Brevet FR2712677A1 — publié le 19950524

SYSTEME DE CONDUITE DE TIR La présente invention concerne les systèmes de con- duite de tir. Dans le domaine des systèmes de conduite de tir de chars, le canonnier observe et pointe au moyen d'un viseur visuel ayant une ligne de mire qui est nominalement alignée avec l'axe du tube du canon.Le viseur comporte un réticule balistique optique et il est interconnecté au canon par une liaison de poursuite pour faire en sorte que les réglages en site ou hauteur agissent en commun sur le canon et sur le vi- seur. Les réglages en azimut ou gisement agissent également en commun du fait que le canon comme le viseur sont montés sur une plate-forme commune, c'est-à-dire la tourelle du char qui peut évidemment tourner en azimut. Dans le présent mémoire et les revendications qui sui- vent, les mots "hauteur" et "élévation" doivent être compris comme désignant l'angle vertical de "site", et le mot "azimut", comme désignant l'angle horizontal de "gisement". La constance de l'alignement entre l'axe du tube du canon et la ligne de mire est extrêmement importante pour un fonctionnement précis du système et du fait que le canon tend à se courber pendant l'utilisation, au moins au niveau de sa bouche, on sait que le canonnier doit effectuer régulièrement un contrôle d'alignement et une procédure de correction. Dans cette procédure, le canonnier amène le canon à une position en hauteur prédéterminée, à laquelle il est possible de diri- ger un faisceau lumineux provenant d'une source située dans le viseur ou près de celui-ci,vers un petit miroir monté sur le tube du canon, au niveau de sa bouche, de façon que le fais- ceau lumineux réfléchi entre dans le viseur.A cette position en hauteur prédéterminée,le réticule balistique définit une marque,et le canonnier observe le faisceau lumineux réflédchi dans le viseur et effectue une comparaison visuelle de la position du fais- ceau par rapport à la marque, l'identité de position indi- quant l'exactitude de l'alignement tandis qu'une discordan- ce de position indique une erreur d'alignement. Si néces- saire, on effectue ensuite une correction d'alignement par réglage manuel de deux boutons, jusqu'à ce que l'identité de position soit établie d'une façon qui paraît visuelle- ment satisfaisante au canonnier. Les deux boutons produi- sent des mouvement orthogonaux (en hauteur et en azimut) de la lentille définissant la ligne de mire dans le viseur. Lorsque la ligne de mire et l'axe du tube du ca- non sont alignés, le viseur est en état d'être pointé sur un objectif dont la distance est déterminée par un télémè- tre à laser faisant partie du viseur. En déterminant de15 cette manière la distance de l'objectif, on peut ensuite régler le viseur en hauteur pour l'amener à la graduation de distance correspondante du réticule balistique et tirer. Du fait que le réticule balistique comporte un grand nom- bre de graduations, il peut être difficile pour le canon-20 nier de sélectionner la graduation correcte, et lorsque la valeur de distance de l'objectif tombe entre des graduations adjacentes sur le réticule balistique, le canonnier doit effectuer une interpolation. Chacune de ces procédures est sujette à l'erreur humaine et, pour éliminer ceci, une forme25 perfectionnée connue de système de conduite de tir produit de façon électronique une marque de pointage, habituellement sous la forme d'une ellipse, qui est injectée dans le viseur, dans le plan du réticule balistique, à la position en hau- teur appropriée pour la distance de l'objectif, conformément30 à la détermination faite par un ordinateur balistique. Avec ce système, le canonnier doit simplement centrer la marque de pointage elliptique sur l'objectif avant de tirer. L'or- dinateur balistique reçoit le signal de distance de l'objec- tif provenant du télémètre à laser et, au moyen d'équations35 balistiques connues, il établit la position nécessaire de la marque de pointage elliptique, par rapport au réticule ba- listique du viseur. Ce qui précède permet de voir que si le viseur n'est pas aligné avec l'axe du tube du canon, la marque de pointage qui est définie par le réticule balistique ou