FR2797946A1 - Dispositif de montage d'un appendice rigide sur un engin apte a etre lance depuis le tube, et engin correspondant - Google Patents

Abstract

Dispositif de montage d'un appendice rigide sur un engin apte à être lancé depuis un tube, et engin correspondant.Un engin, tel qu'un missile ou une roquette, comprend un corps (14) portant des appendices (16) rigides et sensiblement plans, tels que des gouvernes ou des voilures, par l'intermédiaire de dispositifs de montage (18). Chaque dispositif (18) comprend un support rotatif (28) monté tournant dans le corps (14) de l'engin par un premier axe (22) orienté radialement par rapport à l'engin. L'appendice (16) est monté sur le support (28) par un deuxième axe (26) orthogonal au premier. Ce deuxième axe (26) est orthogonal à l'axe longitudinal de l'engin, dans l'état replié de l'appendice (16) et sensiblement parallèle à cet axe, dans l'état déployé de l'appendice.

Description

DISPOSITIF DE MONTAGE D'UN APPENDICE RIGIDE SUR UN ENGIN APTE A ETRE LANCE DEPUIS UN TUBE, ET ENGIN CORRESPONDANT <B>Domaine</B> technique L invention concerne principalement un dispositif de montage d'un appendice rigide sensiblement plan tel qu'une voilure ou une gouverne sur un engin tel qu'un missile ou une roquette, apte a être lance depuis un tube, généralement de section circulaire.

tel dispositif est destiné à permettre le déploiement de l'appendice, à partir d'un état replié occupé cet appendice lorsque l'engin est placé dans son tube de lancement.

L invention concerne également un engin comportant au moins un appendice rigide lié au corps de l'engin un dispositif de montage de ce type.

Etat <B>de technique</B> Lorsque des engins tels que des missiles ou des roquettes doivent être lancés depuis un tube, des agencements particuliers doivent être prévus afin que les différents appendices de l'engin, tels que les voilures les gouvernes, puissent être logés à l'intérieur du tube avant le lancement.

premier agencement connu consiste à placer l'engin, dont le fuselage est généralement cylindrique, dans un tube de section carrée. Des appendices fixes peuvent alors être logés dans les quatre coins du carre formé en section par le tube.

Cependant, dans un certain nombre de cas cette solution n'est pas admissible car diverses contraintes opérationnelles imposent l'utilisation d'un tube de section circulaire. Cela conduit alors à utiliser des appendices articulés sur le fuselage ou le corps de l'engin.

Une première solution, illustrée notamment par les documents US-A-5 400 689 et FR-A-2 742 220, consiste à utiliser des appendices sensiblement plans, articulés sur le fuselage de l'engin par des axes orientes parallèlement à l'axe longitudinal de celui- '. Cette solution impose toutefois d'utiliser un tube de diamètre surdimensionné, notamment lorsque les appendices déployés présentent une grande longueur dans le sens radial.

Une autre solution connue mettant en #uvre un tube de section circulaire consiste à utiliser appendices rigides articulés présentant une section arc de cercle dont le rayon est intermédiaire entre celui du fuselage de l'engin et celui du tube. Cependant, de tels appendices rendent impossible, pour des raisons aérodynamiques, la maîtrise du roulis de l'engin en vol. En particulier, cette solution ne permet pas un pilotage à plat, c'est-à-dire à roulis nul, alors qu'un tel pilotage est souvent nécessaire lorsque l'engin est équipé d'un système autodirecteur.

Une autre solution connue dans le cas d'un tube de section circulaire consiste à utiliser des appendices réalisés dans des matériaux souples permettant de les plaquer sur le fuselage lorsque l'engin est placé dans le tube, puis de les redresser lorsque l'engin sort du tube. Cependant, cette solution présente de nombreux inconvénients. En premier lieu, il est très difficile d'introduire l'engin dans le tube cela nécessite de précontraindre les appendices. De plus, lorsque l'engin est en vol, la souplesse des matériaux constituant les appendices ne leur permet pas supporter des efforts aérodynamiques importants. Cette solution est donc limitée à des engins lents et dotés de peu de man#uvrabilité. Enfin, la déformation appendices risque d'être irréversible après un stockage de longue durée à l'intérieur du tube.

