EP0367815B1 - Dispositif de separation de freinage aerodynamique d'un corps - Google Patents

Dispositif de separation de freinage aerodynamique d'un corps Download PDF

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EP0367815B1
EP0367815B1 EP89905121A EP89905121A EP0367815B1 EP 0367815 B1 EP0367815 B1 EP 0367815B1 EP 89905121 A EP89905121 A EP 89905121A EP 89905121 A EP89905121 A EP 89905121A EP 0367815 B1 EP0367815 B1 EP 0367815B1
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EP
European Patent Office
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projectile
rear portion
thin strips
strips
secured
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP89905121A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0367815A1 (fr
Inventor
Jean-Pierre Pineau
Jean-Pierre Frehaut
Philippe Kerdraon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thomson Brandt Armements SA
Original Assignee
Thomson Brandt Armements SA
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Publication date
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Publication of EP0367815B1 publication Critical patent/EP0367815B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B30/00Projectiles or missiles, not otherwise provided for, characterised by the ammunition class or type, e.g. by the launching apparatus or weapon used
    • F42B30/003Closures or baseplates therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/32Range-reducing or range-increasing arrangements; Fall-retarding means
    • F42B10/48Range-reducing, destabilising or braking arrangements, e.g. impact-braking arrangements; Fall-retarding means, e.g. balloons, rockets for braking or fall-retarding
    • F42B10/50Brake flaps, e.g. inflatable

Definitions

  • the invention relates to a device for aerodynamically braking a body, this braking being applicable in particular to the separation of bodies initially linked for example the rear part and the front part of a projectile or the separation of bodies or submunitions initially contained in the projectile.
  • the main application of this device can be carried out on a projectile rotating on itself containing payloads and the release of which is effected by the separation of the front part and the rear part, kept in contact in particular by a system pin, thanks to the action of propellant gases located at the front of the projectile; the latter having taken place, the rear part of the projectile tends to remain in the vicinity of the payload and thus risks causing discomfort during subsequent sequences: possibility of percussions with the payload preceding it ... To avoid this phenomenon , it is necessary to increase the aerodynamic drag of the rear part of the projectile.
  • US Pat. No. 4,648,321 A device performing braking of a rear part initially fixed to a front part of a rocket is described in US Pat. No. 4,648,321.
  • This patent describes a device for separating the payload 16 of a rocket 10 from the engine section 12. This separation is carried out by means of a special section 14.
  • This device consists of a deployable surface 50 housed in an internal part 30 of the section. This surface 50 is capable of two positions, a first when the section 14 is one with the rest of the rocket and a second deployed radially outwards so as to form an airbrake after separation.
  • the surface 50 has a shape such that in the first position its outer surface contributes to the continuity of the outer surface of the assembled body of the rocket. To this end, this surface can be defined as a part of the surface generated by a generator parallel to the axis of the rocket. Because of its complexity, such a device is necessarily expensive, so it is only justified to use it on expensive assemblies, for example rockets. In such assemblies the operation of each part must be verified by prior tests reproducing if possible the conditions of the flight. This concern does not concern projectiles which by their nature are intended to be produced in large numbers.
  • the present invention is essentially applicable to projectiles for which a compromise must be found between reliability and price.
  • One of the aims of the invention is therefore to produce an economical device ensuring the aerodynamic braking of a first body which it is desired to separate from a second body with which the first body was initially assembled to form an assembled body.
  • Another object of the invention is to conform this device so that its size provides only a minimum reduction in the volume available in the internal part of the first and second assembled bodies so as not to reduce the volume of the payload.
  • the invention therefore relates to a device for braking an element of a projectile having a longitudinal axis 00 ′ and intended to be driven in a rotational movement, the projectile comprising a front part and a rear part each having a body, an assembly of the two bodies forming a body of the projectile, the external peripheral surface of the body of the projectile delimiting an internal part and an external part, the front and rear parts being separable from each other, the rear part comprising braking means capable of two positions, a first when the front and rear parts are assembled and a second when these parts are separated, the braking means being constituted by surfaces which in the first position are housed in the part internal to the body of the projectile and which in the second position are at least partially deployed outside the body of the rear part, characterized in that the surfaces consist of strips of a material capable of plastic deformation fixed by one of their ends to the periphery of the body of the rear part, the transition from the first to the second position being obtained after separation of the front part and the rear part under the
  • FIG. 1 shows a cross section of the rear part of a projectile before the separation phase.
  • This projectile is provided with a braking device according to the invention.
  • the projectile has a rear part 1, a front part 2, a payload 3, a sliding tube 5 on which are lamellas 4 and a support piece 6.
  • the rear part 1 of the projectile is embedded, for example, in the front part 2 thereof in the recess 9 shown in this figure.
  • the two parts 1 and 2 are kept in contact with each other by means of pins 12; it is at this point that the front part 2 of the projectile is separated from the rear part 1.
  • This separation is initialized, for example, thanks to the pulse caused by a gas generator located in the front part 2 of the projectile and not shown in the figure causing the breakage of the pin 12 thus releasing the two front and rear parts of the projectile as well as the payloads contained inside the latter.
  • a gas generator located in the front part 2 of the projectile and not shown in the figure causing the breakage of the pin 12 thus releasing the two front and rear parts of the projectile as well as the payloads contained inside the latter.
  • These strips 4 are arranged side by side inside the projectile thus forming a tube which can slide; they are also fixed at one of their ends to a tube 5 on which is placed a support piece 6; the shape of the latter is determined, for example, to include bosses serving to support the bottom of the payload 3; it is made, for example, from stamped sheet metal and its thickness is determined, for example, according to the resistance of the materials to avoid any deformation.
  • the support part 6 is provided, for example, with one or more lugs 7 which come, during ejection, to be braced on a shoulder 8 forming an integral part of the rear structure 1 of the projectile and allowing the lamellae 4 to fully play their role; these lugs 7 are made, for example, so that they are elastically erased during integration into the projectile when they pass in line with the shoulder 8; they can also be fixed, for example, on the lamellae (4) or on the tube (5) while retaining their function.
  • FIG. 2 shows a cross section of the rear part 1 of the projectile during the separation phase.
  • the projectile when the projectile has left its launch tube, it is rotated around the axis OO ′.
  • the separation of the front structure 2 of the projectile and its rear part 1 causes the release of the payloads contained inside the projectile.
  • the front part 2 of the projectile is propelled forward by means of propellant gases; the latter exert a force on the rear of the projectile facilitating, for example, the separation of the two parts 1 and 2 of the projectile.
  • the lamellae 4 are subjected to centrifugal force due to the rotation of the projectile. They thus exert a force which causes the start of separation between the rear part 1 and the payload 3.
  • This phenomenon is obtained by the sliding of the assembly 4, 5, 6 on the rear part 1 of the projectile. This makes it possible to obtain a greater deployment length than that allowed by the location between the rear part 1 and the payload 3.
  • the sliding of this assembly 4, 5, 6 is carried out up to the stop 8 of the rear part 1 where the pins 7 of the support part 6 lock the assembly 4, 5, 6.
  • Figure 3 shows a cross section of the rear part of the projectile after the separation phase.
  • the device according to the invention having come to abut against the notches provided for this purpose, the strips 4 are subjected to centrifugal force because the projectile has been rotated in its launching phase; they deploy as a fan, by bending, as shown in Figure 3, the speed of the projectile also producing effects on the latter.
  • FIG. 4 shows a fixing of the strips 4 according to another embodiment before the phase of separation of the front part 2 of the projectile and its rear part 1.
  • the strips 4 are arranged side by side inside the projectile; they are housed between the rear part of the payload 3 and the rear part of the projectile 1; they are fixed at one of their ends 12, for example, by a fixed fixing system, for example, one can use rivets 13 which pass through the lamellae 4 and come to bear on the rear part 1 of the projectile.
  • FIG. 5 represents the fixing system, previously described according to FIG. 4, after the separation of the front part 1 of the projectile and its rear part 2. Slats 4 fixed on the rear part 1, during the ejection of the front part 2 of the projectile, deploy and take the position shown in FIG. 5.
  • the non-fixed end 14 of the strips 4 comes to bear on the recess 9 of the rear part 1; it is at this moment that the lamellae 4 begin to play, on the one hand, their role of separation thanks to the action of the self-rotating forces on the lamellae which causes the creation of a pushing force on the front part 1 thus facilitating the separation of the front part 1 and the rear part 2, and on the other hand, their braking role thus allowing the payload 3 contained inside the projectile to be moved away from its rear part 1.
  • FIG. 6 shows a fixing of the strips 4 according to another embodiment after the phase of separation of the front part 2 of the projectile from its rear part 1.
  • the strips 4 have the same arrangement as in the previous description; the difference is in the fixing system; they are fixed, for example, to a mobile fixing system, for example, an axially sliding fixing which can be produced, for example, by a spiral spring 15 whose large coil 16 is fixed to the rear part 1 of the projectile, by example, by studs 17; the central turn 18 is fixed to the strips 4, for example, by a plate 19 provided with two rivets 20.
  • the central turn 18, which superimposed the large turn 16 moves longitudinally in the direction OO ′ and, stabilizes in the position shown in this figure 6 so that part 21 of the lamellae 4 lies in a plane perpendicular to the turn central 18 as well as direction OO ′.
  • the slats 4 then fulfill the function which has been described previously.
  • Figure 7 shows the deployment of the slats 4 according to the invention.
  • These strips 4 are arranged either in a layer, which, in this case, causes a fan-shaped deployment of the latter as shown by the strips 4 in solid lines in FIG. 7, or in several layers, which makes it possible to obtain continuous ring deployment.
  • two layers of strips were used: the first being drawn in solid lines 4, the other 11 in dotted lines.
  • the two sets of strips each forming a tube in the rest state inside the projectile are offset by a certain angle in order to obtain the largest possible braking surface; the latter is obtained when the spaces 11 between the strips 4 of the first thickness are covered by the strips 10 of the second thickness.
  • the shaping of these strips is given by the rotational movement of the projectile acquired at launch.
  • the strips 4 are located next to each other and form a tube inside the projectile when they are distributed around the payload 3. They are relatively thin and are made, for example, of metallic or plastic material.
  • the shape of these strips 4 is, for example, that of a flat rectangle whose width and length give their orientation which is defined by the ratio Length Width ; the latter must be reduced to limit the risk of vibration due to the fact that the aerodynamic profile of the slats is unstable at high incidence.
  • the aerodynamic thrust center of the slats can be offset.
  • the device operates without the use of an extractor system and only undergoes disturbances due to its surroundings. It can even be used in the case where, for example, the payload 3 of the projectile has air brakes fixed on its rear part and opening under the influence of centrifugal force; these, when inserted inside the projectile before the separation and launching phase, can rest on the tube 5 which prevents them from rubbing against the rear part 1 during the sliding of the assembly 4 , 5, 6 on the latter 1. As a result, the relief stroke with friction of the airbrakes is considerably reduced.
  • FIG. 8 represents another application of the lamella braking device according to the invention.
  • the lamellae (4) are positioned, by one of their ends (22), on a body (23), for example, by embedding the latter in the structure of the body, so that, during the deployment of the strips (4), as shown in the figure, each of them comes to bear on the edge (24) of the body considered for allow to play their full role, namely: the body being rotated, the aerodynamic effects due to the speed of the projectile and the centrifugal forces exerted on the slats, the slats are positioned according to, for example, an angle ⁇ significantly increasing aerodynamic drag and therefore braking the body.
  • the slats (4) will be fixed at the other end (25), for example, by a system of pins (26) which makes it possible to keep the slats in contact with the body to initially increase the piercing of the body in the air and then decrease the bulk; this system for fixing the end (25) of the strips (4), for positioning the strips (4) along the body, can be produced in particular by a control system providing for the unlocking of the fixing system at a precise calculated time beforehand.
  • the aerodynamic forces act on the tear-off sockets constituted, for example, by the pins, the latter are torn off freely leaving the strips (4) deploying fulfilling their braking function.
  • This device according to the invention applies to any body driven by a high speed of rotation and remains effective for speeds of rotation which decrease because once deployed the device remains substantially in this position.
  • the invention can be applied in particular to any braking of a body in replacement of a braking stage as well as to pyrotechnic devices, for example military ones such as illuminants or infrared which must be braked before the start of their phase. operational.
  • the invention can also be applied to submunitions on board a projectile. Indeed, in order to disperse each submunition after its ejection from the projectile, the device according to the invention can be fixed on each submunition to brake and therefore separate these submunitions. To do this, each submunition must be provided with a number and a size of lamellae determined to give them different speeds.
  • the application of the device according to the invention to submunitions contained inside a projectile is as follows. In FIG.
  • each submunition 27 placed inside the projectile 28 is covered with a compact system, in this case spacers 29 and their fixing system, for example weights 30 so as to firstly, during ejection, to avoid causing significant radial stresses against the casing 31 of the projectile due to the centrifugal force created by the projectile rotating around its longitudinal axis, and secondly, to resist the stresses mechanical due to acceleration and imposed on the projectile at the start of the shot likely to damage certain submunitions.
  • the device according to the invention must be placed, for example, on each submunition, that is to say between the compact system and the submunition. Any other means of fixing the lamellae to the body of the submunition may be used.
  • this system as shown in Figure 10 consists, for example, to put as many metallic ribbons called foils 32 as elements of spacers not shown.
  • These foils are wound around the submunition 33 in the opposite direction of rotation with a winding angle limiting the risk of collision; this winding angle is a function of the number of spacer elements and the position of the junction between two spacer elements relative to the fixing of the foil, for example, on the submunition, for example, by welding 34 at one of its ends.
  • each foil is surrounded around the submunition with a winding angle of the order of 285 °.
  • the fixing of the foil on the submunition is made so that the tangential resistance is substantial but that the radial resistance is weaker so that the foil fixed, for example, by welding, does not resist the centrifugal force which causes the ejection of its last.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un dispositif aérodynamique d'un corps (1) notamment applicable sur la partie arrière d'un projectile permettant l'éloignement de celle-ci par rapport aux charges utiles (3) contenues à l'intérieur du projectile. Ce dispositif économique et de volume réduit produit ses effets sur un corps (1) muni d'une certaine vitesse de rotation. La fixation des lamelles (4) sur ce corps est réalisée de différentes façons, de manière à obtenir un minimum d'encombrement et permettre aux lamelles (4), grâce à un système de butée (7, 8), de jouer pleinement leur rôle. En effet, les lamelles (4), après le déverrouillage du système les maintenant le long du corps, sont soumises à la force centrifuge ainsi qu'aux effets de la vitesse du corps (1) et, en se déployant, elles augmentent la traînée aérodynamique du corps remplissant leur fonction de freinage. Application à tous les corps notamment les projectiles, par exemple les vecteurs auto-propulsés animés d'un mouvement de rotation.

Description

  • L'invention concerne un dispositif de freinage aérodynamique d'un corps, ce freinage étant applicable notamment à la séparation de corps initialement liés par exemple la partie arrière et la partie avant d'un projectile ou la séparation de corps ou de sous-munitions initialement contenue dans le projectile.
  • L'application principale de ce dispositif peut être réalisée sur un projectile en rotation sur lui-même contenant des charges utiles et dont la libération s'effectue par la séparation de la partie avant et de la partie arrière, maintenue en contact notamment par un système de goupille, grâce à l'action de gaz de propulsion situés à l'avant du projectile ; cette dernière ayant eu lieu, la partie arrière du projectile a tendance à rester dans le voisinage de la charge utile et risque ainsi de provoquer des gênes lors des séquences ultérieures : possibilité de percutions avec la charge utile la précédant... Pour éviter ce phénomène, il est nécessaire d'augmenter la traînée aérodynamique de la partie arrière du projectile.
  • Un dispositif réalisant un freinage d'une partie arrière initialement fixée à une partie avant d'une fusée est décrit dans le brevet US -A- 4.648.321. Ce brevet décrit un dispositif pour séparer la charge utile 16 d'une fusée 10, de la section moteur 12. Cette séparation est réalisée au moyen d'une section spéciale 14. Pour la présente invention on s'intéressera plus particulièrement au dispositif de freinage aérodynamique que comporte cette section. Ce dispositif est constitué par une surface déployable 50 logée dans une partie interne 30 de la section. Cette surface 50 est capable de deux positions, une première lorsque la section 14 fait corps avec le reste de la fusée et une seconde déployées radialement vers l'extérieur de façon à former un aérofrein après séparation.
  • Le passage de l'une à l'autre de ces positions est assurée par un ressort qui agit après retrait pyrotechnique d'un verrou de maintien.
  • La surface 50 a une forme telle que dans la première position sa surface extérieure contribue à la continuité de la surface extérieure du corps assemblé de la fusée. A cette fin cette surface peut se définir comme une partie de surface engendrée par une génératrice parallèle à l'axe de la fusée. Un tel dispositif de par sa complexité est nécessairement cher, aussi n'est-il justifié de l'employer que sur des ensembles coûteux, par exemple des fusées. Dans de tels ensembles le fonctionnement de chaque partie doit être vérifié par des essais préalables reproduisant si possible les conditions du vol. Ce souci ne concerne pas des projectiles qui par nature sont destinés à être fabriqués en grand nombre.
  • La présente invention est quant à elle essentiellement applicable à des projectiles pour lesquels un compromis doit être trouvé entre la fiabilité et le prix.
  • L'un des buts de l'invention est donc de réaliser un dispositif économique assurant le freinage aérodynamique d'un premier corps que l'on désire séparer d'un second corps avec lequel le premier corps était initialement assemblé pour former un corps assemblé. Un autre but de l'invention est de conformer ce dispositif de telle sorte que son encombrement n'apporte qu'un minimum de réduction du volume disponible dans la partie interne des premiers et seconds corps assemblées de façon à ne pas diminuer le volume de la charge utile.
  • L'invention est donc relative à un dispositif de freinage d'un élément d'un projectile ayant un axe longitudinal 00′ et destiné à être animé d'un mouvement de rotation, le projectile comportant une partie avant et une partie arrière ayant chacune un corps, un assemblage des deux corps formant un corps du projectile, la surface périphérique extérieure du corps du projectile délimitant une partie interne et une partie externe, les parties avant et arrière étant séparables l'une de l'autre, la partie arrière comportant des moyens de freinage capables de deux positions, une première lorsque les parties avant et arrière sont assemblées et une seconde lorsque ces parties sont séparées, les moyens de freinage étant constitués par des surfaces qui dans la première position sont logées dans la partie interne au corps du projectile et qui dans la seconde position sont au moins partiellement déployées à l'extérieur du corps de la partie arrière, caractérisé en ce que les surfaces sont constituées par des lamelles en un matériau capable de déformation plastique fixées par l'une de leurs extrémités à la périphérie du corps de la partie arrière, le passage de la première à la seconde position étant obtenu après séparation de la partie avant et de la partie arrière sous l'effet des forces centrifuges.
  • L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description d'un exemple particulier d'application qui va suivre et des figures qui représentent :
    • Fig.1, une coupe transversale de la partie arrière d'un projectile avant la phase de séparation selon l'invention
    • Fig.2, une coupe transversale de la partie arrière d'un projectile pendant la phase de séparation selon l'invention ;
    • Fig.3, une coupe transversale de la partie arrière d'un projectile après la phase de séparation selon l'invention ;
    • Fig.4, une coupe transversale de la partie arrière d'un projectile avant la phase de séparation selon un autre mode de réalisation que celui de l'invention ;
    • Fig.5, une coupe transversale de la partie arrière d'un projectile après la phase de séparation selon le dispositif de la figure 4 ;
    • Fig.6, une coupe transversale de la partie arrière d'un projectile après la phase de séparation suivant un autre mode de réalisation ;
    • Fig.7, un schéma du déploiement des lamelles selon l'invention.
    • Fig.8, un schéma d'application du dispositif sur un corps selon l'invention.
    • Fig.9, un système de maintien de sous-munitions à l'intérieur d'un projectile, avant et après le largage ;
    • Fig.10, un schéma d'un système de retardement à l'ouverture des lamelles fixées sur une sous-munition selon l'invention.
  • La figure 1 représente une coupe transversale de la partie arrière d'un projectile avant la phase de séparation. Ce projectile est muni d'un dispositif de freinage selon l'invention. Le projectile comporte une partie arrière 1, une partie avant 2, une charge utile 3, un tube coulissant 5 sur lequel sont fixées des lamelles 4 et une pièce de support 6. La partie arrière 1 du projectile s'encastre, par exemple, dans la partie avant 2 de celui-ci dans le décrochement 9 représenté sur cette figure. Les deux parties 1 et 2 sont maintenues au contact l'une de l'autre grâce à des goupilles 12 ; c'est à cet endroit que s'effectue la séparation de la partie avant 2 du projectile avec la partie arrière 1. Cette séparation est initialisée, par exemple, grâce à l'impulsion provoquée par un générateur de gaz situé dans la partie avant 2 du projectile et non représenté sur la figure provoquant la cassure de la goupille 12 libérant ainsi les deux parties avant et arrière du projectile ainsi que les charges utiles contenues à l'intérieur de ce dernier. Pour permettre l'insertion des lamelles 4 à l'intérieur de la structure du projectile, un accroissement 10 des jeux entre la charge utile 3 et le projectile 2 a été réalisé. Ces lamelles 4 sont disposées côte à côte à l'intérieur du projectile formant ainsi un tube pouvant coulisser ; elles sont aussi fixées à l'une de leur extrémité à un tube 5 sur lequel est placé une pièce de support 6 ; la forme de cette dernière est déterminée, par exemple, pour inclure des bossages servant à soutenir le fond de la charge utile 3 ; elle est réalisée, par exemple, en tôle emboutie et son épaisseur est déterminée, par exemple, en fonction de la résistance des matériaux pour éviter toutes déformations. A chacune de ses extrémités, la pièce de support 6 est munie, par exemple, d'un ou plusieurs ergots 7 qui viennent, lors de l'éjection, s'arc-bouter sur un épaulement 8 faisant partie intégrante de la structure arrière 1 du projectile et permettant aux lamelles 4 de jouer pleinement leur rôle ; ces ergots 7 sont réalisés, par exemple, de telle sorte qu'ils s'effacent élastiquement lors de l'intégration dans le projectile lorsqu'ils passent au droit de l'épaulement 8 ; ils peuvent également être fixés, par exemple, sur les lamelles (4) ou sur le tube (5) en conservant leur fonction.
  • La figure 2 représente une coupe transversale de la partie arrière 1 du projectile pendant la phase de séparation. En effet, lorsque le projectile a quitté son tube de lancement, il est animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe OO′. La séparation de la structure avant 2 du projectile et de sa partie arrière 1 provoque la libération des charges utiles contenues à l'intérieur du projectile. La partie avant 2 du projectile se trouve propulser vers l'avant au moyen de gaz propulsifs ; ces derniers exercent une force sur l'arrière du projectile facilitant, par exemple, la séparation des deux parties 1 et 2 du projectile. Au fur et à mesure de l'écartement, les lamelles 4 sont soumises à la force centrifuge du fait de la rotation du projectile. Elles exercent ainsi un effort qui provoque un début de séparation entre la partie arrière 1 et la charge utile 3. Ce phénomène est obtenu par le coulissement de l'ensemble 4, 5, 6 sur la partie arrière 1 du projectile. On permet ainsi d'obtenir une longueur de déploiement plus importante que celle permise par l'emplacement entre la partie arrière 1 et la charge utile 3. Le coulissement de cet ensemble 4, 5, 6 s'effectue jusqu'à la butée 8 de la partie arrière 1 où les ergots 7 de la pièce de support 6 viennent verrouiller l'ensemble 4, 5, 6.
  • La figure 3 représente une coupe transversale de la partie arrière du projectile après la phase de séparation. Le dispositif selon l'invention étant venu se mettre en butée contre les encoches prévues à cet effet, les lamelles 4 sont soumises à la force centrifuge car le projectile a été mis en rotation dans sa phase de lancement ; elles se déploient en éventail, par flexion, comme le montre la figure 3, la vitesse du projectile venant produire également des effets sur ces dernières. Les effets conjugués des efforts aérodynamiques dus à la vitesse du projectile et des forces centrifuges, sur ces lamelles 4, les positionnent suivant, par exemple, un angle η; cet angle η, une fois atteint, varie peu ou pas, ceci, grâce à la structure des lamelles réalisées, par exemple, dans un matériau métalllque ou plastique assurant une déformation plastique c'est-à-dire une déformation qui est conservée après l'action des effets conjugués sur les lamelles. Ce principe permet d'augmenter considérablement la traînée aérodynamique de la partie arrière 1 du projectile.
  • La figure 4 représente une fixation des lamelles 4 suivant un autre mode de réalisation avant la phase de séparation de la partie avant 2 du projectile et de sa partie arrière 1. Les lamelles 4 sont disposées côte à côte à l'intérieur du projectile ; elles se logent entre la partie arrière de la charge utile 3 et la partie arrière du projectile 1 ; elles sont fixées à l'une de leur extrémité 12, par exemple, par un système de fixation fixe, par exemple, on peut utiliser des rivets 13 qui traversent les lamelles 4 et viennent s'appliquer sur la partie arrière 1 du projectile.
  • La figure 5 représente le système de fixation, préalablement décrit selon la figure 4, après la séparation de la partie avant 1 du projectile et de sa partie arrière 2. Des lamelles 4 fixées sur la partie arrière 1, lors de l'éjection de la partie avant 2 du projectile, se déploient et prennent la position représentée à la figure 5. L'extrémité 14 non fixée des lamelles 4 vient en appui sur le décrochement 9 de la partie arrière 1 ; c'est à ce moment que les lamelles 4 commencent à jouer, d'une part, leur rôle de séparation grâce à l'action des forces d'auto-rotation sur les lamelles qui entraîne la création d'une force de poussée sur la partie avant 1 facilitant ainsi la séparation de la partie avant 1 et de la partie arrière 2, et d'autre part, leur rôle de freinage permettant ainsi l'éloignement de la charge utile 3 contenue à l'intérieur du projectile par rapport à sa partie arrière 1.
  • La figure 6 représente une fixation des lamelles 4 suivant un autre mode de réalisation après la phase de séparation de la partie avant 2 du projectile de sa partie arrière 1. Les lamelles 4 ont la même disposition que dans la description précédente ; la différence réside dans le système de fixation ; elles sont fixées, par exemple, à un système de fixation mobile, par exemple, une fixation coulissante axialement qui peut être réalisée, par exemple, par un ressort spirale 15 dont la grande spire 16 est fixée à la partie arrière 1 du projectile, par exemple, par des plots 17 ; la spire centrale 18 est fixée aux lamelles 4, par exemple, par une plaque 19 munie de deux rivets 20. Lors de l'éjection de la partie avant 1 du projectile, la spire centrale 18, qui superposait la grande spire 16, se déplace longitudinalement suivant la direction OO′ et, se stabilise dans la position représentée sur cette figure 6 de manière à ce qu'une partie 21 des lamelles 4 se trouve dans un plan perpendiculaire à la spire centrale 18 ainsi qu'à la direction OO′. Les lamelles 4 remplissent ensuite la fonction qui a été décrite précédemment.
  • La figure 7 représente le déploiement des lamelles 4 selon l'invention. Ces lamelles 4 sont disposées soit en une couche, ce qui, dans ce cas, provoque un déploiement en éventail de ces dernières comme le montre les lamelles 4 en traits pleins de la figure 7, soit en plusieurs couches, ce qui permet d'obtenir un déploiement en couronne continu. Dans l'exemple représenté à la figure 7, deux couches de lamelles ont été utilisées : la première étant dessinée en traits pleins 4, l'autre 11 en traits pointillés. Les deux jeux de lamelles formant chacune un tube à l'état de repos à l'intérieur du projectile sont décalés d'un certain angle afin d'obtenir une surface de freinage la plus importante possible ; cette dernière est obtenue lorsque les espaces 11 entre les lamelles 4 de la première épaisseur sont recouverts par les lamelles 10 de la deuxième épaisseur. La mise en forme de ces lamelles est donnée par le mouvement de rotation du projectile acquis au lancement. Les lamelles 4 sont situées les unes à côté des autres et forment un tube à l'intérieur du projectile lorsqu'elles sont réparties autour de la charge utile 3. Elles sont relativement minces et sont réalisées, par exemple, en matière métallique ou plastique. La forme de ces lamelles 4 est, par exemple, celle d'un rectangle plat dont la largeur et la longueur donnent leur orientation qui est définie par le rapport Longueur Largeur
    Figure imgb0001
    ; ce dernier doit être réduit pour limiter les risques de vibration dus au fait que le profil aérodynamique des lamelles est instable à grande incidence Dans le même but, par exemple, on peut excentrer le centre de poussée aérodynamique des lamelles 4. Ceci peut être réalisé, par exemple par découpe, par plombage, et par pliage d'un des bords de celles-ci ; de cette manière, on obtient un calage angulaire stable vis-à-vis de la rotation ainsi qu'un moment de roulis modifiant la loi de roulis de la partie freinée en empruntant de l'énergie au mouvement axial ce qui contribue à accroître l'efficacité du dispositif.
  • Le dispositif fonctionne sans utilisation de système extracteur et ne subit que des perturbations dues à son entourage. Il peut même être employé dans le cas, où, par exemple, la charge utile 3 du projectile possède des aérofreins fixés sur sa partie arrière et s'ouvrant sous l'influence de la force centrifuge ; ceux-ci, lors de l'insertion à l'intérieur du projectile avant la phase de séparation et de lancement, peuvent s'appuyer sur le tube 5 ce qui évite leur frottement sur la partie arrière 1 pendant le coulissement de l'ensemble 4, 5, 6 sur ce dernier 1. De ce fait, la course de dégagement avec frottement des aérofreins se trouve considérablement réduite.
  • La figure 8 représente une autre application du dispositif de freinage à lamelle selon l'invention Sur cette figure, les lamelles (4) sont positionnées, par l'une de leur extrémité (22), sur un corps (23), par exemple, par encastrement de ces dernières dans la structure du corps, de manière à ce que, au cours du déploiement des lamelles (4), comme représenté sur la figure, chacune d'elles vienne en appui sur le rebord (24) du corps considéré pour permettre de jouer pleinement leur rôle, à savoir : le corps étant mis en rotation, les effets aérodynamiques dus à la vitesse du projectile et les forces centrifuges s'exerçant sur les lamelles, les lamelles viennent se positionner suivant, par exemple, un angle σ augmentant considérablement la traînée aérodynamique et freinant donc le corps. Les lamelles (4) seront fixées à l'autre extrémité (25), par exemple, par un système de goupilles (26) qui permet de maintenir les lamelles au contact du corps pour augmenter dans un premier temps la percée du corps dans l'air et ensuite diminuer l'encombrement ; ce système de fixation de l'extrémité (25) des lamelles (4), pour positionner les lamelles (4) le long du corps, peut être réalisé notamment par un système de commande prévoyant le déverrouillage du système de fixation à un instant précis calculé préalablement. Au cours de la trajectoire du corps, les efforts aérodynamiques agissent sur les prises d'arrachement constituées, par exemple, par les goupilles, ces dernières sont arrachées librement laissant se déployer les lamelles (4) remplissant leur fonction de freinage.
  • La disposition des lamelles (4) décrite à la figure 7 ainsi que tout autre mode de fixation des lamelles sur un corps pourront être envisagés dans l'application du dispositif de freinage qui vient d'être préalablement décrit.
  • Ce dispositif selon l'invention s'applique à tout corps animé d'une grande vitesse de rotation et reste efficace pour des vitesses de rotation qui diminuent car une fois déployé le dispositif reste sensiblement dans cette position.
  • L'invention peut s'appliquer notamment à tout freinage d'un corps en remplacement d'un étage de freinage ainsi qu'à des artifices pyrotechniques par exemple militaires tels que les éclairants ou les infrarouges qui doivent être freinés avant le début de leur phase opérationnelle.
  • L'invention peut s'appliquer également sur des sous-munitions embarquées dans un projectile. En effet, afin de disperser chaque sous-munition après son éjection du projectile, le dispositif selon l'invention peut être fixé sur chaque sous-munition pour freiner et donc séparer ces sous-munitions. Pour ce faire, chaque sous-munition doit être munie d'un nombre et d'une dimension de lamelles déterminés pour leur donner des vitesses différentes. En regard des figures 9 et 10, l'application du dispositif, selon l'invention, à des sous-munitions contenues à l'intérieur d'un projectile est la suivante. Sur la figure 9, chaque sous-munition 27 placée à l'intérieur du projectile 28 est recouverte d'un système compact, en l'occurrence des entretoises 29 et leur système de fixation, par exemple, des masselotes 30 afin, d'une part, lors de l'éjection d'éviter de provoquer contre l'enveloppe 31 du projectile des contraintes radiales importantes dues à la force centrifuge, créée par le projectile tournant autour de son axe longitudinal, et d'autre part, de résister aux contraintes mécaniques dues à l'accélération et imposées au projectile au départ du coup susceptibles de détériorer certaines sous-munitions. Le dispositif selon l'invention doit être disposé, par exemple, sur chaque sous-munition c'est-à-dire entre le système compact et la sous-munition. Tout autre moyen de fixation des lamelles sur le corps de la sous-munition peut être utilisé. Pour éviter une collision des entretoises avec les lamelles qui provoquerait notamment une destruction des lamelles, un système de retard d'ouverture des lamelles 35 a été réalisé ; ce système comme représenté à la figure 10 consiste, par exemple, à mettre autant de rubans métalliques appelés clinquants 32 que d'éléments d'entretoises non représentés. Ces clinquants, par exemple, en tôle mince sont enroulés autour de la sous-munition 33 dans le sens inverse de la rotation avec un angle d'enroulement limitant le risque de collision ; cet angle d'enroulement est fonction du nombre d'éléments d'entretoise et de la position de la jonction entre deux éléments d'entretoise par rapport à la fixation du clinquant, par exemple, sur la sous-munition, par exemple, par soudure 34 à l'une de ses extrémités. Par exemple, pour trois éléments d'entretoises à 120°, chaque clinquant est entouré autour de la sous-munition avec un angle d'enroulement de l'ordre de 285°. La fixation du clinquant sur la sous-munition est faite de sorte que la tenue tangentielle soit conséquente mais que la tenue radiale soit plus faible de manière à ce que le clinquant fixé, par exemple, par soudure, ne résiste pas à la force centrifuge qui provoque l'éjection de ses derniers.

Claims (19)

  1. Dispositif de freinage d'un élément d'un projectile ayant un axe longitudinal OO′ et destiné à être animé d'un mouvement de rotation, le projectile comportant une partie avant (2) et une partie arrière (1) ayant chacune un corps, un assemblage des deux corps formant un corps du projectile, la surface périphérique extérieure du corps du projectile délimitant une partie interne et une partie externe, les parties avant (2) et arrière (1) étant séparables l'une de l'autre, la partie arrière (1) comportant des moyens de freinage capables de deux positions, une première lorsque les parties avant (2) et arrière (1) sont assemblées et une seconde lorsque ces parties sont séparées, les moyens de freinage étant constitués par des surfaces qui dans la première position sont logées dans la partie interne au corps du projectile et qui dans la seconde position sont au moins partiellement déployées à l'extérieur du corps de la partie arrière (1), caractérisé en ce que les surfaces sont constituées par des lamelles (4) en un matériau capable de déformation plastique fixées par l'une de leurs extrémités à la périphérie du corps de la partie arrière, le passage de la première à la seconde position étant obtenu après séparation de la partie avant et de la partie arrière sous l'effet des forces centrifuges.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lamelles (4) sont fixées sur un tube (5) d'axe OO′.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube (5) est capable de deux positions une première avant séparation, et une seconde après séparation, le passage de la première à la seconde position étant. constitué par un coulissement vers l'avant selon l'axe OO′.
  4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le tube (5) est fixé sur une pièce support (6), laquelle comporte à chacune de ses extrémité des ergots (7) coopérant avec la partie arrière pour empêcher la pièce (6) de quitter la partie arrière (1).
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le verrouillage du dispositif, réalisé par les ergots (7), lors du coulissement du tube (5), des lamelles (4) et de la pièce de support (6), s'effectue par l'encastrement des ergots (7) sur une butée (8) fixée sur la partie arrière.
  6. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le tube (5) comporte des ergots coopérants avec une butée (8) de la partie arrière pour empêcher le tube (5) de quitter la partie arrière.
  7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lamelles (4) sont fixées à la partie arrière du projectile (1) par des rivets (13).
  8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lamelles (4) sont fixées à la partie arrière (1) par un ressort spirale (14) coulissant axialement.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ressort spirale (14) est fixé à la partie arrière (1) du projectile.
  10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lamelles (4) sont dans la première position disposées en une couche.
  11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisées en ce que les lamelles (4) sont dans la première position disposées en plusieurs couches.
  12. Dispositif selon la revendication 10 , caractérisé en ce que le déploiement des lamelles (4) s'effectue en couronne discontinue.
  13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que dans la position déployées les lamelles (4) forment une couronne continue.
  14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le centre de poussée aérodynamique des lamelles (4) est excentré par plombage ou autres moyens afin d'obtenir un déplacement angulaire stable de celles-ci.
  15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que avant séparation des parties avant (2) et arrière (1) le corps du projectile loge des corps (23) ou des sous-munitions (27) capables de quitter le corps du projectile après séparation.
  16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les corps (23) ou les sous-munitions (27) sont équipés de lamelles (25, 35) déformables plastiquement capables de deux positions, une première position lorsque le corps (23) ou la sous-munition (27) est à l'intérieur du projectile et une seconde lorsque le corps (23) ou la sous-munition (27) est à l'extérieur du projectile et en ce que dans la première position une partie au moins de la surface de chaque lamelle est disposée le long de la surface périphérique de la munition et que dans la seconde position une partie au moins de la surface de chaque lamelle est déployée radialement vers l'extérieur du corps ou de la sous-munition.
  17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que des clinquants (32) sont enroulés autour de la sous-munition (33) sur les lamelles (35) de manière à éviter une ouverture rapide du dispositif.
  18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que les clinquants sont fixés par l'une de leur extrémité par soudure (34).
  19. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de fixation est un système de commande.
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