Brevet FR2080745A1 — publié le 19711119

056C6 i 2080745 La présente invention concerne le montage d'un ensemble sur un projectile pouvant lancer un groupe ou ensemble qui est logé dans une chambre du projectile, dont il se sépare à un instant donné après le départ du coup de manière à tourner avec la plaque 5 de culot du projectile autour d'un axe de symétrie commun au groupe et à cette plaque. Le groupe comporte un frein de rotation,qui lui imprime un ralentissement angulaire lors de son amorçage. La dénomination "groupe " désigne ici une unité contenant une fusée ou artifice de type quelconque,par exemple éclairante ou fournis-10 sant un brouillard, ainsi qu'un ou plusieurs parachutes correspondants, qui doivent se déployer une fois que la fusée ou artifice a été freinée dans ses mouvements le long et autour de l'axe de symétrie et que suspendue à son ou à ses parachutes elle peut alors flotter en descendant vers le sol.Le freinage du mouvement 15 du groupe le long de l'axe de symétrie est assuré normalement par un parachute de freinage destiné à entrer en action lorsque le groupe est éjecté de la chambre du projectile,ou après cette éjection. Le projectile précité est tiré d'un tube de canon à l'aide 20 d'une charge qui développe à la mise à feu une pression de gaz assurant la propulsion du projectile, dont la plaque de culot' constitue alors une fraction importante de la surface sur laquelle agit la pression de gaz. Le culot doit donc être relativement robuste et constitue donc une pièce massive et lourde, au moins dans 25 un projectile de gros calibre. Pour de tels projectiles,le culot massif et lourd a entraîné de graves inconvénients, car il reste sur la trajectoire de la fusée (groupe)parachutée éjectée de la chambre du projectile et suit la fusée, dans des conditions telles qu'au moment où le parachute de freinage de celle-ci se déplo-30 ye et la ralentit,le culot risque de heurter le parachute ou la fusée et de l'endommager. Pour résoudre ce problème,on a proposé de prévoir une plaque de culot excentrée,en lui imprimant ainsi, sous l'effet de la rotation angulaire qui lui est imprimée autour de 1'axe de sy- 35 métrie dans le projectile, une trajectoire s'écartant de celle du groupe. Il s'est avéré toutefois qu'on ne peut pas donner à l'ex- centration du culot une valeur suffisamment grande sans créer en même temps des problèmes de stabilisation pour le projectile lui- même. On a constaté que,par suite de 1'excentration insuffisante, la trajectoire du culot ne pouvait pas s'écarter de la quantité 71 05606 2 2080745 requise de celle de la fusée, de sorte que le risque de détérioration du groupe par le culot continuait d'exister. Pour illustrer ce qui précède, on peut signaler que,dans un projectile tournant à 6000 tours/min et muni d'une plaque de culot 5 de 70 mm de rayon,on décale normalement de 3 mm le centre de gravité du culot . La vitesse tangentielle, provoquée par le décalage du centre de gravité et se produisant dans le culot au moment où le gi'Supe sort de la chambre, c'est-à-dire' la vitesse à laquelle le culot s'éloigne de la trajectoire du groupe, est donc de l'or-10 dre de 2 m/s ( = 2 .0,003 .100 ) . Pour que le parachute de freinage du groupe puisse se déployer, le culot doit en outre s'éloigner latéralement de 70 mm , c'est-à-dire au moins suffisamment pour permettre au groupe et au culot de se placer tangentlellement l'un par rapport à l'autre. A cet effet, il faut au moins 0,035 15 sec (0,070/2) pour un culot ayant 1'excentration actuelle . Si l'on admet en outre que le culot, lorsque le parachute de freinage; se déployé et commence à freher le groupe, se trouve encore dans la position tangentielle par rapport au groupe ou n'est écarté qu'un peu plus de cette position, le culot, dont la masse n'est 20 pas freinée axialement , passera d'abord au voisinage immédiat du groupe ce qui implique qu'il heurtera les ailettes contenues dans le frein de rotation du groupe , si l'ouverture du parachute de freinage ou 1'entrée en action du frein de rotation ne sont pas suffisamment retardées pour que le culot passe suffisamment 25 loin,soit latéralement soit axialement,par rapport au frein de rotation. Des calculs et expériences démontrent que,dans la mesure où l'on tiendrait compte de toutes les dimensions d'ailettes pouvant exister, le culot excentré de 3 mm doit disposer d'au moins 0,1 sec avant que ne puisse commencer le