EP1045221A1 - Dispositif de freinage en translation d'un projectile sur trajectoire - Google Patents

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EP1045221A1
EP1045221A1 EP00106787A EP00106787A EP1045221A1 EP 1045221 A1 EP1045221 A1 EP 1045221A1 EP 00106787 A EP00106787 A EP 00106787A EP 00106787 A EP00106787 A EP 00106787A EP 1045221 A1 EP1045221 A1 EP 1045221A1
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EP
European Patent Office
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projectile
flap
flaps
braking device
folded position
Prior art date
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Granted
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EP00106787A
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German (de)
English (en)
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EP1045221B1 (fr
Inventor
Alain Bonnet
Bertrand Padiolleau
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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Publication date
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Publication of EP1045221A1 publication Critical patent/EP1045221A1/fr
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Publication of EP1045221B1 publication Critical patent/EP1045221B1/fr
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Classifications

    • 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 technical field of the invention is that of braking devices in translation of a projectile on path.
  • Such devices are notably known in the field artillery.
  • Patent EP138942 thus describes a projectile artillery which includes a warhead braking device whose deployment is controlled on a trajectory.
  • Such an arrangement makes it possible to increase the precision of the artillery fire taking into account dispersions due to variations in the initial velocity of the projectile. Indeed, it is possible then to point the weapon in order to shoot more far from the target, a fire line measures the actual velocity of the projectile at the exit of the barrel of the weapon and a braking command is then transmitted to the projectile of so as to reduce its range and thus bring it to the point desired impact.
  • the braking device described by this patent comprises, either radially movable fingers or a surface flat front.
  • the surface of these braking means by relation to the projectile section is too small for their braking capacity is sufficient.
  • WO98 / 01719 describes another device for projectile braking. This device includes four airbrake plates stacked on top of each other and radially movable relative to the projectile.
  • the braking surface is thus greatly increased (it constitutes approximately twice the section of the projectile) with a reduced bulk inside the body of the projectile.
  • Plate shapes are complex to machine, they also have many notches that reduce their mechanical resistance, especially in their position fully deployed which is where the constraints are maximum.
  • each plate is guided by the cooperation of pins integral with the ends of the arms carried by the plate and which cooperate in notches of a neighboring plate as well as a bottom plate.
  • Arms have a certain flexibility which affects reliability guidance. This results in risks of jamming which are increased by the fact that the guide is double (on a plate neighbor and a bottom plate).
  • the braking device according to the invention is of simple and inexpensive design and it has a improved mechanical resistance compared to the device previously described.
  • the subject of the invention is a braking device in translation of a projectile on its trajectory and comprising at least two radially deployable air brakes so as to increase the aerodynamic drag of the projectile, air brakes made in the form of translating flaps in a plane perpendicular to the axis of the device projectile characterized in that each flap has at least two closed grooves substantially parallel to a direction perpendicular to the axis of the projectile, each groove cooperating with a rod which is fixed relative to the projectile.
  • each rod can cooperate with two grooves of two adjacent flaps.
  • the device may include at least one piston pyrotechnic ensuring the locking of at least one of the flaps in the folded position.
  • At least two shutters are stacked on top of each other when are in their folded position, at least a first two components comprising means ensuring the maintenance of the second of the two flaps in the folded position.
  • the braking device has at least three components, a first component being locked by the pyrotechnic piston and bearing a first notch cooperating with a first pawn carried by a second flap to maintain the folded position of it, the second flap carrying a second notch cooperating with a second pawn carried by a third component to maintain it in the folded position, a single pyrotechnic piston thus ensuring the locking of all three strands.
  • Each section may have an external profile, covering a circular arc whose diameter is substantially equal to that of an external part of the projectile, and a notch intended to allow positioning of the flap in position folded around an axial support integral with the projectile.
  • the axial support can carry two plates, one plate lower and an upper plate connected by the rods, the flaps being arranged between the two plates when in the folded position.
  • At least a groove in each component may include means allowing to slow down the deployment movement of the shutter.
