EP1006335B1 - Dispositif de freinage en translation d'un projectile sur trajectoire - Google Patents

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EP1006335B1
EP1006335B1 EP99402751A EP99402751A EP1006335B1 EP 1006335 B1 EP1006335 B1 EP 1006335B1 EP 99402751 A EP99402751 A EP 99402751A EP 99402751 A EP99402751 A EP 99402751A EP 1006335 B1 EP1006335 B1 EP 1006335B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
flap
projectile
flaps
braking device
folded position
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP99402751A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1006335A1 (fr
Inventor
Alain Bonnet
Anne-Laure Cros
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.)
Giat Industries SA
Original Assignee
Giat Industries SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1006335A1 publication Critical patent/EP1006335A1/fr
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Publication of EP1006335B1 publication Critical patent/EP1006335B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 technical field of the invention is that of braking devices in translation of a projectile on path.
  • Patent EP138942 thus describes a projectile artillery which has an ogive braking device whose deployment is controlled on trajectory.
  • Such an arrangement makes it possible to increase the precision artillery fire, taking into account the dispersions due variations in the initial velocity of the projectile.
  • the braking device described by this patent includes either radially movable fingers or a flat frontal surface.
  • the surface of these means of braking compared to the projectile section is too much low so that their braking capacity is sufficient.
  • WO98 / 01719 discloses another device for projectile braking. This device includes four air brake plates stacked one on the other and radially movable relative to the projectile.
  • the braking surface is thus greatly increased (it is about twice the section of the projectile) with a small footprint inside the body of the projectile.
  • Plate shapes are complex to machine, they also have many indentations that reduce their mechanical strength, especially in their fully deployed position which is the one where the constraints are maximum.
  • the unlocking of the plates is obtained by via two gas generators that move two holding pins, each pin immobilizing two plates.
  • Such a structure is likely to cause dissymmetries or jams at the time of plate deployment which may change the trajectory of the projectile in a non-reproducible manner.
  • US-5826821 also discloses a system of plates mounted rotating relative to the projectile, treacherous to brake a projectile. Each component has an indentation allowing its guidance in rotation compared to a finger. Such a structure is likely to cause dissymmetries that change the trajectory of the projectile.
  • the braking device according to the invention is of simple and inexpensive design and it presents a improved mechanical strength compared to the device previously described.
  • the subject of the invention is a device for braking in translation of a projectile on its trajectory and including at least two deployable airbrakes radially so as to increase aerodynamic drag of the projectile, each airbrake consisting of a pivoting flap around a fulcrum of the projectile and parallel to the axis of the latter, characterized in that each shutter has an external profile covering a circle whose diameter is substantially equal to that of a outer part of the projectile and a notch intended for allow the flap to fold around an axial support integral with the projectile.
  • the device for braking comprises at least one pyrotechnic piston ensuring the locking of at least one of the shutters folded position.
  • At least two shutters are stacked on each others when in their folded position, at least a first of the two components comprising means ensuring the maintenance of the second of two components folded position.
  • the braking device can have at least four components, a first component being locked by the pyrotechnic piston and carrying a first pion ensuring the retention in folded position of a second component, a third component bearing a second cooperating counter with a first solidarity holding surface of the second component, a fourth component carrying a third cooperating counter with a second solidarity holding surface of the third shutter, a single pyrotechnic piston thus ensuring Lock all four shutters.
  • Each component may have an external profile covering an arc of a circle whose diameter is substantially equal to that of an external part of the projectile and an indentation intended to allow the folding of the flap around a support axial integral with the projectile.
  • each component may include a heel stop for cooperating with a complementary surface of the axial support so as to stop the opening movement of the shutter.
  • the arc length of the outer profile of each shutter and the length of different heels can be chosen such so that, in the deployed position, the free end of at least a component is supported on a neighboring component or on the projectile.
  • the axial support can carry two plates, a platinum lower and upper plate, each platinum supporting at least two of the pivots of the flaps which located between the two decks when they are find in folded position.
  • each flap may comprise a circular toothed portion arranged around the pivot, portion which meshes with a pinion central coaxial to the projectile, central gear which ensures thus a solidarity of the different components.
  • the pyrotechnic piston can then lock the central gear.
  • the shutters can in all cases be solidarity of a projectile warhead.
  • an artillery projectile 1 is provided at the rear of a belt 2 intended to take the stripes of a weapon tube (no represented) and to seal the propellant the shot of the projectile.
  • This projectile carries to its front part a rocket 3 which is intended in a conventional manner and following the type of projectile considered (explosive projectile or cargo projectile) to ensure either the initiation of a explosive placed inside the projectile, either igniting a gas generating charge for ejecting on a trajectory a payload arranged inside the projectile (under anti-tank ammunition or grenades).
  • the rocket comprises an electronic device command 4 which causes the initiation of a load pyrotechnic 5 (which is a relay of detonation or a gas generator).
  • this rocket 3 incorporates also a device for braking in translation 6 allowing radial deployment on trajectories 7.
  • the deployment of flaps 7 is controlled by the electronic control device 4 in response to an order received on trajectory via a receiver 8 or well developed by the electronic control device 4 as a result of a pre-shooting program, or changed again in the first moments after shooting to take into account the actual initial velocity of the projectile.
  • Figure 2 shows this rocket in more detail. It has a general shape and a size similar to that classic artillery rockets. It has a body 13 on which is made a thread 9 intended to allow its solidarization with the projectile.