freinage effectif du 30 groupe,ce qui se traduit par un délai trop long par rapport au fonctionnement de la fusée éclairante et oblige d'autre part à équiper le groupe d'organes spéciaux et compliqués pour retarder l'ouverture du parachute de freinage et/ou l'entrée en action du frein de rotation,car le délai en question ne peut pas être ré-55 duit en augmentant 1'excentration. Les problèmes précités sont entièrement résolus par le dispositif selon l'invention qui permet d'imprimer au culot une vitesse tangentielle initiale notablement supérieure à celle pouvant être obtenue jusqu'à présent, et ce sans qu'il soit nécessai-40 ré d'excentrer le eulot,d'où il résulte que le projectile propre 71 05606 ? 2080745 ment dit peut conserver toutes ses qualités de fonctionnement originelles et que l'usinag^récis nécessaire pour l'excentration devient superflu . Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le groupe et la plaque de culot, à l'éjection hors 5 de la chambre du projectile,sont reliés entre eux au moyen d'un organe de jonction qui est placé à une distance radiale prédéterminée de l'axe de symétrie,d'une manière telle que la rotation an- en gulaire du culot s'associe à celle du groupe avant l'entrée/action du frein de rotation et que le culot peut tourner autour de 10 son point de fixation dans l'organe de jonction,ce qui fait que le ralentissement angulaire se produisant lors de l'entrée en action du frein de rotation provoque un mouvement de rotation du culot autour dudit organe qui est monté de telle manière que le culot se sépare du groupe lorsque le mouvement de rotation • at-15 teint line valeur définie. Une forme de réalisation présentant les caractéristiques essentielles de l'invention est décrite ci-après en référence aux dessins annexés , dans lesquels : Fig.l représente une vue en élévation de profil et en 20 coupe partielle un groupe à l'instant où il est éjecté de la chambre du projectile et encore relié au culot du projectile; Fig.2 est une vue en élévation de profil et en coupe de l'organe de jonction entre le groupe et le culot de la figure 1; Fig.3 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de fi- 25 gure 2; Fig.4 montre en élévation de profil et en coupe partielle le culot après une rotation déterminée autour de l'organe de jonction; Fig.5 est une vue en coupe suivant la ligne B-B de figu- 30 re 4; Fig.6a à Sa sont des vues en élévation de face de trois positions du culot par rapport au groupe au moment où il se produit un ralentissement angulaire du groupe; Fig.7a Je représentent des vues en élévation de face 35 de variantes de réalisation des encoches,lorsque -l'organe de jonction est constitué par une goupille coopérant avec une encoche. A la figure 1, on voit un projectile 1 qui est tiré dans un tube de canon et muni d'un renflement 2,coopérant avec les rayU' res du tube pour imprimer au projectile, en plus d'un mouvement 71 05606 4 2080745 le long de son axe de symétrie 3,un mouvement de rotation autour du même axe. Le projectile 1 comporte une chambre 4,dans laquelle peut être introduit un groupe 5« Un certain temps donné,après le départ du projectile du 5 tube du canon,le groupe est séparé de la chambre par la mise à feu d'une charge d'éjection 6 disposée dans le projectile. Le groupe est ainsi chassé à travers la partie arrière du projectile de manière telle qu'il tourne en même temps que le culot 7 du projectile autour de l'axe de symétrie 3*qui peut être considéré comme 10 commun au groupe et à cette plaque de culot. A la figure l,çn a représenté l'instant où a lieu l'éjection,en supposant pour plus de clarté , qu'à cet instant un frein de rotation 8 assujetti au groupe n'a pas encore été mis en action.Le groupe 5 et le culot 7 sont reliés entre eux par un organe de jonction 9 (fig-1) et se 15 trouvantîl.g/ùne distance prédéterminée a en direction radiale de l'axe de symétrie 3,1a rotation angulaire du culot s'associe à celle du groupe avant la mise en action du frein de rotation 8. Dans l'exemple représenté,le groupe est constitué par une charge ou fusée éclairante 10,avec laquelle coopèrent un para-20 chute principal 11 et un parachute de freinage 12. Lors du tir, les deux parachutes sont protégés par une enveloppe 13,qui se compose d'un certain nombre d'éléments parallèles à l'axe de symé-: trie 3 qui,dans cette phase du parcours du groupe,sont maintenus assemblés par un récipient 14 à l'une de leurs extrémités et 25 par un anneau 15 à leurs extrémité opposée. L'enveloppe 13 est munie d'organes 16 et 17 pour les fixations des parachutes principal 11 et de freinage 12. Le frein de rotation précité 8 est logé dans l'enveloppe 13 et formé de quatre ailettes, qui s'écartert sous l'effet de la force centrifuge engendrée par la rotation.La 30 charge ou fusée éclairante 10 est disposéé dans un récipient intérieur 18,qui est placé à son tour dans le récipient 14 et maintenu par une arête 18a dans l'organe 16 servant à la fixation du parachute principal. Le récipient 14 contient enfin line charge supplémentaire 19 de retard, qui s'allume lorsque le groupe se sépare 35 du projectile et fait ensuite éclater le récipient,de telle manière que la charge éclairante 10,et le récipient intérieur 18 peuvent être libérés des autres éléments du groupe en même temps que le parachute principal 11 au moment où les mouvements du groupe,-le long et autour de l'axe de symétrie 3 ont été suffisamment freL- 71 05606 5 2080745 nés par le frein de rotation 8 et le parachute de freinage 12.Ce dernier est maintenu dans son organe ïie fixation 17 par un roulement à billes 20,qui empêche ses cordes de tourner lors du freinage • 5 A la figure 2,on voit à plus grande échelle le montage de l'organe de jonction 9. Dans l'exemple, cet organe est une goupille fixée par une extrémité dans l'enveloppe 13 et s'étendant à partir de la face externe 13a de celle-ci, à travers un trou de l'anneau 15 jusque dans une encoche complémentaire 21 pratiquée 10 dans le culot. Au point de fixation de la goupille 9*le culot est pivoté et la forme de l'encoche facilite son dégagement lorsqu'il a exécuté le mouvement de rotation nécessaire. Le groupe peut tourner d'une manière correspondante mais en sens inverse du culot, dans 1'encoche 21. 15 Dans la représentation de figure 4,1e frein de rotation ou organe de freinage 8 a été mis en action et a ainsi pris par rapport au groupe, un certain retard ou ralentissement angulaire tel que le culot pivote autour de la goupille et que, comme le re- est 1 tard ou ralentissement/très grand au commencement du freinage de 20 la rotation,la plaque de culot reçoit pendant un temps très court, pour les valeurs suffisamment grandes de la distance prédéterminée a (fig.l) ,une vitesse de rotation autour de l'organe goupille 9 et prend de ce fait une vitesse centrifuge tangentielle d'un ordre de grandeur élevé. Sur un culot de JO mm de rayon,tournant à 21 6000 tours/min et avec un organe de jonction périphérique,on a mesuré au cours d'essais une vitesse transversale du culot supériéu-re à 30 m/s, c'est-à-dire plus de 15 fois supérieure à la vitesse obtenue dans le cas précité avec un décalage de 3 mm du centre de gravité. En raison de cette grande vitesse initiale,le culot 30 est séparé du groupe en vin temps très court et ne risque pas d'entrer en collission par exemple'avec les ailettes du frein de rotation, d'où il résult^e^le frein de rotation et le parachute de freinage peuvent être mis en action sans nécessité aucune modification du fonctionnement du système en soi dans le projectile et le grou-35 pe . Les figures 4 et 5 représentent le moment où le culot ou plaque de culot a opéré une rotation d'une amplitude nécessaire pour qu'il y ait séparation entre groupe et culot. En même temps qu'est ■ i*prlraée au culot sa vitesse transversale élevée,le groupe prend une vitesse de sens opposé (mouvement angulaire),qui contribue à 40 l'obtention du bon résultat. La valeur de ce mouvement en sens 71 05606 6 2080745 opposé est fonction notamment de la masse du groupe et de celle • d'yéulot. Lorsque l'organe de jonction est une goupille ou un doigt, il importe que ses dimensions lui permettent de supporter les 5 forces de poussée auxquelles il est soumis.Au lieu d'être fixée dans l'enveloppe 13,dans un élément la remplaçant ou encore dans la fusée ou charge éclairante, la goupille peut aussi bien être dans le culot,1'encoche associée ou complémentaire devant alors être ménagée dans l'enveloppe, l'élément en tenant lieu,ou la fu-10 sée éclairante. De même, la distance prédéterminée(a) peut recevoir des valeurs différentes suivant les cas et l'on peut aussi prévoir de réaliser l'organe de jonction de manière à rendre réglable la distance précitée. L'effet le meilleur est obtenu lorsque l'organe de jonction est disposé à la périphérie, en particu-15 lier dans