Brevet FR2028841A1 — publié le 19701016

i 2028841 la présente invention concerne tin système d'engin, et plus particulièrement un système d'engin du type projectile genre roquette. Les projectiles genre roquette non guidés de la technique anté-5 rieure, utilisés en air-air, air-sol, sol-sol, ou sol-air, se sont révélés gravement défectueux en ce qui concerne la précision du lancement. Par exemple, dans les systèmes de projectiles classiques à stabilisation par ailettes, l'engin n'est guidé sur sa trajectoire que par les forces aérodynamiques exercées par le courant 10 d'air mobile passant sur l'engin et sur ses ailettes de guidage. Bien que ce type de stabilisation aérodynamique contribue à maintenir le projectile sur une trajectoire prédéterminée en direction de son objectif, il ne compense pas le déplacement-de la poussée et, ou bien, de la masse du projectile lui-même. C'est-à-dire, que 15 des difficultés de fabrication communes dans la fabrication en série de ces engins produisent communément des forces de poussée excentrées provoquées ou par un défaut d'alignement de la tuyère ou par une combustion inégale du bloc de propergol, et des déplacements de la masse ou du centre de gravité du projectile tout entier. Ces 20 défectuosités amènent le projectile à dévier sensiblement de sa trajectoire prévue. Pour surmonter les problèmes ci-dessus associés à la stabilisation par ailettes, la technique antérieure a mis au point des projectiles stabilisés par rotation qui suppriment les déplacements 25 de poussée et, ou bien, du centre dé masse en faisant tourner le projectile autour de son axe longitudinal sur sa trajectoire. Ceci contribue à égaliser ces déplacements autour de l'axe du projectile, produisant de ce fait un effet de suppression et permettant au projectile de suivre sa trajectoire prévue. Ces projectiles stabi-30 lisés par rotation ne peuvent évidemment pas, utiliser des ailettes pour le guidage et la stabilisation à cause de la tendance qu'ont les ailettes, quand elles sont exposées à un courant d'air mobile, à réduire la rotation de l'engin. Ainsi, les avantages obtenus dans un système d'engin à stabilisation par ailettes sont 35 perdus. En conséquence, la présente invention a pour objectif de fournir un projectile ayant, à la fois, une stabilisation par rotation et une stabilisation aérodynamique. La solution au problème précédent conformément à la présente 40 invention est fournie par un projectile comportant i un corps 69 36941 2 2028841 allongé ayant une partie antérieure et une partie postérieure, un moyen de propulsion porté par ladite partie postérieure pour propulser ledit projectile sur une trajectoire vers vui objectif, un moyen destiné à faire tourner ledit projectile autour de son axe 5 longitudinal afin de stabiliser par rotation ledit projectile sur sa trajectoire et un moyen destiné à stabiliser aérodynamiquement ledit projectile, caractérisé par le fait que ledit moyen destiné à stabiliser aérodynamiquement ledit projectile, comporte un moyen aérodynamique, à rotation libre, porté par ledit projectile. lO Cependant un autre problème communément associé aux engins du type projectile genre roquette est celui de la déviation qui se produit quand le projectile quitte son dispositif de lancement. Il est bien connu qu'une des causes contribuant à l'imprécision du lancement d'un projectile genre roquëte est constituée par les 15 défections angulaires initiales et les vitesses imprimées au projectile quand il sort du lance-projectile. C'est-à-dire, dans l'intervalle de temps précédant immédiatement la séparation du projectile de son dispositif de lancement, l'extrémité postérieure ou arrière du projectile est encore supportée par le dispositif de 20 lancement une fois que le centre de gravité du projectile a dépassé l'extrémité antérieure du lance-projectile, et n'est plus supporté par ce dernier. Ainsi, le centre de gravité commence à tomber sous l'influence des forces de gravitation imprimant une accélération angulaire pointe en bas à l'assiette du projectile. Si le projec-25 tile est soumis à la rotation, une vitesse angulaire transversale prend naissance à cause des moments gyroscopiquès. Dans le passé, des tentatives ont été faites pour munir le projectile de patins ou sabots qui supportent, le projectile sur le rail de lancement ou dans le tube de lancement, ces patins ou sabots étant construits de 30 façon à se dégager simultanément des rails avant et arrière ou des parties avant et arrière