par le générateur électronique commandé par ordinateur, sera placée de façon erronée. La procédure de contrôle et de correction de l'alignement est donc très importante. En outre, les chars comportent habituellement plusieurs autres viseurs tels qu'un viseur de thermographie et un viseur de chef de char, et chacun d'eux est amené en alignement avec le viseur du canonnier par le fait que les deux boutons de réglage du viseur du canonnier sont gradués et qu'après l'achèvement de la procédure de contrôle et de15 correction, le canonnier transmet les graduations sur les- quelles ces boutons sont réglés à l'opérateur ou aux opéra- teurs des autres viseurs du char. Des réglages correspon- dants des lignes de mire de ces autres viseurs sont ensuite effectués manuellement, soit au moyen de boutons de réglage20 correspondants incorporés à ces viseurs, soit par l'entrée de valeursnumériques dans un ordinateur qui commande ces viseurs. De tels alignements correspondants des viseurs sont particulièrement importants dans le cas d'un viseur de thermographie qui peut être le seul viseur effectivement25 opérationnel dans des conditions d'obscurité ou de mauvaise visibilité, en association avec la partie de télémètre à laser du viseur du canonnier. On voit clairement que si dans cette situation, il existe un défaut d'alignement entre les deux viseurs, le télémètre peut donner une mesure de30 distance portant sur un objectif erroné, et si le viseur de thermographie n'est également pas aligné avec l'axe de la bouche du canon, la précision de tir du canon peut être totalement perdue. Les systèmes de conduite de tir connus souffrent donc d'un certain nombre d'inconvénients. Par exemple, 4 l'alignement entre les viseurs exige une interprétation exacte par le canonnier des graduations sur les deux bou- tons de réglage du viseur du canonnier, et il exige égale- ment que le ou les opérateurs des autres viseurs utilisent 5 correctement l'information fournie par le canonnier. La procédure connue de contrôle et de correction d'alignement pour le viseur du canonnier souffre également d'un certain nombre d'inconvénients. Par exemple, elle ne peut être ac- complie que lorsque le canon est à sa position en hauteur10 prédéterminée, du fait que ce n'est que dans ce cas que le miroir situé au niveau de la bouche du canon se trouve dans la partie appropriée du champ du viseur. En outre, la pro- cédure repose sur l'interprétation visuelle de l'identité de la position du faisceau sur la marque, et ceci est un15 facteur variable dépendant de l'état physique et/ou psychi- que du canonnier. De plus, la procédure s'applique de façon locale au viseur visuel concerné, et ne procure aucun moyen pour établir l'alignement des autres viseurs qu'on trouve habituellement dans un char. Il existe nécessairement un20 intervalle de temps entre le moment o la procédure est ac- complie et le moment auquel le canon est prêt à tirer, et pendant cet intervalle le tube du canon peut se courber, ce qui fait perdre la précision de l'alignement. Enfin, dans des conditions de combat dans lesquelles le tir répété du25 canon est d'une grande importance, il n'y a pas suffisam- ment de temps pour mettre en oeuvre la procédure d'une ma- nière intermittente, ce qui fait que lorsque la précision est d'une importance capitale, l'erreur d'alignement n'est pas contrôlée et est susceptible d'augmenter progressivement30 à cause du tir répété. Un but de l'invention est de procurer un système de conduite de tir perfectionné dans lequel un ou plusieurs des inconvénients précédents sont supprimés ou atténués. L'un des aspects de l'invention porte sur un sys- tème de conduite de tir comprenant une plate-forme sur la- quelle un canon et des premier et second dispositifs de visée sont montés de façon à pouvoir effectuer un mouve- ment de rotation en hauteur, chaque dispositif de visée ayant sa ligne de mire alignée nominalement avec l'axe du 5 tube du canon et étant interconnecté au canon par une liai- son de poursuite qui est conçue de façon que les réglages de hauteur agissent en commun. Le premier dispositif de vi- sée comprend une lentille définissant sa ligne de mire, un réticule définissant une marque d'alignement et un mécanis-10 me de réglage d'alignement accouplé à la lentille et ma- noeuvrable par un opérateur pour effectuer un réglage rela- tif de la marque d'alignement par rapport à la ligne de mi- re du premier dispositif de visée. Le canon comporte un mi- roir de référence de bouche au niveau de sa bouche, et le15 premier dispositif de visée porte un chercheur de direction. Le chercheur de direction et le premier dispositif de visée sont conçus conjointement de façon à permettre l'identifi- cation de la position d'unlme image dans le miroir de réfé- rence de bouche, par rapport à la marque d'alignement, et20 le mécanisme de réglage d'alignement peut être manoeuvré pour aligner cette marque avec l'image vue dans la position du miroir de référence de bouche. Ce mécanisme comprend des capteurs produisant des signaux qui sont conçus de façon à produire automatiquement des signaux d'identification de25 réglage d'alignement. Le second dispositif de visée com- prend un générateur de réticule électronique qui est con- necté de façon à recevoir les signaux d'identification et qui peut être actionné de façon à positionner dans le se- cond dispositif de visée le réticule produit de façon élec-30 tronique, afin que sa ligne de mire soit automatiquement alignée avec la ligne de mire du premier dispositif de vi- sée. Le premier dispositif de visée comprend de préfé- rence un télémètre à laser dont le faisceau laser émis est prédéterminé en position dans le premier dispositif de vi- 6 sée, et le générateur de réticule électronique du second dispositif de visée est en outre conçu de façon à déplacer en hauteur le réticule électronique par rapport à sa ligne de mire, d'une valeur correspondant à la distance d'un ob- 5 jectif désigné, et à déplacer en azimut le réticule élec- tronique avec la ligne de mire, de la manière qui peut être exigée pour des raisons balistiques. Un autre aspect de l'invention porte sur un sys- tème de conduite de tir comprenant une plate-forme sur la- quelle un canon et un dispositif de visée sont montés de façon à pouvoir effectuer un mouvement de rotation en hau- teur. Le dispositif de visée comporte un générateur four- nissant un réticule produit de façon électronique, sa ligne de mire est alignée nominalement avec l'axe du tube du ca-15 non, et il est interconnecté au canon par une première liai- son de poursuite qui est conçue de façon que les réglages en hauteur agissent en commun. Le canon comporte un miroir de référence de bouche au niveau de sa bouche, et la plate- forme porte un chercheur de direction en position adjacente20 à la monture du canon. Le chercheur de direction est monté de façon à pouvoir effectuer des mouvements de rotation en hauteur, il est interconnecté au canon par une seconde liai- son de poursuite qui est conçue de façon que les réglages en hauteur agissent en commun, et son axe de visée est di-25 rigé vers le miroir de référence de bouche sur toute la plage des mouvements en élévation du canon. Le chercheur de direction est conçu de façon à produire un signal électrique représentatif de la position de l'axe du miroir de référence de bouche par rapport à une position de référence, sur toute30 la plage des mouvements en hauteur du canon. Des moyens de commande sont conçus de façon à recevoir le signal électri- que provenant du chercheur de direction et ils sont connec- tés de façon à commander le générateur afin de régler con- tinuellement et automatiquement la position du réticule35 dans le dispositif de visée, pour compenser des-erreurs 7 d'alignement. Chacune des première et seconde liaisons de pour- suite peut être entièrement mécanique ou bien l'une des liaisons ou les deux peuvent comporter un asservissement 5 hydraulique, pneumatique ou électrique. Dans le cas o la seconde liaison de poursuite comporte un asservissement et o le chercheur de direction comporte un goniomètre, on peut utiliser le signal électrique provenant du goniomètre en tant que signal d'erreur pour l'asservissement. Dans ce cas,10 le chercheur de direction nécessite également un capteur d'angle de hauteur pour fournir un signal électrique