FR2459443A1 - Aiming procedure for projectile - includes successive checking of bearing and elevation until they fall within accepted limits - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé de détermination des éléments de tir d'un projectile, c'est-à-dire notamment la hausse et le gisement à donner à la pièce tirant le projectile, en fonction de différents éléments, en particulier la distance séparant la pièce de la cible et la charge du projectile. L'invention a également pour objet un dispositif permettant de mettre en oeuvre ce procédé. The subject of the present invention is a method for determining the firing elements of a projectile, that is to say in particular the rise and the direction to be given to the part firing the projectile, according to different elements, in particular the distance between the target part and the projectile charge. The invention also relates to a device for implementing this method.
Différents procédés et dispositifs sont déjà connus pour la détermination de tels éléments de tir, notamment des procédés basés sur des méthodes mathématiques d'approximation polynomiale. Toutefois ces méthodes sont surtout adaptées aux projectiles inertes lancés par des mortiers ; en effet, on sait que les projectiles lancés sont principalement de deux types ; les engins inertes, c'est-à-dire auxquels toute l'énergie est fournie au départ, et les engins auto-propulses ; de plus, le problème du calcul de la trajectoire d'un projectile lancé par un mortier est généralement plus simple que celui posé par d'autres pièces. Ces procédés et dispositifs connus ont donc un domaine d'application assez restreint. Various methods and devices are already known for determining such firing elements, in particular methods based on mathematical methods of polynomial approximation. However, these methods are especially suitable for inert projectiles launched by mortars; indeed, we know that the projectiles launched are mainly of two types; inert machines, that is to say to which all the energy is supplied at the start, and self-propelled machines; moreover, the problem of calculating the trajectory of a projectile launched by a mortar is generally simpler than that posed by other parts. These known methods and devices therefore have a fairly restricted field of application.
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif quj soient applicsbles g.un projectile et r.e piècc quelconque et qui fournissent rapidement les éléments de tir recherchés. The subject of the present invention is a method and a device which can be applied to any projectile and any piece of fire and which rapidly provide the desired firing elements.
Le procédé consiste principalement dans les étapes suivantes
- la détermination par une méthode approchée de la hausse (H) de la pièce en fonction de la distance (D) séparant la pièce de tir de la cible ;
- la détermination de la trajectoire du projectile, c'està-dire la portée P, en fonction de la hausse (H) précédemment obtenue, par une méthode d'intégration numérique s
- le calcul de l'écart z D entre la portée P et la distance D, et la comparaison de ss D à une valeur maximale (ADDAX prédéfinie)
Lorsque l'écart ss D est supérieur à cette valeur maximale, le processus précédent est repris à la deuxième étape où est déter minée la variation de hausse correspondant à l'écart ss D trouvé, et dans aun mode de réalisation, ce processus est repris jusqu'à ce que OD deivienne inférieur à la valeur maximale ADmax choisie ; à ce moment, les éléments de tir sont considérés comme corrects, et sont affichés et transmis à la pièce.The process mainly consists of the following steps
- the determination by an approximate method of the rise (H) of the piece as a function of the distance (D) separating the shooting piece from the target;
the determination of the trajectory of the projectile, that is to say the range P, as a function of the increase (H) previously obtained, by a method of digital integration s
- the calculation of the deviation z D between the range P and the distance D, and the comparison of ss D to a maximum value (predefined ADDAX)
When the difference ss D is greater than this maximum value, the previous process is resumed at the second step where the variation in increase corresponding to the difference ss D found is determined, and in an embodiment, this process is resumed until OD becomes lower than the maximum value ADmax chosen; at this time, the firing elements are considered correct, and are displayed and transmitted to the part.
L'invention a également pour objet un dispositif assurant la mise en oeuvre du procédé précédent. The invention also relates to a device ensuring the implementation of the above method.
D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'inventien ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés qui représentent
- la figure 1, schématiquement les différentes étapes du procédé selon l'invention ;
- la figure 2, schématiquement les différentes phases de l'étape d'élaboration de la hausse du procédé de la figure 1.Other objects, characteristics and results of the invention will emerge from the following description, given by way of nonlimiting example and illustrated by the appended drawings which represent
- Figure 1, schematically the different steps of the method according to the invention;
- Figure 2, schematically the different phases of the step of developing the rise of the process of Figure 1.
Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. In these different figures, the same references relate to the same elements.
La figure 1 représente schématiquement les différentes étapes du procédé selon l'invention. FIG. 1 schematically represents the different stages of the method according to the invention.
La première étape est une étape de saisie des données, représentée par un bloc I. Cette saisie commence tout d'abord par la saisie des coordonnées à la fois de lapièce de tir et de la cible, ainsi que, éventuellement, celles d'un observateur. The first step is a data entry step, represented by an I block. This entry begins first by entering the coordinates of both the firing piece and the target, as well as, possibly, those of a observer.
Ces coordonnées peuvent être des coordonnées polaires ou rectangulaires ; les changements de coordonnées éventuellement nécessaires sont faits par des algorithmes de calcul connus qui ne seront pas décrits plus en détail ici. Parmi les autres données à saisir figurent les conditions aérologiques, c'est-à-dire principalement la vitesse du vent et sa direction aux différentes altitudes. Une autre série de données importantes est constituée par les données dites balistiques, c'est-à-dire celles qui caractérisent à la fois la pièce de tir et le projectile utilisés (par exemple, vitesse initiale du projectile, poids et température de poudre), ainsi que le choix de la trajectoire (par exemple tir vertical ou tir plongeant). Enfin, une autre série de données est constituée par les éventuelles corrections expérimentales.These coordinates can be polar or rectangular coordinates; the changes of coordinates that may be necessary are made by known calculation algorithms which will not be described in more detail here. Among the other data to be entered are the aerological conditions, that is to say mainly the wind speed and its direction at the different altitudes. Another series of important data is constituted by the so-called ballistic data, that is to say those which characterize both the firing piece and the projectile used (for example, initial speed of the projectile, weight and temperature of powder) , as well as the choice of trajectory (for example vertical shot or diving shot). Finally, another series of data is made up of any experimental corrections.
Une second étape du procédé est celle des calculs topographiques, schématisée par un bloc 2. Cette étape assure l'élabo- ration, selon le type de coordonnées choisi pour la saisie des données
- des coordonnées polaires (gisement, distance et site) de la pièce et de la cible, lorsque celles-ci ont été saisies en coordonnées rectangulaires ;
- des coordonnées rectangulaires de la cible, lorsque celles-ci ont été saisies sous forme de coordonnées polaires par rapport à la pièce
- des coordonnées rectangulaires de la pièce, lorsque celle-ci a été repérée par visée angulaire de deux points A et
B dont on a saisi les coordonnées rectangulaires ;
- des coordonnées rectangulaires de la pièce, lorsque ont été saisies les coordonnées rectangulaires de trois points
B et C et les angles sous lesquels on voit de la pièce les segments AD, AC et BC ;;
- des coordonnées de la pièce,-lersqu'on désire effctuer un changement d'axes rectangulaires.A second step in the process is that of topographic calculations, schematized by a block 2. This step ensures the preparation, according to the type of coordinates chosen for data entry.
- polar coordinates (bearing, distance and site) of the part and the target, when these have been entered in rectangular coordinates;
- rectangular coordinates of the target, when these have been entered in the form of polar coordinates relative to the part
- rectangular coordinates of the part, when it has been identified by angular sighting of two points A and
B whose rectangular coordinates have been entered;
- rectangular coordinates of the part, when the rectangular coordinates of three points have been entered
B and C and the angles from which we see from the part the segments AD, AC and BC;
- the coordinates of the room, - you want to change the rectangular axes.
La troisième étape, schématisée par un bloc 3, est celle de l'élaboration de la charge. On sait que, pour chaque pièce, il existe une hausse optimale ainsi qu'un nombre fini de charges possibles ; pour chaque charge, avec cette hausse et compte tenu du dénivelé qui existe entre la pièce et la cible, est élaborée une distance qui est la portée théorique de la pièce ainsi chargée. La charge retenue est celle qui correspond à la portée immédiatement supérieure à la distance (D) séparant réellement pièce et cible. The third step, shown schematically by a block 3, is that of developing the load. We know that, for each part, there is an optimal increase as well as a finite number of possible charges; for each charge, with this increase and taking into account the difference in level between the part and the target, a distance is developed which is the theoretical range of the part thus charged. The selected load is that which corresponds to the range immediately greater than the distance (D) actually separating part and target.
