Brevet FR3012593A1 — publié le 20150501

Le domaine technique de l'invention est celui des procédés et dispositifs permettant la limitation de la cadence de tir d'une arme à feu à emprunt de gaz et à initiation électrique. Les armes à emprunt de gaz et initiation électrique sont bien connues, en particulier dans le domaine des armes de moyen calibre mises en oeuvre sur les aéronefs. On entend par moyen calibre un calibre compris entre 20mm et 40 mm. Avec les armes à emprunt de gaz le mécanisme de 10 chargement et d'avance des munitions est actionné par l'énergie issue de la pression des gaz de tir. Cette pression de gaz est prélevée de façon connue à l'aide d'évents calibrés disposés dans la chambre de l'arme. Ces armes sont de conception robuste et moins coûteuse 15 que les armes automécaniques pour lesquelles les mécanismes d'armement sont commandés par un moteur électrique. Dans les armes à emprunt de gaz l'initiation des munitions peut être assurée de façon électrique. Dans ce cas l'arme comporte un boîtier électronique de tir qui assure 20 l'envoi d'une impulsion de mise à feu de la munition lorsque cette dernière est positionnée dans la chambre de l'arme et que la culasse est fermée. Ces conditions d'armement sont détectées à l'aide de capteurs qui détectent en particulier la présence de la munition dans la chambre et la fermeture de 25 la culasse. Dans ces armes, la cadence de tir est déterminée ainsi de façon nominale par la mécanique de l'arme et en particulier par le calibre des évents qui conditionne la pression des gaz prélevés. Ces armes pourront être par exemple des armes à 30 barillet telles que décrites par les brevets EP0362064 et EP0362066. Un des principaux inconvénients de ces types d'arme est que la cadence de tir va se modifier au fil du temps en particulier à cause de l'érosion par les gaz des évents de prélèvement. Le diamètre des évents augmente ainsi au fil du temps ce qui augmente aussi la cadence de tir et accroît les contraintes mécaniques auxquelles sont soumises les bandes de transport des munitions. Il peut en résulter des chocs et démaillonages des munitions ce qui conduit à un arrêt de tir et un blocage de l'arme. On a pu aussi observer qu'avec ces armes la cadence de tir est obtenue dès la première munition tirée et que les 10 bandes de munitions sont soumises au début du tir à des chocs violents qui peuvent aussi provoquer des démaillonnages. C'est le but de l'invention que de proposer un procédé de commande de tir d'une arme à feu à emprunt de gaz et à mise à feu électrique des munitions qui permette de pallier de tels 15 inconvénient, procédé permettant de maîtriser la cadence de tir de telles armes. Selon un mode particulier de réalisation, l'invention propose aussi un procédé permettant de limiter les chocs reçus par les bandes de munitions. 20 Ainsi l'invention a pour objet un procédé de commande de tir d'une arme à feu à emprunt de gaz et à mise à feu électrique des munitions, procédé dans lequel on commande la mise à feu des munitions en donnant une temporisation électronique entre deux commandes de mises à feu successives. 25 Selon un mode particulier de réalisation, la temporisation pourra avoir une valeur fixe. Selon un autre mode particulier de réalisation, la temporisation pourra avoir une durée décroissante entre différentes commandes de mises à feu successives au début 30 d'une même rafale. Selon un exemple particulier de réalisation appliqué à une arme de calibre 30mm, la temporisation pourra être inférieure ou égale à 24 millisecondes. Selon un autre mode de réalisation, la première temporisation d'une rafale pourra être supérieure ou égale à 30 millisecondes. On pourra prévoir au début d'une même rafale au moins 5 trois temporisations décroissantes qui seront inférieures à la temporisation donnant la cadence de tir nominale. L'invention a également pour objet un dispositif de commande de tir pour arme à feu à emprunt de gaz et mise à feu électrique des munitions qui met en oeuvre un tel procédé. 