EP2259006B1 - Dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage de munition - Google Patents

Dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage de munition Download PDF

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EP2259006B1
EP2259006B1 EP10164989A EP10164989A EP2259006B1 EP 2259006 B1 EP2259006 B1 EP 2259006B1 EP 10164989 A EP10164989 A EP 10164989A EP 10164989 A EP10164989 A EP 10164989A EP 2259006 B1 EP2259006 B1 EP 2259006B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control ring
vane
axis
fin
heel
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP10164989A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2259006A1 (fr
Inventor
Patrick Cohe
Bruno Boissiere
Loïc Clech
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TDA Armements SAS
Original Assignee
TDA Armements SAS
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Filing date
Publication date
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Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • F42B10/02Stabilising arrangements
    • F42B10/14Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel
    • F42B10/18Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel using a longitudinally slidable support member

Definitions

  • the invention relates to a device for opening and locking a stabilizer capable of equipping any type of ammunition, such as a missile, a rocket or a projectile.
  • the invention relates more particularly to a device for opening and locking an umbrella-type folding tailplane comprising a plurality of fins.
  • the invention also relates to a munition comprising such a device for opening and locking a tail.
  • An empennage equipping an ammunition generally comprises a plurality of fins evenly distributed at the periphery at the rear of the ammunition. Numerous reasons may make it necessary, or at least preferable, the presence of a stabilizer larger than the caliber of the ammunition.
  • the presence of a tail is particularly necessary when the ratio of the length to the caliber of the munition is important, the munition can not be stabilized gyroscopically.
  • a tail is also necessary for munitions that are not stabilized gyroscopically and are self-propelled to increase their range, as is for example the case for a rocket.
  • An empennage can also be used to optimize the precision of the trajectory of the ammunition. Such optimization may be particularly necessary for piloted ammunition.
  • a tail is designed to take a folded position at rest, the empennage forming part of the caliber of the ammunition. This folded position reduces the size of the ammunition and facilitate handling and storage.
  • the ability of the empennage to take a folded position becomes a necessity, the ammunition to be introduced into a tube whose diameter is adapted to the caliber of the ammunition.
  • Such empennage is called unfolding tail.
  • the unfolding tail is said umbrella type.
  • the empennage is open during the flight, for example as soon as the ammunition of the launching tube is released when the empennage alone ensures the stability of the ammunition or in the final approach phase in the case of a guided munition.
  • the opening consists essentially of a rotation of the fins about their respective axis so that they project from the periphery of the munition.
  • the rotation of the fins is also called deployment.
  • the deployment of a fin can be achieved by means of a control ring that can slide relative to the body of the empennage and bear against one end of the fin.
  • the control ring may be specific to each fin or common to all the fins, which can ensure the simultaneous opening of the fins.
  • the advance of the control ring exerts a force on the end of the fin and, by a lever arm mechanism, causes the fin to rotate.
  • the rotation of the fin is for example stopped by a bearing surface formed on the body of the empennage.
  • the control ring may comprise a flat part on which comes to rest the end of the fin end of the race of this control ring.
  • the control ring and the fin axes form the main means of the empennage opening device.
  • a locking device must be provided in order to attenuate the bouncing of the fins on the bearing surfaces, to keep the fins in the extended position, and to prevent any return to the folded position.
  • the document FR 1 481 664 A discloses a device for opening and locking a tail comprising a tube provided with longitudinal slots providing flaps on which are fixed tail members. Each flap is provided with a transverse slot allowing it to fold outwards under the thrust of a piston.
  • An object of the invention is in particular to overcome all or part of the aforementioned drawbacks by providing a device for opening and locking a tailplane which is of simple design and which limits the clearance between the different parts of the empennage .
  • the invention relates to a device for opening and locking a tail as claimed.
  • the invention also relates to an ammunition as claimed.
  • the invention has the particular advantage that it eliminates any angular deflection of the fins in the deployed position without requiring substantial design changes.
  • the figure 1 represents an example of empennage 1 equipping a munition 2 in a conventional configuration.
  • the empennage 1 here represented in the open position, is disposed at the rear of the munition 2 relative to its direction of movement.
  • the ammunition 2 is schematically represented by a cylinder of revolution along an axis X.
  • the empennage 1 comprises a body 3 of diameter substantially equal to the diameter of the munition 2 and a set of fins 4 uniformly distributed around the periphery of the body 3.
  • the empennage comprises eight fins 4, each fin being separated from its neighbors by an angle of 45 °.
  • a tail may, however, include any number of fins without departing from the scope of the invention.
  • Each fin 4 can pivot relative to the body 3 along an axis that is specific to it.
  • the axes are for example distributed in a plane orthogonal to the axis X.
