EP0884554A1 - Method for controlling the lateral dispersion of projectiles stabilised by means of gyroscopic effect - Google Patents
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- EP0884554A1 EP0884554A1 EP98401348A EP98401348A EP0884554A1 EP 0884554 A1 EP0884554 A1 EP 0884554A1 EP 98401348 A EP98401348 A EP 98401348A EP 98401348 A EP98401348 A EP 98401348A EP 0884554 A1 EP0884554 A1 EP 0884554A1
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- 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
Definitions
- the present invention relates to a method for controlling the lateral dispersal on the ground of artillery ammunition stabilized by effect gyroscopic as well as a munition applying this process. She applies in particular to improving the effectiveness of artillery ammunition especially in the context of ammunition with increased range.
- the second process is more complex, but offers the advantage of avoiding adjustment shots, which is doubly interesting from an operational point of view by the effect of surprise obtained which does not allow the target to leave the target area and by the reduction of the time necessary to take a shot on goal which allows the shooter to quickly leave the firing position, and greatly decreases the probability of location of the shooter by counter-battery radars.
- the ammunition trajectory correction is carried out according to two steps :
- a first step is to correct only the errors by scope. All you need is an action in the vertical plane, which can be done from relatively simple way, by deliberately aiming beyond the target, and by controlling aerodynamic drag by an air brake system. Curvature of the trajectory is thus modulated. During this action, the control of the range involves purely axial forces, and requires only ammunition location information.
- the second step consists of correcting also lateral errors by implementing for example actuators developing forces perpendicular to the speed of displacement of the munition, that is to say substantially perpendicular to the axis of revolution.
- actuators developing forces perpendicular to the speed of displacement of the munition, that is to say substantially perpendicular to the axis of revolution.
- knowledge of the angular position actuators relative to a terrestrial reference, vertical for example, is required.
- the trajectory correction is in principle in one direction relatively unchanging compared to a terrestrial reference, at the most less as long as the amplitude of the requested correction is sufficient important.
- the actuators When the ammunition rolls, the actuators must, in case they are linked to the ammunition, switch to a double frequency of the roll frequency in order to achieve a "straightening" of the force generated, to obtain an average value of the non-zero resultant force.
- the direction of the average force is adjusted by playing on the instants of switching.
- the operating mode described above is possible for moderate rolling ammunition up to 30 revolutions / s per example.
- it hardly seems applicable to ammunition stabilized by gyroscopic effect because their roll speed is then too high, it is around 300 rpm for 155 mm ammunition and the expected dynamic performances of the actuator appear in this incompatible cases of classical aeromechanical systems with control surfaces for example.
- the first method may be to use organs piezoelectric which allow switching frequencies to be reached high. However, these may not satisfy the amplitudes of deformations required.
- the second method can consist in using organs of correction decoupled in roll from the rest of the ammunition. But such a process encounters problems in making decoupling bearings which must resist initial acceleration at the time of firing and exhibit low friction.
- the object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks.
- the invention relates to a method for the control of lateral dispersion of stabilized gyroscopic munitions characterized in that it consists in modulating the acceleration of bypass horizontal due to the gyroscopic effect by varying the center of thrust aerodynamics of the ammunition.
- the subject of the invention is also a munition making application of the above method.
- the method and the device according to the invention have the advantage that they require a simple arrangement of the ammunition stabilized in rotation by gyroscopic effect requiring no rapid switching actuators, no decoupling of actuators and above all no means of vertical reference measurement.
- the gyroscopic shunt of shells with high roll speed is a physical phenomenon resulting in a continuous lateral deviation of the trajectory, which can reach several hundred meters at the end of path.
- the lateral deflection of a 155 mm shell range 27 km, depending on the horizontal distance traveled is around 800 m.
- the skid angle corresponds to a rotation around the axis vertical and therefore lies in a horizontal plane. Lifting force associated is itself horizontal, and produces the trajectory derivation.