Ces trois premières étapes constituent des phases préliminaires. La phase effective de calcul des éléments de tir commence par une étape (schématisée par un bloc 4) de détermination par une méthode approchée et rapide de la hausse (H) à donner à la pièce en fonction des différents paramètres saisis ou élaborés ci-dessus. L'élaboration de la hausse est décrite plus en détail ci-dessous (figure 2). These first three stages constitute preliminary phases. The effective phase of calculation of the firing elements begins with a step (shown schematically by a block 4) of determination by an approximate and rapid method of the rise (H) to be given to the part according to the different parameters entered or elaborated above . The development of the increase is described in more detail below (Figure 2).
L'étape suivante du procédé (bloc 5) consiste dans le calcul de la trajectoire du projectile, ce qui conduit à la détermination de la portée (P) en fonction des éléments précédents. La méthode de calcul utilisée est la méthode connue de calcul par arcs, qui consiste à simuler la trajectoire du projectile en intégrant les équations différentielles de son mouvement. The next step of the process (block 5) consists in calculating the trajectory of the projectile, which leads to the determination of the range (P) according to the preceding elements. The calculation method used is the known method of calculation by arcs, which consists in simulating the trajectory of the projectile by integrating the differential equations of its movement.
Pour cela, classiquement, on corrige les équations du mouvement donnant les coordonnées du centre de gravité cinématique par des termes tenant compte du mouvement gyroscopique, du mouvement de l'atmosphère et des coefficients aérodynamiques. Toutes ces intégrations sont réalisées à l'aide de l'algorithme connu A.D.N, pour Analyseur Différentiel Numérique (ou D.D.A. pour Digital
Differential Analyser dans la littérature anglo-saxonne), qui ne sera pas décrit ici. Cet algorithme est par exemple mis en oeuvre dans le dispositif portant la référence MEM 502, au catalogue de la société General Instruments.For this, conventionally, we correct the equations of movement giving the coordinates of the kinematic center of gravity by terms taking into account the gyroscopic movement, the movement of the atmosphere and the aerodynamic coefficients. All these integrations are carried out using the known DNA algorithm, for Digital Differential Analyzer (or DDA for Digital
Differential Analyzer in Anglo-Saxon literature), which will not be described here. This algorithm is for example implemented in the device bearing the reference MEM 502, in the catalog of the company General Instruments.
Lors de l'étape suivante (bloc 6), on élabore l'écart ( bD) entre la portée (P) précédemment alculée et la distance (D) séparant la pièce de la cible. During the next step (block 6), the gap (bD) between the range (P) previously calculated and the distance (D) separating the part from the target is worked out.
L'étape suivante (bloc 7) est la comparaison entre l'écart D précédemment calculé et un écart maximum ( LOmax ) tolérable, prédéfini. The next step (block 7) is the comparison between the previously calculated deviation D and a predefined tolerable maximum deviation (LOmax).
Dans le cas ou l'écart AD est inférieur à cet écart maximum, le processus d'élaboration des éléments de tir est en principe terminé et on passe à une étape (bloc 9) d'affichage de ces éléments de tir, à savoir principalement gisement de tir ; angle au niveau (ou angle de tir, qui est l'angle que fait l'axe du canon de la pièce avec l'horizontale), et évent de tir (qui permet le réglage de l'instant d'éclatement de la charge et qui est déterminé par le temps de trajet). In the case where the deviation AD is less than this maximum deviation, the process for developing the firing elements is in principle terminated and we pass to a step (block 9) for displaying these firing elements, namely mainly firing range; angle at level (or firing angle, which is the angle made by the axis of the barrel of the part with the horizontal), and firing vent (which allows the adjustment of the moment of bursting of the charge and which is determined by the journey time).