10 Selon l'invention, ce dispositif de commande de tir pour arme à feu à emprunt de gaz et mise à feu électrique des munitions comprend un boîtier électronique de commande de mise à feu qui est relié à un contact de mise à feu, boîtier électronique incorporant des moyens de temporisation 15 permettant de donner une temporisation électronique entre deux commandes de mises à feu successives. Selon un mode particulier de réalisation, les moyens de temporisation pourront assurer une temporisation ayant une durée décroissante entre différentes commandes de mises à feu 20 successives au début d'une même rafale. En particulier, le dispositif de commande de tir pourra assurer au début d'une même rafale au moins trois temporisations décroissantes qui seront inférieures à la temporisation donnant la cadence de tir nominale. 25 Avantageusement, les moyens de temporisation pourront comprendre une logique programmable. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins 30 annexés et dans lesquels : La figure 1 est un schéma général montrant l'arme et les moyens de commande du tir. La figure 2 est un logigramme précisant la mise en oeuvre du procédé selon un mode de réalisation de l'invention. - La figure 3 est un logigramme précisant la mise en oeuvre du procédé selon un autre mode de réalisation de l'invention. - La figure 4 est un graphique montrant un exemple de commande en cadence de tir de l'arme suivant un mode particulier de réalisation de l'invention. En se reportant à la figure 1, une arme à feu 1 de moyen calibre (calibre supérieur ou égal à 20 mm et inférieur ou égal à 40 mm), par exemple une arme à barillet, qui est représentée de façon très schématique, comprend un tube la et un corps lb délimitant une chambre 2 destinée à recevoir les munitions. La chambre est fermée à sa partie arrière par un bloc de culasse 3 qui se déplace perpendiculairement à l'axe 4 du tube la. La chambre 2 porte un ou plusieurs évents 5 qui collectent une partie des gaz propulsifs pour commander les mouvements d'armement : déplacement du bloc de culasse, éjection,de la douille de munition, commande de l'avancement d'une bande portant les munitions (bande non représentée), introduction d'une nouvelle munition, fermeture du bloc de culasse... Une telle arme est bien connue de l'Homme du Métier et il n'est pas nécessaire de la décrire en détails. On pourra par exemple se reporter aux brevets EP0362064 et EP0362066 qui décrivent une arme à barillet et à emprunt de gaz. Cette arme 1 est couplée à un dispositif de commande de tir qui comprend un boîtier électronique de commande de tir 6 qui renferme un moyen électronique 7 (tel un calculateur ou un simple circuit logique programmable) et qui est relié à des capteurs (par contact ou sans contact) 8 et 9 ainsi qu'à un toucheau 10 de commande de tir. Un contact de tir 11 permet par ailleurs à un utilisateur de commander le tir. Le capteur 8 détecte la présence d'un étui de munition dans la chambre 2 de l'arme. Le capteur 9 détecte la fermeture du bloc de culasse 3. Un autre capteur (non représenté) permettra de détecter 5 l'éjection effective de la douille d'une munition qui vient d'être tirée. Lorsqu'une munition est à poste dans la chambre 2 et que le bloc de culasse 3 est fermé, si un utilisateur actionne le contact de tir 11, le calculateur envoie une impulsion 10 électrique au toucheau 10 qui est lui-même relié au culot de la munition au travers du bloc de culasse 3. La mise à feu de la munition est alors automatiquement commandée. De façon classique la pression des gaz issus du tir va provoquer l'ouverture du bloc de culasse 3, l'éjection de la 15 douille, l'avance d'une nouvelle munition (rotation du barillet par exemple) et son introduction dans la chambre, puis la fermeture du bloc de culasse. Le contact de tir restant actionné, le tir de la nouvelle munition sera automatiquement provoqué si tous les capteurs 20 donnent par ailleurs à la logique de tir les informations appropriées : éjection effective de la douille précédente à partir du 2° tir, présence de la munition dans la chambre, fermeture du bloc de culasse. L'arme tire donc en rafale et la cadence (nombre de coups 25 tirés par minute) de la rafale est donnée par les caractéristiques mécaniques de l'arme. A titre d'exemple un canon de 30mm pourra avoir une cadence nominale de 2500 coups/minute +/- 300 coups/minute. Ce qui signifie que l'intervalle de temps séparant le tir de deux munitions 30 successives est sensiblement de 24 millisecondes. Conformément à l'invention, le