EP3667225A1 - Projectile à plans de voilure déployables - Google Patents

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EP3667225A1
EP3667225A1 EP19214613.2A EP19214613A EP3667225A1 EP 3667225 A1 EP3667225 A1 EP 3667225A1 EP 19214613 A EP19214613 A EP 19214613A EP 3667225 A1 EP3667225 A1 EP 3667225A1
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projectile
zone
plane
envelope
opening
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EP19214613.2A
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EP3667225B1 (fr
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Sylvain PINOTEAU
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Knds Ammo France
Original Assignee
Nexter Munitions SA
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    • 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
    • F42B10/02—Stabilising arrangements
    • F42B10/14—Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel

Definitions

  • the technical field of the invention is that of projectiles comprising deployable airfoils.
  • Such wing plans when folded are arranged in housings located in the body of the projectile.
  • a projectile of this type is described in the patent FR2952712 .
  • the patent FR2952712 proposes to equip the projectile with hatches at each housing opening housing a plane and opening outwards and to slide them in a first direction to allow the deployment of the plane outside the body then to slide the hatch back in the direction reverse to close the housing again, which poses the problem of requiring as many motorizations as there are hatches and having to control them in different directions of rotation.
  • a projectile with deployable fins comprising a pivoting envelope which surrounds the body and has as many openings as there are fins.
  • Each fin has at its pivot an excess thickness which is defined so that, once deployed, the assembly formed by the fin and the excess thickness of its pivot completely closes the opening.
  • Such a solution is difficult to implement since the dimensions, both of the fin and of its additional thickness as of the opening, must be perfectly controlled.
  • the assured closure remains imperfect since the fin and its bulge can only seal the width of the envelope slot and not its entire length.
  • this solution can only be implemented for stabilization fins which no longer move after deployment. It is unsuitable for piloting control surfaces which have a pivoting sail plane with respect to an axis perpendicular to the axis of the projectile.
  • the invention proposes a solution making it possible to simplify the process of opening and closing the housings of the airfoils and in particular of the airfoils of the control surface type.
  • the solution proposed by the invention is independent of the fin itself and can therefore be adapted to pivoting fins after deployment, such as control surfaces.
  • the invention relates to a projectile comprising at least one pair of airfoils, deployable from housings located inside the body and opening towards the outside of the projectile, projectile comprising a casing of revolution surrounding at least one part of the body. of the projectile and the external surface of which is in profile continuity with the body of the projectile, envelope capable of pivoting by means of a motor means around the body along the longitudinal axis of the latter and comprising for each plane an opening, projectile characterized in that the opening has two zones, a first zone intended to be positioned by the pivoting of the envelope opposite a housing so as to allow the plane to pass to allow it to deploy, and a second zone forming a lateral clearance with respect to the first zone, clearance oriented in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the first zone, second zone having a width allowing the passage of one foot of the sail plane once deployed, the envelope covering the housing by continuing to pivot to prevent the plane from folding back.
  • each sail plane is deployed by pivoting about an axis of rotation perpendicular to the pivot axis of the envelope.
  • Each second zone of the opening is then located at one end of the first zone.
  • each sail plane is deployed by radial translation.
  • the second zone of the opening is then located in an intermediate zone between the ends of the first zone.
  • a projectile 100 comprises an envelope 1 surrounding a part of a body 2 of the projectile 100 and adopting a form of revolution centered on the longitudinal axis X of the projectile 100.
  • the envelope 1 is thus formed by a cylindrical case with a thin wall which can pivot on surfaces (not shown) arranged on the body 2.
  • the casing 1 is placed so that its external surface is located in the continuity of the external profile of the projectile 100 so as not to disturb the aerodynamic flow in flight.
  • the projectile 100 comprises housings 4 produced in the body 2 and distributed angularly in an equal manner.
  • Each housing shelters a sail plan 5 and it opens outwards from the projectile body 2.
  • the envelope 1 In this storage position, which corresponds to a position where the planes 5 are contained in the housings 4, the envelope 1 is located opposite the housings 4 and prevents the planes 5 from unfolding.
  • the planes 5 are pushed to unfold under the action of an elastic means, not shown and conventionally known to those skilled in the art, such as a spring.
  • the projectile 100 can be fired, in a cannon for example, since the planes 5 are not exposed outside the projectile 100.
  • the envelope 1 comprises openings 6 in a number equal to that of the housings 4 and of the planes 5 and which are angularly distributed identical to the angular distribution of the housings 4.
  • each opening 6 of the envelope 1 comprises two zones Z1 and Z2 each communicating with one another.
  • a first zone Z1 has a shape substantially corresponding with the shape of the housing 4 at the level where it opens to the outside of the body 2.
  • a second zone Z2 forms a lateral clearance to the first zone Z1, clearance oriented in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the first zone Z1.
  • the width L of the second zone Z2 is much less than the total length of the first zone Z1. This width L corresponds to the diameter of the foot 5a of the airfoil 5 (which is here a control surface which can pivot to pilot the projectile).
  • each first zone Z1 is positioned opposite a housing 4.
  • Each plane 5 is then no longer retained against the action of the spring by the internal wall of the envelope 1. They can then be deploy outside the projectile 100 by rotation about an axis 8 secured to a foot 5a of the plane 5 of the airfoil.
  • the axis of rotation 8 is perpendicular to the longitudinal axis X of the projectile 100.
  • each plane 5 takes place up to a nominal position substantially perpendicular radially to the longitudinal axis X of the projectile 100. It will be noted at figure 1b that the communication of the second zone Z2 and of the first zone Z1 takes place at one end of the first zone Z1 which is opposite the base 5a of plane 5 of the extended wing.
  • the second zone Z2 thus has a width L adapted to the passage of this foot 5a of plane 5.
  • the housings 4 are closed by the envelope 1 which does not disturb the flow of air along the projectile.
  • the entire locking deployment sequence is done with a rotational movement of the envelope in a single angular direction which simplifies the control which requires only one motor means for opening all the housings 4, for releasing all the planes 5 and then for closing all the housings 4.
  • the pivoting of the foot 5a of the airfoil plane 5 is authorized by the envelope 1.
  • the second zone Z2 surrounds the foot 5a of plane 5 with sufficient functional clearance to allow such pivoting.
  • the housings 4 however remain closed by the casing 1 during the pivoting of the plane 5 of the airfoil.
  • FIGS. 5a to 5c show a second embodiment of the invention.
  • the airfoils 5 (which are also control surfaces) are deployed by a radial translation of each plane 5 in its housing 4.
  • the operating sequence is identical to that of the first embodiment.
  • a single rotation of the envelope 1 will open the housings 4, release the planes 5 and then close the housings 4 by locking the planes 5.
  • the second zone Z2 is correctly positioned relative to the foot 5a of the plane 5 so that this second zone Z2 is opposite the foot 5a once the plane 5 is deployed.
  • the second zone Z2 of the opening will thus be located in an intermediate zone between the ends of the first zone Z1.
  • the foot 5a of the plane 5 is located substantially in the middle of the base of the plane 5.
  • the second zone Z2 is then also positioned substantially in the middle of the first zone Z1 by considering the longitudinal direction of the opening 6.