des projectiles à rotation lente. Pour des projectiles tournant à grande vitesse, il peut être nécessaire de limiter le jeu des forces produites dans le culot et le groupe lors du ralentissement, par exemple en diminuant la distance a ou l'angle de rotation à imprimer au culot/^n dégagement de l'organe de jonction, 20 ou encore par une conformation spéciale de l'encoche précitée,cette dernière solution ne pouvant évidemment être retenue que s'il existe une telle encoche. Dans l'exemple de la figure 6a l'organe de jonction 9 est une goupille, qui est fixée dans le groupe 5 et coopère avec l'en-25 coche 21 du culot; le dessin représente la situation à l'instant fictif où le ralentissement angulaire attaque effectivement le groupe; un couple de forces PI et P2 crée à partir de l'organe de jonction et du centre de gravité Tp du culot, tend à faire tourner le culot autour de la goupille. Comme on le voit au dessin, la 30 face latérale 21a de l'encoche 21 est inclinée d'un angle /3 par rapport à une ligne passant par la goupille et le centre de gravité Tp, cette inclinaison pouvant être considérée comme positive (rampe ) en opposition à une inclinaison négative. A la figure 6^ et par rapport au groupe, jbe culot a tour-35 né d'un angle a( qui a ici exactement la même valeur que l'angle (*> et , pendant cette rotation, la force P2 a imprimé au culot une vitesse vTp. Pour que maintenant la goupille s'échappe de l'encoche 21,1e culot ou plaque de culot doit exécuter un mouvement angu-40 laire supplémentaire, permettant de surmonter le frottement entre 71 05606 7 2080745 la goupille et le culot; cet angle supplémentaire est dénommé angle de frottement . Il est clair que le culot seraUdegagi^lors-que l'angle de rotation est supérieur à la somme des angles d'inclinaison fi et de frottement / , ce rapport des angles 5 étant représenté comme exemple en figure 6Q. Lorsque l'angle o( est plus grand que la somme des deux autres angles, le centre de gravité Tp a pria la vitesse vTp en direction tangentielle.Dans la dernière partie de la libération du culot, celui-ci reçoit un supplément de vitesse par suite du glissement de la goupille le 10 long de la face latérale 21a de l'encoche. Ce supplément de vitesse peut être exploité dans les cas où les forces de ralentissement créé créées deviennent très grandes, ce qui rend difficile de donner à la goupille assez résistante des dimensions assez suffisantes. S'il se présente de telles difficultés de mise en dimension, "1 15 est possible , comme déjà indiqué, de réduire.la distance a c; de rendre en même temps négatif l'angle d'inclinaison ^ ,si bi. qu'il se produit déjà un glissement pour un angle de rotation -faible amplitude, la vitesse latérale du culot étant alors atteinte pour sa plus grande partie par suite du mouvement de glissement. 20 Un exemple de l'utilisation du mouvement de glissement pour l'obtention de la vitesse du culot est représenté à la figure 7a . La distance a est faible et l'angle d'inclinaison^ négatif. Aux figures 7b et "Ja on voit d'autres exemples de formes de l'encoche et de dispositions de la goupille par rapport à l'axe de sy-25 métrie commun au groupe et au culot, la figure 7b représentant une encoche à aagle d'inclinaison négatif. Quant à la valeur de 1 ' argj.e de rotation à imprimer au culot avant sa libération,il ressort de ce qui précède qu'elle peut s'étendre depuis des angles très petits jusqu'à des aig.es dépas-30 sant l80*,les angles de 45 à 180° apparaissant particulièrement intéressants. Dans le choix de là valeur de cet angle de rotation,il est également bon de tenir compte du mouvement de rotation exécuté en sens contraire par le groupe. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation 35 décrit ci-dessus et peut subir diverses modifications. C'est ainsi, par exemple, que le groupe et le culot peuvent varier entre de larges limites sans sortir du cadre de l'invention,de même que "l'organe de jonction peut être conformé de manière très diverses. L'encoche prévue peut être supprimée, la goupille étant alors fi-40 xée à la fois dans le groupe et le culot et en outre telle que son BAD ORIGINAL 71 05606 8 2080745 matériau ou sa fixation se rompe à 1'instant lorsque le culot atteint son angle de libération. Dans cette dernière forme de réalisation,la goupille peut être remplacée par un ressort spiral ou un ressort de torsion. Le 5 ressort peut être précontraint pour