repré- sentatif de l'angle de hauteur du goniomètre, l'axe du mi- roir correspondant à la somme algébrique du signal de sortie du capteur d'angle et du signal d'erreur verticale du gonio-15 mètre, et le signal d'azimut du goniomètre fournit de lui- même l'écart d'alignement en azimut par rapport à la posi- tion de référence. Le dispositif de visée peut fonctionner dans l'infrarouge ou dans la partie visible du spectre, et il est évident que le signal électrique que fournit le chercheur de direction peut Ctre utilisé pour effectuer une compensa- tion automatique d'erreur d'alignement dans un nombre quel- conque d'autres viseurs dans lesquels il existe un réticule produit de façon électronique.25 Dans le cas o le dispositif de visée est le vi- seur visuel principal du canonnier, il est préférable que ce viseur demeure opérationnel en cas de panne du réticule produit de façon électronique à l'intérieur. Dans ce but, le viseur visuel principal est équipé d'un réticule balis-30 tique optique qui s'ajoute au réticule produit de façon électronique et est utilisé en remplacement à ce dernier, mais qui peut être aligné manuellement avec le miroir de référence de bouche. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, don- 8 né à titre d'exemple non limitatif. La suite de la descrip- tion se réfère aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une représentation partiellement imagée et partiellement schématique d'un système de condui- te de tir; et La figure 2 montre un détail de la figure 1. Sur la figure 1, le système comprend un canon 11 ayant un miroir de référence 12 à son extrémité côté bouche, et l'autre extrémité du canon 11 est montée sur des touril-10 lons pour effectuer un mouvement de rotation en hauteur au- tour d'un axe 13 par rapport à une plate-forme 10 qui porte les tourillons et qui peut tourner en azimut, comme l'in- dique une flèche 14. La plate-forme 10 porte également un premier viseur 15 qui est accouplé au canon 11 par une15 liaison de poursuite 16, de façon que le viseur 15 et le canon 11 soient liés pour effectuer en commun des mouvements de rotation en hauteur. La liaison 16 est représentée sous la forme d'un élément mécanique, mais ceci n'est pas obli- gatoire. Les mouvements de rotation en hauteur du viseur 1520 sont détectés par un capteur 17 et sont transmis à un ordi- nateur 18 par une liaison 17A. Comme on l'expliquera de fa- çon plus détaillée en relation avec la figure 2, le viseur comprend en outre deux boutons de réglage d'alignement 19, 20, associés à des capteurs respectifs 21, 22 dont les signaux électriques de sortie sont appliqués à l'ordinateur 18 par des liaisons respectives 21A, 22A. Un second viseur 25 est également monté sur la plate-forme 10 et ce viseur se présente dans ce cas sous la forme d'un dispositif de thermographie et il est relié30 au canon 11 par une liaison de poursuite qui consiste en un asservissement électrique 26 recevant un signal de com- mande qui provient de l'ordinateur 18 par une liaison 26A. Un capteur de hauteur 27 est accouplé au viseur 25 et ap- plique un signal de hauteur à l'ordinateur 18 par une35 liaison 27A. Le dispositif de thermographie 25 applique sur une liaison 25A un signal de sortie vidéo qui est ap- pliqué à un circuit mélangeur vidéo 28. Ce dernier reçoit par une liaison 28A un signal de réticule électronique pro- venant de l'ordinateur 18, et le signal de sortie du cir- cuit mélangeur 28 est appliqué par une liaison 29 à un mo- niteur 30 prévu pour être utilisé par intermittence par l'opérateur du viseur 15 (c'est-à-dire le canonnier) et à un moniteur ou dispositif de visualisation 31, prévu pour une utilisation régulière par un second opérateur. Comme le montre la figure 2, le viseur 15 est périscopique et il comporte un miroir (ou un prisme) supé- rieur commun 35 par lequel passent conjointement un fais- ceau laser et un faisceau de lumière visible. Bien que les détails complets du télémètre à laser ne soient pas repré-15 sentés, l'émetteur laser est désigné par la référence 36 et le récepteur laser par la référence 37. La lumière visi- ble que reçoit le viseur 35 est transmise vers l'oculaire d'opérateur 