Dans le cas ob, inversement, l'écart AD est supérieur au maximum tolérable, le processus décrit précédemment est repris (flèche 8) au niveau de l'étape du calcul de la hausse. I1 est alors élaboré un ecart de hausse correspondant à l'écart hD, venant corriger la hausse précédente, puis les étapes suivantes sont reprises, à savoir : calcul de la trajectoire à l'aide la nouvelle valeur de la hausse, ce calcul fournissant une nouvelle valeur de la portée (bloc 5), cette nouvelle portée conduisant à une nouvelle valeur de l'écart AD (bloc 6) puis à une nouvelle comparaison avec l'écart maximur) (blac 7) et la même alternative que précédemment se présente. In the case ob, conversely, the difference AD is greater than the tolerable maximum, the process described previously is repeated (arrow 8) at the level of the step of calculating the increase. I1 is then developed an increase difference corresponding to the difference hD, correcting the previous increase, then the following steps are repeated, namely: calculation of the trajectory using the new value of the increase, this calculation providing a new value of the range (block 5), this new range leading to a new value of the difference AD (block 6) then to a new comparison with the maximum difference) (blac 7) and the same alternative as before occurs .
On voit ainsi que la boucle est parcourue autant de fois que nécessaire pour que l'écart entre portée et distance piècecible soit inférieur à une certaine valeur ( ADmaX). En pratique, la convergence peut être très rapide et le nombre de boucles est limité à quelques unités. I1 est d'ailleurs possible dans une variante non représentée, de limiter le rebouclage à une fois, ce qui entraine que le bloc 4 et lui seul est parcouru deux fois seulement, ce qui permet un gain de temps appréciable pour une précision que l'expérience a montrée comme restant suffisante. We thus see that the loop is traversed as many times as necessary so that the difference between reach and target distance is less than a certain value (ADmaX). In practice, convergence can be very fast and the number of loops is limited to a few units. I1 is also possible in a variant not shown, to limit the loop back to once, which means that the block 4 and only it is traversed only twice, which allows an appreciable saving of time for a precision that the experience has shown to remain sufficient.
Enfin, le procédé peut comprendre une dernière étape schématisée par un bloc 10, qui est une étape de réglage fin du tir. Elle utilise les écarts des coups précédents par rapport à la cible, écarts évalués par un observateur. Finally, the method may include a last step shown diagrammatically by a block 10, which is a step for fine adjustment of the shot. It uses the deviations of the previous shots from the target, deviations evaluated by an observer.
La figure 2 représente schématiquement les différentes phases de l'étape d'élaboration de la hausse du procédé représenté figure 1. FIG. 2 schematically represents the different phases of the step for developing the rise of the method represented in FIG. 1.
L'étape schématisée par le bloc 4 de la figure 1 se décompose en fait en deux parties, une première partie d'initialisation schématisée par un bloc 41 et une seconde appelée boucle de hausse et qui fournit, à partir des valeurs initiales, une valeur corrigée de la hausse. Il est à noter que la connexion 8 de la figure 1 vient s'insérer après le bloc d'initialisation 41, à l'entrée de la boucle de hausse 42. The step shown diagrammatically by block 4 in FIG. 1 is in fact broken down into two parts, a first initialization part shown diagrammatically by a block 41 and a second called the rise loop and which provides, from the initial values, a value corrected for the increase. It should be noted that the connection 8 of FIG. 1 is inserted after the initialization block 41, at the entry of the rise loop 42.
La boucle de hausse 42 est constituée également à partir de l'algorithme ADN. Elle comporte deux boucles distinctes. Une première boucle, constituée par les éléments 43 à 46, assure le passage d'une valeur D initiale mentionnée plus haut, qui
o correspond pour la charge choisie à une valeur de la hausse voisine de la hausse optimale, à la valeur D qui est la distance entre pièce et cible. A cet effet, le bloc 43 représente l'initialisation de la boucle, la valeur courante D.The rise loop 42 is also formed from the DNA algorithm. It has two separate loops. A first loop, constituted by the elements 43 to 46, ensures the passage of an initial value D mentioned above, which
o corresponds for the chosen charge to a value of the increase close to the optimal increase, to the value D which is the distance between part and target. To this end, block 43 represents the initialization of the loop, the current value D.
