FR2712970A1 - Dispositif d'éjection, par un gaz sous pression, d'un objet par rapport à une structure. - Google Patents

Abstract

- L'invention concerne un dispositif pour éjecter, par un gaz sous pression, un objet par rapport à une structure, comportant: . un ensemble coulissant (2) à cylindre et piston, auxquels sont respectivement associés ladite structure et ledit objet et qui définissent entre eux une première chambre 7; . un générateur de gaz sous pression (5) relié audit ensemble et susceptible d'éjecter ledit gaz sous pression dans ladite première chambre pour entraîner le coulissement dudit piston (4) d'une position rentrée vers une position sortie; et . un mécanisme de retenue libérable (6), lié audit ensemble et permettant de maintenir ledit objet sur ledit piston lorsqu'il est en position rentrée, et de libérer ledit objet du piston lorsqu'il coulisse vers sa position sortie sous l'action du gaz sous pression. - Avantageusement, il est prévu, entre ledit générateur de gaz sous pression (5) et le piston (4) dudit ensemble, une seconde chambre (8) de volume interne réglable par l'intermédiaire de moyens de commande (9).

Description

La présente invention concerne un dispositif d'éjection, au moyen d'un jet de gaz sous pression, d'un objet par rapport à une structure.

Dans une application préférée de l'invention, les objets destinés à être éjectés de ladite structure par le dispos il tif sont plus particulièrement, quoique non exclusivement, des microsatellites qui peuvent être porteurs par exemple d'équipements ou d'appareils scientifiques et qui sont alors lancés à partir de satellites, selon une trajectoire prédéterminée pour atteindre une orbite souhaitée ou un objectif précis en suivant une phase balistique. Bien évidemment, le dispositif selon l'invention peut être également utilisé dans d'autres applications dans lesquelles un objet scientifique, militaire ou autre, doit être éjecté selon une trajectoire depuis une structure qui peut être celle d'un aéronef, d'un navire, d'un sous-marin, d'un véhicule ou d'une station terrestre, vers un emplacement ou une cible donné.

Des dispositifs de ce type sont déjà connus, par exemple, par le document EP-A-O 454 545 de la demanderesse. Le dispositif de séparation et d'éjection d'objet enseigné dans ce document a pour but d'imprimer à l'objet, initialement fixe par rapport à la structure, une vitesse longitudinale et, dans ce cas, une vitesse de rotation ou de roulis autour de son axe, pour permettre la mise en phase balistique dudit objet selon la trajectoire prédéterminée. Pour cela, le dispositif comporte un ensemble à deux éléments coulissants du type à cylindre et piston dont le cylindre est solidaire de la structure, tandis que le piston porte l'objet à éjecter. Entre le piston et le cylindre de l'ensemble, est définie une chambre interne dans laquelle un gaz sous pression, issu d'un générateur approprié lié audit ensemble, peut entrer pour entraîner le coulissement du piston d'une position rentrée vers une position sortie selon la vitesse longitudinale. Des moyens de mise en rotation de l'objet sont en outre prévus dans ledit ensemble et ils sont constitués par une liaison doigt-rampe inclinée, entre le cylindre et le piston pour imposer la vitesse de rotation à l'objet par l'intermédiaire du piston alors mis en rotation, de façon angulairement limitée, durant son coulissement. Un mécanisme de retenue libérable du type à liaison frangible maintient l'objet sur le piston coulissant, lorsqu'il est en position rentrée.

Lorsque le générateur est actionné, le gaz sous pression entre dans la chambre interne de l'ensemble et, sous l'action de la pression exercee, le mécanisme à liaison frangible est rompu, désolidarisant l'objet du piston, et ce dernier se déplace de sa position rentrée vers sa position sortie jusqu'à une butée de fin de course. Simultanément à sa course de déplacement, il est mis en rotation par la liaison doigt-rampe. Ainsi, l'objet se désengage du dispositif avec une vitesse longitudinale et une vitesse de rotation, selon une trajectoire prédéterminée pour se placer ensuite en phase balistique dans cette application spécifique du dispositif.

Ces dispositifs d'éjection connus de l'art antérieur donnent des résultats satisfaisants, tant du point de vue structurel que fonctionnel, mais ils présentent néanmoins l'inconvénient de n'avoir qu'une unique trajectoire possible prédéterminée. En effet, à un générateur de gaz sous pression donné et à une course de déplacement connue dudit ensemble, correspond une accélération précise du piston entraînant, par suite, les vitesses longitudinale et rotative de l'objet et, par conséquent, une trajectoire unique préétablie.

Ainsi, on ne peut agir sur la trajectoire- de l'objet afin de la modifier si cela s'avère nécessaire pour une quelconque raison, avant son lancement.

La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient et concerne un dispositif d'éjection d'un objet, dont la conception offre notamment la possibilité de choisir la trajectoire la mieux adaptée.

