ES2256484T3 - Sistema de punteria de un arma. - Google Patents

Abstract

Sistema de puntería in situ de un arma (1), caracterizado porque incluye un primer medio de posicionamiento (2, 3) del arma según un gran movimiento in situ respecto a un primer eje de rotación (A1) desviado respecto al centro de gravedad del arma y un segundo medio (4) de posicionamiento del arma (1) unido al primer medio (2, 3) según un movimiento reducido in situ respecto a un segundo eje de rotación (A2) que pasa por el centro de gravedad del arma.

Description

Sistema de puntería de un arma.

El sector técnico de la presente invención se refiere a los sistemas de puntería de un arma que aseguran su estabilización.

Cuando un arma se encuentra montada sobre un soporte móvil, es decir, sobre un vehículo en marcha, las operaciones de puntería con la misma se vuelven muy difíciles de asegurar, ya que el arma es sometida a un cierto número de perturbaciones. El tiro desde un arma en estas condiciones necesita conservar su orientación en la dirección del blanco, a pesar de los desplazamientos tanto lineales como angulares del vehículo. Una particularidad de un vehículo apto para desplazamientos a alta velocidad (más de 50 Km/h) en cualquier terreno, reside en los esfuerzos a los que el arma es sometida y a su sistema de puntería, que corresponden generalmente a un nivel de frecuencias elevado y de un amplio espectro.

Estas perturbaciones durante el transporte pueden proceder principalmente de:

- la velocidad angular del soporte sobre el cual el arma se encuentra montada, en la dirección que se determina al nivel del arma, a través del sistema de motorización,

- la aceleración lineal aplicada al nivel de los muñones del arma a través del descentramiento del centro de gravedad,

- la aceleración angular aplicada directamente sobre el arma por la fricción que aparece al nivel de los muñones,

- la aceleración lineal aplicada a través de los muñones sobre el centro de gravedad del arma, que ocasiona una deformación dinámica en esta última. En concreto, cuando la frecuencia de la perturbación es similar a la frecuencia de vibración natural del arma, el modo normal de la propia arma amplifica en una relación de varias decenas la deformación natural que se produciría por el efecto de la aceleración considerada.

Se conocen varios procedimientos y dispositivos para atenuar los efectos del desplazamiento sobre los resultados de tiro de un arma.

Un primer procedimiento consiste en medir la velocidad angular perturbadora, por ejemplo mediante un procedimiento de tipo girométrico, y utilizarla para controlar la velocidad de rotación del sistema de motorización colocado entre el soporte y el arma. Se trata, por tanto, de una orden de anticipación lanzada paralelamente a una orden de subordinación de la posición del arma a una referencia de inercia, cuya eficacia para atenuar la amplitud de las perturbaciones angulares para frecuencias medias es reducida. Es posible remitirse, por ejemplo, a la patente FR-A-2466741.

Otro procedimiento consiste en prever una motorización que permita controlar el acople aplicado a la carga. Este principio se utiliza para mejorar la eficacia de la disminución de los efectos de las perturbaciones de la velocidad angular. Este procedimiento conviene para los valores reducidos de descentramiento. Es posible remitirse, por ejemplo, a la patente US-4387624.

Cuando el descentramiento entre la posición axial del centro de gravedad y el eje de articulación aumenta, los resultados obtenidos se degradan rápidamente debido a la combinación de varios mecanismos.

En primer lugar, el descentramiento del centro de gravedad aumenta el efecto de la aceleración vertical (efecto de desequilibrio), producida por el transporte, en el desplazamiento angular del arma.

El aumento de la necesidad de acople de motorización ocasionado por la necesidad de acople dinámico (a pesar del equilibrado estático del desequilibrio), lleva consigo concretamente el aumento de la inercia del motor. La sensibilidad del sistema a los ruidos en frecuencias medias aumenta como consecuencia de ello, de ahí la necesidad de aumentar el filtrado del conjunto de los sensores. Los resultados de estabilización disminuyen con el filtrado de los sensores.

En algunos sistemas de armas, restricciones funcionales, en concreto en el principio de alimentación del arma, añaden a la desviación del centro de gravedad restricciones geométricas que aumentan la fricción a nivel de los muñones, con efectos sobre la precisión de la orientación del arma.

Finalmente, en otros sistemas, para minimizar el volumen necesario en la parte posterior y bajo el eje de orientación del arma, el montaje de este arma impone retroceder en gran medida el eje de orientación hacia la parte posterior de la masa reculante, con el fin de aumentar en gran medida el descentramiento, lo que afecta a la precisión de la orientación, especialmente durante el transporte.