  • the means to slow the movement of deployment may advantageously consist of a particular shape of the groove and / or a particular shape of the notch, the groove and / or the notch comprising at minus a ripple.
  • the shutters can generally be joined to a projectile warhead rocket.
  • an artillery projectile 1 has a belt at its rear part 2 intended to take the scratches from a weapon tube (not shown) and to ensure sealing against propellant gases during of the projectile.
  • This projectile carries on its front part a rocket 3 which is intended in a conventional and following manner the type of projectile considered (explosive projectile or cargo projectile) to ensure either the initiation of a charge explosive disposed inside the projectile, either ignition of a gas-generating charge intended to eject on the trajectory a payload arranged inside the projectile (under anti-tank ammunition or grenades).
  • the rocket includes an electronic device command 4 which initiates the initiation of a charge pyrotechnic 5 (which is depending on the case a relay of detonation or a gas generator).
  • this rocket 3 incorporates also a translational braking device 6 allowing the radial deployment on the trajectory of flaps of braking 7.
  • the deployment of the 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 pre-firing programming, or further modified in the first moments after firing to take into account the actual initial speed of the projectile.
  • the trajectory programming will be ensured by via receiver 8 which may be of technology radar.
  • 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 attachment to the projectile.
  • the pyrotechnic charge 5 is placed in a bucket secured to the body and it 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 of weapons.
  • the body 13 of the rocket comprises an axial cylinder 14 which connects a lower portion of the rocket carrying the charge pyrotechnic 5 and an upper portion of the rocket containing 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 of flaps 15 comprising a tubular part 16 and two plates 17 and 18.
  • the tubular part 16 is mounted coaxially to the cylinder 14 and therefore has an internal diameter which is equal to that of cylinder 14.
  • the upper plates 17 and lower 18 are planar and perpendicular to the axis 20 of the rocket and projectile.
  • the two plates 17 and 18 delimit an annular volume inside which are arranged the flaps 7.
  • the support 15 is made integral in translation and rotation of the rocket body, for example by a locking nut mounted on the cylinder 14 and not represented.
  • three flaps 7a, 7b and 7c are integral with the support 15.
  • Each component is likely to translate into a plane perpendicular to the axis 20 of the projectile. He is guided in its translation by two cylindrical rods 21 (here alone a rod 21b is visible) which are fixed, arranged between the two plates 17 and 18 and parallel to the axis 20 of the projectile.
  • Figure 3 shows the distribution of rods 21.
  • Three rods 21a, 21b and 21c are provided and distributed angularly in a regular manner around the axis 20 of the rocket (at equal distance from axis 20 and with an angle of 120 ° between each position).
  • Each rod 21 is cylindrical and cooperates with two holes coaxial, one on the upper plate 17 and the other on the lower plate 18.
  • the rod has a collar allowing its centering on a counterbore of the plate larger and has a slightly larger diameter to that of the plate holes to ensure its blocking.
  • Each flap 7a, 7b and 7c has two closed grooves 22, 23 parallel to a direction 24 perpendicular to the axis 20 of the projectile.
  • the upper flap 7a thus comprises two grooves 22a, 23a parallel to a direction 24a.
  • the middle flap 7b has two grooves 22b, 23b parallel to a direction 24b.
  • the lower flap 7c has two grooves 22c, 23c parallel to a direction 24c.
  • Each groove cooperates with a rod fixed relative to the projectile and more particularly each rod cooperates with two grooves of two adjacent flaps.
  • the rod 21a guides the groove 23a of the shutter 7a and the groove 22b of shutter 7b.
  • the rod 21b guides the groove 23b of the flap 7b and the groove 22c of the flap 7c.
  • the rod 21c guides the groove 23c of the shutter 7c and the groove 22a of shutter 7a.
  • the different shutters are stacked on top of each other when in their folded position visible to Figures 2 and 3.
  • the first flap 7a, or upper flap, is is in contact with the upper plate 17 and the third flap 7c (or lower flap) is in contact with the bottom plate 18.