étant rendue égale à la valeur initiale Do fournie par le bloc
o 41. Dans cette même boucle, il est ensuite élaboré la diffé rence dD = D - D. (bloc 44), par incréments de valeur suffisam
i I ment petite pour assurer la précision désirée. La différenceÀD. being made equal to the initial value Do provided by the block
o 41. In this same loop, the difference dD = D - D. is then worked out (block 44), in increments of sufficient value.
i I ment small to ensure the desired accuracy. The difference in.
est ensuite cumulée à la valeur D. pour former une nouvelle valeur Di+î (bloc 45). Enfin, la valeur Di+î ainsi obtenue est comparée à la valeur D (test 46) ; lorsque ces deux valeurs sont différentes, la boucle est reprise à l'entrée de l'élément 44.is then added to the value D. to form a new value Di + î (block 45). Finally, the value Di + î thus obtained is compared with the value D (test 46); when these two values are different, the loop is resumed at the input of element 44.
La deuxième boucle reçoit d'une part la grandeur AD. et d'autre part une grandeur H. précisée ci-après. Il est élaboré (bloc 47) le produit tH = D. . H. la valeur AH obtenue
i i' est, comme précédemment, dans un bloc 48, cumulée à la valeur courante H. de la hausse pour donner la nouvelle valeur
H. . I1 est à noter que la valeur Hi a été initialisée à la
i+l I valeur Ho qui correspond à la valeur D précédente. Cette
o nouvelle valeur H i+l est d'une part dirigée vers le bloc 5 de la figure 1 pour le calcul de la trajectoire et d'autre part utilisée pour l'élaboration de la grandeur aH précédente dans un bloc 49. Cette grandeur tH est une fonction de la hausse H et du dénivelé Z, pour une charge donnée.Elle est déterminée par exemple par la méthode polynomiale double, qui consiste à réaliser une approximation de la fonction sH par un polymôme du second degré en H, les coefficients de ce polyome étant euxmêmes des polymômes du second degré en Z, ces polygames étant calculés à l'aide de l'algorithme de 1'A.D.N. mentionné cidessus. Le bloc 49 reçoit donc la valeur de H fournie par le bloc 48 et l'indication de la valeur de Z. La valeur obtenue pour H. est transmise au bloc 47.The second loop receives on the one hand the quantity AD. and on the other hand a quantity H. specified below. It is developed (block 47) the product tH = D.. H. the AH value obtained
ii 'is, as before, in a block 48, accumulated at the current value H. of the increase to give the new value
H.. I1 it should be noted that the value Hi was initialized at the
i + l I Ho value which corresponds to the previous D value. This
o new value H i + l is on the one hand directed towards block 5 of FIG. 1 for the calculation of the trajectory and on the other hand used for the elaboration of the preceding quantity aH in a block 49. This quantity tH is a function of the rise H and of the difference in height Z, for a given charge. It is determined for example by the double polynomial method, which consists in making an approximation of the function sH by a second degree polymome in H, the coefficients of this polyome themselves being second degree Z-shaped polymomes, these polygams being calculated using the DNA algorithm mentioned above. Block 49 therefore receives the value of H supplied by block 48 and the indication of the value of Z. The value obtained for H. is transmitted to block 47.
Le procédé décrit ci-dessus est mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif comportant une unité de calcul comportant un ou plusieurs opérateurs arithmétiques, des mémoires, des éléments de communication avec l'utilisateur, à savoir un clavier alphanumérique pour l'entrée des données dans le dispositif et un écran de visualisation pour l'affichage des éléments de tir, ainsi qu'un dispositif d'interface entre unité de calcul et éléments d'entrée-sortie. Le dispositif comporte en outre un boîtier d'alimentation qui engendre les différentes tensions nécessaires au fonctionnement des éléments précédents. The method described above is implemented using a device comprising a calculation unit comprising one or more arithmetic operators, memories, elements of communication with the user, namely an alphanumeric keyboard for the data entry into the device and a display screen for displaying the firing elements, as well as an interface device between the calculation unit and the input-output elements. The device further comprises a power supply unit which generates the different voltages necessary for the operation of the above elements.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |