FR3005157A1

FR3005157A1 - Interruption de giration d'une charge utile ejectee d'un projectile en giration

Info

Publication number: FR3005157A1
Application number: FR1453753A
Authority: FR
Inventors: Yaacov Frucht
Original assignee: FRUCHT SYSTEMS Ltd DR
Current assignee: IMI Systems Ltd
Priority date: 2013-04-28
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2014-10-31
Also published as: US9139304B2; IL226016A; US20140374540A1

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un système d'interruption de giration d'une charge utile éjectée d'un projectile d'artillerie en giration (10), le projectile étant chargé avec une cargaison (40) contenant la charge utile (20) et un dispositif d'interruption de giration (100) de charge utile. Selon l'invention, la cargaison est éjectée du projectile et le dispositif d'interruption de giration de charge utile est mis en œuvre. La cargaison comprend un parachute (48), une protection (44) qui couvre le parachute plié et au moins une partie de la charge utile. Le dispositif d'interruption de giration de charge utile comprend au moins deux cordes yo-yo (46). L'éjection de la cargaison est suivie, dans l'ordre, du déroulement desdites deux cordes yo-yo, de la libération de la protection, du déploiement du parachute et de la stabilisation de la charge utile.

Description

INTERRUPTION DE GIRATION D'UNE CHARGE UTILE ÉJECTÉE D'UN PROJECTILE EN GIRATION La présente invention concerne le domaine des systèmes 5 d'armement et, plus particulièrement, l'interruption de giration et la stabilisation d'une charge utile éjectée d'un projectile en giration. Lorsque l'on tente d'éjecter une charge utile destinée à approcher sensiblement perpendiculairement le sol et 10 lorsqu'elle est éjectée d'un obus en giration qui suit une trajectoire balistique, on est confronté à des problèmes de stabilité et d'angle d'atterrissage d'un corps. Lors de l'éjection de l'obus en giration et du déploiement d'un parachute, la charge utile entre en giration et prend un 15 fort battement axial et atteint le sol à des angles étroits plutôt que de l'atteindre sensiblement perpendiculairement. La présente invention permet de résoudre le problème en commençant d'abord par éliminer la giration de la charge utile, au moins du mieux que possible et, ensuite, par 20 déployer le parachute. Par « élimination de la giration » et « interruption de la giration » ainsi que par les termes qui en sont dérivés, on entend une diminution de la vitesse de giration de la charge utile en-deçà d'une vitesse de giration prédéterminée acceptée comme étant négligeable à 25 des fins pratiques. Ainsi, la charge utile ne subit pratiquement pas de giration pendant la descente et s'approche du sol avec une orientation pratiquement verticale. On obtient une élimination de giration au moyen de cordes « yo-yo » mettant en oeuvre un dispositif 30 d'interruption de giration de charge utile. En outre, on peut coupler le parachute déployé après une interruption de giration à la charge utile au moyen de paliers de façon à atténuer la transmission de la giration de la charge utile au parachute. 35 Ainsi, l'invention concerne un procédé d'interruption de giration d'une charge utile éjectée d'un projectile d'artillerie en giration, le procédé faisant appel aux étapes consistant : - à charger le projectile avec une cargaison contenant la charge utile et un dispositif d'interruption de giration de charge utile, et - à éjecter la cargaison du projectile et à mettre en oeuvre le dispositif d'interruption de giration de charge 10 utile. Selon une autre caractéristique de l'invention, la cargaison comprend en outre un parachute et une protection Le parachute peut être couplé à la charge utile par l'un d'un mécanisme de palier et d'une attache fixe. 15 Le parachute peut comprendre un état plié et un état déployé, et le parachute peut être disposé dans la cargaison dans l'état plié. La protection peut couvrir le parachute plié et au moins une partie de la charge utile. 20 Le dispositif d'interruption de giration de charge utile peut comprendre au moins deux cordes yo-yo, chaque corde comportant une première extrémité et une partie dotée d'une seconde extrémité, et la première extrémité est couplée à la charge utile et la seconde extrémité est 25 attachée à un poids de corde. La partie peut être dotée de la seconde extrémité desdites deux cordes yo-yo est enroulée sur au moins une partie de la protection. L'éjection de la cargaison peut être précédée d'une 30 instruction d'éjection. L'éjection de la cargaison peut être suivie du déroulement desdites deux cordes yo-yo, de la libération de la protection, du déploiement du parachute et de la stabilisation de la charge utile.