El objetivo de la presente invención consiste en realizar un sistema de puntería de un arma montada sobre un soporte móvil que permita una motorización de preestabilización para separar las necesidades de dimensionamiento de la motorización ocasionadas por el descentramiento del arma, lo que permite favorecer la calidad del control de orientación.

Por lo tanto, la invención tiene por objeto un sistema de puntería in situ de un arma, caracterizado porque incluye un primer medio de posicionamiento del arma que sigue un gran movimiento in situ respecto a un primer eje de rotación, desviado respecto al centro de gravedad del arma y un segundo medio de posicionamiento del arma relacionado con el primer medio según un movimiento reducido in situ respecto a un segundo eje de rotación que pasa por el centro de gravedad del arma.

Según una característica, el primer eje de rotación está situado detrás del centro de gravedad del arma.

Según otra característica, el primer medio de posicionamiento está articulado respecto a un bastidor en el que está montada el arma alrededor del primer eje de rotación.

Según otra característica más, el primer medio de posicionamiento incluye una brida que soporta el arma y que está unida al bastidor y un medio de rotación, estando el primer eje de rotación dispuesto entre dicha brida y el bastidor.

Según otra característica, el medio de rotación asegura la rotación de la brida respecto al bastidor.

Según otra característica, el arma está montada de forma rotativa respecto a la brida, asegurando el segundo medio de posicionamiento la rotación del arma respecto a la brida alrededor del segundo eje.

Según otra característica, el medio de rotación está constituido por un cilindro.

Según otra característica, el segundo medio de posicionamiento incluye un motor o un motorreductor unido a la brida según el segundo eje de rotación.

Según otra característica, el segundo medio de posicionamiento incluye un cilindro unido a la brida y cuyo vástago está unido al arma.

Según otra característica, el segundo medio de posicionamiento incluye un cilindro solidario a la brida y cuyo vástago está unido al bastidor.

Según otra característica, el segundo medio de posicionamiento incluye un paralelogramo deformable que une la brida al bastidor y un accionador unido a una rama del paralelogramo conectado al segundo eje de rotación.

Una primera ventaja del sistema según la invención radica en el respeto de las necesidades de organización del sistema del arma al desplazar el eje de articulación para respetar las restricciones de optimización funcional o de optimización global.

Otra ventaja radica en el respeto de las necesidades en calidad de orientación absoluta que ha de poseer el arma, adoptando una segunda articulación al nivel del centro de gravedad.

Otra ventaja radica en la reducción de los acoples parásitos entre el arma y la brida.

Otras características, detalles y ventajas de la invención aparecerán más claramente en la descripción dada a continuación a modo indicativo en relación con los dibujos, en los que:

la figura 1 es un corte del arma vista desde arriba que pasa por los ejes de rotación,

la figura 2 es un corte del arma vista de frente que pasa por los ejes de rotación,

la figura 3 es una vista general de un arma y su brida de montaje en el bastidor,

la figura 4 es otro corte del arma vista de frente, y

la figura 5 muestra la posición de los ejes de rotación del arma en un paralelogramo.

Como se deduce de lo precedente, la invención consiste en prever dos motorizaciones del arma respecto a su soporte. Una primera motorización, o motorización principal, permite orientar el arma in situ de forma aproximativa. Esta motorización permite posicionar el arma sin ninguna restricción. Una segunda motorización permite orientar con más precisión el arma apoyándose en la motorización principal. El interés de tal sistema radica en el hecho de que el movimiento entre el arma y la brida está limitado a los errores de estabilización, lo que conlleva una realización muy simple. Por otro lado, al estar unido el dimensionamiento de la segunda motorización únicamente a la inercia del arma que hay que orientar, se realiza un control de acople efectivo sin restricciones específicas.

En la figura 1, se ve el arma 1 que hay que orientar in situ solidaria a una brida 2 montada de forma rotativa respecto a un soporte 5, por ejemplo, una torreta, por medio de muñones 6 y de rodillos 7. En la figura, se ve que la brida 2 tiene forma de caja en la que se introduce la parte trasera del arma. El arma 1 está al mismo tiempo montada de forma móvil respecto a la brida 2 por medio de muñones 8 unidos a un accionador 4 por medio de un árbol 9 y por rodillos 10. Los muñones 6 y los rodillos 7 definen el eje A1 en torno al cual tiene lugar la motorización principal según un gran movimiento y la rotación de la brida 2, por lo tanto del arma, respecto al soporte 5. Los muñones 8 y los rodillos 10 definen el eje A2 en torno al cual tiene lugar la motorización secundaria según un movimiento reducido y la rotación del arma respecto a la brida. En el caso representado, el accionador 4 es un motor solidario a la brida.

