EP3519301A1 - Dispositif d'accrochage de propulseur d'appoint - Google Patents

Dispositif d'accrochage de propulseur d'appoint

Info

Publication number
EP3519301A1
EP3519301A1 EP17786972.4A EP17786972A EP3519301A1 EP 3519301 A1 EP3519301 A1 EP 3519301A1 EP 17786972 A EP17786972 A EP 17786972A EP 3519301 A1 EP3519301 A1 EP 3519301A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
booster
main body
axis
pivot
fastener
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17786972.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Matthieu ESTEVES
Davy BELIN
Toufik SALHIOUI
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.)
ArianeGroup SAS
Original Assignee
ArianeGroup SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ArianeGroup SAS filed Critical ArianeGroup SAS
Publication of EP3519301A1 publication Critical patent/EP3519301A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/40—Arrangements or adaptations of propulsion systems
    • B64G1/403—Solid propellant rocket engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64—Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
    • B64G1/641—Interstage or payload connectors
    • B64G1/642—Clamps, e.g. Marman clamps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64—Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
    • B64G1/645—Separators
    • B64G1/6455—Pyrotechnics; Using heat

Definitions

  • the present invention relates to space launchers and relates to an attachment device between a main body of a space launcher and an accelerator stage or boost booster (booster in English) hooked laterally on this main body, along the main body and proposes for this purpose a fastener for the attachment of this booster.
  • boost booster boost in English
  • the attachment system between a booster thruster booster and the central body of the space launcher aims to block all degrees of freedom between these two elements.
  • the thrust provided by the booster thrusters is transmitted by a fastener at the top of the booster.
  • the attachment in the upper part is an upper attachment which passes the thrust constituted by a fitting, optionally rotated.
  • the Energia rocket has a hyperstatic hooking system comprising four connecting rods and two fittings, one of which is slideably oriented perpendicularly to the launcher axis.
  • the Soyuz launcher has an isostatic attachment system.
  • launchers for which the thrust is applied in the lower part, comprise a fitting optionally rotated or with a slide generally completed by connecting rods.
  • These launchers have in the upper part a fitting or pivot, eventually supplemented by connecting rods.
  • the link solutions at the top and bottom of the acceleration stage can not have identical designs depending on whether the thrust passes through the top or bottom of the accelerator.
  • the specifications of the high and low link being different, one solution in one case can not be directly adaptable to the other.
  • the present invention is placed in the context where the thrust goes through the high link that is to say in a similar setting to launchers Ariane 5, Space Shuttle, Soyuz and Energia.
  • the hyperstatic assemblies are to be avoided as much as possible: the assembly is more constrained than what is strictly necessary to maintain it, to the less a degree of mobility of a part being removed several times. This leads to possibly more robust solutions, but surely more complex, heavier and requiring complex adjustments during integration operations.
  • the propellants used in the main body of a launcher and the stages of acceleration are different: often the main body is cryogenically propelled (liquid 02 and H2) and the stage or the stages of acceleration are at powder.
  • connection systems must be compatible with this deformation along the longitudinal axis of the launcher. But the connection systems of the aforementioned launchers are not compatible with this deformation.
  • the acceleration stages are most often powdered, even if liquid propulsion stages are known.
  • the stages with powder propulsion are more restrictive during the separation phases. Indeed, it is not possible to instantly stop a powder propellant and there is always a "push tail", which is also different from one propeller to another, even if they are theoretically identical . It is therefore necessary to separate "energetically" the acceleration stages of the main body during propulsion and therefore in a very short time.
  • propulsion can be stopped in a controlled manner by closing the supply valves and using passive separation devices. Depending on the chosen fastening solution there will be more or less pyrotechnic devices.
  • the aim of the invention is to obtain a fastening system between the central body of a launcher and an accelerator stage which meets the objectives of being isostatic, ie it forces the stages only to the strict need and block only once the degrees of mobility; to transmit the thrust of a solid booster of more than 100 tons from the front; to accept a dilatation of the stages by minimizing the overloads at the level of the structures; to simplify the separation operation by requiring little pyrotechnics and of course to be compatible ground and flight environments, in terms of thermal, mechanical and dynamic.
  • the invention proposes on the one hand a fastener for attaching a booster propeller along a main body of a space launcher, which comprises a combination of two pivots and a linear link. annular.
  • the annular connection advantageously comprises a sliding connection connecting said pivots.
  • the annular linear connection comprises a free-ending pin on which is mounted a sliding annular ring.
  • the free-ending shaft comprises a bulge for forming with the annular ring a spherical type connection in the cylinder.
  • the combination advantageously comprises a first pivot, auxiliary booster side around a direction Zi parallel to the tangent to the booster propeller at the booster-side booster and a second pivot main body side around a Z 2 direction parallel to the tangent to the main body at the attachment main body side.
  • the first pivot comprises an axis, fixed on an integral fitting of the booster propeller, and a bore, the axis of the first pivot and the bore forming a cylinder / cylinder connection in the direction Zi parallel to the tangent to the thruster auxiliary, the bore being locked in translation on the axis of the first pivot and free to rotate about this axis.
  • the second pivot on the main body side comprises, in the direction Z 2 parallel to the tangent to the main body, two pins forming an axis of the second pivot main body side and the annular ring has on its periphery two diametrically opposite housing receiving said pins.
  • the sphere-type connection in the cylinder advantageously allows limited angular movement of the axis of the second pivot about the axis of the first pivot.
  • the invention further provides a space launcher comprising a main body and at least one booster, which comprises, in the lower part of the booster, a fastener according to the invention.
  • the space launcher may include, in addition to the fastener, a pair of connecting rods between the main body and said booster propeller, on either side of the fastener in a plane perpendicular to the main direction of the launcher.
  • the space launcher may further comprise in the upper part of the booster a ball joint connecting the top of the booster to the side of the main body.
  • the fastener advantageously forms for this launcher a point linkage system between the main body and the booster.
  • FIG. 1 a perspective view of a fastener according to the invention
  • FIG. 2 an exploded perspective view of the fastener of FIG. 1;
  • FIG. 3 a top view of a fastener according to the invention in situ between a main body and a booster booster booster;
  • FIG. 6 a side view of a connecting rod of a booster fixing system on a launcher main body
  • FIG. 7 a perspective view of the lower part of a booster booster and its lower fixing system
