WO2008071608A1 - Dispositif d'empennage porteur deployable pour obus - Google Patents

Dispositif d'empennage porteur deployable pour obus Download PDF

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WO2008071608A1
WO2008071608A1 PCT/EP2007/063372 EP2007063372W WO2008071608A1 WO 2008071608 A1 WO2008071608 A1 WO 2008071608A1 EP 2007063372 W EP2007063372 W EP 2007063372W WO 2008071608 A1 WO2008071608 A1 WO 2008071608A1
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leaves
fins
shell
leaf
ammunition
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PCT/EP2007/063372
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English (en)
Inventor
Jean-François Denis
Patrick Cohe
Original Assignee
Thales
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/02—Stabilising arrangements
    • F42B10/14—Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel
    • F42B10/16—Wrap-around fins

Definitions

  • the present invention relates to an expandable carrier stabilizer device for artillery ammunition.
  • most empennages are not carriers but stabilizers.
  • Most current solutions are like folding wings in the form of shells conforming to the outer cylindrical shape of the shell. The size of these known devices is reduced, but this form of fins is not at all planing and moreover their deployment is limited by the caliber of the ammunition.
  • the present invention relates to an expandable carrier tail device for artillery ammunition to increase the length of the hovering flight of the ammunition on its path.
  • the empennage device is characterized in that it comprises a stabilizer with one or more pairs of fins (necessary condition to have a good planing wing), each fin having at least two plane leaves, folded at start of the blow and protected by a base, these fins unfolding in flight, after ejection of the base, by the effect of the gyration of the ammunition, their leaves then coplanar.
  • a stabilizer with one or more pairs of fins (necessary condition to have a good planing wing), each fin having at least two plane leaves, folded at start of the blow and protected by a base, these fins unfolding in flight, after ejection of the base, by the effect of the gyration of the ammunition, their leaves then coplanar.
  • FIG. 1 is a perspective view of a base of shells with a snatch showing part of the folded tail of the invention
  • - Figure 2 is a perspective view of the folded tail of Figure 1, the base being removed
  • Figures 3 and 4 are further perspective views showing the folded fins of different embodiments at different angles
  • FIG. 5 is a perspective view of an embodiment of an unfolded fin of the device of the invention
  • Figure 6 is a perspective view of the fin of Figure 5 deployed and fixed on the shell.
  • the present invention is described below with reference to a shell equipped with a tail with four folding wings each having two planar leaves, but it is understood that it can be applied to other types of artillery ammunition and that it is not limited to the embodiment with four folding wings each having two leaf leaves, and may have a different number of fins, and that its fins may have more than two leaves planes.
  • the body of the shell 1, of which only the posterior end 2 has been shown in the drawing, is extended by a beam 3 which supports the base 10.
  • the beam 3 is connected to the end 2 of the body of the shell. shell by a substantially planar crown-shaped wall 4, this central beam supports the flange 3 a.
  • a stabilizer 5 with four identical deployable fins 6 to 9 is fixed on the wall 4 and the flange 3A, and is capped, before the launch of the shell, with a cylindrical base 10 whose external diameter is substantially equal to that of the body 2.
