FR2897423A1

FR2897423A1 - Dispositif de compensation de la trainee aerodynamique d'un systeme d'arme

Info

Publication number: FR2897423A1
Application number: FR0601300A
Authority: FR
Inventors: Jean Luc Hasler
Original assignee: Giat Industries SA
Current assignee: KNDS FRANCE, FR
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-08-17
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: FR2897423B1

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de compensation de la traînée aérodynamique d'un système d'arme (4) embarqué sur une plate-forme (1). Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moyen récepteur (10) soumis tout comme le système d'arme (4) à une traînée aérodynamique et qui est relié à un moyen inverseur mécanique (11) permettant de communiquer à un arbre (12) de pivotement du système d'arme un couple de sens opposé au couple engendré par la traînée aérodynamique du système d'arme (4) et permettant de compenser ainsi au moins partiellement cette traînée.

Description

1 Le domaine technique de l'invention est celui des systèmes d'armes

embarqués sur des plate-formes, et en particulier des plate- formes mobiles, et notamment celui des systèmes d'armes emportés par un aéronef tel un hélicoptère.

Il est connu de disposer des système d'armes au niveau de portes latérales (ou sabords) d'hélicoptères. Ces systèmes d'arme comportent habituellement une potence portant l'arme et montée pivotante par rapport à la cabine de l'hélicoptère. La potence permet de faire passer l'arme d'une position de vol dans laquelle l'arme se trouve à l'intérieur de la cabine à une position d'emploi dans laquelle l'arme sort de la cabine par une ouverture latérale. Le brevet US6564690 décrit un tel type de plate-forme mobile.

Généralement ces systèmes d'armes sont mis en oeuvre par un tireur placé dans la cabine. Le tireur manoeuvre l'arme de façon à la pointer sur une cible potentielle. L'arme qui sort de la cabine de l'hélicoptère est soumise à des efforts aérodynamiques importants.

Ces efforts rendent difficile la mise en œuvre de l'arme et notamment le pointage sur une cible. Il a été proposé d'utiliser des compensateurs d'efforts à base de vérins électriques, hydrauliques ou pneumatiques. Cependant ces compensateurs exercent sur le système d'arme un effort constant ce qui n'est pas le cas de l'effort aérodynamique qu'ils doivent compenser. La compensation d'efforts d'origine aérodynamique peut également être nécessaire pour d'autres types de plate-formes, par exemple pour les plate-formes portées par des véhicules terrestres ou des navires. Cette compensation peut également être utile pour des plate-formes fixes soumises à un écoulement aérodynamique important (vent de forte amplitude). 2 L'invention a pour but de proposer un dispositif permettant de pallier de tels inconvénients. Ainsi l'invention propose des moyens permettant de compenser au moins partiellement les efforts aérodynamiques auxquels est soumise une arme tirée à partir d'une ouverture latérale d'un aéronef tel un hélicoptère. Ces moyens sont de structure simple et assurent un niveau de compensation qui s'adapte automatiquement à l'effort à compenser. Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de compensation de la traînée aérodynamique d'un système d'arme embarqué sur une plate-forme, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moyen récepteur soumis tout comme le système d'arme à une traînée aérodynamique et qui est relié à moyen inverseur mécanique permettant de communiquer à un arbre de pivotement du système d'arme un couple de sens opposé au couple engendré par la traînée aérodynamique du système d'arme et permettant de compenser ainsi au moins partiellement cette traînée. Selon un mode particulier de réalisation, le moyen 20 récepteur pourra comporter au moins une palette solidaire d'une tige. Le moyen inverseur pourra présenter un rapport de réduction différent de un. Alternativement, le moyen inverseur pourra présenter un 25 rapport de réduction sensiblement égal à un. Le moyen inverseur pourra être débrayable. Selon un mode particulier de réalisation, la tige pourra être articulée de façon à permettre un repli de la palette. Selon un autre mode de réalisation la tige pourra être 30 télescopique de façon à permettre un repli de la palette. L'arbre de pivotement relié au moyen inverseur pourra être un arbre permettant un positionnement du système d'arme en gisement. 3 L'arbre de pivotement relié au moyen inverseur pourra être un arbre permettant un positionnement du système d'arme en site. 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 annexés et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un armement de sabord d'un aéronef, armement équipé d'un dispositif de 10 compensation de traînée selon l'invention, - la figure 2 est une vue agrandie de la liaison entre le dispositif selon l'invention et le système d'arme, - les figures 3a et 3b sont deux vues montrant le système d'arme et le dispositif dans leurs positions de débattement 15 latéral extrêmes, - la figure 4 est une vue de dessus simplifiée et en coupe partielle montrant un système d'arme équipé d'un dispositif de compensation de traînée selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, 20 - les figures 5a et 5b sont deux vues montrant ce deuxièmes mode dans les positions de débattement latéral extrêmes du système d'arme, - la figure 6 est une vue analogue à la figure 4 mais montrant le repli du bras portant la palette, 25 - la figure 7 est une vue analogue à la figure 4 mais montrant un autre mode de réalisation d'un bras portant la palette. La figure 1 montre de façon schématique une plate-forme mobile 1 (par exemple un hélicoptère) qui possède une 30 ouverture latérale 2 (ou sabord) pouvant être fermée par une porte coulissante 3. Cette plate-forme embarque un système d'arme 4, qui est ici un canon de moyen calibre (calibre inférieur à 45 mm) fixé sur un bras pivotant 5 portant une fourche 6. 4 La fourche 6 portant le système d'arme 4 est solidaire d'un arbre 12 qui pivote sur un manchon 13 solidaire du bras 5. Le pivotement se fait ainsi autour d'un axe géométrique 7 sensiblement vertical par rapport au bras 5 pour permettre un pointage en gisement du système d'arme 4. Le bras 5 pour sa part est fixé sur un support (non représenté sur cette figure) qui est solidaire du plancher 8 de la plate-forme 1. Le bras 5 pivote par rapport à ce support autour d'un axe parallèle à l'axe 7 de façon à permettre le repli du système d'arme 4 à l'intérieur de la plate-forme 1. D'une façon classique le système d'arme 4 pivote également par rapport à la fourche 6 autour de tourillons 9 de façon à permettre un pointage en site de l'arme.