En la figura 2, se ve el arma 1 montada sobre un soporte 5 por medio de un bastidor 11. Se ha representado esquemáticamente la brida 2 y los muñones 6 alrededor de los cuales el arma se articula respecto al bastidor 11. La rotación de la brida 2 se obtiene gracias al medio de rotación 3 formado por un cilindro cuyo vástago 12 es solidario a la brida 2 por medio de un eje 13 y el cuerpo del bastidor 11. Al accionar el cilindro 3 se hace girar la brida 2, y por lo tanto el arma 1, alrededor de los muñones 6 para orientar de forma aproximada el arma respecto al bastidor 11, según una amplitud importante. Esta amplitud puede cubrir un tramo del orden de –10 a 60ºC siguiendo la flecha F1. Asimismo, el arma está montada de forma rotativa respecto a la brida 2 según una amplitud mínima para asegurar su orientación precisa. Se ha esquematizado esta rotación con la flecha F2. Esta rotación se efectúa aquí gracias a un cilindro 14 cuyo cuerpo es solidario a la brida 2 y al vástago del arma. Este cilindro 14 imprime un movimiento del arma alrededor de los muñones 8 respecto a su estructura portadora, es decir, la brida. Esta amplitud puede cubrir un tramo del orden de 1º.

En la figura 3, se ha representado una vista de un arma 1 provista de una brida 2 que rodea toda la parte posterior de esta arma. Esta brida incluye una interfaz 15 de enlace con el bastidor 11, una abertura de paso 16 para la recepción de los rodillos 10 (no representados) que reciben a los muñones 8. En la parte delantera, la brida está provista de un fuelle 17 para cerrar el espacio entre el tubo del arma y esta brida. Así se obtiene un conjunto compacto preparado para ser montado sobre un bastidor en una torreta de un vehículo blindado, por ejemplo, un vehículo sobre orugas.

Así, el sistema de puntería según la invención permite:

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una primera orientación para autorizar el movimiento in situ del arma y para respetar las restricciones funcionales y geométricas generales. Evidentemente, está previsto un sistema de estanqueidad clásico a nivel de esta articulación representada simplemente por un rodillo 7,

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una segunda orientación centrada en el centro de gravedad del arma para autorizar el movimiento limitado.

Es evidente que el sistema según la invención está integrado en un conjunto complejo que permite orientar el arma según unas coordenadas de tiro, determinar su posición y sus desviaciones según una consigna, medir las variaciones de puntería durante el transporte y corregir las posibles desviaciones medidas.

Dado que la segunda articulación es solidaria a la brida móvil bajo la acción del primer medio, serán pues esta primera motorización y la subordinación del eje A1 los que soportarán tanto las perturbaciones ocasionadas por la fricción en las juntas de estanqueidad como las aceleraciones lineales verticales.

La estanqueidad que ha de crearse a nivel del fuelle 17 presenta por lo tanto una dimensión relativamente reducida y el movimiento limitado no necesita la creación de un sistema de fricción sino simplemente un sistema de fuelle elástico. Los cojinetes de esta articulación están igualmente limitados en dimensión en la medida en que no han de integrar restricciones funcionales importantes (alimentación del arma, por ejemplo). Además, como la articulación está centrada, las perturbaciones de aceleración no causan ningún efecto en la orientación del arma.

El movimiento del arma 1 respecto a la brida 2 está sometido a dos restricciones:

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el movimiento debe permitir contrarrestar los errores de estabilización del primer eje A1,

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el movimiento debe estar limitado por el descentramiento entre el eje del arma y los muñones principales 7. Efectivamente, el esfuerzo de retroceso del arma se traduce, por un lado, en un acople perturbador que debe ser soportado por la motorización principal y, por otro lado, en la aceleración radial provocada por la brida en el centro de gravedad del arma con efecto sobre el tiro en curso y/o sobre los tiros siguientes (para un arma automática).

En la figura 1 se ha previsto un accionador 4 para asegurar los movimientos de amplitud reducida del arma respecto a la brida 2. Este accionador puede ser de hecho un motorreductor eléctrico cuya subordinación de esfuerzo de banda de paso es suficiente y cuya rigidez es suficientemente débil. También es posible proyectar una motorización hidráulica formada por un cilindro hidráulico de movimiento reducido. Para imponer un mínimo de elasticidad sobre el aceite, se puede aumentar artificialmente el volumen muerto de cada una de las dos cámaras del cilindro por medio de pequeños acumuladores purgados. Como se indica en la patente francesa citada anteriormente, la motorización con subordinación de presión se utiliza para subordinar la velocidad absoluta del arma, velocidad obtenida directamente por un girómetro o a partir de un giroscopio montado sobre una brida 2, con derivación de la suma de la diferencia giroscópoica y de la posición relativa entre la brida 2 y el arma 1.

