FR2566111A1

FR2566111A1 - Dispositif de freinage aerodynamique du mouvement de rotation d'un corps

Info

Publication number: FR2566111A1
Application number: FR8509039A
Authority: FR
Inventors: Ulrich Schleidher
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1985-06-14
Publication date: 1985-12-20
Also published as: DE3422231A1; IT1185014B; SG26189G; IT8522152V0; FR2566111B1; US4674705A; IT8521111A0

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE FREINAGE AERODYNAMIQUE DU MOUVEMENT DE ROTATION W D'UN CORPS DE SOUS-MUNITION, EXPULSE DE SON VECTEUR, DIMENSIONNE POUR AVOIR UNE STUCTURE SIMPLE ET PEU ENCOMBRANTE, TOUT EN ETANT FONCTIONNEL ET A L'ABRI DES PANNES. POUR CELA, IL COMPORTE ENTRE LA PAROI 4 DU CORPS ET DES SURFACES DE FREINAGE PIVOTANTES 2 UNE ARTICULATION 5 SOUMISE A AUCUN MOMENT, CONTRAINTE PRATIQUEMENT EXCLUSIVEMENT EN TRACTION, POUVANT FAIRE PARTIE INTEGRANTE DE LA SURFACE DE FREINAGE 2 RESPECTIVE ELLE-MEME. LA SURFACE DE FREINAGE 2 EST FLEXIBLE PAR ELLE-MEME (EN TOUT CAS DANS LA DIRECTION TANGENTE A LA COURBURE DE LA PAROI 4 DU CORPS) ET ELLE PEUT, EN OUTRE, COMPORTER UNE MASSE CENTRIFUGE 7, A L'OPPOSE DE SON ARTICULATION 5 A LA PAROI.

Description

Dispositif de freinage aérodynamique du mouvement de rota-

tion d'un corps.

La présente invention concerne un dispositif de freinage aérodynamique du mouvement de rotation d'un corps, notamment d'un corps de sous-munition expulsé de son vec-

teur, au moyen de surfaces de freinage articulées à sa pa-

roi de façon à pouvoir pivoter.

Un corps de sous-munition de ce type est décrit dans l'introduction de la DE-OS 27 57 141. Il en ressort que la réalisation pratique de surfaces de freinage pouvant être

écartées radialement se heurte à des obstacles de réalisa-

tion capitaux, notamment dans le cas o la paroi du corps cylindrique contient une charge active, et pour l'utiliser efficacement contre une cible à combattre, il n'y est pas indiqué de mesures de construction, comme il en faudrait pour retenir des volets de freinage rigides, en produisant des moments de frottement pour dégrader l'énergie cinétique lors du déploiment de telles surfaces de freinage. D'autre part, les mesures pour le freinage du mouvement de rotation

du projectile proposées dans cette publication afin de con-

tourner ces difficultés, présentent des inconvénients en ce

qui concerne le coat de fabrication et de montage et le pas-

sage en position active des surfaces de freinage qui y sont

proposées ne s'avère pas suffisamment à l'abri des pannes.

Compte tenu de ces données, l'invention a pour objet

une installation de ce genre, se caractérisant par une struc-

ture simple et en même temps peu encombrante, tout en étant

très fonctionnelle et à l'abri des pannes.

Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, on prévoit des surfaces de freinage flexibles par elles-mêmes, qui constituent des masses centrifuges vis-à-vis de leur articulation. On peut réaliser simplement une telle surface de freinage flexible sous la forme d'une plaque métallique ou d'une étoffe flexible en toute direction, que l'on puisse enrouler autour de la paroi du corps en contact étroit avec elle et, par suite, avec un faible surépaississement; d'autre part, cependant, sa masse (et éventuellement une masse centrifuge supplémentaire placée à son extrémité) lui permet de se déplier avec certitude et rapidement, lorsque le blocage dans cet état d'abord enroulé est supprimé, par exemple parce que le corps a été chassé de sa position d'insertion dans un vecteur. En augmentant un peut le coût

de la construction, on peut éviter des phénomènes de flot-

tement éventuels des surfaces de freinage, en les munissant de masses d'inertie en forme de barres ou en ne les rendant flexibles qu'en direction périphérique, mais en les rendant rigides à la flexion perpendiculairement à cette direction (donc dans la direction de l'axe du corps). On trouve cette

configuration, par exemple, sous la forme de coques cylin-

driques creuses en matière élastique, par exemple en tôle élastique. Dans ce cas, il peut convenir que l'extrémité

libre de chaque surface de freinage subisse une précontrain-

te dans le sens de l'ouverture, l'écartant du bombement de la paroi; cela favorise le déclenchement du mouvement de déploiment après la libération des surfaces de freinage,

qui est alors parachevé par l'application de la force cen-

trifuge. Du fait que, comme on peut le voir (cf plus bas), la position angulaire déployée de chaque surface de freinage et tendue sous l'action de la force centrifuge, par rapport à

son articulation à la paroi du corps, correspond à l'équili-

bre des moments en ce qui concerne l'application de la force de freinage aérodynamique, l'articulation à la paroi n'a pas

