FR2618218A1 - SENSOR. - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un capteur 11 destiné à la détection de cibles, en particulier pour munitions à fusée chercheuse. Il doit être conçu pour permettre un écartement de l'angle d'aspect de son axe de détection 16.2 par rapport à l'axe 16.1 du système de référence, facile à réaliser et pouvant être établi avec stabilité. Le capteur 11 est retenu par un dispositif de pivotement coaxial 19 qui comporte des parties pivotantes 19.1, 19.2 pouvant tourner l'une par rapport à l'autre suivant un plan de séparation incliné commun 20. En faisant tourner l'une des parties 19.2 par rapport à l'autre (19.1), l'axe de détection (16.2) dévie par rapport à l'axe de référence 16.1; et en faisant tourner l'autre partie 19.1 par rapport au système ou par rapport à la partie fixe du capteur 11, on fait tourner l'axe de détection 16.2 autour de l'axe de référence 16.1 en tant que génératrice d'une surface latérale de cône.The invention relates to a sensor 11 intended for the detection of targets, in particular for searcher rocket munitions. It must be designed to allow a separation of the aspect angle of its detection axis 16.2 from the axis 16.1 of the reference system, easy to achieve and can be established with stability. The sensor 11 is retained by a coaxial pivoting device 19 which comprises pivoting parts 19.1, 19.2 which can rotate with respect to one another along a common inclined separation plane 20. By rotating one of the parts 19.2 by relative to the other (19.1), the detection axis (16.2) deviates from the reference axis 16.1; and by rotating the other part 19.1 with respect to the system or with respect to the fixed part of the sensor 11, the detection axis 16.2 is rotated around the reference axis 16.1 as a generator of a side surface cone.

Description

La présente invention concerne un capteur de détection de cibles, enThe present invention relates to a target detection sensor, in

particulier pour munition àparticular for ammunition to

fusée chercheuse.research rocket.

On connaît de tels capteurs, par exemple par la DE-A-33 23 519 ou par la DE-A-33 26 876. Ils servent à l'acquisition de cibles définies par réception de réflexions ou de rayonnements propres provenant d'une zone de cible et leur traitement pour la détection de cible vraie. Lorsqu'une cible à attaquer est détectée, la mise de cap sur la cible et/ou un allumage est déclenché. Dans ce contexte, l'invention concernes en particulier, des capteurs-de type décrit précédemment, pour une munition à fusée chercheuse, o les capteurs sont disposés, pour l'obtention du signal d'allumage, fixement par rapport à la direction d'action du point de vue de la technique des munitions (à peu près dans  Such sensors are known, for example from DE-A-33 23 519 or from DE-A-33 26 876. They are used for the acquisition of targets defined by reception of reflections or own radiation coming from an area and their processing for true target detection. When a target to attack is detected, heading for the target and / or an ignition is triggered. In this context, the invention relates in particular to sensors of the type described above, for a research rocket ammunition, where the sensors are arranged, for obtaining the ignition signal, fixedly with respect to the direction of action from the point of view of ammunition technique (roughly in

la direction du tir d'une charge formant projectile).  the direction of fire of a projectile charge).

L'invention a pour objet de donner une possibilité, facilement réalisable, de manipulation facile et de fonctionnement sûr, d'orienter l'axe de détection d'un capteur par rapport à un axe d'un système ou un axe de référence, pouvant être l'axe de détection d'un autre capteur coopérant avec ce capteur au cours du traitement du signal ou l'axe de détection correspondant à la technique des munitions. En effet, il s'est avéré qu'un réglage fin des axes de détection l'un par rapport à l'autre a une influence sensible sur la probabilité de coup au but d'une munition équipée de tels capteurs et permet en même temps une amélioration considerable au-delà des résultats théoriques (résultant du traitement du signal et de la combinaison logique des informations). Il faut en fait pour cela une possibilité de variation sensible de l'axe de détection du capteur et ensuite un blocage stable du positionnement, même vis-à-vis des contraintes qui peuvent se présenter, par exemple, lors du tir d'une munition pourvue d'un tel capteur à partir d'une arme à tube. Pour atteindre cet objectif, on prévoit entre au moins une partie du capteur et le support du capteur un dispositif de pivotement qui comporte des élements pivotants pouvant tourner l'un par rapport à l'autre  The object of the invention is to give an easily achievable possibility of easy handling and safe operation of orienting the detection axis of a sensor relative to an axis of a system or a reference axis, which can be the detection axis of another sensor cooperating with this sensor during signal processing or the detection axis corresponding to the ammunition technique. Indeed, it has been found that fine adjustment of the detection axes with respect to each other has a significant influence on the probability of a hit to the goal of a munition equipped with such sensors and at the same time allows a considerable improvement beyond the theoretical results (resulting from signal processing and the logical combination of information). This requires in fact a possibility of appreciable variation of the axis of detection of the sensor and then a stable blocking of the positioning, even with respect to the stresses which may arise, for example, when firing an ammunition provided with such a sensor from a tube weapon. To achieve this objective, a pivoting device is provided between at least part of the sensor and the sensor support which comprises pivoting elements which can rotate relative to each other.

