Brevet FR2125474A1 — publié le 19720929

La présente invention concerne un appareillage stabilisé par un gyroscope, du type que comprennent les têtes de guidage des missiles guidés. Les appareils stabilisés par un gyroscope utilisés en 5 général sont très coûteux, car il faut un frottement minimal dans les dispositifs de suspension, un entraînement à vitesse constante et, dans le cas d'un appareillage de précession, une réaction très précise et prévisible du gyroscope à un signal connu de précession. Lorsqu'on les utilise pour des missi-10 les guidés, qui ne servent qu'une fois et ne fonctionnent donc qu'un court intervalle de temps, de tels appareils sont excessivement coûteux et il existe un marché pour des appareils peu coûteux, même s'ils sont peu précis. Pour qu'un missile soit efficace comme arme cependant, il ne faut pas sacrifier une 15 trop grande partie de la précision. Une manière de réduire le prix des ensembles stabilisés par gyroscope consiste à accroître la dimension du rotor. Ainsi, on réduit la précision nécessaire à l'usinage et on^dispose d'un rotor ayant une inertie élevée. Cela signifie que, dans 20 le cas de l'utilisation dans des missiles, dont la durée est très brève, les rotors peuvent être lancés avant la mise à feu, et peuvent conserver une vitesse suffisante de rotation, du fait de leur inertie, sans qu'ils soient entraînés en cours de vol. Cependant, dans le cas des rotors de grande dimension, 25 pour que la dimension totale de l'appareillage reste relativement faible, il faut que les rotors soient montés à l'extérieur de leur suspension. Les signaux de précession, nécessaires par exemple pour maintenir une tête de guidage stabilisée par gyroscope centrée sur une cible, doivent être appliqués aux ro-30 tors par l'intermédiaire d'une partie non rotative de son dispositif de montage, et un dispositif simple d'application de ces signaux tend à avoir un frottement élevé. Le rotor réagit à ces forces de frottement et à celles qui sont dues au déplacement de la suspension, et cette réaction peut supprimer dans 35 des cas extrêmes l'utilité du missile comme arme. L'invention concerne un appareillage simple et peu coûteux, stabilisé par gyroscope et comprenant un dispositif de précession maintenant l'imprécision due au frottement dans des 72 05013 2 2125474 limites acceptables. Plus précisément, l'invention concerne un gyroscope comprenant un rotor muni d'un boîtier central unitaire, d'une suspension placée dans le boîtier et portant une broche sur 5 laquelle est monté à rotation le rotor, un dispositif d'application d'une force de précession par l'intermédiaire de la broche en un point distant du centre de rotation de la suspension, proportionnellement aux caractéristiques de la force. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la 10 broche est montée rigidement sur un organe de suspension et comprend un prolongement au-delà du centre de rotation de la suspension, le point d'application de la force de précession se trouvant sur ce prolongement. De préférence, les forces de précession sont transmises par des moteurs tels que des bobines, 15 agissant par un système à levier sur un point voisin du centre de rotation de la suspension. Comme elles agissent sur de courtes longueurs, les forces de précession peuvent être importantes, mais les déplacements des ensembles de commande sont faibles. Les forces de précession sont donc très supérieures aux forces 20 de frottement existant dans l'ensemble de commande et dans la suspension. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, faite en référence aux dessins 25 annexés sur lesquels : la figure 1 est une élévation latérale en coupe partielle d'un gyroscope à précession ; la figure 2 est une vue de bout dans le sens de la flèche X sur la figure 1 ; 30 la figure 3 est une élévation latérale en coupe par tielle d'un détail des éléments de la figure 1 ; et la figure 4 est une vue de trois quarts en coupe partielle de certains éléments de l'appareil. Un rotor 1 (figure 1) est monté à rotation, sous la 35 commande d'un fluide sous pression dirigé sur des ailettes telles que 2, sur des roulements 3 placés à une extrémité 14 d'une broche 4. L'autre extrémité 13 de la broche 4 est montée rigidement sur l'organe transversal 40 (figure 4) d'une suspen 72 05013 3 2125474 sion 5. La suspension 5 (figure 4) comprend un organe transversal 40 monté à rotation sur un anneau 41; lui-même monté à ro-tation?sur un axe perpendiculaire à l'axe de l'organe 40, sur 5 deux bras 42pui dépassent d'un support cylindrique creux 6 (figure 1). Le rotor a une forme et une disposition telles que son centre d'inertie coïncide avec l'intersection de l'axe de rotation de l'organe 40 et celui de l'anneau 41, qui se trouvent dans le même plan. Le centre est représenté en 7 sur 10 les figures 1 et 3. L'extrémité 13 de la broche 4 dépasse d'une certaine distance au-delà de l'organe 40, le prolongement 12 ayant la forme d'un cylindre creux. Le support 6 est fixé rigidement à un ensemble 8 de support. Un pivot formé par une bille 10 est disposé à 1 ' ex-15 trémité d'une tige qui dépasse de l'ensemble 8 dans l'axe du support 6. Un bras 9 de commande monté sur la bille 10 passe dans le support 6 et aboutit à une bille 11 qui se trouve logée dans la partie interne de la saillie 12 de la broche. 4 contre laquelle elle porteLa distance entre la circonférence 20 de contact et le centre 7 est faible en comparaison des dimensions de la suspension 5, et on 1'a exagérée sur les figures 3 et 4. En pratique, cette distance dépend des caractéristiques physiques et géométriques d'un gyroscope particulier, et des vitesses nécessaires de précession. 25 La base du bras 9 est fixée à un croisillon 15 compre nant quatre bras 16 qui dépassent par des trous 17 du support 6. Le croisillon 15 et le bras 9 ont des dimensions telles que l'ensemble 9, 15 est équilibré autour de la bille 10. Quatre bobines 18 montées dans l'ensemble 8 ont leurs 30 armature^teliées à l'un des bras 16 par des bielles 19. Une plate-forme 20 et une plaque 21 d'appui de gyroscope sont montées sur la broche 4, et un appareillage, non représenté, par exemple un dispositif d'observation infrarouge, laser ou radar peut être disposé sur la plate-forme 20. Le 35 poids de ces éléments doit être tel que le centre de gravité de la broche 4 et de tout ce qu'elle supporte coïncide avec le centre 7. 72 05013 4 2125474 Lors du fonctionnement, les signaux de commande des bobines 18 sont transmis par les bielles 19, les bras 16 et la tige 9 à la broche 4, si bien que le rotor 1 subi^ine précession. Il faut noter que, bien oue les déplacements des 5 armatures des bobines soient faibles, on peut appliquer des forces de précession très élevées. Les forces de frottement sont donc surpassées. L'ensemble à bobines peut être commandé par tout dispositif voulu. Bien qu'on ait représenté dans l'exemple décrit 10 quatre bobines, on peut en utiliser un nombre plus ou moins grand suivant l'utilisation prévue de l'ensemble et suivant le dispositif de commande. Lorsque le gyroscope est monté dans un missile téléguidé, il est enfermé dans le missile. La mise en place peut 15 être assurée par exemple par des bras amovibles de serrage qui coopèrent avec la plaque 21. Lors du déclenchement des opérations de tir du missile, une pression pneumatique est appliquée aux ailettes 2 à partir d'une réserve non représentée qui peut comprendre une ou plusieurs buses fixées à l'ensemble du 20 missile ou à l'ensemble 8. Lorsque le gyroscope 1 tourne à la vitesse nécessaire, on retire les bras de serrage et il faut arrêter l'alimentation en air comprimé à ce moment pour empêcher que la pression n'agisse directement sur le gyroscope 1 lorsqu'il est déplacé et ne crée des forces indésirables de 25 précession. Les durées de vol des missiles sont habituellement suffisamment courtes pour que l'inertie du gyroscope assure le maintien d'une vitesse de rotation convenable. Dans une variante d'alimentation pneumatique, on uti-30 lise au moins une buse fixée à la plaque 21 et alimentée par une tuyauterie souple. Une telle alimentation peut être utilisée à la place d'une alimentation fixe ou en plus de celle-ci, et elle permet une commande efficace du gyroscope lorsque le temps de vol du missile est relativement long. 35 Les signaux destinés à l'appareillage monté sur la plate-forme 20 peuvent être transmis par une liaison souple passant dans la broche 4 et autour de la suspension 5. 