CH626167A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne un dispositif de pilotage permettant de modifier la trajectoire d'un projectile guidé par éjection contrôlée de jets de gaz dirigés latéralement à l'axe longitudinal du projectile.

Les projectiles de ce genre sont dotés d'un pilotage aérodynamique assuré par la prise d'incidence donnée à l'engin, lequel dispose en général d'une voiture fixe, celle-ci permettant au vecteur considéré de s'appuyer sur l'atmosphère pour évoluer.

L'incidence donnée à l'engin est le résultat d'un moment obtenu par braquage d'ailerons disposés à l'avant ou à l'arrière dudit engin ou au moyen de déviations du jet de propulsion de l'engin.

Dans tous les cas, le pilotage aérodynamique présente en particulier l'inconvénient d'être limité par le retard de la prise d'incidence du missile, consécutivement à un ordre donné du système de pilotage. En pratique, ce retard ou constante de temps n'a pu être réduit à moins de 0,2 s environ, ce qui entraîne des inconvénients évidents pour des engins circulant à très grande vitesse, comme les missiles. De ce fait, les performances que l'on peut escompter d'un tel engin à l'intérieur d'une boucle de guidage sont limitées.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en réalisant un dispositif de pilotage capable de modifier la trajectoire du projectile en faisant apparaître une force transversale nécessaire à son évolution, et qui n'est plus la force de portance aérodynamique explicitée ci-dessus, et ce sans qu'il soit besoin, pour faire apparaître ladite force transversale, de modifier l'incidence du projectile. Ce dernier, qui ne prend plus appui sur l'air, est donc également capable d'évoluer en dehors de l'atmosphère.

A cet effet, le dispositif de pilotage selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une source d'énergie constituée par deux générateurs de gaz disposés longitudinalement, de part et d'autre du centre de gravité du projectile, ces deux générateurs étant couplés en parallèle par au moins un conduit longitudinal; un col de tuyère situé entre les deux générateurs de gaz et coaxialement à l'axe longitudinal du projectile, ce col de tuyère comportant une entrée de flux de gaz et une sortie reliée, par des conduits divergents, à des orifices d'éjection positionnés sur la surface latérale du projectile et orientés de façon

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que les forces résultant des jets de gaz convergent en un point coïncidant sensiblement avec le centre de gravité du projectile; un organe de distribution du flux de gaz placé dans la sortie de la tuyère, ce dispositif étant constitué par une palette mobile partiellement engagée dans les conduits divergents, cette palette mobile étant actionnée par un organe de commande.

Avantageusement, le dispositif de pilotage est logé au voisinage du centre de gravité du missile ou vecteur considéré.

Puisque ce dispositif de pilotage est réalisé de telle sorte que la force transversale est appliquée au centre de gravité du vecteur, on comprend que celui-ci peut de ce fait changer de trajectoire sous l'effet de cette force sans que son angle d'incidence soit modifié. En conséquence, le retard à la prise d'incidence, ou constante de temps, mentionné ci-dessus est alors complètement supprimé, ce qui constitue un avantage très important du dispositif selon l'invention.

On comprend bien que l'écoulement des gaz à partir des deux dits générateurs ne déplace pas le centre de gravité du vecteur, puisque la diminution de la masse du propulseur est la même de part et d'autre du centre de gravité. Cet agencement contribue donc efficacement à l'équilibrage du missile pendant le fonctionnement de son dispositif de pilotage.

Le temps de réponse du système d'aiguillage des gaz, donc de l'apparition de la force de poussée, est de l'ordre de quelques millisecondes. Il est extrêmement faible comparativement au temps de réponse d'apparition de la force de portance aérodynamique des systèmes antérieurs qui s'échelonne entre 0,2 et jusqu'à plus de 0,5 s. On peut également utiliser comme générateurs des bouteilles de gaz comprimé, dont le temps de réponse est aussi très faible, mais qui possèdent une moindre énergie volumétrique.

Suivant une forme d'exécution, le système d'aiguillage comporte une palette montée rotativement autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du missile; cette palette présente un contour approximativement triangulaire avec un sommet engagé dans le col de tuyère, les côtés de la palette issue du sommet délimitant avec les parois de ladite tuyère des conduits d'éjection des gaz à l'extérieur du missile transversalement à celui-ci, cette palette étant associée à un dispositif de commande capable de faire osciller la palette d'un côté ou de l'autre autour de son axe afin d'orienter les gaz dans l'un ou l'autre conduit d'éjection.

Les particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée qui va suivre. Au dessin annexé, on a représenté plusieurs formes de réalisation du dispositif selon l'invention, données à titre d'exemples non limitatifs.

La fig. 1 est une vue schématique en élévation longitudinale et avec arrachements d'un projectile équipé d'un dispositif de pilotage selon l'invention.

La fig. 2 est une vue en élévation partielle à grande échelle,

suivant II-II de la fig. 3, d'une première réalisation du dispositif de pilotage suivant l'invention.

