CH637762A5 - Mecanisme pour fusee de projectile girant. - Google Patents

Mecanisme pour fusee de projectile girant. Download PDF

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Description

L'invention a pour objet un mécanisme de fusée de projectile girant, destiné à coopérer avec des dispositifs de commande, de sécurité et de temporisation en leur fournissant, sous l'action de la force centrifuge, un couple déterminé.
Par le brevet USA N° 2.453.822 (Whitehead), on connaît un dispositif de temporisation d'une fusée pour projectile girant contrôlé par un train d'engrenage lesté.
Par le brevet DE N° 281.494 (Junghans), on connaît un autre mécanisme de contrôle d'un dispositif de temporisation par des Organes lestés.
Par le brevet français N° 598.566 (Pantoflicek), on connaît un mécanisme de commande lesté pour fusées mécaniques, en liaison directe avec des mécanismes compensateurs.
Ces mécanismes dans lesquels un pignon denté est entraîné par un secteur denté ou une roue lestée sensibles a l'action de la force centrifuge de giration de la fusée présentent l'inconvénient de développer un couple moteur sinusoïdal.
On connaît également des mécanismes de ce genre dans lesquels un pignon denté est entraîné par une crémaillère lestée se délaçant transversalement à l'axe de la fusée sous l'action delà force centrifuge de giration de la fusée. Ces mécanismes présentent l'inconvénient de développer un couple moteur qui augmente linéairement.
Par conséquent, aucun de ces mécanismes connus ne convient pour l'entraînement de mécanismes régulateurs qui doivent être soumis à un couple moteur sensiblement constant.
Le mécanisme selon l'invention, qui tend à remédier aux inconvénients des mécanismes susdits, est caractérisé en ce qu'il comporte un mobile primaire et au moins un mobile secondaire ayant leurs centres de gravité excentrés par rapport à l'axe de giration du projectile, s'engrenant directement ou indirectement entre eux, leurs deux mouvements étant ainsi asservis, les deux forces centrifuges variables engendrées par chacun des mobiles déterminant deux couples centrifuges variables, et en ce que, au repos, la position relative des centres de gravité de chacun des mobiles est choisie de façon que le couple résultant, qui est la somme algébrique des deux couples centrifuges, ait l'allure désirée.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de mécanisme selon l'invention et des variantes.
La fig. 1 en est une vue en coupe transversale de la fusée.
La fig. 2 en est une vue en coupe axiale de la fusée.
La fig. 3 est un premier diagramme du couple moteur développé par le mécanisme représenté aux fig. 1 et 2.
La fig. 4 est un second diagramme du couple moteur développé parle mécanisme représenté aux fig. 1 et 2.
La fig. 5 est une vue semblable à la fig. 1 d'une première variante.
La fig. 6 est un diagramme du couple moteur développé par le mécanisme représenté à la fig. 5.
La fig. 7 est une vue semblable à la fig. 1 d'une seconde variante.
La fig. 8 est une vue semblable à la fig. 1 d'une troisième variante.
La fig. 9 est une vue semblable à la fig. 1 d'une quatrième variante.
La fig. 10 est une vue semblable à la fig. 1 d'une cinquième variante.
La fig. 11 est un diagramme du couple moteur développé par le mécanisme représenté à la fig. 10.
La fig. 12 est une vue semblable à la fig. 1 d'une sixième variante.
Les fig. 13 et 14 sont des vues en coupe axiale de la fusée, à angle droit l'une par rapport à l'autre, représentant le mécanisme de la fig. 9 monté sur le dispositif de sécurité de trajectoire de la fusée.
Le mécanisme représenté aux fig. 1 et 2 comprend un mobile 1 et un mobile 2. Le mobile 1, qui pivote autour d'un arbre 3, est une roue de centre de gravité en 5 comportant une denture d'engrenage 4. Le mobile 2, qui pivote autour d'un arbre 6, est une roue de centre de gravité en 8 comportant une denture d'engrenage 7,.La denture 7 du mobile 2 engrène avec
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la denture 4 du mobile 1. Les mouvements des deux mobiles 1 et 2 sont asservis. Le mobile 1 engrène également avec un pignon denté 9 solidaire d'un arbre 10 dont l'axe coïncide avec l'axe de giration 11 du projectile. Le centre de rotation du mobile 1 est à la distance ai du centre de giration 11. Le centre de gravité 5 du mobile 1 est à la distance bi de l'axe de l'arbre 3.
Le centre de rotation du mobile 2 est à la distance a2 du centre de giration 11. Le centre de gravité 8 du mobile 2 est à la distance b2 de l'axe de l'arbre 6.