  • the second flap 7b (or intermediate flap) is arranged between the first part 7a and the third part 7c. Such a arrangement of the flaps ensures their mechanical strength at the acceleration developed when firing the projectile.
  • a play on the order of a tenth of a millimeter is planned between rods 21a, 21b and 21c and the grooves so authorize the movement of the flaps from their position storage shown in Figure 3 in their deployed position shown in Figure 4.
  • Each shutter is made for example of sheet steel 2 mm thick and carries the two grooves 22, 23 intended to receive the rods 21.
  • the flaps may also be made of another material for example a light alloy (aluminum based).
  • Each component has an external profile 25 covering a arc of circle whose diameter is substantially equal to outer diameter of the rocket 3.
  • Each section also has a notch 26 intended to allow the positioning of the flap around the tubular part 16 of the axial support 15.
  • the notch 26 has a semi-cylindrical portion 27 of same diameter as that of tubular part 16 and coaxial to axis 20 thereof (i.e. also to the axis of the rocket and projectile).
  • the semi-cylindrical portion 27 of the notch is connected to two flat surfaces 28 and 29 which are parallel to the grooves 22, 23.
  • the different components also present some structural differences with each other.
  • the first flap 7a carries a hole 30 which is intended to receive the rod 31 of a pyrotechnic piston 32 (see figure 2).
  • This pyrotechnic piston is here a retractor pyrotechnic, it includes a gas generating composition which is electrically initiated by the control device 4 and which has the effect of causing the withdrawal of the rod 31 out of hole 30.
  • a pyrotechnic component is indeed known to those skilled in the art and will not be described further in details.
  • the rod 31 of the retractor locks the first flap 7a in the folded position.
  • the first flap 7a also carries a first notch 33 which is intended to cooperate with a first pin 34 carried by the second flap 7b to maintain the position folded of this one.
  • the second flap 7b carries a second notch 35 which is intended to cooperate with a second pin 36 carried by the third flap 7c to maintain the position folded of this one.
  • a single pyrotechnic piston 32 thus ensures the locks all three components and prevents deployment of these as a result of centrifugal efforts which are exerted on them during the firing of the projectile.
  • Pawns 34 and 36 are made up of small rods cylindrical mounted in holes made on the shutters (see figure 5f).
  • Figure 3 shows the three flaps in their position folded and locked.
  • the rocket cut was carried out so as to remove the upper plate 17. Only the first flap 7a is completely visible. The three rods 21a, 21b and 21c are cut. The second part 7b is partially visible in the notch 26 of the first component. The third component is hidden.
  • This figure shows how the different holding means so as to ensure a locking of the three flaps.
  • the pin 36 carried by the third flap 7c is positioned in the notch 35 of the second part 7b.
  • the third component does therefore cannot open.
  • the device control electronics 4 will cause withdrawal of the rod 31 of the pyrotechnic piston out of hole 30.
  • the first flap 7a goes open by translating in direction 24a.
  • the notch 33 then releases the pin 34, which releases the second part 7b which can also open.
  • Notch 35 then releases the pawn 36, which releases the third flap 7c which can in turn open.
  • the opening of the three flaps is practically simultaneous.
  • the result is symmetry and reproducibility of the opening which avoids disturbances to the braking trajectory of the projectile.
  • Figure 4 shows the flaps in their position deployed.
  • each component is stopped by the implementation abutment of the different grooves 22 and 23 on their rods 21 respective.
  • the rod 21a thus constitutes a stop for the grooves 23a and 22b
  • the rod 21b constitutes a stop for the grooves 23b and 22c
  • the rod 21c forms the stop of the grooves 23c and 22a.
  • Such an arrangement makes it possible to control the amplitude radial opening of the shutters.
  • each flap when the flaps are in the deployed position, the ends of each flap which are located on either side of the notch 26 are supported on a neighboring flap or on the lower plate 18 (which constitutes a surface solid support of the rocket therefore of the projectile and perpendicular to the axis of the latter).
  • the rigidity of the device is improved braking in the deployed position, therefore its mechanical resistance to bending.
  • the opening diameter D obtained is of the order of 118 mm for an initial diameter of the lower plate of approximately 61mm or an increase in diameter of around 93%.
  • the device according to the invention ensures obtaining a large and rigid braking surface for reduced dimensions and mechanical strength important.
  • Figure 6 shows an alternative embodiment of a shutter braking.
  • This component corresponds to the first component 7a, so it is provided a hole 30 for receiving the retractor rod pyrotechnic and a notch 33 to immobilize a second part.
  • each groove 22 and 23 has an undulation 37.
  • the corrugation thus divides each groove into two portions straight lines 38a and 38b separated by another straight portion 38c parallel to the previous ones.
  • the amplitude of the corrugation is about 2 mm and its length is about 4 mm.
  • a ripple 39 is produced at the flat surface 29 and a complementary hollow 40 is arranged at the level of the flat surface 28.
  • Ripples are therefore a means of slow down the deployment movement of the shutter. We reduce thus the shock of abutment of each flap against the guide rods at the end of the deployment movement, which increases the reliability of the device.
  • the invention can of course be applied to all types of large caliber (more than 50mm) or medium projectiles caliber (less than or equal to 50mm).

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Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de freinage en translation d'un projectile (1) sur sa trajectoire. Ce dispositif comprend au moins deux aérofreins réalisés sous la forme de volets se translatant dans un plan perpendiculaire à l'axe du projectile de façon à accroître la traînée aérodynamique du projectile. Il est caractérisé en ce que chaque volet (7) comporte au moins deux rainures fermées (22,23) sensiblement parallèles à une direction (24) perpendiculaire à l'axe (20) du projectile, chaque rainure coopérant avec une tige (21) qui est fixe par rapport au projectile. <IMAGE>

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 guidage de chaque plaque est assuré par la coopération de pions solidaires des extrémités de bras portés par la plaque et qui coopèrent dans des échancrures d'une plaque voisine ainsi que d'une plaque de fond. Les bras présentent une certaine flexibilité qui nuit à la fiabilité du guidage. Il en résulte des risques de coincement qui sont accrus par le fait que le guidage est double (sur une plaque voisine et une plaque de fond).
Enfin, 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.
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, aérofreins réalisés sous la forme de volets se translatant dans un plan perpendiculaire à l'axe du projectile dispositif caractérisé en ce que chaque volet comporte au moins deux rainures fermées sensiblement parallèles à une direction perpendiculaire à l'axe du projectile, chaque rainure coopérant avec une tige qui est fixe par rapport au projectile.
Avantageusement, chaque tige pourra coopérer avec deux rainures de deux volets adjacents.
Le dispositif pourra comporter au moins un piston pyrotechnique assurant le verrouillage d'au moins un des volets en position repliée.
Selon un mode particulier de réalisation, 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.
Selon un mode de réalisation le dispositif de freinage comporte au moins trois volets, un premier volet étant verrouillé par le piston pyrotechnique et portant une première encoche coopérant avec un premier pion porté par un deuxième volet pour assurer le maintien en position repliée de celui ci, le deuxième volet portant une deuxième encoche coopérant avec un deuxième pion porté par un troisième volet pour assurer le maintien en position repliée de celui ci, un seul piston pyrotechnique assurant ainsi le verrouillage de l'ensemble des trois 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 positionnement du volet en position repliée autour d'un support axial solidaire du projectile.
Le support axial pourra porter deux platines, une platine inférieure et une platine supérieure reliées par les tiges, les volets se trouvant disposés entre les deux platines lorsqu'ils sont en position repliée.
Selon un autre mode particulier de réalisation, au moins une rainure de chaque volet pourra comporter des moyens permettant de ralentir le mouvement de déploiement du volet.
Les moyens permettant de ralentir le mouvement de déploiement pourront avantageusement être constitués par une forme particulière de la rainure et/ou une forme particulière de l'échancrure, la rainure et/ou l'échancrure comportant au moins une ondulation.