  • the pyrotechnic charge 5 is placed in a cup attached to the body and she communicates through a priming channel 10 with a initiation component 11 (primer or igniter) to electric trigger, which is itself connected to the electronic control device 4.
  • the initiation component 11 is carried by a movable flap 12 of a safety device and armament.
  • the body 13 of the rocket comprises an axial cylinder 14 which connects a lower portion of the rocket carrying the load pyrotechnic 5 and an upper portion of the rocket enclosing the electronic device 4. This cylinder is crossed by the priming channel 10.
  • the cylinder 14 receives the braking device 6 which comprises an axial support fins 15 having a tubular portion 16 and two plates 17 and 18.
  • the tubular portion 16 is mounted coaxially with the cylinder 14 and therefore has a diameter internal which is equal to that of the cylinder 14.
  • the turntables upper 17 and lower 18 are flat and perpendicular to the axis 20 of the rocket and the projectile.
  • the two plates 17 and 18 define an annular volume to inside which are arranged the flaps 7.
  • the support of fins 15 is made integral in translation and in rotation of the rocket body for example by a nut of blocking mounted on the cylinder 14 and not shown.
  • flaps 7a, 7b, 7c and 7d are integral with the support 15.
  • Each component is articulated in relation to the support around a pivot 19 (19a, 19b, 19c, 19d) parallel to the axis 20 of the rocket (and therefore the projectile).
  • pivots 19 are not represented only schematically in FIG. upper platen 17 carries two pivots 19a and 19b which ensure the attachment of the two flaps 7a and 7b. Platinum lower 18 door two pivots 19c and 19d which ensure the fastening of the two shutters 7c and 7d.
  • the pivots are regularly distributed angularly around the axis 20 of the rocket.
  • the different shutters are stacked on top of each other when they are in their folded position, the first flap 7a in contact with the upper plate 17 and the fourth component 7d being in contact with the bottom plate 18.
  • the second flap 7b is disposed between the first component 7a and the third component 7c, the latter being arranged itself between the second flap 7b and the fourth part 7d.
  • Figures 6 and 7 show in detail the structure of a pivot 19.
  • Figure 6 shows the structure of a pivot (19a or 19d) securing the shutters that are directly in contact with the plates 17 and 18, that is to say that of shutters 7a and 7d.
  • the pivot 19a (or 19d) is constituted by a nut 21 having an enlarged head 21a which is housed in a countersunk 22 fitted on the shutter.
  • a screw 23 has its head in contact with the plate 17 (or 18) and ensures the solidarization of the shutter and the plate.
  • a game of the order tenth of a millimeter is provided during assembly so to authorize the pivoting of the flap around the axis 24 of the pivot 19.
  • Figure 7 shows the structure of a pivot (19b or 19c) securing the shutters which are not directly in contact with turntables 17 and 18, it is say that of intermediate flaps 7b and 7c.
  • This pivot also has a nut 21 whose head widened is lodged in a blind spot and a screw 23 whose head is in contact with the plate 17 (or 18). It differs from the pivot of Figure 6 by the presence of a spacer 25 which ensures the spacing between the plate and the component considered. The thickness of the spacer is equal to that of the shutter which is inserted between the plate and the shutter intermediate considered.
  • Each shutter is made for example of sheet steel 2 mm thick and carries a bore 32 for receiving the pivot 19 and on which is fitted the countersink 22.
  • the shutters can also be made of another material for example a light alloy (aluminum-based).
  • Each component has an external profile 26 covering a arc of circle whose diameter is substantially equal to outer diameter of the rocket 3.
  • Each flap also has a notch 27 intended to allow the folding of the flap around the part tubular 16 of the axial support 15.
  • the notch 27 has a hemicylindrical portion 28 of the same diameter as that of the tubular portion 16 and coaxial with the axis 20 of this one (that is to say also to the axis of the rocket and the projectile).
  • the semicylindrical portion 28 of the notch is connects, from one side to a flat surface 29 which is perpendicular to the plane defined by the axis 24 of the pivot 19 considered and the axis 20 of the rocket and the other two cylindrical surfaces 30 and 31 the first (30) coaxial with pivot 19 and the second (31) axis parallel to that of the pivot and of radius equal to that of the tubular portion 16.
  • the surface 31 constitutes a stop stub that is intended for cooperate with the axial support 15 to stop the movement opening of section 7.
  • the cylindrical surfaces 30 and 31 are arranged at vicinity of the pivot 19 and the axis 20 of the rocket is located between the axis 24 of the pivot and the flat surface 29. It results from a such a provision that a pivoting movement of each shutter around its axis 24 is allowed without there being interference between the flat surface 29 and the tubular part 16. It also follows from the form thus adopted for shutters obtaining a maximum flap surface for a minimal space in folded position.
  • the different components also have some structural differences with each other.
  • the first flap 7a carries a hole 33 which is intended to receive the rod 35 of a pyrotechnic piston 34 (see Figure 2).
  • This pyrotechnic piston is here a retractor pyrotechnic, it comprises a composition generating gas which is initiated electrically by the control device 4 and has the effect of causing the withdrawal of the rod 35 out of the hole 33.
  • a pyrotechnic component is well known to the skilled person and it will not be described more in details.
  • the rod 35 of the retractor ensures the locking of the first flap 7a in the folded position.
  • the first component 7a also carries a first piece 36 which is intended to maintain the folded position of the second part 7b. For this purpose it cooperates with a notch 37 which is arranged on the outer circular profile 26 of the second part 7b.
  • the third part 7c carries a second piece 38 which is intended to cooperate with the flat surface 29 of the second component 7b when the latter is in the folded position.
  • This flat surface then constitutes a first surface of maintenance which prohibits the opening of the third shutter when the second flap is in the folded position.
  • the fourth component 7d carries a third pawn 39 which in a similar way cooperates with the flat surface 29 of the third component 7c when the latter is in position folded.
  • This flat surface constitutes a second surface that prohibits the opening of the fourth when the third flap is in the folded position.
  • a single pyrotechnic piston 34 ensures the locking all four shutters 7a, 7b, 7c and 7d and prevents the deployment of these as a result of efforts centrifugals which are exerted on them during the firing of the projectile.
  • the pieces 36, 38 and 39 are constituted by small cylindrical rods mounted in holes made on the shutters.
  • Figure 3 shows the four flaps in their position folded and locked.
  • the rocket cut was made in order to remove the upper platen 17. Only the first flap 7a is completely visible, its pivot 19a to the right of the figure with the nut 21 cut. The second part 7b is partially visible in the indentation of the first component, its pivot 19b is at the top of the figure with the nut 21 cut and the spacer 25 visible. The third component is hidden, its pivot 19c is at the bottom of the figure, the fourth pane is also hidden, its pivot 19d is found to the left of the figure.
  • This figure shows how they cooperate with each other different means of support in order to ensure locking the four shutters.
  • the pin 38 carried by the third flap 7c is in contact with the flat surface 29 of the second flap 7b.
  • the third shutter can not open.
  • the pin 39 carried by the fourth component 7d is in contact with the flat surface 29 of the third flap 7c.
  • the fourth shutter can not open.
  • the device electronic control 4 will cause the withdrawal of the rod 35 of the pyrotechnic piston. Under the action of force centrifuge the first flap 7a will open. The pawn 36 comes out then notch 37, which releases the second component 7b which can also open. Surface 29 moves away from the counter 38, which releases the third flap 7c, which in turn opens and releases the fourth component 7d.
  • Figure 4 shows the shutters in their position deployed.
  • each shutter is stopped by the contact from its stop butt 31 with the tubular portion 16 of the support axial 15.
  • Such an arrangement allows to control the angle opening of shutters.
  • the arc length of the outer profile 26 of each flap and the length of the different stub heels are chosen from such so that, in the deployed position, the free end 40 of each flap (the end farthest from the pivot 19) is found in support of or in relation to a neighboring component or in support or opposite the lower plate 18 (which constitutes a support surface integral with the rocket and the projectile and perpendicular to the axis of the latter).
  • the fourth component 7d is in support by its free end 40 on the lower plate 18.
  • the third flap 7c is supported by its end 40 on the fourth shutter 7d and next to the turntable 18 which increases the rigidity of the support.
  • the first and the second flap have their free ends respectively facing the third flap and bottom plate 18.
  • the opening diameter D obtained is of the order of 118 mm for an initial diameter of the lower platinum of about 61mm is an increase in diameter of the order of 90%.
  • the device according to the invention ensures obtaining a large and rigid braking surface for reduced bulk and mechanical strength important.
  • Figure 8 shows a variant in which the flaps 7 are devoid of abutment heel. They unfold totally under the effect of centrifugal force and allow to obtain a maximum opening diameter D 1 of the order of 140 mm from an initial diameter of about 61 mm.
  • the free ends of the shutters can not be found not in support or in comparison with another flap or platinum lower. This results in flap flexion and less rigidity for the device.
  • Figures 9 and 10 show a second mode of embodiment of the invention.
  • This mode differs from the previous ones in that all the shutters 7 are fixed on the body 13 by means of screws 41 which constitute the pivots of the shutters. Seven shutters 7 are planned and stacked on top of each other in folded position ( Figure 9). In order to allow the fixation of each shutter on the body 13, screws 41 of length different for each component as well as appropriate spacers (not shown).
  • Each flap 7 consists of a sheet of sheet metal of steel having an outer profile 26 covering an arc of circle whose diameter is substantially equal to the diameter external of the rocket.
  • Each flap 7 also has a notch 27 comprising a semicylindrical portion 28 for allow the flap to fold around the axial cylinder 14, integral with the rocket body 13, and coaxial with the axis 20 of this one (that is to say also to the axis of the rocket and the projectile).
  • a central gear cylindrical 42 is mounted coaxially with the axial cylinder 14 and free in rotation with respect to this one.
  • the teeth of this pinion are parallel to the axis 20 of the rocket and they meshes with toothed circular portions 43 made on all flaps 7 and coaxial with their pivot 41.
  • the central pinion 42 has an upper flange 44 on which is made a hole in which comes accommodating the rod 35 of the pyrotechnic piston 34 which thus ensures immobilization in rotation of the central pinion 42, therefore also locking all the shutters in their folded position and against the effect of centrifugal forces.
  • the device control electronics will initiate the pyrotechnic piston 34.
  • the rod 35 is extracted from its hole in the collar 44 pinion 42 which is thus unlocked.
  • Strength centrifugal action on the shutters will cause their opening, which will be accomplished symmetrically by relative to the axis 20 of the projectile because of the presence of toothed portions 43 and central pinion 42.
  • the opening is continues to the position shown in Figure 10 in which flaps are in abutment on the central gear.
