Brevet FR2474439A1 — publié le 19810731

DISPOSITIF DE COMMANDE POUR ENGINS DE NAVIGATION AERIENNE, FUSEES, ETCMUS PAR REACTEURS. La présente invention a pour objet un dispositif de commande pour engins de navigation aérienne, fusées etc.... m s par réacteurs, en particulier en ce qui concerne la commande des mouvements autour de l'axe de lacet et de tangage, dans le cas o l'engin est mû par deux moteurs réglables comportant des ajutages de sortie pour les jets, ajuta- ges dont les axes sont distribués à égales distances les uns des autres le long d'une cir- conférence dessinée concentriquement par rapport à l'axe longitudinal de l'engin. Il est habituel,sur les engins du type considéré, de distribuer les ajutages de sortie des jets des moteurs à réaction, de telle manière que les jets de propulsion sortent parallèlement à l'axe longitudinal de l'engin, ou en divergeant par rapport à cet axe. Cette disposition des moteurs à réaction et de leurs ajutages de propulsion facilite notamment la maîtrise des mouvements de tangage de l'engin, en permettant des variations de l'intensité de la poussée. On connait également des systèmes d'entraînement o les ajutages de sortie peuvent pivoter pour assurer la commande de l'engin aussi bien autour de l'axe de roulie qu'autour de l'axe de lacet et de tangage. Dans de tels systèmes, il subsiste cependant des problèmes concernant l'étanchéité des parties en déplacement relatif dans le dispositif d'entralnement, à savoir des ajutages de propulsion par rapport aux parties fixes, d'autres problèmes concernant le mécanisme d'actionnement nécessaire au réglage en position des ajutages de sortie des jets de propulsion. L'invention se propose, à partir d'engins de navigation aérienne comportant plusieurs systèmes de propulseurs indépendants ou au moins deux ajutages de propulsion, d'améliorer les conditions de l'écoulement fluide en tenant compte des conditions de décol- lement fluideen particulier dans la zone des sorties de jets,et également d'améliorer l'effet de la poussée concernant les couples possibles agissant autour de l'axe de lacet et de tangage. Le problème ainsi posé est résolu par le fait que les axes des jets des ajutages de propulsion se trouvent dans des plans contenant également l'axe longitudinal de l'engin, et que ces axes des jets sont tous inclinés suivant le même angle par rapport à cet axe longitudinal pour converger vers un point commun. L'avantage présenté par les jets de gaz de propulsion sortant suivant une telle inclinaison sur l'axe de l'engin par rapport aux dispositifs actuellement connus à sorties dirigées vers l'extérieurpour un même écartement entre le centre de gravité et le bord de fuite du corps de l'engin consiste en ce que les poussées agissent avec un bras de levier plus long et produisent ainsi un couple plus important autour de l'axe de lacet et de tangage. On obtient avec cette nouvelle disposition des ajutages des poussées plus fortes grâce à l'interaction des jets. -2 - Suivant un perfectionnement de ce principe, il est prévu de plus que les ajutages de sortie des jets de propulsion sont montés à rotation autour des axes des jets de pro- pulsion de manière à engendrer des couples contrôlant le roulis. On peut prévoir de plus que les ajutages de propulsion sont associés pour la production de couples agissant sur le roulis à un disque ou volet déflecteur pouvant tourner autour de l'axe longitudinal de l'engin et qui présente des ouvertures de passage ménagées au droit des ouvertures de sortie des jets dans les ajutages de propulsion, ce disque comportant de plus des surfaces déviant les jets, que l'on peut faire pivoter pour les amener sur le trajet des jets correspondants. Le guidage convergent des jets assure, en combinaison avec les déviations imposées aux jets de propulsion sous l'effet des sur- faces formant déflecteurs un renforcement des couples agissant sur le roulis. On a représenté aux dessins ci-joints des formes d'exécution de l'invention, choisies à titre d'exemple. Sur ces dessins: La Fig. 1 représente schématiquement en élévation latérale avec coupe longitu- dinale partielle la partie arrière d'un engin entraîné par un moteur à réaction. La Fig. 2 représente l'engin suivant la Fig. 1 supposé vu en direction de la sortie des jets. La Fig. 3 représente schématiquement en élévation latérale avec coupe longitu- dinale partielle une variante de la partie arrière d'un engin entraîné par un moteur à réaction. vu La Fig. 4 représente l'engin suivant la Fig. 3 supposéien direction de la sortie des jets. L'engin représenté à titre d'exemple en Figs 1 et 2 est désigné dans son ensemble par la référence 1, tandis que 2 désigne son enveloppe extérieure et X l'axe longitudinal ou axe de roulis de l'engin. A l'intérieur de l'enveloppe 2 sont disposés les moteurs à réaction ou autres 3, AI et 6 formant un faisceau. Les axes longitudinaux des moteurs 3 à 5 ou les axes de sortre des jets propulseurs, tracés en X,se trouvent dans les plans de référence diagonaux E-E passant également par l'axe longitudinal X de l'engin. Dans le cas ici représenté de quatre moteurs d'entraînement, on trouve deux paires de moteurs diamétralement opposés, les axes X' des jets étant uniformément écartés l'un de l'autre lorsqu'on les regarde par devant suivant la périphérie de l'engin. Les moteurs à réaction 3 à 6 comportent, à l'accoutumée, les chambres de combustion 8 avec les réservoirs contenant la provision