Le mécanisme centrifuge est monté dans une fusée de projectile qui tourne à la vitesse ©p autour du centre de giration 11. La force centrifuge provoquée par la rotation angulaire co détermine pour chacun des mobiles 1 et 2 un couple centrifuge sinusoïdal qui a pour valeur:
C = [m-£0p*a-b]sin y — Cmaxi-siny.
y étant l'angle que forme le rayon passant par le centre de gravité avec la droite reliant le centre de giration 11 au centre de pivotement du mobile considéré (3 ou 6).
Le couple centrifuge Ci fait tourner le mobile 1 dans le sens de la flèche 12. Le centre de gravité 5 du mobile 1 s'éloigne du centre de giration 11. Le couple Ci est positif; le mobile 1 est moteur. Le couple centrifuge C2 fait tourner le mobile 2 dans le sens de la flèche 13. Le centre de gravité 8 du mobile 2 se rapproche du centre de giration 11. Le couple C2 est négatif; le mobile 2 est un frein. Les arbres 3,6 et 10 sont logés dans des alésages de deux platines 14 et 15, maintenues et centrées par des entretoises non représentées.
L'axe 10 passant par le centre de giration 11 et le centre de pivotement d'un mobile (axe 16 ou 17) divise le plan en deux zones, une zone où le couple est positif et une zone où le couple est négatif. A la limite, soit sur l'axe 16 ou 17 le couple correspondant est nul. Lorsque le centre de gravité d'un mobile est sur la perpendiculaire à l'un des axes 16 ou 17 et qui passe par le point de rotation du mobile, le couple centrifuge est maximum. Les deux axes perpendiculaires sont représentés en 18 et 19.
On a représenté à la fig. 3, graphiquement, les valeurs des couples des mobiles 1 et 2, en prenant pour origine des axes la droite passant par le couple maximum. Dans ce cas, la formule du couple devient
Cl = Cl muxï • COS (X et C2 — C2 maxi • COS ß
Le mobile 1 effectue une rotation de - a à + a. Le couple passe du point 21 au point 22. Le mobile 2 effectue une rotation de — ß à + ß. Le couple passe du point 23 au point 24, en passant par le point C? maxi, qui est le couple C2 maxi réduit à l'axe de rotation du mobile 1. On a donc:
C2maxi — C2 maxi T 1
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où ri et n sont les rayons primitifs des dentures des mobiles 1 et 2.
Le couple résultant est la somme algébrique de Ci et C2*.
On réalise la condition suivante: C12 — Cl maxi + C2* maxij on obtient alors le point 25 qui est sur la droite 21-22. Le couple résultant Cr« est représenté en trait point; on constate qu'il est pratiquement constant.
Comme représenté sur le diagramme de la fig. 3, les deux couples Ci maxi et C2*maxi ont lieu simultanément; les deux couples maxi sont sur l'axe vertical 26; les angles a sont lus sur la droite horzontale 27 et les angles ß sur la droite horizontale 28.
Dans l'exemple décrit, a varie de -60° à +60°; ß varie de —90° à +90°. Le calcul indique que le couple résultant\®îte de ±1,6%.
On a représenté à la fig. 4 les couples Ci et Gpöürdes 5 angles a variant de —180° à +180° et des angles ß ^äriärit4ie —270° à +270°. Le couple résultant C res varie p c up 0 que 90°, mais varie énormément pour a> que 90°.
On a représenté à la fig. 5 un mécanisme centnflfgéSSgfSr-blable à celui des fig. 1 et 2. Les deux couples Ci max^tfetói 10 ont lieu simultanément, mais la rotation des môbirésrn'ës8}^ symétrique par rapport à l'axe des couples maxi:
a varie de -70° à +50° et ß varie de -105° à ■£?§". cas également, le mobile 1 est moteur et le mobile 2 est Un frein.
is On a représenté sur la fig. 6, graphiquement, les valeurs;òi et Ci. Le couple résultant Cres est représenté en traitpoint; oh constate qu'il est pratiquement constant. Le calcul indique que ce couple résultant varie de ± 1,9%.
On a représenté sur la fig. 7 un mécanique centrifuge sem-20 blable à celui décrit sur les fig. 1 et 2 comportant un mobìli moteur et le mobile 2 servant de frein. Le mobile moteu'r'l engrène avec un pignon 31 pivoté en 32 et solidaire d'urfe roue 33 qui engrène avec le pignon 9. On a introduit entre% mobile moteur et le pignon 9 un multiplicateur de vitesse.ilïfe 25 fonctionnement de ce mécanisme est semblable à celui dès mécanismes décrits précédemment. Dans tous les exemples décrits ci-dessus, le mobile moteur 1 engrène directement avec le mobile frein 2 et la sortie du mécanisme centrifuge-a lieu sur l'arbre 10 d'un pignon 9, arbre qui est placé sur l'ajÉte 30 de giration du projectile.
Toutefois, le pignon 9 ne doit pas être nécessairement pMÉ sur l'axe de giration; il peut enoutre engrener soit avec le mobile moteur 1, soit avec le mobile de freinage 2. La söffe du mécanisme centrifuge peut également s'effectuer soitìptìr 35 l'arbre 3 du mobile 1, soit par l'arbre 6 du mobile 2.
On a représenté à la fig. 8 un mécanisme centrifuge eönr-portant le mobile moteur 1, le mobile de freinage 2 et le pignon 9; les mobiles 1 et 2 n'engrènent pas directement.
Leurs mouvements sont asservis par l'intermédiaire du 40 pignon 9. Le fonctionnement est semblable à celui des nféca-nismes centrifuges décrits précédemment.
On a représenté à la fig. 9 un mécanisme centrifuge sëïir-blable à celui décrit sur la fig. 8 comportant le mobile mdtëifr 1, le mobile frein 2 et le pignon 9. Les axes des mobiles l 'ét-è 45 sont sur un diamètre passant par le centre de giration 1. On réalise ainsi un mécanisme symétrique par rapport à cët'Bîfè.
Dans les exemples décrits, les mobiles 1 et 2 sont const'iffiSs par des masses rotatives. Les roues 1 et 2 peuvent être re'rrfpfe-cées par des secteurs dentés rotatifs. Les roues 1 et 2 peu vent 50 comporter des masses rapportées permettant de fixer avec exactitude la position de leur centre de gravité. Alternativement, des lumières (perforation du voile de la roue) pernfët-tent de fixer la position du centre de gravité.
On a représenté à la fig. 10 un mécanisme centrifuge cörir-55 portant une crémaillère 41 guidée dans un logement dia'rîfé-tral 42 d'une platine 43. L'axe 11 de la platine est le cenlPè^fe giration du projectile. La crémaillère 41 comporte deux;dë?r-tures d'engrenage 44 et 45. Au repos, le centre de gravite'äfefe crémaillère 41 est en 46. Après le fonctionnement, le ceriSjë*âè 60 gravité se trouve en 47. La crémaillère 41 remplace le mò'blfe moteur 1 des exemples précédents.
La denture 44 de la crémaillère 41 engrène avec la del®ffi%
48 d'une roue dentée 49. La denture 45 de la crémaillèrè'irt engrène avec le pignon 9 solidaire de l'arbre 10. Le cenïfësfe
«5 gravité de la roue dentée 49 est, au repos, en 50. La crémafh-lère 41 se déplace dans le sens de la flèche 51. La roue dëfe'Éfe
49 tourne dans le sens de la flèche 52. En conséquence, -te^Ér-maillère effectue un déplacement radial di, et la roue dëtfÉè
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4
4£çffççtiie une rotation de +90° à -90°. La vitesse de giratila du?projectile est coP. La force centrifuge de la crémaillère détermine sur le pignon 9 un couple moteur proportionnel ^çayon du centre de gravité, donc un couple linéaire, tandis le couple centrifuge de la roue dentée 49 est sinusoïdal. !,„& position du centre de gravité de la roue dentée 49 est ^feQÎsiede façon que le couple centrifuge soit nul, lorsque la çtt®ftiEère est au milieu de son déplacement, c'est-à-dire t@s§ep*elle a effectué un parcours
#
~r~
Q» constate qu'au départ, la roue dentée 49 est motrice et, qp^pèsune rotation de 90°, elle devient un frein. Le fonc-tfeanenaent de ce mécanisme centrifuge est semblable à celui dfesœêeanismes décrits précédemment.
t-» fig. 11 représente, diagrammatiquement, les couples cgatrifuges de la crémaillère 41 et de la roue dentée 49. La dNits-$§ représente graphiquement le couple moteur de la Çfiteâlîère qui se déplace du point 46 au point 47. La sinu-54 représente le couple de la roue dentée 49. Le couple KS.uttaatCrcs est représenté en trait-point.
Posrun angle ß de 90°, le calcul montre que les variations <iô;QQupterésultant Cres sont de ± 12%. Ces variations peuvent IfiEçdiîïiœuées si l'on agrandit le diamètre de la roue dentée 4SM'oaesi on diminue la valeur de ß, car la sinusoïde se rap-p<a<Äe<ieplus en plus d'une droite.
©C6a>sçprésenté sur la fig. 12 un mécanisme centrifuge comportant une crémaillère 41 guidée dans un logement 42 dfumplatine 43. L'axe 11 de la platine est le centre de gira-
projectile. La crémaillère 41 comporte une denture 45 cpi engrène avec le pignon 9, solidaire de l'arbre 10. Le pi «non 9 engrène avec une roue dentée 49. Le fonctionne-ijîfio.tidere.e mécanisme centrifuge est identique à celui du rjîé'e.aolsrne décrit ci-dessus. La crémaillère motrice n'est pas reliée directement à la roue dentée 49.
Dans tous les exemples décrits, l'angle total de rotation de la roue de freinage est plus grand que l'angle total de rotation de la roue motrice. Le mobile moteur pourrait servir tempo-s rairement de frein, tandis que l'autre mobile serait temporairement moteur.
On a cherché à obtenir un couple pratiquement constant. La meilleure solution est obtenue lorsque les couples maxi des deux mobiles ont lieu simultanément.
io Les mécanismes centrifuges décrits peuvent servir à entraîner toutes sortes des mécanismes utilisés dans des fusées girantes, tels que des régulateurs de vitesse à échappement, des mécanismes de sécurité, de temporisation, de commande et des mécanismes à inertie. Ils peuvent également 15 entraîner un générateur électrique ou un alternateur électrique pour fournir à la fusée l'énergie dont elle a besoin.
Les mécanismes centrifuges du genre décrit pourraient comprendre un mobile moteur et deux mobiles de freinage, ou deux mobiles moteurs et deux mobiles de freinage, ou un 20 nombre quelconque de mobiles moteurs associés à un nombre quelconque de mobiles de freinage.
On a représenté aux fig. 13 et 14 l'utilisation d'un mécanisme selon la fig. 8 comme moteur d'un mécanisme de temporisation destiné à libérer le mécanisme de sécurité de déto-25 nateur d'une fusée pour projectile girant.
L'arbre 10, solidaire du pignon denté 9, porte la roue d'échappement 55 du mécanisme de temporisation qui est ainsi mis en marche lorsque le pignon 9 est entraîné en rotation sous l'effet de la force centrifuge de giration du projec-30 tile. Les dents de la roue d'échappement 55 coopèrent alors alternativement avec les secteurs cylindriques 56,57 du balancier 58, après libération de ce dernier lors du départ du coup, pour entretenir ses oscillations et déverrouiller après une période de temps déterminée le rotor porte-amorce 59 de 35 la fusée qui prend alors sa position de mise à feu, de façon connue.
a.
7 feuilles dessins

Claims (13)

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  1. (1) fournit un couple centrifuge positif, et le mobile secondaire (2) un couple alternativement positif et négatif.
    1. Mécanisme de fusée de projectile girant, destiné à coopérer avec des dispositifs de commande, de sécurité et, de temporisation en leur fournissant, sous l'action de la force centrifuge, un couple déterminé, caractérisé en ce qu'il comporte un mobile primaire (1) et au moins un mobile secondaire (2) ayant leurs centres de gravité (5,8) excentrés par rapport à l'axe de giration du projectile, s'engrenant directement ou indirectement entre eux, leurs deux mouvements étant ainsi asservis, les deux forces centrifuges variables engendrées par chacun des mobiles déterminant deux couples centrifuges variables, et en ce que, au repos, la position relative des centres de gravité (5,8) de chacun des mobiles est choisie de façon que le couple résultant, qui est la somme algébrique des deux couples centrifuges, ait l'allure désirée.
  2. (2) par l'intermédiaire du pignon denté (9).
    2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé de manière que, pendant la plus grande partie au moins de la durée de fonctionnement, le mobile primaire (1 ) fournit un couple centrifuge positif et le mobile secondaire (2) un couple centrifuge négatif.
    2
    REVENDICATIONS
  3. 3. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé de manière que, pendant la plus grande partie au moins de la durée de fonctionnement, le mobile primaire
  4. 4. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un pignon denté (9), monté sur un arbre (10) engrène au moins un des mobiles (1-, 2).
  5. 5. Mécanisme selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce qu'il est agencé de manière que le couple résultant appliqué sur l'arbre (10) soit approximativement constant.
  6. 6. Mécanisme selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que l'arbre (10) du pignon denté coïncide avec l'axe (11) de giration du projectile.
  7. 7. Mécanisme selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le mobile primaire (1) engrène le pignon denté (9) par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse (31-33).
  8. 8. Mécanisme selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le mobile primaire (1) engrène le mobile secondaire
  9. 9. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un des mobiles (1) est une roue dentée.
  10. 10. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un des mobiles est un secteur denté rotatif.
  11. 11. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un des mobiles est une crémaillère (41) dépla-çable transversalement à l'axe de la fusée.
  12. 12. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé de manière que deux des mobiles (41,49) fonctionnent en alternance, l'un comme organe moteur et l'autre comme frein et vice versa.
  13. 13. Mécanisme selon les revendications 1,4 et 8, caractérisé en ce que l'arbre (10) du pignon denté (9) porte la roue d'échappement d'un dispositif de temporisation à balancier de la fusée dont il assure l'entraînement.
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