  • the opening diameter D 2 that can be obtained with this embodiment of the invention is of the order of 130 mm from an initial diameter of about 61 mm.
  • the invention can of course apply to all types of large projectiles (greater than 50mm) or medium caliber (less than or equal to 50mm).

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Description

Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs de freinage en translation d'un projectile sur trajectoire.
De tels dispositifs sont notamment connus dans le domaine de l'artillerie.
Le brevet EP138942 décrit ainsi un projectile d'artillerie qui comporte un dispositif de freinage d'ogive dont le déploiement est commandé sur trajectoire.
Une telle disposition permet d'accroítre la précision des tirs d'artillerie en tenant compte des dispersions dues aux variations de la vitesse initiale du projectile. En effet, il est possible alors de pointer l'arme de façon à tirer plus loin que la cible visée, une conduite de tir mesure la vitesse réelle du projectile à la sortie du tube de l'arme et un ordre de freinage est ensuite transmis au projectile de façon à réduire sa portée et à l'amener ainsi au point d'impact souhaité.
Le dispositif de freinage décrit par ce brevet comprend, soit des doigts mobiles radialement, soit une surface frontale plane. La surface de ces moyens de freinage par rapport à la section du projectile est trop faible pour que leur capacité de freinage soit suffisante.
Le brevet WO98/01719 décrit un autre dispositif de freinage pour projectile. Ce dispositif comprend quatre plaques aérofreins empilées les unes sur les autres et mobiles radialement par rapport au projectile.
La surface de freinage se trouve ainsi fortement accrue (elle constitue environ le double de la section du projectile) avec un encombrement réduit à l'intérieur du corps du projectile.
Cependant ce dispositif présente des inconvénients.
Les formes de plaques sont complexes à usiner, elles comportent également de nombreuses échancrures qui réduisent leur résistance mécanique, notamment dans leur position totalement déployée qui est celle où les contraintes sont maximales.
De plus, le déverrouillage des plaques est obtenu par l'intermédiaire de deux générateurs de gaz qui déplacent deux goupilles de maintien, chaque goupille immobilisant deux plaques. Une telle structure est susceptible de provoquer des dissymétries ou des coincements au moment du déploiement des plaques ce qui risque de modifier la trajectoire du projectile d'une façon non reproductible.
Le brevet US-5826821 décrit également un système de plaques montées rotatives par rapport au projectile, déloyables pour freiner un projectile. Chaque volet présente une échancrure permettant son guidage en rotation par rapport à un doigt. Une telle structure est susceptible de provoquer des dissymétries modifiant la trajectoir du projectile.
C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif de freinage en translation d'un projectile qui ne présente pas de tels inconvénients.
Ainsi le dispositif de freinage selon l'invention est de conception simple et peu coûteuse et il présente une résistance mécanique améliorée par rapport au dispositif décrit précédemment.
Il est peu susceptible de coincements et il en résulte une symétrie d'ouverture des aérofreins qui est parfaite.
Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de freinage en translation d'un projectile sur sa trajectoire et comprenant au moins deux aérofreins déployables radialement de façon à accroítre la traínée aérodynamique du projectile, chaque aérofrein étant constitué par un volet pivotant autour d'un pivot solidaire du projectile et parallèle à l'axe de celui-ci, caractrérisé en ce que chaque volet présente un profil externe couvrant un arc de cercle dont le diamètre est sensiblement égal à celui d'une partie externe du projectile et une échancrure destinée à permettre le repli du volet autour d'un support axial solidaire du projectile.
Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de freinage comporte au moins un piston pyrotechnique assurant le verrouillage d'au moins un des volets en position repliée.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, au moins deux volets se trouvent empilés les uns sur les autres lorsqu'ils se trouvent dans leur position repliée, au moins un premier des deux volets comportant des moyens assurant le maintien du deuxième des deux volets en position repliée.
Avantageusement, le dispositif de freinage pourra comporter au moins quatre volets, un premier volet étant verrouillé par le piston pyrotechnique et portant un premier pion assurant le maintien en position repliée d'un deuxième volet, un troisième volet portant un deuxième pion coopérant avec une première surface de maintien solidaire du deuxième volet, un quatrième volet portant un troisième pion coopérant avec une deuxième surface de maintien solidaire du troisième volet, un seul piston pyrotechnique assurant ainsi le verrouillage de l'ensemble des quatre volets.
Chaque volet pourra présenter un profil externe couvrant un arc de cercle dont le diamètre est sensiblement égal à celui d'une partie externe du projectile et une échancrure destinée à permettre le repli du volet autour d'un support axial solidaire du projectile.
Avantageusement, chaque volet pourra comporter un talon butée destiné à coopérer avec une surface complémentaire du support axial de façon à arrêter le mouvement d'ouverture du volet.
La longueur d'arc du profil externe de chaque volet et la longueur des différents talons pourront être choisis de telle sorte que, en position déployée, l'extrémité libre d'au moins un volet soit en appui sur un volet voisin ou bien sur le projectile.
Le support axial pourra porter deux platines, une platine inférieure et une platine supérieure, chaque platine supportant au moins deux des pivots des volets qui se trouvent ainsi disposés entre les deux platines lorsqu'ils se trouvent en position repliée.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, chaque volet pourra comporter une portion circulaire dentée disposée autour du pivot, portion qui engrène avec un pignon central coaxial au projectile, pignon central qui assure ainsi une solidarisation des différents volets.