La fig. 3 est une vue en élévation suivant la direction K de la fig. 2, d'une section complète du dispositif de pilotage.

La fig. 4 est une vue en coupe partielle et élévation d'un premier mode d'exécution du système d'aiguillage et de son dispositif de commande associé, qui peuvent équiper le dispositif de pilotage représenté aux fig. 1 à 3.

La fig. 5 est un schéma montrant les directions des jets gazeux pouvant être créés par le dispositif de pilotage des fig. 1 à 4.

La fig. 6 est une vue analogue à la fig. 4 d'un second mode d'exécution possible du système d'aiguillage et de son dispositif de commande pouvant équiper le dispositif de pilotage des fig. 1 à 3.

La fig. 7 est une vue en perspective d'une seconde forme d'exécution de la palette du système d'aiguillage des gaz, agencée pour pouvoir diriger ceux-ci dans quatre directions perpendiculaires et passant par un même point situé sur l'axe longitudinal du missile.

La fig. 8 est une vue en perspective d'une pièce fixe associée à la palette de la fig. 7, et qui délimite le col de tuyère correspondant.

La fig. 9 est une vue en coupe axiale de la pièce fixe et de la palette des fig. 7 et 8, montrant la palette engagée dans la pièce fixe.

La fig. 10 est une vue en perspective de l'assemblage de la palette et de la pièce fixe des fig. 7 à 9, la palette étant positionnée de façon que les gaz puissent s'écouler dans deux des quatre directions précitées.

La fig. 11 est une vue en perspective de l'assemblage de la fig. 10, observé du côté du col de tuyère.

La fig. 12 est une vue en élévation du col de tuyère montrant les directions d'échappement des gaz lorsque la palette est dans la position représentée aux fig. 10 et 11.

La fig. 13 est un schéma représentant diverses directions possibles des jets gazeux dans la réalisation des fig. 7 à 12.

La fig. 14 est une vue en perspective d'une troisième forme d'exécution de la palette d'aiguillage du dispositif selon l'invention, cette palette étant réalisée de façon que les gaz forment une nappe de révolution autour de l'axe longitudinal du projectile.

La fig. 15 est une vue en élévation simplifiée montrant le pourtour du projectile au niveau des conduits d'éjection des gaz, adapté à la variante de la palette représentée à la fig. 14 pour permettre l'évacuation des gaz sur toute la périphérie du projectile.

La fig. 16 est une vue analogue à la fig. 12 montrant la palette appliquée contre la paroi du col de tuyère pour canaliser les gaz dans les directions restées libres, et la fig. 17 est une variante de réalisation du dispositif de commande illustré à la fig. 4.

Dans le mode de réalisation représenté aux fig. 1 à 5, le dispositif de pilotage visé par l'invention équipe un projectile constitué par un missile 1. Conformément à l'invention, le dispositif de pilotage 2 comprend des moyens capables de développer une force transversale à l'axe longitudinal XX du missile 1, ainsi qu'un système de commutation pour modifier l'orientation de ladite force.

Dans l'exemple représenté, les moyens précités sont constitués par une source d'énergie de pilotage logée au voisinage du centre de gravité G du missile 1. Plus précisément, la source d'énergie du dispositif de pilotage 2 comporte deux générateurs de gaz identiques 4a, 4b placés symétriquement de part et d'autre du centre de gravité G et coaxialement au missile 1. Les générateurs de gaz 4a, 4b communiquent entre eux et des moyens sont prévus pour aiguiller ou commuter les gaz à l'extérieur du missile 1 dans deux directions symétriques par rapport à son axe longitudinal XX. Comme on le voit à la fig. 5, ces directions peuvent être perpendiculaires à l'axe XX (Fl et F2) ou inclinées sur celui-ci, comme cela est le cas pour les directions F3 et F4. Les forces correspondantes (non représentées) créées par réaction ont des sens opposés. Cependant, on peut considérer que Fl est la force correspondant à l'éjection des gaz dans la direction de la flèche F2, et vice versa.

Les forces inclinées sur l'axe XX et correspondant à F3 et F4 ont une composante perpendiculaire à l'axe, respectivement Fl et F2 dans l'exemple représenté à la fig. 5, et une composante égale et opposée à F5 coaxiale au missile 1.

Dans les différents cas représentés, les directions de ces poussées convergent en un même point situé sur l'axe XX et constitué par le centre de gravité G.

Les générateurs de gaz 4a et 4b sont constitués par deux réservoirs contenant des propergols solides 5, reliés entre eux par deux canaux longitudinaux parallèles 6, tandis qu'un col de tuyère 7 pour l'évacuation des gaz de combustion est aménagé entre les canaux 6 dans la paroi du réservoir 4b et coaxialement au missile 1. Le col de tuyère 7 communique avec deux conduits ou divergents d'éjection des gaz par des orifices latéraux 8, par lesquels les jets gazeux sont évacués dans deux directions symétriques par rapport à l'axe longitudinal XX, par exemple les jets gazeux symbolisés par les flèches F3 et F4 sur la fig. 5.