suivant un plan de séparation incliné commun.  following a common inclined separation plane.

Selon cette solution, on peut, par exemple, faire tourner l'axe de détection d'un capteur par rapport à l'axe de détection ou l'axe de référence, du point de vue de la technique des munitions, en laissant une partie du capteur fixe par rapport au système, tandis qu'on fait tourner une autre partie du capteur au moyen de ce dispositif par rapport à la partie mentionnée en premier lieu et, par suite, à l'axe du système. L'élément pivotant peut être le système optique de rayonnement (ou une partie de celui-ci) d'un capteur à infrarouge, dont les éléments de détection sont fixes par rapport au système, ou l'antenne (ou une partie des réflecteurs d'antenne) d'un capteur à ondes millimétriques dont le guide des ondes est fixe par rapport au système. Lorsque le système de munition est pourvu de plusieurs capteurs, on peut rattacher à chaque capteur un dispositif de pivotement pour pouvoir non seulement prescrire un angle d'inclinaison par rapport & l'axe de détection de la munition, mais également établir aussi des différences faibles mais définies entre les directions de détection des capteurs. Cela permet de garantir la visée en avant du but qui est nécessaire pour le traitement des informations obtenues au moyen des divers capteurs à partir de l'environnement de la cible, ainsi que pour le déclenchement et le franchissement de la distance de la section active de la tête offensive, après la détection d'une cible vraie, sur la base des données cinématiques du système de munition par rapport à la  According to this solution, it is possible, for example, to rotate the detection axis of a sensor relative to the detection axis or the reference axis, from the point of view of ammunition technique, leaving a portion of the sensor fixed relative to the system, while another part of the sensor is rotated by means of this device with respect to the part mentioned first and, consequently, to the axis of the system. The pivoting element may be the optical radiation system (or a part thereof) of an infrared sensor, the detection elements of which are fixed relative to the system, or the antenna (or a part of the reflectors of 'antenna) of a millimeter wave sensor whose waveguide is fixed relative to the system. When the ammunition system is provided with several sensors, a pivoting device can be attached to each sensor so as not only to be able to prescribe an angle of inclination relative to the detection axis of the ammunition, but also to establish small differences. but defined between the directions of detection of the sensors. This makes it possible to guarantee the aiming ahead of the goal which is necessary for the processing of the information obtained by means of the various sensors from the environment of the target, as well as for the triggering and the crossing of the distance of the active section of the offensive head, after detecting a true target, based on the kinematics of the ammunition system compared to the

cible à acquérir.target to acquire.