  • the fins 6 to 9 each consist of two leaf leaves having a general shape of rectangular parallelepipeds of small thickness (a few millimeters), respectively referenced 6 A and 6B to 9A and 9B. We will call later "plan" of these leaves the plane parallel to their large faces and passing through their center.
  • the leaves 6A to 9A are articulated by one of their short sides on axes of rotation 6C to 9C respectively, these axes being fixed by one of their ends on the wall 4 and the flange 3A, parallel to the longitudinal axis of the shell, by being regularly spaced (arranged at 90 ° to each other) on a common circle which is centered on the longitudinal axis of the shell and located between the central beam and the internal diameter the base of the shell.
  • a plate 3A is fixed at the other end of the axes 6C to 9C, perpendicularly to the longitudinal axis of the beam 3.
  • the length of the leaves 6A to 9A, measured perpendicularly to their corresponding axis of rotation, is greater than the distance separating two successive axes of rotation.
  • the rotation of the leaves 6A to 9A around their respective axes of rotation is limited, by means not shown in the drawing, at about 270 °.
  • the first extreme position in rotation that these leaves can occupy, and here called “rest position" of the fins 6 to 9 is a position for which each of them is in contact with the end hinged next leaf (considered in the sense of clockwise in this case, the shell being seen from the rear), the first extreme position being that for which we can cap the fins 6 to 9 with their hood protection, which prevents any movement of the leaves when in place.
  • the empennage 5 thus folded in the rest position forms a polyhedron whose contour, considered in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the shell, is approximately square.
  • each of the four fins has more than two leaves, their length and the way they are folded are such that said contour remains a square.
  • the said contour of the polygon comprises a corresponding number of sides.
  • the leaves 6B to 9B are hinged to the respective ends of the carrier leaves 6A to 9A opposite to those which are articulated on the axes 6C to 9C.
  • the rotation of the end leaves, once the fins 6 to 9 are mounted on the axes of rotation 6C to 9C, is limited to about 90 °.
  • each of the leaves other than the door leaf comprises such stops which rest on the corresponding leaf (previous leaf).
  • the joints of the end leaves and the carrier leaves each comprise a non-return device 6 E, not shown on the carrier leaves blocking each of the leaves in the deployed position.
  • the shell 1 is launched with the cap 10 covering the fins 5 folded, as shown in Figure 1.
  • the launching of the shell is done so as to print a rotational movement about its longitudinal axis (rolling motion).
  • the cap 10 which hoods the fins is ejected, which causes the deployment of the fins under the simple effect of the gyration of the shell and taking wind leaves.
  • the direction of folding fins is, of course, such that the gyration of the shell forces them to unfold: thus, for the example shown in the drawing, the rotation of the shell, as seen from the back , is done in the direction of clockwise.
  • the solution of the invention allows the opening of true aerodynamically carrier fins of straight shapes necessary for an optimal gliding flight of the ammunition.
  • These fins fold into the base of the ammunition in two or more leaves, while having a minimum footprint compatible with the diameter of the ammunition, the base being ejectable during the flight. They unfold under the effect of gyration of the munition.
  • the fin deployment is stopped by stops located on the axis of the foot of the fins with the possibility of an anti-return.
  • the invention thus makes it possible to have a large deployment of the fins.

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Abstract

La présente invention est relative à un dispositif d'empennage porteur déployable pour munitions d'artillerie, caractérisé en ce qu'il comporte un empennage (5) à ailettes (6 à 9), chaque ailette comportant au moins deux vantaux plans(6A, 6B à 9A, 9B), repliés au départ du coup et protégés par un culot, ces ailettes se déployant en vol, après éjection du culot, par l'effet de la giration de la munition, leurs vantaux étant alors coplanaires.

Description

DISPOSITIF D'EMPENNAGE PORTEUR DEPLOYABLE POUR OBUS
La présente invention se rapporte à un dispositif d'empennage porteur déployable pour munitions d'artillerie. Actuellement, la plupart des empennages ne sont pas porteurs mais stabilisateurs. La plupart des solutions actuelles se présentent comme des ailettes repliables sous forme de coquilles épousant la forme cylindrique externe de l'obus. L'encombrement de ces dispositifs connus est réduit, mais cette forme d'ailettes n'est pas du tout planante et de plus leur déploiement est limité par le calibre de la munition.
La présente invention a pour objet un dispositif d'empennage porteur déployable pour munitions d'artillerie permettant d'augmenter la longueur du vol plané de la munition sur sa trajectoire.
Le dispositif d'empennage conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un empennage à une ou plusieurs paires d'ailettes (condition nécessaire pour avoir une bonne voilure planante), chaque ailette comportant au moins deux vantaux plans, repliés au départ du coup et protégés par un culot, ces ailettes se déployant en vol, après éjection du culot, par l'effet de la giration de la munition, leurs vantaux étant alors coplanaires. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel : la figure 1 est une vue en perspective d'un culot d'obus avec un arraché montrant une partie de l'empennage replié de l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective de l'empennage replié de la figure 1 , le culot étant retiré, les figures 3 et 4 sont d'autres vues en perspective montrant sous différents angles les ailettes repliées de l'invention, la figure 5 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'une ailette dépliée du dispositif de l'invention, et la figure 6 est une vue en perspective de l'ailette de la figure 5 déployée et fixée sur l'obus.
La présente invention est décrite ci-dessous en référence à un obus muni d'un empennage à quatre ailettes repliables comportant chacune deux vantaux plans, mais il est bien entendu qu'elle peut s'appliquer à d'autres types de munitions d'artillerie et qu'elle n'est pas limitée au mode de réalisation à quatre ailettes repliables comportant chacune deux vantaux plans, et peut comporter un nombre différent d'ailettes, et que ses ailettes peuvent comporter plus de deux vantaux plans. Le corps de l'obus 1, dont on n'a représenté que l'extrémité postérieure 2 sur le dessin, se prolonge par une poutre 3 qui supporte le culot 10. La poutre 3 est reliée à l'extrémité 2 du corps de l'obus par une paroi 4 en forme de couronne sensiblement plane, cette poutre centrale supporte le flasque 3 a.
Un empennage 5 à quatre ailettes déployables identiques 6 à 9 est fixé sur la paroi 4 et le flasque 3 A, et il est coiffé, avant le lancement de l'obus, d'un culot cylindrique 10 dont le diamètre extérieur est sensiblement égal à celui du corps 2. Les ailettes 6 à 9 se composent chacune de deux vantaux plans ayant une forme générale de parallélépipèdes rectangles de faible épaisseur (quelques millimètres), respectivement référencés 6 A et 6B à 9A et 9B. On appellera par la suite « plan » de ces vantaux le plan parallèle à leurs grandes faces et passant par leur centre.
Les vantaux 6A à 9A (dits ici « vantaux porteurs ») sont articulés par un de leurs petits côtés sur des axes de rotation 6C à 9C respectivement, ces axes étant fixés par une de leurs extrémités sur la paroi 4 et le flasque 3 A, parallèlement à l'axe longitudinal de l'obus, en étant régulièrement espacé (disposés à 90° les uns des autres) sur cercle commun qui est centré sur l'axe longitudinal de l'obus et situé entre la poutre centrale et le diamètre interne du culot de l'obus. Une plaque 3A est fixée à l'autre extrémité des axes 6C à 9C, perpendiculairement à l'axe longitudinal de la poutre 3. La longueur des vantaux 6 A à 9 A, mesurée perpendiculairement à leur axe de rotation correspondant, est supérieure à la distance séparant deux axes de rotation successifs.
La rotation des vantaux 6A à 9A autour de leurs axes de rotation respectifs est limitée, par des moyens non représentés sur le dessin, à environ 270°. La première position extrême en rotation que peuvent occuper ces vantaux, et appelée ici « position de repos » des ailettes 6 à 9 (voir figures 1 , 3 et 4) est une position pour laquelle chacun d'eux est au contact de l'extrémité articulée du vantail suivant (considéré dans le sens des aiguilles d'une montre dans le cas présent, l'obus étant vu de l'arrière), cette première position extrême étant celle pour laquelle on peut coiffer les ailettes 6 à 9 avec leur capot de protection, qui empêche tout mouvement des vantaux lorsqu'il est en place. L'empennage 5 ainsi replié en position de repos forme un polyèdre dont le contour, considéré dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'obus, est approximativement carré. Bien entendu, si chacune des quatre ailettes comporte plus de deux vantaux, leur longueur et la façon dont ils sont repliés sont telles que ledit contour reste un carré. Il est également bien entendu que si l'empennage comporte plus de quatre ailettes, le dit contour du polygone comporte un nombre correspondant de côtés.
La deuxième position extrême en rotation de ces vantaux 6A à 9A (voir figure 6) est celle pour laquelle leur plan est confondu avec un rayon passant par l'axe longitudinal de la poutre 3 et par l'axe de rotation (6C à 9C) correspondant. On notera qu'en figure 2, l'ailette 6 est légèrement décalée de sa position de repos.
Les vantaux 6B à 9B (dits ici « vantaux d'extrémité ») sont articulés aux extrémités respectives des vantaux porteurs 6A à 9A opposées à celles qui sont articulées sur les axes 6C à 9C. La rotation des vantaux d'extrémité, une fois que les ailettes 6 à 9 sont montées sur les axes de rotation 6C à 9C, est limitée à environ 90°. La première position extrême en rotation des vantaux d'extrémité, telle que représentée en figures 1 , 3 et 4, et correspondant à la position de repos précitée, est celle pour laquelle ces vantaux d'extrémité sont sensiblement perpendiculaires aux vantaux porteurs respectifs, et sont pratiquement parallèles aux vantaux porteurs suivants (le vantail 6B est pratiquement parallèle au vantail 7A, et ainsi de suite), et en fait, chaque vantail d'extrémité s'appuie alors sur l'extrémité tubulaire articulée du vantail porteur suivant, la longueur des vantaux porteurs étant déterminée en conséquence. La deuxième position extrême en rotation des vantaux d'extrémité 6B à
9B (voir figures 5 et 6) est celle pour laquelle ils sont dans le prolongement des vantaux porteurs correspondants, formant ainsi à chaque fois une ailette rectiligne plane. Cette deuxième position extrême des vantaux d'extrémité est déterminée par des butées 6E à 9E, qui sont au nombre de deux pour le présent exemple et qui sont formées sur leurs extrémités articulées et s'appuient sur l'extrémité du vantail porteur correspondant. Bien entendu, si les ailettes comportent plus de deux vantaux, chacun des vantaux autres que le vantail porteur comporte de telles butées qui s'appuient sur le vantail porteur (vantail précédent) correspondant. De façon avantageuse, les articulations des vantaux d'extrémité ainsi que les vantaux porteurs comportent chacun un dispositif anti-retour 6 E, non représenté sur les vantaux porteurs bloquant chacun des vantaux en position déployée.
Le déploiement des ailettes décrites ci-dessus se fait de la façon suivante.
L'obus 1 est lancé avec le culot 10 coiffant les ailettes 5 repliées, comme représenté en figure 1. Le lancement de l'obus se fait de façon à lui imprimer un mouvement de rotation autour de son axe longitudinal (mouvement de roulis). Au bout d'un temps défini le culot 10 qui encapuchonné les ailettes est éjecté, ce qui entraîne le déploiement des ailettes sous le simple effet de la giration de l'obus et de la prise au vent des vantaux. Le sens de pliage des ailettes est, bien entendu, tel que la giration de l'obus les force à se déplier : ainsi, pour l'exemple représenté sur le dessin, la rotation de l'obus, tel que vue de l'arrière, se fait dans le sens des aiguilles d'une montre.
En conclusion, la solution de l'invention permet l'ouverture de vraies ailettes aérodynamiquement porteuses de formes droites nécessaires pour un vol plané optimal de la munition. Ces ailettes se replient dans le culot de la munition en deux ou plusieurs vantaux, tout en présentant un encombrement minimal compatible avec le diamètre de la munition, le culot étant éjectable au cours du vol. Elles se déploient sous l'effet de giration de la munition. L'arrêt du déploiement des ailettes s'effectue grâce à des butées situées sur l'axe du pied des ailettes avec possibilité d'un anti- retour. L'invention permet ainsi d'avoir un déploiement important des ailettes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'empennage porteur déployable pour munitions d'artillerie, caractérisé en ce qu'il comporte un empennage (5) à une ou plusieurs paires d'ailettes (6 à 9), chaque ailette comportant au moins deux vantaux plans(6A, 6B à 9A, 9B), repliés au départ du coup et protégés par un culot (10), ces ailettes se déployant en vol, après éjection du culot, par l'effet de la giration de la munition, leurs vantaux étant alors coplanaires.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier vantail, dit vantail porteur est articulé sur un axe de rotation (6C à 9C) fixé entre une paroi postérieure du corps de la munition (4) et un flasque 3A perpendiculaire à l'axe longitudinal de la munition, les différents axes de rotation étant disposés de façon régulière sur un cercle concentrique à l'axe longitudinal de la munition et étant parallèles au dit axe longitudinal.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour chaque ailette, chaque vantail autre que celui fixé à rotation sur la munition comporte au moins une butée (6E à 9E) s 'appuyant sur le vantail précédent qui le supporte.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les articulations des vantaux comportent des dispositifs antiretour les bloquant en position déployée.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la munition est un obus.
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