Complémentairement, un système de commutation ou d'aiguillage 9 visible aux fig. 2 et 4 est monté entre les deux réservoirs 4a et 4b pour orienter les gaz de combustion dans l'une ou l'autre des directions précitées. Dans l'exemple représenté, le système d'aiguillage 9 comporte une palette 11 montée rotativement autour d'un axe 12 perpendiculaire à l'axe longitudinal XX du missile, et cette palette s

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11 présente un contour approximativement triangulaire avec un sommet 13 arrondi engagé dans le col de tuyère 7. Ce dernier est délimité par deux plaques 10, 14 encastrées dans le corps 15 du missile parallèlement à l'axe XX et entre les deux canaux longitudinaux 6 aménagés de part et d'autre de l'axe XX du missile, ainsi que par deux flasques latéraux 16. Ces derniers sont fixés entre les plaques 10 et 14 dans les encoignures réservées entre celles-ci et le corps 15 du missile, avec entre leurs bords en regard 16a un intervalle laissé libre pour former le col de tuyère 7.

Les côtés des flasques 16 issus des bords 16a et situés en regard de la palette 11 délimitent, avec les côtés correspondants 1 la de la palette 11, les conduits divergents d'évacuation des gaz de combustion provenant des réservoirs 4a et 4b. A cet effet, les côtés 1 la issus du sommet 13 présentent une certaine concavité de façon que la section de ces conduits augmente du col 7 jusqu'aux embouchures 8 en constituant effectivement des conduits divergents 17. Dans l'exemple représenté aux figures, ces divergents présentent une inclinaison sur l'axe longitudinal XX du missile, telle que les directions des jets gazeux pouvant s'échapper de ces divergents soient inclinées sur l'axe XX.

La palette 11 est associée à un dispositif de commande 18 capable de la faire osciller d'un côté ou de l'autre autour de son axe 12, afin d'orienter les gaz provenant du col de tuyère 7 dans l'un ou l'autre conduit divergent 17. Dans le mode de réalisation représenté aux fig. 2 et 4, le dispositif de commande 18 des oscillations de la palette 11 comprend une servovalve à double effet 19 munie à ses extrémités de deux solénoïdes 21 reliés à un vérin à double effet 18. La servovalve 19, qui peut être pneumatique ou hydraulique, communique par sa zone médiane avec deux canalisations coudées 22 débouchant aux extrémités opposées d'une chambre 23 de forme allongée, et à l'intérieur de laquelle peut osciller un piston 24 mis en liaison de commande avec la palette 11.

Ce piston 24 est constitué par un barreau pouvant effectuer des va-et-vient dans la chambre 23 en fonction des impulsions de commande provenant de l'un ou l'autre solénoïde 21, et qui présentent à cet effet une encoche médiane 25 dans laquelle est engagé un ergot 26 solidaire d'un voile 27 fixé au côté 1 lb de la palette 11 opposé à son sommet 13.

Complêmentairement, la servovalve 19 est munie, de façon connue en soi, d'une tige de distribution longitudinale 28 dont les extrémités sont fixées aux noyaux magnétiques de solénoïdes 21,

dont l'excitation par un courant électrique peut attirer la tige 28 dans un sens ou dans l'autre. Celle-ci est pourvue dans sa région médiane de deux renforts cylindriques 29 dont l'écartement est réglé de façon que leur déplacement dans un sens ou dans l'autre après excitation d'un solénoïde 21 obture l'une ou l'autre des canalisations 22 et permette la vidange de la partie non utilisée du vérin. Le corps de la servovalve 19 est percé de quatre ouvertures d'échappement 90 et 91, les deux ouvertures 90 étant agencées au voisinage de l'entrée des canalisations 22 et débouchant dans celles-ci, tandis que les ouvertures 91 sont ménagées entre les obturateurs 29 et les solénoïdes 21. Le fluide est injecté dans la servovalve 19 par un conduit central 31 débouchant entre les obturateurs 29.

Si l'un des solénoïdes 21 est excité, par exemple celui de gauche sur la fig. 4, il attire la tige 28, de sorte que l'obturateur 29 opposé au solénoïde excité ferme la canalisation associée 22, tandis que l'autre canalisation 22 s'ouvre; cela crée un déséquilibre de pression entre les deux faces terminales du barreau 24 qui se déplace corrélativement et fait pivoter la palette 11 par l'intermédiaire de l'ergot 26, comme cela est indiqué par les flèches portées sur la fig. 4. En même temps, le fluide du vérin 18 repoussé par le piston 24 fuit par les ouvertures d'échappement 90,91 associées à la canalisation 22 par où est repoussé le fluide selon les flèches portées sur la fig. 4.

Suivant une particularité importante de l'invention, des moyens sont prévus pour que les forces appliquées par les gaz de combustion sur les parties des côtés concaves 1 la issus du sommet 13, et qui tendent à faire pivoter la palette 11 dans un sens (par exemple celui de la flèche H portée sur la fig. 4), soient sensiblement égales aux forces antagonistes appliquées par les gaz sur les parties des côtés 1 la les plus éloignées du sommet 13. Ces dernières forces tendent en effet à faire pivoter la palette dans le sens indiqué par la flèche J opposé au sens de pivotement de la flèche H autour de l'axe 12, pour ce qui concerne le côté 11 a de droite de la palette 11 sur la fig. 4.