38 par un système de lentilles 39 et, comme il ressort clairement des chemins des faisceaux lasers qui20 sont représentés, le faisceau laser émis comme le faisceau laser reçu traversent également le système de lentilles 39. La lumière laser reçue est séparée de la lumière visible reçue par un système de prismes40 qui porte également un réticule balistique 41. Un réticule électronique est super-25 posé sur le réticule balistique 41, c'est-à-dire dans le plan de celui-ci, au moyen d'un générateur électronique 42 et d'une lentille associée 43, le générateur 42 étant sous la commande de l'ordinateur 18 au moyen d'un signal achemi- né par une liaison 42A (voir la figure 1). Le signal de30 sortie du télémètre à laser est également transmis vers l'ordinateur 18 par une liaison 37A. Pour aligner le viseur 15 avec l'axe du tube du canon 11, on déplace le système de lentilles 39 conformé- ment à la procédure de contrôle d'alignement connue, au35 moyen des deux boutons 19, 20-mais, conformément à l'in- vention, les capteurs 21, 22 appliquent des signaux élec- triques d'alignement à l'ordinateur 18 qui effectue auto- matiquement une compensation d'alignement correspondante dans le viseur 25, par le réalignement du réticule élec- tronique qui est injecté par le circuit mélangeur 28. Conformément au second aspect de l'invention, la plate-forme 10 porte également un chercheur de direction qui est conçu de façon à effectuer des mouvements de ro- tation en hauteur autour d'un axe 13 et qui est relié au canon 11 par une liaison de poursuite électronique compre- nant un asservissement 51 commandé par l'ordinateur 18 au moyen d'une liaison 51A, et un capteur de hauteur 52 con- necté à l'ordinateur 18 par une liaison 52A, avec une con- figuration telle que le chercheur de direction 50 suive15 continuellement les mouvements du canon 11 et vise conti- nuellement le miroir de référence de bouche 12. Les signaux électriques de sortie du chercheur de direction 50 sont ap- pliqués à l'ordinateur 18 par des lignes 50A, 50B. Le cher- cheur de direction 50 comprend un auto-collimateur ou un20 goniomètre, de façon que lorsqu'il se produit une flexion du tube du canon dans le plan vertical, le signal de défaut d'alignement apparaisse sur la ligne 50A, tandis qu'une flexion du tube du canon en azimut produit un signal de dé- faut d'alignement sur la ligne 50B. En recevant l'informa-25 tion de défaut d'alignement, l'ordinateur 18 peut appliquer un signal continu et automatique de correction de compensa- tion sur la liaison 42A, pour le réticule électronique que produit le générateur 42 dans le viseur 15, et sur la liai- son 28A pour le réticule électronique du viseur 25.30 Il est évident d'après ce qui précède qu'un cer- tain nombre de composants ont été décrits de façon générale en relation avec leur fonction. Ceci est dû au fait que ces composants sont connus individuellement et peuvent être mis en oeuvre sous diverses formes de réalisation. L'invention35 concerne la combinaison de nombreux composants et leurs relations mutuelles fonctionnelles. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système de conduite de tir comprenant une pla- te-forme (10) sur laquelle un canon (11) et des premier (15) et second (25) dispositifs de visée sont montés de fa- çon à pouvoir effectuer un mouvement de rotation en hauteur, chaque dispositif de visée (15, 25) ayant sa ligne de mire alignée nominalement avec l'axe du tube du canon (11) et étant interconnecté au canon (11) par une liaison de pour- suite (16, 26) qui est conçue de façon que des réglages en hauteur agissent en commun, et dans lequel le premier dis- positif de visée (15) comprend une lentille (39) définis- sant sa ligne de mire, un réticule (41) définissant une marque d'alignement et un mécanisme de réglage d'alignement (19, 20) accouplé à la lentille (39) et manceuvrable par un opérateur pour effectuer un réglage relatif de la marque d'alignement par rapport à la ligne de mire du premier dis- positif de visée (15), le canon (11) comprend un miroir de référence de bouche (12) au niveau de sa bouche, et un chercheur de direction est incorporé dans le premier dispo-20 sitif