  • One end of each fin 4 can be inserted with play in a notch 5 of the body 3.
  • the lateral movement of the fins 4 is then limited by notches 5 sides
  • the notches 5 are for example arranged in the vicinity of the axes of fins.
  • the figure 2 represents a device for opening and locking a tail in a sectional view along the longitudinal plane of one of the fins of the empennage.
  • the fin 4 shown on the figure 2 can pivot relative to the body 3 along a Y axis, orthogonal to the longitudinal axis X of the ammunition 2.
  • the opening and locking device comprises a pusher 8 and a control ring 9, each being able to slide relative to the body 3 along the X axis, for example by means of a guide 10 of the displacement of the control ring.
  • the pusher 8 can be driven in translation by a pressure increase of a gas and cause the displacement of the control ring 9. This increase in pressure is for example caused by a pyrotechnic device, not shown.
  • the control ring 9 has a portion 11 adapted to bear on the fin 4 during its translation.
  • the portion 11 is formed to allow the rotation of the fin 4 about its axis Y, that is to say its deployment.
  • the portion 11 may comprise a rounded portion 12 joining a cylindrical surface 13 on which the fin 4 bears at the end of the stroke of the control ring 9, as shown in FIG. figure 3 .
  • the flare 12 may also consist of any other form allowing the fin 4 to progressively move from its folded position to its deployed position.
  • the Y axis around which pivots the fin 4 is orthogonal to the axis X.
  • the translation of the control ring 9 can cause the rotation of the fin 4 without orthogonality between the X and Y axes.
  • the Y axis must be non-parallel and non-intersecting with the X axis to allow the creation of a lever arm mechanism.
  • the figure 3 represents, in a similar view to that of the figure 2 , the opening and deployment device in the open position, that is to say when the fin 4 is deployed.
  • the open position is obtained in particular when the control ring 9 is at the end of the stroke, for example when it comes into abutment against the fin 4 via a shoulder 14. In this position, the fin 4 rests on the surface 13. In this way, the fin 4 is prevented from returning to its folded position. In the opposite direction of rotation, the fin 4 can be held by a bearing surface 15 on the body 3. The fin is thus locked. However, in this embodiment of the opening and locking device, the fin 4 is not completely blocked because of the residual clearances between the different connecting pieces of the empennage.
  • the residual clearances include in particular the functional clearances necessary for the translation of the control ring 9 and the rotation of the fin 4.
  • the ring of control 9 is generally common to all the fins.
  • the functional games must then be large enough to take into account the tolerances of the different parts.
  • the control ring 9 is generally pushed at a very high speed, causing a rapid rotation of the fin 4 which comes to mater the bearing surface 15. An additional game is then introduced when opening the empennage 1. Therefore, even with adjusted functional games, residual gaming is often important.
  • each fin 4 has a heel on which the part 11 of the control ring 9 is supported when the opening the empennage 1, the heel forming an element and the portion 11 forming another element, and the device comprises means belonging to one of the two elements to shape the other element during the translation of the control ring 9 towards the heel of the fin.
  • the part 11 or the heel comprises means for shaping the material with which it comes into contact, in this case the heel or the part 11, respectively.
  • shaping means any modification of the shape of a part, in particular by deformation, elastic or plastic, or by machining.
  • FIGS. 4 to 7 illustrate, in a similar view to that of the figure 2 , a device for opening and locking a tail according to a first embodiment of the invention.
  • the device represented in figure 4 differs essentially from the device shown in Figures 2 and 3 in that the fin comprises a heel 16 projecting towards the control ring 9 when the fin 4 is in the folded position and in that the portion 11 has a cutting tool profile between the surface 13 and a surface driving 17, for example a chamfer or a rounded.
  • This cutting tool profile forms the means for shaping the heel 16.
  • the material of the control ring 9 has a higher mechanical strength than that of the fin material 4, for example in a ratio substantially equal to three. for a.
  • the control ring may be made of steel of mechanical strength substantially equal to 1200 MPa and the fin may be made of aluminum of mechanical strength substantially equal to 400 MPa.
  • the cutting tool profile comprises a plurality of teeth 20 forming a pin.
  • the cutting tool profile can be made according to the usual rules applied to cutting tools, especially with regard to the shape of the teeth 20.
  • the figure 5 illustrates the device shown in figure 4 while the fin 4 is being deployed. According to this figure, the control ring 9 began its translation and the heel 16 is supported on the leading surface 17.
  • the figure 6 shows the same device as the one shown in Figures 4 and 5 when the fin 4 is in the deployed position.
  • the portion 11 exerts pressure against the heel 16 via one of the teeth 20.
  • This pressure gives rise to a force which, by a lever arm mechanism, maintains the fin 4 bears on the surface 15.
  • This fin position corresponds to a so-called open position, the fin 4 being fully extended.
  • the heel 16 is then progressively machined by the teeth 20 as the control ring 9 is advanced until it bears on the surface 13.
  • the control ring 9 continues its stroke until the shoulder 14 comes into abutment against the fin 4, as shown in FIG. figure 7 .
  • the fin 4 is held in pressure against the surface 15, this pressure resulting in particular from the machining force.
  • the fin 4 is tightly adjusted, that is to say without play, relative to the body 3.
  • the fin 4 remains under stress at the end of its deployment, the effect of the mat having been taken into account during the machining of the heel 16.
  • the fact that the fin 4 remains under permanent stress allows to ensure the anti-return function, and thus the locking of the empennage.
  • the pressure exerted by the heel 16 on the surface 13 makes it possible to generate friction forces opposing a possible withdrawal of the control ring 9.
  • the opening and locking device according to the invention is particularly well suited to a tail where the control ring is common to all the fins.
  • the heels are machined by the control ring according to the amount of material to be removed locally to obtain a tight fit between the control ring and each fin.
  • the dimensional constraints on the different parts of the tail can be relaxed, the games due to geometric dispersions of the parts being compensated by the machining of the heel.
  • the figure 8 illustrates, in a similar view to that of Figures 2 to 7 , a device for opening and locking a tail according to a second embodiment of the invention, the blade 4 being fully deployed.
  • the control ring 9 which is provided with means for shaping the heel 16
  • the heel 16 which is provided with means for shaping the control ring 9.
  • the fin 4 is then stronger than the material of the control ring 9, for example substantially three times stronger.
  • the means for shaping the control ring 9 comprise a cutting tool profile. More specifically, the heel 16 is provided with teeth 20 that come to machine the control ring 9 during the deployment of the fin 4.
  • the fin 4 bears against the surface 15 of the body 3 and is kept under pressure during the entire advance phase of the control ring 9, or until the shoulder 14 comes into abutment against the fin 4. At the end of the race of the ring 9, the fin 4 remains under stress between the bearing surface 15 and the control ring 9. There is therefore no angular play between the fin 4 and the body 3.
  • notches 21 are formed on the surface 13 by the teeth 20. At the end of the travel of the control ring 9, the teeth 20 remain fit without play in these notches 21.
  • this second embodiment has the advantage of reducing the lateral deflection of the fins.
  • the Figures 9 and 10 illustrate a particular embodiment of the device for opening and locking a tail according to the second embodiment.
  • the figure 9 represents the device in a view similar to that of Figures 2 to 8 and the figure 10 represents the device in a sectional view along the section plane BB of the figure 9 , the fin 4 being deployed.
  • the device according to this particular embodiment essentially distinguishes from the device represented in figure 8 in that the guide 10 comprises a groove 22 oriented along the X axis and that the control ring 9 has a finger 23 projecting into the groove 22. The presence of the finger 23 in the groove 22 reduces further the lateral deflection of the fins 4 with respect to the body 3.
  • the finger 23, made integral with the fin 4 through the notches 21, forms an additional point of contact with the body 3, this contact point being relatively remote from the lateral contact surfaces 24 and 25 of the fin 4 with the flanks of the notch 5 made in the body 3.
  • Any other mechanism equivalent to the finger 23 and the groove 22 may be provided at the kinematic connection between the control ring 9 and the body 3 so as to reduce the lateral movement of the fins 4 relative to the body 3 once the fins 4 are deployed.
  • the finger 23 and the groove 22 may be substituted by a dovetail.
  • race of the ring can be stopped by any equivalent stop mechanism. This may for example consist of a shoulder formed on the guide 10 and against which can come to rest the control ring 9.
  • the shaping of the control ring 9 by the heel 16 or the heel 16 by the control ring 9 has always been considered as a machining, it is that is, a local removal of material by a cutting tool.
  • shaping in the sense of the invention should be understood broadly. It may correspond to a local deformation of material due to a pressure generated during the relative movement of the parts of the empennage 1.
  • the deformation may be plastic or elastic.
  • It may concern the heel 16 of the fin 4 or the portion 11 of the control ring 9.
  • the local removal of material, forming for example the notches 21, is reflected in this case by a substantially equivalent deformation of the heel 16 or of Part 11.
  • the device opening and locking can also be designed to provide deformation both of the heel 16 and the portion 11. More generally, any part located between the bearing surface 15 and the guide 10 can be designed so to deform during the deployment of the fins 4.

Landscapes

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Description

  • L'invention concerne un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage apte à équiper tout type de munition, telle qu'un missile, une roquette ou un projectile. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage déployant de type ombrelle comprenant plusieurs ailettes. L'invention concerne également une munition comportant un tel dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage.