Il est indifférent de faire pivoter au moyen du dispositif de pivotement, comme on l'a décrit, une partie du capteur ou la totalité du capteur par rapport à l'axe de référence, pour obtenir le décalage mutuel souhaité des directions de détection, il suffit dans chaque cas d'établir la direction souhaitée par rotation relative des deux parties du dispositif de pivotement. L'ajustement suivant deux axes perpendiculaires ne peut alors certes pas être effectué avec indépendance mutuelle, mais cela n'est pas non plus indispensable pour les exigences pratiques, du fait qu'un tel ajustement n'est effectuer qu'une seule 2È fois en tant que réglage final. D'autre part, on obtient avec un tel dispositif de pivotement une structure extrêmement peu encombrante et pouvant subir des contraintes mécaniques extrêmes, du fait que les deux parties du dispositif de pivotement peuvent être superposées sur une surface relativement grande le long du plan de séparation oblique en direction de l'axe du système (et, par suite, en direction d'une contrainte d'accélération), dans toute position d'inclinaison de leurs surfaces extérieures, et peuvent être bloquées axialement l'une par rapport à l'autre dans la position  It is indifferent to rotate by means of the pivoting device, as described, part of the sensor or the entire sensor relative to the reference axis, to obtain the desired mutual offset of the directions of detection, it it suffices in each case to establish the desired direction by relative rotation of the two parts of the pivoting device. Adjustment along two perpendicular axes can therefore certainly not be carried out with mutual independence, but this is also not essential for practical requirements, since such an adjustment is only made once in 2E as a final adjustment. On the other hand, with such a pivoting device, an extremely space-saving structure which can be subjected to extreme mechanical stresses is obtained, since the two parts of the pivoting device can be superimposed on a relatively large surface along the separation plane. oblique towards the axis of the system (and, consequently, towards an acceleration stress), in any position of inclination of their external surfaces, and can be locked axially with respect to the other in position

angulaire finale.final angular.

D'autres variantes, caractéristiques, dévelop-  Other variants, characteristics, development

pements et avantages de l'invention ressortiront de la  pements and advantages of the invention will emerge from the

description qui va suivre d'un exemple de réalisation  description which follows of an exemplary embodiment

de l'invention, représenté sur le dessin annexé se limitant à l'essentiel et respectant approximativement l'échelle, dont: la figure 1 est une coupe longitudinale axiale d'un capteur à ondes millimétrique dans l'orientation coaxiale de référence, et la figure 2 est une représentation, à échelle agrandie par rapport & la figure 1, du dispositif de  of the invention, shown in the appended drawing limiting itself to the essentials and approximately respecting the scale, of which: FIG. 1 is an axial longitudinal section of a millimeter wave sensor in the coaxial reference orientation, and the Figure 2 is a representation, on an enlarged scale with respect to Figure 1, of the

pivotement du capteur selon la figure 1.  pivoting of the sensor according to figure 1.

Pour l'exemple de réalisation d'un capteur 11 représenté, il s'agit d'un capteur à ondes millimétriques actif (radar) ou passif (radiomètre) & structure dite de Cassegrain donc comportant un guide d'ondes 12 dirigé vers un réflecteur secondaire convexe 13.8 qui est positionné, au moyen d'un support 14, à peu près au foyer résultant d'un réflecteur principal concave 13.9 de plus grande étendue radiale. Un support cylindrique creux 15 du réflecteur définit l'axe de référence 16.1 du système. Dans l'exemple présent, le guide d'ondes 12 est monté fixement coaxialement à cet axe de référence 16.1; les montages à haute fréquence et de traitement placés derrière le support de capteur , raccordés au guide d'ondes 12, et éventuellement une tête offensive à charge creuse, ne sont pas  For the embodiment of a sensor 11 shown, it is an active millimeter wave sensor (radar) or passive (radiometer) & so-called Cassegrain structure therefore comprising a waveguide 12 directed towards a reflector secondary convex 13.8 which is positioned, by means of a support 14, roughly at the focal point resulting from a concave main reflector 13.9 of greater radial extent. A hollow cylindrical support 15 of the reflector defines the reference axis 16.1 of the system. In the present example, the waveguide 12 is fixedly mounted coaxially with this reference axis 16.1; the high frequency and processing circuits placed behind the sensor support, connected to the waveguide 12, and possibly an offensive head with a hollow charge, are not

représentés davantage sur le dessin.  shown more in the drawing.

Le capteur 11il est orienté vers l'avant dans la direction de détection 17; cela veut dire qu'il reçoit l'énergie radiante provenant de la direction opposée à cette direction 17 pour pouvoir en tirer certaines informations (par exemple sur l'environnement en aval ou la détection instantanée d'une cible recherchée) et les traiter, par exemple, pour engendrer une  The sensor 11il is oriented forward in the detection direction 17; this means that it receives radiant energy from the direction opposite to this direction 17 in order to be able to extract certain information therefrom (for example on the downstream environment or the instant detection of a desired target) and process it, by example, to generate a

information d'amorçage.boot information.