A cet effet, on peut avantageusement positionner l'axe de rotation 12 de façon que la surface des côtés 1 la entre le niveau de l'axe 12 (la palette 11 étant supposée verticale et l'axe 12 horizontal) et celui du sommet 13 soit inférieure à la surface de ses côtés 1 la située au-dessous du niveau de l'axe 12. La pression des gaz est inférieure, dans la partie des divergents 17 voisine de leur embouchure 8, à sa valeur entre le sommet 13 et le niveau de l'axe 12. On comprend qu'un positionnement approprié de ce dernier permet d'obtenir pratiquement l'équilibre entre les forces antagonistes développées par les gaz sur les côtés 1 la de la palette 11 et qui tendent à la faire tourner dans les sens opposés.

De ce fait, même si l'équilibre parfait n'est pas réalisé, il suffit de donner à l'organe de commande de la palette 11 une faible impulsion pour la faire basculer dans l'une ou l'autre de ses deux positions possibles contre les flasques 16, en orientant corrélativement les gaz dans l'un ou l'autre des deux conduits divergents 17.

Le fonctionnement et les avantages du dispositif de pilotage qui vient d'être décrit sont les suivants:

— Après le lancement du missile 1, les masses de propergol 5 des réservoirs 4a et 4b sont mises à feu de façon connue en soi, de sorte que les gaz de combustion provenant du réservoir 4a empruntent les canaux longitudinaux 6 pour se mélanger avec les gaz provenant de la combustion du propergol du réservoir 4b, le mélange gazeux s'écoulant ensuite par le col de tuyère 7. Cette circulation des gaz de combustion est symbolisée par les flèches portées sur la fig. 1.

Pour orienter les gaz de combustion dans l'une ou l'autre des deux directions possibles, il suffit que la palette d'aiguillage 11 pivote autour de son axe 12 de façon que son sommet 13 vienne en appui de butée contre l'un ou l'autre des bords 16a des flasques 16. Le conduit divergent 17 correspondant au flasque 16 en contact avec la palette 11 est alors obturé, de sorte que les gaz doivent emprunter le divergent 17 laissé libre pour être éjectés par l'ouverture correspondante à l'extérieur du missile.

Pour placer la palette 11 dans l'une ou l'autre de ces deux positions possibles, on déclenche son dispositif de commande 18 en activant le solénoïde 21 correspondant à la position voulue pour la palette 11.

La force transversale ainsi créée (par exemple Fl, F2 ou la force opposée à F3) est appliquée au centre de gravité du missile 1, dont la trajectoire est corrélativement modifiée par l'accélération imprimée au missile tant que la force est maintenue. Ce changement de trajectoire n'entraîne pas de modification significative de l'angle d'incidence du missile du fait que la force qui le déclenche est appliquée précisément au centre de gravité G du missile, ce qui constitue un avantage très important par rapport aux dispositifs de pilotage connus.

L'inclinaison des jets gazeux après aiguillage, par rapport à l'axe du col 7 de tuyère (qui coïncide de préférence avec l'axe longitudinal XX du missile) peut varier dans une large mesure entre la perpendiculaire à cet axe, telle que Fl ou F2 (fig. 5), et une inclinaison plus ou moins faible sur l'axe considéré, par exemple celle correspondant à la flèche F6 portée en traits mixtes sur la fig. 5.

• Pour réaliser des jets gazeux d'orientations différentes sur l'axe du col 7 de tuyère, il est nécessaire d'adapter la configuration des divergents d'éjection à l'inclinaison désirée pour les jets gazeux.

Lorsque ceux-ci sont inclinés sur l'axe du col de tuyère 7 et du missile, ils présentent une composante axiale qui peut avantageusement créer une poussée longitudinale.

Dans tous les cas, il est avantageux également de faire rayonner les forces produites autour d'un point situé sur l'axe XX du missile, ce point étant le centre de gravité G dans l'exemple décrit.

La force transversale provenant de la combustion des propergols 5 est maintenue tant que ceux-ci brûlent. Si l'on veut en conséquence,

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à un instant déterminé, annuler la force transversale ainsi créée, un moyen consiste à faire osciller la palette 11 autour de son axe 12 à intervalles très rapprochés, de façon à dévier le jet gazeux alternativement dans l'un ou l'autre des conduits divergents 17. La résultante des deux forces de sens opposés produite est nulle. Le missile reste donc sur sa nouvelle trajectoire tant que les oscillations de la palette d'aiguillage ou de commutation 11 sont maintenues.

