FR3038042A1

FR3038042A1 - Dispositif de controle de trajectoire pour un projectile et projectile equipe d'un tel dispositif

Info

Publication number: FR3038042A1
Application number: FR1501355A
Authority: FR
Inventors: Richard Roy; Nicolas Caillaut
Original assignee: Nexter Munitions SA
Current assignee: KNDS AMMO FRANCE, FR
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2016-12-30
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: FR3038042B1

Abstract

L'invention porte sur un dispositif (1) de contrôle de trajectoire destiné à équiper un projectile et un projectile équipé d'un tel dispositif. Le dispositif (1) comporte une ailette (2) pivotante autour d'un axe de rotation (5) perpendiculaire à l'axe longitudinal (7) du projectile (100), ailette (2) destinée à sortir d'une rainure (10) radiale du projectile. Le dispositif comporte une cale (4) montée coulissante dans une glissière (3) débouchant par sa première extrémité (3a) dans la rainure (10) et par sa seconde extrémité (3b) dans un canal (6) orienté radialement par rapport à l'axe longitudinal (7) du projectile, canal (6) contenant une masselotte (8) apte à se déplacer le long du canal (6) sous l'effet de la force centrifuge développée lors du tir et comportant un ergot (9) destiné à pousser une rampe (4b) portée par la cale (4) et située au niveau d'une première extrémité (4b) de celle-ci.

Description

1 Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs de contrôle de la trajectoire d'un projectile tiré depuis un canon rayé par le déploiement d'ailettes. Un procédé de contrôle de trajectoire est décrit en 5 détails par le brevet EP884554. Le déploiement sur trajectoire se fait entre une position rentrée où les ailettes sont contenues dans le projectile pour conserver la trajectoire initiale et une position sortie où les ailettes sont pleinement déployées à l'extérieur du projectile pour en 10 corriger la trajectoire. Le déploiement des ailettes est provoqué à un instant sur la trajectoire du projectile gyrostabilisé. Elle provoque une déviation latérale de la trajectoire du projectile. D'autres dispositifs de contrôle de trajectoire sont 15 connus et mettent en oeuvre des ailettes de stabilisation aérodynamique. Dans ce cas le projectile est tiré avec une vitesse de rotation réduite, par exemple grâce à une ceinture dérapante. Les ailettes sont déployées alors à la sortie du tube de l'arme pour assurer la stabilisation du vol, donc de 20 la trajectoire. Lorsque le projectile est tiré par un tube rayé, il est connu de recourir à la force centrifuge subie par les ailettes pour assurer leur déploiement. La vitesse de giration du projectile a parfois pour effet de provoquer un 25 déploiement trop brutal des ailettes, qui en arrivant sur leur position sortie, se rompent, rebondissent pour revenir en position rentrée ou bien se mettent à osciller entre la position sortie et la position rentrée occasionnant l'instabilité du projectile. 30 Pour résoudre ce problème, il est connu du brevet FR2895071 d'employer une fine feuille de clinquant disposée latéralement à la voilure de l'ailette de manière à ce que le clinquant se torde dans un sens lors du déploiement de l'ailette tout en entravant son retour en position rentrée. 3038042 2 Ce dispositif de blocage a cependant comme inconvénient de laisser l'ailette arriver à sa position sortie trop rapidement ce qui parfois, lors de l'arrêt brutal de l'ailette en position sortie, provoque la rupture de l'ailette. L'invention vise à résoudre ce problème en proposant un dispositif de contrôle de trajectoire comportant des moyens permettant de freiner l'ailette lors de son déploiement jusqu'à sa position sortie. Avantageusement le moyen de freinage permet également de bloquer l'ailette en position sortie. Ainsi, l'invention a pour objet un dispositif de contrôle de trajectoire destiné à équiper un projectile tiré par un canon, dispositif comportant au moins une ailette pivotante autour d'un axe de rotation perpendiculaire à l'axe longitudinal du projectile, ailette située dans une rainure radiale du projectile en position rentrée et se positionnant à l'extérieur du projectile en position sortie, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cale montée coulissante dans une glissière débouchant par sa première extrémité dans la rainure et par sa seconde extrémité dans un canal orienté radialement par rapport à l'axe du projectile, canal contenant une masselotte apte à se déplacer le long du canal sous l'effet de la force centrifuge développée lors du tir et comportant un ergot destiné à pousser une rampe portée par la cale et située au niveau d'une première extrémité de celle-ci, la poussée de la cale exerçant une pression sur l'ailette freinant au moins une partie du déploiement de celle-ci.