Avantageusement, le piston pyrotechnique pourra alors assurer le verrouillage du pignon central.
Les volets pourront dans tous les cas être solidaires d'une fusée d'ogive du projectile.
D'autres avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels.
  • la figure 1 montre schématiquement un projectile équipé d'un dispositif de freinage selon l'invention,
  • la figure 2 représente en coupe longitudinale partielle une fusée de projectile équipée d'un dispositif de freinage selon un premier mode de réalisation de l'invention,
  • la figure 3 montre ce même dispositif en position repliée et en coupe suivant le plan repéré AA sur la figure 2,
  • la figure 4 est analogue à la figure 3 mais montre le dispositif en position déployée,
  • les figures 5a à 5h représentent les volets de freinage seuls, les figures 5a, 5c, 5e et 5g étant des vues frontales desdits volets et les figures 5b, 5d, 5f et 5h étant des vues latérales des différents volets, chacune des vues frontales étant associée à sa vue latérale pour un volet déterminé (5a/5b, 5c/5d, 5e/5f et 5g/5h),
  • les figures 6 et 7 sont des représentations en coupes partielles des deux types d'articulations des volets,
  • la figure 8 représente en coupe et en position déployée un dispositif suivant une variante de ce premier mode de réalisation,
  • la figure 9 représente en coupe longitudinale partielle une fusée de projectile équipée d'un dispositif de freinage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
  • la figure 10 montre ce même dispositif en position déployée et en coupe suivant le plan repéré BB sur la figure 9.
En se reportant à la figure 1, un projectile d'artillerie 1 est doté au niveau de sa partie arrière d'une ceinture 2 destinée à prendre les rayures d'un tube d'arme (non représenté) et à assurer l'étanchéité aux gaz propulsifs lors du tir du projectile. Cet projectile porte à sa partie avant une fusée 3 qui est destinée d'une façon classique et suivant le type de projectile considéré (projectile explosif ou projectile cargo) à assurer soit l'initiation d'une charge explosive disposée à l'intérieur du projectile, soit l'allumage d'une charge génératrice de gaz destinée à éjecter sur trajectoire une charge utile disposée à l'intérieur du projectile (sous munitions antichar ou grenades).
A cet effet la fusée comporte un dispositif électronique de commande 4 qui provoque l'initiation d'une charge pyrotechnique 5 (qui est suivant le cas un relais de détonation ou un générateur de gaz).
Conformément à l'invention, cette fusée 3 incorpore également un dispositif de freinage en translation 6 permettant le déploiement radial sur trajectoire de volets de freinage 7. Le déploiement des volets 7 est commandé par le dispositif électronique de commande 4 en réponse à un ordre reçu sur trajectoire par l'intermédiaire d'un récepteur 8 ou bien élaboré par le dispositif électronique de commande 4 comme suite à une programmation préalable au tir, ou bien encore modifiée dans les premiers instants suivant le tir pour tenir compte de la vitesse initiale réelle du projectile.
La programmation sur trajectoire sera assurée par l'intermédiaire du récepteur 8 qui pourra être de technologie radar.
La figure 2 montre cette fusée de façon plus détaillée. Elle a une forme générale et un encombrement analogue à celui des fusées d'artillerie classiques. Elle comporte un corps 13 sur lequel est réalisé un filetage 9 destiné à permettre sa solidarisation avec le projectile. La charge pyrotechnique 5 est disposée dans un godet solidaire du corps et elle communique au travers d'un canal d'amorçage 10 avec un composant d'initiation 11 (amorce ou inflammateur) à déclenchement électrique, qui est lui même relié au dispositif électronique de commande 4.
D'une façon classique et qui n'est pas décrite ni représentée en détails, le composant d'initiation 11 est porté par un volet mobile 12 d'un dispositif de sécurité et d'armement.
Le corps 13 de la fusée comporte un cylindre axial 14 qui relie une portion inférieure de la fusée comportant la charge pyrotechnique 5 et une portion supérieure de la fusée renfermant le dispositif électronique 4. Ce cylindre est traversé par le canal d'amorçage 10. Le cylindre 14 reçoit le dispositif de freinage 6 qui comprend un support axial d'ailettes 15 comportant une partie tubulaire 16 et deux platines 17 et 18. La partie tubulaire 16 est montée coaxialement au cylindre 14 et présente donc un diamètre interne qui est égal à celui du cylindre 14. Les platines supérieure 17 et inférieure 18 sont planes et perpendiculaires à l'axe 20 de la fusée et du projectile. Les deux platines 17 et 18 délimitent un volume annulaire à l'intérieur duquel sont disposés les volets 7. Le support d'ailettes 15 est rendu solidaire en translation et en rotation du corps de fusée par exemple par un écrou de blocage monté sur le cylindre 14 et non représenté.
Conformément à ce premier mode de réalisation de l'invention, qui est également le mode de réalisation préféré, quatre volets 7a, 7b, 7c et 7d sont solidaires du support 15.
Chaque volet est articulé par rapport au support autour d'un pivot 19 (19a,19b,19c,19d) parallèle à l'axe 20 de la fusée (et donc du projectile).
Pour la clarté du dessin les pivots 19 ne sont représentés que de façon schématique sur la figure 2. La platine supérieure 17 porte deux pivots 19a et 19b qui assurent la fixation des deux volets 7a et 7b. La platine inférieure 18 porte deux pivots 19c et 19d qui assurent la fixation des deux volets 7c et 7d. Les pivots sont régulièrement répartis angulairement autour de l'axe 20 de la fusée.