  • Un empennage équipant une munition comprend généralement une pluralité d'ailettes réparties uniformément en périphérie à l'arrière de la munition. De multiples raisons peuvent rendre nécessaire, ou tout au moins préférable, la présence d'un empennage d'envergure supérieure au calibre de la munition. La présence d'un empennage est notamment nécessaire lorsque le rapport de la longueur sur le calibre de la munition est important, la munition ne pouvant alors être stabilisée de façon gyroscopique. Un empennage est également nécessaire pour les munitions qui ne sont pas stabilisées de façon gyroscopique et qui sont autopropulsées afin d'augmenter leur portée, comme cela est par exemple le cas pour une roquette. Un empennage peut aussi être utilisé pour optimiser la précision de la trajectoire de la munition. Une telle optimisation peut notamment s'avérer indispensable pour des munitions pilotées.
  • En général, un empennage est conçu de manière à prendre une position repliée au repos, l'empennage s'inscrivant dans le calibre de la munition. Cette position repliée permet de réduire l'encombrement de la munition et d'en faciliter la manutention et le stockage. Pour des munitions destinées à être lancées par l'intermédiaire d'une arme, par exemple un lanceur, l'aptitude de l'empennage à prendre une position repliée devient une nécessité, la munition devant être introduite dans un tube dont le diamètre est adapté au calibre de la munition. Un tel empennage est appelé empennage déployant. Lorsque les ailettes se replient dans le sens longitudinal de la munition, l'empennage déployant est dit de type ombrelle.
  • L'empennage est ouvert en cours de vol, par exemple dès la sortie de la munition du tube de lancement lorsque l'empennage assure à lui seul la stabilité de la munition ou en phase d'approche finale dans le cas d'une munition guidée. Pour un empennage déployant, l'ouverture consiste essentiellement en une rotation des ailettes autour de leur axe respectif de manière à ce qu'elles viennent en saillie à la périphérie de la munition. La rotation des ailettes est également appelée déploiement. Le déploiement d'une ailette peut être réalisé par l'intermédiaire d'une bague de commande pouvant glisser par rapport au corps de l'empennage et venir en appui sur une extrémité de l'ailette. La bague de commande peut être spécifique à chaque ailette ou commune à toutes les ailettes, ce qui peut permettre d'assurer l'ouverture simultanée des ailettes. L'avance de la bague de commande exerce une force sur l'extrémité de l'ailette et, par un mécanisme de bras de levier, entraîne la rotation de l'ailette. La rotation de l'ailette est par exemple stoppée par une surface d'appui ménagée sur le corps de l'empennage. La bague de commande peut comporter une partie plane sur laquelle vient reposer l'extrémité de l'ailette en fin de course de cette bague de commande. La bague de commande et les axes d'ailettes forment les principaux moyens du dispositif d'ouverture de l'empennage. Un dispositif de verrouillage doit en outre être prévu afin d'atténuer les rebonds des ailettes sur les surfaces d'appui, de maintenir les ailettes en position déployée, et d'éviter tout retour en position repliée.
  • Du fait du mouvement relatif de différentes pièces de l'empennage, il est nécessaire de prévoir des jeux de fonctionnement. Ces jeux de fonctionnement doivent être d'autant plus importants que la bague de commande est commune à l'ensemble des ailettes. Par ailleurs, d'autres jeux s'ajoutent aux jeux de fonctionnement. Parmi ces jeux, on compte les jeux dus aux dispersions géométriques des différentes pièces constituant l'empennage et les jeux provoqués par le matage des surfaces d'appui du corps de l'empennage lorsque les ailettes arrivent en butée. Ces derniers jeux sont généralement significatifs dans la mesure où la bague de commande avance très rapidement, impliquant une vitesse élevée de déploiement des ailettes. Tous ces jeux se retrouvent en position ouverte, c'est-à-dire en position opérationnelle lorsque les ailettes sont déployées.
  • Typiquement, ils introduisent un débattement angulaire de chaque ailette autour de son axe supérieur à cinq degrés. Ces jeux nuisent par conséquent au comportement aérodynamique de la munition. En particulier, ils sont gênants pour le pilotage des munitions guidées.
  • Le document FR 1 481 664 A (voir figures 8 et 9) décrit un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage comprenant un tube muni de fentes longitudinales ménageant des volets sur lesquels sont fixés des éléments d'empennage. Chaque volet est muni d'une fente transversale permettant son repliement vers l'extérieur sous la poussée d'un piston.
  • Un but de l'invention est notamment de pallier tout ou partie des inconvénients précités en proposant un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage qui soit de conception simple et qui permette de limiter les jeux entre les différentes pièces de l'empennage. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage tel que revendiqué.
  • L'invention a également pour objet une munition telle que revendiquée.