de visée (15), le chercheur de direction étant conçu de façon à permettre d'identifier la position d'une image dans le miroir de référence de bouche (12) par rapport à la marque d'alignement, et le mécanisme de réglage d'aligne- ment (19, 20) pouvant être actionné pour aligner cette mar-25 que avec l'image vue dans la position du miroir de référence de bouche, caractérisé en ce que ce mécanisme (19, 20) com- prend des capteurs de génération de signaux (21, 22) qui sont conçus de façon à produire automatiquement des signaux d'identification de réglage d'alignement, et en ce que le30 second dispositif de visée (25) comprend un générateur de réticule électronique (18) connecté de façon à recevoir les signaux d'identification et pouvant 4tre actionné de façon à positionner le réticule produit de façon électronique dans le second dispositif de visée (25),de façon que sa ligne de mire soit automatiquement alignée avec la ligne de 13 mire du premier dispositif de visée (15) 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier dispositif de visée (15) comprend un télémètre à laser (36, 37) dont le faisceau laser émis est 5 prédéterminé en position dans le premier dispositif de vi- sée (15), et en ce que le générateur de réticule électroni- que (18) du second dispositif de visée (25) est en outre conçu de façon à déplacer le réticule électronique en hau- teur par rapport à sa ligne de mire, d'une valeur corres-10 pondant à la distance d'un objectif désigné, et à déplacer le réticule électronique en azimut par rapport à la ligne de mire, de la manière qui peut être exigée pour des rai- sons balistiques. 3. Système de conduite de tir comprenant une plate-forme (10) sur laquelle un canon (11) et un disposi- tif de visée (15) sont montés de façon à effectuer un mou- vement de rotation en hauteur, le dispositif de visée (15) comprenant un générateur (42) qui produit à l'intérieur un réticule produit de façon électronique, ayant sa ligne de20 mire alignée nominalement avec l'axe du tube du canon (11), et étant interconnecté au canon (11) par une première liai- son de poursuite (16) qui est conçue pour faire en sorte que des réglages en hauteur agissent en commun, et dans le- quel le canon (11) porte un miroir de référence de bouche25 (12) au niveau de sa bouche, caractérisé en ce que la plate- forme (10) porte un chercheur de direction (50) en position adjacente à la monture du canon, le chercheur de direction (50) est monté de façon à accomplir des mouvements de ro- tation en hauteur, il est interconnecté au canon (11) par une seconde liaison de poursuite (51) qui est conçue de façon que des réglages de hauteur agissent en commun, et son axe de visée est dirigé vers le miroir de référence de bouche (12) sur toute la plage des mouvements de rotation en hauteur du canon (11), et le chercheur de direction (50)35 est conçu de façon à produire un signal électrique repré- sentatif de la position de l'axe du miroir de référence de bouche par rapport à une position de référence, sur toute la plage des mouvements de rotation en hauteur du canon (11), et il existe des moyens de commande (18) qui sont conçus de façon à recevoir le signal électrique provenant du chercheur de direction (50) et sont connectés de façon à commander le générateur (42) pour régler continuellement et automatiquement la position du réticule dans le disposi- tif de visée (15) afin de compenser des erreurs d'aligne- ment. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde liaison de poursuite (51) est asservie et le chercheur de direction (50) comporte un goniomètre dont le signal électrique est utilisé comme signal d'erreur pour l'asservissement. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le chercheur de direction (50) comporte également un capteur d'angle de hauteur (52) destiné à produire un signal électrique représentatif de l'angle de hauteur du20 goniomètre, l'axe du miroir (12) correspond à la somme al- gébrique du signal de sortie du capteur d'angle (52) et du signal d'erreur verticale du goniomètre, et le signal d'azimut du goniomètre fournit lui-même l'écart d'aligne- ment en azimut par rapport à la position de référence.