Les différents volets sont empilés les uns sur les autres lorsqu'ils se trouvent dans leur position repliée, le premier volet 7a se trouvant en contact avec la platine supérieure 17 et le quatrième volet 7d se trouvant en contact avec la platine inférieure 18. Le deuxième volet 7b est disposé entre le premier volet 7a et le troisième volet 7c, ce dernier étant disposé lui même entre le deuxième volet 7b et le quatrième volet 7d. Une telle disposition des volets assure leur tenue mécanique à l'accélération développée lors du tir du projectile.
Les figures 6 et 7 montrent en détail la structure d'un pivot 19. La figure 6 représente la structure d'un pivot (19a ou 19d) assurant la fixation des volets qui sont directement en contact avec les platines 17 et 18, c'est à dire celle des volets 7a et 7d. Le pivot 19a (ou 19d) est constitué par un écrou 21 présentant une tête élargie 21a qui se loge dans un lamage 22 aménagé sur le volet. Une vis 23 a sa tête en contact avec la platine 17 (ou 18) et assure la solidarisation du volet et de la platine. Un jeu de l'ordre du dixième de millimètre est prévu lors du montage afin d'autoriser le pivotement du volet autour de l'axe 24 du pivot 19.
La figure 7 représente la structure d'un pivot (19b ou 19c) assurant la fixation des volets qui ne sont pas directement en contact avec les platines 17 et 18, c'est à dire celle des volets intermédiaires 7b et 7c.
Ce pivot comporte lui aussi un écrou 21 dont la tête élargie se loge dans un lamage aménagé sur le volet et une vis 23 dont la tête est en contact avec la platine 17 (ou 18). Il diffère du pivot de la figure 6 par la présence d'une entretoise 25 qui assure l'espacement entre la platine et le volet considéré. L'épaisseur de l'entretoise est égale à celle du volet qui est intercalé entre la platine et le volet intermédiaire considéré.
Les volets sont visibles plus en détails sur les figures 5a à 5h. Chaque volet est réalisé par exemple en tôle d'acier de 2 mm d'épaisseur et porte un perçage 32 destiné à recevoir le pivot 19 et sur lequel est aménagé le lamage 22. Les volets pourront également être réalisés en un autre matériau par exemple un alliage léger (à base d'aluminium).
Chaque volet présente un profil externe 26 couvrant un arc de cercle dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre externe de la fusée 3.
Chaque volet présente également une échancrure 27 destinée à permettre le repli du volet autour de la partie tubulaire 16 du support axial 15. A cet effet l'échancrure 27 comporte une portion hémicylindrique 28 de même diamètre que celui de la partie tubulaire 16 et coaxiale à l'axe 20 de celle-ci (c'est à dire aussi à l'axe de la fusée et du projectile). La portion hémicylindrique 28 de l'échancrure se raccorde, d'un côté à une surface plane 29 qui est perpendiculaire au plan défini par l'axe 24 du pivot 19 considéré et l'axe 20 de la fusée et de l'autre à deux surfaces cylindriques 30 et 31 la première (30) coaxiale au pivot 19 et la deuxième (31) d'axe parallèle à celui du pivot et de rayon égal à celui de la partie tubulaire 16. La surface 31 constitue un talon butée qui est destiné à coopérer avec le support axial 15 pour arrêter le mouvement d'ouverture du volet 7.
Les surfaces cylindriques 30 et 31 sont disposées au voisinage du pivot 19 et l'axe 20 de la fusée est situé entre l'axe 24 du pivot et la surface plane 29. Il résulte d'une telle disposition qu'un mouvement de pivotement de chaque volet autour de son axe 24 est autorisé sans qu'il y ait interférence entre la surface plane 29 et la partie tubulaire 16. Il résulte également de la forme ainsi adoptée pour les volets l'obtention d'une surface de volet maximale pour un encombrement minimal en position repliée.
Les différents volets présentent en outre quelques différences structurelles les uns avec les autres.
Ainsi le premier volet 7a porte un trou 33 qui est destiné à recevoir la tige 35 d'un piston pyrotechnique 34 (voir figure 2).
Ce piston pyrotechnique est ici un rétracteur pyrotechnique, il comprend une composition génératrice de gaz qui est initiée électriquement par le dispositif de commande 4 et qui a pour effet de provoquer le retrait de la tige 35 hors du trou 33. Un tel composant pyrotechnique est bien connu de l'Homme du Métier et il ne sera pas décrit plus en détails.
La tige 35 du rétracteur assure le verrouillage du premier volet 7a en position repliée.
Le premier volet 7a porte également un premier pion 36 qui est destiné à assurer le maintien en position repliée du deuxième volet 7b. A cet effet il coopère avec une entaille 37 qui est aménagée sur le profil circulaire externe 26 du deuxième volet 7b.
Le troisième volet 7c porte un deuxième pion 38 qui est destiné à coopérer avec la surface plane 29 du deuxième volet 7b lorsque ce dernier se trouve en position repliée. Cette surface plane constitue alors une première surface de maintien qui interdit l'ouverture du troisième volet lorsque le deuxième volet se trouve en position repliée.
Enfin le quatrième volet 7d porte un troisième pion 39 qui d'une façon analogue coopère avec la surface plane 29 du troisième volet 7c lorsque ce dernier se trouve en position repliée. Cette surface plane constitue une deuxième surface de maintien qui interdit l'ouverture du quatrième volet lorsque le troisième volet se trouve en position repliée.