Le fait de disposer les deux réservoirs de propergol 4a et 4b symétriquement par rapport au centre de gravité G du missile présente un avantage spécifique: en effet, la combustion des propergols est identique de part et d'autre du centre de gravité G, de sorte que la diminution de la masse de ces propergols est égale dans les deux réservoirs et ne modifie pas, par conséquent, la position du centre de gravité G. Ainsi, l'équilibrage du missile est maintenu pendant toute la durée de combustion des masses de propergols 5.

Le positionnement de l'axe de rotation 12 de la palette 11 comme on l'a indiqué ci-dessus, c'est-à-dire de façon que les forces antagonistes appliquées par les gaz sur la palette 11 et qui tendent à la faire pivoter dans des sens opposés soient sensiblement égales, est extrêmement avantageux par rapport aux systèmes connus, notamment à pointeau. En effet, il suffit d'une impulsion de faible amplitude pour faire pivoter la palette 11 dans la position voulue, au moyen d'un dispositif de commande tel que, par exemple, le dispositif 18 ou celui de la fig. 6.

La géométrie relative du col de tuyère 7 et du sommet 13 de la palette 11 est avantageusement déterminée de façon que le débit des gaz dans le col de tuyère reste constant quel que soit le mouvement de la palette 11. En effet, la section laissée libre dans le col de tuyère 7 pour l'écoulement des gaz reste constante, quelle que soit la position de la palette 11, ce qui évite des vibrations nuisibles qu'occasionnerait une variation de pression.

Un autre avantage du dispositif de pilotage selon l'invention provient de ce que son agencement ne nécessite pas le montage de joints d'étanchéité au niveau de l'axe de pivotement 12 de la palette; cet axe, étant engagé dans la plaque 14 et maintenu prisonnier entre celle-ci et la plaque 10, reste situé en entier dans la zone où s'effectuent des échanges de pressions, sans qu'il soit besoin de l'atteindre.

La commande du positionnement de la palette d'aiguillage 11 peut être exécutée soit de manière discontinue, soit de manière continue, le partage des jets gazeux s'effectuant, dans le second cas, proportionnellement à l'angle de pivotement de la palette 11 entre les flasques 16, suivant un procédé d'asservissement classique. Les gaz sont alors éjectés simultanément par les deux ouvertures 8 des divergents 17. Si la tête ou sommet 13 de la palette est située à égale distance des bords des flasques 16, les jets gazeux sont égaux et produisent deux forces transversales égales et de sens opposés, dont la résultante est par conséquent nulle. Le missile conserve alors sa trajectoire tant que l'égalité des jets gazeux est maintenue.

Dans le mode d'exécution représenté à la fig. 6, le dispositif de commande 33 des oscillations de la palette 34 comprend un canal transversal 35 reliant les deux canaux longitudinaux 6, dispositif associé à des moyens pour diriger les gaz contenus dans ce canal 35, alternativement vers l'une ou l'autre des extrémités du côté 36 de la palette 34 opposé à son sommet ou tête 13.

Dans la forme de réalisation représentée, ces moyens comportent un tiroir 37 pouvant osciller dans la partie médiane du canal 35 sous l'action d'un solénoïde de commande 38. Le tiroir 37 est constitué par une tige métallique traversant le solénoïde 38 et pourvue de deux masselottes cylindriques terminales 39. Ces dernières sont dimension-nées de façon à pouvoir obturer alternativement les entrées de l'un ou l'autre de deux conduits 41,42 qui communiquent avec le canal transversal 35 et aboutissent chacun à un vérin 43.

Celui-ci contient un piston 44 pourvu d'un poussoir 45 capable de solliciter l'extrémité associée du côté 36 de la palette 34 pour faire pivoter cette dernière dans le sens voulu autour de son axe 12. L'assemblage piston 44/poussoir 45 est de préférence combiné à une rotule permettant à l'extrémité du poussoir 45 de maintenir le contact avec le côté 36 pendant le pivotement de la palette 34. Deux orifices 92 agencés de part et d'autre du solénoïde 38 dans le canal 35 permettent l'échappement des gaz.

Ce système permet par conséquent de tirer parti de la puissance fournie par les gaz sous pression qui circulent dans les canalisations 6, du réservoir 4a vers le réservoir 4b (flèche M).

La pression exercée par les gaz sur les deux masselottes 39 est égale, de sorte que, lorsque le solénoïde 38 n'est pas excité, le tiroir 37 n'est pas sollicité par une autre force et la palette 34 est dans sa position médiane d'équilibre. Lorsqu'on excite le solénoïde 38, la tige 37 se déplace dans un sens ou dans l'autre, de sorte que l'une des masselottes 39 libère l'entrée du conduit associé 41 ou 42. De ce fait, la pression des gaz qui pénètrent dans le conduit considéré pousse le piston 43, dont le poussoir 45 fait alors pivoter la palette 34, tandis que les gaz chassés par l'autre piston 43 s'échappent par la canalisation 41 et l'ouverture d'échappement correspondante 92.

Le dispositif de commande 33 présente l'avantage d'utiliser directement la puissance des gaz de combustion pour déclencher les pivotements de la palette 34.