Un tel système d'arme est bien connu. Il est embarqué à l'abri à l'intérieur de la plate-forme au cours des phases d'approche et, en cas de besoin, il peut être déployé au travers du sabord 2 pour permettre le tir. Un des inconvénients de ce système d'arme est que des efforts aérodynamiques s'exercent sur le tube de l'arme lors du déplacement de la plate-forme. Il en résulte un couple de pivotement autour de l'axe 7 que le tireur est obligé de compenser en permanence. Ce couple est par ailleurs dépendant de la vitesse d'évolution de la plate-forme et des conditions météorologiques. Conformément à l'invention on prévoit un dispositif permettant de compenser cette traînée aérodynamique. Ce dispositif comporte un moyen récepteur de l'écoulement aérodynamique externe. Ce récepteur est donc soumis tout comme le système d'arme 4 à une traînée aérodynamique lors des évolutions de la plate-forme 1. Ce moyen récepteur 10 comporte ici une palette aérodynamique l0a qui est solidaire d'une tige 14.

La tige 14 est reliée à un moyen inverseur mécanique 11 qui permet de communiquer au système d'arme, au niveau de l'arbre 12, un couple autour de l'axe de pivotement 7 qui est sensiblement égal mais de sens opposé au couple engendré par 5 la traînée aérodynamique du système d'arme 4 lui-même. La figure 2 montre de façon plus précise le moyen inverseur 11. La tige 14 est montée pivotante par rapport au bras 5 sur un axe 15 fixé entre deux plaques 16a, 16b soudées au bras 5. La tige 14 entraîne ainsi en rotation un premier pignon 17 qui engrène sur un deuxième pignon 18 solidaire de l'arbre 12 lié à la fourche 6. On a représenté ici deux pignons 17 et 18 de même diamètres. Le rapport de réduction est donc de 1 et le moyen 11 joue simplement le rôle d'inverseur de couple.

Il est bien entendu possible de donner un rapport de réduction à ce moyen inverseur pour, par exemple, créer avec une palette 10 de dimensions réduite un couple relativement important et pouvant compenser au moins partiellement celui exercé par l'arme 4 elle-même.

On préférera cependant un rapport de réduction sensiblement égal à un de façon à obtenir des déplacements angulaires comparables pour la tige 14 et le tube de l'arme 4. L'Homme du Métier définira aisément les différents éléments (dimensions et formes de la palette 10, rapport de réduction de l'inverseur 11) pour assurer une compensation d'un niveau souhaité de la traînée aérodynamique qui s'exerce sur le système d'arme. On pourra par ailleurs jouer sur les dimensions et formes de la palette 10 pour obtenir au niveau de l'ensemble tige 14 / palette 10 un effort de traînée qui génère un couple qui soit sensiblement égal à celui reçu par le tube de l'arme mais avec une longueur de tige inférieure. Ainsi le choix d'une tige 14 longue conduira à adopter une palette de 6 dimensions réduites alors que le choix d'une tige 14 courte conduit à élargir la palette 10. On notera qu'il n'est pas nécessaire de compenser parfaitement le couple aérodynamique qui s'exerce sur le système d'arme mais qu'il suffit de le réduire d'au moins 70% pour que la manœuvre de l'arme par le tireur soit facilitée. On notera que, grâce à l'invention, il n'est pas nécessaire de mettre en oeuvre des moyens complexes tels que moteurs et capteurs d'efforts pour assurer une compensation de la traînée aérodynamique. Le dispositif selon l'invention assure une compensation purement mécanique qui suit naturellement et sans capteurs les fluctuations du courant aérodynamique liées à la météorologie et aux évolutions de la plate-forme.