de carburant ainsi que les conduits pour ce carburant et les dispositifs de régulation. Les ajutages prévus3 pour la sortie des jets de propulsion 10,11,12,13 des moteurs à réaction, c'est-à-dire les axes X' des jets sont dirigés vers l'axe de roulis X de l'engin 1 avec une même inclinaison d'angle ode telle sorte que les jets convergent au sortir des ajustages 10 à 13. Comme cela a été exprimé ci-dessus, les axes X' des jets se trouvent dans des plans E-E passant également par l'axe longitudinal ou de roulis X de l'engin. Dans le cas représenté en Figs.3 et 4, on a associé aux ouvertures 23 des ajutages de sortie des jets 10 à 13, un disque ou volet déflecteur 18 présentant des $ ouvertures de passage 19 dont le nombre correspond à celui des ouvertures de sortie 23 et dont le diamètre correspond à celui de ces dernières. Le disque déflecteur 18. comporteentre ces ouvertures de passage 19,des parties pleines 22 destinées à pénétrer transversalement dans les jets de gaz de propulsion afin de produire un mouvement de roulis de l'engin 1 autour de son axe longitudinal X. Le disque déflecteur 18 est en 19 forme de coupe et sa surface extérieure convexe est aussi voisine que possible des ou vertures 23 par lesquelles les jets sortent des ajutages du réacteur. De plus, on a désigné par a, la distance séparant le centre de gravité C du bord de fuite de l'engin tandis que T désigne les résultantes des poussées et h les bras de levier agissants. Le fonctionnement du dispositif de commande représenté sur les Figs 1 et 2 4 $- que l'on vient de décrire est le suivant; les jets de combustible convergents dirigés vers l'axe longitudinal de l'engin produisent un effet d'interférence ou une interaction renforçant la poussée, à l'intérieur de l'espace de convergence 15 et au voisinage de ce dernier. Il s'ensuit un renforcement des couples de lacet et de tangage assurant le contrôle des mouvements de lacet et de tangage de l'engin 1 pour une distance donnée a entre le centre de gravite C et le bord-. de fuite de l'engin; ceci est obtenu par un accroissement des bras de levier agissant h rapporté aux résultantes T de la poussée, contrairement à ce que l'on obtient avec des jets sortantcomme cela s'est fait jusqu'à présent, parallèlement à l'axe longitudinal de l'engin ou suivant des directions diver- gentes par rapport à cet axe.- * Le dispositif représenté en Figs.3 et 4 comporte, en plus du contrôle des mouvements de lacet et de tangage un disque déflecteur 18 qui dévie les jets de gaz sortant des ajutages de propulsion 10 à 13 afin de produire un couple de roulis. Pour "-rtvcrcette production dÂidcouple de roulis, on fait tourner le disque déflecteur 18 autour de son axe 21 de manière à ce que les ouvertures de passage 19 ménagées dans le disque déflecteur 18 ne cofncident plus avec les ouvertures de propulsion 23 des ajutages 10 à 13 du réacteur. Les parties pleines 22 séparant les ouvertures de passage dans le disque déflecteur 18 mordent alors simultanément et par le même côté dans les jets de gaz propulseurs sortant des ajutages 10 à 13 et assurent la déviation désirée des jets. On obtient ainsi une composante de la poussée dirigée tangentiellement à la 3 5 périphérie de l'engin et agissant sur la position de l'engin rapportée à son axe de roulis. 4. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande pour enginîde navigation aérienne, fusées, etc.. . mûs par réacteurs, en particulier en ce qui concerne la commande des mouvements autour de l'axe de lacet et de tangage, ce dispositifcomportant pour l'entrafne- ment de l'engin au moins deux réacteurs réglables à ajutages projetant les jets de propulsion dont les axes sont disposés avec un écartement uniforme concen- triquement autour de l'axe longitudinal de l'engin, étant caractérisé par le fait que les ajutages servant à la sortie des jets de propulsion ont leurs axes de propulsion disposés dans des plans passant aussi par l'axe longitudinal de l'engin, ces axes des ajutages étant inclinés suivant le même angle par rapport à l'axe longitudinal de l'engin de manière à converger vers un point commun. 2. Dispositif de commande suivant la revendication 1 caractérisé par une zone d'interaction entre les jets,qui est disposée à l'arrière des ouvertures de sortie des jets passant par les ajutages, cette zone se trouvant au moins partiellement à l'intérieur de l'envelopp e extérieure de l'engin. 3. Dispositif de commande suivant la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par le fait qu-e les ajutages de propulsion peuvent tourner chacun autour d'un axe incliné par rapport à l'axe de l'ajutage correspondant de manière à créer un couple de contrôle du roulis. 4. Dispositif suivant la revendicationi ou la revendication2 caractérisé par le fait que les ajutages projetant les jets sont associés à un disque déflecteur pouvant tourner autour de l'axe longitudinal de l'engin et destiné à produire un couple de contrôle du roulis, ce disque déflecteur présentant des ouvertures de passage coïncidant avec les ouvertures de sortie des ajutages du réacteur, et Les parties pleines séparant ces ouvertures de passage et qui peuvent être amenées par la rotation du disque sur le trajet des jets de gaz de propulsion. 5. Dispositif de commande suivant la revendication 4 caractérisé par le fait que le disque déflecteur, en forme de coupe, présente sa face extérieure convexe au droit des ouvertures des ajutages de propulsion.