Dans la forme de réalisation représentée aux fig. 7 à 13, le dispositif de pilotage selon l'invention est pourvu de moyens d'aiguillage des gaz à l'extérieur du missile, moyens comportant des conduits orientés dans quatre directions distinctes situées dans deux plans perpendiculaires entre eux et dont l'un contient l'axe du missile.

Le système d'aiguillage représenté dans son ensemble aux fig. 7 à 12 comprend une palette mobile 46 qui coopère avec une pièce fixe complémentaire 47 solidaire du corps du missile. La palette 46 est constituée par un tronc de pyramide 48 pourvu sur les quatre côtés de sa base de quatre branches identiques 49, d'égales inclinaisons sur l'axe YY du tronc de pyramide 48 (fig. 9), et séparées par des écarts angulaires de 90°. La palette 46 est réalisée de façon à présenter un plan de symétrie qui contient par conséquent l'axe du tronc de pyramide 48, lequel présente de préférence une surface terminale légèrement bombée 51 et est engagé dans un col de tuyère 52 pratiqué intérieurement à la pièce fixe 47.

Dans le mode de réalisation décrit, les contours de la tête du tronc de pyramide 48 et du col de tuyère associé 52 sont carrés, comme on le voit à la fig. 12, et dimensionnés l'un relativement à l'autre de façon que le débit gazeux reste constant, quelle que soit la position du tronc de pyramide 48.

La pièce fixe 47 est réalisée de façon à délimiter avec la palette 46 quatre conduits divergents correspondant aux quatre branches 49, et dont trois (53, 54 et 55) sont visibles à la fig. 10. Les directions de ces quatre conduits d'éjection des gaz correspondent très approximativement aux directions définies par les flèches F7 et FIO sur la fig. 13, et qui correspondent aux axes des quatre divergents précités. Des moyens sont complémentairement prévus pour commander le basculement de la palette 46 autour d'un point intérieur à celle-ci et matérialisés par une rotule 56 (fig. 9), afin d'éjecter les gaz sélectivement dans certains au moins des conduits divergents du dispositif.

L'assemblage de la palette 46 et de la pièce fixe 47 constitue la tuyère proprement dite du dispositif de pilotage.

La rotule 56 est fixée, sur l'axe du col de tuyère 52 et du missile, à un support 57 coaxial au missile.

Suivant une particularité de cette réalisation, chaque branche 49 présente une section en auge, comme on le voit en particulier à la fig. 7, et est adaptée pour pouvoir être associée avec une branche creuse correspondante 58 de la pièce fixe 47, ces branches 58 présentant des sections également en auge ou en U complémentaires de celles des branches 49. Lorsque les branches 49 et 58 sont rapprochées en regard les unes des autres, on peut former autant de conduits divergents pour les gaz que chacune des pièces 46 et 47 comporte de branches, c'est-à-dire quatre. Le col de tuyère 52 est aménagé au centre de la pièce 47, c'est-à-dire dans la zone de jonction des quatre branches 58. Ainsi, la palette 46 constitue une sorte de demi-coquille mâle emboîtée dans la partie fixe 47 formant une demi-coquille femelle.

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Cette configuration optimisée assure la meilleure étanchéité du système pour empêcher toute fuite dans deux des tuyères quand les deux autres débitent des gaz.

Le fonctionnement de la tuyère et du système d'aiguillage représenté aux fig. 7 à 12 est le suivant: ?

On réalise le pilotage de la palette 46 par basculement autour de la rotule fixe 56 au moyen d'un dispositif connu en soi, mécanique, électrique, pneumatique ou autre et lié aux asservissements du missile. On peut faire ainsi basculer la palette 46 de manière que deux côtés adjacents de la surface terminale 51 du tronc de pyramide 48 "> viennent s'appliquer sur deux côtés adjacents correspondants du col de tuyère carré 52, comme représenté à la fig. 12. Cette position est d'ailleurs voisine de celle visible à la fig. 11, dans laquelle le tronc de pyramide 48 est presque au contact de deux des côtés du col de tuyère 52. Dans ces conditions, lorsque les propergols des réservoirs sont i ? mis à feu, les gaz de combustion s'écoulent dans les deux divergents laissés libres par la palette 46, c'est-à-dire, dans le cas représenté à la fig. 10, les divergents 54 et 55.

Les gaz sont ainsi éjectés du missile dans deux directions situées dans deux plans perpendiculaires (flèches Fl 1 et Fl 2 sur la fig. 12). :<> Les débits gazeux dans ces deux directions sont sensiblement égaux et ont une résultante Fl 3 constituée par la diagonale du carré dont les côtés sont Fl 1 et F12. Par réaction, le missile est donc déplacé dans la direction opposée à la résultante Fl 3. Si l'on veut stabiliser le missile sur sa nouvelle trajectoire, il suffit que le système de commande du basculement de la palette 46 fasse venir celle-ci dans une position médiane laissant libre l'accès aux quatre divergents,

comme représenté à la fig. 9. Les gaz peuvent alors s'écouler simultanément dans les quatre divergents définis par les couples de branches 49, 58 et avec des débits égaux, de sorte que la résultante 3<> des quatre poussées corrélatives est nulle.

Bien entendu, il est possible de réaliser les divergents d'éjection des gaz de façon que ces derniers soient évacués dans quatre directions en croix, perpendiculaires à l'axe du missile 1, comme cela est représenté par les flèches portées par la fig. 13. La composante & axiale de chacune de ces quatre poussées est alors nulle.

La variante de réalisation représentée aux fig. 14 à 16 montre un système d'aiguillage comportant une palette 59 de configuration apparentée à un cône, coaxiale au missile dans sa position médiane, et dont le sommet arrondi 61 est engagé dans un col de tuyère 40

circulaire correspondant 62.

La palette 59 est creuse et montée à pivotement autour d'un point intérieur au cône, matérialisé par une rotule 63 fixée à un support axial 64, de façon analogue à la rotule 56. Les mêmes moyens de commande que ceux prévus pour la palette 46 peuvent être mis en 45 œuvre pour faire basculer la palette conique 59 autour de la rotule 63.

Lorsque la tête 61 de la palette 59 est maintenue en position médiane au centre du col circulaire de tuyère 62, comme représenté à la fig. 15, les gaz s'écoulent tout autour de la palette en formant une nappe de révolution coaxiale au missile. Pour permettre aux gaz su d'être éjectés de façon pratiquement continue sur toute la périphérie du missile, celle-ci est évidée dans sa partie contiguë à la base de la palette 59, l'enveloppe ou corps du missile présentant ainsi une interruption annulaire 64. Des nervures de raccordement 65 suffisamment solides assurent la liaison entre les deux parties du missile 1. 55

Si l'on fait basculer la palette 59 autour de la rotule 63 pour la rapprocher du bord du col de tuyère 62, par exemple jusqu'à la position représentée à la fig. 16, les gaz de combustion s'écoulent préférentiellement dans une sorte de croissant 66. Le débit gazeux varie d'une extrémité à l'autre de ce croissant, en étant le plus élevé dans la région où l'écart entre le bord du col de tuyère 62 et la périphérie de la tête 61 est le plus important. Un très faible débit gazeux subsiste de part et d'autre de la ligne de contact entre la tête 61 et le col de tuyère 62. La poussée résultante passe alors par la zone où l'écart entre le bord du col de tuyère et la tête 62 est le plus important, cette résultante étant ainsi de sens opposé à celui de la flèche F14. En faisant pivoter la palette 59 de façon continue autour de la rotule 63, on produit donc une nappe de gaz de révolution orientable.

La commande continue de la palette 59, ainsi que des autres formes d'exécution possibles de la palette, est réalisable au moyen de deux capteurs croisés de la position de cette palette (par exemple deux potentiomètres), associés de façon connue en soi à un organe de commande d'asservissement relié à un moteur de manœuvre.

La fig. 17 représente d'ailleurs une variante du dispositif de la fig. 4, dans laquelle la commande de la palette 11 est réalisée par asservissement au moyen de deux capteurs de position 94 placés près de la palette 11.

Ceux-ci sont reliés par des connexions non représentées à un élément 95 contenant un piston 96 solidarisé avec le piston 24 par une tige 97, cet organe 95 étant connecté à un comparateur 98. Ce dernier est lui-même relié, d'une part, à un système non représenté de commande électrique de la position de la palette 11, et, d'autre part, aux deux solénoïdes de commande 21 de la servovalve 19 avec interposition d'un amplificateur 99 (liaisons 100 et 101).

Le système de commande de la position de la palette envoie donc des impulsions électriques à l'un ou l'autre des solénoïdes de la servovalve 19 par l'intermédiaire de l'amplificateur 99, en fonction du résultat de la comparaison entre les signaux reçus par le comparateur 98. La position de la palette est ainsi asservie au système de commande du missile.

L'ensemble des modes de réalisation décrits ci-dessus présente, en plus des avantages déjà mentionnés, celui de permettre la suppression complète des gouvernes du missile. La fabrication de celui-ci est par conséquent simplifiée, ce qui le rend sensiblement moins onéreux. D'autre part, le fait de pouvoir supprimer pratiquement le retard, ou constante de temps, s'écoulant dans les réalisations connues jusqu'à présent entre la commande et son exécution effective permet d'améliorer notablement l'efficacité du pilotage du missile. Il en résulte qu'on peut améliorer la précision de tir de façon très appréciable.

Il est par ailleurs possible d'utiliser des générateurs de gaz autres que des réservoirs contenant des propergols solides, par exemple des réservoirs de gaz comprimé. Une variante également possible pour assurer l'équilibrage d'une palette aiguillant les gaz dans deux divergents seulement, comme la palette 11 de la fig. 2, consiste à augmenter l'épaisseur des côtés de cette palette à partir de son sommet jusqu'aux ouvertures des divergents. Cependant, cette solution est techniquement plus difficile à exécuter que celle consistant à positionner convenablement son axe de rotation pour équilibrer les forces antagonistes. On peut également prévoir un seul ou plusieurs canaux de liaison entre les réservoirs de propergols, ou plus généralement entre les deux générateurs de gaz.