Selon la coopération avec d'autres dispositifs orientés coaxialement ou parallèlement à l'axe de référence 16.1 du système (tels que d'autres capteurs ou une tête offensive à orientation directionnelle), on peut régler certains angles d'aspect de l'axe de détection relativement faibles par rapport à la direction de détection 17, ou à l'axe de référence 16.1, pour que, par exemple, des dispositifs disposés axialement, parallèlement à la direction de détection 17 détectent à l'avance, selon les données trigonométriques, le même point, pour garantir des marges de temps suffisantes (par exmple pour le traitement des signaux ou pour le franchissement de la distance par un projectile tiré) entre la détection successive de ce point par le capteur 11 d'abord, et d'autres dispositifs ensuite. Pour cela, il faut une possibilité de réglage de chaque axe de détection 16.2 par rapport à l'axe de référence 16.1, donc une possibilité de rotation de l'axe de détection 16.2 autour d'au moins deux axes transversaux perpendiculaires entre eux. Lorsque, pour un agrégat correspondant au capteur 11 selon la figure 1, le guide d'ondes 12 est disposé fixement par rapport à l'axe de référence 16.1, la rotation de l'axe de détection 16.2 est effectuée par un pivotement correspondant de l'un au moins des- réflecteurs 13. Dans l'exemple représenté, les bords 18 du support de réflecteur secondaire tronconique 14 et du réflecteur principal en forme de coque 13.9 sont reliés directement l'un à l'autre, de sorte que la rotation de l'axe de détection 16..2 est effectuée par pivotement de l'ensemble du système  Depending on the cooperation with other devices oriented coaxially or parallel to the reference axis 16.1 of the system (such as other sensors or an offensive head with directional orientation), it is possible to adjust certain aspect angles of the axis of relatively weak detection compared to the detection direction 17, or to the reference axis 16.1, so that, for example, devices arranged axially, parallel to the detection direction 17 detect in advance, according to the trigonometric data, the same point, to guarantee sufficient time margins (for example for signal processing or for the crossing of the distance by a fired projectile) between the successive detection of this point by the sensor 11 first, and others devices next. For this, there is a possibility of adjustment of each detection axis 16.2 relative to the reference axis 16.1, therefore a possibility of rotation of the detection axis 16.2 around at least two transverse axes perpendicular to each other. When, for an aggregate corresponding to the sensor 11 according to FIG. 1, the waveguide 12 is fixedly positioned relative to the reference axis 16.1, the rotation of the detection axis 16.2 is effected by a corresponding pivoting of the at least one of the reflectors 13. In the example shown, the edges 18 of the frustoconical secondary reflector support 14 and of the main shell-shaped reflector 13.9 are connected directly to each other, so that the rotation of the detection axis 16..2 is carried out by pivoting the whole system

réflecteur 13 du support de capteur 15.  reflector 13 of the sensor support 15.

