Brevet FR2472088A1 — publié le 19810626

INSTALLATION ASSURANT LA COMMA-NDE D'ENGINS VOLANTS ET ANALOGUES, PLUS PARTICULIEREMENT EN CE QUI CONCERNE LE ROULIS. La présente invention a pour objet une installation ass urant la commande d'engins volants, fusées, satellites et autres appareils analogues, cette installation étant des- tinée plus particulièrement à régulariser le roulis en recourant à des moyens agissant sur l'écoulement gazeux. La régularisation du roulis sur de tels engins volants y est assurée indépendamment ou bien en combinaison avec le réglage de position ou de cap. On sait que, pour la régularisation du roulis.des engins volants et notamm.ent de ceux présentant pour les jets propulseurs ou systèmespropulseurs au moins deux sorties diamétralement opposées par rapport à l'axe de roulis ou axe longitudinal de l'engin volant, l'on peut effectuer des modifications de la direction de la poussée en vue de la formation d'un couple de roulis en utilisant des ajutages projetant les jets, que l'on peut orienter en tous sens. Une telle possibilité d'orientation suivant les besoins des ajutages projetant les jets nécessite la mise en place de moyens portant et rendant étanches les ajutages sur les parties fixes du système propulseur, ce qui entraîne à de grosses difficultés de construction. Il faut ajouter qu'il est nécessaire de prévoir des mécanismes de réglage agissant sur des organes de réglage présentant un grand écartement matériel entre eux pour les différents ajutages de jets propulseurs. L'accouplement nécessaire des mécanismes de réglage entre eux pour assurer la coopération entre les ajutages propulseurs aboutit à une construction onéreuse et très lourde. De plus, l'orientation de ces différents mécanismes de réglage constitue une source possible d'erreurs, en particulier en ce qui concerne le retour à la posi- tion de départ après les différents débattements des ajutages propulseurs orientables. Le jeu entre les différentes parties des mécanismes de réglage peut également aboutir aussi à des erreurs ou à des imprécisions dans le réglage, ce qui a pour résultat des modifications non désirées des valeurs imposées. La présente invention a pour objet particulier un réglage du roulis des engins volants assurant, pour une constitution notablement plus simple que celle des systèmes connus, une forte économie en poids et une meilleure sécurité de fonctionnement. Le problème ainsi posé est résolu conformément à l'invention grâce à ce que l'installation engendrant les couples de régularisation du roulis autour de l'axe longitudinal ou de roulis de l'engin volant, comporte des moyens venant agir sur les jets propulseurs provenant de toutes les sorties de ces jets, ces moyens agissant ainsi sur les différents jets simultanément et avec la même énergie étant fixés ensemble sur un organe porteur susceptible de se déplacer par rapport au mécanisme commandant le réglage. Un dispositif ainsi conçu permet de dévier les jets gazeux propulseurs provenant de différents ajutages. Il suffit pour cela d'un seul organe mobile sous - 2 - l'action d'une commande de réglage. Il s'ensuit que la construction du dispositif de réglage est extrêmement simple et assure une grosse économie en poids. Suivant un autre aspect de l'invention, il est prévu de constituer ces moyens agissant sur les jets propulseurs pour les dévier par un disque déflecteur dit disque " Spoiler " pouvant tourner autour de l'axe de roulis ou axe longitudinal de l'engin volant et présentant un nombrecorrespondant au nombre d'ouvertures projetant les jets réactionnels au sortir des ajutages, de passages et d'éléments de paroi intermédiaires séparant ces passages. Les passages ménagés dans le disque déflecteur formant pour la position neutre de ce disque, c'est-à-dire en l'absence de toute déviation des jets propulseurs, un prolongement des ajutages projetant les jets. Toute rotation du disque déflecteur fait pénétrer les éléments de paroi intermédiaires du disque dans les faisceaux de jets propulseurs en provoquant une dérivation de ces faisceaux qui détermine un couple de roulis sur l'engin volant. Il s'ensuit que l'axe de rotation du disque déflecteur devant coïncider avec l'axe de roulis de l'engin volant, les éléments de paroi intermédiaires recouvrent les ouvertures projetant les jets au sortir des ajutages dans une mesure telle que la.dviatîon des faisceaux propulseurs crée des composantes tangentielles de la poussée. Par suite, les axes des jets gazeux propulseurs doivent se trouver uniformément écartés l'un de l'autre lorsqu'on les considère à la périphérie d'un cercle commun