En la figura 4, se ha representado una motorización secundaria formada por un cilindro 18 cuyo cuerpo es solidario al bastidor 11 gracias a un eje 19 y cuyo vástago es solidario al arma. Este cilindro articulado absorbe los desplazamientos relativos entre el arma y el bastidor y asegura la motorización precisa del arma.

En la figura 5, se ha representado una motorización secundaria formada por un paralelogramo deformable 20 cuyo brazo 21 une los muñones 7 y 8 y el brazo 22 une el muñón 7 y el bastidor 5. Este paralelogramo se completa con un cuarto punto 24 al que están unidos los brazos 23 y 25. Un motorreductor 26 solidario al muñón 8 permite accionar en rotación el arma respecto a la brida 2 apoyándose en el bastidor por medio del brazo 25.

Por regla general, se podrá utilizar toda motorización secundaria capaz de aplicar sobre la cuna del arma un acople en una banda de paso suficiente.

Para poner en práctica el sistema según la invención se utiliza un conjunto de sensores:

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al menos un sensor angular de la brida 2 relativo a la orientación de la torreta. Por derivación, se obtendrá la velocidad relativa de la brida y de la torreta.

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al menos un sensor de posición angular relativa entre la cuna y la brida.

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al menos un sensor de tipo giroscópico para aportar la orientación de la brida y de una referencia de inercia que permita por ejemplo materializar la línea del objetivo. Una derivación de esta información permitirá disponer de la velocidad de la brida añadiéndola al control de precisión del giroscopio.

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al menos un sensor de aceleración radial en la brida, en ángulo derecho con el eje de rotación principal A1, que permita disponer de la medida de la perturbación de aceleración lineal.

El conjunto de estos sensores permite disponer por un lado del conocimiento de la referencia según la cual se desea orientar el arma, y por otro lado de las informaciones concernientes a las perturbaciones principales que actúan sobre el sistema del arma. Unos sensores secundarios corresponden respectivamente a la velocidad angular de rotación del motor eléctrico de la motorización principal y a la presión diferencial entre las cámaras del cilindro secundario, esta última información correspondiendo directamente al acople que la motorización secundaria aplica al arma.

Claims (12)

1. Sistema de puntería in situ de un arma (1), caracterizado porque incluye un primer medio de posicionamiento (2, 3) del arma según un gran movimiento in situ respecto a un primer eje de rotación (A1) desviado respecto al centro de gravedad del arma y un segundo medio (4) de posicionamiento del arma (1) unido al primer medio (2, 3) según un movimiento reducido in situ respecto a un segundo eje de rotación (A2) que pasa por el centro de gravedad del arma.

2. Sistema de puntería según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer eje de rotación (A1) está situado detrás del centro de gravedad del arma (1).

3. Sistema de puntería según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el primer medio (2, 3) de posicionamiento está articulado respecto a un bastidor (9) sobre el que está montada el arma (1) en torno al primer eje de rotación (A1).

4. Sistema de puntería según la reivindicación 3, caracterizado porque el primer medio de posicionamiento incluye una brida (2) que soporta el arma (1) y que es solidaria al bastidor (5) y un medio de rotación (3), estando el primer eje (A1) colocado entre dicha brida y el bastidor.

5. Sistema de puntería según la reivindicación 4, caracterizado porque el medio de rotación (3) asegura la rotación de la brida (2) respecto al bastidor (5).

6. Sistema de puntería según la reivindicación 5, caracterizado porque el arma (1) está montada de forma rotativa respecto a la brida (2), asegurando el segundo medio de posicionamiento (4) la rotación del arma (1) respecto a la brida (2) en torno al segundo eje (A2).

7. Sistema de puntería según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque el medio de rotación está constituido por un cilindro. (3).

8. Sistema de puntería según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo medio de posicionamiento incluye un motor (4) conectado al segundo eje de rotación (A2).

9. Sistema de puntería según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo medio de posicionamiento incluye un motor (4) o un motorreductor solidario a la brida (2) según el segundo eje de rotación.

10. Sistema de puntería según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo medio de posicionamiento incluye un cilindro (14) solidario a la brida (2) y cuyo vástago está unido al arma (1).

11. Sistema de puntería según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo medio de posicionamiento incluye un cilindro (18) solidario a la brida (2) y cuyo vástago está unido al bastidor (11).

12. Sistema de puntería según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo medio de posicionamiento incluye un paralelogramo deformable (20) que une la brida (2) al bastidor (11) y un accionador (26) solidario a una rama del paralelogramo conectado con el segundo eje de rotación.