à absorber de moments d'appui, elle ne subit qu'une contrain-

te de traction. Cela supprime toutes mesures d'un colt de

construction élevé et exposées aux pannes, pour la conforma-

tion d'articulations dimensionnées pour absorber des moments de freinage ou d'appui. Bien plus, pour le raccordement de la surface de freinage à la paroi du corps, il suffit de réaliser l'articulation au moyen d'une simple charnière de pivotement ou même d'une pièce intercalaire flexible pouvant être formée d'un seul tenant avec la matière de la surface de freinage elle-même (par exemple, sous la forme d'un

morceau de tissu renforcé) ou encore être intercalée sépa-

rément, par exemple sous la forme d'une bande de cuir fle-

xible. Même l'articulation de la surface de freinage à la paroi du corps ne prend guère d'épaisseur, de sorte qu'en dehors de la place nécessaire pour le corps lui-même, il suffit d'une place supplémentaire minimale dans le vecteur

pour loger les surfaces de freinage dans leur état rétracté.

Il n'y a plus du tout besoin d'une place supplémentaire éventuelle pour loger des éléments d'amortissement et de

retenue, pour absorber le mouvement de pivotement des sur-

faces de freinage et les retenir en position d'ouverture, après la libération en raison de l'expulsion en dehors du vecteur, parce que de telles mesures deviennent à présent entièrement inutiles, en raison du fait que l'articulation

de la surface de freinage au corps subit simplement une con-

trainte de traction et de l'orientation stable que prend la

surface de freinage sous l'effet de l'équilibre des moments.

D'autres variantes, perfectionnements, caractéristi-

ques et avantages de l'invention ressortiront de la descrip-

tion qui va suivre d'un exemple de réalisation représenté sur le dessin annexé, de façon très schématique et limité à l'essentiel. Sur le dessin annexé: La Fig. 1 est une vue de face d'un corps cylindrique à surfaces de freinage encore en contact avec sa paroi le long de celle-ci; La Fig. 2 représente le corps de la Fig. 1, avec des surfaces de freinage qui ont pivoté et sont bombées sous l'effet de la force aérodynamique engendrée par l'écoulement

à leur contact.

Le corps 1, représenté schématiquement de face sur la Fig. 1, est, de préférence, un corps de sous-munition, qui doit, par exemple, être expulsé d'un vecteur (dont on n'a pas tenu compte sur le dessin) tiré avec stabilisation, par rotation au-dessus d'une zone de cible. L'emballage dans

lequel le corps 1 est placé avant d'être expulsé de son vec-

teur, implique que des surfaces de freinage flexibles 2, articulées parallèlement et symétriquement par rapport à l'axe 3 à la paroi extérieure cylindrique 4, sont d'abord en contact avec cette paroi 4 à plat. Les extrémités libres 6 de la surface de freinage 2 opposées à l'articulation 5 (on n'en a représenté ici que deux, pour des raisons de clarté, mais il peut y en avoir aussi davantage décalées périphériquement et disposées symétriquement par rapport à l'axe 3) sont ici pourvues, en plus, de masses centrifuges 7. Elles peuvent être, par exemple, en forme de barreaux, donc dirigées parallèlement à l'axe 3 et être insérées dans des boucles tubulaires 8 aux extrémités 6 de la surface de freinage, donc être fixées. Il peut aussi cependant s'agir de masses individuelles séparées 7 décalées entre elles le

long du bord de l'extrémité libre 6 de la surface de frei-

nage, si la distribution des masses dans la surface de frei-

nage 3 (avec un barycentre suffisamment éloigné de l'articu-

lation 5) n'engendre pas à elle seule une force centrifuge suffisante. Lorsque la zone de l'articulation 5 prend peu

d'épaisseur supplémentaire au-dessus de la paroi 4, par rap-

port à l'épaisseur des surfaces de freinage flexibles 2, la

longueur périphérique des surfaces de freinage 2 est calcu-

lée de façon appropriée, comme on l'a indiqué sur la Fig. 1, de façon que des masses supplémentaires 7 prenant plus d'épaisseur supplémentaire aux extrémités 6 de la surface de

freinage ne se placent pas non plus juste sur une articula-

tion 5, mais avant ou apres (dans la direction périphérique).