  • L'invention a notamment pour avantage qu'elle permet de supprimer tout débattement angulaire des ailettes en position déployée sans nécessiter de modifications de conception substantielles.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation donnés à titre d'exemple, description faite en regard de dessins annexés qui représentent :
    • la figure 1, un exemple d'empennage équipant une munition selon une configuration classique,
    • la figure 2, dans une vue en coupe selon le plan longitudinal d'une ailette d'un empennage, un exemple de dispositif d'ouverture et de verrouillage de l'empennage où l'ailette est en position repliée,
    • la figure 3, dans une vue similaire à celle de la figure 2, le dispositif de la figure 2 où l'ailette est en position déployée,
    • la figure 4, dans une vue similaire à celle de la figure 2, un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage selon un premier mode de réalisation de l'invention où une ailette est en position repliée,
    • la figure 5, dans une vue similaire à celle de la figure 2, le dispositif de la figure 4 où l'ailette est en cours de déploiement,
    • la figure 6, dans une vue similaire à celle de la figure 2, le dispositif de la figure 4 où l'ailette est en position déployée mais non verrouillée,
    • la figure 7, dans une vue similaire à celle de la figure 2, le dispositif de la figure 4 où l'ailette est en position déployée et verrouillée,
    • la figure 8, dans une vue similaire à celle de la figure 2, un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention où une ailette est en position déployée et verrouillée,
    • la figure 9, dans une vue similaire à celle de la figure 2, une forme particulière de réalisation du dispositif représenté à la figure 8,
    • la figure 10, le dispositif représenté à la figure 9 dans une vue en coupe selon le plan de coupe B-B de la figure 9.
  • La figure 1 représente un exemple d'empennage 1 équipant une munition 2 selon une configuration classique. Selon cette configuration, l'empennage 1, ici représenté en position ouverte, est disposé à l'arrière de la munition 2 relativement à son sens de déplacement. La munition 2 est représentée schématiquement par un cylindre de révolution selon un axe X.
  • L'empennage 1 comprend un corps 3 de diamètre sensiblement égal au diamètre de la munition 2 et un ensemble d'ailettes 4 réparties uniformément en périphérie du corps 3. Dans l'exemple de la figure 1, l'empennage comprend huit ailettes 4, chaque ailette étant séparée de ses voisines par un angle de 45°. Un empennage peut toutefois comprendre un nombre quelconque d'ailettes sans sortir du cadre de l'invention. Chaque ailette 4 peut pivoter par rapport au corps 3 selon un axe qui lui est propre. Les axes sont par exemple répartis dans un plan orthogonal à l'axe X. Une extrémité de chaque ailette 4 peut être insérée avec jeu dans une encoche 5 du corps 3. Le débattement latéral des ailettes 4 est alors limité par des flancs des encoches 5. Les encoches 5 sont par exemple aménagées au voisinage des axes d'ailettes.
  • La figure 2 représente un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage dans une vue en coupe selon le plan longitudinal de l'une des ailettes de l'empennage. L'ailette 4 représentée sur la figure 2 peut pivoter par rapport au corps 3 selon un axe Y, orthogonal à l'axe longitudinal X de la munition 2. Le dispositif d'ouverture et de verrouillage comprend un poussoir 8 et une bague de commande 9, chacun pouvant glisser par rapport au corps 3 selon l'axe X, par exemple par l'intermédiaire d'un guide 10 du déplacement de la bague de commande. Le poussoir 8 peut être entraîné en translation par une augmentation de pression d'un gaz et provoquer le déplacement de la bague de commande 9. Cette augmentation de pression est par exemple provoquée par un dispositif pyrotechnique, non représenté. La bague de commande 9 comporte une partie 11 apte à venir en appui sur l'ailette 4 lors de sa translation. La partie 11 est formée de manière à permettre la rotation de l'ailette 4 autour de son axe Y, c'est-à-dire son déploiement. En particulier, la partie 11 peut comporter un arrondi 12 rejoignant une surface cylindrique 13 sur laquelle vient s'appuyer l'ailette 4 à la fin de la course de la bague de commande 9, comme représenté à la figure 3. L'arrondi 12 peut également consister en toute autre forme permettant à l'ailette 4 de passer progressivement de sa position repliée à sa position déployée. Dans l'exemple de la figure 2, l'axe Y autour duquel pivote l'ailette 4 est orthogonal à l'axe X. Bien entendu, la translation de la bague de commande 9 peut entraîner la rotation de l'ailette 4 sans orthogonalité entre les axes X et Y. De manière générale, l'axe Y doit être non parallèle et non sécant avec l'axe X afin de permettre la création d'un mécanisme de bras de levier.