A cet effet, le dispositif pour éjecter, par un gaz sous pression, un objet par rapport à une structure, du type comportant - un ensemble coulissant à cylindre et piston, auxquels sont
susceptibles d'être respectivement associés ladite struc
ture et ledit objet et qui définissent entre eux une
première chambre - un générateur de gaz sous pression relié audit ensemble et
susceptible d'éjecter, lorsqu'il est actionné, ledit gaz
sous pression dans ladite première chambre pour entraîner
le coulissement dudit piston d'une position rentrée vers
une position sortie ; et - un mécanisme de retenue libérable, lié audit ensemble et
permettant de maintenir ledit objet sur ledit piston
lorsqu'il est en position rentrée, et de libérer ledit
objet du piston lorsqu'il coulisse vers sa position sortie
sous l'action du gaz sous pression issu dudit générateur est remarquable, selon l'invention, en ce qu'il est prévu, entre ledit générateur de gaz sous pression et le piston dudit ensemble, au moins une seconde chambre de volume interne réglable par l'intermédiaire de moyens de commande, susceptible d'être traversée par le gaz sous pression qui agit sur ledit piston.

Ainsi, grâce à l'invention, la vitesse d'éjection de l'objet, qui conduit à sa trajectoire et qui est donnée par celle du piston, peut être variable et réglable au dernier moment, par le réglage du volume interne de la seconde chambre. En effet, le jet de gaz, sortant du générateur et traversant la seconde chambre, se détendra plus ou moins selon que le volume de celle-ci est important ou faible, et imprimera par la suite au piston, en arrivant dans la première chambre de l'ensemble, une accélération puis une vitesse de coulissement prédéterminées, fonction du volume traversé de la seconde chambre, qui se traduira par l'éjection de l'objet selon une vitesse longitudinale connue. Par conséquent, en fonction des positions respectives de l'objectif à atteindre et de la structure (satellite, aéronef ou autre) portant le dispositif, on pourra choisir la vitesse d'éjection de l'objet la mieux appropriée, en réglant le volume de la seconde chambre.

Par exemple, ladite seconde chambre à volume réglable est constituée, au moins partiellement, par ladite première chambre dudit ensemble, prévue entre le fond dudit cylindre et ledit piston. Ainsi, les chambres ont un même volume global, à l'intérieur duquel la pression est identique.

Avantageusement, ledit générateur de gaz sous pression est monté coulissant, de façon étanche, autour dudit cylindre, par l'intermédiaire desdits moyens de commande, pour définir, entre le générateur et le cylindre, ladite seconde chambre à volume réglable qui communique directement avec ladite première chambre dudit ensemble par au moins un passage ménagé dans ledit cylindre. Ainsi, un simple réglage de la position du générateur le long du cylindre, par les moyens de commande, détermine le volume réglable des chambres. Plus particulièrement, ledit générateur de gaz sous pression comprend un corps dont une première partie est montée coulissante et de façon étanche le long dudit cylindre, et dont une seconde partie, prolongeant la première, renferme une source de puissance susceptible de délivrer ledit gaz sous pression en direction de ladite seconde chambre par un conduit ménagé dans ledit corps.

Dans un mode spécifique de réalisation, lesdits moyens de commande comprennent un organe moteur, lié audit cylindre solidaire de ladite structure, et un manchon creux, monté intérieurement par vissage autour dudit cylindre et coopérant avec ledit générateur par des butées, de façon que, lorsque ledit manchon est animé d'un mouvement hélicoïdal sous l'action dudit organe moteur, il entraîne par l'une ou l'autre de ses butées le coulissement dudit générateur par rapport audit cylindre. On remarque alors la simplicité de réalisation des moyens de commande pour contribuer à la variation du volume de la seconde chambre.

De plus, ledit corps du générateur présente une rainure qui est ménagée dans sa première partie entourant ledit cylindre, et dans laquelle est engagé un pion fixé audit cylindre, de façon à guider axialement le déplacement dudit générateur le long dudit ensemble.

Selon un autre exemple de réalisation, ladite seconde chambre à volume réglable peut être formée par une chambre intermédiaire entre ledit générateur et la première chambre dudit ensemble, ladite seconde chambre communiquant avec ladite première chambre au travers d'un orifice de calibrage. Le dispositif est alors à trois chambres, une chambre haute pression du générateur, la chambre intermédiaire et la première chambre, alors que, dans la réalisation précédente, le dispositif est à deux chambres, la chambre haute pression du générateur et les première et seconde chambres formant un volume commun.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend des moyens commandables pour régler la course dudit piston coulissant par rapport audit cylindre solidaire de ladite structure. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet d'agir non seulement sur le volume variable de détente du jet de gaz, mais également sur la course du piston, pour obtenir alors la trajectoire la plus précise possible parmi une pluralité de réglages possibles.

On comprend qu'à un volume interne minimal de la seconde chambre et à une course maximale du piston, correspondra une vitesse d'éjection maximale de l'objet, et qu'à un volume interne maximal et à une course minimale du piston, correspondra une vitesse d'éjection minimale de l'objet.