concentrique à l'axe de roulis. Il est également prévu, conformément à l'invention, de disposer le mécanisme de réglage du roulis dans l'espace central- existant entre les moteurs. C et emplace- ment est rendu disponible en tenant compte de l'espace intermédiaire existant de toute manière grâce à ce que le disque déflecteur prévu pour toutes les ouvertures projetant les jets propulseurs a son axe de rotation sur l'axe de roulis de l'engin volant. On va maintenant décrire, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention en se référant aux dessins ci-joints o la Fig. 1 représente schématiquement la partie arrière d'un engin volant en vue latérale avec coupe longitudinale partielle. la Fig. 2 représente par l'arrière l'engin volant suivant la Fig. 1. la Fig. 3 est un diagramme schématique présentant certains détails de construction de la commande électronique du mécanisme déviant les jets. Comme représenté aux Figs 1 et 2, l'engin volant est désigné par la référence 1 et son système de commande par la référence 2. Ce système de commande comprend un faisceau de réacteurs propulseurs 3a, 3b, 3c et 3d disposés à l'intérieur de l'enveloppe extérieure 4 de l'engin volant 1. - 3 - A l'intérieur de l'ensemble des réacteurs propulseurs se trouve le mécanisme de réglage de position et de cap que l'on suppose fonctionner automatiquement dans le cas considéré, ce mécanisme comportant encore le système de réglage dm roulis avec sa mise en marche électronique 6 et la commande entraînant le disque déflec- teur 8 qui peut assumer différentes positions de travail. Les réacteurs propulseurs 3a à 3d sont disposés de plus de manière à ce que les axes des jets X' se trouvent répartis avec des écartements uniformes à la périphérie d'un cercle concentrique à l'axe de roulis X de l'engin volant. Les différents réacteurs propulseurs comport4nt suivant une construction sensiblement classique un réservoir de carburant, la chambre de combustion et le mécanisme d'allumage. L'ajutage projetant le jet propulseur qui est représenté en pour chacun des réacteurs 3a à 3d cbmporte pour guider le jet gazeux, l'élément de paroi de guidage 12 s'évasant en direction de l'ouverture de sortie 11 ainsi qu'une surface transversale terminale 14. L'espace vide intérieur défini par l'ensemble des réacteurs 3a à 3d contient le système de réglage du roulis 5 déjà mentionné, qui est constitué par le système régulateur électronique 6 et le dispositif moteur 7 assurant 1,# régulation. Les composants de ce système électronique sont représentés sur la Fig. 3 à l'intérieur d'un tracé en traits mixtes. Le système électronique 6 contient, comme on le voit en détail sur la Fig. 3- un composant 139 convertissant les valeurs mesurées données par le gyroscope 18 en signaux électriques et un comparateur 21 commandé par le gyroscope 18 et par un autopilote 34 à décrire ci-après avec plus de détails ainsi qu'un second compa- rateur 22 raccordé au premier comparateur 21 et au conducteur 22 d'un courant de retour. La sortie du second comparateur 23 est reliée à un amplificateur 24 qui fournit alors le signal de réglage au moteur assurant le réglage 26. Ce moteur 26 est relié par un démultiplicateur mécanique 27 au disque déflecteur 8. C e disque déflecteur 8 est fixé rigidement sur l'arbre de sortie 28 du démultiplicateur 27. Ainsi, cet arbre de sortie 28 du démultiplicateur a son axe parallèle à l'axe de roulis X de l'engin volant, ce qui veut dire que l'axe central X' de charun des jets coincide avec cet axe de l'arbre de sortie 28. L'auto-pilote 34 comporte, de plus, ( Fig. 3) un régulateur de position et de cap. Comme on le voit encore sur la Fig. 1, le disque déflecteur 8 présente un nombre d'ouvertures ou de passages 30 égal à celui des ajutages propulseurs 10 et chacune de ces ouvertures 30 est associée à l'une des ouvertures 11 terminant un ajutage propulseur 10. Les ouvertures 30 du disque 8 sont conçues de telle manière que les parois 31 qui les délimitent prolongent chacune la paroi latérale de guidage 12 de l'ajutage 10 du réacteur correspondant, cette paroi latérale de chaque ouverture 30 s'évasant dans la direction même du jet. 2472G8& 4- La succession des ouvertures ou passages voisins 30 ménagés dans le disque déflecteur 8 laisse entre ces passages des éléments de paroi pleins 35 servant à obturer partiellement les ouvertures 11 par lesquelles les jets sortent des ajutages 10. En position neutre, c'est-à- dire sans aucune déviation des jets propulseurs, le disque déflecteur 8 se trouve dans une position pour laquelle les passages 30 coYncident avec les ouvertures 11 de sortie