L'articulation 5 elle-même peut être réalisée sous la forme

d'une articulation à charnière tournante; il suffit cepen-

dant, comme on l'a représenté, de réaliser l'accouplement des surfaces de freinage 2 au moyen de pièces intercalaires flexibles 9, par exemple sous la forme d'une bande de cuir fixée d'une part (par exemple par rivetage ou collage) à la paroi 4 et, de l'autre, le long du bord contigu 10 de la surface de freinage 2 correspondante. Lorsque-les surfaces de freinage flexibles 2 sont en tissu (par exemple en tissu métallique, en tissu textile ou en tissu plastique), elles

peuvent aussi, dans la zone de leur bord 10, constituer di-

rectement la pièce intercalaire flexible 9, par exemple au

moyen d'une bande de tissu épaissie dans la zone du rac-

cordement à la paroi 4.

Cependant, les surfaces de freinage flexibles 2 ne doivent pas obligatoirement être réalisées sous la forme de surfaces de tissu flexibles dans toute direction (comme,

par exemple, une toile à voile); il peut aussi être avan-

tageux (on y reviendra plus loin) d'utiliser des surfaces de freinage flexibles 2 qui soient élastiquement flexibles dans la direction tangente à la courbure de la paroi 4,

mais soient relativement rigides à la flexion perpendicu-

lairement à cette direction, donc soient, par exemple, réa-

lisées sous la forme de coques cylindriques creuses en tôle élastique. Dans ce cas également, il convient de munir l'extrémité libre 6 d'une masse centrifuge 7 et de donner

à la zone de transition qui la précède, comme on l'a indi-

qué en traits mixtes sur la Fig. 1, une précontrainte diri-

gée dans une direction d'éloignement de la paroi 4, de sorte que les surfaces de freinage 2 sortent dans cette direction, en s'écartant rapidement de la paroi 4, dans la zone de leur extrémité 6, dès qu'elles sont dégagées de leur position d'emballage forcée (prise sur la Fig. 1) en

sortant de leur vecteur.

Après l'expulsion du vecteur, il faut réduire le plus rapidement possible un mouvement de rotation w du corps 1 à une valeur résiduelle, pour qu'il pénètre dans la zone de la cible, sensiblement dans la direction de son axe 3, avec un mouvement aérodynamiquement stable, mais très peu de rotation. Les surfaces de freinage flexibles 2 assurent

ce freinage aérodynamique du mouvement de rotation initial w.

Chaque surface de freinage flexible 2 se déplace latéralement, du fait que (après la suppression du blocage

dans le vecteur), la force centrifuge Fz agissant essentiel-

lement sur sa masse 7 a pour effet de déployer radialement la surface de freinage 2, comme indiqué sur la Fig. 2 par

l'orientation en tirets. Ce déploiment radial n'est cepen-

dant pas obtenu, lorsqu'une force de freinage aérodynamique Fa, dirigée tangentiellement dans un sens opposé au sens du

mouvement de rotation w, agit, comme on l'a indiqué symbo-

liquement sur la Fig. 2 sous la forme d'une intégrale de

force prise sur la surface d'application au centre de gra-

vité effectif 11 de la surface de freinage. L'application de cette force de freinage Fa entraîne le bombement (repré-

senté avec exagération sur la Fig. 2) de la surface de frei-

nage 2 et un pivotement efficace de la corde sous-tendant ce ce bombement (par rapport au rayon représenté en tirets)

d'un petit angle de pivotement s dans la direction d'appli-

cation de la force de freinage Fa. Cet angle de pivotement

s est cependant négligeable (d'un ordre de grandeur infé-

rieur à 10 ), même lorsqu'un dimensionnement correspondant d'une masse 7 (et, d'autre part, de l'aire sur laquelle la force de freinage Fa s'applique à la surface de freinage 2), garantit que la force centrifuge Fz contraignant la surface de freinage 2, est grande par rapport à la force de freinage Fa. L'équilibre des moments, indiqué à côté de la Fig. 2,

s'applique autour de l'articulation 5 de la surface de frei-

nage. Du fait que le mouvement de rotation w intervient avec la même puissance (le même exposant) tant dans l'expression de la force centrifuge Fz que dans celle de la force de freinage Fa, la forme géométrique et la position angulaire

