie de l'arme, la trajectoire peut être fortement déportée par rapport à la ligne de tir non seulement dans le plan vertical mais aussi transversalement sous l'effet notamment d'un vent traversier ou sous l'effet d'une caractéristique propre à l'arme. La pratique a montré que ce déport pouvait atteindre jusqu'à 20 centimètres sans qu'intervienne le coefficient personnel du tireur par exemple lorsque l'arme est fixée sur chevalet. La "fenêtre de mesure" à cinquante mètres doit donc avoir au moins les dimensions cidessus. Du fait de cet accroissement des dimensions de la fenêtre de mesure un capteur photo-électrique unique ne présente pas une ouverture de champ suffisante car il devrait être placé à une distance de la ligne de tir telle que la variation de l'éclairement produite par une balle serait quasi nulle puisqu'égale au rapport de l'angle apparent du diamètre de la balle à l'angle de l'ouverture du champ. On ne peut remédier à cet inconvénient en ayant recours à un éclairage artificiel car le défaut serait aggravé par la saturation du capteur photoélectrique. Conformément à l'invention au moins les seconds capteurs de détection du projectile situés à la distance significative de la bouche de l'arme travaillent en lumière ambiante et chaque capteur de détection est constitué par une pluralité de capteurs photo-électriques disposés dans un plan perpendiculaire à la trajectoire, en pratique selon une ligne perpendiculaire à la trajectoire définissant la limite inférieure de la fenêtre de mesure. La variation de l'éclairement de chaque capteur photo-électrique étant très faible, la sensibilité des capteurs est réglable en fonction de la luminosité ambiante et du diamètre du projectile. De plus,en raison de la multiplicité des capteurs photoélectriques qui peuvent être placés côte à côte en étant très rapprochés,la plage de recouvrement des champs angulaires des capteurs photo-électriques d'un même capteur de détection peut coïncider avec la fenêtre de mesure et le passage du projectile influencera dès lors chacun des capteurs. En conséquence et selon une autre caractéristique du procédé on additionne les signaux provenant des capteurs photo-électriques correspondant à une même fenêtre de mesure en montant lesdits capteurs en série. En outre la transmission du signal photo-électrique sur la distance significative entraîne un affaiblissement qui rendrait -le procédé inexploitable Si les signaux étaient transmis en l'état au poste central. En conséquence et selon une autre caractéristique du procédé, au moins les signaux des seconds capteurs sont amplifiés sur le lieu de génération avant d'être transmis par un conducteur coaxial au poste central. Du fait que les capteurs fonctionnent en lumière ambiante avec un taux d'amplification important, des signaux parasites peuvent apparaître qu'il est difficile de distinguer des signaux produits par le passage du projectile. En conséquence le procédé comporte l'utilisation d'un programme de calcul du poste central comportant un lever de doute pour éliminer notamment parmi les signaux provenant des seconds capteurs ceux correspondant à une vitesse moyenne sur la distance significative supérieure à la vitesse instantanée à la bouche de l'arme et ceux correspondant à une vitesse instantanée supérieure ou égale à la vitesse instantanée à la bouche de l'arme. L'appareillage pour la mise en oeuvre du procédé du type comportant au moins un détecteur de la vitesse instantanée du projectile formé par deux capteurs photo-électriques écartés d'une distance connue et un ordinateur calculant en fonction de ladite distance et de l'intervalle de temps séparant les signaux provenant de ces deux capteurs, ladite vitesse instantanée est caractérisée en ce qu'il comporte au moins deux détecteurs de la vitesse instantanée positionnables avec un écartement de distance connue sur la trajectoire du projectile, un ordinateur programmé pour calculer les deux dites vitesses instantanées et, en fonction de ces vitesses instantanées, de l'écartement ou des écartements et des autres valeurs intervenantes introduites par un clavier,les caractéristiques balistiques de la munition tirée et afficher lesdits résultats et des moyens de transmission des signaux entre les dits détecteurs de la vitesse instantanée et ledit ordinateur. Selon une autre caractéristique chaque capteur de détection du passage du projectile est constitué, au moins pour les détecteurs de la vitesse instantanée distants de la bouche de l'arme, par une pluralité de capteurs photo-électriques montés dans un même plan et connectés en série. De préférence les capteurs photo-électriques sont alignés le long du bord inférieur de la