  • FIG. 8 a schematic view of a launcher equipped with the fastener of the invention
  • FIG. 9 a sectional view of a rotatable connection, upper attachment of a booster booster on the main body of a launcher.
  • a particular fastener which is positioned in the lower part of the body of an accelerator stage, booster booster or booster of a space launcher and which allows to fix it on the main body of this launcher.
  • Figure 1 shows an embodiment of a fastener according to the invention.
  • the fastener comprises two fittings, the fitting 201 attached to the booster heater 200 and the fitting 101 attached to the main body 100.
  • the fastener of the invention comprises a combination of two pivots 2, 3 and an annular linear connection 4 which comprises according to the example a sliding connection connecting said pivots.
  • the pivot links comprise a first pivot connection 2 on the fitting side 201 of the booster propellant 200 and a second pivot connection 3 on the fitting side of the main body 101.
  • the fastener is exploded in perspective view in FIG. 2.
  • the first pivot 2 comprises an axis 21 received in an open housing of the fitting 201.
  • the first pivot further comprises a bore 22 formed in a tube disposed at the opposite end. the free end of the free-end axis 40 and perpendicular to the free-ending axis 40.
  • the first pivot 2, thrust booster side 200 allows a rotation of the free-terminating pin 40 about a direction Z i parallel to the tangent to the booster propeller at the booster-side attachment and the axis 21 of the first pivot and the bore 22 form a cylinder / cylinder connection in the direction Z i parallel to the tangent to the booster.
  • the pivot shown in Figure 2 is such that the axis 21 has a thread 21a and receives a ring or sleeve 24 on which is mounted the tube provided with the bore 22. Nuts 23a, 23b block the bore 22 in translation on the axis 21. The bore 22 remains free to rotate about the axis 21.
  • the annular linear connection comprises the free-ending pin 40 which receives the annular ring 41.
  • the annular ring can slide longitudinally on the axis and rotate about the axis.
  • the annular ring 41 comprises two receiving slots 42a, 42b for receiving pins 31a, 31b which form the axis of the pivot connection main body side.
  • the latter comprises a bulge 43 as shown in FIG. 4.
  • This bulge produces a sphere-type connection in a cylinder at the level of the annular linear connection, which gives a certain angular freedom to the geometric axis of the ring relative to the geometric axis of the free-end axis 40.
  • the second pivot 3 on the main body side rotates about a direction Z 2 parallel to the tangent to the main body at the bracket 101 of the attachment main body side 100.
  • the pins 31a, 31b form a second axis of pivot in the direction Z 2 side main body. These pins are received in the two recesses 42a, 42b diametrically opposed to the ring 41 which can thus rotate around the direction Z 2 .
  • This configuration where the ring 41 is rotatable and slidable on the axis 40 allows a natural uncoupling of the elements of the fastener during the separation of the main body and the booster booster without requiring a pyrotechnic separation device.
  • the sphere-type connection 43 in cylinder 41 which allows a limited angular displacement of the axis of the second pivot with respect to the axis of the first pivot aid the disengagement of the axis of the ring and gives a freedom of rotation at the level of the linear connection ..
  • FIG. 3 schematically shows the fastener 1 between the main body 100 of the launcher and the thruster accelerator stage 200 in plan view.
  • the fastener 1 is, compared to the size of the launcher, a point system link between the main body and the booster stage or booster booster.
  • FIG. 7 represents the lower part of the booster propeller above its nozzle 210 and makes it possible to completely represent the low attachment of the thruster 200 on the main body.
  • This low attachment comprises, in addition to the fastener 1, a pair of connecting rods 50 on either side of the fastener in a plane perpendicular to the main direction (X) of the launcher.
  • a connecting rod 50 is shown in FIG. 6. It comprises two ends 51, 52 provided with ball joints. The two rods 50 are rotated at the ends therefore work in tension-compression.
  • the rod is adjustable in length by a turnbuckle principle, the tip 51 is threaded, the tip 52 is threaded with a "left" pitch.
  • the bore 50a is threaded at one end with a conventional thread and at the other end with a "left" thread. Thus turning 50a in one direction is closer to the ends 51 and 52; turning in the other direction is removed the ends 51 and 52.
  • This pivoted connection 60 blocks three degrees of freedom to know the three translations x, y, z and transmits the thrust of the booster;
  • a low fastener comprising two connecting rods pivoted at their ends so as to block roll and yaw rotations of the booster and a third pitch-type link blocking the pitch in accordance with the fastener of the invention.
  • This configuration makes it possible to take up heavy loads while retaining the necessary functional mobilities and allowing a natural separation between the acceleration stage and the main body of the launcher at the level of the point link of the invention.
  • the fastener of the invention is particularly usable in a demanding environment in terms of thermal, mechanical and dynamic.
  • FIG. 8 shows a launcher with two boosters 200 and main body 100 for which the boosters are fixed to the main body by the ball joints 60 at the top and the links 1 and 50 at the bottom.
  • the ball 60 at the level of the front skirt aims to transmit the longitudinal forces from the front of the booster.
  • the longitudinal forces result from the thrust, particularly in the context of the use of a solid powder booster of more than 100 tons.
  • the two rods 50 rotated at the ends take up the pairs of roll and yaw and work in tension-compression.
  • the point link 1 blocks the pitching torque of the booster.
  • the angulation of the connecting rods and the point connection make it possible to compensate for the dilation of the stages by minimizing the over-stresses at the level of the structures.
  • the system has three pyrotechnic active separations and a passive separation at the point link.
  • the point link as shown schematically in FIG. 5 is designed to allow a translation along the axis X of the main axis of the launcher by combining two pivots 2, 3 of axis Z (axis tangential to the main body at the point of connection) and a link linearly linear translation 4 along the Y axis (radial axis at the point of connection) which compensates for the differential expansion between the booster stage and the main body. It is further designed to block translation along the Z axis.
  • the translation along the Y axis is not limited in a direction of separation of the booster and the main body to allow the natural separation of the latter due to the use of the free-end pin 40 of FIG. 4.
  • the solution can be likened to a rod adjustable in length.
  • the combination of the rotation of the connecting rod and its elongation makes it possible to perform a perfect translation along x and thus to relax the forces due to the differential expansion of the stages.
  • the solution of the invention may in particular be sized to hang boosters with solid propulsion of 100 tons, 15 m high, 3m in diameter, exerting a thrust of 1000 KN.
  • the lower fastener to be adapted to the upper fastener, a system to lengthen the connecting rods and a subsequent adjustment z of the point link are necessary for the integration. For example by a continuous adjustment by the notch nuts 23 of Figure 2.
  • booster propellants may be different from two while remaining within the scope of the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Shovels (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

L'objet de l'invention est une attache (1) pour l'accrochage d'un propulseur d'appoint (200) le long d'un corps principal (100) d'un lanceur spatial qui comporte une combinaison de deux pivots (2, 3) et d'une liaison linéaire annulaire (4) et un lanceur spatial comportant au moins un propulseur d'appoint fixé à un corps principal avec une telle attache.

Description

DISPOSITIF D ' ACCROCHAGE DE PROPULSEUR D ' APPOINT
Domaine de l'invention
La présente invention concerne les lanceurs spatiaux et porte sur un dispositif d'accrochage entre un corps principal d'un lanceur spatial et un étage d'accélération ou propulseur d'appoint (booster en anglais) accroché latéralement sur ce corps principal, le long du corps principal et propose pour ce faire une attache pour l'accrochage de ce propulseur d ' appoint .
Arrière plan technologique
De façon générale, le système d'attache entre un propulseur d'appoint de lanceur spatial (boosters) et le corps central du lanceur spatial a pour objectif de bloquer tous les degrés de liberté entre ces deux éléments.
Pour certains lanceurs, la poussée fournie par les propulseurs d'appoint est transmise par une attache en partie haute du propulseur d'appoint.
L'attache en partie haute est une fixation supérieure qui passe la poussée constituée par une ferrure, éventuellement rotulée.
Pour la fixation de l'étage d'accélération ou propulseur d'appoint en partie basse il est connu notamment pour la navette spatiale et pour la fusée Ariane 5 d'utiliser trois bielles et donc de réaliser un dispositif isostatique mais qui ne permet pas de compenser des dilatations différentielles entre le corps principal et l'accélérateur.
La fusée Energia a un système d'accrochage hyperstatique comportant quatre bielles et deux ferrures dont une est à glissière orientée perpendiculairement à l'axe du lanceur.
Le lanceur Soyuz comporte un système d'attache isostatique .
Dans d'autres lanceurs, pour lesquels la poussée est appliquée en partie basse, comportent une ferrure éventuellement rotulée ou avec glissière en général complétée par des bielles. Ces lanceurs comportent en partie haute une ferrure ou pivot, complétée éventuellement par des bielles.
Il existe ainsi deux façons de faire passer les efforts du propulseur d'appoint vers le corps principal, par le haut ou par le bas de l'étage d'accélération.
Les efforts sont transmis essentiellement par des ferrures au niveau d'une liaison, la seconde liaison étant destinée plutôt à assurer le bon positionnement de l'accélérateur, en maîtrisant les translations et rotation parasites.
Par ailleurs, les solutions de liaisons en haut et en bas de l'étage d'accélération ne peuvent avoir des conceptions identiques selon que la poussée passe par le haut ou le bas de l'accélérateur. Les cahiers des charges des liaison haute et basse étant différents, une solution dans un cas ne peut pas être adaptable directement à l'autre.
La présente invention se place dans le cadre où la poussée passe par la liaison haute c'est à dire dans un cadre similaire aux lanceurs Ariane 5, Navette Spatiale, Soyuz et Energia.
De façon générale, les assemblages hyperstatique sont à éviter autant que possible : l'assemblage est plus contraint que ce qui est strictement nécessaire pour le maintenir, au moins un degré de mobilité d'une pièce étant supprimé plusieurs fois. On aboutit alors à des solutions éventuellement plus robustes, mais sûrement plus complexes, plus lourdes et nécessitant des réglages complexes lors des opérations d'intégration.
Il y a lieu de considérer les dilatations différentielles notamment dans le cas d'ergols cryogéniques.
De façon fréquente, les ergols utilisés dans le corps principal d'un lanceur et les étages d'accélération sont différents : souvent le corps principal est à propulsion cryogénique (02 et H2 liquides) et l'étage ou les étages d'accélération sont à poudre.
Cela se traduit par le fait qu'au moment du remplissage de l'étage cryogénique, celui-ci se contracte : les systèmes de liaison doivent être compatibles de cette déformation selon l'axe longitudinal du lanceur. Or les systèmes de liaison des lanceurs précités ne sont pas compatibles avec cette déformation.
Ceci crée des contraintes mécaniques au niveau de ces étages qui impliquent de dimensionner plus fortement les liaisons, et donc d'augmenter la masse des liaisons et étages .