R

6 feuilles dessins

Claims (13)

626 167

1. Dispositif de pilotage permettant de modifier la trajectoire d'un projectile guidé par éjection contrôlée de jets de gaz dirigés latéralement à l'axe longitudinal du projectile, caractérisé en ce que, dans le but de créer une force latérale, de grandeur variable et dont la direction passe sensiblement par le centre de gravité du projectile, il comprend:

— une source d'énergie constituée par deux générateurs de gaz disposés longitudinalement, de part et d'autre du centre de gravité du projectile, ces deux générateurs étant couplés en parallèle par au moins un conduit longitudinal;

— un col de tuyère situé entre les deux générateurs de gaz et coaxialement à l'axe longitudinal du projectile, ce col de tuyère comportant une entrée de flux de gaz et une sortie reliée, par des conduits divergents, à des orifices d'éjection positionnés sur la surface latérale du projectile et orientés de façon que les forces résultant des jets de gaz convergent en un point coïncidant sensiblement avec le centre de gravité du projectile;

— un organe de distribution du flux de gaz placé dans la sortie de la tuyère, ce dispositif étant constitué par une palette mobile partiellement engagée dans les conduits divergents, cette palette mobile étant actionnée par un organe de commande.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en vue de minimiser le déplacement du centre de gravité du projectile au cours de la trajectoire, les générateurs de gaz sont essentiellement semblables, disposés coaxialement à l'axe longitudinal du projectile et à égale distance du centre de gravité du projectile.

2

REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux générateurs de gaz sont constitués chacun par une chambre de combustion chargée d'un propergol solide.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux générateurs de gaz sont reliés par plusieurs conduits longitudinaux répartis symétriquement.

5. Dispositif selon la revendication 1, comprenant deux orifices d'éjection diamétralement opposés, caractérisé en ce que l'organe de distribution des jets de gaz est constitué par une palette montée rotativement autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du projectile, en ce que la palette présente un contour sensiblement triangulaire avec un sommet engagé dans le col de la tuyère, les côtés de la palette issus du sommet délimitant avec les parois de la tuyère des conduits divergents d'alimentation des orifices d'éjection, et en ce que cette palette est associée à un organe de commande qui permet de faire basculer la palette d'un côté ou de l'autre autour de son axe de rotation, de manière à distribuer le flux de gaz dans l'un ou l'autre des orifices d'éjection.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, en vue d'assurer un équilibre naturel de la palette soumise au flux de gaz, le profil des côtés de la palette et la position de l'axe de rotation de cette palette contribuent à créer un couple de forces dont la résultante est sensiblement nulle.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de commande de la palette est une servovalve à double effet, munie de solénoïdes, et en ce que cette servovalve communique avec deux canalisations débouchant aux extrémités opposées d'un corps de vérin, à l'intérieur duquel peut se déplacer un piston mis en liaison de commande avec la palette.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le piston est un barreau qui se déplace sous l'action d'impulsions appliquées à l'un ou à l'autre des solénoïdes, et en ce que ce barreau présente une encoche médiane dans laquelle est engagée un ergot solidaire d'un voile fixe.

9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commande comprend un conduit transversal relié aux conduits longitudinaux de mise en parallèle du générateur de gaz.

10. Dispositif selon la revendication 1, comprenant quatre orifices d'éjection disposés orthogonalement, caractérisé en ce que l'organe de distribution de jets de gaz comprend une palette constituée par un tronc de pyramide pourvu, sur les quatre côtés de sa base, de quatre branches identiques, d'égales inclinaisons sur l'axe du tronc de pyramide et séparées par des écarts angulaires de 90 , cette palette étant réalisée de façon à présenter un plan de symétrie, en ce que le tronc de pyramide formant la tête de cette palette est engagé dans une pièce fixe complémentaire solidaire du corps du projectile, dans laquelle est ménagé le col de tuyère et qui est réalisée de façon à délimiter, avec la palette, quatre conduits divergents dont les axes sont situés dans deux plans orthogonaux, l'un de ces plans contenant l'axe longitudinal du projectile et une articulation de pivotement de cette palette, constituée par une rotule disposée sur l'axe et dans l'épaisseur de cette palette, la partie fixe de cette rotule étant reliée à une tige de maintien solidaire du projectile.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que chacune des branches de la palette est formée en auge et en ce que la partie fixe est réalisée de manière complémentaire correspondante pour former les conduits divergents.

12. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé par le fait que les sections du col de tuyère et du sommet de la palette sont dimensionnées de façon que le débit des gaz reste constant.

13. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de distribution des jets de gaz comporte une palette de configuration conique et un col de tuyère circulaire, la palette étant articulée autour d'une rotule reliée à une tige de maintien, et en ce que les orifices d'éjection des gaz sont constitués par une interruption annulaire du corps du projectile, cette interruption étant consolidée par des nervures.