de la surface de freinage 2 une fois obtenues avec la réali-

sation de l'équilibre des moments demeurent grace à l'atté-

nuation du mouvement de rotation w qui a lieu de façon sou-

haitable. De plus, ce système est cinétiquement stable dans la mesure o, par exemple, une augmentation de la force de freinage Fa due à des données relatives à la circulation de l'air, entraîne un plus fort bombement de la surface de freinage 2, donc un rapprochement de l'extrémité 6 de la surface de freinage de l'articulation 5 et, par suite, une

diminution de la surface d'application aérodynamique effi-

cace, donc de nouveau une réduction de la force de freinage Fa qui a augmenté précédemment. Lorsque, d'autre part, un courant d'air environnant s'oppose à la force de freinage Fa appliquée, dirigée selon le mouvement de rotation w, le bombement de la surface de freinage 2 diminue. L'extrémité 6 (chargée ici, en plus, de la masse 7), se déplace donc

vers l'extérieur, et la surface d'application efficace des-

tinée à réduire la rotation du corps 1 augmente, avec pour conséquence une force de freinage efficace Fa de nouveau accrue et un effet de freinage croissant en raison de l'ef-

fet de pirouette qui est encore renforcé par une masse sup-

plémentaire 7 se déplaçant vers l'extérieur.

Dans le cas de dimensions et d'influences environ-

nantes particulièrement défavorables, il ne peut être com-

plêtement exclu que les surfaces de freinage 2 soient éffleurées par des courants d'air environnants dirigés dans la direction de l'axe 3 ou faisant un petit angle avec cet axe 3, ce qui peut entraîner pour de faibles masses des surfaces 2, donc de faibles forces centrifuges, dans le cas d'une surface de freinage 2 flexible en toute direction, des phénomènes de flottement et, par suite, une instabilité de mouvement du corps 1 et des pertes aérodynamiques. En

cas de besoin, on peut combattre simplement de tels mouve-

ments en réalisant les surfaces de freinage 2 non dans de l'étoffe, par exemple, mais avec une rigidité en flexion dans la direction de l'axe 3 (donc par exemple, comme on l'a

déjà indiqué précédemment, sous la forme de coques cylindri-

ques en tôle élastique). Le fléchissement de chaque surface

de freinage 2 sous l'influence de la force de freinage aéro-

dynamique Fa souhaité est alors, en outre, possible, mais des courants d'effleurement transversaux (par exemple dans la direction de l'axe 3) n'entraînent pas de gauchissements de la surface de freinage 2 par rapport à la direction de l'articulation 5 parallèle à l'axe, et les phénomènes de

flottement sont donc supprimés à coup sûr.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de freinage aérodynamique du mouvement de rotation (w) d'un corps (1), notamment d'un corps de sous-munition expulsé de son vecteur, au moyen de surfaces de freinage (2) articulées à sa paroi (4) de façon à pouvoir pivoter, caractérisé en ce qu'elle comporte des surfaces de freinage (2) flexibles par elles-mêmes, qui constituent des

masses centrifuges vis-à-vis de leur articulation (5).

2. Installation selon la revendication 1, caractéri-

sée en ce qu'elle comporte des surfaces de freinage flexi-

bles (2) fixées à la paroi (4) parallèlement à l'axe du mou-

vement de rotation (w), n'absorbant par elles-mêmes dans

aucune direction de moments de flexion notables.

3. Installation selon la revendication 1, caractéri-

sée en ce qu'elle comporte des surfaces de freinage flexibles (2) fixées à la paroi (4) parallèlement à l'axe du mouvement de rotation (w), absorbant par elles-mêmes des moments de

flexion perpendiculaires à l'axe de rotation (3).

4. Installation selon la revendication 3, caractéri-

sée en ce que chaque surface de freinage est réalisée sous la forme d'une coque cylindrique creuse dans une matière élastiquement flexible dans la direction du bombement de la paroi (4), et subit dans la zone de l'extrémité libre (6)

une précontrainte élastique dirigée en sens opposé à la di-

rection tangente à la courbure de la paroi (4).

5. Installation selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisée en ce que l'articulation (5)

est insérée sous la forme d'une pièce intercalaire élasti-

quement flexible (9) entre la paroi (4) du corps et le bord

contigu (10) de la surface de freinage.

6. Installation selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 4, caractérisée en ce que l'articulation (5) est réalisée sous la forme d'une zone marginale épaissie d'une

surface de freinage flexible (2) constituée par du tissu.

7. Installation selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisée en ce que les surfaces de

freinage (2) comportent des masses centrifuges (7) supplé-

mentaires à leurs extrémités libres (6).

8. Installation selon la revendication 7, caractéri-

sée en ce que les masses (7) sont en forme de barres et sont

disposées aux extrémités (6) des surfaces de freinage, paral-

lèlement à la paroi (4) du corps. -