fournir une vitesse de rotation plus grande, ce qui peut être avantageux pour des projectiles tournant à faible vitesse et à faible ralentissement angulaire . • L'organe de jonction peut être en deux éléments , fixés respectivement dans le groupe et le culot et restant en prise jusqu'au mo-10 ment où le culot a effectué l'angle de libération nécessaire pour dégage^ette prise entre les deux éléments. Si l'on utilise encore une goupille ou un axe, cet organe peut recevoir une forme conique et coopérer avec un perçage approprié. La goupille peut être remplacée enfin par un appendice, une articulation,une bille,etc. 71 05606 9 2080745 -REVENDICATIONS- 1. Montage d'un ensemble sur un projectile pouvant langer un groupe ou ensemble qui est logé dans une chambre du projectile, dont il se sépare à un instant donné après le départ du coup de manière à tourner avec le culot du projestile autour d'un axe de 5 symétrie commun au groupe et au culot, le groupe étant muni également d'un frein de rotation qui lui imprime un ralentissement angulaire lors de son amorçage ,ledit montage étant caractérisé en ce que le groupe (5) et le culot (7) sont reliés entre eux au moyen d'un organe de jonction (9) qui est plaeé à une distance ra-10 diale prédéterminée (a) de l'axe de symétrie (3),d'une manière telle que la rotation angulaire du culot s'associe à celle du groupe avant l'entrée en action du frein de rotation (8),en ce que le culot (7) peut tourner autour de son point de fixation dans l'organe de jonction (9) ce qui fait que le ralentissement angulai-15 re se produisant lors de l'entrée en action du frein de rotation (8) provoque un mouvement de rotation du culot (7) autour dudit organe (9) qui est monté de telle manière que le culot se sépare du groupe lorsque son mouvement de rotation a atteint une valeur définie. 20 2. Montage selon la revendication 1,caractérisé en ce que l'organe de jonction (9) est constitué par une goupille sensiblement parallèle à l'axe de symétrie (3) et coopérant avec une encoche (21), la goupille étant fixée dans le groupe et l'encoche pratiquée dans le culot,ou vice-versa. 25 3-Montage selon l'une des revendications 1 et 2,caractéri sé en ce que la distance prédéterminée (a) sqarant l'organe de jonction (9) de l'axe de symétrie (3) est légèrement inférieure au rayon du groupe et en ce que l'organe est disposé périphérique-ment . 30 4. Moriage selon la revendication 2 dans lequel la goupil le est disposée dans le groupe et l'encoche dans le culot,caractérisé en ce que la distance prédéterminée (a) est faible et en ce que l'encoche partant de la goupille s'étend le long d'une courbe dirigée vers le côté où ie culot tourne autour de.la goupille/fe 35 telle manière que la force de cisaillement exercée par la goupille sur le culot augmente au détriment de la force instantanée résultant du mouvement de rotation du culot autour de la goupille. BAD ORIGINAL 71 05606 10 2080745 5. Montage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4,caractérisé en ce que l'encoche (21) est d'une forme telle que l'angle de rotation nécessaire pour la libération du culot est compris entre 5 et 270°. 6. Montage selon l'une quelconque des revendications 2 5 à 4,caractérisé en ce que l'encoche (21) est de forme telle que l'angle de rotation nécessaire pour la libération du culot est compris entre 45 et 135°• 7. Montage selon la revendication 1,caractérisé en ce que l'organe de jonction (9) a la forme d'une goupille qui est fi- 10 xée à la fois dans le groupe et le culot et qui se cisaille par rupture de son matériau constitutif ou de sa fixation lorsque le culot a exécuté l'angle de rotation voulu. 8. Montage selon la revendication 1,caractérisé en ce que l'organe de jonction (9) est constitué par une barre de tor- 15 sion ou un ressort spiral,qui est fixé dans le culot et le groupe et"qui s'arrache par rupture de son matériau constitutif ou de sa fixation lorsque le culot a exécuté l'aigLe de rotation voulu. 9. Montage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ressort est précontraint de manière à imprimer au culot un 20 accroissement de vitesse de rotation . 10. Montage selon la revendication 1,caractérisé en ce que l'organe de jonction (9) comporte un appendice,une articulation, une bille, ou élément similaire coopérant avec une encoche appropriée. 25 11. Projectile équipé selon l'une quelconque des reven dications 1 à .10. BAD ORIGINAL