Avantageusement, lesdits moyens de réglage de la course dudit piston correspondent auxdits moyens de commande susceptibles de régler le volume de ladite seconde chambre, et le manchon creux desdits moyens présente alors, extérieurement, un filetage sur lequel est monté un écrou fixe en rotation par rapport audit manchon, de façon que, lorsque ledit manchon est entraîné hélicoïdalement par ledit organe moteur, ledit écrou se déplace axialement le long dudit ensemble pour déterminer la course dudit piston et définir la position sortie de celui-ci.

Ainsi, un même moteur commande, par l'intermédiaire du même manchon, à la fois les réglages de la course du piston et du volume de la chambre, contribuant ainsi à une réalisation technique, fiable et simple.

Par exemple, ledit piston est muni d'une butée de fin de course qui vient s'appliquer contre ledit écrou des moyens de réglage lorsque ledit générateur de gaz sous pression est actionné, ladite butée étant reliée audit piston par une pluralité de pattes latérales s'étendant autour et le long dudit ensemble, et ledit écrou des moyens de réglage présente des ailettes radiales s'engageant entre les pattes latérales pour être immobilisé en rotation.

De préférence, le pas de la liaison par vissage manchoncylindre et le pas de la liaison par vissage manchon-écrou sont différents.

Selon un exemple particulier de réalisation, ledit mécanisme de retenue libérable se compose de - une tige traversant coaxialement le piston dudit ensemble
et liée, à l'une de ses extrémités, au fond dudit cylin
dre - un écrou axialement fendu, comportant au moins deux
parties et coopérant, en position rentrée dudit piston,
avec l'autre extrémité de ladite tige pour s'appliquer
contre ledit objet reposant lui-même sur ledit piston ; et - un tube creux déplaçable par l'action dudit générateur,
qui entoure ladite tige et dont une première extrémité
maintient en place lesdites parties de l'écrou fendu, en
position rentrée dudit piston, tandis que sa seconde
extrémité est agencée dans ladite première chambre dudit
ensemble et présente une gorge périphérique externe
communiquant avec ladite seconde chambre. Ainsi, le
coulissement du tube, par l'action du gaz sous pression,
libère l'écrou de la tige et, donc, permet le coulissement
du piston et la séparation de l'objet dudit piston.

Dans les applications préférentielles précitées, le dispositif comprend, de plus, des moyens pour mettre en rotation ledit objet, lors du coulissement dudit piston. Ces moyens sont constitués par une liaison à doigt et à rampe inclinée prévus respectivement sur les cylindre et piston dudit ensemble, ladite rampe inclinée présentant, de préférence, un profil à pas variable. Grâce à cela, l'objet acquiert, lors de son éjection, une vitesse de rotation constante contribuant à garantir une trajectoire exacte, quelle que soit la vitesse d'éjection choisie.

A titre d'exemple, ledit générateur de gaz sous pression est muni d'une source de puissance pyrotechnique.

Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.

La figure 1 est une vue schématique d'un premier exemple de réalisation du dispositif d'éjection selon l'invention.

La figure 2 représente une coupe axiale détaillée dudit dispositif montré sur la figure 1, dans une première position initiale de fonctionnement, pour laquelle l'objet à éjecter est verrouillé.

La figure 2A représente une coupe axiale du dispositif analogue à celle de la figure 2, dans une seconde position initiale de fonctionnement.

La figure 3 est une coupe transversale du dispositif selon la ligne III-III de la figure 2.

La figure 4 représente, en coupe axiale, le dispositif dans sa position finale de fonctionnement, pour laquelle le générateur de gaz sous pression est actionné, entraînant le déverrouillage et l'éjection dudit objet par rapport au dispositif, selon la trajectoire établie.

La figure 5 représente un agrandissement du détail D de la figure 4, montrant notamment le déverrouillage de l'objet par rapport au piston du dispositif.

La figure 6 est une vue schématique d'un second exemple de réalisation du dispositif d'éjection.

Le dispositif d'éjection 1 conforme à l'invention est destiné à assurer le lancement, par un gaz sous pression, d'un objet A tel que préalablement défini, à partir d'une structure S qui peut être celle d'un satellite ou d'un aéronef. Des traits mixtes représentent symboliquement l'objet et la structure sur les figures.

Comme le montre schématiquement la figure 1, le dispositif d'éjection 1 comprend un ensemble coulissant 2 à cylindre 3 et piston 4, un générateur de gaz sous pression 5 et un mécanisme de retenue libérable 6. L'ensemble coulissant 2 est analogue à un vérin et son cylindre 3 est lié à la structure S, tandis que le piston 4 porte l'objet A par l'intermédiaire du mécanisme de retenue 6. Une première chambre interne 7 est formée entre le fond 3A du cylindre 3 et le piston 4. Le générateur de gaz 5 est relié à l'ensemble 2, plus particulièrement au cylindre 3, et il est susceptible d'éjecter, lorsqu'il est commandé, le gaz sous pression dans la première chambre de l'ensemble pour entra- ner le coulissement du piston 4 d'une position rentrée vers une position sortie. Le mécanisme de retenue libérable 6 maintient en place l'objet A sur le piston, lorsqu'il est en position rentrée et que le générateur est inactif, et libère l'objet dudit piston lorsqu'il coulisse vers sa position sortie sous l'action du gaz sous pression issu du générateur 5 alors actif.