Avantageusement, la glissière est orientée de telle sorte que sa première extrémité est située à une distance de l'axe du projectile supérieure à celle séparant la seconde extrémité dudit axe, l'orientation de la glissière conduisant 3038042 3 ainsi la cale à glisser vers l'ailette sous l'effet de la force centrifuge. Avantageusement, la cale comporte un patin destiné à exercer un effort de friction sur la voilure de l'ailette.

5 Avantageusement, lorsque l'ailette est complètement déployée la cale peut pénétrer dans la rainure de l'ailette afin d'empêcher le repli de l'ailette. Avantageusement, lorsque l'ailette est complètement déployée la cale passe sous une échancrure de la base de 10 l'ailette. Avantageusement, le canal est obstrué à son extrémité orientée vers l'extérieur du dispositif de manière à empêcher la cale d'être éjectée du dispositif sous l'effet de la force centrifuge.

15 Avantageusement, le dispositif comporte une paire de glissières équipées chacune d'une cale et d'une paire de canaux équipés de masselottes disposés de part et d'autre de la rainure de l'ailette. L'invention porte également sur un projectile destiné à 20 être tiré par un tube rayé, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de contrôle de trajectoire selon l'invention. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, description faite en référence aux dessins annexés, dessins dans lesquels : 25 La figure 1 représente un projectile comportant un dispositif selon l'invention, ailettes en position rentrée. La figure 2 représente un projectile comportant un dispositif selon l'invention, ailettes en position sortie.

30 La figure 3 représente une vue en coupe transversale partielle d'un dispositif selon l'invention, ailette en position rentrée.

3038042 4 La figure 4 représente une vue en coupe transversale partielle d'un dispositif selon l'invention, ailette en position intermédiaire. La figure 5 représente une vue en coupe transversale 5 partielle d'un dispositif selon l'invention, ailette en position sortie. La figure 6 représente une vue en coupe longitudinale partielle d'un dispositif selon l'invention, ailette en position sortie.

10 Selon la figure 1, un projectile 100 comporte un dispositif de contrôle de trajectoire 1 comportant des ailettes 2 disposées juste en avant d'une ceinture 101. Le dispositif 1 comporte des fentes 10 longitudinales 15 destinées à permettre la sortie des ailettes 2 qui sont visibles à la figure 2. Dans la position rentrée exposée sur la figure 1, les ailettes sont totalement contenues dans le corps du projectile 100.

20 Le dispositif 1 comprend plusieurs ailettes 2 régulièrement réparties angulairement autour de l'axe 7 du projectile. Comme visible à la figure 6, le dispositif 1 est découplé en rotation du corps du projectile 100 par un moyen de découplage 101 ce qui permet au dispositif 1 de tourner à 25 une vitesse sensiblement inférieure à celle du reste du projectile. Le découplage en rotation pourra être assuré en employant un dispositif de découplage tel que décrit dans le brevet FR1400660, où un roulement à billes assure un différentiel de 30 rotation notable entre le dispositif 1 selon l'invention et le reste du projectile 100. Selon la figure 2, les ailettes 2 sont en position sortie et s'étendent radialement par rapport à l'axe longitudinal 7 3038042 5 commun au projectile 100 et au dispositif 1 de contrôle de trajectoire, offrant ainsi leur portance optimale. Selon la figure 3, l'ailette 2 est disposée dans une 5 fente 10 du dispositif 1 en position rentrée. L'ailette 2 est montée pivotante autour d'un axe de pivot 5 d'ailette 2, axe 5 perpendiculaire à l'axe longitudinal 7 du dispositif 1 et perpendiculaire au plan P de la voilure 2a de l'ailette 2. De chaque côté de la voilure 2a de l'ailette 2, se 10 situent des glissières 3. Chaque glissière 3 débouche, d'une part dans la rainure 10 par une première extrémité 3a, et débouche d'autre part par sa seconde extrémité 3b dans un canal 6 s'étendant radialement à l'axe longitudinal 7 du dispositif 1.

15 A la figure 4, on note que la glissière 3 est orientée de telle sorte que sa première extrémité 3a est située à une distance Dl de l'axe 7 du projectile qui est supérieure à la distance D2 séparant la seconde extrémité 3b de l'axe 7. On a représenté par cx l'angle séparant l'axe de pivot de l'ailette 20 2 et l'axe 3c de la glissière 3. Dans chacune des glissières 3 se situe une cale 4 apte à se translater selon l'axe 3c de la glissière 3 la recevant. L'orientation choisie pour l'axe 3c de la glissière 3 conduit la cale 4 à glisser vers l'ailette 2 sous l'effet de la force 25 centrifuge développée lors du tir. Chaque glissière 3 et sa cale 4 correspondante sont de section prismatique afin d'empêcher la cale 4 de tourner sur elle-même. Selon le mode de réalisation illustré, chaque première extrémité de cale 4 orientée vers la rainure 10 comporte un 30 patin 4a destiné à coopérer avec la voilure 2a de l'ailette 2. Chaque canal 6 est occupé par une masselotte 8 destinée à se déplacer dans le canal 6. Chaque masselotte 8 comporte un ergot 9 coopérant avec une rampe 4b de la seconde extrémité 3038042 6 de la cale 4. Idéalement l'ergot 9 aura une forme complémentaire de la forme de la rampe 4b. Selon le mode de réalisation, la rampe 4b comporte un pan incliné formant une encoche au niveau de la seconde extrémité de la cale 4.

5 Selon la figure 4, lorsque le projectile (projectile non visible) est soumis à un mouvement de rotation autour de son axe longitudinal 7, l'ailette 2 subit un effort centrifuge F qui tend à la faire pivoter autour de son axe de pivot 5. Simultanément, les masselottes 8 se déplacent sous 10 l'effet de la force centrifuge vers l'extrémité de chaque canal 6 située vers l'extérieur du dispositif 1. En se déplaçant avec les masselottes 8, les ergots 9 glissent le long des rampes 4b en provoquant la translation progressive des cales 4 le long des glissières 3.

15 Les cales 4, en appui contre la voilure 2a de l'ailette 2, exercent un effort de pincement K, qui freine l'ailette 2 dans son déploiement. Ainsi, les cales 4 sont poussées vers l'ailette 2 sous l'effet de la force centrifuge.

20 L'Homme du Métier pourra régler le freinage de l'ailette 2 en jouant sur l'angle d'orientation a des axes 3c des glissières 3, la masse des masselottes 8 ou le coefficient de frottement des patins 4a. A cette fin, le patin pourra par exemple être en polytétrafluoroéthylène. Comme visible à la 25 figure 6, l'Homme du métier pourra aussi adapter l'effort de freinage en jouant sur la surface des cales 4 en contact avec l'ailette 2 (quelle est la section des cales ? carrée ? ) ainsi qu'en positionnant la cale radialement ou longitudinalement par rapport à l'axe 7 du dispositif de 30 manière à obtenir une zone de frottement X des cales plus ou moins longue ou plus ou moins à distance de l'axe de pivotement 5. Les patins 4a visent à optimiser le freinage de l'ailette 2 en le rendant plus progressif mais ne sont pas 3038042 7 indispensables. La première extrémité des cales seule peut servir à freiner directement l'ailette 2 si l'Homme du Métier juge le coefficient de frottement satisfaisant entre les matériaux de l'ailette 2 et des cales 4.

5 Selon la figure 5, lorsque l'ailette 2 est complètement déployée, la voilure 2a est totalement hors de la trajectoire de translation des cales 4. Les cales 4 peuvent alors pénétrer dans la rainure 10 et se retrouvent en contact l'une avec l'autre au niveau de leurs premières extrémités 10 respectives et juste sous une échancrure 2c de la base de l'ailette 2. L'échancrure est mieux vue à la figure 6. De cette manière l'ailette 2 ne peut plus se replier dans la rainure 10 puisqu'elle interfère avec les cales 4 au niveau de l'échancrure 2c.

15 On notera que la longueur L1 saillante de l'ergot 9 est choisie de manière ce qu'elle soit équivalente à la course L2 des cales 4 le long des glissières 3 de manière à ce que l'ergot 9 empêche le retour de la cale 4 dans sa position initiale. Un dégagement il permet le montage des masselottes 20 8 dans leur canal 6 malgré la présence de l'ergot 9. Pour simplifier ou alléger le dispositif, il est envisageable de ne doter le dispositif que d'une seule cale et d'une seule masselotte par ailette. La cale n'exercera alors un effort de freinage que sur une face de l'ailette.

25 Le dispositif de contrôle de trajectoire selon l'invention a été décrit plus particulièrement dans une application de correction de la trajectoire d'un projectile gyrostabilisé par déploiement d'ailettes à un instant donné sur la trajectoire.

30 Le dispositif de contrôle de trajectoire selon l'invention pourrait être mis en oeuvre pour réaliser un empennage de stabilisation pour un projectile aérostabilisé. Il suffit pour cela que le projectile considéré, qui tourne à une vitesse de rotation réduite à la sortie du tube de l'arme 3038042 8 (grâce à une ceinture dérapante), ait encore une vitesse de rotation suffisante pour assurer le déploiement des ailettes de stabilisation. Il est entendu au sens de la présente invention que la stabilisation aérodynamique est aussi un 5 type de contrôle de la trajectoire.

Claims

REVENDICATIONS1- Dispositif (1) de contrôle de trajectoire destiné à équiper un projectile (100) tiré par un canon, dispositif (1) 5 comportant au moins une ailette (2) pivotante autour d'un axe de rotation (5) perpendiculaire à l'axe longitudinal (7) du projectile (100), ailette (2) située dans une rainure (10) radiale du projectile (100) en position rentrée et se positionnant à l'extérieur du projectile (100) en position 10 sortie, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cale (4) montée coulissante dans une glissière (3) débouchant par sa première extrémité (3a) dans la rainure (10) et par sa seconde extrémité (3b) dans un canal (6) orienté radialement par rapport à l'axe longitudinal (7) du 15 projectile, canal (6) contenant une masselotte (8) apte à se déplacer le long du canal (6) sous l'effet de la force centrifuge développée lors du tir et comportant un ergot (9) destiné à pousser une rampe (4b) portée par la cale (4) et située au niveau d'une première extrémité (4b) de celle-ci, 20 la poussée de la cale (4) exerçant une pression sur l'ailette (2) freinant au moins une partie du déploiement de celle-ci.
2- Dispositif (1) de contrôle de trajectoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la glissière (3) est orientée de telle sorte que sa première extrémité (3a) est 25 située à une distance (Dl) de l'axe (7) du projectile supérieure à la distance (D2) séparant la seconde extrémité (3b) dudit axe (7), l'orientation de la glissière (3) conduisant ainsi la cale (4) à glisser vers l'ailette (2) sous l'effet de la force centrifuge. 30
3- Dispositif (1) de contrôle de trajectoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cale (4) comporte un patin (4a) destiné à exercer un effort de friction sur la voilure (2a) de l'ailette (2). 3038042 10
4- Dispositif (1) de contrôle de trajectoire selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lorsque l'ailette (2) est complètement déployée la cale (4) peut pénétrer dans la rainure (10) de l'ailette (2) afin d'empêcher le repli de l'ailette (2).
5- Dispositif (1) de contrôle de trajectoire selon la revendication 4, caractérisé en ce que lorsque l'ailette (2) est complètement déployée la cale (4) passe sous une échancrure (2c) de la base de l'ailette (2).
6- Dispositif de contrôle de trajectoire selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le canal (6) est obstrué à son extrémité orientée vers l'extérieur du dispositif (1) de manière à empêcher la cale (4) d'être éjectée du dispositif (1) sous l'effet de la force centrifuge.
7- Dispositif (1) de contrôle de trajectoire selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de glissières (3) équipées chacune d'une cale (4) et d'une paire de canaux (6) équipés de masselottes (8) disposés de part et d'autre de la rainure (10) de l'ailette (2).
8- Projectile (1) destiné à être tiré par un tube rayé, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de contrôle (1) de trajectoire selon une des revendications 1 à 25 7.