fenêtre de mesure. De préférence également les capteurs photo-électriques sont éclairés en lumière ambiante et associés à un dispositif de réglage de la sensibilité. Selon une autre caractéristique au moins les signaux des deux capteurs de détection du passage du projectile du ou des détecteurs de la vitesse instantanée distants de l'ordinateur sont amplifiés avant d'être transmis par un câble, notamment du type coaxial, audit ordinateur. Selon une autre caractéristique l'entrée dans l'ordinateur du ou d'un détecteur aval est contrôlée par l'entrée préalable d'un signal provenant du détecteur immédiatement en amont avec éventuellement l'introduction d'un retard. Selon un mode de réalisation chaque capteur de détection du passage du projectile comporte une pluralité de capteurs photoélectriques en série contrôlant un émetteur d'impulsion, un amplificateur à coefficient d'amplification réglable amplifiant ladite impulsion, un sélecteur de capteur de détection associé à chaque paire de capteurs de détection et comportant une bascule commandée par une impulsion du détecteur amont pour connecter le capteur de détection aval, les sorties éventuellement amplifiées des sélecteurs étant connectées sur les entrées d'un ordinateur lequel comporte au moins une horloge et des compteurs avec des commutateurs de la sortie horloge sur les compteurs commandés par les signaux provenant des sélecteurs avec une unité de calcul utilisant les teneurs des compteurs et une unité d'affichage. On décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention avec référence aux dessins schématiques ci-annexés dans lesquels: Figure 1 est un schéma d'ensemble de l'appareillage et Figure 2 est un schéma électrique de détail d'un détecteur de vitesse instantanée rentrant dans cet appareillage. Dans les dessins la référence 1 désigne dans son ensemble un détecteur de passage du projectile la référence 2 un amplificateur à coefficient d'amplification réglable, la référence 3 un sélecteur de capteur de détection associé à une paire de capteurs, la référence 4 le commutateur de sélection des postes de détection de la vitesse moyenne et la référence 5 le micro-ordinateur de calcul des coefficients balistiques. Dans une installation conforme à l'invention deux premiers détecteurs de passage du projectile la, lb sont disposés à la sortie du canon de l'arme avec leurs fenêtres de mesure écartées d'une distance d qui dans la pratique peut être réglée à 0,5 m > I m ou 2 m. Deux seconds détecteurs lc et id écartés de la même distance d sont disposés à une distance D, qui en pratique est égale à 50 m, des premiers détecteurs. Chaque détecteur de passage comporte, dans le mode de réalisation représenté, trois diodes photo-électriques 6 connectées en série montées de façon classique entre la base et l'émetteur d'un transistor 7. Les diodes photo-électriques 6 sont éclairées par la lumière ambiante 8 provenant d'une zone comprenant la fenêtre de mesure à travers laquelle passe le projectile. L'impulsion qui est fonction de la somme de la variation des résistances des trois photo-diodes 6 est transmise par un coaxial 9 à l'amplificateur 2 correspondant.Pour les deux premiers détecteurs de passage la, lb qui sont à proximité du poste central de mesure 10, les amplificateurs 2a et 2b sont incorporés dans le boîtier du poste central alors que pour les deux seconds détecteurs les amplificateurs 2c, 2d et le sélecteur de capteur de détection 3b sont incorporés dans un boitier 11 placé à côté du second poste de détection et connecté par un coaxial 12 au poste central de mesure 10. Chaque amplificateur à coefficient d'amplification variable 2 comporte un amplificateur d'entrée 13 et un amplificateur de sortie 14 dont le coefficient d'amplification est réglé par rhéostat réglable 15. Le signal amplifié est envoyé par un coaxial 16 à l'une des deux entrées du sélecteur de capteur de détection 3, l'entrée 17a qui reçoit l'impulsion du détecteur amont la-lc de chaque poste étant l'entrée de départ du comptage de la vitesse instantanée au droit du poste et la seconde entrée 17b étant l'entrée d'arrêt du comptage. Chaque sélecteur de capteur de sélection 3 comprend une bascule 18 et un amplificateur de sortie 19. Les sorties des amplificateurs 19 sont envoyées au commutateur électronique 4 commandé par le microprocesseur 5 de façon qu'au départ du coup l'impulsion d'onde carrée dont le front avant correspond à la détection par le détecteur la et dont le front arrière correspond à la détection par le détecteur lb soit envoyée au microprocesseur 5, le commutateur 4 étant ensuite basculé, éventuellement avec un retard préfixé pour éviter des parasites, sur l'entrée correspondant au second poste de détection. Le programme du microprocesseur 5 se déduit de la constitution de l'appareillage et il comporte de façon classique un clavier d'entrée des données, des mémoires, un afficheur et une imprimante. Revendications 1. Un procédé de détermination des caractéristiques balistiques d'une munition par les formules balistiques connues, caractérisé en ce qu'on utilise comme valeurs déterminées connues introduites dans lesdites formules afin de déterminer les valeurs inconnues deux vitesses mesurées en deux points distants d'une distance significative et la valeur de ladite distance significative. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme l'une des vitesses la vitesse du projectile à la sortie du canon et en ce que la distance significative est de 50 mètres. 3. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on utilise pour la détection du passage du projectile et au droit d'au moins certaines des fenêtres de mesure une pluralité de capteurs photo-électriques travaillant en lumière ambiante et dont les champs se recouvrent au moins partiellement. 4. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte l'utilisation d'un programme de calcul du poste central comportant un lever de doute pour éliminer notamment parmi les signaux provenant des seconds capteurs ceux correspondant à une vitesse moyenne sur la distance significative supérieure à la vitesse instantanée à la bouche de l'arme et ceux correspondant à une vitesse instantanée supérieure ou égale à la vitesse instantanée à la bouche de l'arme. 5. Un appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 4 du type comportant au moins un détecteur de la vitesse instantanée du projectile formé par deux capteurs photo-électriques (1) écartés d'une distance connue (d) et un ordinateur (5) calculant en fonction de ladite distance (d) et de l'intervalle de temps séparant les signaux provenant de ces deus capteurs, ladite vitesse instantanée est caractériséeen ce qu'il comporte au moins deus détecteurs (la-lb, 1c-ld) de la vitesse instantanée positionnables avec un écartement de distance (D) connue sur la trajectoire du projectile, un ordinateur programme (D) pour calculer les deux dites vitesses instantanées et, en fonction de ces vitesses instantanées, de l'écartement ou des écartements et des autres valeurs intervenantes introduites par un clavier, les caractéristiques balistiques de la munition tirée et afficher lesdits résultats et des moyens de transmission des signaux entre lesdits détecteurs de la vitesse instantanée et ledit ordinateur. 6. Un appareillage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins les seconds capteurs (lc, ld) de détection du projectile situés à la distance significative (D) de la bouche de l'arme travaillent en lumière ambiante et chaque capteur de détection est constitué par une pluralité de capteurs photo-électriques (6) disposés dans un plan perpendiculaire à la trajectoire en pratique selon une ligne perpendiculaire à la trajectoire définissant la limite inférieure de la fenêtre de mesure. 7. Un appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les capteurs photo-électriques (6) sont montés en série. 8. Un appareillage selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'au moins les signaux des seconds capteurs (tic, ld) sont amplifiés (13-14-19) sur le lieu de génération avant d'être transmis par un conducteur coaxial (12) au poste central (10). 9. Un appareillage selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'entrée dans l'ordinateur (5) du ou d'un détecteur aval (lb, ld) est contrôlée (18) par l'entrée préalable d'un signal provenant du détecteur immédiatement en amont (la-lc) avec éventuellement l'introduction d'un retard. 10. Un appareillage selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que chaque capteur (1) de détection du passage du projectile comporte une pluralité de capteurs photoélectriques (6) en série contrôlant un émetteur d'impulsion (X), un amplificateur (2) à coefficient d'amplification réglable (13) amplifiant ladite impulsion, un selecteur (3) de capteur de détection associé à chaque paire (la-lb, 1c-ld) de capteurs de détection et comportant une bascule (18) commandée par une impulsion du detecteur amont pour connecter le capteur de détection aval,les sorties éventuellement amplifiées (19) des sélecteurs étant connectées (4) sur les entrées d'un ordinateur ( D ) lequel comporte au moins anse horloge et des compteurs, avec des commutateurs de la sortie horloge sur les compteurs commandés par les signaux provenant des sélecteurs (3a-3b) avec une unité de calcul utilisant les teneurs des compteurs et une unité d'affichage.