Les étages d'accélération sont le plus souvent à poudre, même si l'on connaît des étages à propulsion liquide. Les étages à propulsion à poudre sont plus contraignants lors des phases de séparation. En effet, il n'est pas possible d'arrêter instantanément un propulseur à poudre et il y a toujours une « queue de poussée », qui de plus est différente d'un propulseur à l'autre, même s'ils sont théoriquement identiques. Il est donc nécessaire de séparer « énergiquement » les étages d'accélération du corps principal en cours de propulsion et donc en un temps très bref. On utilise pour se faire des dispositifs pyrotechniques complexes. Plus le nombre d'éléments de liaison est grand, plus la séparation est complexe et risquée.
Pour une propulsion liquide, on peut arrêter la propulsion de façon maîtrisée en fermant les vannes d'alimentation et utiliser des dispositifs séparation passifs. Selon la solution d'accrochage choisie il y aura plus ou moins de dispositifs pyrotechniques.
Brève description de l'invention
L'invention vise à obtenir un système d'attache entre le corps central d'un lanceur et un étage d'accélération qui réponde aux objectifs d'être isostatique, c'est à dire qu'il ne contraint les étages qu'au strict besoin et ne bloque qu'une seule fois les degrés de mobilité; de transmettre la poussée d'un booster solide de plus de 100 tonnes par l'avant; d'accepter une dilatation des étages en minimisant les surcontraintes au niveau des structures; de permettre de simplifier l'opération de séparation en nécessitant peu de pyrotechnie et bien entendu d'être compatible des ambiances sol et vol, en termes de thermique, mécanique et dynamique.
Dans ce cadre l'invention propose d'une part une attache pour l'accrochage d'un propulseur d'appoint le long d'un corps principal d'un lanceur spatial, qui comporte une combinaison de deux pivots et d'une liaison linéaire annulaire .
La liaison annulaire comporte avantageusement une liaison coulissante reliant lesdits pivots.
Préférablement , la liaison linéaire annulaire comporte un axe à terminaison libre sur lequel est montée une bague annulaire coulissante.
Selon un mode de réalisation particulier, l'axe à terminaison libre comporte un renflement pour former avec la bague annulaire une liaison de type sphère dans cylindre. La combinaison comporte avantageusement un premier pivot, côté propulseur d'appoint autour d'une direction Zi parallèle à la tangente au propulseur d'appoint au niveau de l'attache côté propulseur d'appoint et un second pivot côté corps principal autour d'une direction Z2 parallèle à la tangente au corps principal au niveau de l'attache côté corps principal .
Avantageusement, le premier pivot comporte un axe, fixé sur une ferrure solidaire du propulseur d'appoint, et un alésage, l'axe du premier pivot et l'alésage formant une liaison cylindre/cylindre selon la direction Zi parallèle à la tangente au propulseur d'appoint, l'alésage étant bloqué en translation sur l'axe du premier pivot et libre en rotation autour de cet axe.
Avantageusement le second pivot côté corps principal comporte, selon la direction Z2 parallèle à la tangente au corps principal , deux pions formant un axe du second pivot côté corps principal et la bague annulaire comporte sur son pourtour deux logements diamétralement opposés de réception desdits pions.
La liaison de type sphère dans cylindre autorise avantageusement un débattement angulaire limité de l'axe du second pivot autour de l'axe du premier pivot.
L'invention propose en outre un lanceur spatial comportant un corps principal et au moins un propulseur d'appoint, qui comporte, en partie basse du propulseur d'appoint, une attache selon l'invention.
Le lanceur spatial peut notamment comporter, en complément de l'attache, une paire de bielles entre le corps principal et ledit propulseur d'appoint, de part et d'autre de l'attache dans un plan perpendiculaire à la direction principale du lanceur. Le lanceur spatial peut en outre comporter en partie haute du propulseur d'appoint une liaison à rotule reliant le haut du propulseur d'appoint au flanc du corps principal.
L'attache forme avantageusement pour ce lanceur un système de liaison ponctuelle entre le corps principal et le propulseur d'appoint.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture de la description qui suit d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention en référence aux dessins qui représentent:
en figure 1: une vue en perspective d'une attache selon l'invention;
en figure 2: une vue perspective éclatée de l'attache de la figure 1 ;
en figure 3: une vue de dessus d'une attache selon l'invention en situation entre un corps principal et un propulseur d'appoint de lanceur spatial;
en figure 4: un détail en coupe d'un mode de réalisation d'une liaison linéaire annulaire de l'invention; en figure 5: une vue schématique d'un principe de réalisation d'une attache de l'invention;
en figure 6: une vue de côté d'une bielle d'un système de fixation de propulseur d'appoint sur un corps principal de lanceur;