Les volets pourront généralement 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 5f représentent les volets de freinage seuls, les figures 5a, 5c et 5e étant des vues frontales desdits volets et les figures 5b, 5d et 5f 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 et 5e/5f), la figure 5b est une coupe de la figure 5a suivant le plan repéré BB sur la figure 5a,
  • la figure 6 représente une variante de réalisation des rainures d'un volet de freinage.
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. Ce 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 de volets 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 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, trois volets 7a, 7b et 7c sont solidaires du support 15.
Chaque volet est susceptible de se translater dans un plan perpendiculaire à l'axe 20 du projectile. Il est guidé dans sa translation par deux tiges cylindriques 21 (ici seule une tige 21b est visible) qui sont fixes, disposées entre les deux platines 17 et 18 et parallèles à l'axe 20 du projectile.
La figure 3 montre la répartition des tiges 21. Trois tiges 21a, 21b et 21c sont prévues et réparties angulairement d'une façon régulière autour de l'axe 20 de la fusée (à égale distance de l'axe 20 et avec un angle de 120° entre chaque position).
Chaque tige 21 est cylindrique et coopère avec deux trous coaxiaux, l'un sur la platine supérieure 17 et l'autre sur la platine inférieure 18. La tige comporte une collerette permettant son centrage sur un lamage de la platine supérieure et elle présente un diamètre légèrement supérieur à celui des trous des platines afin d'assurer son blocage.
Chaque volet 7a, 7b et 7c comporte deux rainures fermées 22, 23 parallèles à une direction 24 perpendiculaire à l'axe 20 du projectile.
Le volet supérieur 7a comporte ainsi deux rainures 22a,23a parallèles à une direction 24a.
Le volet médian 7b comporte deux rainures 22b,23b parallèles à une direction 24b.
Le volet inférieur 7c comporte deux rainures 22c,23c parallèles à une direction 24c.
Les trois directions 24a, 24b et 24c, coupent l'axe 20 de la fusée, elles sont perpendiculaires à cet axe et forment entre elles des angles de 120°.
Chaque rainure coopère avec une tige fixe par rapport au projectile et plus particulièrement chaque tige coopère avec deux rainures de deux volets adjacents.
Ainsi la tige 21a assure le guidage de la rainure 23a du volet 7a et de la rainure 22b du volet 7b.
La tige 21b assure le guidage de la rainure 23b du volet 7b et de la rainure 22c du volet 7c.
Enfin, la tige 21c assure le guidage de la rainure 23c du volet 7c et de la rainure 22a du volet 7a.
Les différents volets sont empilés les uns sur les autres lorsqu'ils se trouvent dans leur position repliée visible aux figures 2 et 3. Le premier volet 7a, ou volet supérieur, se trouve en contact avec la platine supérieure 17 et le troisième volet 7c (ou volet inférieur) se trouve en contact avec la platine inférieure 18.
Le deuxième volet 7b (ou volet intermédiaire) est disposé entre le premier volet 7a et le troisième volet 7c. Une telle disposition des volets assure leur tenue mécanique à l'accélération développée lors du tir du projectile.
Un jeu de l'ordre du dixième de millimètre est prévu entre les tiges 21a, 21b et 21c et les rainures afin d'autoriser le déplacement des volets de leur position de stockage représentée à la figure 3 à leur position déployée représentée à la figure 4.
Les volets sont visibles plus en détails sur les figures 5a à 5f. Chaque volet est réalisé par exemple en tôle d'acier de 2 mm d'épaisseur et porte les deux rainures 22, 23 destinées à recevoir les tiges 21. 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 25 couvrant un arc de cercle dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre externe de la fusée 3.
Chaque volet présente également une échancrure 26 destinée à permettre le positionnement du volet autour de la partie tubulaire 16 du support axial 15. A cet effet l'échancrure 26 comporte une portion hémicylindrique 27 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 27 de l'échancrure se raccorde à deux surfaces plane 28 et 29 qui sont parallèles aux rainures 22, 23.