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Abstract

L'invention porte sur un projectile (100) comportant au moins une paire de plans (5) de voilure, déployables depuis des logements (4) situés à l'intérieur du corps (2) et débouchant vers l'extérieur du projectile (100). Le projectile comporte une enveloppe (1) entourant le corps (2) du projectile et dont la surface externe est en continuité de profil avec le corps (2). L'enveloppe (1) peut pivoter autour du corps (2) selon l'axe longitudinal (X) et comporte pour chaque plan (5) une ouverture (6) ayant deux zones (Z1,Z2). Une première zone (Z1) destinée à être positionnée par le pivotement de l'enveloppe (1) en regard d'un logement (4) de manière à laisser passer le plan (5) pour lui permettre de se déployer et une seconde zone (Z2) située en dégagement latéral à la première zone (Z1), dégagement orienté suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale de la première zone Z1, seconde zone (Z2) présentant une largeur (L) permettant le passage d'un pied (5a) du plan (5) déployé. L'enveloppe (1) couvre le logement (4) en poursuivant son pivotement pour empêcher le repli du plan (5).

Description

  • Le domaine technique de l'invention est celui des projectiles comportant des plans de voilure déployables.
  • Il est connu de longue date d'équiper des projectiles avec des plans de voilure pour accroitre leur portée, on parlera alors d'ailettes, ou pour pouvoir les diriger, on parlera alors de gouvernes.
  • De tels plans de voilures lorsqu'ils sont repliés sont disposés dans des logements situés dans le corps du projectile. Un projectile de ce type est décrit dans le brevet FR2952712 .
  • Une fois les plans déployés, il convient d'optimiser l'écoulement de l'air le long du projectile pour ne pas perturber ou dégrader son comportement aérodynamique. Le brevet FR2952712 propose d'équiper le projectile de trappes au niveau de chaque ouverture de logement abritant un plan et débouchant vers l'extérieur et de les faire coulisser dans un premier sens pour permettre le déploiement du plan hors du corps puis de refaire coulisser la trappe en sens inverse pour obturer à nouveau le logement, ce qui pose le problème de nécessiter autant de motorisations qu'il y a de trappes et de devoir les piloter dans différents sens de rotation.
  • On connaît également par le brevet US3853288 un projectile à ailettes déployables comportant une enveloppe pivotante qui entoure le corps et présente autant d'ouvertures qu'il y a d'ailettes. Chaque ailette comporte au niveau de son pivot une surépaisseur qui est définie de telle sorte que, une fois déployée, l'ensemble formé par l'ailette et la surépaisseur de son pivot ferme complètement l'ouverture. Une telle solution est délicate à mettre en œuvre puisque les dimensions, tant de l'ailette et de sa surépaisseur que de l'ouverture, doivent être parfaitement maîtrisées. Par ailleurs la fermeture assurée reste imparfaite puisque l'ailette et son renflement ne peuvent obturer que la largeur de la fente de l'enveloppe et non toute sa longueur. Enfin, cette solution ne peut être mise en œuvre que pour des ailettes de stabilisation qui ne bougent plus après déploiement. Elle est inadaptée aux gouvernes de pilotage qui ont un plan de voilure pivotant par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe du projectile.
  • L'invention propose une solution permettant de simplifier le processus d'ouverture et fermeture des logements des plans de voilure et en particulier des plans de voilure de type gouvernes.
  • La solution proposée par l'invention est indépendante de l'ailette elle-même et elle peut donc être adaptée à des ailettes pivotantes après déploiement, telles que des gouvernes de pilotage.