Une autre solution connue utilisable avec des tubes de section circulaire est illustrée par le document EP-A-0 499 907. Dans ce cas, des appendices rigides et plans sont articulés sur le fuselage de l'engin par des axes orientés selon les directions tangentielles, c'est-à-dire orthogonales à fois à l'axe longitudinal de l'engin et au rayon passant par le point d'articulation. Le repli des appendices à l'intérieur du tube impose de prévoir rainures profondes dans le corps de l'engin. Plus précisément, la profondeur de chacune des rainures est sensiblement égale à la largeur ou à la corde de 'appendice correspondant et la longueur de chacune des rainures est au moins égale à la longueur radiale de l'appendice correspondant lorsqu'il est déployé. La présence de ces rainures profondes dans le corps du missile rend impossible l'intégration d'un certain nombre d'équipements (moteur, système autodirecteur, etc.) dans la zone correspondante du fuselage. Par conséquent cela conduit souvent à allonger inutilement l'engin.

document WO-A-95 31 689 propose un mécanisme de déploiement d'une gouverne de missile permettant de faire passer cette gouverne un état replié vers l'avant contre le corps du missile dans un état déployé dans lequel la gouverne est orientée radialement de telle sorte que l'axe longitudinal du missile soit contenu dans son plan. Le passage d'un état à 1 autre est assuré par un axe solidaire de la gouverne, reçu de façon tournante dans un trou formé dans un support porté par le corps du missile. Plus précisément, l'axe et le trou sont orientés selon des directions qui sont inclinées à la fois par rapport au plan médian de la gouverne et par rapport à plan de base de gouverne perpendiculaire au plan précédent et parallèle à l'axe longitudinal du missile. Le support portant la gouverne est lui-même monte tournant sur le corps du missile, autour d'un orienté radialement par rapport à ce dernier, de façon à permettre un pilotage de la trajectoire du missile par une orientation de la gouverne.

L'agencement décrit dans ce document permet de placer la gouverne dans un état replié facilitant un déploiement de celle-ci lorsque le missile sort de son tube. De plus, le repli de la gouverne vers l'avant contre le corps de l'engin permet de donner au tube un diamètre minimal.

Cependant, cet agencement conduit à monter la gouverne sur le support intermédiaire par un axe de très petite taille et à imposer déploiement des gouvernes selon des trajectoires complexes. Cela conduit à limiter les efforts aérodynamiques susceptibles d'être supportés par gouvernes, du fait du risque de cassure qui en résulte. Les performances du missile sont, de ce fait, limitées.

On connaît aussi du document EP-A-0 568 487 une solution conduisant à monter un appendice rigide sur le corps d'un engin au moyen d'une charnière. Plus précisément, la charnière est interposée entre l'extrémité avant d'une embase fixée sur le corps de l'engin et l'extrémité avant d'un pied solidaire de l'appendice et apte à s'emboîter dans l'embase à la fin du déploiement. La charnière est articulée à l'avant de l'embase par un premier axe orthogonal à l'axe longitudinal du missile et orienté tangentiellement à celui-ci. La charnière est reliée à l'extrémité avant de l'appendice par un deuxième orthogonal au premier. Lorsque l'appendice est replié, ce deuxième axe est parallèle à l'axe longitudinal du missile, alors qu'il est perpendiculaire à axe après le déploiement. Le déploiement est assuré notamment par le décalage existant entre le centre de gravité de l'appendice et les axes d'articulation, sous l'effet de l'accélération du missile.

Comme dans la solution précédente, l'agencement proposé dans ce document conduit à utiliser des axes d'articulation de très petites tailles, qui limitent considérablement les performances de l'engin. De plus, l'application de cette solution à une gouverne semble très difficile et conduirait inévitablement à une augmentation de la taille et de la complexité du dispositif.

Exposé <B>de l'invention</B> L'invention a précisément pour objet un dispositif de montage d'un appendice rigide et sensiblement plan tel qu'une gouverne sur un engin apte être lancé depuis un tube, ce dispositif étant particulièrement simple et robuste et pouvant être utilisé, pratiquement sans modification, pour régler 'orientation d'une gouverne.

Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un dispositif de montage d'un appendice rigide, sensiblement plan, le corps d'un engin apte à être lancé depuis un tube le dispositif comprenant deux axes de rotation orthogonaux entre eux, permettant à l'appendice de passer d' état replié vers l'avant de l'engin dans un état déployé, lorsque 'engin sort du tube, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un support rotatif monté tournant dans le corps de l'engin, autour 'un premier desdits axes de rotation, orienté selon une direction sensiblement radiale par rapport à l'engin, l'appendice étant monté sur le support rotatif par le deuxième desdits axes de rotation, ledit deuxième axe étant orthogonal à un axe longitudinal de l'engin dans l'état replié de l'appendice et sensiblement parallèle audit axe longitudinal dans l'état déployé de l'appendice. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le premier et le deuxièmes axes sont concourants.

Dans le cas le plus général, des premiers moyens de rappel sont interposés entre le support rotatif et le corps de l'engin pour solliciter le support rotatif vers une position dans laquelle le deuxième axe est sensiblement parallèle à 'axe longitudinal de l'engin.

Dans le cas particulier où l'appendice rigide est une gouverne, des moyens de motorisation sont montes dans le corps de l'engin pour commander une rotation du support rotatif autour du premier axe.

Dans l'un et l'autre cas, le foyer des efforts aérodynamiques exercés sur l'appendice rigide, lorsque l'engin sort du tube, est avantageusement décalé vers un bord de fuite de l'appendice, par rapport au premier axe. Cet agencement facilite le déploiement de l'appendice.

Dans tous les cas, des deuxièmes moyens de rappel sont généralement interposés entre l'appendice et support rotatif pour solliciter l'appendice vers une position dans laquelle il est orienté sensiblement radialement par rapport au corps de l'engin. Il à noter que le vent relatif dû au mouvement de l'engin lors de sa sortie du tube assiste l'action de ces deuxièmes moyens de rappel.

Afin de limiter au mieux le diamètre du tube dans lequel est placé l'engin avant son lancement, sans pour autant réduire exagérément la place disponible à l'intérieur de l'engin pour les équipements, une partie en creux peut avantageusement être formée sur le corps de l'engin, pour recevoir au moins en partie l'appendice, dans son état replié.

L'invention a également pour objet un engin apte ' être lancé depuis un tube et comprenant un corps ainsi qu'au moins un appendice rigide monte sur ledit corps par un dispositif de montage tel que défini ci-dessus.

<B>Brève description des dessins</B> on décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté qui représente schématiquement une partie un engin équipée d'appendices rigides reliés au corps de l'engin par des dispositifs de montage conformes à l'invention, les appendices étant représentés en traits pleins dans leur état replié et en traits discontinus dans leur état déployé ; - la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle de l'engin de la figure 1 montrant l'un des dispositifs de montage dans un état de déploiement intermédiaire de l'appendice qu'il supporte ; - la figure 3 est une vue comparable à la figure 2, dans l'état replié de l'appendice ; et - la figure 4 illustre schématiquement une variante de réalisation de l'invention. Exposé détaillé d'un mode de réalisation préféré de <B>l'invention</B> Sur la figure 1, on a représenté engin 10 tel qu'un missile ou une roquette, susceptible d'être lancé depuis un tube 12 de section circulaire.

Le corps ou fuselage 14 de l'engin porte un certain nombre d'appendices rigides et sensiblement plans, tels que des voilures ou des gouvernes, permettant de stabiliser et de guider son vol. A titre d exemple, on a représenté sur la figure 1 le cas d'un missile équipé de quatre gouvernes 16 sensiblement rectangulaires, régulièrement réparties sur la periphérie du corps 14 de l'engin et dont trois seulement sont visibles.

Afin que l'engin 10 puisse être placé dans le tube 12 avant son lancement, chacun des appendices rigides 16 est monté sur le corps 14 de l'engin par un dispositif de montage 18. Ce dispositif montage 18 permet de faire passer l'appendice 16 correspondant un état replié, illustré en traits pleins sur la figure 1, dans un état déployé, illustre en traits discontinus. Lorsque l'engin 10 est placé dans le tube les appendices rigides 16 occupent leur état replié. En revanche, dès que l'engin sort tube, les appendices rigides sont amenés dans leur état déployé.

Dans son état replié, chacun des appendices rigides 16 est rabattu vers l'avant contre la surface extérieure du corps 14. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, le corps 14 de l'engin 10 présente une partie en creux 14a telle qu'une partie de moindre diamètre, dans laquelle les appendices 16 sont escamotés en totalité ou partie lorsqu'ils occupent leur état replié.

Dans son état déployé, chacun des appendices rigides 16 fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe longitudinal de l'engin 10 et son plan médian passe par le dit axe longitudinal ou forme avec celui-ci un angle limité, éventuellement réglable. En particulier, lorsque les appendices 16 constituent des gouvernes, l'engin est équipé de moteurs permettant de régler l'angle formé par leur plan médian avec l'axe longitudinal de l'engin, pour piloter celui-ci.

Un exemple de réalisation d'un dispositif de montage 18 conforme à l'invention va à présent être décrit en détail en se référant aux figures 2 et 3.

Le dispositif de montage 18 selon l'invention comprend deux axes de rotation orthogonaux l'un par rapport à l'autre. Dans mode de réalisation préféré décrit, ces axes de rotation sont concourants.

De façon plus précise, le dispositif de montage 18 comprend un support pivotant 28 qui est monté dans le corps 14 de l'engin 10, de façon à pouvoir tourner autour d' premier axe de rotation 22. Ce premier axe de rotation 22 est orienté selon une direction sensiblement radiale par rapport à l'engin 10, c'est-à-dire qu'il perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'engin. Le support pivotant 28 peut notamment être monté dans la partie 14a du corps 14 par l'intermédiaire d'un palier 30 comme on l'a représenté sur les figures 2 et 3.

Comme le montrent également les figures 2 et 3, le support pivotant 28 supporte l'appendice 16 par une articulation 24, de type charnière, définissant le deuxieme axe de rotation 26. Ce deuxième axe est matérialisé par un tourillon 34. Il est orienté selon une direction qui est orthogonale à l'axe longitudinal de l'engin, dans l'état replié de l'appendice, et est sensiblement parallèle à cet axe longitudinal dans l'état déployé de l'appendice. Le tourillon 34 traverse des chapes complémentaires 29 et 17 liees respectivement au support pivotant 28 et à l'appendice 16.

Le passage de l'appendice 16 de son état replie dans son état déployé s'effectue par rotation de cet appendice d'environ 90 autour du deuxième axe 26, suivie d'une rotation d'environ 90 de l'appendice autour du premier axe 22. Sur la figure 2, l'appendice 16 est représenté dans un état intermédiaire consécutif à la rotation autour du deuxième axe 26 et précédant la rotation autour du premier axe 22. Dans cet état intermédiaire, l'appendice 16 est orienté sensiblement radialement par rapport au corps de l'engin.

Des moyens élastiques tels qu'un ressort de torsion 35 monté sur le tourillon 34 sont prévus pour commander automatiquement le pivotement d'environ 90 de l'appendice 16 par rapport au support pivotant 28 autour du deuxième axe 26, dès que l'engin 10 sort du tube 13. Ce pivotement correspond au passage de l'appendice 16 de son état replié illustré en traits pleins sur la figure 1 dans son état intermédiaire illustré sur la figure 2. Des butées (non représentées) limitent le pivotement vers l'arrière de l'appendice 16 au-delà de cette position intermédiaire.

Comme on l'a montré sur la figure 2, des moyens de verrouillage sont interposés entre le support pivotant 28 et l'appendice 16, afin de bloquer ce dernier dans son état intermédiaire dès que celui-ci est atteint. Ces moyens de verrouillage comprennent un doigt 36 monté dans un alésage 37 usiné dans 1 appendice 16, de façon à être orienté vers le deuxième axe 26. Un ressort de compression 38, également monté dans l'alésage 37, sollicite le doigt vers l'axe 26, de façon à le maintenir en appui contre la chape 29 liée au support pivotant 28. Un trou (figure 3) pratiqué dans cette chape 29 trouve en face du doigt 36 lorsque l'appendice 16 atteint sa position intermédiaire illustrée sur la figure 2. Sous 'action du ressort 38, le doigt 36 pénètre alors dans le trou 40, de sorte que toute autre rotation de l'appendice 16 autour de l'axe 26 devient impossible. Il est à noter que, du fait que appendices 16 sont rabattus vers l'avant lorsqu'ils occupent leur état replié, les forces aérodynamiques produites par le déplacement de l'engin 10 s'ajoutent a l'action du ressort 35 pour assurer le déploiement des appendices 16 de leur état replié dans leur état intermédiaire.

Pour faire passer l'appendice rigide 16 de son état intermédiaire illustré sur la figure 2 dans son état déployé illustré en traits discontinus sur la figure 1, on doit commander une rotation d'environ 90 support pivotant 28 autour du premier axe 22, dans le sens permettant d'orienter vers l'avant le bord d'attaque de l'appendice 16. A cet effet, on peut prévoir d'interposer entre le corps 14 de l'engin 10 et support pivotant 28 des moyens élastiques tels 'un ressort de torsion. Le mouvement de rotation correspondant est alors commandé automatiquement dès que l'appendice 16 arrive dans son état intermédiaire.

Dans le mode de réalisation illustré les figures 2 et 3, qui concerne le cas où l'appendice rigide 16 est une gouverne, la rotation d'environ 90 support pivotant 28 dans le corps 14 de l'engin 10 peut être commandée directement par un moteur 32 implanté dans le corps de l'engin et utilisé par ailleurs pour orienter la gouverne lorsque l'engin est vol. Le moteur 32 agit alors sur le support pivotant 28 soit directement, soit par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission quelconque, sans sortir du cadre de l'invention.

Comme on l'a illustré schématiquement sur la figure 4, quel que soit le moyen utilisé pour commander la rotation d'environ 90 du support pivotant 28 dans corps 14 de l'engin, il est possible d'assister cette rotation en prévoyant de décaler vers le bord de fuite de l'appendice 16 le foyer F des efforts aérodynamiques appliqués sur cet appendice lorsque l'engin est en vol, par rapport au premier axe . La distance m entre le foyer F et l'axe 22 définit en effet un bras de levier permettant la création d'un couple de rappel de l'appendice vers son état déployé, lorsqu'il se trouve dans l'état intermédiaire illustré sur les figures 2 et 4. Dans le cas où l'appendice 16 est destiné à occuper une position fixe dans son état déployé, des moyens de verrouillage sont avantageusement prévus entre le support pivotant 28 et le corps 14 de l'engin. Ces moyens de verrouillage comprennent par exemple un doigt poussé par un ressort, de façon à pénétrer automatiquement dans un logement complémentaire situé face du doigt après une rotation de 90 du support pivotant 28.

Le dispositif de montage 18 conforme à 'invention permet de définir un état replié des appendices rigides et sensiblement plans 16 particulièrement avantageux du point de vue de leur encombrement. Par conséquent, l'engin 10 peut être placé dans un tube circulaire 12 de diamètre limité. Cet effet est encore accentué lorsque le corps de l'engin présente une partie en creux 14a dans laquelle sont reçus au moins en partie les appendices 16 lorsqu'ils sont repliés. La partie en creux est alors suffisamment limitée pour ne pas interdire implantation d'un certain nombre d'appareils dans cette zone à l'intérieur du corps 14 de l'engin.

Par ailleurs, les deux axes de rotation 22 et sont orientés de façon telle qu'ils permettent de déplacer les appendices entre leur état replié et leur état déployé en ayant recours à des structures suffisamment solides pour ne pas limiter les caractéristiques du missile telles que sa vitesse et sa man#uvrabilité.

En outre, l'orientation du premier axe 22 est particulièrement avantageuse lorsque les appendices sont des gouvernes. En effet, elle permet d'utiliser les moteurs servant habituellement au pilotage de ces gouvernes pour réaliser la deuxième phase de leur déploiement.

Il à noter que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple. Ainsi, les moyens permettant de commander deux mouvements de rotation nécessaires au déploiement des appendices peuvent être différents de ceux qui ont été décrits.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de montage (18) d'un appendice rigide (16), sensiblement plan, sur le corps (14) d'un engin (10) apte à être lancé depuis un tube (12), le dispositif comprenant deux axes de rotation (22,26) orthogonaux antre eux, permettant à l'appendice (16) de passer d'un état replié vers l'avant de l'engin (10) dans un état déployé, lorsque l'engin sort du tube, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un support rotati (28) monté tournant dans le corps (14) de l'engin (10) autour d'un premier (22) desdits axes rotation orienté selon une direction sensiblement radiale par rapport à l'engin, l'appendice (16) étant monté le support rotatif (28) par le deuxième desdits axes de rotation, ledit deuxième axe (26) étant orthogonal à un axe longitudinal de l'engin dans l'état replié de l'appendice (16) et sensiblement parallele audit axe longitudinal dans l'état déployé de l'appendice (16).

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le premier (22) et le deuxième (26) axes sont concourants.

3. Dispositif selon l'une quelconque revendications 1 et 2, dans lequel des premiers moyens de rappel sont interposés entre le support rotatif (28) et le corps (14) de l'engin (10) pour solliciter le support rotatif (28) vers une position dans laquelle deuxième axe est sensiblement parallèle à l' longitudinal de l'engin.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel l'appendice rigide (16) une gouverne et des moyens de motorisation (32) sont montés dans le corps (14) de 'engin (10) pour commander une rotation du support rotatif (28) autour premier axe (22).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel le foyer (F) des efforts aérodynamiques exercés sur l'appendice rigide (16), lorsque l'engin (10) sort du tube (12), est décalé vers un bord de fuite de l'appendice, par rapport au premier axe (22).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel deuxièmes moyens de rappel (35) sont interposés entre l'appendice (16) et le support rotatif (28) pour solliciter l'appendice vers une position dans laquelle il est orienté sensiblement radialement par rapport au corps (14) de l'engin (10).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps (14) de l'engin (10) présente une partie en creux (14a) dans laquelle l'appendice (16) est reçu au moins en partie, dans son état replié.

8. Engin (10) apte à être lancé depuis un tube (12) et comprenant un corps (14) ainsi qu'au moins un appendice rigide (16) monté sur ledit corps (14) par un dispositif de montage (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes.