EP0675334B1 - Engin largable à stabilisation et freinage aérodynamique - Google Patents

Engin largable à stabilisation et freinage aérodynamique Download PDF

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EP0675334B1
EP0675334B1 EP19950400414 EP95400414A EP0675334B1 EP 0675334 B1 EP0675334 B1 EP 0675334B1 EP 19950400414 EP19950400414 EP 19950400414 EP 95400414 A EP95400414 A EP 95400414A EP 0675334 B1 EP0675334 B1 EP 0675334B1
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EP
European Patent Office
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flaps
missile
dynamic pressure
flap
designed
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EP19950400414
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German (de)
English (en)
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EP0675334A1 (fr
Inventor
Naíri Elmayan
Manuel Henri Seco
Hugues Beslier
Jean-Pierre Audouin
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MATRA BAE DYNAMICS FRANCE
Original Assignee
Matra Bae Dynamics France
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means 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
    • F42B10/02—Stabilising arrangements
    • F42B10/14—Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel
    • F42B10/16—Wrap-around fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means 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
    • F42B10/32—Range-reducing or range-increasing arrangements; Fall-retarding means
    • F42B10/48—Range-reducing, destabilising or braking arrangements, e.g. impact-braking arrangements; Fall-retarding means, e.g. balloons, rockets for braking or fall-retarding
    • F42B10/50—Brake flaps, e.g. inflatable

Definitions

  • the present invention relates to dropable vehicles from an aircraft, of the type fitted with passive stabilization means aerodynamics, such as fins, intended for take an initial trajectory after dropping substantially parallel to the speed of the aircraft.
  • aerodynamics such as fins
  • aircraft must be interpreted as covering both devices to rotary wing as those with fixed wing.
  • the invention finds an important application in the field of infrared or electromagnetic decoys which, to be effective, begin to play their role nearby of the aircraft to cause the hang of a self-steering or radar of a hostile and then have to move away sufficiently progressive that the self-director or the radar stays on them, but fast enough so that a missile self-director or a radar cannot, after extinguishing the lure, hang on again the aircraft.
  • CH-A-480 612 which corresponds to the preamble of claim 1
  • a rocket having brake flaps deployable from a position where they are pressed against the body at a stop position, substantially perpendicular to the body.
  • the shape and inclination of flaps remain unchanged regardless of the train, due that the flaps bear against a stop or are put in place by a drawer.
  • DE-A-2 637 793 a dispersion munition provided with elastic lamellae, intended to bring the ammunition in a vertical position.
  • the slats deploy as soon as the ammunition is out of its container and take an orientation of minus 10 °, typically around 20 °.
  • the constitution of these slats gives them an effect that is not what you are looking for for the invention.
  • the present invention aims in particular to provide a machine whose spacing law after release from an aircraft is almost insensitive to flight conditions, unlike previously known devices.
  • the invention proposes for this purpose a machine according to the characterizing part of the claim 1.
  • the machine whose general appearance is shown in Figures 1 to 3, is intended to be used as an infrared lure or electromagnetic. It has a body 10, of general appearance cylindrical, having a front cone and a boundary envelope a chamber 12 which contains the payload: a load pyrotechnic or a jammer as appropriate.
  • the craft is designed to be placed in a magazine cell and for be evicted on demand by a charge of unloading represented.
  • the charger itself may have a constitution known, for example that described in the patent application No. 93 10928 of the applicant (FR-A-2 710 025).
  • the body carries aerodynamic stabilization means of the machine, intended to orient its longitudinal axis along of the trajectory.
  • These purely passive means are formed by several fins or fins 14. These fins, four in number in the illustrated embodiment, are each fixed to two sockets 16 rotating on two aligned axes arranged in the body.
  • Pre-compressed means tend to move the fins 14 from their folded position and bring them in the radial orientation where they are shown in Figures 1 and 2 and dashed in Figure 3.
  • These means can be constituted by springs (not shown).
  • the final orientation of the fins is fixed by support of these fins against a stop of the envelope.
  • the machine further comprises flaps which can be deployed automatically after release.
  • each of these flaps 17, four in number is constituted by a spring steel plate, the front part of which is held pressed against the body by fixing means, such as screws 18.
  • the flaps 17 are kept applied against the body of the machine, under the fins 14, and are therefore compact. They are preformed in the deployed position, so that they are then under tension and in the absence of stress they take a free position making a determined angle a with the axis of the machine ( a ⁇ 45 ° for example).
  • the elasticity of the flaps is such that the dynamic pressure exerted on them in flight gives them an angle relative to the axis of the body which depends directly on the dynamic pressure and which is less than a .
  • the length of the flaps 17 and the fins 14 is such that they do not project beyond the rear of the body.
  • each flap 17 is reinforced by shorter elastic blades 20 whose presence modifies the law of deformation. These additional blades will be or not present according to the law of variation of the drag at give to the craft. They are fixed flat on the shutters, for example by rivets 22.
  • FIG 3 shows that the addition of the flaps of aerodynamic braking does not imply a decrease in payload of decoy and modifies very little the outer geometry of the machine.
  • the bulges that represent the sockets needed to articulate the fins 14 and allow them to fold over the flaps take place easily, in the cells, square in shape, of the charger. It will simply be necessary, in general, to give each of the flaps 17 a width less than the body diameter, as shown in Figure 3.
  • the overall dimensions extra due to the fins is shown in the figure 3 by a dashed frame. Deployment of the fins, such as indicated by the arrow f, releases the flaps 17 and allows them to deploy in turn.
  • the shape of the fins 14 and that of the flaps 17, as well that the nature of the flap fixing means depend on of the intended application. We can indicate as an example that in the case of a device consisting of a lure with a gauge of 30 mm and about twenty centimeters long, four flaps without reinforcing blades, spring steel 0.6 mm thick, fixed to the body by a few solder points.
  • each flap 17a is constituted by an elastic metal blade (spring steel in general), articulated on the body to the back of the skates.
  • each flap 17a can be welded to one of the elements of a hinge 24 placed immediately behind the rear sockets 16.
  • the hinges have a limited clearance, so that the flap in the free state, once turned towards the rear , make an angle b of about 45 ° with the axis of the body, near the hinge.
  • the flap 17a is intended to be folded towards the nose of the machine when it is stored and kept pressed against the body by a fin 14 ( Figure 4).
  • the shutter can be preformed to take the form shown in solid lines in FIG. 5 as soon as the machine is ejected and the fins 14.
  • the flaps 17a have a raised beak 26
  • their deployment is caused by the action of the wind on beak.
  • the wind action can be replaced or supplemented by that of other means, for example by a pincer spring mounted on the hinge 24, a spring intended to take off slightly the flap of the body when released, or a wire of traction connected to the corresponding fin.
  • the flaps 17a take a form which depends on the dynamic pressure acting on them, intermediate between the form indicated in dashed lines and the form indicated in dashes in figure 5. If necessary, the hinge 24 can be fitted with a retractable or destructible stop under a given constraint, so as to release the shutter beyond a given dynamic pressure and to reduce then maximum drag.

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Description

La présente invention concerne les engins largables depuis un aéronef, du type muni de moyens passifs de stabilisation aérodynamique, tels que des ailettes, destinés à prendre une trajectoire initiale après largage sensiblement parallèle à la vitesse de l'aéronef. Le terme "aéronef" doit être interprété comme couvrant aussi bien les appareils à voilure tournante que ceux à voilure fixe.
L'invention trouve une application importante dans le domaine des leurres infrarouges ou électromagnétiques qui, pour être efficaces, commencent à jouer leur rôle à proximité de l'aéronef pour provoquer l'accrochage d'un auto-directeur ou d'un radar d'un hostile, puis doivent ensuite s'éloigner de façon suffisamment progressive pour que l'auto-directeur ou le radar reste accroché sur eux, mais suffisamment rapide pour qu'un auto-directeur de missile ou un radar ne puisse, après extinction du leurre, s'accrocher de nouveau sur l'aéronef.
On connaít déjà (CH-A-480 612 qui correspond au préambule de la revendication 1) une roquette ayant des volets de freinage déployables d'une position où ils sont plaqués contre le corps à une position de butée, sensiblement perpendiculaire au corps. La forme et l'inclinaison des volets restent inchangées quelle que soit la traínée, du fait que les volets prennent appui contre une butée ou sont mis en place par un tiroir. On connaít également (DE-A-2 637 793) une munition à dispersion munie de lamelles élastiques, destinées à amener la munition en position verticale. Pour cela, les lamelles se déploient dès que la munition est sortie de son conteneur et prennent une orientation d'au moins 10°, typiquement d'environ 20°. La constitution de ces lamelles leur donne un effet qui n'est pas celui recherché pour l'invention.
Les leurres actuels, qu'ils soient équipés ou non d'une charge de propulsion, ne permettent pas de remplir cette condition dans toute l'enveloppe de vol des avions à équiper
Si par exemple on donne à un leurre non propulsé, stabilisé aérodynamiquement, un coefficient de trainée Cx tel qu'il procure à l'engin une séparation par rapport à l'avion satisfaisante à forte vitesse et basse altitude, ce coefficient ne pourra procurer de séparation suffisante pour une éjection à vitesse inférieure ou altitude supérieure, du fait de la chute de la pression dynamique.
La présente invention vise notamment à fournir un engin dont la loi d'écartement après largage depuis un aéronef est quasiment insensible aux conditions de vol, contrairement aux engins antérieurement connus. L'invention propose dans ce but un engin suivant la partie caractérisante de la revendication 1.
D'autres caractéristiques et des modes particuliers de réalisation sont définis dans les sous-revendications.
On peut ainsi adapter la traínée de l'engin aux conditions d'éjection, de façon que la trajectoire relative de l'aéronef et de l'engin respecte un gabarit déterminé, quelles que soient ces conditions, au moins dans un domaine d'utilisation prédéterminé.
Il sera surtout question par la suite du cas d'un engin, tel qu'un leurre, démuni de propulseur. Mais l'invention s'applique également au cas d'un engin muni d'une charge de propulsion propre, donnant une poussée non ajustable, destinée soit à amener l'engin à l'avant de l'aéronef après largage, soit à ralentir l'accroissement du retard pris par l'engin.
Dans tous les cas, le maintien de la loi de séparation dans un gabarit prédéterminé s'effectue sans intervention extérieure, sans réglage préliminaire, sans moyens actifs à bord de l'engin.
Les dispositions ci-dessus, ainsi que d'autres utilisables avantageusement en liaison avec les précédentes, mais pouvant l'être indépendamment, apparaítront mieux à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs.
La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels :
  • la figure 1 montre les éléments concernés par l'invention d'un dispositif constituant un premier mode de réalisation, vu en demi-élévation avec coupe partielle, alors que les volets sont repliés ;
  • la figure 2, similaire à la figure 1, montre les volets totalement déployés ;
  • la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III - III de la figure 2 ;
  • les figures 4 et 5, similaires à la fig. 1, montrent un autre mode de réalisation, les volets étant représentés à l'état replié (figure 4) et à l'état déployé (figure 5).
L'engin dont l'aspect général est montré en figures 1 à 3, est destiné à être utilisé comme leurre infrarouge ou électromagnétique. Il comporte un corps 10, d'allure générale cylindrique, ayant un cône avant et une enveloppe délimitant une chambre 12 qui contient la charge utile : une charge pyrotechnique ou bien un brouilleur selon le cas. L'engin est prévu pour être placé dans un alvéole de chargeur et pour être expulsé à la demande par une charge de dépotage non représentée. Le chargeur lui-même peut avoir une constitution connue, par exemple celle décrite dans la demande de brevet n° 93 10928 de la demanderesse (FR-A-2 710 025).
Le corps porte des moyens de stabilisation aérodynamique de l'engin, destinés à orienter son axe longitudinal le long de la trajectoire. Ces moyens, purement passifs, sont constitués par plusieurs ailettes ou ailerons 14. Ces ailettes, au nombre de quatre dans le mode de réalisation illustré, sont fixées chacune à deux douilles 16 tournant sur deux axes alignés ménagés dans le corps. Des moyens précomprimés tendent à écarter les ailettes 14 de leur position repliée et à les amener dans l'orientation radiale où elles sont montrées en figures 1 et 2 et en tirets sur la figure 3. Ces moyens peuvent être constitués par des ressorts (non représentés). L'orientation finale des ailettes est fixée par appui de ces ailettes contre une butée de l'enveloppe.
Conformément à l'invention, l'engin comporte de plus des volets déployables automatiquement après largage. Dans le cas illustré sur les figures 1 à 3, chacun de ces volets 17, au nombre de quatre, est constitué par une plaque en acier à ressort dont la partie avant est maintenue plaquée le long du corps par des moyens de fixation, tels que des vis 18. Lorsque l'engin est stocké, les volets 17 sont maintenus appliqués contre le corps de l'engin, sous les ailettes 14, et sont donc peu encombrants. Ils sont préformés en position déployée, de façon à être alors sous tension et qu'en l'absence de contrainte ils prennent une position libre faisant un angle déterminé a avec l'axe de l'engin (a ≈ 45° par exemple). L'élasticité des volets est telle que la pression dynamique qui s'exerce sur eux en vol leur donne un angle par rapport à l'axe du corps qui dépend directement de la pression dynamique et qui est inférieur à a. La longueur des volets 17 et des ailettes 14 est telle qu'ils ne débordent pas à l'arrière du corps.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, la partie avant de chaque volet 17 est renforcée par des lames élastiques plus courtes 20 dont la présence modifie la loi de déformation. Ces lames supplémentaires seront ou non présentes suivant la loi de variation de la traínée à donner à l'engin. Elles sont fixées à plat sur les volets, par exemple par des rivets 22.
La figure 3 montre que l'adjonction des volets de freinage aérodynamique n'implique pas une diminution de la charge utile de leurrage et ne modifie que très peu la géométrie extérieure de l'engin. Les renflements que représentent les douilles nécessaires pour articuler les ailettes 14 et leur permettre de se replier au-dessus des volets prennent place aisément, dans les alvéoles, de forme carrée, du chargeur. Il sera simplement nécessaire, en général, de donner à chacun des volets 17 une largeur inférieure au diamètre du corps, comme le montre la figure 3. L'encombrement supplémentaire dû aux ailettes est montré sur la figure 3 par un cadre en tirets. Le déploiement des ailettes, comme indiqué par la flèche f, libère les volets 17 et leur permet de se déployer à leur tour.
La forme des ailettes 14 et celle des volets 17, ainsi que la nature des moyens de fixation des volets, dépendent de l'application envisagée. On peut indiquer à titre d'exemple qu'il suffit, dans le cas d'un engin constitué par un leurre ayant un calibre de 30 mm et une vingtaine de centimètres de long, de quatre volets démunis de lames de renfort, en acier à ressort de 0,6 mm d'épaisseur, fixés sur le corps par quelques points de soudure.
Le mode de réalisation montré en figures 4 et 5, où les éléments déjà représentés sur les figures 1 à 3 portent le même numéro de référence, comporte encore des ailettes de stabilisation 14 et des volets déployables 17a.
Les ailettes de stabilisation ont la même forme et le même montage que dans le cas des figures 1 à 3. En revanche, chaque volet 17a est constitué d'une lame en métal élastique (acier à ressort en général), articulée sur le corps à l'arrière des patins. Pour cela chaque volet 17a peut être soudé sur un des éléments d'une charnière 24 placée immédiatement derrière les douilles arrière 16. Les charnières ont un débattement limité, de façon que le volet à l'état libre, une fois tourné vers l'arrière, fasse un angle b d'environ 45° avec l'axe du corps, à proximité de la charnière.
Le volet 17a est prévu pour être replié vers le nez de l'engin lorsqu'il est stocké et être maintenu en appui contre le corps par une ailette 14 (figure 4). Le volet peut être préformé de façon à prendre la forme montrée en traits pleins sur la figure 5 dès éjection de l'engin et déploiement des ailettes 14. Lorsque les volets 17a présentent un bec relevé 26, leur déploiement est provoqué par l'action du vent sur le bec. L'action du vent peut être remplacée ou complétée par celle d'autres moyens, par exemple par un ressort à pincette monté sur la charnière 24, un ressort destiné à décoller légèrement le volet du corps lorsqu'il est libéré, ou un fil de traction relié à l'ailette correspondante.
Une fois déployés, les volets 17a prennent une forme qui dépend de la pression dynamique qui agit sur eux, intermédiaire entre la forme indiquée en traits mixtes et la forme indiquée en tirets sur la figure 5. Si nécessaire, la charnière 24 peut être munie d'une butée escamotable ou destructible sous une contrainte déterminée, de façon à libérer le volet au-delà d'une pression dynamique donnée et à réduire alors au maximum la traínée.

Claims (10)

  1. Engin largable depuis un aéronef, muni de moyens passifs de stabilisation aérodynamique, destiné à prendre une trajectoire initiale sensiblement parallèle à la vitesse de l'aéronef après largage, comportant, à l'arrière, des volets de freinage (17,17a) déployables automatiquement après largage, caractérisé en ce que les volets sont constitués et montés sur le corps de l'engin de façon à prendre dès largage une orientation tournée vers l'arrière, telle que la pression dynamique qui s'exerce sur les volets modifie automatiquement l'inclinaison ou la forme des volets dans un sens tel que la traínée supplémentaire donnée par les volets varie en fonction inverse de ladite pression dynamique, en assurant une auto-adaptation aux conditions de vol.
  2. Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les volets (17,17a) présentent une flexibilité telle qu'ils se déforment à partir de leur position déployée dans un sens réduisant le coefficient de traínée lorsque la pression dynamique s'exerçant sur eux augmente.
  3. Engin selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'avant desdits volets (17) est fixé à plat sur le corps (10) de l'engin.
  4. Engin selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la partie avant des volets est renforcée par des lames plus courtes (20) fixées à plat sur les volets (17).
  5. Engin selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que les volets sont préformés pour s'orienter à 45° environ de l'axe de l'engin à l'état libre.
  6. Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les volets sont reliés au corps de l'engin par des moyens élastiques qui fléchissent sous l'action de la force exercée sur les volets, dans un sens réduisant le coefficient de traínée lorsque la pression dynamique augmente.
  7. Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque volet (17a) est constitué d'une lame en métal élastique dont l'arrière est articulée sur le corps à l'arrière des patins par des moyens ayant un débattement limité, le volet étant prévu pour être replié vers le nez de l'engin lorsqu'il est stocké et être maintenu en appui contre le corps.
  8. Engin selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit volet (17a) présente un bec relevé (26) destiné à provoquer le déploiement par l'action du vent sur le bec.
  9. Engin selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par des moyens à ressort à pincette de décollement des volets.
  10. Engin selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens d'articulation (24) sont munis d'une butée escamotable ou destructible sous une contrainte déterminée, de façon à libérer le volet au-delà d'une pression dynamique donnée.
EP19950400414 1994-03-02 1995-02-27 Engin largable à stabilisation et freinage aérodynamique Expired - Lifetime EP0675334B1 (fr)

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FR9402401 1994-03-02

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Publication Number Publication Date
EP0675334A1 EP0675334A1 (fr) 1995-10-04
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DE69516200T2 (de) 2000-11-23
FR2716965A1 (fr) 1995-09-08
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