  • L'invention porte sur un projectile comportant au moins une paire de plans de voilure, déployables depuis des logements situés à l'intérieur du corps et débouchant vers l'extérieur du projectile, projectile comportant une enveloppe de révolution entourant au moins une partie du corps du projectile et dont la surface externe est en continuité de profil avec le corps du projectile, enveloppe apte à pivoter grâce à un moyen moteur autour du corps selon l'axe longitudinal de celui-ci et comportant pour chaque plan une ouverture, projectile caractérisé en ce que l'ouverture comporte deux zones, une première zone destinée à être positionnée par le pivotement de l'enveloppe en regard d'un logement de manière à laisser passer le plan pour lui permettre de se déployer, et une seconde zone formant un dégagement latéral par rapport à la première zone, dégagement orienté suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale de la première zone, seconde zone présentant une largeur permettant le passage d'un pied du plan de voilure une fois déployée, l'enveloppe couvrant le logement en poursuivant son pivotement pour empêcher le repli du plan.
  • Avantageusement, selon un mode de réalisation, chaque plan de voilure se déploie par pivotement autour d'un axe de rotation perpendiculaire à l'axe de pivotement de l'enveloppe.
  • Chaque seconde zone de l'ouverture se situe alors à une extrémité de la première zone.
  • Selon un autre mode de réalisation, chaque plan de voilure se déploie par translation radiale.
  • Pour chaque ouverture la seconde zone de l'ouverture se situe alors dans une zone intermédiaire entre les extrémités de la première zone.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, description faite en regard des dessins en annexe, dessins dans lesquels :
    • Fig. la représente une vue schématique partielle d'une partie de projectile selon un premier mode de réalisation de l'invention lors d'une première phase de déploiement.
    • Fig. 1b représente une vue schématique partielle d'une partie de projectile selon ce premier mode de réalisation lors d'une seconde phase de déploiement.
    • Fig. 1c représente une vue schématique partielle d'une partie de projectile selon ce premier mode de réalisation lors d'une troisième phase de déploiement.
    • Fig. 2 représente une vue en coupe transversale selon le plan P de la figure la d'un projectile selon ce premier mode de réalisation avec les plans en position rentrée.
    • Fig. 3 représente une vue partielle en coupe transversale d'un projectile selon ce premier mode de réalisation avec un plan en position sortie.
    • Fig. 4 représente une vue partielle en coupe transversale d'un projectile selon ce premier mode de réalisation avec un plan en position sortie et verrouillé.
    • Fig. 5a représente une vue schématique partielle d'une partie de projectile selon un second mode de réalisation de l'invention lors d'une première phase de déploiement.
    • Fig. 5b représente une vue schématique partielle d'une partie de projectile selon ce second mode de réalisation lors d'une seconde phase de déploiement.
    • Fig. 5c représente une vue schématique partielle d'une partie de projectile selon ce second mode de réalisation lors d'une troisième phase de déploiement.
  • Selon la figure la un projectile 100 comporte une enveloppe 1 entourant une partie d'un corps 2 du projectile 100 et adoptant une forme de révolution centrée sur l'axe longitudinal X du projectile 100. L'enveloppe 1 est ainsi formée par un étui cylindrique à paroi mince qui peut pivoter sur des portées (non représentées) aménagées sur le corps 2. L'enveloppe 1 est placée de telle sorte que sa surface externe se situe dans la continuité du profil externe du projectile 100 afin de ne pas perturber l'écoulement aérodynamique en vol.
  • Selon la figure 2, le projectile 100 comporte des logements 4 réalisés dans le corps 2 et répartis angulairement de manière égale.
  • Chaque logement abrite un plan de voilure 5 et il débouche vers l'extérieur du corps 2 de projectile.
  • Dans cette position de stockage, qui correspond à une position où les plans 5 sont contenus dans les logements 4, l'enveloppe 1 est située en regard des logements 4 et empêche les plans 5 de se déplier. Les plans 5 sont poussés à se déplier sous l'action d'un moyen élastique non représenté et classiquement connu de l'Homme du Métier tel qu'un ressort.
  • Dans cette position le projectile 100 peut être tiré, dans un canon par exemple, puisque les plans 5 ne sont pas exposés à l'extérieur du projectile 100. Toujours à la figure 2 on note que l'enveloppe 1 comporte des ouvertures 6 en nombre égal à celui des logements 4 et des plans 5 et qui sont réparties angulairement à l'identique de la répartition angulaire des logements 4.