en figure 7: une vue en perspective de la partie inférieure d'un propulseur d'appoint et de son système de fixation inférieure;
en figure 8: une vue schématique d'un lanceur équipé de l'attache de l'invention;
en figure 9: une vue en coupe d'une liaison rotulée, de fixation supérieure d'un propulseur d'appoint sur le corps principal d'un lanceur. Description détaillée de modes de réalisation de
1 ' invention
Dans le cadre de l'invention est définie une attache particulière qui se positionne en partie basse du corps d'un étage d'accélération, propulseur d'appoint ou booster d'un lanceur spatial et qui permet de le fixer sur le corps principal de ce lanceur.
La figure 1 représente un exemple de réalisation d'une attache conforme à l'invention. L'attache comporte deux ferrures, la ferrure 201 fixée sur le propulseur d'appoint 200 et la ferrure 101 fixée sur le corps principal 100.
L'attache de l'invention comporte une combinaison de deux pivots 2, 3 et d'une liaison linéaire annulaire 4 qui comporte selon l'exemple une liaison coulissante reliant lesdits pivots.
Les liaisons pivot comportent une première liaison pivot 2 côté ferrure 201 du propulseur d'appoint 200 et une seconde liaison pivot 3 côté ferrure du corps principal 101.
L'attache est vue en perspective éclatée à la figure 2. Le premier pivot 2 comporte un axe 21 reçu dans un logement ouvert de la ferrure 201. Le premier pivot comporte en outre un alésage 22 formé dans un tube disposé à l'extrémité opposée de la terminaison libre de l'axe 40 à terminaison libre et perpendiculaire à l'axe 40 à terminaison libre.
Le premier pivot 2, côté propulseur d'appoint 200 permet une rotation de l'axe 40 à terminaison libre autour d'une direction Z i parallèle à la tangente au propulseur d'appoint au niveau de l'attache côté propulseur d'appoint et l'axe 21 du premier pivot et l'alésage 22 forment une liaison cylindre/cylindre selon la direction Z i parallèle à la tangente au propulseur d'appoint. Le pivot représenté à la figure 2 est tel que l'axe 21 comporte un filetage 21a et reçoit une bague ou chemise 24 sur laquelle est monté le tube pourvu de l'alésage 22. Des écrous 23a, 23b bloquent l'alésage 22 en translation sur l'axe 21. L'alésage 22 reste libre en rotation autour de 1 ' axe 21.
La liaison linéaire annulaire comporte l'axe 40 à terminaison libre qui reçoit la bague annulaire 41. la bague annulaire peut coulisser longitudinalement sur l'axe et tourner autour de l'axe. La bague annulaire 41 comporte deux logements 42a, 42b de réception de pions 31a, 31b qui forment l'axe de la liaison pivot côté corps principal .
Pour donner une liberté angulaire à la bague 41 autour de l'axe 40, ce dernier comporte un renflement 43 comme représenté en figure 4. Ce renflement réalise une liaison de type sphère dans cylindre au niveau de la liaison linéaire annulaire ce qui donne une certaine liberté angulaire à l'axe géométrique de la bague par rapport à l'axe géométrique de l'axe 40 à terminaison libre.
Le second pivot 3 côté corps principal tourne autour d'une direction Z2 parallèle à la tangente au corps principal au niveau de la ferrure 101 de l'attache côté corps principal 100.
Comme vu plus haut, les pions 31a, 31b forment un axe du second pivot selon la direction Z2 côté corps principal . Ces pions sont reçus dans les deux logements 42a, 42b diamétralement opposés de la bague 41 qui peut ainsi tourner autour de la direction Z2.
Cette configuration où la bague 41 est rotative et susceptible de coulisser sur l'axe 40 permet un désaccouplement naturel des éléments de l'attache lors de la séparation du corps principal et du propulseur d'appoint sans nécessiter de dispositif de séparation pyrotechnique. La liaison de type sphère 43 dans cylindre 41 qui autorise un débattement angulaire limité de l'axe du second pivot par rapport à l'axe du premier pivot aide au dégagement de l'axe de la bague et donne une liberté en rotation au niveau de la liaison linéaire..
La figure 3 représente schématiquement l'attache 1 entre le corps principal 100 du lanceur et l'étage accélérateur propulseur 200 en vue de dessus. L'attache 1 constitue, au regard des dimensions du lanceur, un système de liaison ponctuelle entre le corps principal et l'étage accélérateur ou propulseur d'appoint.
La figure 7 représente la partie basse du propulseur d'appoint au dessus de sa tuyère 210 et permet de représenter de manière complète la fixation basse du propulseur 200 sur le corps principal. Cette fixation basse comprend, en complément de l'attache 1, une paire de bielles 50 de part et d'autre de l'attache dans un plan perpendiculaire à la direction principale (X) du lanceur.
Une bielle 50 est représentée en figure 6. Elle comprend deux extrémités 51, 52 pourvues d'articulations rotule. Les deux bielles 50 sont rotulées aux extrémités donc travaillent en traction-compression. La bielle est ajustable en longueur par un principe de ridoir, l'embout 51 est fileté, l'embout 52 est fileté avec un pas « gauche ». l'alésage 50a est taraudé à une extrémité avec un taraudage classique et a l'autre extrémité avec un taraudage « gauche ». Ainsi en tournant 50a dans un sens on rapproche les embouts 51 et 52 ; en tournant dans l'autre sens on éloigne les embouts 51 et 52.
La solution complète mise en œuvre comporte les éléments suivants :
- une liaison rotule à l'avant du booster et représentée en figure 9. Cette liaison rotulée 60 bloque trois degrés de liberté à savoir les trois translations x,y,z et transmet la poussée du booster;
- une fixation basse comportant deux bielles rotulées à leurs extrémités en sorte de bloquer les rotations en roulis et en lacet du booster et d'une troisième liaison de type ponctuelle bloquant le tangage conforme à l'attache de 1 ' invention .
Ainsi chaque degrés de liberté n'est bloqué qu'une seule fois, ce qui rend le système isostatique.
Cette configuration permet de reprendre de fortes charges tout en conservant les mobilités fonctionnelles nécessaires et en permettant une séparation naturelle entre l'étage d'accélération et le corps principal du lanceur au niveau de la liaison ponctuelle de l'invention.
L'attache de l'invention est notamment utilisable dans un milieu ambiant exigeant en terme thermique, mécanique et dynamique .
La figure 8 schématise un lanceur à deux boosters 200 et corps principal 100 pour lequel les boosters sont fixés au corps principal par les liaisons rotules 60 en partie haute et les liaisons attache 1 et bielles 50 en partie basse.
Comme vu plus haut, la rotule 60 au niveau de la jupe avant a pour objectif de transmettre les efforts longitudinaux par l'avant du propulseur d'appoint. Les efforts longitudinaux résultent de la poussée notamment dans le cadre de l'utilisation d'un booster à poudre solide de plus de 100 tonnes. Les deux bielles 50 rotulées aux extrémités reprennent les couples de roulis et lacet et travaillent en traction-compression. La liaison ponctuelle 1 bloque le couple de tangage du booster.
L'angulation des bielles et de la liaison ponctuelle permettent de compenser la dilatation des étages en minimisant les sur-contraintes au niveau des structures. Le système possède trois séparations actives pyrotechniques et une séparation passive au niveau de la liaison ponctuelle.
La liaison ponctuelle telle que schématisée à la figure 5_ est conçue pour autoriser une translation selon l'axe X axe principal du lanceur en combinant deux pivots 2, 3 d'axe Z (axe tangent au corps principal au point de liaison) et une liaison à translation linéaire annulaire 4 selon l'axe Y (axe radial au point de liaison) ce qui permet de compenser la dilatation différentielle entre l'étage d'appoint et le corps principal. Elle est en outre conçue pour bloquer la translation selon l'axe Z.
Enfin, la translation selon l'axe Y n'est pas limitée dans une direction de séparation du booster et du corps principal pour permettre la séparation naturelle de ces derniers du fait de l'utilisation de l'axe 40 à terminaison libre de la figure 4.
Pour les rotations, une rotation est possible sur les pivots 2 et 3 d'axe Z, la rotation selon l'axe X est bloquée par la liaison linéaire annulaire 4 d'axe Y . Cette liaison linéaire permet par contre une rotation autour de l'axe Y.
Pour simplifier, la solution peut s'apparenter à une bielle ajustable en longueur. Ainsi la combinaison de la rotation de la bielle et de son allongement permet d'effectuer une translation parfaite suivant x et ainsi de relâcher les efforts dus à la dilatation différentielle des étages .
A titre indicatif, la solution de l'invention peut notamment être dimensionnée pour accrocher des boosters à propulsion solide de 100 Tonnes, 15 m de haut, 3m de diamètre, exerçant une poussée de 1 000 KN.
L'ensemble des pièces peuvent être réalisées en usinage dans un acier à haute résistance. Les possibilités de réglage de la solution permettent le rattrapage des jeux de conception/fabrication, et donc la faisabilité de l'assemblage.
L'attache basse devant s'adapter par rapport à l'attache haute, un système de mise à longueur des bielles et un réglage suivant z de la liaison ponctuelle sont nécessaires pour l'intégration. Par exemple par un réglage continu par les écrous à encoche 23 de la figure 2.
L'invention n'est pas limitée à l'exemple représenté et notamment le nombre de propulseurs d'appoint peut être différent de deux tout en restant dans le cadre de 1 ' invention .

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 - Attache (1) pour l'accrochage d'un propulseur d'appoint (200) le long d'un corps principal (100) d'un lanceur spatial, caractérisée en ce qu'elle comporte une combinaison de deux pivots (2, 3) et d'une liaison linéaire annulaire ( 4 ) .
2 - Attache selon la revendication 1, pour laquelle ladite liaison annulaire (4) comporte une liaison coulissante reliant lesdits pivots.
3- Attache selon la revendication 2, pour laquelle la liaison linéaire annulaire comporte un axe (40) à terminaison libre sur lequel est montée une bague annulaire (41) coulissante .
4 - Attache selon la revendication 3, pour laquelle l'axe (40) à terminaison libre comporte un renflement (43) pour former avec la bague annulaire (41) une liaison de type sphère dans cylindre.
5 - Attache selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour laquelle la combinaison comporte un premier pivot (2), côté propulseur d'appoint (200) autour d'une direction Zi parallèle à la tangente au propulseur d'appoint au niveau de l'attache côté propulseur d'appoint et un second pivot (3) côté corps principal autour d'une direction Z2 parallèle à la tangente au corps principal au niveau de l'attache côté corps principal .
6 - Attache selon la revendication 5, pour laquelle le premier pivot (2) comporte un axe (21), fixé sur une ferrure (201) solidaire du propulseur d'appoint (200), et un alésage (22), l'axe (21) du premier pivot et l'alésage (22) formant une liaison cylindre/cylindre selon la direction Zi parallèle à la tangente au propulseur d'appoint, l'alésage (22) étant bloqué en translation (23a, 23b) sur l'axe (21) du premier pivot et libre en rotation autour de cet axe.
7 - Attache selon la revendication 3 et la revendication 5 ou 6, pour laquelle le second pivot (3) côté corps principal comporte, selon la direction Z2 parallèle à la tangente au corps principal , deux pions (31a, 32b) formant un axe du second pivot côté corps principal et pour laquelle la bague annulaire (41) comporte sur son pourtour deux logements (42a, 42b) diamétralement opposés de réception desdits pions.
8 - Attache selon les revendications 4 et 5, pour laquelle la liaison de type sphère (43) dans cylindre (41) autorise un débattement angulaire limité de l'axe du second pivot autour de l'axe du premier pivot.
9 - Lanceur spatial comportant un corps principal et au moins un propulseur d'appoint, caractérisé en ce qu'il comporte, en partie basse du propulseur d'appoint, une attache (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10 - Lanceur spatial selon la revendication 9, comportant, en complément de l'attache (1), une paire de bielles (50) entre le corps principal et ledit propulseur d'appoint, de part et d'autre de l'attache dans un plan perpendiculaire à la direction principale (X) du lanceur.
11 - Lanceur spatial selon la revendication 9 ou 10, comportant en partie haute du propulseur d'appoint une liaison à rotule (60) reliant le haut du propulseur d'appoint au flanc du corps principal.
12 - Lanceur spatial selon la revendication 9, 10 ou 11, pour lequel l'attache forme un système de liaison ponctuelle entre le corps principal et le propulseur d'appoint.
EP17786972.4A 2016-10-03 2017-09-29 Dispositif d'accrochage de propulseur d'appoint Withdrawn EP3519301A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1659528A FR3056968B1 (fr) 2016-10-03 2016-10-03 Dispositif d'accrochage de propulseur d'appoint
PCT/FR2017/052673 WO2018065703A1 (fr) 2016-10-03 2017-09-29 Dispositif d'accrochage de propulseur d'appoint

