EP4027098B1

EP4027098B1 - Dispositif de contrôle de la mise à poste d'un projectile dans le tube d'une arme et procédé de contrôle mettant en oeuvre un tel dispositif

Info

Publication number: EP4027098B1
Application number: EP21213113.0A
Authority: EP
Inventors: Steve BAERT
Original assignee: Nexter Systems SA
Current assignee: Nexter Systems SA
Priority date: 2021-01-11
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2023-09-27
Anticipated expiration: 2041-12-08
Also published as: PL4027098T3; RS65008B1; FR3118801A1; EP4027098A1; FR3118801B1; FI4027098T3

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs permettant de contrôler la mise à poste d'un projectile dans le tube d'une arme.
Dans les systèmes d'arme de gros calibre (calibre supérieur à 75mm), le projectile est généralement séparé de sa charge propulsive.
Lors du chargement, le projectile est tout d'abord introduit dans une chambre de l'arme et poussé jusqu'à un cône dit de forcement qui est une zone où le diamètre de la chambre se réduit au diamètre du tube. Le projectile est poussé jusqu'à être coincé au niveau du cône de forcement par sa ceinture ou un bourrelet de son corps et il obture alors de manière étanche le tube de l'arme au niveau de cette zone.
Cette étanchéité garantit, d'une part une montée en pression nominale des gaz de tir propulsif en arrière du projectile, et d'autre part l'immobilisation du projectile dans l'arme avant le tir.
Il est connu du brevet DE19737078 un dispositif de contrôle de la présence d'un projectile dans une arme, dispositif qui comporte des capteurs soniques couplés à une source sonore et qui détermine par comparaison avec une signature sonore de référence si l'arme est chargée ou non.
Le dispositif tel que décrit par ce brevet ne détecte pas cependant si le projectile est correctement chargé, c'est à dire correctement coincé ou accroché dans le cône de forcement de l'arme.
Or il est essentiel de pouvoir vérifier la qualité de l'accrochage du projectile dans le cône de forcement avant de déclencher le tir.
En effet, si le projectile vient à se décrocher du cône de forcement, il va tomber vers la chambre de l'arme, et cela d'autant plus lorsque l'arme est pointée en site positif.
Ceci risque d'entraîner une chute du projectile hors de l'arme si la culasse est ouverte, ou bien une chute sur les éléments de charge propulsive.
Même si le projectile ne se décroche pas mais si la qualité de la mise à poste est insuffisante, des fuites de gaz propulsifs sont à craindre en raison d'un défaut d'étanchéité entre le projectile et le tube.
Tous ces événements sont fortement préjudiciables à la sécurité des biens et personnes environnants.
L'invention propose de résoudre ce problème de sécurité en assurant un contrôle de la qualité de la mise à poste du projectile dans le cône de forcement de l'arme.
L'invention a ainsi pour objet un dispositif de contrôle de la mise à poste d'un projectile dans un tube d'une arme comportant un cône de forcement destiné à coincer radialement un projectile, dispositif comportant au moins un capteur destiné à être mis en place contre le tube de l'arme, capteur relié à un calculateur destiné au traitement d'un signal provenant du ou des capteurs, dispositif caractérisé en ce que le capteur comporte un ensemble d'éléments piézo-électriques générateurs d'ondes ultrasonores, capteur destiné à être disposé de façon à diffuser au moins un front d'ondes ultrasonores qui est dirigé radialement vers l'axe longitudinal de l'arme et qui est centré longitudinalement en regard du cône de forcement, le capteur étant choisi de telle sorte que le front d'onde puisse s'étendre à l'intérieur du tube de l'arme sur une largeur supérieure à la largeur du cône de forcement, le capteur étant apte également à recevoir au moins un écho de réflexion du front d'onde émis et à transmettre cet écho sous forme d'un signal électrique au calculateur.
Avantageusement, le dispositif comporte au moins deux capteurs orientés chacun suivant des directions radiales au tube de l'arme et qui sont perpendiculaires l'une à l'autre.
L'invention a également pour objet un procédé de contrôle de la mise à poste d'un projectile dans le tube d'une arme, procédé mettant en oeuvre un dispositif selon l'une des caractéristiques précédentes et caractérisé en ce que :

le capteur émet au moins un front d'onde et reçoit au moins un écho en retour ;
le capteur transmet un signal représentatif de l'écho au calculateur ;
le calculateur analyse l'écho par rapport à un écho de référence puis fournit une information relative à la mise à poste conforme ou non conforme du projectile.