boîtier électronique 6 incorpore des moyens de temporisation 12 qui permettent de donner une temporisation électronique entre deux mises à feu successives commandées par le boîtier 6. Les moyens de temporisation 12 sont par exemple constitués par une logique programmable. Ces dispositifs sont bien connus et constitués généralement par un circuit intégré logique spécifique. Un tel circuit logique programmable 5 pourra être incorporé au niveau d'une carte électronique du boîtier 6. Il est possible également de donner au moyen électronique 7 une programmation spécifique incorporant les étapes du procédé selon l'invention. Si le moyen 7 est un calculateur, on pourra programmer dans ce dernier les étapes 10 du procédé selon l'invention. Si le moyen 7 est une logique programmable on pourra remplacer celle-ci par une autre logique programmable incorporant les étapes du procédé selon l'invention. Le diagramme de la figure 2 schématise les étapes du 15 procédé selon un premier mode de réalisation de l'invention. L'étape A correspond à la demande de tir. Cette demande de tir est effectuée par un opérateur en actionnant le contact de tir 11. Le test B correspond à la double vérification de la présence d'une munition dans la chambre de 20 l'arme et de la fermeture du bloc de culasse (Etape TPMFB). Ce test incorporera aussi de façon classique en cours de cycle de tir le test d'éjection effective de la douille précédente. Ce test utilise les informations fournies par les capteurs 8 et 9 (plus le capteur d'éjection de douille non 25 représenté). L'étape C est une initialisation de l'horloge du boîtier électronique 6 à une valeur initiale de référence To (par exemple To=0). On commande ensuite (étape D) le tir d'une munition. Le test E est un contrôle du temps écoulé depuis 30 l'instant To. Lorsqu'il s'est écoulé un intervalle de temps fixe 8 (T=T0+8), on commande un nouveau tir de munition (étape D) mais après avoir par sécurité vérifié que la demande de tir est toujours activée (test F) et que les tests de présence de munition et de fermeture du bloc de culasse sont positifs (étape B). L'horloge est réinitialisée à To avant (ou après) ce nouveau tir. Il est bien entendu que l'instant de tir effectif n'intervient pas obligatoirement à l'instant To+8. Il est en 5 effet nécessaire que les conditions de sécurité soient respectées (présence de munition, fermeture de culasse...). L'intervalle de temps 8 est donc une valeur minimale fixe en dessous de laquelle le tir ne peut absolument pas intervenir. Le cycle représenté à la figure 2 se répète ainsi jusqu'à 10 arrêt de la demande de tir (relâchement par l'utilisateur du contact de tir 11). Dans ce cas le test F débouche sur l'étape G « arrêt de tir ». Avec un tel mode de réalisation de l'invention on constate que, quelque soit le degré d'usure de l'arme et en 15 particulier des évents assurant l'emprunt de gaz, les munitions sont tirées avec une période, supérieure ou égale à S, mais qui ne peut pas être inférieure à S qui est une valeur fixe et déterminée par le boîtier électronique de commande de tir 6. 20 Ainsi grâce à l'invention on assure un asservissement électronique de la commande de tir d'une arme à emprunt de gaz. On fiabilise ainsi son fonctionnement en maîtrisant la valeur de la cadence de tir maximale malgré l'usure de l'arme. 25 A titre d'exemple, pour une arme de 30 mm tirant avec une cadence nominale de 2500 coups/minute, la période S sera choisie égale à 24 millisecondes. La cadence de tir est alors maîtrisée. La cadence nominale n'est plus dépassée par l'arme ce qui réduit le nombre d'incidents de tir. 30 Le diagramme de la figure 3 schématise les étapes du procédé selon un autre mode de réalisation de l'invention. Ce mode diffère du précédent en ce que la période de temps S n'est pas unique et constante sur toute la rafale. A partir de l'événement « demande de tir » A, le test B de double vérification de la présence d'une munition dans la chambre de l'arme et de la fermeture du bloc de culasse (Etape TPMFB) est conduit. L'étape C est une initialisation de l'horloge du boîtier électronique 6 à une valeur initiale de référence To et l'étape D est le tir de la munition. Après le premier tir, le test El est un contrôle du temps écoulé depuis l'instant