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3519301A1 true EP3519301A1 (fr) 2019-08-07

Family

ID=58054206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17786972.4A Withdrawn EP3519301A1 (fr) 2016-10-03 2017-09-29 Dispositif d'accrochage de propulseur d'appoint

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3519301A1 (fr)
FR (1) FR3056968B1 (fr)
WO (1) WO2018065703A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3126770A1 (fr) 2021-09-07 2023-03-10 Arianegroup Sas Anneau de découpe pyrotechnique, dispositif de liaison à séparation commandée comprenant celui-ci, et procédés de fabrication de ceux-ci

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109115055B (zh) * 2018-08-29 2020-09-08 上海宇航系统工程研究所 一种固体助推器连接解锁装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59227600A (ja) * 1983-06-09 1984-12-20 日産自動車株式会社 ブ−スタロケツトの取付構造
JPS61157500A (ja) * 1984-12-28 1986-07-17 日産自動車株式会社 補助ブ−スタの前部結合装置
US4721271A (en) * 1985-02-14 1988-01-26 The Boeing Company Devices and method for rocket booster vectoring to provide stability augmentation during a booster launch phase
US5238209A (en) * 1991-06-18 1993-08-24 General Dynamics Corporation, Space Systems Division Arrangement for attach, quick disconnect and jettison of rocket booster from space vehicle core
US5257761A (en) * 1992-02-24 1993-11-02 Hercules Incorporated Assembly and method for attaching a pressure vessel to another object
US5370343A (en) * 1993-03-04 1994-12-06 General Dynamics Corporation Space Systems Division Arrangement for attachment and quick disconnect and jettison of rocket booster from space vehicle
US6761335B2 (en) * 2001-11-29 2004-07-13 Alliant Techsystems Inc. Apparatus for load transfer between aerospace vehicle components, aerospace vehicles including same, and method of attachment of aerospace vehicle components

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3126770A1 (fr) 2021-09-07 2023-03-10 Arianegroup Sas Anneau de découpe pyrotechnique, dispositif de liaison à séparation commandée comprenant celui-ci, et procédés de fabrication de ceux-ci

Also Published As

Publication number Publication date
FR3056968A1 (fr) 2018-04-06
FR3056968B1 (fr) 2021-04-30
WO2018065703A1 (fr) 2018-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2953856B1 (fr) Dispositif de retenue d'un réservoir dans un aéronef
EP2961656B1 (fr) Module de propulsion spatiale a propulsion electrique et chimique a propergol solide
EP2630379B1 (fr) Cardan flexible compact et engin spatial comportant un tel cardan
EP2598722B1 (fr) Dispositif de commande d'aubes pivotantes de turbomachine
CA3026069C (fr) Procede de manoeuvre d'un atterrisseur d'aeronef entre une position deployee et une position retractee
EP0335761B1 (fr) Engin aérien pourvu d'au moins un propulseur largable
FR3056967B1 (fr) Dispositif de liaison ponctuelle provisoire
EP2953855A1 (fr) Dispositif de retenue d'un reservoir dans un aeronef
EP3083406A1 (fr) Procédé et systeme pour le transfert d'un satellite d'une orbite initiale dans une orbite de mission
EP2259006B1 (fr) Dispositif d'ouverture et de verrouillage d'un empennage de munition
EP3224144B1 (fr) Dispositif et verrouillage d'un dispositif d'avitaillement
FR2631110A1 (fr) Dispositif de modification de la direction de vol d'engins volants
FR3021298A1 (fr) Attache moteur pour un aeronef
EP3012194A1 (fr) Manipulation d'un satellite dans l'espace
EP3750811A1 (fr) Systeme d'attache moteur avant pour un moteur d'aeronef comportant une fixation directe entre le mat reacteur et le moteur
EP3519301A1 (fr) Dispositif d'accrochage de propulseur d'appoint
EP1234983B1 (fr) Actionneur compensé à puissance optimisée
CA2360889C (fr) Organe et dispositif de transmission d'efforts radiaux entre des regions centrale et d'extremite de cet organe
FR2661465A1 (fr) Dispositif d'assemblage mecanique temporaire et de separation rapide d'un objet a ejecter lie a un support.
EP3045396B1 (fr) Ensemble de pointage d'un instrument
EP1888927B1 (fr) Articulation de precision a bille
EP3702278B1 (fr) Dispositif de renvoi assiste et aeronef
FR2669972A1 (fr) Dispositif d'assujettissement temporaire d'un objet a un support a douille de retenue monobloc.
EP0454546B1 (fr) Dispositif d'assujetissement temporaire d'un objet à un support, à zone de rupture calibrée en traction
EP3368420B1 (fr) Systéme de pilotage en force et de contrôle d'attitude a compacité augmentée et engin comportant un tel système

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20190402

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: ESTEVES, MATTHIEU

Inventor name: BELIN, DAVY

Inventor name: SALHIOUI, TOUFIK

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20200525

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210401