Une telle forme des volets permet d'obtenir 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 30 qui est destiné à recevoir la tige 31 d'un piston pyrotechnique 32 (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 31 hors du trou 30. Un tel composant pyrotechnique est bien connu de l'Homme du Métier et il ne sera pas décrit plus en détails.
La tige 31 du rétracteur assure le verrouillage du premier volet 7a en position repliée.
Le premier volet 7a porte également une première encoche 33 qui est destinée à coopérer avec un premier pion 34 porté par le deuxième volet 7b pour assurer le maintien en position repliée de celui ci.
Le deuxième volet 7b porte une deuxième encoche 35 qui est destinée à coopérer avec un deuxième pion 36 porté par le troisième volet 7c pour assurer le maintien en position repliée de celui ci.
Un seul piston pyrotechnique 32 assure ainsi le verrouillage de l'ensemble des trois volets et empêche le déploiement de ceux ci comme suite aux efforts centrifuges qui s'exercent sur eux lors du tir du projectile.
Les pions 34 et 36 sont constitués par des petites tiges cylindriques montées dans des trous réalisés sur les volets (voir figure 5f).
La figure 3 montre les trois 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. Les trois tiges 21a,21b et 21c sont coupées. Le deuxième volet 7b est partiellement visible dans l'échancrure 26 du premier volet. Le troisième volet est caché.
Cette figure montre comment coopèrent entre eux les différents moyens de maintien de façon à assurer un verrouillage des trois volets.
On voit ainsi que, lorsque le premier volet 7a se trouve immobilisé par la tige 31 du piston pyrotechnique introduite dans le trou 30, le pion 34 du deuxième volet est positionné dans l'encoche 33 du premier volet 7a. Le deuxième volet ne peut donc pas se déployer.
Le pion 36 porté par le troisième volet 7c est positionné dans l'encoche 35 du deuxième volet 7b. Le troisième 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 31 du piston pyrotechnique hors du trou 30. Sous l'action de la force centrifuge le premier volet 7a va s'ouvrir en se translatant suivant la direction 24a. L'encoche 33 libère alors le pion 34, ce qui libère le deuxième volet 7b qui peut lui aussi s'ouvrir. L'encoche 35 libère alors le pion 36, ce qui libère le troisième volet 7c qui peut a son tour s'ouvrir.
Du fait de l'emploi d'un seul dispositif de verrouillage (le piston pyrotechnique), l'ouverture des trois volets est pratiquement simultanée. Il en résulte une symétrie et une reproductibilité de l'ouverture qui évite les perturbations à la trajectoire de freinage du projectile.
Le guidage du mouvement d'ouverture est assuré à la fois par les rainures 22 et 23 et par le contact des surfaces planes 28 et 29 de chaque volet avec la partie tubulaire 16 du support axial 15. On évite ainsi tout basculement ou coincement qui serait provoqué par une mise en rotation partielle de chaque volet autour des tiges 21 par l'action de la force centrifuge.
La figure 4 montre les volets dans leur position déployée.
Le déploiement de chaque volet est arrêté par la mise en butée des différentes rainures 22 et 23 sur leurs tiges 21 respectives. La tige 21a constitue ainsi une butée pour les rainures 23a et 22b, la tige 21b constitue une butée pour les rainures 23b et 22c et la tige 21c forme la butée des rainures 23c et 22a.
Une telle disposition permet de maítriser l'amplitude d'ouverture radiale des volets.
Avec la configuration selon l'invention, lorsque les volets se trouvent en position déployée, les extrémités de chaque volet qui sont situées de part et d'autre de l'échancrure 26 se trouvent en appui sur un volet voisin ou sur 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).
On accroít ainsi la rigidité de l'appui. De plus, en position déployée, les surfaces planes 28 et 29 de chaque volet sont encore en contact avec la partie tubulaire 16 du support axial 15.