  • Comme visible aux figures 1a à 1c, chaque ouverture 6 de l'enveloppe 1 comporte deux zones Z1 et Z2 communiquant chacune l'une avec l'autre.
  • Une première zone Z1 a une forme sensiblement correspondante avec la forme du logement 4 au niveau où il débouche à l'extérieur du corps 2. Une seconde zone Z2 forme un dégagement latéral à la première zone Z1, dégagement orienté suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale de la première zone Z1. Comme on le voit sur les figures, la largeur L de la seconde zone Z2 est bien inférieure à la longueur totale de la première zone Z1. Cette largeur L correspond au diamètre du pied 5a du plan de voilure 5 (qui est ici une gouverne pouvant pivoter pour piloter le projectile).
  • Selon une seconde phase de fonctionnement du projectile 100 visible aux figure 1b et 3 correspondant au déploiement des plans 5, l'enveloppe 1 a pivoté angulairement jusqu'à ce que, pour chaque ouverture 6, chaque première zone Z1 soit positionnée en regard d'un logement 4. Chaque plan 5 n'est plus alors retenu contre l'action du ressort par la paroi interne de l'enveloppe 1. Ils peuvent alors se déployer à l'extérieur du projectile 100 par rotation autour d'un axe 8 solidaire d'un pied 5a du plan 5 de voilure. L'axe de rotation 8 est perpendiculaire à l'axe longitudinal X du projectile 100.
  • Le déploiement de chaque plan 5 s'opère jusqu'à une position nominale sensiblement perpendiculaire radialement à l'axe longitudinal X du projectile 100. On notera à la figure 1b que la communication de la seconde zone Z2 et de la première zone Z1 se fait au niveau d'une extrémité de la première zone Z1 qui est en regard du pied 5a de plan 5 de voilure déplié. La seconde zone Z2 a ainsi une largeur L adaptée au passage de ce pied 5a de plan 5.
  • Ainsi, selon les figures 1b et 3, lorsque l'enveloppe 1 poursuit son mouvement de pivotement autour de l'axe longitudinal X du projectile 100, le pied 5a de plan 5 se positionne dans la seconde zone Z2.
  • Le pivotement de l'enveloppe 1 se poursuit et au terme du pivotement de l'enveloppe 1, selon les figures 1c et 4, l'enveloppe 1 recouvre le logement 4 et tout repli ultérieur du plan 5 vers son logement 4 se trouve interdit par interférence du plan 5 avec l'enveloppe 1. Le plan 5 est ainsi verrouillé en position sortie.
  • On note qu'avantageusement les logements 4 sont obturés par l'enveloppe 1 ce qui ne perturbe pas l'écoulement de l'air le long du projectile. De plus toute la séquence de déploiement de verrouillage se fait avec un mouvement de rotation de l'enveloppe dans une unique direction angulaire ce qui simplifie la commande qui ne nécessite qu'un seul moyen moteur pour ouvrir tous les logements 4, pour libérer tous les plans 5 et pour refermer ensuite tous les logements 4. Le pivotement du pied 5a du plan 5 de voilure est autorisé par l'enveloppe 1. En effet la seconde zone Z2 entoure le pied 5a du plan 5 avec un jeu fonctionnel suffisant pour autoriser un tel pivotement. Les logements 4 restent cependant obturés par l'enveloppe 1 pendant le pivotement du plan 5 de la voilure.
  • Les figures 5a à 5c montrent un second mode de réalisation de l'invention.
  • Dans ce mode les plans 5 de voilure (qui sont aussi des gouvernes) sont déployés par une translation radiale de chaque plan 5 dans son logement 4.
  • La séquence de fonctionnement est identique à celle du premier mode de réalisation. Une seule rotation de l'enveloppe 1 ouvrira les logements 4, libérera les plans 5 puis refermera les logements 4 en verrouillant les plans 5.
  • L'Homme du Métier veillera seulement à ce que la seconde zone Z2 soit correctement positionnée par rapport au pied 5a du plan 5 afin que cette seconde zone Z2 se trouve en face du pied 5a une fois le plan 5 déployé. La seconde zone Z2 de l'ouverture se situera ainsi dans une zone intermédiaire entre les extrémités de la première zone Z1.
  • A titre d'exemple, on notera que sur les figures 5a à 5c le pied 5a du plan 5 se trouve sensiblement au milieu de la base du plan 5. La seconde zone Z2 est alors elle aussi positionnée sensiblement au milieu de la première zone Z1 en considérant le sens longitudinal de l'ouverture 6.