  • La figure 3 représente, dans une vue similaire à celle de la figure 2, le dispositif d'ouverture et de déploiement en position ouverte, c'est-à-dire lorsque l'ailette 4 est déployée. La position ouverte est notamment obtenue lorsque la bague de commande 9 est en fin de course, par exemple lorsqu'elle vient en butée contre l'ailette 4 par l'intermédiaire d'un épaulement 14. Dans cette position, l'ailette 4 repose sur la surface 13. De cette manière, l'ailette 4 est empêchée de revenir dans sa position repliée. Dans le sens opposé de rotation, l'ailette 4 peut être maintenue par une surface d'appui 15 sur le corps 3. L'ailette est ainsi verrouillée. Cependant, dans cet exemple de réalisation du dispositif d'ouverture et de verrouillage, l'ailette 4 n'est pas complètement bloquée du fait des jeux résiduels entre les différentes pièces de liaison de l'empennage. Ces jeux résiduels sont gênants pour la précision de la trajectoire de la munition 2, en particulier lorsque la munition est pilotée. Les jeux résiduels comprennent notamment les jeux fonctionnels nécessaires à la translation de la bague de commande 9 et à la rotation de l'ailette 4. Dans un souci de simplicité de conception et afin d'assurer la simultanéité du déploiement des ailettes, la bague de commande 9 est généralement commune à toutes les ailettes. Les jeux fonctionnels doivent alors être suffisamment importants pour prendre en compte les tolérances des différentes pièces. De plus, la bague de commande 9 est généralement poussée à très grande vitesse, provoquant une rotation rapide de l'ailette 4 qui vient mater la surface d'appui 15. Un jeu supplémentaire est alors introduit lors de l'ouverture de l'empennage 1. Par conséquent, même avec des jeux fonctionnels ajustés, les jeux résiduels sont souvent importants.
  • De manière à supprimer tout jeu résiduel, dans le dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage selon l'invention, chaque ailette 4 comporte un talon sur lequel vient s'appuyer la partie 11 de la bague de commande 9 lors de l'ouverture de l'empennage 1, le talon formant un élément et la partie 11 formant un autre élément, et le dispositif comporte des moyens appartenant à l'un des deux éléments pour façonner l'autre élément lors de la translation de la bague de commande 9 vers le talon de l'ailette. En d'autres termes, soit la partie 11, soit le talon comporte des moyens pour façonner la matière avec laquelle il entre en contact, en l'occurrence, le talon ou la partie 11, respectivement. Par façonnage, on entend toute modification de la forme d'une pièce, notamment par déformation, élastique ou plastique, ou par usinage.
  • Les figures 4 à 7 illustrent, dans une vue analogue à celle de la figure 2, un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage selon un premier mode de réalisation de l'invention.
  • On se tourne dans un premier temps vers la figure 4 où le dispositif est représenté alors que l'ailette 4 est en position repliée. Le dispositif représenté à la figure 4 diffère essentiellement du dispositif représenté aux figures 2 et 3 en ce que l'ailette comprend un talon 16 faisant saillie en direction de la bague de commande 9 lorsque l'ailette 4 est en position repliée et en ce que la partie 11 présente un profil en outil de coupe entre la surface 13 et une surface d'attaque 17, par exemple un chanfrein ou un arrondi. Ce profil en outil de coupe forme les moyens pour façonner le talon 16. Avantageusement, le matériau de la bague de commande 9 présente une résistance mécanique plus élevée que celle du matériau de l'ailette 4, par exemple dans un rapport sensiblement égal à trois pour un. A titre d'exemple, la bague de commande peut être réalisée en acier de résistance mécanique sensiblement égale à 1200 MPa et l'ailette peut être réalisée en aluminium de résistance mécanique sensiblement égale à 400 MPa.
  • Dans une forme particulière de réalisation, le profil en outil de coupe comporte plusieurs dents 20 formant une broche. De manière générale, le profil en outil de coupe peut être réalisé selon les règles usuelles appliquées aux outils de coupe, notamment en ce qui concerne la forme des dents 20.
  • La figure 5 illustre le dispositif représenté à la figure 4 alors que l'ailette 4 est en cours de déploiement. Conformément à cette figure, la bague de commande 9 a commencé sa translation et le talon 16 se trouve en appui sur la surface d'attaque 17.
  • La figure 6 montre le même dispositif que celui représenté aux figures 4 et 5, lorsque l'ailette 4 est en position déployée. Dans la mesure où le talon 16 forme une proéminence, la partie 11 exerce une pression contre le talon 16 par l'intermédiaire de l'une des dents 20. Cette pression fait naître une force qui, par un mécanisme de bras de levier, maintient l'ailette 4 en appui sur la surface 15. Cette position d'ailette correspond à une position dite de pleine ouverture, l'ailette 4 étant complètement déployée. Le talon 16 est alors usiné progressivement par les dents 20 au fur et à mesure de l'avance de la bague de commande 9 jusqu'à venir en appui sur la surface 13. La bague de commande 9 continue sa course jusqu'à ce que l'épaulement 14 vienne en butée contre l'ailette 4, comme représenté à la figure 7. Pendant toute la phase d'avance de la bague de commande 9, l'ailette 4 est maintenue en pression contre la surface 15, cette pression résultant notamment de l'effort d'usinage. Ainsi, l'ailette 4 est ajustée serré, c'est-à-dire sans jeu, par rapport au corps 3. En l'occurrence, même en cas de matage du corps 3 ou de l'ailette 4 au niveau de la surface 15, l'ailette 4 reste sous contrainte à la fin de son déploiement, l'effet du matage ayant été pris en compte lors de l'usinage du talon 16. Par ailleurs, le fait que l'ailette 4 reste sous contrainte permanente permet d'assurer la fonction antiretour, et donc le verrouillage de l'empennage. En effet, la pression exercée par le talon 16 sur la surface 13 permet de générer des forces de frottement s'opposant à un éventuel retrait de la bague de commande 9.
  • Le dispositif d'ouverture et de verrouillage selon l'invention est particulièrement bien adapté à un empennage où la bague de commande est commune à toutes les ailettes. De fait, les talons sont usinés par la bague de commande en fonction de la quantité de matière à enlever localement afin d'obtenir un ajustement serré entre la bague de commande et chaque ailette. Les contraintes dimensionnelles sur les différentes pièces de l'empennage peuvent être relâchées, les jeux dus aux dispersions géométriques des pièces étant compensés par l'usinage du talon.
  • La figure 8 illustre, dans une vue analogue à celle des figures 2 à 7, un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, l'ailette 4 étant complètement déployée. Selon ce mode de réalisation, ce n'est plus la bague de commande 9 qui est pourvue de moyens pour façonner le talon 16, mais c'est le talon 16 qui est pourvu de moyens pour façonner la bague de commande 9. Le matériau de l'ailette 4 est alors plus résistant que le matériau de la bague de commande 9, par exemple sensiblement trois fois plus résistant. Dans le dispositif représenté aux figures 8 et 9, les moyens pour façonner la bague de commande 9 comprennent un profil en outil de coupe. Plus précisément, le talon 16 est muni de dents 20 qui viennent usiner la bague de commande 9 lors du déploiement de l'ailette 4. Comme pour le dispositif selon le premier mode de réalisation, l'ailette 4 vient en appui contre la surface 15 du corps 3 et est maintenue sous pression pendant toute la phase d'avance de la bague de commande 9, soit jusqu'à ce que l'épaulement 14 vienne en butée contre l'ailette 4. A la fin de la course de la bague de commande 9, l'ailette 4 reste sous contrainte entre la surface d'appui 15 et la bague de commande 9. Il n'y a donc aucun jeu angulaire entre l'ailette 4 et le corps 3. Par ailleurs, lors de l'avance de la bague de commande 9, des entailles 21 sont formées sur la surface 13 par les dents 20. En fin de course de la bague de commande 9, les dents 20 restent ajustées sans jeu dans ces entailles 21. Dans le cas où la bague de commande 9 est monobloc, les ailettes 4 se trouvent solidarisées au niveau de leur talon 16, ce qui limite considérablement les déplacements relatifs entre les ailettes et, par suite, le débattement latéral de chaque ailette par rapport au corps. Par conséquent, par rapport au premier mode de réalisation, ce deuxième mode de réalisation présente l'avantage de diminuer le débattement latéral des ailettes.
  • Les figures 9 et 10 illustrent une forme particulière de réalisation du dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage selon le deuxième mode de réalisation. La figure 9 représente le dispositif dans une vue analogue à celle des figures 2 à 8 et la figure 10 représente le dispositif dans une vue en coupe selon le plan de coupe B-B de la figure 9, l'ailette 4 étant déployée. Le dispositif selon cette forme particulière de réalisation se distingue essentiellement du dispositif représenté à la figure 8 en ce que le guide 10 comporte une rainure 22 orientée selon l'axe X et en ce que la bague de commande 9 comporte un doigt 23 venant en saillie dans la rainure 22. La présence du doigt 23 dans la rainure 22 permet de réduire encore le débattement latéral des ailettes 4 par rapport au corps 3. En effet, le doigt 23, rendu solidaire de l'ailette 4 par le biais des entailles 21, forme un point de contact supplémentaire avec le corps 3, ce point de contact étant relativement éloigné des surfaces de contact latérales 24 et 25 de l'ailette 4 avec les flancs de l'encoche 5 réalisée dans le corps 3. Tout autre mécanisme équivalent au doigt 23 et à la rainure 22 peut être prévu au niveau de la liaison cinématique entre la bague de commande 9 et le corps 3 de manière à réduire le débattement latéral des ailettes 4 par rapport au corps 3 une fois que les ailettes 4 sont déployées. En particulier, le doigt 23 et la rainure 22 peuvent être substitués par une queue d'aronde.
