Brevet FR2737290A1 — publié le 19970131

SYSTEME DE POINTAGE D ' UNE ARME A FEU MONTEE SUR UN ENGIN BLINDE PAR EXEMPLE La présente invention concerne un système de pointage d'une arme à feu montée sur un engin blindé par exemple, du type dans lequel l'arme peut débattre en site et en gisement suivant deux axes perpendiculaires. Dans le cas d'une arme à feu intégrée dans une tourelle d'un engin blindé, l'arme est généralement portée par un berceau qui est tourillonné sur un axe sensiblement horizontal supporté par un masque pour permettre à l'arme de débattre en site, et le masque est lui-même monté rotatif autour d'un axe sensiblement vertical supporté par le châssis de l'engin blindé pour permettre à l'arme de débattre en gisement. Un tel système de pointage est dénommé pointage en site dans le pointage en gisement et est notamment décrit dans le document DE-A-23 49 720. Lorsque l'engin blindé repose sur un sol parfaitement horizontal, l'axe de tourillonnement en site de l'arme est parallèle au plan horizontal de référence terrestre, et l'axe de débattement en gisement de l'arme est perpendiculaire à ce plan horizontal de référence terrestre. Concrètement, le pointage en gisement du canon de l'arme est obtenu par pivotement du masque de la tourelle autour de l'axe de rotation vertical en gisement. Dans le cas particulier où l'engin blindé est un engin automoteur où la tourelle est remplacée par une casemate fixe à l'intérieur de laquelle est montée l'arme, le pointage en gisement du canon de larme est généralement limité à plus ou moins 10', notamment pour des raisons de sécurité vis-à-vis des servants présents dans la casemate. Dans ces conditions, le pointage en gisement du canon de l'arme impose généralement un pointage grossier par pivotement sur le sol du châssis porteur de la casemate. Ensuite, un pointage précis en gisement est obtenu par pivotement du canon autour de l'axe vertical de rotation en gisement. Un système de pointage en site dans le pointage en gisement impose donc une limitation dans le pointage en gisement obtenu par la seule rotation du canon de l'arme d'un engin blindé du type automoteur à casemate. Un but de l'invention est de pallier en partie une telle limitation dans le pointage en gisement pour un engin blindé du type précité. En outre, au cours de manoeuvres ou en opération, le plan sur lequel repose l'engin blindé n'est pas nécessairement un plan horizontal parallèle au plan horizontal de référence terrestre à cause des accidents de terrain, c'est-à-dire que le plan de pose de l'engin blindé sur le sol peut présenter une certaine inclinaison par rapport au plan horizontal de référence terrestre, inclinaison qui est la combinaison d'un certain dévers et d'une certaine pente. Concrètement, lorsque l'engin blindé repose sur un plan horizontal parallèle au plan horizontal de référence terrestre, l'arme est par exemple pointée sur un objectif et le plan de rotation du pointage en site est alors un plan vertical passant par l'axe du canon de l'arme et qui est perpendiculaire au plan de référence horizontal terrestre. Par contre, si l'engin blindé repose sur un terrain incliné, le plan de rotation du pointage en site est alors incliné et le pointage de larme sur ce même objectif nécessite d'apporter une correction en gisement dans le pointage de l'arme pour ramener le canon dans le plan de tir vertical qui est perpendiculaire au plan horizontal de référence terrestre. Or, dès l'instant où l'engin blindé est en dévers, la correction en gisement augmente avec l'angle de site pour ramener l'axe du canon dans le plan de tir vertical de référence terrestre, comme cela sera démontré par la suite. Un autre but de l'invention est de pouvoir minimiser cette correction en gisement, lorsque l'engin blindé est sur un terrain incliné, pour ramener l'axe de l'arme dans le plan de tir perpendiculaire au plan horizontal de référence terrestre. Ces buts de l'invention sont atteints par un système de pointage d'une conception nouvelle pour le canon d'une arme d'un engin blindé, en particulier d'un engin automoteur pourvu d'un châssis surmonté d'une casemate, système de pointage qui est caractérisé en ce que l'axe de débattement en site est situé dans un plan horizontal, lorsque l'engin blindé repose sur un sol parfaitement horizontal, alors