Brevet FR2010278A1 — publié le 19700213

L'invention concerne une fusée à plusieurs étages avec dispositif de pilotage par jet. On sait qu'à l'aide d'un dispositif de pilotage par jet, on peut gouverner une fusée même en l'absence de forces aérodynamiques ou en présence de forces têlleis mais insuffisantes pour produire les couples nécessaires à la stabilisation et au guidage, comme c'est par.exemple le cas dans la phase de lancement, ou accélération., En dépit de cet avantage, on a généralement renoncé jusqu'à présent au pilotage par jet dans la phase de lancement, en particulier sur les engins porteurs à deux étages et relativement faible rayon d'action n'ayant pas à transporter de charges utiles de grande valeur/pilotés aérodynamiquement sur une partie importante de leur trajectoire, c'est-à-dire ne sortant pas de l'atmosphère terrestre i ce pilotage par jet aurait en effet nécessité des organes de réglage supplémentaires pour la première phase, celle du lancement» Dans les fusées porteuses, à étages multiples, plus importantes chacun des étages comporte ses propres organes de réglage de vol, notamment un appareil à gouverner convertissant les signaux de réglage et de guidage en des grandeurs de réglage mécaniques permettant par exemple de déplacer en conséquence des gouvernails plongeant dans le jet du propulseur. Ce mode de construction a fait ses preuves, mais il présente l'inconvénient d'exiger un nombre d'appareils à gouverner et de groupes additionnels ou auxiliaires appropriés qui correspond à celui des étages de fusée nécessaires à l'engin pour le transport, d'une charge utile à un endroit voulu, appareils et groupes destinés d'ailleurs à être perdus comme les divers étages. L'invention a pour objet de remédier à cet inconvénient par une fusée à plusieurs étages avec dispositif de pilot.age par'jet caractérisée par un seul appareil à gouverner commun à tous les étages et conjugué, par l'intermédiaire d'organes détachables de transmission de force connus en eux-mêmes, avec les gouvernails de tous les étages, l'un au moins de ces derniers comportant des gouvernails de jeto Cette solution permet d'abaisser notablement le prix des engins porteurs en question par une économie importante d'éléments de construction tout en accroissant la précision avec laquelle un tel engin atteint l'endroit fixé et/ou simplifiant aussi 69 18588 2 2010278 l'équipement de lancement, étant donné que l'on peut effectuer des manoeuvres de guidage dès le départ. . • . _ ■ Dans une fusée à plusieurs étages associés.en tandem, ou flèche, les gouvernails de jet sont affectés au propulseur de 5 lancement agencé ën étage de tandem et l'appareil à gouverner est placé dans l'étage renfermant le propulseur.de .croisièreo Si les propulseurs de lancement sont montés parallèlement à celui de croisière, c'est-à-dire s'il s'agit de ^propulseur en faisceau", les gouvernails de jet sont affectés à l'étage, de 10 fusée qui renferme le propulseur dé croisière et aussi, comme dans le cas précédent, l'appareil à gouvernera Pour retirer de cet agencement les avantages précités il faut à vrai dire que le propulseur de croisière fonctionne lui aussi lors du lancement de l'engin porteur. 15 Dans une telle fusée à plusieurs étages, avec propulseurs en faisceau, un anneau détachable servant à la fixation des propulseurs de lancement sur l'extrémité arrière du propulseur de croisière supporte avantageusement les gouvernails de jet. De cette façon, les gouvernails dé jet sont également éjec- 20 tés lorsque' les propulseurs de lancement se -séparent du propul— «l'engin porteur seur de croisière è'V est pilote aarodynamiquement, de la manière habituelle," après la phase de lancement. L'invention sera mieux comprises à l'aide de la description détaillée de deux modes dé réalisation pris comme exemples non 25 limitatifs et illustrés par le' dessin, sur lequel • : . la figo 1 représente une fusée à plusieurs étages^associés en tandem; • •- • - V ; ^ la fig.'2 représente une fusée'à plusieurs .étages":avec propulseurs de lancement et de croisière montés parallèlementj- 30 la figo 3 représente à une échelle "agrandie un détail de la figo 2o * - ~ .i-Ç - ; , L'engin porteur 10, à deux étages et a-stabilisateurs, disposés en croix, c-onforme à là fig. 1 ' comporte tin -propulseur- de . lancement 11 et un autre étage de fusée 13 relié à ce-'detnier. 35 par une structure de poussée 12 et renfermant un propulseur de croisière dont on s'est borné à représenter une partie de la tuyère 140 Un appareil à gouverner 16 actionnant, • par leurs axes 17, des gouvernails aérodynamiques 18 esb installe, en plus de nombreux autres groupes non représentés, dans l'étage de fusée 13, qui est équipé de stabilisateurs aérodynamiques 15 en croix. 40 69 18588 2010278 Aux gouvernails 18 sont attelés, par une fente de liaison 19, des organes de transmission mécaniques 20 articulés chacun dans un carter 21 et agissant par l'intermédiaire de tringles 22 sur d'autres organes de transmission 23 qui actionnent les gouvernails 5 de jet 26 placés dans la tuyère 24 du propulseur de lancement0 Comme on le voit sur la figure, cet engin porteur à plusieurs étages présente donc un seul appareil à gouverner 16 agissant aussi bien sur les gouvernails aérodynamiques 13 du second étage 13 que, par l'intermédiaire des organes de transmission mécaniques 10 détachables 20, 22 et 23, sur les gouvernails de jet 26 du premier étage 11, si bien que le pilotage de l'engin est possible dès la phase de lancements L'étage 11, après Hon extinction, se sépare de l'étage 13, la structure de poussée 10 sautant alors sous l'action d'organes non représentés. Les organes de transmis-15 sion en prise jusqu'alors avec les gouvernails aérodynamiques 18 par les fentes 19 se dégagent en même temps desdits gouvernails» L'engin porteur ne comprend plus désormais que l'étage de fusée 13, en vol entièrement autonome et piloté aérodynamiquement par les gouvernails 18 à partir de l'appareil à gouverner 16. 20 L'engin porter 31 à plusieurs étages représenté à titre de second exemple par la figure 2 a ses propulseurs groupés en faisceau. L'étage principal 33 comporte un propulseur de croisière dont on n'a représenté que la tuyère 32 et parallèlement auquel sont montés les propulseurs de lancement 54 rfc 35. Il* présentent „ aerolynamiques 25 «usai d»é itftbillyfcteùrx 36 en croix et des gouvernails/ 18. Les propulseurs de lancement 34 et 35 formant le premier étage de la fusée sont fixés par un anneau 37 sur l'extrémité inférieure de l'étage principal 33 renfermant le propulseur de croisière, et le surface latérale 38 de cet anneau 37 entoure ladite 30 extrémité. Comme dans le premier exemple, 1œ gouvernails sont commandés par un seul et même appareil à gouverner 16 placé à l'intérieur de l'étage principal 33 et agissant d'une part, sur les gouvernails aérodynamiques 18 de ce même étage par leurs axes 17, d'autre part, à l'aide d'une timonerie détachable 22, sur les 35 gouvernails de jet 39 placés, dans ce second cas, vers la sortie de la tuyere 32 du propulseur de croisière et pivotant dans des paliers intérieurs de l'anneau 380 Après leur extinction, les propulseurs de lancement 34 et 35 de l'engin ainsi agencé se séparent de l'étage principal 33 40 par éclatement de la bague 37a La timonerie 22 se détachant en 69 18588 2010278 même temps de lfappareil à* gouverner 16, les gouvernails de jet 39 sont expulsés avec lésdits propulseurs 34 et 35. L'étage principal 33 entraîné par son propulseur de croisière est ensuite pilotable, aérodynamiquement, de la manière habituelle» Pour réa— 5 liser un pilotage par jet dans la phase de lancement, il faut, sur ce second type d'engin, que le propulseur de croisière soit lui aussi allumé dès le début. De ce qui précède il résulte donc qu'un seul appareil à gouverner actionne les gouvernails de la fusée à plusieurs étages 10 - et qu'en cas de séparation d'un étage, la liaison dynamique agissant sur les gouvernails dudit étage est également supprimée sans modifier aucunement la capacité de fonctionnement des étages restants» Il est bien entendu possible de remplacer les organes de transmission mécaniques ci-dessus décrits par des organes hy-15 drauliques9 électriques ou autres ainsi que d'utiliser un en— ggn porteur à trois étages ou davantage, au lieu de deux, sans sortir pour autant du cadre de l'invention» 69 18588 5 2010278 REVENDICATIONS 1°) Fusée à plusieurs étages avec dispositif de pilotage par jet caractérisée par un seul appareil à gouverner commun à tous les étages et conjugué, par l'intermédiaire d'organes de 5 transmission de force détachables avec les gouvernails de tous les étages, l'un au moins de ces derniers comportant des gouvernails de jeto 2°) Pusée à plusieurs étages selon la revendication 1 caractérisée par le fait que les gouvernails de jet sont affectés au 10 propulseur de lancement agencé en étage de tandem» 3°) Fusée à plusieurs étages selon la revendication 1 caractérisée par le fait que, les propulseurs de lancement et le propulseur de croisière étant disposés parallèlement, les gouvernails de jet sont affectés au propulseur de croisière en étant 15 détachables de ce dernier. 4°) Fusée à plusieurs étages selon la revendication 3 caractérisée par le fait qu'un anneau détachable servant à la fixation des propulseurs de lancement sur l'extrémité arrière du propulseur de croisière supporte les gouvernails de jet détachable! 20