Pour effectuer cette orientation, un dispositif de pivotement 19 en plusieurs parties, en deux parties dans le présent exemple de réalisation, est disposé coaxialement entre la partie de capteur réglable (donc ici le système réflecteur 13) et le support de capteur 15. Il comprend une partie de référence 19.1 située du côté du support de capteur 15 et -une partie active 19.2 placée devant dans la direction de détection 17, qui peuvent tourner l'une par rapport à l'autre suivant un plan de séparation commun 20 qui s'étend sensiblement orthogonalement aux axes 16, mais n'est pas orthogonal ni à l'axe de référence 16.1, ni à l'axe de détection 16.2. Dans le positionnement représenté sur la figure 1 et la figure 2, la surface de référence 21.1 pouvant être fixée au support de capteur 15 s'étend parallèlement à la surface active 21.2 opposée, portant les bord de réflecteur 18,' de sorte que, dans cette position du dispositif de pivotement 19, l'axe de détection 16.2 coïncide avec l'axe de référence 16.1, la direction de détection 17 étant donc coaxiale à l'axe du système. Si alors on fait tourner une partie pivotante 19.2 par rapport à l'autre partie pivotante 19.1 suivant le plan de séparation 20, il résulte de cette géométrie une déviation latérale de la direction de l'axe de détection 16.2 d'un côté de l'axe commun initial 16; et si l'on fait tourner l'autre partie pivotante (donc dans ce cas 19.1) autour de l'axe de référence 16.1, l'axe de détection 16.2 décrit la génératrice d'une surface latérale conique, le sommet du cône se trouvant au point de traversée 22 des axes 16 du plan de séparation oblique 20. L'angle de déviation ou de cône maximum et, par suite, la sensibilité de réglage est donc déterminée par l'inclinaison du plan de séparation 20 par rapport à l'axe de référence 16.1. En raison de la faible inclinaison du plan de séparation, le réglage se bloque automatiquement. Les deux parties du dispositif de pivotement 19 ne doivent pas être, comme on l'a représenté, de forme cylindrique creuse, mais de forme annulaire. Avec cette conformation, il convient cependant dans tous les cas, comme on en a tenu compte sur la figure 2, de former dans les surfaces de paroi extérieure 23, des éléments d'appuis 24 (tels que des encoches) pour placer des clés à ergot (non représentées sur le dessin) pour faire tourner mutuellement les parties pivotantes 19.1, 19.2. Un guidage de rotation est réalisé, de façon appropriée, au moyen de boulons 25 fixés axialement parallèlement dans le support de capteur 15, qui s'engagent dans des fentes de guidage en forme d'arcs de cercle concentriques 26 pratiquées dans les parties piyotantes 19.1, 19.2. La longueur d'arc de ces fentes 26.détermine donc alors l'angle de rotation possible entre les parties pivotantes 19.1, 19. 2, et, par suite, l'excursion maximale de l'axe de détection 16.2 par  To effect this orientation, a pivoting device 19 in several parts, in two parts in the present embodiment, is arranged coaxially between the adjustable sensor part (therefore here the reflector system 13) and the sensor support 15. It comprises a reference part 19.1 located on the side of the sensor support 15 and an active part 19.2 placed in front in the detection direction 17, which can rotate relative to each other along a common separation plane 20 which s extends substantially orthogonally to the axes 16, but is not orthogonal to the reference axis 16.1 or to the detection axis 16.2. In the positioning shown in FIG. 1 and FIG. 2, the reference surface 21.1 which can be fixed to the sensor support 15 extends parallel to the opposite active surface 21.2, carrying the edges of the reflector 18, so that, in this position of the pivoting device 19, the detection axis 16.2 coincides with the reference axis 16.1, the detection direction 17 therefore being coaxial with the axis of the system. If then a pivoting part 19.2 is rotated relative to the other pivoting part 19.1 along the separation plane 20, this geometry results in a lateral deviation from the direction of the detection axis 16.2 on one side of the initial common axis 16; and if the other pivoting part is rotated (therefore in this case 19.1) around the reference axis 16.1, the detection axis 16.2 describes the generator of a conical lateral surface, the apex of the cone being at the crossing point 22 of the axes 16 of the oblique separation plane 20. The maximum deflection or cone angle and, consequently, the adjustment sensitivity is therefore determined by the inclination of the separation plane 20 relative to the reference axis 16.1. Due to the small inclination of the separation plane, the adjustment is blocked automatically. The two parts of the pivoting device 19 should not be, as shown, of hollow cylindrical shape, but of annular shape. With this configuration, it is however appropriate in all cases, as has been taken into account in FIG. 2, to form in the outer wall surfaces 23, support elements 24 (such as notches) for placing keys to lug (not shown in the drawing) for rotating the pivoting parts 19.1, 19.2. Rotational guidance is carried out, as appropriate, by means of bolts 25 fixed axially parallel in the sensor support 15, which engage in guide slots in the form of concentric arcs of a circle 26 formed in the pivoting parts 19.1 , 19.2. The arc length of these slots 26 therefore therefore determines the possible angle of rotation between the pivoting parts 19.1, 19.2, and, consequently, the maximum excursion of the detection axis 16.2 by

rapport à l'axe de référence 16.1.  relation to the reference axis 16.1.