que l'axe de débattement en gisement est perpendiculaire à l'axe de débattement en site et également perpendiculaire à l'axe de l'arme. Ainsi, selon ce système de pointage ou pointage en gisement dans le pointage en site, l'arme est tourillonnée sur un berceau autour d'un axe qui est perpendiculaire à l'axe de l'arme et à l'axe de débattement en site, et supporté par un masque pour permettre à l'arme de débattre en gisement, et le masque est monté rotatif autour d'un axe sensiblement horizontal supporté par le châssis de l'engin blindé pour permettre à l'arme de débattre en site. Selon un tout premier avantage de l'invention, le système de pointage en gisement dans le site est particulièrement bien adapté pour une arme montée dans une casemate fixée sur le châssis d'un engin blindé, car il permet - d'augmenter les possibilités de correction du pointage en gisement quand le pointage en site augmente alors qu'il est normalement très limité, par exemple à plus ou moins 10 pour un engin blindé à casemate, et - de minimiser la correction en gisement qu'il est nécessaire d'apporter dans le cas où l'engin blindé repose sur un plan incliné par rapport au plan horizontal terrestre, pour ramener le plan de tir du canon dans le plan vertical terrestre. Dans un système de pointage en site dans le pointage en gisement, conformément à l'art antérieur, il est nécessaire de prévoir un chemin de roulement pour permettre la rotation du masque lorsque l'arme débat en gisement. Au contraire, avec le système de pointage selon l'invention, un tel chemin de roulement peut être supprimé, puisque le masque n'est pas monté rotatif suivant un axe vertical. Ainsi, un système de pointage selon l'invention présente également l'avantage d'être compact et peu volumineux, ce qui, dans le cas d'un engin blindé à casemate, augmente l'espace libre à l'intérieur de la casemate et favorise l'implantation d'un chargement automatique. D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortiront de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de côté d'un engin blindé équipé d'un système de pointage selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus selon la flèche II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe partielle du système de pointage suivant la ligne III-III de la figure IV, - la figure 4 est une vue en coupe partielle du système de pointage suivant la ligne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 représente dans un référentiel terrestre à trois dimensions l'angle de pointage en gisement 71 pour un angle de site donné a dans le cas d'un système de pointage selon l'art antérieur et lorsque l'engin blindé repose sur un plan horizontal parallèle au plan horizontal de référence terrestre, - la figure 6 représente dans un référentiel terrestre à trois dimensions, l'angle de projection y2 de l'angle de pointage en gisement y' dans le plan horizontal de référence terrestre pour un angle de site donné a lorsque l'engin blindé repose sur un plan horizontal parallèle au plan horizontal de référence terrestre et est équipé d'un système de pointage selon l'invention, - la figure 7 représente graphiquement les variations de l'angle de projection s de l'angle de pointage en gisement 7 en fonction de l'angle de site a dans un système de pointage selon l'invention, - la figure 8 illustre sous forme graphique les variations des angles de correction en gisement selon un système de l'art antérieur et un système selon l'invention, et - les figures 9 et 10 illustrent sous forme graphique les variations de ces angles de correction. Un engin blindé 1 équipé d'une arme à feu 3 est schématiquement illustré sur les figures 1 et 2. Cet engin blindé 1 est par exemple un automoteur monté sur chenilles 5 et dont le châssis 7 supporte une casemate 9. Un magasin 10 de munitions est aménagé dans la partie arrière de la casemate 9. L'arme 3 est montée dans la partie avant de la casemate 9 et est pourvue d'un canon 12 qui fait saillie à l'avant de la casemate 9. L'arme 3 est portée par un berceau 15 qui est monté rotatif autour d'un axe sensiblement vertical Z'-O Z (figure 3). Cet axe Z'-O-Z est matérialisé par deux demi-arbres 16 axialement alignés l'un avec l'autre et supportés par un masque 17 pour permettre à l'arme 3 de débattre en gisement par rotation