- the gyroscopic bypass phenomenon leads to a horizontal deflection which is the natural response of ammunition to the vertical stress of gravity.
- the derivation is to the right of the line firing, for a projectile rotating in the positive direction around its spin axis.
- the speed vector V is as shown in Figure 1 tangent to the path and its direction relative to the horizontal defines the slope of the path.
- the center of aerodynamic thrust F is located in front of the center of gravity G as shown in Figure 2 which shows ammunition in the form of a shell composed of a cylindrical body 1, a conical head 2 and a base 3.
- ⁇ D gcos ⁇ Ap mvx F 1+ Ap mvx F
- ⁇ D gcos ⁇ u 1 + u 2
- a decrease in roll speed can be achieved by example by aerodynamic brakes. However these decrease the ammunition stability margin. In addition, this results in a decrease of parameter u, and therefore offers little room for correction.
- a third solution implemented by the invention consists in modifying the static margin x F.
- the airfoils 4 used here remain fixed after deployment. Their role is only to modify the aerodynamic center of thrust F in order to vary the static margin x F.
- the airfoils 4 must also be angularly wedged, as shown in Figure 9, so as to maintain the roll speed of the ammunition.
- the airfoils 4 are placed at the level of the base 3 of the projectile.
- the deployment of the fins 4 can be obtained naturally by centrifugal effect.
- the fins are set angularly with respect to the axis of the projectile, as shown in Figure 11.
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé pour le contrôle de la dispersion latérale au sol de munitions d'artillerie stabilisées par effet gyroscopique ainsi qu'une munition faisant application de ce procédé. Elle s'applique notamment à l'amélioration de l'efficacité des munitions d'artillerie surtout dans le cadre des munitions à portée augmentée.The present invention relates to a method for controlling the lateral dispersal on the ground of artillery ammunition stabilized by effect gyroscopic as well as a munition applying this process. She applies in particular to improving the effectiveness of artillery ammunition especially in the context of ammunition with increased range.
L'amélioration de la précision du point d'impact des munitions d'artillerie se justifie par le fait qu'elle permet le traitement de cibles en exigeant un nombre réduit de munitions mais aussi en raison de l'augmentation de portée actuellement envisagée des munitions futures qui va de pair avec une dégradation de la précision des points d'impact.Improving the accuracy of the point of impact of ammunition artillery is justified by the fact that it allows the treatment of targets in requiring a reduced number of ammunition but also due to the currently envisaged increase in range of future munitions which goes hand in hand with a degradation of the precision of the points of impact.
Pour satisfaire ces besoins, il est connu de doter les munitions. de dispositifs aptes à les localiser. Ceux-ci mettent en oeuvre des systèmes de navigation, comme le système connu sous l'abréviation anglo-saxonne GPS de « Global Positioning system » ou encore des centrales inertielles bas coût. Ces systèmes permettent, dans un premier temps, de corriger les angles de pointage pour les tirs futurs à partir de mesures de trajectoire réelle du premier obus tiré, sans qu'il soit nécessaire de placer des observateurs avancés sur les points d'impact et dans un deuxième temps, de corriger directement la trajectoire réelle, en utilisant des dispositifs de contrôle adaptés, embarqués dans la munition. Le deuxième procédé est plus complexe, mais offre l'avantage d'éviter les tirs d'ajustement, ce qui est doublement intéressant d'un point de vue opérationnel par l'effet de surprise obtenu qui ne permet pas à la cible de quitter la zone visée et par la réduction du temps nécessaire pour réaliser un tir au but ce qui permet au tireur de quitter rapidement la position de tir, et diminue fortement la probabilité de localisation du tireur par les radars de contre-batterie.To meet these needs, it is known to provide ammunition. of devices capable of locating them. These implement systems of navigation, like the system known by the abbreviation Anglo-Saxon GPS of the Global Positioning System or even low inertial units cost. These systems allow, as a first step, to correct the aiming angles for future shots from trajectory measurements first shell fired, without the need to place advanced observers on the points of impact and secondly, directly correct the real trajectory, using adapted controls, loaded in the ammunition. The second process is more complex, but offers the advantage of avoiding adjustment shots, which is doubly interesting from an operational point of view by the effect of surprise obtained which does not allow the target to leave the target area and by the reduction of the time necessary to take a shot on goal which allows the shooter to quickly leave the firing position, and greatly decreases the probability of location of the shooter by counter-battery radars.
La correction de trajectoire des munitions s'effectue suivant deux étapes :The ammunition trajectory correction is carried out according to two steps :
Une première étape consiste à corriger uniquement les erreurs en portée. Il suffit d'une action dans le plan vertical, qui peut être réalisée de façon relativement simple, en visant volontairement au-delà de la cible, et en contrôlant la traínée aérodynamique par un système d'aérofrein. La courbure de la trajectoire est ainsi modulée . Au cours de cette action, le contrôle de la portée met en jeu des forces purement axiales, et ne requiert que des informations de localisation de la munition.A first step is to correct only the errors by scope. All you need is an action in the vertical plane, which can be done from relatively simple way, by deliberately aiming beyond the target, and by controlling aerodynamic drag by an air brake system. Curvature of the trajectory is thus modulated. During this action, the control of the range involves purely axial forces, and requires only ammunition location information.
La deuxième étape, plus difficile à atteindre, consiste à corriger également les erreurs latérales en mettant en oeuvre par exemple des actionneurs développant des forces perpendiculaires à la vitesse de déplacement de la munition, c'est-à-dire sensiblement perpendiculaire à l'axe de révolution. Dans ce cas, la connaissance de la position angulaire des actionneurs par rapport à une référence terrestre, verticale par exemple, est requise.The second step, more difficult to reach, consists of correcting also lateral errors by implementing for example actuators developing forces perpendicular to the speed of displacement of the munition, that is to say substantially perpendicular to the axis of revolution. In this case, knowledge of the angular position actuators relative to a terrestrial reference, vertical for example, is required.
La correction de trajectoire se situe en principe dans une direction relativement peu évolutive par rapport à une référence terrestre, tout au moins tant que l'amplitude de la correction demandée est suffisamment importante.The trajectory correction is in principle in one direction relatively unchanging compared to a terrestrial reference, at the most less as long as the amplitude of the requested correction is sufficient important.
Lorsque la munition tourne en roulis, il faut que les actionneurs, dans le cas où ils sont liés à la munition, commutent à une fréquence double de la fréquence de roulis afin de réaliser un « redressement » de la force générée, pour obtenir une valeur moyenne de la force résultante non nulle. La direction de la force moyenne est ajustée en jouant sur les instants de commutation.When the ammunition rolls, the actuators must, in case they are linked to the ammunition, switch to a double frequency of the roll frequency in order to achieve a "straightening" of the force generated, to obtain an average value of the non-zero resultant force. The direction of the average force is adjusted by playing on the instants of switching.
Le mode de fonctionnement décrit précédemment est envisageable pour des munitions à roulis modéré jusqu'à 30 tours/s par exemple. En revanche, il semble difficilement applicable à des munitions stabilisées par effet gyroscopique car leur vitesse de roulis est alors trop élevée, elle est de l'ordre de 300 tours/s pour une munition de 155 mm et les performances dynamiques attendues de l'actionneur apparaissent dans ce cas incompatibles des systèmes aéromécaniques classiques à gouvernes par exemple.The operating mode described above is possible for moderate rolling ammunition up to 30 revolutions / s per example. On the other hand, it hardly seems applicable to ammunition stabilized by gyroscopic effect because their roll speed is then too high, it is around 300 rpm for 155 mm ammunition and the expected dynamic performances of the actuator appear in this incompatible cases of classical aeromechanical systems with control surfaces for example.
A l'heure actuelle, deux procédés exploitant des principes d'actionneurs classiques, tels que décrits ci-avant, apparaissent pouvoir être envisagés.Currently, two processes exploiting principles conventional actuators, as described above, appear to be able to be considered.
Le premier procédé peut consister à utiliser des organes piézo-électriques qui permettent d'atteindre des fréquences de commutation élevées. Cependant, ceux-ci risquent de ne pas satisfaire les amplitudes de déformations requises. The first method may be to use organs piezoelectric which allow switching frequencies to be reached high. However, these may not satisfy the amplitudes of deformations required.
Le deuxième procédé peut consister à utiliser des organes de correction découplés en roulis du reste de la munition. Mais un tel procédé se heurte à des problèmes de réalisation des roulements de découplages qui doivent résister à l'accélération initiale au moment du tir et présenter de faibles frottements.The second method can consist in using organs of correction decoupled in roll from the rest of the ammunition. But such a process encounters problems in making decoupling bearings which must resist initial acceleration at the time of firing and exhibit low friction.
Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités.The object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour le contrôle de la dispersion latérale de munitions stabilisées à effet gyroscopique caractérisé en ce qu'il consiste à moduler l'accélération de dérivation horizontale due à l'effet gyroscopique en faisant varier le centre de poussée aérodynamique de la munition.To this end, the invention relates to a method for the control of lateral dispersion of stabilized gyroscopic munitions characterized in that it consists in modulating the acceleration of bypass horizontal due to the gyroscopic effect by varying the center of thrust aerodynamics of the ammunition.
L'invention a également pour objet une munition faisant application du procédé précité.The subject of the invention is also a munition making application of the above method.
Le procédé et le dispositif selon l'invention ont pour avantage qu'ils requièrent un aménagement simple des munitions stabilisées en rotation par effet gyroscopique ne nécessitant aucune commutation rapide d'actionneurs, aucun découplage d'actuateurs et surtout aucun moyen de mesure de référence de verticale.The method and the device according to the invention have the advantage that they require a simple arrangement of the ammunition stabilized in rotation by gyroscopic effect requiring no rapid switching actuators, no decoupling of actuators and above all no means of vertical reference measurement.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent:
- la figure 1, la trajectoire d'une munition relativement à l'horizontale,
- la figure 2, les dispositions relatives sur l'axe longitudinal du centre de poussée et du centre de gravité d'une munition,
- les figures 3 et 4, l'évolution de l'accélération latérale en fonction d'un paramètre de stabilité u,
- la figure 5, un graphe montrant une dérivation de munition en fonction de la distance du point d'impact,
- la figure 6, un exemple de dépointage de tir pour centrer les corrections,
- les figures 7 et 8, un exemple de déplacement des centres de poussée après correction,
- la figure 9, un exemple d'implantation d'ailettes radiales de correction sur le corps de la munition,
- la figure 10, les ailettes de la figure 9 en position déployée, et
- les figures 11 et 12, un exemple de calage d'ailettes selon l'invention sur un culot de munition.
- FIG. 1, the trajectory of a munition relative to the horizontal,
- FIG. 2, the relative arrangements on the longitudinal axis of the center of thrust and the center of gravity of an ammunition,
- FIGS. 3 and 4, the evolution of the lateral acceleration as a function of a stability parameter u,
- FIG. 5, a graph showing a diversion of ammunition as a function of the distance from the point of impact,
- FIG. 6, an example of shot firing to center the corrections,
- FIGS. 7 and 8, an example of displacement of the centers of thrust after correction,
- FIG. 9, an example of installation of radial correction fins on the body of the ammunition,
- FIG. 10, the fins of FIG. 9 in the deployed position, and
- Figures 11 and 12, an example of wedging fins according to the invention on an ammunition base.
La dérivation gyroscopique des obus à forte vitesse de roulis, est un phénomène physique se traduisant par une déviation latérale continue de la trajectoire, qui peut atteindre plusieurs centaines de mètres en fin de trajectoire. A titre d'exemple, la déviation latérale d'un obus de 155 de portée 27 km, en fonction de la distance horizontale parcourue est de l'ordre de 800 m.The gyroscopic shunt of shells with high roll speed is a physical phenomenon resulting in a continuous lateral deviation of the trajectory, which can reach several hundred meters at the end of path. For example, the lateral deflection of a 155 mm shell range 27 km, depending on the horizontal distance traveled is around 800 m.
Qualitativement, le phénomène peut s'analyser de la façon
suivante :
L'angle de dérapage correspond à une rotation autour de l'axe vertical et se situe donc dans un plan horizontal. La force de portance associée est elle même horizontale, et produit la dérivation de trajectoire.The skid angle corresponds to a rotation around the axis vertical and therefore lies in a horizontal plane. Lifting force associated is itself horizontal, and produces the trajectory derivation.
Le phénomène de dérivation gyroscopique conduit à une déviation horizontale qui est la réponse naturelle de la munition à la sollicitation verticale de la pesanteur. La dérivation est à droite de la ligne de tir, pour un projectile tournant dans le sens positif autour de son axe de spin.The gyroscopic bypass phenomenon leads to a horizontal deflection which is the natural response of ammunition to the vertical stress of gravity. The derivation is to the right of the line firing, for a projectile rotating in the positive direction around its spin axis.
Vu l'ordre de grandeur de la dérivation gyroscopique par rapport à l'amplitude des dispersions latérales, il est envisageable selon l'invention de corriger ces dernières en modulant l'amplitude de dérivation.Given the order of magnitude of the gyroscopic derivation compared to the amplitude of the lateral dispersions, it is possible according to the invention to correct these by modulating the bypass amplitude.
La dérivation gyroscopique se traduit par une accélération
latérale horizontale ΓD, qui s'exprime à partir des grandeurs définies
ci-après:
Le vecteur de vitesse
Pour les munitions stabilisées par effet gyroscopique, le centre de poussée aérodynamique F se situe en avant du centre de gravité G comme représenté sur la figure 2 qui représente une munition sous la forme d'un obus composé d'un corps cylindrique 1, d'une tête conique 2 et d'un culot 3.For ammunition stabilized by gyroscopic effect, the center of aerodynamic thrust F is located in front of the center of gravity G as shown in Figure 2 which shows ammunition in the form of a shell composed of a cylindrical body 1, a conical head 2 and a base 3.
Par analogie, aux munitions empennées stabilisées par effet aérodynamique, le paramètre xF est dénommé par la suite « marge statique ».By analogy, with stabilized ammunition stabilized by aerodynamic effect, the parameter x F is hereinafter called "static margin".
La vitesse de spin étant supposée assez grande pour assurer la
stabilité, l'accélération ΓD s'établit après stabilisation des mouvements
transitoires du projectile à la valeur suivante:
Pour une trajectoire de pente γ donnée, ΓD ne dépend que du
paramètre suivant :
La condition de stabilité de la munition impose de plus que le
coefficient de stabilité essentielle s, donné par :
Vérifie l'inégalité : s≥1Check the inequality: s≥1
Dans laquelle :
En fonction du paramètre u, la condition nécessaire de stabilité
devient :
Habituellement, la condition de stabilité la plus sévère se situe au
début du vol de la munition ρ, V / p et Czα étant maximum en sortie du tube de
lancement de la munition. Pour un projectile de 155 mm, les ordres de
grandeur sont les suivants :
D'où la condition de stabilité :
u≥0,0147Hence the condition of stability:
u≥0.0147
L'évolution de ΓD = gcosγ u / 1+u2 est représentée sur les figures
3 et 4. La figure 3 est une représentation globale de la fonction. Avec les
valeurs numériques utilisées ci-avant (projectile de 155 mm) le paramètre u
évolue au cours du vol dans la plage suivante :
0,026≤u≤0,041The evolution of Γ D = gcosγ u / 1 + u 2 is shown in Figures 3 and 4. Figure 3 is a global representation of the function. With the numerical values used above (155 mm projectile) the parameter u changes during the flight in the following range:
0.026≤u≤0.041
La plage de variation ne concerne donc que le début de la courbe ΓD = f(u) qui est représentée à la figure 4. The variation range therefore only concerns the start of the curve Γ D = f (u) which is shown in Figure 4.
L'examen de la courbe montre que ΓD est quasiment linéaire en fonction de u et que l'accélération latérale peut être facilement modifiée à condition de faire varier le paramètre u.Examination of the curve shows that Γ D is almost linear as a function of u and that the lateral acceleration can be easily modified provided that the parameter u is varied.
Il est d'ailleurs préférable d'augmenter u, ce qui offre plus de possibilité de variation et de surcroít, renforce la stabilité de la munition.It is also preferable to increase u, which offers more possibility of variation and in addition, strengthens the stability of the ammunition.
D'après la relation (3) et pour une trajectoire dont le profil de pente γ est donné, il apparaít que l'accélération de dérivation ne dépend que du paramètre : u= Ap / mVxF, défini par la relation (2) qui lui-même s'exprime en fonction du moment cinétique Ap, de la quantité de mouvement mV et de la marge statique xF.According to the relation (3) and for a trajectory whose slope profile γ is given, it appears that the acceleration of derivation depends only on the parameter: u = Ap / mVx F , defined by the relation (2) which itself is expressed as a function of the angular momentum Ap, the momentum mV and the static margin x F.
La quantité de mouvement mV et le moment cinétique Ap résultent essentiellement des conditions initiales données par le tube de lancement à l'instant du tir.The momentum mV and the angular momentum Ap essentially result from the initial conditions given by the tube of launch immediately.
Il n'est pas envisageable de modifier la quantité de mouvement de la munition car cela influerait profondément sur sa portée.It is not possible to modify the amount of movement of ammunition as this would have a profound effect on its range.
Il peut paraítre par contre envisageable de modifier son moment cinétique. Pour ce faire, deux moyens sont possibles consistant à diminuer ou augmenter la vitesse de roulis.On the other hand, it may seem possible to modify its moment kinetic. There are two ways to do this: or increase the roll speed.
Une diminution de la vitesse de roulis peut être obtenue par exemple par des freins aérodynamiques. Cependant ceux-ci diminuent la marge de stabilité de la munition. De plus, cela entraíne une diminution de paramètre u, et offre donc peu de marge de correction.A decrease in roll speed can be achieved by example by aerodynamic brakes. However these decrease the ammunition stability margin. In addition, this results in a decrease of parameter u, and therefore offers little room for correction.
Une augmentation de la vitesse de roulis peut être obtenue par un
procédé énergétique de type impulseur. A titre d'exemple, pour doubler
l'accélération de dérivation à mi-trajectoire, il suffit pratiquement de doubler
la valeur de u, c'est-à-dire d'augmenter la vitesse de roulis d'un facteur 2. A
mi trajectoire, la variation de p à communiquer est alors d'environ :
Δp = 200 tours/s. Compte tenu de l'inertie en roulis et en supposant que le
couple d'accélération est obtenu par des tuyères situées à la périphérie du
projectile, l'impulsion à communiquer est de l'ordre de :
I= 2600 N.sAn increase in the roll speed can be obtained by an energy process of the impeller type. For example, to double the diversion acceleration at mid-trajectory, it is practically enough to double the value of u, that is to say to increase the roll speed by a factor of 2. At mid trajectory, the variation of p to be communicated is then approximately: Δp = 200 revolutions / s. Given the roll inertia and assuming that the acceleration torque is obtained by nozzles located at the periphery of the projectile, the impulse to communicate is of the order of:
I = 2600 Ns
Cependant cette solution présente l'inconvénient qu'elle requiert une masse de poudre d'environ 1,3 kg ce qui compte tenu des coefficients de remplissage des impulseurs risque d'être rédhibitoire vis-à-vis de l'architecture de la munition.However, this solution has the disadvantage that it requires a powder mass of approximately 1.3 kg which taking into account the coefficients filling the impellers may be prohibitive vis-à-vis the architecture of ammunition.
Une troisième solution mise en oeuvre par l'invention consiste à modifier la marge statique xF.A third solution implemented by the invention consists in modifying the static margin x F.
Le procédé selon l'invention consiste à faire varier directement la position du centre de poussée F qui résulte de la répartition des pressions dues à l'écoulement de l'air sur la surface de la munition. A titre indicatif, pour un projectile de 155 mm, les ordres de grandeur suivants peuvent être retenus :
- centre de gravité à 2,16 calibres (335 mm) du culot.
- centre de poussée variable en fonction du nombre de Mach M :
- center of gravity at 2.16 calibers (335 mm) from the base.
- variable center of thrust depending on the Mach M number:
Une variation exploitable de la dérivation gyroscopique peut être obtenue en diminuant la marge statique xF d'environ 1 à 1,5 calibres. Des simulations montrent qu'il est alors possible d'augmenter la dérivation de 200 à 300 m par rapport à sa valeur normale de 800 m (voir figure 8 : dérivation latérale en diminuant la marge statique de 30% à partir de t = 30 s). Ce qui donne un potentiel de correction de 300 m maximum qui est toutefois modulable, en déclenchant la variation de marge statique plus ou moins tôt, en faisant implicitement l'hypothèse que la variation de la marge statique xF est de type « one shoot », en anglais, c'est-à-dire unique, par tout ou rien et non réversible. La correction est toujours dans le même sens, vers la droite de la ligne de tir. Afin de recentrer la correction, et d'être apte à rattraper les erreurs de signe quelconque, a priori symétriques autour de 0, il suffit de décaler le pointage en azimut du tube lanceur vers la gauche de façon à compenser systématiquement la moitié de la correction maximale possible.An exploitable variation of the gyroscopic derivation can be obtained by reducing the static margin x F by approximately 1 to 1.5 calibers. Simulations show that it is then possible to increase the bypass from 200 to 300 m compared to its normal value of 800 m (see Figure 8: lateral bypass by reducing the static margin by 30% from t = 30 s ). This gives a correction potential of 300 m maximum which is however flexible, by triggering the variation of static margin sooner or later, by implicitly assuming that the variation of the static margin x F is of the “one shoot” type. , in English, that is to say unique, by all or nothing and not reversible. The correction is always in the same direction, to the right of the line of fire. In order to refocus the correction, and to be able to catch any sign errors, a priori symmetrical around 0, it suffices to shift the pointing in azimuth of the launch tube to the left so as to systematically compensate for half of the correction maximum possible.
Ainsi, en désignant par Δc l'amplitude de correction réalisable (par
exemple : Δc = 300 m) et Xmax la portée visée, l'angle de site de tir doit être
décalé de :
Pour modifier le point d'application de la résultante des forces de pression sur la munition, il suffit selon l'invention de déployer, comme le montrent les figures 9 et 10, au moment souhaité pour le début de correction, des voilures 4 dont la portance combinée à celle de la munition fournit la marge statique voulue.To modify the point of application of the result of the forces of pressure on the ammunition, it is sufficient according to the invention to deploy, as the show Figures 9 and 10, at the desired time for the start of correction, 4 airfoils whose lift combined with that of the ammunition provides the desired static margin.
A la différence des systèmes classiques de gouvernes , qui doivent être orientés pour infléchir la trajectoire dans la direction de la cible, les voilures 4 mises en oeuvre ici restent fixes après déploiement. Leur rôle est uniquement de modifier le centre de poussée aérodynamique F afin de faire varier la marge statique xF.Unlike conventional control surfaces, which must be oriented to deflect the trajectory in the direction of the target, the airfoils 4 used here remain fixed after deployment. Their role is only to modify the aerodynamic center of thrust F in order to vary the static margin x F.
Les voilures 4 doivent être de plus calées angulairement, comme représenté sur la figure 9, de façon à entretenir la vitesse de roulis de la munition.The airfoils 4 must also be angularly wedged, as shown in Figure 9, so as to maintain the roll speed of the ammunition.
A titre d'exemple, pour un projectile de 155 mm, dont le centre de poussée est situé très à l'avant du projectile surtout pendant la phase où la correction est susceptible d'être commandée, la figure 10 montre l'emplacement de la force aérodynamique F pour Mach = 1 et montre la plage dans laquelle elle doit être positionnée. Cette dernière s'obtient dansl'exemple en reculant le point d'application de la force F de 1 à 1,45 calibres pour obtenir une modulation de déviation latérale suffisante.For example, for a 155 mm projectile, the center of which thrust is located very in front of the projectile especially during the phase where the correction is likely to be ordered, Figure 10 shows the location of the aerodynamic force F for Mach = 1 and shows the range in which it should be positioned. The latter is obtained in the example by moving the point of application of the force F from 1 to 1.45 calibers to obtain sufficient lateral deviation modulation.
L'examen de la figure 8 montre que pour obtenir le recul souhaité pour le centre de poussée, la seule solution réaliste est de déployer les voilures 4 en arrière du centre de gravité.Examination of Figure 8 shows that to obtain the desired distance for the center of thrust, the only realistic solution is to deploy the wings 4 behind the center of gravity.
Afin de rendre maximum l'effet des voilures 4 et de réduire au maximum leurs dimensions tout en conservant une certaine modularité à la munition corrigée, les voilures 4 sont placées au niveau du culot 3 du projectile.In order to maximize the effect of the sails 4 and to reduce maximum dimensions while retaining a certain modularity to the corrected ammunition, the airfoils 4 are placed at the level of the base 3 of the projectile.
En désignant par :
La marge statique avec ailettes se calcule en considérant le
moment de la force résultante. On obtient suivant le diagramme de
répartition des forces de la figure 8 :
Avec huit ailettes radiales de surface unitaire Sa implantées
comme sur la figure 9 la portance Pa est approximativement donnée par la
relation :
Compte tenu des interactions avec le corps cylindrique de la
munition, on peut considérer que :
La portance de la munition s'exprime par :
Pratiquement: CNc = 2αPractically: C Nc = 2α
La surface requise pour une ailette 4 s'exprime alors :
En prenant comme exemple :
La relation (10) donne :
Sa = 5,2 cm2 The relation (10) gives:
Sa = 5.2 cm 2
Ce qui correspond à des ailettes de dimension relativement modestes, faciles à intégrer au niveau du culot 3 par un montage radial comme indiqué sur la figure 10.Which corresponds to relatively large fins modest, easy to integrate at the level of the base 3 by a radial mounting as shown in figure 10.
Dans ce cas, le déploiement des ailettes 4 peut être obtenu naturellement par effet centrifuge. In this case, the deployment of the fins 4 can be obtained naturally by centrifugal effect.
Afin de ne pas contrarier la vitesse de roulis de la munition, les ailettes sont calées angulairement par rapport à l'axe du projectile, comme l'indique la figure 11.In order not to interfere with the rolling speed of the ammunition, the fins are set angularly with respect to the axis of the projectile, as shown in Figure 11.
Le calage vérifie la relation :
A titre d'exemple, pour :
La relation (11) donne : η = 17,9°.The relation (11) gives: η = 17.9 °.
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