Lorsque les boulons 25 sont les parties filetées boulons à tête 27, ils peuvent servir subséquemment, en plus de cette fonction de guidage, & la fixation de la -position relative des parties pivotantes 19.1, 19.2 et, par suite, de l'axe de détection ajusté 16.2 par rapport à l'axe de référence 16.1. Pour ne pas détériorer, ou déformer, lors de cette fixation axiale, les bords 18 des réflecteurs 13 ou de leur support 14, les boulons à tête 27 sont, de préférence, comme on l'a représenté, serrés par l'intermédiaire d'une rondelle  When the bolts 25 are the threaded parts of the head bolts 27, they can be used subsequently, in addition to this guiding function, to fix the relative position of the pivoting parts 19.1, 19.2 and, consequently, of the axis of adjusted detection 16.2 with respect to the reference axis 16.1. In order not to damage or deform, during this axial fixing, the edges 18 of the reflectors 13 or of their support 14, the head bolts 27 are preferably, as shown, tightened by means of a washer

d'appui 28 sous-jacente.support 28 underlying.

REVEIDICATIONSREVEIDICATIONS

1. - Capteur (11) destiné à la détection de cibles, en particulier pour munitions à fusée chercheuse, caractérisé en ce qu'il est prévu entre au moins une partie du capteur (système réflecteur 13) et le support de capteur (15) un dispositif de pivotement (19) qui comporte des parties pivotantes (19.1, 19.2) pouvant tourner l'une par rapport à l'autre suivant un  1. - Sensor (11) intended for the detection of targets, in particular for research rocket ammunition, characterized in that it is provided between at least a part of the sensor (reflector system 13) and the sensor support (15) a pivoting device (19) which comprises pivoting parts (19.1, 19.2) which can rotate with respect to one another in a

plan de séparation incliné commun (20).  common inclined separation plane (20).

2. - Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des parties pivotantes (19.1) a un axe dirigé concentriquement ou  2. - Sensor according to claim 1, characterized in that one of the pivoting parts (19.1) has an axis directed concentrically or

parallèlement a l'axe de référence (16.1) du système.  parallel to the reference axis (16.1) of the system.

3. - Capteur selon l'une quelconque des  3. - Sensor according to any one of

revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le  claims 1 and 2, characterized in that the

dispositif de pivotement (19) est réalisé sous la forme d'un anneau divisé le long du plan de séparation  pivoting device (19) is in the form of a ring divided along the separation plane

oblique (20) entourant au moins une partie du capteur.  oblique (20) surrounding at least part of the sensor.

4. - Capteur - selon l'une quelconque des  4. - Sensor - according to any one of

revendications précédentes, caractérisé en ce que les  previous claims, characterized in that the

parties pivotantes (19.1, 19.2) comportent des fentes (26) en arc, concentriques à leurs axes (16), dans lesquelles s'engagent des boulons de guidage (25)  pivoting parts (19.1, 19.2) have arcuate slots (26), concentric with their axes (16), into which guide bolts (25) engage

maintenus en position fixe par rapport au système.  maintained in a fixed position relative to the system.

5. - Capteur selon l'une quelconque des  5. - Sensor according to any one of

revendications précédentes, caractérisé en ce que les  previous claims, characterized in that the

surfaces de paroi extérieures <23) des parties pivotantes (19.1, 19.2) comportent des éléments d'appui  external wall surfaces <23) of the pivoting parts (19.1, 19.2) have supporting elements

(24) pour l'application d'outils de déplacement.  (24) for the application of displacement tools.

6. - Capteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les boulons (25) sont réalisés  6. - Sensor according to claim 4, characterized in that the bolts (25) are made

sous la forme de boulons de serrage à tête (27).  in the form of head tightening bolts (27).

7. - Capteur selon l'une quelconque des  7. - Sensor according to any one of

revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il  previous claims, characterized in that it

comporte un guide d'ondes millimétriques (12) fixe. par rapport au système et un système réflecteur (13) retenu par le dispositif de pivotement (19) pouvant tourner  comprises a fixed millimeter wave guide (12). relative to the system and a reflector system (13) retained by the pivoting device (19) which can rotate

par rapport à lui.relative to.

8. - Capteur selon l'une quelconque des  8. - Sensor according to any one of

revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il  previous claims, characterized in that it

comporte des détecteurs opto-électroniques ou & infrarouge fixes par rapport au système et un système optique de rayonnement retenu par le dispositif de  includes opto-electronic or infrared detectors fixed relative to the system and an optical radiation system retained by the

pivotement (19), pouvant tourner par rapport à liui.  pivot (19), rotatable relative to liui.

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