Ainsi un seul piston pyrotechnique 34 assure le verrouillage de l'ensemble des quatre volets 7a, 7b, 7c et 7d et empêche le déploiement de ceux ci comme suite aux efforts centrifuges qui s'exercent sur eux lors du tir du projectile.
Les pions 36, 38 et 39 sont constitués par des petites tiges cylindriques montées dans des trous réalisés sur les volets.
La figure 3 montre les quatre volets dans leur position repliée et verrouillée.
La coupe de la fusée a été réalisée de façon à retirer la platine supérieure 17. Seul le premier volet 7a est complètement visible, son pivot 19a se trouvant à droite de la figure avec l'écrou 21 coupé. Le deuxième volet 7b est partiellement visible dans l'échancrure du premier volet, son pivot 19b se trouve en haut de la figure avec l'écrou 21 coupé et l'entretoise 25 visible. Le troisième volet est caché, son pivot 19c se trouve en bas de la figure, le quatrième volet est également caché, son pivot 19d se trouve à gauche de la figure.
Cette figure montre comment coopèrent entre eux les différents moyens de maintien de façon à assurer un verrouillage des quatre volets.
On voit ainsi que, lorsque le premier volet 7a se trouve immobilisé par la tige 35 du piston pyrotechnique introduite dans le trou 33, le pion 36 du premier volet se positionne dans l'entaille 37 du deuxième volet 7b qui ne peut donc pas se déployer.
Le pion 38 porté par le troisième volet 7c est en contact avec la surface plane 29 du deuxième volet 7b. Le troisième volet ne peut donc pas s'ouvrir.
Le pion 39 porté par le quatrième volet 7d est en contact avec la surface plane 29 du troisième volet 7c. Le quatrième volet ne peut donc pas s'ouvrir.
A un instant donné sur trajectoire, le dispositif électronique de commande 4, va provoquer le retrait de la tige 35 du piston pyrotechnique. Sous l'action de la force centrifuge le premier volet 7a va s'ouvrir. Le pion 36 sort alors de l'entaille 37, ce qui libère le deuxième volet 7b qui peut lui aussi s'ouvrir. La surface 29 s'éloigne du pion 38, ce qui libère le troisième volet 7c, qui a son tour s'ouvre et libère le quatrième volet 7d.
Du fait de l'emploi d'un seul dispositif de verrouillage (le piston pyrotechnique), l'ouverture des quatre volets est pratiquement simultanée. Il en résulte une symétrie et une reproductibilité du mouvement d'ouverture qui évitent les perturbations à la trajectoire de freinage du projectile.
La figure 4 montre les volets dans leur position déployée.
Le pivotement de chaque volet est arrêté par le contact de son talon butée 31 avec la partie tubulaire 16 du support axial 15. Une telle disposition permet de maítriser l'angle d'ouverture des volets.
La longueur d'arc du profil externe 26 de chaque volet et la longueur des différents talons butée sont choisis de telle sorte que, en position déployée, l'extrémité libre 40 de chaque volet (l'extrémité la plus éloignée du pivot 19) se trouve en appui ou en regard d'un volet voisin ou encore en appui ou en regard de la platine inférieure 18 (qui constitue une surface d'appui solidaire de la fusée donc du projectile et perpendiculaire à l'axe de ce dernier).
Ici en l'occurrence, le quatrième volet 7d est en appui par son extrémité libre 40 sur la platine inférieure 18. Le troisième volet 7c est en appui par son extrémité 40 sur le quatrième volet 7d et en regard de la platine 18 ce qui accroít la rigidité de l'appui. Le premier et le deuxième volet ont leur extrémité libres en regard respectivement du troisième volet et de la platine inférieure 18.
En réduisant ainsi l'amplitude de l'ouverture des volets on améliore la rigidité du dispositif de freinage en position déployée, donc sa résistance mécanique à la flexion.
Le diamètre d'ouverture D obtenu est de l'ordre de 118mm pour un diamètre initial de la platine inférieure d'environ 61mm soit un accroissement du diamètre de l'ordre de 90%.
On voit donc que le dispositif selon l'invention assure l'obtention d'une surface de freinage importante et rigide pour un encombrement réduit et une tenue mécanique importante.
Diverses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi il est possible de faire varier le nombre de volets, leur forme ainsi que leur angle d'ouverture.
La figuré 8 montre une variante dans laquelle les volets 7 sont dépourvus de talon butée. Ils se déploient donc totalement sous l'effet de la force centrifuge et permettent d'obtenir un diamètre d'ouverture maximal D1 de l'ordre de 140 mm à partir d'un diamètre initial d'environ 61mm.
Cependant les extrémités libres des volets ne se trouvent pas en appui ou en regard d'un autre volet ou de la platine inférieure. Il en résulte une flexion des volets et une rigidité moindre pour le dispositif.
Les figures 9 et 10 montrent un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Ce mode diffère des précédents en ce que tous les volets 7 sont fixés sur le corps 13 par l'intermédiaire de vis 41 qui constituent les pivots des volets. Sept volets 7 sont prévus et se trouvent empilés les uns sur les autres en position repliée (figure 9). Afin de permettre la fixation de chaque volet sur le corps 13, des vis 41 de longueur différentes sont prévues pour chaque volet ainsi que des entretoises appropriées (non représentées).