des jets provenant des ajutages 10, de telle sorte que l'on obtient alors une liberté totale du passage des jets propulseurs par les ouvertures du disque. L'intervalle séparant les éléments de paroi terminale 14 à l'avant des ajutages propulseurs 10, des éléments de paroi 35 du disque déflecteur 8 doit être aussi réduit que possible afin d'empêcher toute perte du flux gazeux lorsque les jets propulseurs sortent librement. Le fonctionnement du réglage.du roulis de l'engin volant ainsi équipé est le suivant On peut agir sur les conditions du roulis de l'engin volant 1 soit indépendamment soit en coopération avec le régulateur 34 de position et de cap. Pour la position neutre ou de départ de l'installation, le disque déflecteur 8 est orienté de telle manière que les ouvertures 11 des ajutages propulseurs 10 coïncident avec les passages 30 ménagés dans le disque 8 pour la sortie des jets gazeux, grâce à quoi les jets propulseurs des réacteurs 3a à 3d ne subissent aucune action extérieure et sortent librement à l'arrière en produisant le choc réactionnel assurant la poussée vers l'avant. Si le moteur de réglage 26 est mis en marche, à partir des mesures fournies par le gyroscope 18 ou en fonction du réglage de cap établi en 34, sous le contrôle de la commande électronique 6 assurée par le circuit 19,21, 22, 23, 24, il se produit par l'intermédiaire du démultiplicateur 27 et de son arbre de sortie 28, une rotation du disque déflecteur 8 autour de l'axe de roulis X de l'engin volant et cela dans la direction correspondant au signal reçu. Cette rotation fait pénétrer les éléments de paroi 35 séparant les passages 30 ménagés dans le disque déflecteur 8 dans les jets propulseurs des ajutages des réacteurs 10 en déviant ces jets propulseurs de telle sorte que la résultante des poussées exercées par ces jets pour chacun des réacteurs 3a à 3 d comprend une composante assurant la poussée vers l'avant et une composante à peu près tangentielle agissant dans une direction périphérique par rapport à l'engin volant. Toutes ces poussées tangentielles présentent ainsi la même direction pour leur action. Le recouvrement par les éléments de paroi-intermédiaires 35 du disque déflecteur 8 des ouvertures 11 servant à la sortie des jets propulseurs provenant des ajutages 10, recouvrement effectué dans l'une ou l'autre direction de rotation, ne doit pas dépasser au maximum une valeur de 50 %. Au moyen des dispositifs qui viennent d'être décrits, on peut agir sur les jets propulseurs de tous les réacteurs en ce qui concerne non seulement la direction du roulis.mais aussi l'intensité de la poussée en ayant recours uniquement à!uuiseul organe de réglage. 6 2472088 REVENDICATIONS 1. Installation pour la commande d'engins volants, de fusées, de satellites et analogues mus par des réacteurs avec au moins deux sorties pour les jets propulseurs, cette installation destinée surtout au réglage du roulis et com- portant des moyens agissant sur ces jets propulseurs étant caractérisée par le fait que le dispositif produisant les couples commandant le roulis par rapport à l'axe longitudinal ou de roulis de l'engin volant présente des moyens agissant sur les jets propulseurs provenant de toutes les sorties, ce dispositif étant fixé entièrement sur un même support mobile entraPné par un mécanisme de réglage pour pouvoir agir simultanément et avec la même intensité sur tous les jets. 2. Installation suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que les moyens agissant sur les jets propulseurs pour les dévier sont constitués par une pièce tournant autour d'un axe coïncidant avec l'axe de roulis et présentant des saillies susceptibles de dévier les jets en pénétrant dans les zones de sorties prévues pour ces derniers. 3. Installation suivant la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée p ar le fait que les moyens déviant les jets sont constitués par un disque déflecteur pouvant tourner autour de l'axe longitudinal ou de roulis de l'engin volant et présentant un nombre de passages et d'éléments de paroi entre ces passages égal au nombre d'ouvertures servant à la sortie des jets propulseurs provenant des ajutages des réacteurs. 4. Installation suivant la revendication 3 caractérisée par le fait que les passages ménagés dans le disque déflecteur présentent chacun en aval une surface guidant les jets et prolongeant en s'évasant la surface guidant les jets à la sortie de Iajutage correspondant. 5. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait que le mécanisme commandant le roulis est disposé dans l'espace central libre délimité par les différents réacteurs.