Le générateur de gaz sous pression 5 comprend une source de puissance 5A qui est agencée dans une chambre haute pression 5B à volume fixe, pour communiquer avec la première chambre 7 de l'ensemble par un orifice calibré 5C formant un col.

Selon l'invention, le dispositif 1 comprend une seconde chambre de volume interne réglable 8 prévue entre le générateur 5 et le piston 4, et susceptible d'être traversée par le gaz sous pression. Dans ce premier exemple de réalisation, la seconde chambre 8 est constituée, sur la figure 1, par la première chambre 7 de l'ensemble. En réglant ainsi le volume commun de ces chambres, on modifie les caractéristiques physiques du gaz sous pression, issu de la source et entrant dans ce volume commun, et donc la pression qu'il est susceptible d'exercer sur le piston pour lui imprimer son accélération puis sa vitesse de coulissement. En effet, à un volume commun minimal des chambres 7 et 8, correspond une vitesse de coulissement élevée du piston, et à un volume commun maximal des chambres, correspond alors une vitesse de coulissement faible du piston, puisque le gaz issu de la chambre haute pression du générateur se détend beaucoup plus dans un grand volume que dans un petit volume.

En conséquence, la vitesse d'éjection de l'objet transmise par le piston coulissant et déterminant sa trajectoire peut être choisie en dernier lieu afin de garantir la réussite de sa mission, en réglant pour cela le volume commun aux chambres 7 et 8, par l'intermédiaire de moyens de commande 9 qui seront décrits en regard de la figure 2.

Par ailleurs, le dispositif l comprend également selon l'invention une course de déplacement dudit piston, réglable par l'intermédiaire de moyens de réglage 10 symbolisés par une double flèche C sur la figure 1. Ainsi, en agissant à la fois sur les réglages du volume de la chambre 8 et sur la course du piston de sa position rentrée vers sa position sortie, on parvient à déterminer la trajectoire la mieux appropriée pour l'objet en vue de l'objectif à atteindre.

Une course du piston maximale et un volume interne minimal impliquent une énergie délivrée par le gaz sous pression, maximale et, donc, une vitesse d'éjection élevée dudit objet, tandis qu'une course du piston minimale et un volume interne maximal impliquent une énergie délivrée minimale et, donc, une vitesse d'éjection faible dudit objet.

Une réalisation concrète d'un dispositif d'éjection 1 conforme à celui représenté schématiquement sur la figure 1 est maintenant décrite en référence aux figures 2 et 3.

L'ensemble coulissant ou vérin 2 du dispositif éjecteur 1 présente une forme cylindrique d'axe longitudinal X-X.

L'extrémité ouverte 3B du cylindre, opposée à celle terminée par le fond 3A, est rapportée, par des pattes radiales 3C, sur la structure S montrée en traits mixtes, au moyen d'organes de fixation non représentés. A l'intérieur du cylindre 3, est logé, de façon étanche et coulissante, le piston 4 qui est pourvu d'un passage axial 4A suivant l'axe
X-X, sur toute sa longueur. Le piston 4 émerge du cylindre 3 par l'une de ses extrémités, élargie et externe 4B, qui s'applique, dans la position initiale occupée par le dispositif d'éjection 1, contre l'extrémité ouverte 3B du cylindre, et qui reçoit la base Al de l'objet A à éjecter, comme on le verra ultérieurement. L'extrémité opposée 4C du piston, alors interne, se termine par une face transversale 4D, qui délimite, avec le fond 3A du cylindre 3, la première chambre 7. Celle-ci communique avec le générateur de gaz sous pression 5 et, selon l'invention, entre la face transversale 4D du piston 4 et le générateur 5, il est prévu la seconde chambre 8 constituée en partie par la première chambre 7, de façon que celles-ci forment en définitive un volume commun où les caractéristiques physiques (pression, température) sont identiques. Ce volume commun aux première et seconde chambres est réglable par les moyens de commande 9. Pour cela, le générateur de gaz sous pression 5 présente un corps 5D, dont une première partie 5E est, dans cet exemple de réalisation, cylindrique et montée de façon coulissante et étanche le long de la partie inférieure 3D du cylindre selon la figure 2, pour constituer entre les parties 5E et 3D, respectivement du corps du générateur 5 et du cylindre de l'ensemble 2, la seconde chambre 8 qui est en communication directe avec la première chambre 7 par des passages radiaux 3E ménagés dans la paroi latérale 3F du cylindre. On comprend donc que le coulissement du corps 5D du générateur par rapport au cylindre fixe 3, par l'intermédiaire des moyens de commande 9, permet de varier le volume commun aux chambres 7 et 8.