Avantageusement, le procédé pourra être activé suite à une information de mise à poste du projectile.
Avantageusement, le procédé pourra être désactivé après le tir, permettant ainsi de vérifier que le projectile est parti, ou bien après un déchargement du projectile.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, description faite à la lumière des dessins annexés, dessins dans lesquels :

[Fig. 1] montre une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 2] montre une vue en coupe transversale d'un dispositif selon une variante de réalisation l'invention.

Selon la figure 1, un dispositif de sécurisation 1 du chargement d'une arme est fixé à un tube d'arme 10 d'un calibre supérieur à 75 mm.
Le tube d'arme 10 comporte un alésage 11 qui est séparé en deux parties, d'une part une chambre 12 destinée à recevoir un projectile 100 et une charge propulsive 101 et d'autre part une partie rayée 13 destinée à imprimer un mouvement gyroscopique au projectile 100 tiré par ce tube 10.
La chambre 12 présente un diamètre interne D2 supérieur au diamètre interne D1 de la partie rayée 13. La liaison progressive des deux diamètres D1 et D2 entre la chambre 12 et la partie rayée 13 se fait dans une zone appelée cône de forcement 14.
Ce cône de forcement 14 permet à une ceinture 102 du projectile 100, située entre un culot 103 et une ogive 104, d'assurer l'étanchéité aux gaz propulsifs provenant de l'initiation de la charge 101.
La ceinture 102 est constituée par exemple d'un alliage métallique malléable apte à se conformer par fluage au profil du tube, notamment en occupant les rayures de la partie rayée 13.
Si le projectile ne comporte pas de ceinture, il pourra comporter un ou plusieurs bourrelets présentant les caractéristiques dimensionnelles et de matière satisfaisantes pour assurer une étanchéité entre le cône de forcement et le projectile 100.
Le dispositif 1 selon un mode de réalisation de l'invention, comporte au moins un capteur 2 d'un type particulier, dit capteur électro magnéto acoustique, tel que décrit ci-après.
Ce type de capteur qui est disponible dans le commerce est capable d'émettre dans un premier temps un front d'ondes ultrasonores 20 (flèches à la figure 2) dans un support (ici le tube d'arme) sur lequel il est fixé. Dans un deuxième temps il peut recevoir et transformer les ondes réfléchies en écho 21 par le support en un signal électrique qui peut être analysé par une électronique de traitement (telle un calculateur 200). Il comporte un ensemble d'éléments piézo-électriques 2b (généralement plusieurs dizaines) qui sont capables d'engendrer des ondes ultrasonores 20 lorsqu'ils sont commandés par un signal électrique et qui peuvent aussi inversement générer un autre signal électrique comme suite à leur sollicitation par des ondes ultrasonores incidentes.
En l'occurrence, le capteur 2 est fixé sur le tube 10 en regard du cône de forcement 14. Un milieu de couplage sonore 2a propice à la propagation des ondes ultrasonores 20, comme de la graisse par exemple, est placé entre le tube 10 et le capteur 2 pour assurer une parfaite liaison acoustique. La zone du tube 10 dans laquelle se déplacent les fronts d'ondes 20 et d'échos 21 est représentée figures 1 et 2 par une zone grisée 2c.
Le capteur 2 est disposé de manière telle que les ondes 20 qu'il engendre parcourent radialement la matière du tube 10 et celle de la ceinture 102 si un projectile 100 est mis à poste, c'est à dire coincé dans le cône de forcement 14.
Il est à noter que plus la pression de contact entre la ceinture du projectile et le tube est importante et meilleure est la propagation des ondes entre les deux éléments
Dans le cas où le projectile 100 n'est pas mis à poste, ou bien lorsque le coincement n'est pas étanche localement, une lame d'air est présente entre le cône de forcement 114 et la ceinture 102. Cette lame gêne le passage des ultrasons 20 et modifie en retour l'écho 21 qui est perçu par le capteur 2.
Le capteur 2 est électriquement relié à un calculateur 200 auquel il transmet un signal représentatif de l'écho 21 perçu par le capteur.
Le calculateur 200 est apte à interpréter la nature des échos collectés par le capteur 2. Le calculateur 200 compare ainsi l'écho reçu à des échos de référence qui ont été déterminés par expérience. Il est possible alors de fournir à un utilisateur une information de conformité de la mise à poste via une interface (interface non représentée), telle qu'un écran ou des voyants lumineux.
La mise à poste sera conforme si l'étanchéité est satisfaisante (pas de lame d'air ou présence d'une lame d'air dont l'épaisseur est en dessous d'un seuil prédéfini).
Elle sera non conforme (défaut d'étanchéité) si l'écho correspond à la présence d'une lame d'air dont l'épaisseur est située au-dessus du seuil prédéfini.
Elle sera également non conforme si le projectile est décroché ou bien si l'écho correspond à une absence de ceinture.
Le dispositif 1 permettra d'assurer une surveillance continue de l'état de la mise à poste. Cette surveillance démarrera avec une information de mise à poste du projectile 100, donnée par exemple par une conduite de tir de l'arme ou par le système commandant le chargement du projectile.
Elle pourra s'arrêter après le tir, permettant ainsi de vérifier que le projectile est parti, ou bien encore elle pourra être arrêtée après le déchargement éventuel du projectile 100 au niveau de la chambre.
La détection d'une mise à poste non conforme pourra aussi, en plus de l'affichage de l'information de non-conformité, commander l'interdiction du tir.
Le capteur 2 sera choisi de manière à ce que les fronts d'ondes 20 qu'il émet et les échos 21 qu'il reçoit couvrent une zone de largeur L1 supérieure à la largeur L2 du cône de forcement 14 et jusqu'à deux fois la largeur L2 du cône 14.
Cette couverture étendue permet de tenir compte de la dispersion de positionnement longitudinal du projectile 100 dans le tube 10. Cette dispersion peut provenir d'une usure du cône de forcement 14, d'une variation de l'effort de mise à poste du projectile 100 ou de variations dimensionnelles de la ceinture 102.
Ces sources de dispersion peuvent être évidemment cumulées d'où l'importance de surveiller une zone du tube plus étendue que le cône de forcement 14 mais en restant centré sur le cône de forcement 14.
Pour plus de sécurité encore, il est préférable d'utiliser plusieurs capteurs 2 orientés suivant des directions radiales au tube 10 de l'arme et qui sont perpendiculaires l'une à l'autre et perpendiculaires à l'axe longitudinal X du tube 10.
Les signaux issus des deux capteurs seront combinés au niveau du calculateur 200, la mise à poste correcte n'étant confirmée que si les deux capteurs fournissent une information de mise à poste correcte.
On notera que le dispositif selon l'invention est non intrusif vis-à-vis de l'arme puisque les capteurs sont posés contre le tube 10 sans qu'aucun usinage ne soit nécessaire. L'invention permet donc une adaptation sur des matériels existants sans modifications lourdes.

Claims

Dispositif de contrôle (1) de la mise à poste d'un projectile (100) dans un tube (10) d'une arme comportant un cône (14) de forcement destiné à coincer radialement un projectile (100), dispositif (1) comportant au moins un capteur (2) destiné à être mis en place contre le tube (10) de l'arme, capteur (2) relié à un calculateur (200) destiné au traitement d'un signal provenant du ou des capteurs (2), dispositif caractérisé en ce que le capteur (2) comporte un ensemble d'éléments piézo-électriques (2b) générateurs d'ondes ultrasonores (20), capteur (2) destiné à être disposé de façon à diffuser au moins un front d'ondes ultrasonores (20) qui est dirigé radialement vers l'axe longitudinal (X) de l'arme et qui est centré longitudinalement en regard du cône de forcement (14), le capteur (2) étant choisi de telle sorte que le front d'onde (20) puisse s'étendre à l'intérieur du tube de l'arme (10) sur une largeur (L1) supérieure à la largeur (L2) du cône de forcement (14), le capteur (2) étant apte également à recevoir au moins un écho (21) de réflexion du front d'onde (20) émis et à transmettre cet écho sous forme d'un signal électrique au calculateur (200).
Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux capteurs (2) orientés chacun suivant des directions radiales au tube (10) de l'arme et qui sont perpendiculaires l'une à l'autre.
Procédé de contrôle de la mise à poste d'un projectile (10) dans le tube d'une arme, procédé mettant en oeuvre un dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes et caractérisé en ce que :
- le capteur (2) émet au moins un front d'onde (20) et reçoit au moins un écho (21) en retour ;

- le capteur (2) transmet un signal représentatif de l'écho au calculateur (200);

- le calculateur (200) analyse l'écho (21) par rapport à un écho (21) de référence puis fournit une information relative à la mise à poste conforme ou non conforme du projectile (10).
Procédé de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est activé suite à une information de mise à poste du projectile (10).
Procédé de contrôle selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est désactivé après le tir, permettant ainsi de vérifier que le projectile (10) est parti, ou bien après un déchargement du projectile (10).