Claims (5)

  1. Projectile (100) comportant au moins une paire de plans (5) de voilure, déployables depuis des logements (4) situés à l'intérieur du corps (2) et débouchant vers l'extérieur du projectile (100), projectile (100) comportant une enveloppe (1) de révolution entourant au moins une partie du corps (2) du projectile et dont la surface externe est en continuité de profil avec le corps (2) du projectile, enveloppe (1) apte à pivoter grâce à un moyen moteur autour du corps (2) selon l'axe longitudinal (X) de celui-ci et comportant pour chaque plan (5) une ouverture (6), projectile caractérisé en ce que l'ouverture (6) comporte deux zones (Z1,Z2), une première zone (Z1) destinée à être positionnée par le pivotement de l'enveloppe (1) en regard d'un logement (4) de manière à laisser passer le plan (5) pour lui permettre de se déployer, et une seconde zone (Z2) formant un dégagement latéral par rapport à la première zone (Z1), dégagement orienté suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale de la première zone (Z1), seconde zone (Z2) présentant une largeur (L) permettant le passage d'un pied (5a) du plan (5) de voilure une fois déployée, l'enveloppe (1) couvrant le logement (4) en poursuivant son pivotement pour empêcher le repli du plan (5) .
  2. Projectile (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque plan (5) de voilure se déploie par pivotement autour d'un axe de rotation (8) perpendiculaire à l'axe de pivotement (X) de l'enveloppe.
  3. Projectile (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour chaque ouverture (6) la seconde zone (Z2) de l'ouverture (6) se situe à une extrémité de la première zone (Z1).
  4. Projectile (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque plan (5) de voilure se déploie par translation radiale.
  5. Projectile (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour chaque ouverture (6) la seconde zone (Z2) de l'ouverture (6) se situe dans une zone intermédiaire entre les extrémités de la première zone (Z1).
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