autour de cet axe Z'-O -z. Le masque 17 est lui-même monté rotatif autour d'un axe sensiblement horizontal Y'-O-Y (figure 4). Cet axe Y'-O-Y est matérialisé par deux demi-arbres 18 axialement alignés l'un avec l'autre et supportés par des parois verticales 9a de la casemate 9 pour permettre à l'arme 3 de débattre en site par rotation autour de cet axe Y'-O-Y. En se reportant à la figure 5, considérons un référentiel terrestre à trois dimensions défini par deux axes horizontaux X't-O-Xt et Y't-O-Yt et par un axe vertical Z't-O-Zt perpendiculaire au plan de référence horizontal terrestre défini par les deux axes X't-O-Xt, Y't-O-Yt. Supposons que l'engin blindé repose sur le sol suivant un plan horizontal parallèle au plan horizontal terrestre, que l'axe de rotation en site Y'-O-Y du canon soit situé sur l'axe horizontal terrestre X't-O-Xt et que l'axe de rotation en gisement Z'-O-Z soit situé sur l'axe vertical terrestre Z't-O-Zt. Dans le cas où l'engin blindé est équipé d'un système de pointage du canon selon l'art antérieur, l'axe Ot du canon est perpendiculaire à l'axe de rotation en site Y'-O-Y et une rotation d'un angle a autour de cet axe Y'-O-Y correspond au pointage en site du canon dans le plan vertical de tir tel que défini par un triangle OBC, où B est le point de projection sur l'axe horizontal terrestre X't-O-Xt d'un point C situé sur l'axe Ot du canon. L'ensemble constitué par l'axe Ot du canon et l'axe de rotation en site Y'-O-Y, peut pivoter autour de l'axe de rotation en gisement Z'-O-Z. Une rotation d'un angle yl autour de cet axe Y'-O-Y correspond au pointage en gisement du canon dans le plan horizontal terrestre X't-O-Xt, Y't-O-Yt qui est parallèle au plan de pose de l'engin blindé sur le sol. L'angle yl est défini par les deux demi-droites OB et OA, où le point A a pour projection le point B sur la demi-droite OB. I1 est important de noter que cet angle de rotation yl qui correspond au pointage en gisement du canon est indépendant de la valeur de l'angle a qui correspond au pointage en site du canon. En effet, pour un angle al différent de a, le point C devient le point C1, et dans une rotation en gisement d'un angle yl les points A et B sont seulement déplacés en Al et B1 sur les deux demi-droites OA et OB qui délimitent l'angle de rotation yl. Cet angle en gisement yî est généralement limité à plus ou moins 10. dans le cas d'un engin blindé 1 à casemate ou d'un engin dont la partie portant l'arme a une rotation limitée en gisement. Dans le cas d'une tourelle, l'angle yl n'est pas limité. En se reportant à la figure 6, on considère le même référentiel que celui envisagé sur la figure 5 mais avec un engin blindé équipé d'un système de pointage du canon conforme à l'invention. L'engin blindé repose également sur le sol suivant un plan horizontal parallèle au plan horizontal terrestre X't-O-Xt, Y't-O-Yt. L'axe de rotation en site Y'-O-Y est situé sur l'axe horizontal terrestre Y't-O-Yt. L'axe de rotation en gisement z'-O-Z, perpendiculaire à l'axe de rotation en site Y'-O-Y et situé dans le plan de symétrie du matériel, porte, à angle droit et situé dans un même plan vertical terrestre, l'axe Ot du canon. Ces deux axes liés physiquement pivotent autour de l'axe de rotation Y'-O-Y d'un angle a correspondant au site. Le plan de symétrie du matériel peut être défini par un triangle CBC où le point C est un point sur l'axe OT du canon et B la projection de ce point C sur l'axe horizontal terrestre X't-O-Xt ou axe longitudinal du matériel. L'axe Ot du canon fait un angle a par rapport à l'axe horizontal terrestre X't-O-Xt, ce qui correspond au pointage en site de l'axe Ot du canon. Une rotation d'un angle y' de l'axe Ot du canon autour de l'axe en gisement Y-O-Y' s'effectue dans un plan incliné OCD perpendiculaire à l'axe de rotation en gisement Y-O-Y', cet angle y' étant défini par les deux demi-droites OC et OD, où C est un point de l'axe Ot du canon et D le point de la demi-droite OD qui a pour projection le point C sur l'axe Ot du canon. La projection y2 de l'angle de rotation en gisement yt sur le plan horizontal terrestre X'tl-O-Xtl, X't2-C-Xt2 est délimité entre la demi-droite OB et une demi-droite OA, où A est le point de projection du point D. Ainsi, lorsque l'axe Ot du canon pivote autour de l'axe de rotation en site X-O-X