Présentation
Le RAPIDFire Naval est un canon semi-autonome conçu par les entreprises Nexter et Thalès.
Le premier domaine d’application du RAPIDFire Naval est la défense d’un Bateau Ravitailleur de Forces (BRF). Ce type de navire mesure environ 200 m, il apporte un soutien logistique aux navires de l’armée en les ravitaillant en vivres, munitions, et carburant ; il n’a aucune capacité offensive mais doit être capable de se protéger d’attaques pouvant nuire à sa mission.
Des défenses antimissiles classiques équipent les navires militaires mais ces défenses sont particulièrement adaptées aux attaques conventionnelles provenant d’un autre navire ou d’un avion ou d’un missile. Ce sont des systèmes complexes, chers mais très performants.
La problématique actuelle est la défense d’un navire face à une attaque par des systèmes « low-cost » de type drone.
Les défenses antimissiles sont efficaces contre ces attaques mais elles sont confrontées à deux risques : la saturation par un nombre de drones important et le coût d’utilisation de ces équipements : il n’est pas raisonnable d’utiliser des systèmes antimissiles de plusieurs centaines de milliers d’euros pour neutraliser quelques drones.
Ce sujet aborde la problématique de la défense d’un BRF par un RAPIDFire Naval contre une attaque de drones.
Le RAPIDFire Naval est constitué d’un canon de 40 mm capable de tirer plusieurs types de munitions à une cadence de 200 coups/min. Le choix de conception a clairement été d’avoir une cadence de tir moyenne mais une précision importante. La portée des munitions utilisées est d’environ 4000 m.
Plusieurs types de munitions sont disponibles selon le type de menace :
- Obus simples, très peu coûteux, dont l’efficacité provient uniquement de la cinétique du projectile ;
- Munitions perforantes (dites « flèches »), permettant de traverser des blindages ;
- Munitions explosives, ayant un effet de souffle sur la cible ;
- Munitions A3B (Anti-Aerial AirBurst), qui, en explosant proche de la cible, projettent des projectiles de type billes sur une zone de quelques mètres.
La précision est le critère principal qui permet d’atteindre la performance du système RAPIDFire Naval. C’est ce critère qui sera l’objet principal des études menées.
I - CONTEXTE ET PROBLEMATIQUE
I.1 - Étude de la cinématique du RAPIDFire Naval
I.2 - Étude des capacités de défense du RAPIDFire Naval
II – ÉTUDE DU CANON ET DE SA CADENCE DE TIR
II.1 - Étude la cadence de tir
II.2 - Étude du canon
II.2.1 – Caractéristiques géométriques et inertielles du canon
II.2.2 – Couple statique appliqué au canon pour le maintenir immobile
II.2.3 – Motorisation du canon
III – ÉTUDE DES MOUVEMENTS DE LA TOURELLE
III.1 - Étude de la transmission
III.2 - Étude de la mesure de l’angle de rotation de la tourelle
III.3 - Étude de l’asservissement de la tourelle
III.3.1 – Étude de la génération de la consigne de position
III.3.2 – Étude des moteurs
III.3.2.1 – Étude d’un moteur seul non engrené avec la couronne
III.3.2.2 – Phase « Rapide »
III.3.2.3 – Phase « Précision »
III.3.3 – Étude des asservissements de la tourelle
III.3.3.1 – Étude de l’asservissement en position
III.3.3.2 – Étude de l’asservissement en position et vitesse
III.3.3.3 – Étude de l’asservissement en position, en vitesse et en courant
III.3.4 – Étude d’une rotation de 80° de la tourelle
III.3.5 – Étude des mouvements de la tourelle et du canon
Le sujet et le corrigé de cette épreuve sont également disponibles sur le site de l’UPSTI (Union des Professeurs de Sciences et Techniques Industrielles) :
https://www.upsti.fr/espace-etudiants/annales-de-concours