La protection peut empêcher le parachute de s'emmêler de même qu'empêcher le parachute de s'emmêler dans les cordes yo-yo, et garantir un déploiement sûr du parachute. L'interruption de giration de la cargaison peut 5 interrompre la giration de la charge utile pour stabiliser la descente de la charge utile parachutée, et le contact avec le sol d'au moins l'un des poids de corde peut mettre en oeuvre la charge utile. L'invention concerne également un système comprenant 10 un projectile d'artillerie stabilisé du point de vue de la giration transportant une charge utile, le système comprenant : - une enveloppe de projectile conçue pour contenir, dans son volume intérieur, une cargaison, la cargaison 15 comprenant la charge utile, un parachute, une protection et un dispositif d'interruption de giration de charge utile, - un mécanisme de séparation et d'éjection de projectile configuré pour éjecter la cargaison du projectile et, après cela, pour mettre en oeuvre le dispositif d'interruption de 20 giration de charge utile ; caractérisé en ce que : - le parachute est couplé à la charge utile par l'un d'un mécanisme de palier et d'une attache fixe, et - le parachute, qui a un état plié et un état déployé, est disposé dans la cargaison dans l'état plié, et 25 - la protection couvre le parachute plié et au moins une partie de la charge utile. Dans le système selon l'invention, le dispositif d'interruption de giration de charge utile peut comprendre au moins deux cordes yo-yo, chaque corde comportant une 30 première extrémité et une partie dotée d'une seconde extrémité, - la première extrémité étant couplée à la charge utile et la seconde extrémité étant attachée à un poids de corde, et - la partie de corde dotée de la seconde extrémité desdites deux cordes yo-yo étant enroulée sur au moins une partie de la protection. Dans le système selon l'invention, l'éjection de la cargaison peut être précédée d'une instruction d'éjection et suivie d'un déroulement des au moins deux cordes yo-yo, de la libération de la protection et du déploiement du parachute. Dans le système selon l'invention, la protection peut 10 empêcher le parachute de s'emmêler et empêcher le parachute de s'emmêler dans les cordes yo-yo, et garantir un déploiement sûr du parachute. On va maintenant décrire en détail des modes de réalisation de la présente invention en se référant aux 15 figures, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe représentant un projectile transportant une charge utile stabilisée du point de vue de la giration, - la figure 2 est une vue en coupe de la charge utile, 20 représentant les poids de corde et les cordes yo-yo, - la figure 3 représente la charge utile après avoir été libérée de l'enveloppe, montrant la protection libérée, la voilure du parachute ouverte et les cordes yo-yo 46 se terminant par des poids de corde, 25 - la figure 4 représente la charge utile stabilisée supportée par le parachute ouvert, et - la figure 5 représente la charge utile à laquelle on a couplé de manière fixe des cordes yo-yo. La figure 1 représente un mode de réalisation 30 schématique fourni à titre d'exemple, montrant une vue en coupe d'un projectile 10 transportant une charge utile, comme par exemple un obus d'artillerie, contenant une charge utile 20 dans le volume intérieur 301N d'une enveloppe 30 de projectile. Les projectiles transportant 35 des charges utiles sont bien connus de l'homme de l'art et l'on ne les décrira par conséquent pas en détail.

La partie avant 30F de l'enveloppe 30 de projectile comporte une ogive 32 supportant une unité de commande 34 et un mécanisme 36 de séparation et d'éjection de projectile. Le corps 30B de l'enveloppe 30 de projectile comporte un compartiment 38 de cargaison dans lequel une cargaison 40 transportant la charge utile 20 est stockée. L'enveloppe 30 de projectile peut se terminer en une partie d'extrémité 30R d'enveloppe. Des éléments de la cargaison 40 transportée par le projectile 10 peuvent comprendre la charge utile 20, un mécanisme de palier en option 42, une protection 44 et des cordes yo-yo 46, lesquels éléments sont conditionnés de manière sûre dans le compartiment 38 de cargaison. On peut choisir la protection pour qu'elle constitue une couverture repliable pour la protection de la charge utile 20. Une partie d'extrémité 20R de la charge utile 20 peut supporter le mécanisme de palier 42 de façon à y coupler un parachute 48, ledit parachute étant représenté dans un état plié à la figure 1. Une partie de la charge utile 20 est couverte par la protection 44 qui couvre également le mécanisme de palier en option 42 et le parachute 48. La protection 44 peut être réalisée dans un matériau léger, repliable et souple choisi par exemple dans le même matériau que celui utilisé pour la voilure du parachute 48, ou dans un autre matériau naturel ou artificiel approprié choisi en fonction des besoins. Des cordes yo-yo 46, par exemple deux de ces cordes 46, peuvent être enroulées autour d'une partie de la protection 44. Une première extrémité 50 de chaque corde yo-yo 46 peut être couplée, de manière fixe ou libérable, à la charge utile 20, et une partie de chaque corde yo-yo 46 dotée d'une seconde extrémité 52 est couplée de manière fixe à un poids 54 de corde. En fonctionnement, le projectile 10 est lancé suivant 35 une trajectoire balistique depuis un canon d'une pièce d'artillerie, non représenté, en tant que projectile stabilisé du point de vue de la giration. À un instant précis de la trajectoire, ou à une distance prédéfinie le long de la trajectoire balistique, le mécanisme 36 de séparation et d'éjection de projectile peut être mis en 5 oeuvre pour éjecter la cargaison 40, par exemple au moyen d'une instruction délivrée par l'unité de commande 34. Comme variante, l'instruction d'éjection peut être communiquée au projectile 10 par d'autres procédés. Il en résulte que l'enveloppe 30 de projectile en giration 10 s'ouvre et libère la cargaison 40, qui entre également en giration. Une fois libérée de l'enveloppe 30 de projectile, la giration de la cargaison 40 appliquera des forces centrifuges aux poids 54 de corde qui tireront sur les 15 cordes yo-yo 46. À leur tour, les cordes yo-yo 46 commenceront à interrompre graduellement la giration en agissant depuis la périphérie de l'enveloppe 44 et s'étendront radialement à l'écart de la cargaison 40. La figure 2 représente un mode de réalisation 20 schématique fourni à titre d'exemple montrant une vue en coupe de la charge utile 20, illustrant les poids 54 de corde déjà radialement à distance de la charge utile 20 et couplés à cette dernière au moyen des cordes yo-yo 46. Le déploiement radial progressif des poids 54 de corde diminue 25 la vitesse de giration de la cargaison 40. Quoi qu'il en soit, à la fin du déroulement des cordes yo-yo 46, l'ouverture de la protection 44 se terminera également dans le même temps, en libérant ainsi la protection 44 de la charge utile 20. Les forces aérodynamique et centrifuge qui 30 séparent la protection 44 de la charge utile 20 permettent le déploiement d'une voilure fonctionnellement ouverte du parachute plié 48. On notera qu'une tâche de la protection 44 consiste à empêcher que la voilure du parachute 48 ne s'emmêle dans 35 les suspentes du parachute et dans les cordes yo-yo 46. Une autre tâche de la protection 44 consiste à garantir un déploiement sûr du parachute 48 après la quasi interruption de la giration de la charge utile 20 par le dispositif d'interruption de giration 100. Dans un premier cas, si on le souhaite, les cordes yo5 yo 46 peuvent se détacher elles-mêmes de la charge utile 20 et, dans un second cas, demeurer couplées à la charge utile 20. Lorsque les cordes yo-yo sont simplement enroulées, sans attache fixe de la première extrémité 50 de corde à la charge utile 20, elles se détacheront elles-mêmes à la fin 10 du déroulement. Autrement, dans le second cas, les cordes yo-yo seront suspendues à la charge utile 20 pendant sa descente vers le sol G. Pour un projectile typique 10, comme un obus d'artillerie, disons un obus de calibre 155 mm, et pour des 15 poids 54 de corde de 100 grammes, la longueur des cordes yo-yo 46 nécessaire à pratiquement interrompre la giration de la charge utile 20 est d'environ 80 cm. La figure 3 représente la charge utile 20 après sa libération de l'enveloppe 30, montrant la protection 44 20 libérée, la voilure du parachute 48 ouverte et les cordes yo-yo 46 se terminant toutes les deux par un poids 54 de corde. La voilure du parachute 48 alors dépliée contribuera à interrompre la giration résiduelle et à stabiliser la charge utile 20. Le mécanisme de palier disponible en 25 option 42, qui peut coupler le parachute 48 et la charge utile 20, peut empêcher qu'une certaine giration résiduelle de la charge utile 20 n'entraîne le parachute 48 en rotation. Cependant, après la libération de la protection 44, la possible giration relativement lente restante ne 30 gêne habituellement par la descente stabilisée de la charge utile 20 vers le sol G. La figure 4 montre la charge utile 20 stabilisée, supportée par le parachute ouvert 48, en vol libre de descente en direction du sol G et en approche avec une 35 orientation verticale. On notera que la descente de la charge utile 20 peut être plus influencée par les conditions atmosphériques que par une giration résiduelle de la charge utile 20 stabilisée et du parachute en descente lente. On obtient une approche verticale par rapport au sol G même si la charge utile 20 est larguée depuis une altitude relativement faible par rapport au sol de la trajectoire en forme de parabole étroite qui peut être communiquée par un canon d'artillerie. La figure 5 représente la charge utile 20 à laquelle les cordes yo-yo 46 sont couplées de manière fixe. La charge utile 20 se trouve toujours au-dessus du sol G mais au moins l'un des poids 54 de corde est sur le point de toucher le sol G. Si on le souhaite, le contact de l'un des poids 54, ou des deux poids 54, avec le sol G peut mettre en oeuvre la charge utile 20, disons la mettre en oeuvre en tant que système d'armement de proximité. La mise en oeuvre de la charge utile 20 peut par exemple signifier l'activation, l'ouverture, ou le démarrage du fonctionnement ou l'explosion de la charge utile 20. La mise en oeuvre pratique du système décrit ci-dessus et la manière dont on doit utiliser ce genre de système sont bien connues de l'homme de l'art et ne posent pas de problème technologique ou logistique. Une description détaillée de ces aspects est donc inutile. L'invention décrite ci-dessus procure donc un procédé d'interruption de giration d'une charge utile 20 éjectée d'un projectile d'artillerie en giration 10. Avant l'éjection, le projectile 10 doit être chargé avec une cargaison 40 qui contient, dans son volume intérieur, la charge utile 20 et un dispositif d'interruption de giration 100 de charge utile. La cargaison 40 est ensuite éjectée et, lorsqu'elle se trouve à l'écart du projectile 10, le dispositif d'interruption de giration 100 de charge utile est mis en oeuvre. La cargaison 20 comprend un parachute 48 et une 35 protection 44, et le parachute 48 peut être couplé à la charge utile 20 soit au moyen d'un mécanisme de palier 42 soit en y étant attaché de manière fixe. Le parachute 48 est dans un état plié lorsqu'il est disposé à l'intérieur du compartiment 38 de cargaison et atteint un état déployé après la mise en oeuvre du dispositif d'interruption de giration 100 de charge utile. La protection 44 couvre le parachute plié 48 et au moins une partie de la charge utile 20 lorsqu'ils sont disposés dans le compartiment 38 de cargaison. Le dispositif d'interruption de giration 100 de charge utile comprend au moins deux cordes yo-yo 46, et chacune de ses cordes comporte une première extrémité 50 et une partie dotée d'une seconde extrémité 52. L'extrémité libre 50 est couplée à la charge utile et l'extrémité de la partie dotée de la seconde extrémité 52 est attachée à un poids 54 de corde. Évidemment, la partie dotée de la seconde extrémité 52 desdites deux cordes yo-yo 46 est enroulée a priori sur au moins une partie de la protection 44. L'éjection de la cargaison 46 est précédée par une instruction d'éjection, et l'éjection de la cargaison 46 est suivie par le déroulement desdites deux cordes yo-yo 46, la libération de la protection 44 et le déploiement du parachute 48. On notera que la protection 44 empêche que la voilure du parachute ne s'emmêle dans les suspentes du parachute 48, de même que le parachute 48 ne s'emmêle dans les cordes yo-yo 46. La protection 44 garantit donc un déploiement sûr du parachute 48 après la libération de la protection 44 et son éloignement de la charge utile 20. Le déroulement desdites deux cordes yo-yo 46 interrompt la giration de la cargaison 40 de même que de la charge utile 20, laquelle effectue une descente parachutée stabilisée permettant un atterrissage perpendiculaire ou quasiment perpendiculaire au sol G. L'invention décrite ci-dessus fournit également un système comprenant un projectile d'artillerie 10 stabilisé 35 du point de vue de la giration transportant une charge utile 20, le système comprenant une enveloppe 30 de 'o projectile conçue pour contenir une cargaison 40 dans son volume intérieur, et la cargaison 40 comprend la charge utile 20 et un dispositif d'interruption de giration 100 de charge utile. Le système comprend en outre un mécanisme 36 de séparation et d'éjection de projectile conçu pour éjecter la cargaison 40 du projectile 10 et, après cela, mettre en oeuvre le dispositif d'interruption de giration 100 de charge utile.

Liste des références : N° Elément 10 Projectile 20 Charge utile 20R Partie d'extrémité de la charge utile 20 30 Enveloppe de projectile 30B Corps de l'enveloppe 30 de projectile 30F Partie avant de l'enveloppe 30 de projectile 301N Volume intérieur de l'enveloppe 30 de projectile 30R Partie d'extrémité enveloppe 32 Ogive 34 Unité de commande 36 Mécanisme de séparation et d'éjection de projectile 38 Compartiment de cargaison 40 Cargaison 42 Mécanisme de palier 44 Protection 46 Corde yo-yo 48 Parachute 50 Première extrémité de corde 52 Partie de corde dotée d'une seconde extrémité 54 Poids de corde 100 Dispositif d'interruption de giration de charge utile

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé d'interruption de giration d'une charge utile (20) éjectée d'un projectile d'artillerie en giration (10), le procédé faisant appel aux étapes consistant : - à charger le projectile (10) avec une cargaison (40) contenant la charge utile (20) et un dispositif d'interruption de giration (100) de charge utile, et - à éjecter la cargaison (40) du projectile (10) et à mettre en oeuvre le dispositif d'interruption de giration (100) de charge utile.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cargaison (40) comprend en outre un parachute (48) et une protection (44).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en 15 ce que le parachute (48) est couplé à la charge utile (20) par l'un d'un mécanisme de palier (42) et d'une attache fixe.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le parachute (48) comprend un état plié et un état 20 déployé, et le parachute est disposé dans la cargaison (40) dans l'état plié.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la protection (44) couvre le parachute plié (48) et au moins une partie de la charge utile (20). 25
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que : - le dispositif d'interruption de giration (100) de charge utile comprend au moins deux cordes yo-yo (46), chaque corde comportant une première extrémité (50) et une 30 partie dotée d'une seconde extrémité (52), et - la première extrémité (50) est couplée à la charge utile et la seconde extrémité (52) est attachée à un poids (54) de corde.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en 35 ce que la partie dotée de la seconde extrémité (52) - 3005157 13 desdites deux cordes yo-yo (46) est enroulée sur au moins une partie de la protection (44).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'éjection de la cargaison (40) est précédée d'une 5 instruction d'éjection.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'éjection de la cargaison (40) est suivie du déroulement desdites deux cordes yo-yo (46), de la libération de la protection (44), du déploiement du 10 parachute (48)
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de stabilisation de la charge utile (20).
11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que : - l'interruption de giration de la cargaison (40) interrompt la giration de la charge utile (20) pour stabiliser la descente de la charge utile parachutée, et - le contact avec le sol (G) d'au moins l'un des poids (54) de corde met en oeuvre la charge utile (20).
12. Système pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 11 comprenant un projectile 25 d'artillerie stabilisé du point de vue de la giration (10) transportant une charge utile (20), le système comprenant : - une enveloppe (30) de projectile conçue pour contenir, dans son volume intérieur, une cargaison (40), la cargaison (40) comprenant la charge utile (20), un 30 parachute (48), une protection (44) et un dispositif d'interruption de giration (100) de charge utile, - un mécanisme (36) de séparation et d'éjection de projectile configuré pour éjecter la cargaison (40) du projectile (10) et, après cela, pour mettre en oeuvre le 35 dispositif d'interruption de giration (100) de charge utile, caractérisé en ce que,- le parachute (48) est couplé à la charge utile (20) par l'un d'un mécanisme de palier (42) et d'une attache fixe, et - le parachute (48), qui a un état plié et un état déployé, est disposé dans la cargaison (40) dans l'état plié, et - la protection (44) couvre le parachute plié (48) et au moins une partie de la charge utile (20).
13. Système selon la revendication 12, caractérisé en 10 ce que : - le dispositif d'interruption de giration (100) de charge utile comprend au moins deux cordes yo-yo (46), chaque corde comportant une première extrémité (50) et une partie dotée d'une seconde extrémité (52), 15 - la première extrémité (50) étant couplée à la charge utile (20) et la seconde extrémité (52) étant attachée à un poids (54) de corde, et - la partie de corde dotée de la seconde extrémité (52) desdites deux cordes yo-yo (46) étant enroulée sur au 20 moins une partie de la protection (44).