situé dans le plan horizontal terrestre, l'axe Yt-O-Y de rotation en gisement s'incline par rapport au plan horizontal terrestre en même temps que l'angle de rotation en site a varie. Il en résulte que la projection y2 de l'angle de rotation en gisement y' varie en fonction de l'angle de site a. En effet, en considérant le triangle rectangle OBA, on déduit la relation BA tgy2 = ~~~~~~ (1) Bo En considérant le triangle rectangle OBC, on déduit la relation OB = OC x cossa (2) De ces deux relations (1) et (2), on en déduit que AB 1 tir = ~~~~~~ x ~~~~~~ (3) oc cos a Or, en considérant le triangle OCD, on déduit la relation CD ou AB tgy' = ~~~~~~~~~ (5) OC Ainsi, en rapprochant les relations (3) et (5), on en déduit la relation tg &gamma;' tg y2 = ~~~~~~~ cos a tg &gamma;' où y2 = Arctg ~~~~~~~ cos a. On a indiqué dans le tableau T1 ci-dessous, les variations de la projection &gamma;2 de l'angle de rotation en gisement y' lorsque l'angle de site a varie (les angles sont exprimés en degrés décimaux). TABLEAU 1 a 7 &gamma;2 Y' Y2 Y' Y2 0 5 5,000 10 10,000 15 15,000 10 5 5,077 10 10,151 15 15,221 20 5 5,319 10 10,628 15 15,915 30 5 5,769 10 11,508 15 17,192 40 5 6,515 10 12,962 15 19,279 50 5 7,751 10 15,340 15 22,629 60 5 9,925 10 19,425 15 28,187 66 5 12,139 10 23,438 15 33,376 70 5 14,349 10 27,273 15 38,076 75 5 18,677 10 I 34,266 15 45,993 80 5 26,740 10 45,439 15 57,054 85 5 45,109 10 63,698 15 71,982 86 5 51,434 10 68,416 15 75,408 87 5 59,112 10 73,468 15 78,948 88 5 68,253 10 78,804 15 82,579 89 5 78,719 10 84,347 15 86,273 90 5 90,000 10 90,000 15 90,000 Les courbes C1, C2 et C3 représentées à la figure 7 reprennent les valeurs du tableau précédent pour les angles de rotation en gisement ' ayant les valeurs 5 , 10 et 15 , respectivement. Ainsi, dans le cas d'un engin blindé du type automoteur à casemate qui impose un débattement limité en gisement de l'axe du canon, on a - un angle de débattement yl limité à une valeur maximale pour un système de pointage en site dans le pointage en gisement selon l'art antérieur, et - un angle de débattement y' limité à une valeur maximale pour un système de pointage en gisement dans le pointage en site selon l'invention. I1 en résulte que tout l'intérêt du pointage en gisement dans le pointage en site réside dans l'évolution de l'angle y2, qui est la projection de l'angle y dans le plan horizontal terrestre, en fonction de l'angle de site. Cet angle y2 peut être comparé avec la limite maximale de l'angle de débattement yl maximal qui reste fixe dans un système de pointage en site dans le pointage en gisement. La limitation de l'angle en gisement à plus ou moins 10 par exemple dans le cas d'un système de pointage en site dans le pointage en gisement, est donc augmentée avec le système de pointage selon l'invention. Concrètement, en se reportant au tableau T1 précédent, pour un angle de site a égal à 50 et un angle de rotation en gisement y' égal à + 10 par exemple, l'angle y2 a une valeur de + 15,340-. Autrement dit, avec un système de pointage selon l'art antérieur, une rotation en gisement de + 15,340 ne pourrait pas être directement obtenue par la seule rotation du canon de l'arme puisque cette rotation est limitée à + 10 . Un autre avantage du système de pointage en gisement dans le pointage en site est mis en évidence ciaprès dans le cas où l'engin blindé ne repose pas sur un plan horizontal parallèle au plan horizontal terrestre. Concrètement, compte tenu des accidents de terrain, l'engin blindé peut reposer sur un plan incliné qui est la combinaison d'un certain dévers et d'une certaine pente. Supposons l'engin blindé ou le matériel sur un plan incliné ayant un dévers d et une pente p. Pour un système de pointage en site dans le pointage en gisement selon l'art antérieur, la correction ç nécessaire en gisement dans le référentiel de l'engin blindé pour ramener l'axe Ot du canon dans le plan vertical de référence terrestre, en fonction de l'angle de site a, du dévers b et de la pente p est donnée par la relation Pour un système de pointage en gisement dans le pointage en site, la correction o nécessaire en gisement dans le référentiel de l'engin blindé pour ramener l'axe Ot du canon dans le plan vertical de référence terrestre, en fonction de l'angle de site a, du dévers d et de la pente p est donnée par la relation On a illustré dans le tableau comparatif T2 ci-dessous les valeurs de correction nécessaires en fonction des variations de l'angle de site pour chacun des deux systèmes de pointage dans le cas d'une pente nulle mesurée dans le plan de tir et d'un dévers de 10 mesuré dans un plan perpendiculaire au plan de tir et à l'horizontale terrestre (ces 2 plans sont dans le référentiel terrestre). TABLEAU 2 d a (p o 10 O O O 10 10 1,7817 - 1,75378 10 20 3,6796 - 3,45118 10 30 5,8430 - 5,03837 10 40 8,5085 - 6,46635 10 45 10,1559 - 7,10708 10 50 12,1305 - 7,69263 10 60 17,7827 - 8,6822 10 66 23,3307 - 9,15075 10 70 28,9767 - 9,40804 10 75 41,1522 - 9,6658 10 77 49,7965 - 9,74868 10 79 65,1108 - 9,81988 10 80 90 - 9,85108 10 90 - 10 L'examen de ce tableau T2 et sa représentation graphique sur la figure 8, montre que la correction en gisement dans le référentiel matériel est nettement plus faible et limitée à une valeur maximale égale au dévers pour le système de pointage en gisement dans le pointage en site. En comparant les deux courbes Cl ((p) et C2(O) de la figure 8, on constate que pour corriger l'écart de l'axe du canon par rapport au plan vertical de tir dans le cas d'un dévers de 10 et d'une pente nulle par rapport à ce plan de tir - le pointage en site dans le pointage en gisement (art antérieur) nécessite un débattement en gisement de l'ordre de 29 pour un angle de site matériel de 70". - alors que le pointage en gisement dans le pointage en site nécessite un débattement en gisement de 10 maximum quel que soit l'angle de site du canon, ce débattement étant de 9,5 pour un angle de site matériel de 70'. Les deux tableaux T3 et T4 suivants et leurs représentations graphiques sur les figures 9 et 10 montrent l'évolution de la correction nécessaire en gisement dans le référentiel matériel en fonction du dévers mesuré dans le plan perpendiculaire au plan de tir et perpendiculaire à l'horizontale dans le référentiel terrestre. La pente mesurée dans le plan vertical de tir est considérée égale à zéro. TABLEAU 3 d a (p CL ç CL (p 0 60 0 70 0 80 0 5 60 8,72 70 13,91 80 29,75 10 60 17,78 70 28,98 80 90 15 60 27,65 70 47,41 80 20 60 39,08 70 90 80 TABLEAU 4 d a O a O a o 0 60 0 70 0 80 0 - 5 60 4,33 70 4,69 80 4,92 - 10 60 8,68 70 9,40 80 9,85 - 15 60 13,06 70 14,13 80 14,78 - 20 60 17,49 70 18,88 80 19,71 Le tableau T3 et les courbes de la figure 9 concernent le système de pointage en site dans le système de pointage en gisement. On constate par exemple que pour un angle de site matériel a = 70', la correction en gisement ç (référentiel matériel) nécessaire, augmente très vite avec l'augmentation du dévers. d = 5 ç = 13,91 d = 10 ç = 28,98- d = 15 ç = 47,41- d = 20 ç = 90,00 Le tableau T4 et les courbes de la figure 10 concernent le système de pointage en gisement dans le pointage en site. On constate que plus l'angle de site matériel a se rapproche de 90', plus la correction en gisement O nécessaire (référentiel matériel) tend vers une limite qui est égale au dévers. d = 5 O = max. 5 d = 10 O = max. 10 d = 15 O = max. 15 d = 20 O = max. 20 REVENDICATIONS 1. Système de pointage d'une arme (3) montée dans un engin blindé et qui peut débattre en site et en gisement suivant deux directions perpendiculaires, caractérisé en ce que l'axe de débattement en site (Y'-O Y) est situé dans un plan sensiblement horizontal, lorsque l'engin blindé repose sur un sol sensiblement horizontal, alors que l'axe de débattement en gisement (Z'-C-Z) est perpendiculaire à l'axe de débattement en site (Y'-O-Y) et également perpendiculaire à l'axe de 1 'arme. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arme (3) est tourillonnée sur un berceau (15) autour d'un axe (Z'-O-Z) perpendiculaire à l'axe de l'arme et à l'axe de débattement en site, cet axe (Z'-O-Z) étant supporté par un masque (17) pour permettre à l'arme de débattre en gisement, et en ce que le masque (17) est monté rotatif autour d'un axe sensiblement horizontal (Y'-O-Y) supporté par le châssis (7) de l'engin blindé (1) pour permettre à l'arme (3) de débattre en site. 3. Engin blindé, tel qu'un automoteur, équipé d'une arme à feu qui débat en site et en gisement, caractérisé en ce que l'arme est pointée en site et en gisement selon un système de pointage tel que défini par la revendication 1 ou 2.