72 05013 5 2125474 Les effets du frottement et des résistances opposées par la liaison de transmission de signaux et par la canalisation pneumatique souple, le cas échéant, sont réduits au minimum par les forces élevées de précession qu'on utilise. 5 II est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. 72 05013 6 2125k7k REVENDICATIONS 1. Gyroscope, caractérisé en ce qu'il comprend un rotor comprenant un boîtier central unitaire, une suspension placée dans le boîtier et portant une broche sur laquelle le 5 rotor est monté à rotation, et un dispositif d'application d'une force de précession par l'intermédiaire de la broche, en un point dont la distance au centre de rotation de la suspension est proportionnelle aux caractéristiques nécessaires d 10 2. Gyroscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'application comprend une tige mobile de commande agissant sur ledit point de manière à faire pivoter la broche . 3. Gyroscope selon la revendication 2, caractérisé en 15 ce que la tige de commande coopère audit point par un joint à rotule, la bille de ce joint étant de préférence placée ^{îne extrémité de la tige de commande. 4. Gyroscope selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la tige de commande est montée rigide- 20 ment et perpendiculairement à un croisillon, la tige et le croisillon pouvant tourner autour d'ui)|>ivot placé le long de l'axe central de la tige, le croisillon comportant plusieurs bras capables de supporter chacun une force qui lui est appliquée, le croisillon comportant de préférence quatre bras 25 disposés symétriquement. 5. Gyroscope selon la revendication 4, caractérisé en ce que le centre de gravité de l'ensemble formé par la tige et croisillon coïncide avec le pivot. 6. Gyroscope selon l'une quelconque des revendications 30 1 à 5, caractérisé en ce que la force de précession est appliquée par deux moteurs au moins. 7. Gyroscope selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moteurs sont d'un type qui applique des forces élevées pour de faibles déplacements des constituants du mo- 35 teur, ceux-ci étant de préférence des bobines. 8. Gyroscope selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la broche est montée rigidement sur un organe de la suspension et comprend un prolonge 72 05013 7 2125474 ment dépassant du centre de rotation de la suspension, le point d'application de/La force de précession se trouvant sur ce prolongement. 9. Gyroscope selon la revendication 8, caractérisé en 5 ce que la suspension comprend un anneau rotatif comportant un organe transversal capable de tourner autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de rotation de l'anneau, la broche étant montée sur l'organe transversal. 10. Gyroscope selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une plate-fornie montée sur la broche, le rotor étant monté entre la plate-forme et la suspension. 11. Gyroscope selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un appareillage monté sur la plate—forme. 15 12. Gyroscope selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à fournir des informations dudit appareillage au dispositif d'apjjlication de la force de précession du gyroscope. 13. Gyroscope selon l'une des revendications 11 et 12, 20 caractérisé en ce qu'il comprend une plaque d'appui de gyroscope montée sur la broche entre le rotor et la suspension. 14. Gyroscope selon la revendication 13, caractérisé en ce que le centre de gravité de la broche, du rotor, de la. plate-forme, de l'appareillage et de la plaque de support se 25 trouve au centre de rotation de la suspension. 15. Gyroscope selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rotor tourne sous la commande d'une pression pneumatique. 16. Gyroscope selon la revendication 15, caractérisé 30 en ce que la pression pneumatique est transmise par au moins une buse montée rigidement par rapport au centre de rotation de la suspension. 17. Gyroscope selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce qu'il tourne sous la commande d'une 35 pression pneumatique transmise par au moins une buse rigidement placée par rapport à la plaque d'appui, la buse étant reliée à l'alimentation pneumatique par une canalisation souple. 72 05013 2125474 18- Missile téléguidé, caractérisé en ce qu'il comprend un gyroscope selon l'une quelconque des revendications 1 à 17.