du tube de lancement pour permettre au projectile d'être en état de trajectoire libre quand il sort du dispositif de lancement. Bien que ces dispositifs se soient généralement révélés acceptables pour empêcher la déviation indésirable, 35 leur utilisation a été limitée aux projectiles stabilisés par ailettes. De plus, ces patins ou sabots quittent la roquette après le lancement et donnent naissance à des débris, ou bien demeurent avec laroquëte et sont inefficaces du point de vue aérodynamique. Dans la plupart des cas, du fait de leur inefficacité aérodynamique, 40 ces patins ou sabots sont amenés à se détacher du projectile une 69 36941 3 2028841 fois qu'il quitte son dispositif de lancement. Dans, les projectiles lancés dans l'air à grande'vitesse, les débris auxquels donnent naissance le patin ou sabot retombant peuvent provoquer des détériorations considérables à l'avion lançant le projectile, à 5 d'autres avions se trouvant dans le voisinage immédiat, et aux habitants et aux habitations se trouvant au sol sous l'appareil. En conséquence, un objectif supplémentaire de la présente invention consiste à fournir un dispositif de lancement dans lequel les, erreurs de déviation sont éliminées. 10 La solution à ce problème, selon la présente invention, est apportée en donnant à 1-'appareil de lancement un diamètre intérieur plus petit à son extrémité arrière qu'à son extrémité avant, de ce fait l'arrière du dispositif de lancement supporte l'arrière du projectile, et l'extrémité avant supporte le moyen à ailettes 15 placé sur l'extrémité antérieure du projectile. L'invention a l'avantage de fournir un projectile ayant une précision de lancement sensiblement améliorée. Le projectile possède les caractéristiques de précision des projectiles stabilisés par rotation mais les vitesses de rotation sont relativement 20 faibles, diminuant ainsi les problèmes de conception et de fabrication associés à une rotation élevée. Le système, d'engin de la présente invention est caractérisé par la simplicité de sa construction, son faible prix de revient, et la facilité de son fonctionnement et de son utilisation. 25 Un mode de réalisation préféré de la présente invention va maintenant être décrit. . Sur les dessins : La Figure 1 est une vue longitudinale, partiellement en coupe, du projectile genre roquette et du dispositif de lancement 30 de la présente invention? . La Figure 2 est une vue en bout prise suivant la ligne 2-2 de la Figure 1; La Figure 3 est une coupe prise suivant la ligne 3-3 de la Figure 1? 35 La Figure 4 est une coupe prise suivant la ligne 4-4 de la Figure 1; et La Figure 5 est une vue perspective du projectile quand il sort du dispositif de lancement. Les numéros de référence correspondants indiquent les pièces 40 correspondantes sur toutes les vues différentes des dessins. 69 36941 4 2028841 En se référant maintenant aux dessins, et en particulier à la Figure 1, le présent système d'engin est représenté constitué d'un projectile genre roquette 1 à l'intérieur d'un dispositif de lancement 3. Le projectile comporte généralement un corps allongé 5 ayant une partie antérieure 5 et une partie postérieure 1, la partie antérieure comprenant un cône de charge et une fusée (non représentés) de construction classique et la partie postérieure portant un moyen de propulsion 9. Le moyen de propulsion 9 comporte un bloc de propergol de propulsion de roquette 11 et une tuyère 10 d'échappement 13 se terminant en une ouverture arrière 15. Des moyens 17 pour faire tourner le projectile autour de son axe longitudinal sont disposés autour de l'ouverture arrière 15. Le projectile 1 est supporté dans le dispositif de lancement 3 par des moyens de support avant et arrière, respectivement, 19 et 21 15 qui servent également à stabiliser aérodynamiquement le missile sur sa trajectoire, comme cela apparaîtra ci-àprès. Plus particulièrement, la partie antérieure 5 du projectile genre roquette 1 a une configuration aérodynamiquement fuselée et est destinée à contenir le cône de charge et la fusée. La partie 20 du corps postérieur 7 du projectile comporte un carter et un isolant de moteur à propulsion 25 contenant le bloc de propergol annulaire 11. Le support arrière 21 comporte une jupe évasée joignant la partie postérieure du corps 7 immédiatement après son milieu et comportant une partie s'évasant angulairement vers l'extérieur 25 27 et une partie faisant corps s'étendant longitudinalement 29, cette dernière comportant le support arrière du projectile. La tuyère d'échappement 13 est du type convergent-divergent et est fixée à son extrémité avant sur l'extrémité arrière du carter moteur 25 et se termine à sa partie arrière à l'ouverture de la 30 tuyère 15. Dans les limites de la partie divergente de la tuyère 13 se trouvent les quatre moteurs de rotation 17. Ces moteurs sont constitués chacun d'une chanibre de combustion 31 contenant un bloc de propergol 33. Une tuyère convergente-divergente 35 communique avec 35 la chambre de combustion 31 via un passage 37 s'étendant généralement longitudinalement de la tuyère à la chambre de combustion. Les axes longitudinaux de tuyère de moteur de rotation 35 s'étendent transversalement à l'axe longitudinal du projectile 1 pour produire des forces de poussée tangentielles qui font tourner le projectile 40 1 autour de son axe longitudinal dans le sens horaire, comme on le 69 36941 5 2028841 voit sur la Figure 2. Le support avant du projectile est muni d'une bague à ailettes 19 qui, comme on le voit mieux sur les Figures 1 et 4, comporte une bague ou ceinture 39 ayant quatre ailettes faisant corps 41 5 qui en partent radialement espacées à 90° autour de sa surface extérieure. La bague à ailettes 19 est tourillonnëe pour tourner par rapport au projectile 1 genre roquette entre les parties antérieure et postérieure de son corps au moyen d'un ensemble de roulement 43 disposé entre la bague 39 et une cuvette intérieure 10 45 portée par le projectile. Les ailettes 41 et la jupe évasée 21 ont une configuration aérodynamique destinée à stabiliser le projectile sur sa trajectoire. De plus, comme cela sera expliqué de façon plus complète ci-après, ces ailettes et la partie postérieure 29 de la jupe évasée 21 supportent et guident le projectile pen-15 dant la phase de lancement de sa trajectoire. En se référant à présent aux Figures 1 et 3, le dispositif de lancement 3 comporte un tube cylindrique è. paroi mince, à extrémité ouverte 47, comportant plusieurs supports 49 espacés autour de sa périphérie intérieure allant depuis le voisinage de l'extré-20 mité arrière du tube jusqu'au voisinage du centre du tube. Conme on l'a représenté sur la Figure 3, chacun des supports comporte un arrêtoir allongé 51 raccordé en queue d'aronde avec l'intérieur du tube 47. Plusieurs roulements à bille 53 sont retenus à intervalles égaux sur la longueur de 1*arrêtoir avec leurs surfaces supë-25 rieùres dépassant la surface supérieure de 1'arrêtoir. Les supports 49 sont espacés à intervalles de 90° autour de la périphérie intérieure du tube de lancement 47 pour supporter l'extrémité arrière du projectile genre roquette à sa partie de jupe s'étendant longi-tudinalement 29. Ainsi, l'effet des quatre supports 49 consiste à 30 diminuer le diamètre intérieur effectif du tube de lancement sur toute l'étendue des supports. Comme on le verra, les roulements 53 assurent un support à faible coefficient de frottement pour le déplacement à la fois en rotation et longitudinal du projectile. Les supports 49 et les dimensions relatives du tube de lance-35 ment 47 et du projectile 1 sont tels qu'ils éliminent la déviation pendant le lancement. C'est-à-dire,que la distance entre le bord postérieur"des ailettes 41 et l'extrémité de sortie antérieure du tube de lancement 47 est égale à la distance séparant le bord postérieur de la jupe du projectile 21 et le bord antérieur de 40 support 49. De plus, l'étendue radiale ou hauteur des arrêtoirs 69 36941 6 2028841 supports 51 et des roulements 53 est telle qu'elle offre un jeu suffisant pour empêcher un contact du projectile avec l'enveloppe du tube de lancement une fois que la jupe 21 quitte les supports 49. Ce jeu, ou différence entre les diamètres intérieurs avant 5 et arrière du tube de lancement, est calculé pour éviter le contact sensiblement dans toutes les conditions de lancement et suffit pour tenir compte die toutes les perturbations considérées comme susceptibles d'influencer les déplacements relatifs projectile - lance-projectile, telles que des asymétries dans la 10 gravité du projectile, un déplacement de poussée, des vitesses initiales angulaires du corps, des charges d'air s'exerçant sur le projectile, et des vitesses et des accélérations angulaires et linéaires de la plate-forme de lancement. Le fonctionnement se fait de la manière suivante : 15 Le système d'engin de la présente invention va être décrit en relation avec un projectile genre roquette non guidé air-sol, étant entendu toutefois que l'engin peut être utilisé de façon différente, par exemple en air-air, en sol-sol, et en sol-air, et avec des possibilités pour qu'il soit guidé ou non guidé. Dans 20 une configuration air-sol, le tube de lancement 47 peut être utilisé, à la fois, comme container de protection d'expédition pour le projectile 1 et comme lance-projectile, ou seulement comme tube de lancement pouvant être réutilisé. Le tube de lancement 47 est monté de façon mobile ou rigide sur un avion du type à ailes fixes 25 ou rotatives. Dans tui mode de réalisation pour les projectiles genre roquette de 105 mm, le tube 47 a environ 1,232 mètres de long avec des diamètres intérieurs avant et arrière, respectivement, de 155,4 mm et de 142,24 mm. Au cours du fonctionnement, l'avion dirige l'engin d'une 30 façon classique soit en déplaçant le tube de lancement par rapport à l'avion pour le diriger sur l'objectif soit en dirigeant avion et tube de lancement sur l'objectif. Quand on désire lancer le projectile 1, on actionne un allumeur classique à mise a feu électrique pour allumer les moteurs de rotation 17 à propergol 35 solide. Les forces de poussée dirigées tangentiellement produites par les gaz du propergol sortant des tuyères 35 des moteurs de rotation amènent le projectile 1 à tourner autour de son axe longitudinal, un support de rotation à faible coefficient,de frottement est ménagé à l'extrémité antérieure du projectile par 40 l'ensemble de roulement de bague à ailettes 43, de ce fait la bague 69 36941 7 2028841 à ailettes 39 et les ailettes 41 demeurent relativement fixes tandis que le corps du projectile tourne à l'intérieur, et à l'extrémité postérieure du projectile par la partie de jupe s*étendant longitudinalement 29 passant sur les roulements 53. Après avoir 5 atteint sa vitesse de rotation prévue de, par exemple, 200 tours par seconde, le bloc de propergol du moteur à propulsion 11 est . allumé électriquement pour accélérer le projectile dans une direction longitudinale. Etant donné que la distance entre le bord de fuite des ailettes 41 et l'extrémité sortie avant du tube de lan-10 cernent 47 est égale à la distance séparant l'extrémité postérieure de la jupe s*étendant longitudinalement 29 du projectile 1 de l'extrémité antérieure des supports de projectile 49, les ailettes 41 dépassent l'extrémité antérieure du tube de lancement en même temps que l'extrémité postérieure du projectile dépasse l'extrémité 15 antérieure des supports 49 et se déplace dans la partie à diamètre intérieur supérieur du tube de lancement. Cet état est représenté sur la Figure 5. Le projectile est ainsi dans la phase de lancement en trajectoire libre et est en partie contenu à l'intérieur de l'enveloppe du lance-projectile. Etant.donné que les supports 20 de projectile avant et arrière quittent simultanément le tube de lancement, et étant donné que le jeu dans la section avant du tube de lancement est suffisant pour empêcher un contact du projectile sensiblement dans toutes les conditions de lancement, les erreurs de déviation normalement associées au: projectiles lancés par tubes 25 sont éliminées. A mesure que le projectile progresse sur sa trajectoire en direction de son objectif prévu, il est aérodynamiquement stabilisé par la bague à ailettes à rotation libre 19 placée à son extrémité antérieure, qui a tendance à rester fixe à cause des forces 30 aérodynamiques exercées sur elle par le courant d'air mobile, et sur la jupe évasée 21. placée à son extrémité postérieure. Le projectile est également stabilisé en rotation pour réduire la tendance de l'axe longitudinal du projectile à tourner à mesure que des moments aérodynamiques prennent naissance autour du centre de 35 gravité du projectile. Les couples aérodynamiques se produisent quand une déviation de 1'incidence provoque une force de portance nette sur le corps du projectile. Le point d'application de la force nette est connu sous le nom de centre de pression aérodynamique et ce point, en général, ne coïncide pas avec le centre de 40 gravité du projectile. La distance de séparation relative entre 69 36941 8 2028841 le centre de pression et le centre de gravité combinée avec la force de portance nette donne naissance à un couple autour du centre de gravité qui tend à faire tourner l'axe du corps dans une direction qui dépend de ce que la force est localisée en avant 5 ou en arrière du centre de gravité. Outre qu'elle assure une stabilisation par rotation, la rotation imprimée au projectile par les moteurs de rotation 17 réduit également la déviation de trajectoire provoquée par des asymétries radiales du centre de gravité et, ou bien, de la poussée. Cette combinaison de la stabi-lo lisation aérodynamique et par rotation provoque une importante amélioration de la précision du lancement sur celle que l'on obtenait soit avec les engins du type roquette non guidés classiques ou bien stabilisés aérodynamiquement ou bien stabilisés par rotation. Etant donné que la déviation est éliminée et que les sup-15 ports de roquette, c'est-à-dire,les ailettes 41 et la jupe 21, restent comme une partie faisant corps avec le projectile, utile aérodynamiquement, sur sa trajectoire, on obtient une précision de lancement élevée sans production des débris normalement associés aux projectiles lancés par tube. 20 Eu égard à ce qui précède, on verra que les nombreux objectifs de la présente invention ont été atteints et que d'autres résultats avantageux ont été obtenus. 69 36941 9 2028841 REVENDICATIONS 1. Un projectile comportant : un corps allongé ayant une partie antérieure et une partie postérieure, un moyen de propulsion porté par ladite partie postérieure pour propulser ledit projectile sur une trajectoire vers un objectif, caractérisé par un 5 moyen destiné à faire tourner ledit projectile autour de son axe longitudinal afin de stabiliser par rotation ledit projectile sur sa trajectoire, et un moyen destiné à stabiliser aérodynamiquement ledit projectile, caractérisé par le fait que ledit moyen destiné à stabiliser aérodynamiquement ledit projectile, comporte un 10 moyen aérodynamique à ailettes, à rotation libre, porté par ledit projectile. 2. Un projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen à ailettes est porté par ladite partie de corps antérieure et constitue un support avant pour le projectile 15 pendant le lancement. 3. Un projectile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen destiné à stabiliser aérodynamiquement le projectile comporte une jupe aérodynamique évasée portée par ladite partie de corps postérieure, ladite jupe comportant un support 20 arrière pour le projectile pendant le lancement. 4. Un projectile selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit moyen à ailettes comporte une bague entourant ledit corps de projectile et ayant plusieurs ailettes aérodynamiques qui en partent radialement, ladite bague étant 25 tourillonnée sur ledit corps pour tourner par rapport à lui. 5. Un projectile selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite jupe évasée comporte une partie s'évasant angu-lairement et une partie s*étendant longitudinalement, cette dernière constituant ledit support arrière. 30 6. Un projectile selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, dans lequel ledit moyen de propulsion comporte un moteur de roquette à propergol solide, caractérisé en ce que ledit moyen destiné à faire tourner ledit projectile comporte un moteur de rotation à propergol solide, à tuyère d'échappement dirigée géné- 35 ralement tangentiellement. 7. Un lance-projectile pour le projectile exposé dans les revendications précédentes 3, 4, 5 ou 6, comportant tin tube à extrémité ouverte, caractérisé en ce que le diamètre intérieur dudit tube est plus petit à son extrémité arrière qu'à son 69 36941 10 2028841 extrémité avant. 8. Uïi lance-projectile selon la revendication 7, caractérisé en ce que les diamètres intérieurs des parties arrière et avant dudit tube lance-projectile sont sensiblement égaux, respective- 5 ment, aux diamètres : de la partie de la jupe qui s'étend longitudinalement, et des ailettes dudit projectile. 9. Un lance-projectile selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'extrémité arrière dudit tube cemporte plusieurs supports s'étendant longitudinalement fixés autour de 10 sa périphérie intérieure pour supporter l'extrémité arrière dudit projectile, lesdits supports comportant chacun un arrêtoir allongé fixé à la paroi intérieure dudit tube, et des roulements portés par ledit arrêtoir pour fournir un support de projectile rotatif et longitudinal à faible coefficient de frottement. 15 10. un lance-projectile selon la revendication 9, caractérisé en ce que dans sa condition de chargement par un projectile, la distance séparant le bord arrière des ailettes du projectile et l'extrémité avant dudit tube est égale à la distance séparant l'extrémité arrière de la jupe du projectile de l'extrémité avant 20 desdits supports s'étendant longitudinalement.