To. Lorsqu'il s'est écoulé un premier 10 intervalle de temps 61 (T=T0+81), on commande un nouveau tir de munition (étape D), mais le tir réel ne pourra être effectif qu'après avoir par sécurité vérifié que la demande de tir est toujours activée (test F) et que les tests de présence de munition, d'éjection de douille et de fermeture 15 du bloc de culasse sont positifs (étape B). L'horloge est réinitialisée à To après (ou avant) ce nouveau tir. Le premier intervalle de temps 61 est choisi supérieur à l'intervalle de temps b correspondant à la cadence nominale de l'arme. 20 Après ce deuxième tir le test E2 est un contrôle du temps écoulé depuis l'instant To. Lorsqu'il s'est écoulé un deuxième intervalle de temps 62 (T=T0+62), on commande un nouveau tir de munition (étape D) mais après avoir par sécurité vérifié que la demande de tir est toujours activée 25 (test F) et que les tests de présence de munition, d'éjection de douille et de fermeture du bloc de culasse sont positifs (étape B). Le deuxième intervalle de temps 62 est choisi supérieur à l'intervalle de temps b correspondant à la cadence nominale 30 de l'arme mais il est inférieur au premier intervalle de temps 61. L'horloge est réinitialisée à To après (ou avant) ce nouveau tir. Après ce troisième tir intervient un nouveau test E3 qui est un contrôle du temps écoulé depuis l'instant To. Lorsqu'il s'est écoulé un troisième intervalle de temps 83 (T=T0+83), on commande un nouveau tir de munition (étape D). La valeur de l'intervalle de temps 83 est comprise entre celles de 8 et celle de 82. Après ce quatrième tir, le test E qui est conduit utilise la valeur 8 de la période donnant la cadence de tir nominale de l'arme. On remarque sur la figure que ce test E est suivi des contrôles habituels F de présence de la commande de tir et B de tests de présence de munition, d'éjection de douille et de fermeture du bloc de culasse, puis du tir de munition. Il y a rebouclage sur l'étape E, ce qui signifie que l'intervalle de temps entre la commande de chaque tir est par la suite fixe et égal à 8 comme dans le mode de réalisation selon la figure 2. Là encore il est bien entendu que l'instant de tir effectif n'intervient pas obligatoirement à l'instant To+8. Il est en effet nécessaire que les conditions de sécurité soient respectées (présence de munition, fermeture de culasse...). L'intervalle de temps 8 est donc une valeur minimale fixe en dessous de laquelle le tir ne peut pas intervenir. Un résultat négatif à l'un ou l'autre des tests de présence de la commande de tir F va conduire à l'étape G « arrêt du tir ». Bien sûr, compte tenu des durées réduites des périodes 81, 82 et 83, l'arrêt de tir n'interviendra concrètement que lorsque le cycle est à cadence nominale. La figure 4 est un graphique illustrant un exemple de mise en oeuvre de ce mode de réalisation de l'invention. On a porté en abscisse les valeurs des temps (en millisecondes) à partir d'une origine To=0. On a porté en ordonnées les valeurs des cadences de tir de l'arme (en coups par minute). Pour la clarté de la figure l'axe des abscisses coupe l'axe des ordonnées à la valeur de 2000 coups/minute. L'arme est un canon de 30 mm dont la cadence de tir nominale est de 2500 coups / minute. On remarque que les tirs des deux premières munitions sont séparés d'un premier intervalle de temps 81 au moins égal à 30 millisecondes (intervalle minimal logique). Un tel intervalle correspond sensiblement à une cadence de tir de 2000 coups/minute. Le tir de la troisième munition est séparé de celui de la deuxième munition d'un intervalle 82 d'au moins 28 millisecondes (intervalle minimal logique). Cet intervalle 15 correspond à une cadence de tir de sensiblement 2150 coups/minute. Le tir de la quatrième munition est séparé de celui de la troisième munition d'un intervalle 83 d'au moins 26 millisecondes (intervalle minimal logique). Cet intervalle 20 correspond à une cadence de tir de sensiblement 2300 coups/minute. Enfin le tir de la cinquième munition est séparé de celui de la quatrième munition d'un intervalle 8 d'au moins 24 millisecondes (intervalle minimal logique). Cet intervalle 25 correspond à la cadence de tir nominale de sensiblement 2500 coups/minute. Les autres munitions sont tirées à la même cadence. On voit donc qu'avec l'invention, lors du début d'un tir, la cadence nominale de 2500 coups/minute n'est atteinte que 30 progressivement. Il en résulte une diminution des efforts de traction sur la bande de munitions ce qui diminue le risque de voir des munitions extraites de la bande occasionnant ainsi des incidents de tir. Il est bien entendu possible de prévoir plus de quatre paliers pour amener l'arme à sa cadence nominale (par exemple une dizaine de paliers). On pourra ainsi prévoir n intervalles de temps (51,82,83_5n) de durées progressivement décroissantes. Il en résultera une progressivité plus forte de la montée en cadence et une réduction plus forte des efforts subis par la bande de munition. Quel que soit le mode de réalisation mis en oeuvre, les moyens de temporisation sont réalisables sous la forme d'un composant logique programmable. Ils peuvent aussi être réalisés sous la forme d'une programmation conventionnelle d'un microprocesseur incorporé au boîtier électronique de tir. L'invention a été décrite plus particulièrement dans une application à un canon de calibre 30mm ayant une cadence de tir nominale de 2500 coups/minute. L'invention peut bien entendu être mise en oeuvre pour une arme à emprunt de gaz d'un autre calibre, par exemple 20mm ou 25mm. Dans tous les cas la commande de l'instant de mise à feu par l'électronique elle-même permet de maîtriser la cadence de tir réelle qui n'est donc plus modifiée par l'usure de l'arme. On assure ainsi un asservissement électronique du fonctionnement de ces armes à emprunt de gaz. Dans tous les cas également le boîtier électronique de tir permet, selon la variante décrite, de donner une temporisation ayant une durée décroissante entre différentes commandes de mises à feu successives au début d'une même rafale. On amène ainsi progressivement l'arme à sa cadence nominale ce qui réduit les efforts de traction sur la bande de munitions et réduit les incidents de tir. REVENDICATIONS1- Procédé de commande de tir d'une arme à feu (1) à emprunt de gaz et à mise à feu électrique des munitions, procédé dans lequel on commande la mise à feu des munitions en donnant une temporisation électronique (8,81_8n) entre deux commandes de mises à feu successives. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la temporisation (8) a une valeur fixe. 3- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la temporisation (81_8n) a une durée décroissante entre différentes commandes de mises à feu successives au début d'une même rafale. 4- Procédé selon une des revendications 1 à 3 et 15 appliqué à une arme de calibre 30mm, caractérisé en ce que la temporisation (8,81_8n) est supérieure ou égale à 24 millisecondes. 5- Procédé selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la première temporisation (81) d'une 20 rafale est supérieure ou égale à 30 millisecondes. 6- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on prévoit au début d'une même rafale au moins trois temporisations décroissantes (81,82,83) qui sont supérieures à la temporisation (8) donnant la cadence de tir nominale. 25 7- Dispositif de commande de tir pour arme à feu à emprunt de gaz et mise à feu électrique des munitions, dispositif mettant en oeuvre le procédé selon une des revendications précédentes, dispositif comprenant un boîtier électronique (6) de commande de mise à feu qui est relié à un 30 contact de mise à feu (10), boîtier électronique incorporant des moyens de temporisation (12) permettant de donner une temporisation électronique (8,81_8n) entre deux commandes de mises à feu successives. 8- Dispositif de commande de tir selon la revendication 7, dispositif caractérisé en ce que les moyens de temporisation (12) assurent une temporisation (8,81_8n) ayant une durée décroissante entre différentes commandes de mises à feu successives au début d'une même rafale. 9- Dispositif de commande de tir selon la revendication 8, dispositif caractérisé en ce qu'il assure au début d'une même rafale au moins trois temporisations décroissantes (81,82,83) qui sont supérieures à la temporisation (8) donnant la cadence de tir nominale. 10- Dispositif de commande de tir selon une des revendications 7 à 9, dispositif caractérisé en ce que les moyens de temporisation (12) comprennent une logique programmable.