En réduisant ainsi l'amplitude de l'ouverture des volets tout en assurant un maintien de ces derniers à la fois axialement par la platine inférieure et radialement par la partie tubulaire 16, 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 118 mm pour un diamètre initial de la platine inférieure d'environ 61mm soit un accroissement du diamètre de l'ordre de 93%.
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.
La figure 6 montre une variante de réalisation d'un volet de freinage.
Ce volet correspond au premier volet 7a, il est donc doté d'un trou 30 pour recevoir la tige du rétracteur pyrotechnique et d'une encoche 33 pour immobiliser un deuxième volet.
Il diffère des volets précédemment décrits en ce que chaque rainure 22 et 23 comporte une ondulation 37. L'ondulation partage ainsi chaque rainure en deux portions rectilignes alignées 38a et 38b séparées par une autre portion rectiligne 38c parallèle aux précédentes. L'amplitude de l'ondulation est d'environ 2 mm et sa longueur est d'environ 4 mm.
Par ailleurs une ondulation 39 est réalisée au niveau de la surface plane 29 et un creux complémentaire 40 est aménagé au niveau de la surface plane 28. Ces dispositions autorisent la translation latérale du volet 7 par rapport au support cylindrique 15 lors du passage des ondulations 37 par les tiges 21.
Une telle structure permet d'assurer un freinage du mouvement d'ouverture du volet 7. En effet, lorsque la tige 21 arrive au niveau de l'ondulation 37, le jeu entre rainure et tige se répartit différemment, le volet se translate latéralement par rapport au support 15, la rainure frotte contre la tige consommant ainsi de l'énergie et réduisant la vitesse de déplacement du volet.
Les ondulations constituent donc un moyen permettant de ralentir le mouvement de déploiement du volet. On réduit ainsi le choc de mise en butée de chaque volet contre les tiges de guidage à la fin du mouvement de déploiement, ce qui accroít la fiabilité du dispositif.
Il est possible de donner des formes différentes aux différentes ondulations: des formes sinusoïdales, des moletages, des traitements de surface particuliers, une variation de la largeur des rainures....
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, aérofreins réalisés sous la forme de volets se translatant dans un plan perpendiculaire à l'axe du projectile dispositif caractérisé en ce que chaque volet (7) comporte au moins deux rainures fermées sensiblement parallèles à une direction perpendiculaire à l'axe du projectile, chaque rainure coopérant avec une tige qui est fixe par rapport au projectile.
  2. Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tige coopère avec deux rainures de deux volets adjacents.
  3. Dispositif de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un piston pyrotechnique assurant le verrouillage d'au moins un des volets (7) en position repliée.
  4. Dispositif de freinage selon la revendication 3, 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 assurant le maintien du deuxième des deux volets en position repliée.
  5. Dispositif de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois volets (7a,7b,7c), un premier volet (7a) étant verrouillé par le piston pyrotechnique et portant une première encoche coopérant avec un premier pion porté par un deuxième volet pour assurer le maintien en position repliée de celui ci, le deuxième volet portant une deuxième encoche coopérant avec un deuxième pion porté par un troisième volet pour assurer le maintien en position repliée de celui ci, un seul piston pyrotechnique assurant ainsi le verrouillage de l'ensemble des trois volets.
  6. Dispositif de freinage selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque volet (7) 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 positionnement du volet (7) en position repliée autour d'un support axial solidaire du projectile.
  7. Dispositif de freinage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support axial (15) porte deux platines (17,18), une platine inférieure (18) et une platine supérieure (17) reliées par les tiges, les volets (7) se trouvant disposés entre les deux platines lorsqu'ils sont en position repliée.
  8. Dispositif de freinage selon une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que au moins une rainure de chaque volet comporte des moyens permettant de ralentir le mouvement de déploiement du volet.
  9. Dispositif de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens permettant de ralentir le mouvement de déploiement sont constitués par une forme particulière de la rainure et/ou une forme particulière de l'échancrure, la rainure et/ou l'échancrure comportant au moins une ondulation.
  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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