Les figures 3a et 3b montrent le système d'arme 4 dans ses positions extrêmes de débattement latéral. On voit que grâce à l'inverseur 11, les mouvements angulaires autour de l'axe 7 du système d'arme 4 et de la tige 14 portant la palette 10 sont inversés.

Les figures 4, 5a et 5b permettent de visualiser le support 19 qui est fixé au plancher 8 de la plate-forme 1 et par rapport auquel pivote le bras 5 pour permettre le repli du système d'arme 4 à l'intérieur de la plate-forme 1. Ces figures montrent également un autre mode de réalisation de l'invention, mode dans lequel la tige 14 est articulée de façon à permettre un repli de la palette 10. La tige comporte ainsi deux parties 14a et 14b reliées par une articulation 20. L'articulation 20 comporte un moyen de verrouillage (non représenté) qui permet d'assurer le maintien de la tige 14 dans la position déployée représentée sur les figures. Ce mode de réalisation permet de réduire l'encombrement du dispositif notamment lorsque le système d'arme est replié à l'intérieur de la plate-forme 7 La figure 6 montre ainsi le bras 14 partiellement replié, avant rentrée du système d'arme à l'intérieur de la plate-forme 1. Afin de faciliter la rentrée du système d'arme on prévoira également un moyen permettant de débrayer le dispositif inverseur 11, par exemple un moyen levier solidaire de la fourche 6 et permettant de déplacer le pignon 18 par rapport au pignon 17. Une telle disposition permet d'assurer le pivotement du système d'arme 4 par rapport au bras 5 sans que la tige 14 ne se trouve également entraînée. On facilite ainsi le rangement du système d'arme à l'intérieur de la plate-forme. Le moyen de débrayage permet aussi de désactiver le dispositif de compensation de traînée en cas de besoin.

La figure 7 montre une autre variante de l'invention dans laquelle la tige 14 est télescopique et formée de plusieurs tronçons coulissant les uns dans les autres. Ce mode de réalisation permet lui aussi de faciliter le repli du dispositif.

D'un point de vue fabrication on pourra réaliser la palette 10 et le bras 14 en matériaux légers tels qu'en alliages d'aluminium ou bien en matériaux composites. La description qui précède a montré différents modes de réalisation d'un dispositif permettant de compenser un couple aérodynamique gênant un pointage de l'arme en gisement (pivotement autour de l'axe sensiblement vertical 7). A titre de variante il est bien entendu possible de concevoir un dispositif selon l'invention permettant de compenser au moins partiellement un couple gênant le pointage de l'arme en site (pivotement autour de l'axe des tourillons 9) . En effet les efforts aérodynamiques reçus par l'arme ont une composante qui engendre un couple autour de l'axe sensiblement horizontal des tourillons.

8 L'Homme du Métier adaptera aisément l'invention à ce type de compensation. Il suffira de prévoir un autre bras portant une palette aérodynamique et couplé à un moyen inverseur assurant un pivotement de l'arme autour des tourillons 9 et avec un couple qui sera opposé au couple issu des efforts aérodynamiques s'exerçant sur l'arme. On pourra ainsi en fonction des contraintes d'emploi opérationnel définir un système d'arme comportant deux dispositifs de compensations de traînée, un dispositif de compensation en site et un dispositif de compensation en gisement. Comme cela a déjà été précisé dans le préambule, il est possible de mettre en œuvre l'invention pour des systèmes d'armes portés par des plate-formes terrestres, navales ou bien encore par des plate-formes fixes mais soumises à un vent violent.

Claims

REVENDICATIONS

1- Dispositif de compensation de la traînée aérodynamique d'un système d'arme (4) embarqué sur une plate-forme (1), dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moyen récepteur (10) soumis tout comme le système d'arme (4) à une traînée aérodynamique et qui est relié à moyen inverseur mécanique (11) permettant de communiquer à un arbre (12) de pivotement du système d'arme (4) un couple de sens opposé au couple engendré par la traînée aérodynamique du système d'arme et permettant de compenser ainsi au moins partiellement cette traînée.

2- Dispositif de compensation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen récepteur comporte au moins 15 une palette (10) solidaire d'une tige (14).

3- Dispositif de compensation selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen inverseur (11) présente un rapport de réduction différent de un.

4- Dispositif de compensation selon une des revendi- 20 cations 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen inverseur (11) présente un rapport de réduction sensiblement égal à un.

5- Dispositif de compensation selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen inverseur (11) est débrayable. 25

6- Dispositif de compensation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige (14) est articulée de façon à permettre un repli de la palette (10).

7- Dispositif de compensation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige (14) est télescopique de façon 30 à permettre un repli de la palette (10).

8- Dispositif de compensation selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'arbre de pivotement relié au moyen inverseur (11) est un arbre permettant un positionnement du système d'arme (4) en gisement.

9- Dispositif de compensation selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'arbre de pivotement relié au moyen inverseur (11) est un arbre permettant un positionnement du système d'arme (4) en site.