Chaque volet 7 est constitué par une feuille de tôle d'acier qui comporte un profil externe 26 couvrant un arc de cercle dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre externe de la fusée.
Chaque volet 7 présente également une échancrure 27 comprenant une portion hémicylindrique 28 destinée à permettre le repli du volet autour du cylindre axial 14, solidaire du corps de fusée 13, et coaxial à l'axe 20 de celle-ci (c'est à dire aussi à l'axe de la fusée et du projectile).
Suivant ce mode de réalisation, un pignon central cylindrique 42 est monté coaxialement au cylindre axial 14 et libre en rotation par rapport à celui ci. Les dents de ce pignon sont parallèles à l'axe 20 de la fusée et elles engrènent avec des portions circulaires dentées 43 réalisées sur tous les volets 7 et coaxiales avec leur pivot 41.
Ainsi une rotation du pignon central 42 autour de l'axe 20 de la fusée a pour effet (suivant le sens de rotation choisi) de faire déployer ou de replier tous les volets 7.
Une telle disposition assure une symétrie des mouvements d'ouverture de tous les volets 7.
Le pignon central 42 comporte une collerette supérieure 44 sur laquelle est réalisé un trou dans lequel vient se loger la tige 35 du piston pyrotechnique 34 qui assure ainsi l'immobilisation en rotation du pignon central 42, donc également le verrouillage de tous les volets dans leur position repliée et contre l'effet des efforts centrifuges.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant :
A un instant donné sur trajectoire, le dispositif électronique de commande va initier le piston pyrotechnique 34. La tige 35 est extraite de son trou dans la collerette 44 du pignon 42 qui se trouve donc déverrouillé. La force centrifuge qui s'exerce sur les volets va provoquer leur ouverture, qui s'accomplira d'une façon symétrique par rapport à l'axe 20 du projectile en raison de la présence des portions dentées 43 et du pignon central 42. L'ouverture se poursuit jusqu'à la position représentée à la figure 10 dans laquelle les volets sont en butée sur le pignon central.
Il est possible de maítriser l'angle d'ouverture des différents volets en jouant sur la longueur de leur portion circulaire dentée. L'ouverture d'un volet ne pouvant se poursuivre au delà de la course relative possible de cette portion dentée sur le pignon central.
Le diamètre d'ouverture D2 qu'il est possible d'obtenir avec ce mode de réalisation de l'invention est de l'ordre de 130 mm à partir d'un diamètre initial d'environ 61mm.
L'invention peut bien entendu s'appliquer à tous types de projectiles de gros calibre (supérieur à 50mm)ou de moyen calibre (inférieur ou égal à 50mm).

Claims (10)

  1. Dispositif (6) de freinage en translation d'un projectile (1) sur sa trajectoire et comprenant au moins deux aérofreins déployables radialement de façon à accroítre la traínée aérodynamique du projectile, chaque aérofrein étant un volet (7) pivotant autour d'un pivot (19) solidaire du projectile et parallèle à l'axe (20) de celui-ci, caractérisé en ce que chaque volet (7) présente un profil externe (26), couvrant un arc de cercle dont le diamètre est sensiblement égal à celui d'une partie externe du projectile, et une échancrure (27) destinée à permettre le repli du volet (7) autour d'un support axial (15) solidaire du projectile.
  2. Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un piston pyrotechnique (34) assurant le verrouillage d'au moins un des volets (7) en position repliée.
  3. Dispositif de freinage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins deux volets se trouvent empilés les uns sur les autres lorsqu'ils se trouvent dans leur position repliée, au moins un premier des deux volets comportant des moyens (36,38,39,29) assurant le maintien du deuxième des deux volets en position repliée.
  4. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins quatre volets (7a,7b,7c,7d), un premier volet (7a) étant verrouillé par le piston pyrotechnique (34) et portant un premier pion (36) assurant le maintien en position repliée d'un deuxième volet (7b), un troisième volet (7c) portant un deuxième pion (38) coopérant avec une première surface (29) de maintien solidaire du deuxième volet (7b), un quatrième volet (7d) portant un troisième pion (39) coopérant avec une deuxième surface de maintien (29) solidaire du troisième volet (7c), un seul piston pyrotechnique (34) assurant ainsi le verrouillage de l'ensemble des quatre volets.
  5. Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque volet (7) comporte un talon butée (31) destiné à coopérer avec une surface complémentaire du support axial (15) de façon à arrêter le mouvement d'ouverture du volet (7).
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la longueur d'arc du profil externe (26) de chaque volet (7) et la longueur des différents talons (31) sont choisis de telle sorte que, en position déployée, l'extrémité libre d'au moins un volet soit en appui sur un volet voisin ou bien sur le projectile.
  7. Dispositif de freinage selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le support axial (15) porte deux platines (17,18), une platine inférieure (18) et une platine supérieure (17), chaque platine supportant au moins deux des pivots (19) des volets (7) qui se trouvent ainsi disposés entre les deux platines lorsqu'ils se trouvent en position repliée.
  8. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque volet (7) comporte une portion circulaire dentée (43) disposée autour du pivot (41), portion qui engrène avec un pignon central (42) coaxial au projectile, pignon central qui assure ainsi une solidarisation des différents volets.
  9. Dispositif selon les revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le piston pyrotechnique (34) assure le verrouillage du pignon central (42).
  10. Dispositif selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les volets (7) sont solidaires d'une fusée (3) d'ogive du projectile.
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