De plus, la première partie cylindrique 5E du corps du générateur se prolonge par une seconde partie 5F qui renferme la source de puissance 5A. Celle-ci est, par exemple, pyrotechnique, constituée par un bloc de poudre qui est logé dans la chambre haute pression 5B et qui est susceptible d'être initié par un inflammateur 5G. En sortie de la chambre 5B, il est prévu le col de calibrage 5C du débit de gaz éjecté, et un opercule 5H qui communique dans un conduit 51 ménage dans le corps et débouchant dans la seconde chambre.

Par ailleurs, comme préalablement mentionné, la course du piston 4 entre sa position rentrée, correspondant à la position initiale du dispositif d'éjection, et sa position sortie, correspondant à la position finale dudit dispositif 1, est réglable par les moyens de réglage 10 pour conférer à l'objet A, avec le réglage du volume commun aux chambres, une multitude de trajectoires possibles. Avantageusement, les moyens de commande 9 dudit volume commun et les moyens de réglage 10 de la course du piston forment les mêmes moyens et comprennent notamment un organe moteur 11 et un manchon déplaçable 12. Plus particulièrement, l'organe moteur 11 est électrique et il est fixé à une patte 14 solidaire, par un écrou 15, du cylindre fixe 3 à son extrémité 3A, tandis que le manchon 12 est creux et entoure, concentriquement selon l'axe X-X, l'ensemble 2. Le pignon de sortie 11A de l'organe moteur 11, qui est parallèle à l'axe
X-X, coopère par un pignon intermédiaire llB, avec une denture 12A ménagée extérieurement à l'extrémité inférieure 12B du manchon 12. Son extrémité supérieure 12C est sensiblement située sous l'extrémité élargie 3B du cylindre. La partie supérieure 3G du cylindre présente un filetage 3H avec lequel coopère un taraudage correspondant 12D ménagé à l'intérieur du manchon. Deux butées axiales sont prévues sur le manchon et sont susceptibles d'entraîner le coulissement du corps 5D du générateur par rapport au cylindre 3, lorsque le manchon est déplacé hélicoïdalement, sous l'action de l'organe moteur, le long du cylindre fixe par la liaison par vissage. Une butée est réalisée sous la forme d'une saillie annulaire interne 12E audit manchon, qui s'applique contre un épaulement 31 séparant les parties supérieure 3G et inférieure 3D du cylindre, et qui est au contact de la première partie 5E du corps 5D. L'autre butée est réalisée sous la forme d'un élément plat 12F qui est vissé à l'extrémité inférieure 12B du manchon et qui est au contact du corps 5D du générateur. Pour guider coaxialement le coulissement du corps 5 par rapport au cylindre 3, une rainure 5J est ménagée dans la première partie du corps, et un pion 16 solidaire du cylindre est engagé dans la rainure.

En outre, le manchon 12 présente extérieurement un filetage 12G sur lequel est monté un écrou 17 qui permet le réglage de la course du piston 4. L'ecrou est alors immobilisé en rotation de façon que, lorsque le manchon 12 est animé d'un mouvement hélicoïdal, l'écrou se déplace uniquement axialement. Pour cela, l'extrémité élargie 4B du piston se prolonge par des pattes latérales 18 régulièrement espacées angulairement par rapport à l'axe X-X. Ces pattes 18, au nombre de quatre, comme le montre par exemple la figure 3, entourent le manchon 12 pour se terminer par une bague 19 qui est située au niveau de l'extrémité inférieure 12B à denture 12A du manchon 12. Cette bague 19 constitue une butée de fin de course du piston, qui vient s'appliquer alors contre l'écrou. Ce dernier est muni d'ailettes radiales 17A qui s'engagent entre les pattes latérales 18 solidaires du piston, pour bloquer la rotation dudit écrou.

Ainsi, la course C du piston est délimitée entre la bague 19 et l'écrou 17, de sorte qu'en réglant sa position, on modifie la course du piston.

En conséquence, grâce à un unique organe moteur 11, le manchon 12 permet, par ses deux liaisons par vissage avec le cylindre 3 et l'écrou 17, de modifier respectivement le volume commun aux chambres 7 et 8, par coulissement du générateur 5 par rapport au cylindre fixe 3, et la course de piston 4, par déplacement axial de l'écrou 17. Les pas des liaisons par vissage du manchon 12 avec le cylindre 3 et l'écrou 17 sont différents et, par exemple, un rapport de quatre peut être choisi en faveur de la liaison manchonécrou, de sorte qu'à un déplacement axial D de l'écrou, correspond un déplacement axial D/4 du générateur par rapport au cylindre.

Par ailleurs, le dispositif d'éjection 1 comprend des moyens 20 pour imprimer à l'objet un mouvement de rotation autour de son axe lors de son lancement. A cet effet, ces moyens sont définis par une rampe inclinée 4E, rectiligne ou hélicoïdale, ménagée dans le piston coulissant 4 et par un doigt 3J prévu dans le cylindre fixe, au voisinage de son extrémité ouverte 3B, et s'engageant dans la rampe inclinée du piston. Ainsi, lorsque le générateur est actionné, libérant le mécanisme de retenue 6 de l'objet par rapport au piston, ce dernier coulisse non seulement axialement vers sa position sortie, mais également en tournant d'un angle, certes limité, donné par la rampe pour imprimer à l'objet le mouvement de rotation. De préférence, le profil de la rampe 4E est à pas variable, évoluant en fonction de la course d'éjection du piston, de façon que la vitesse de rotation acquise par l'objet, lors de son éjection du dispositif, soit constante et ce, quelle que soit la vitesse d'éjection choisie.

A propos du mécanisme de retenue libérable 6, celui-ci se compose, dans ce mode de réalisation, d'une tige 21, d'un écrou axialement fendu 22 et d'un tube creux 23. Plus particulièrement, la tige 21 traverse le passage axial 4A du piston et présente des extrémités filetées 21A et 21B qui émergent respectivement du fond 3A du cylindre et de la face transversale 4F terminant l'extrémité élargie 4B du piston et recevant l'objet A. Un écrou de serrage 24 immobilise l'extrémité 21A de la tige sur le fond du cylindre, tandis que l'écrou fendu 22 coopère avec l'autre extrémité filetée 21B de la tige pour presser, par un rebord externe 22A terminant l'écrou, la base Al de l'objet A contre la face transversale 4F du piston 4. Un perçage A2 est bien entendu prévu dans la base de l'objet pour le passage de la tige et de la partie de l'écrou située sous son rebord. L'écrou fendu 22 se compose de deux ou plusieurs parties identiques qui forment, lorsqu'elles sont mises les unes contre les autres, un écrou à part entière pour assurer la fixation souhaitée. Pour cela, le tube creux 23 permet le maintien temporaire desdites parties de l'écrou fendu à rebord, par exemple, au nombre de deux 22B et 22C pour des raisons de clarté des figures. Le tube 23 est disposé dans le passage axial 4A du piston et entoure la tige 21. La première extrémité 23A du tube est conformée pour s'engager autour des parties 22B, 22C de l'écrou pour les maintenir fermement en position, vissées sur l'extrémité 21B de la tige, à la manière d'un outil de vissage dont l'empreinte s'engage autour de l'écrou à visser. La seconde extrémité 23B du tube débouche dans la première chambre 7 de l'ensemble 2 et elle est élargie pour être susceptible de coulisser, de façon étanche, dans ladite chambre. Cette seconde extrémité élargie 23B est pourvue d'une gorge annulaire externe 23C qui est située en regard des passages radiaux 3E du cylindre communiquant dans la seconde chambre 8. De plus, un épaulement annulaire interne 3K du cylindre fait saillie dans la première chambre 7, de sorte que, à ce niveau, la partie correspondante 23D de l'extrémité élargie, au-dessus de la gorge 23C, a un diamètre plus petit que le diamètre de la partie restante 23E de ladite extrémité élargie.

Sur les figures 2 et 2A, le dispositif d'éjection 1 est représenté dans sa position initiale pour laquelle l'objet A est verrouillé sur le piston 4 par le mécanisme de retenue libérable 6, mais avec deux exemples de réglage différents du volume commun aux chambres 7 et 8 et de la course du piston, obtenus par les moyens 9,10. Ainsi, sur la figure 2, le volume est considéré comme minimal, puisque le corps 5D du générateur est en butée contre l'épaulement interne médian 12E du manchon 12, et la course C du piston est maximale, puisque l'écrou 17 est alors situé en bout du manchon, contre l'extrémité élargie 3B du cylindre. I1 en résultera une vitesse d'éjection maximale dudit objet A. Sur la figure 2A, le volume et la course peuvent être considérés comme des réglages moyens du dispositif d'éjection. En effet, le déplacement hélicoïdal du manchon 12 au moyen de l'organe 11, a entraîné, d'une part, le coulissement axial du corps du générateur 5 par rapport au cylindre fixe 3 d'une course médiane, augmentant de façon correspondante la hauteur de la seconde chambre réglable et, donc, son volume et, d'autre part, le déplacement axial de l'écrou 17, dans un rapport quatre fois supérieur, le long du manchon, réduisant la course C du piston de moitié.

Le fonctionnement du dispositif d'éjection 1, à partir de l'une ou l'autre des positions initiales illustrées sur les figures 2 et 2A, se déroule de la façon suivante. Bien évidemment, toute autre position initiale pourrait être obtenue en fonction des positions respectives de l'objectif à atteindre et de la structure d'un satellite ou d'un aéronef en cours de vol, en agissant sur les moyens 9,10 afin de régler les volume et course d'éjection du dispositif les mieux appropriés à la trajectoire à donner à l'obj 5B du générateur, ce qui produit un jet de gaz sous pression à caractéristiques physiques connues, traversant le conduit calibré 5C puis le conduit SI, après avoir rompu l'opercule de sécurité 5H. Bien entendu, le volume de la chambre haute pression reste invariant, de façon à conserver les mêmes caractéristiques initiales de combustion du bloc de poudre, quelle que soit la vitesse d'éjection choisie.

A ce moment, le jet gazeux débouche dans le volume de la seconde chambre 8, puis dans la gorge 23C du tube 23 à travers les passages radiaux 3E du cylindre. Comme la section annulaire de la partie 23E de la seconde extrémité 23B du tube est plus grande que celle de la partie 23D, le tube 23 coulisse vers le fond du cylindre 3 par l'action du jet gazeux. Simultanément au coulissement du tube 23 du mécanisme 6, sa première extrémité 23A se désengage des parties 22B et 22C de l'écrou fendu 22, de sorte que cellesci ne sont plus maintenues vissées sur l'extrémité filetée 21B de la tige 21, comme le montre notamment la figure 5.

Par conséquent, l'objet A est déverrouillé du piston 4 par l'effacement du mécanisme de retenue 6. De façon concomitante, puisque la partie 23D du tube s'est éloignée de l'épaulement interne 3K du cylindre, le jet gazeux passe dans la première chambre 7 de l'ensemble 2, de sorte que le volume commun aux chambres 7 et 8 renferme le jet gazeux qui s'applique sur le piston 4. Sous l'action de la pression du jet gazeux exercée sur sa face transversale 4D, le piston 4 coulisse de sa position rentrée vers sa position sortie selon un mouvement de translation et un mouvement de rotation imposé par la liaison 20 à rampe inclinée 4E et à doigt 3J, et sur une course axiale comprise entre les butées écrou 17 - bague 19.

En fin de course, comme le montre la figure 4, la bague 19, solidaire du piston par les pattes 18, vient s'appliquer contre l'écrou 26. Sous les vitesses longitudinale et de rotation données au piston par l'action du jet gazeux, l'objet A déverrouillé du piston 4 est éjecté du dispositif 1 en étant imprimé de ces vitesses pour suivre alors la trajectoire souhaitée et atteindre l'objectif visé. Le dispositif d'éjection 1 occupe alors sa position finale montrée sur la figure 4.

Selon un second exemple de réalisation du dispositif, montré schématiquement sur la figure 6, la seconde chambre 8 à volume réglable constitue une chambre intermédiaire prévue entre la chambre haute pression 5B du générateur 5 et la première chambre basse pression 7 de l'ensemble. Cette seconde chambre 8 est par exemple située entre le générateur 5 et l'ensemble 3, comme dans l'exemple précédent, et le réglage de son volume est réalisé par les mêmes moyens.

Toutefois, les passages de cette seconde chambre intermédiaire 8 avec les chambres haute pression 5B du générateur et basse pression 7 de l'ensemble s'effectuent alors par des cols ou orifices de calibrage des débits 5C et 25 (et non par un orifice calibré 5C et par des passages directs 3E, comme pour l'exemple précédent de réalisation, de façon à ne former qu'un même volume, commun aux chambres 7 et 8). Cette variante a pour avantage d'augmenter la marge entre le temps de fin de combustion du bloc de poudre et la fin de l'éjection de l'objet, notamment pour des vitesses d'éjection faibles. En effet, le jet gazeux issu de la chambre haute pression 5B transite d'abord, via l'orifice calibré 5C, par la seconde chambre 8 avant de passer, via l'orifice calibré 25, dans la première chambre basse pression 7, tandis que, dans la réalisation précédente, le jet gazeux, sortant de l'orifice calibré 5C, débouche directement dans le volume commun, sans orifice de calibrage, aux première et seconde chambres. Dans cette variante de réalisation, la précision sur la vitesse d'éjection est meilleure lorsque le bloc de poudre s'est entièrement consumé avant la fin de l'éjection de l'objet.

A titre d'exemple, le rapport entre la plus petite vitesse d'éjection (correspondant à une course minimale du piston et à un volume maximal de la chambre réglable) et la plus grande vitesse (correspondant à une course maximale du piston et à un volume minimal de la chambre) est d'environ 5, soit du point de vue énergétique un rapport de 25. En outre, sans sortir du cadre de l'invention, le dispositif d'éjection pourrait être verrouillé au niveau du centre de gravité de l'objet A, au lieu d'une liaison par sa base.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour éjecter, par un gaz sous pression, un objet par rapport à une structure, du type comportant - un ensemble coulissant (2) à cylindre et piston, auxquels

sont susceptibles d'être respectivement associés ladite

structure et ledit objet et qui définissent entre eux une

première chambre (7) - un générateur de gaz sous pression (5) relié audit ensem

ble et susceptible d'éjecter, lorsqu'il est actionné,

ledit gaz sous pression dans ladite première chambre pour

entrainer le coulissement dudit piston (4) d'une position

rentrée vers une position sortie ; et - un mécanisme de retenue libérable (6), lié audit ensemble

et permettant de maintenir ledit objet sur ledit piston

lorsqu'il est en position rentrée, et de libérer ledit

objet du piston lorsqu'il coulisse vers sa position sortie

sous l'action du gaz sous pression issu dudit générateur caractérisé en ce qu'il est prévu, entre ledit générateur de gaz sous pression (5) et le piston (4) dudit ensemble, au moins une seconde chambre (8) de volume interne réglable par l'intermédiaire de moyens de commande (9), susceptible d'être traversée par le gaz sous pression qui agit sur ledit piston (4).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde chambre à volume réglable (8) est constituée, au moins partiellement, par ladite première chambre (7) dudit ensemble (2), prévue entre le fond dudit cylindre (3) et ledit piston (4).

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit générateur de gaz sous pression (5) est monté coulissant, de façon étanche, autour dudit cylindre (3), par l'intermédiaire desdits moyens de commande (9), pour définir, entre le générateur et le cylindre, ladite seconde chambre à volume réglable qui communique directement avec ladite première chambre dudit ensemble par au moins un passage (3E) ménagé dans ledit cylindre.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit générateur de gaz sous pression (5) comprend un corps (5D) dont une première partie (5E) est montée coulissante et de façon étanche le long dudit cylindre (3), et dont une seconde partie (5F), prolongeant la première, renferme une source de puissance (5A) susceptible de délivrer ledit gaz sous pression en direction de ladite seconde chambre (8), par un conduit (5I) ménagé dans ledit corps.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (9) comprennent un organe moteur (11), lié audit cylindre (3) solidaire de ladite structure, et un manchon creux (12), monté intérieurement par vissage autour dudit cylindre (3) et coopérant avec ledit générateur (5) par des butées (12E, 12F), de façon que, lorsque ledit manchon est animé d'un mouvement hélicoïdal sous l'action dudit organe moteur, il entraîne par l'une ou l'autre de ses butées le coulissement dudit générateur (5) par rapport audit cylindre (3).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit corps (5D) du générateur présente une rainure (5J) qui est ménagée dans sa première partie (5E) entourant ledit cylindre, et dans laquelle est engagé un pion (16) fixé audit cylindre, de façon à guider axialement le déplacement dudit générateur le long dudit ensemble.

7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde chambre à volume réglable (8) est formée par une chambre intermédiaire entre ledit générateur (5) et la première chambre (7) dudit ensemble, ladite seconde chambre (8) communiquant avec ladite première chambre au travers d'un orifice de calibrage (25).

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens commandables (10) pour régler la course dudit piston coulissant (4) par rapport audit cylindre (3) solidaire de ladite structure.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage (10) de la course dudit piston correspondent auxdits moyens de commande (9) susceptibles de régler le volume de ladite seconde chambre, et en ce que le manchon creux (12) desdits moyens présente, extérieurement, un filetage (12G) sur lequel est monté un écrou (17) fixe en rotation par rapport audit manchon, de façon que, lorsque ledit manchon (12) est entraîné hélicoïdalement par ledit organe moteur (11), ledit écrou (17) se déplace axialement le long dudit ensemble (2) pour déterminer la course dudit piston (4) et définir la position sortie de celui-ci.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit piston (4) est muni d'une butée de fin de course (19) qui vient s'appliquer contre ledit écrou (17) des moyens de réglage, lorsque ledit générateur de gaz sous pression (5) est actionné, ladite butée étant reliée audit piston par une pluralité de pattes latérales (18) s'étendant autour et le long dudit ensemble (2), et en ce que ledit écrou des moyens de réglage présente des ailettes radiales (17A) s'engageant entre les pattes latérales pour être immobilisé en rotation.

11. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le pas de la liaison par vissage manchon (12) - cylindre (3) et le pas de la liaison par vissage manchon (12) - écrou (17) sont différents.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 11, caractérisé en ce que ledit mécanisme de retenue libérable (6) se compose de - une tige (21) traversant coaxialement le piston (4) dudit

ensemble et liée, à l'une de ses extrémités, au fond dudit

cylindre (3) - un écrou axialement fendu (22), comportant au moins deux

parties et coopérant, en position rentrée dudit piston,

avec l'autre extrémité de ladite tige (21) pour s'appli

quer contre ledit objet reposant lui-même sur ledit

piston ; et - un tube creux (23) déplaçable par l'action dudit généra

teur (5), qui entoure ladite tige (21) et dont une pre

mière extrémité maintient en place lesdites parties (22B,

22C) de l'écrou fendu, en position rentrée dudit piston,

tandis que sa seconde extrémité est agencée dans ladite

premiere chambre (7) dudit ensemble (2) et présente une

gorge périphérique externe (23C) communiquant avec ladite

seconde chambre (8).

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, des moyens (20) pour mettre en rotation ledit objet, lors du coulissement dudit piston, lesdits moyens (20) étant constitués d'une liaison à doigt (3J) et à rampe inclinée (4E) prévus respectivement sur les cylindre et piston dudit ensemble (2), et en ce que ladite rampe inclinée (4E) présente un profil à pas variable.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 13, caractérisé en ce que ledit générateur de gaz sous pression (5) est muni d'une source de puissance (5A) pyrotechnique.