  • Dans les différents exemples de réalisation du dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage, on a considéré que la course de la bague de commande 9 était stoppée lorsque l'épaulement 14 venait en butée contre l'ailette 4. Cependant, la course de la bague peut être stoppée par tout mécanisme de butée équivalent. Celui-ci peut par exemple consister en un épaulement ménagé sur le guide 10 et contre lequel peut venir s'appuyer la bague de commande 9.
  • Par ailleurs, dans les différents exemples représentés du dispositif d'ouverture et de verrouillage, le façonnage de la bague de commande 9 par le talon 16 ou du talon 16 par la bague de commande 9 a toujours été considéré comme un usinage, c'est-à-dire un enlèvement local de matière par un outil de coupe. Cependant, le façonnage au sens de l'invention doit être entendu de façon large. Il peut correspondre à une déformation locale de matière due à une pression générée lors du déplacement relatif des pièces de l'empennage 1. La déformation peut être plastique ou élastique. Elle peut concerner le talon 16 de l'ailette 4 ou la partie 11 de la bague de commande 9. L'enlèvement local de matière, formant par exemple les entailles 21, se traduit dans ce cas par une déformation sensiblement équivalente du talon 16 ou de la partie 11. Bien entendu, le dispositif d'ouverture et de verrouillage peut également être conçu de manière à prévoir une déformation à la fois du talon 16 et de la partie 11. Plus généralement, toute pièce située entre la surface d'appui 15 et le guide 10 peut être conçue de manière à se déformer lors du déploiement des ailettes 4.

Claims (10)

  1. Dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage apte à équiper une munition (2), l'empennage (1) comprenant :
    - un corps (3), et
    - au moins une ailette (4) pouvant pivoter par rapport au corps (3) selon un premier axe (Y) et comportant un talon (16) formant un élément,
    le dispositif comprenant :
    - une bague de commande (9) pouvant glisser par rapport au corps (3) selon un deuxième axe (X) et comportant une partie (11) apte à venir en appui sur le talon (16) de manière à déployer l'ailette (4), cette partie (11) formant un autre élément, le deuxième axe (X) étant non parallèle et non sécant avec le premier axe (Y),
    le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend, en outre :
    - des moyens (20) appartenant à l'un des deux éléments (11, 16) pour façonner l'autre élément (11, 16) lors d'une translation selon le deuxième axe (X) de la bague de commande (9) vers le talon (16) de l'ailette (4),
    le corps (3) comprenant une surface d'appui (15) permettant à l'ailette (4) de prendre appui lors du façonnage, l'appui de l'ailette (4) sur la surface d'appui (15) correspondant à la position déployée de l'ailette (4).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un premier des deux éléments (11, 16) présente un profil en outil de coupe, ce profil formant les moyens (20) pour façonner l'autre élément (11, 16), le matériau du premier élément (11, 16) présentant une résistance mécanique plus élevée que celle du matériau de l'autre élément (11, 16).
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau du premier élément (11, 16) présente une résistance mécanique sensiblement trois fois plus élevée que celle du matériau de l'autre élément (11, 16).
  4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le profil en outil de coupe comporte plusieurs dents (20) formant une broche.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier axe (Y) est sensiblement orthogonal au deuxième axe (X).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (3) comporte un guide (10) du déplacement en translation de la bague de commande (9) permettant de réduire le débattement latéral de l'ailette (4) par rapport au corps (3).
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier des deux éléments (11, 16) est le talon (16) et l'autre élément est la partie (11) de la bague de commande (9) apte à venir en appui sur le talon (16), le guide (10) comportant une rainure (22) orientée selon le deuxième axe (X) et la bague de commande (9) comportant un doigt (23) venant en saillie dans la rainure (22).
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague de commande (9) comporte un épaulement (14) venant en appui sur l'ailette (4) à la fin du façonnage.
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs ailettes (4) réparties sensiblement uniformément autour du deuxième axe (X), le corps (3) comprenant une surface d'appui (15) permettant à chaque ailette (4) de prendre appui lors du façonnage, l'appui de chaque ailette (4) sur sa surface d'appui (15) respective correspondant à la position déployée de l'ailette (4),la bague de commande (9) venant en appui sur chacun des talons (16) d'ailettes (4).
  10. Munition comportant un dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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