Brevet FR2530332A1 — publié le 19840120

Dispositif d'ouverture de 1 'empennage d'un projectile. La présente invention a pour objet un dispositif d'ouverture de 1 'empennage d'un projectile tel qu'un missile ou une roquette, dispose dans un tube de lancement ouvert aux deux extrémites, le dispositif comprenant des moyens de montage des pales de l'empennage à l'aide d'axes de pivotement reliés au corps du propulseur solidaire du projectile, de telle sorte que les pales puissent être placées dans une premiere position de repli lors de l'insertion du projectile dans le tube de lancement et dans une seconde position de deploiement lors de l'ejection du projectile hors du tube de lancement. Lorsque des projectiles tels que des roquettes sont lances à partir d'un tube, l'empennage du projectile se trouve replie au stockage pour tenir dans le diamètre interne du tube. Au moment du lancement du projectile, l'empennage doit s'ouvrir dès la sortie du tube pour assurer la stabilité du projectile. Cette operation est souvent réalisée à l'aide de ressorts ou même par simple effet aérodynamique. Lorsque le projectile doit être lancé avec une très grande précision, il est souhaitas ble que l'empennage puisse être ouvert dans un délai très court. Ceci ne peut pas être obtenu par des moyens classiques tels que ceux qui ont été mentionnés precéw demment. La présente invention vise précisément à réaliser un dispositif d'ouverture de l'empennage d'un projectile qui permette d'ouvrir l'empennage en un temps extrêmement court, par exemple de l'ordre de quelques millisecondes, dès la sortie du projectile hors du tube de lancement, cette sortie du projectile hors du tube de lancement correspondant également a l'allumage du propulseur du projectile. Conformément a l'invention, le dispositif d'ouverture de l'empennage d'un projectile comprend des moyens d'actionnement agissant sur les pales de l'empennage pour les faire passer de leur position de repli à leur position de déploiement dès la sortie du projectile hors du tube de lancement, et lesdits moyens d'actionnement sont commandés à l'aide d'un dispositif réagissant aux gaz sous pression fournis par le propulseur du projectile pour provoquer le déploiement de l'empennage dès la sortie du projectile hors du tube de lancement. Selon l'invention, le dispositif d'ouverture de l'empennage est ainsi constitué par un dispositif mécanique associe à la propre propulsion de l'engin et le dispositif utilise comme source d'énergie les gaz sous pression fournis par le propulseur du projectile. Selon un mode particulier de realisation, les moyens d'actionnement comprennent un ensemble de pistons coopérant chcun avec une came solidaire d'une pale de l'empennage pour produixe un couple faisant pivoter la pale autour de son axe de rotation. Selon une caracteristique particulière, le dispositif réagissant aux gaz sous pression fournis par le propulseur du projectile comprend un clapet qui, pendant la phase de balistique intérieure où le projectile est à l'intérieur du tube de lancement, obture un orifice de prise de pression ménagé dans la paroi du propulseur et, -lors de l'allumage du propulseur à l'instant où le projectile sort du tube de lancement, dégage l'orifice pour permettre l'application des gaz sous pression dans une gorge annulaire en contact avec la face arrière des moyens d'actionnement tels que des pistons. Le dispositif peut comprendre un élement d'arrêt tel qu'une goupille assurant pendant le stockage un verrouillage du clapet- par rapport au corps de propulseur dans une position dans laquelle l'orifice de prise de pression est obture et le clapet est situé à faible distance ce du siège de clapet, et une partie au moins de la face arrière du clapet est en communication par une ouverture ménagee dans la partie arrière du corps de propulseur avec la charge propulsive d'éjection du projectile de sorte que lors de la phase de balistique interieure après la mise à feu de ladite charge propulsive, l'élé- ment d'arret est cisaillé par déplacement du clapet vers le siège de clapet. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, chaque pale de l'empennage comprend un talon adjacent à la came du côté opposé au point d'application du piston et le corps du propulseur présente à sa partie arrière des portées cooperant avec les talons des pales pour former des butées de limita- tion du déploiement des p-ales de l'empennage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui fait suite d'un mode particulier de réalisation donné en référence au dessin annexé sur lequel - la figure l représente une vue schEma- tique en coupe axiale d'un dispositif selon l'invention appl-iqué à un projectile disposa avec son empennage replie dans un tube de lancement, et - la figure 2 est une vue agrandie d'un détail de la figure I montrant en particulier le clapet de commande des moyens d'actionnement de ltouverture des pales. Si l'on-considère tout d'abord la figure I, on voit une partie d'un tube de lancement 14 ouvert à ses deux extrémités, dans lequel est disposé un projectile 1 équipé d'un propulseur 4 monté dans un corps de propulseur 2, et muni également d'un empennage constitué par des pales 7, dont une seule est représentée sur la figure l.-Une charge propulsive 27 est disposée dans une chambre de comb-ustion située derrière l'ensemble du projectile. Une culasse mobile,non représentée sur le dessin, est en outre disposée à l'intérieur du tube de lancement 14 derrière la charge propulsive 27. Lors de la mise à feu de la charge propulsive 27; lu pression développée par- les gaz de combustion propulse vers l'avant du tube l'-ensemble constitue par le projectile 1, le propulseur 4 et l'empennage monté sur le corps de propulseur 2, tandis que la culasse est elle-meme propulsee vers l'arrière du tube de lancement. Pendant le stockage de la munition et lors de la phase de balistique intérieure au tube de lancement 14, les'pales 7 dé l'empennage du projectile i restent à l'état replié dans le sens de l'axe du projectile et du tube de lancement. Dès la sortie du projectile hors du tube de lancement 14, le bloc de poudre 4 du propulseur associé au projectile I est mis à feu et les gaz produits par la combustion du bloc de poudre 4 s'échappent en se détendant dans la tuyère 5 montée à l'arrière du corps de propulseur 2 . Simultanément, les pales 7 de l'empennage doivent pouvoir se dépoyer afin de stabiliser la course du p-rojectile 1. La -structure de base du corps de propulseur 2 est-classique et présente la forme d'une douille montée à l'arrière du projectile 9. A l'intérieur de cette douille, un bloc de poudre 4 entouré d'une enveloppe 41 est disposé derrière la face arrière du projectile proprement dit 1 avec interposition d'une couche 22 de mousse élastique. Une couche annulaire 23 de protection thermique entoure l-e bloc de poudre 4 en vue de protéger la partie de la douille 2 formant virole. De même, une couche 21 de protection thermique est interposée entre le bloc de poudre 4 et le fond du corps de propulseur 2. La couche 21 de protection thermique du fond du corps de propulseur 2 est percée d'une ouverture centrale permettant une communication entre le bloc de poudre 4 et la tuyère 5 de détente des gaz produits par la combustion du bloc de poudre 4. La tuyère 5 est elle-même montée dans un insert 30 fixé dans le fond du corps de propulseur 2. Le corps de propulseur 2 porte des chapes 18 sur lesquelles sont montées à l'aide d'axes 3 les pales 7 de l'empennage. Conformément à l'invention, chaque pale 7 peut être ouverte à l'aide d'un piston 6. Chaque pale de l'empennage est ainsi associée à une chape 18 et à un piston 6. Toutefois, par mesure de simplification,on nE représenté sur la figure 1 qu'un seul ensemble chape 18,pale 7 et piston 6 Lorsque le piston 6 est poussé vers ltexw trieur dans le sens de la flèche F, la tête IS du piston 6 coopère avec une partie 12 de la pale 7 formant came pour appliquer à la pale 7 un couple dans le sens de la flèche f qui tend à faire pivoter la pale autour de l'axe 3 en vue de son déploiement.Le mouvement d'ouverture de la pale 7 s'arrête lorsque le pied de pale 16 formant un talon adjacent à la came 12 vient en contact avec une partie biaise 17 du corps de propulseur 2 formant butée. La face arrière 29 de chacun des pistons 6 qui sont disposés radialement dans le fond du corps de propulseur 2 est en contact avec une gorge annulaire 10 concentrique à la tuyère 5. La gorge annulaire 10 permet d'appliquer une pression sur la face arrière des pistons 6 assurant ainsi un déploiement simultané des diverses pales 7 de l'empennage. Les gaz agissant sur les pistons 6 sont dérivés des gaz sous pression fournis par le propulseur 4-lors de l'allumage du bloc de poudre. Pour cela, un orifice 9 est ménagé dans la couche de matière protectrice 21 afin de permettre une mise en communication des gaz produits par la combustion du bloc de poudre 4 avec la gorge annulaire 10 par l'intermédiaire d'un clapet 8. Lors du stockage du projectile à l'intérieur du tube de lancement 14, le clapet 8 est maintenu immobilisé par rapport au corps de propulseur 2 à 11 aide d'éléments d'arret tels que des goupilles 11, dans une position telle que l'orifice 9 est obturé empêchant toute communication avec la gorge annulaire 10, mais la face avant 31 du clapet 8 étant -située à distance du siège de clapet 19. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le clapet 8 comprend ainsi un nez 32 engagé lors du montage dans un alésage cylindrique 34 forme dans le corps du propulseur 2 dans le prolongement axial de orifice 9 ménagé dans la couche 21 de protection thermique du fond du corps de propulseur 2 Un joint torique 25 assure l'étancheité entre l'alésage 34 et le nez 32 du clapet 8. Le clapet 8 comprend en outre un corps 33 dont la partie avant est réunie au nez 32 en formant une face avant annulaire frontale 31, capable de coopérer avec le fond 19 d'un alésage cylindrique 20 coaxial à l'alésage 34 et de plus grande section que celui-ci. Le fond 19 de l1alé- sage 20 forme siège de clapet-pour le clapet 8.Un joint 24 assure l'étanchéité entre le corps de clapet 33.et l'alésage 20. L'insert 30 de montage de la tuyère 5 dans le corps de propulseur 2 réalise à l'aide d'une collerette 13 une obturation partielle de l'arrière de l'alésage 20 afin de constituer une butée arrière pour le mouvement du clapet 8. L'ouverture 26 à l'arrière de l'alésage 20 permet une application de la pression des gaz de la charge propulsive 27 contre la face arrière 28 du corps de clapet 33, lors de la mise a feu provoquant le départ du projectile. Sous l'action de cette pression exercée sur le clapet 8, la goupille 11 est cisaillee et la face frontale annulaire 31 du corps de clapet 33 vient en butée sur le siège de clapet 19, l'alésage 34 étant toujours obturé par le nez 32 du clapet 8.Dans cette phase de balistique intérieure où le projectile 1 avec son propulseur et son empennage zest pas encore sorti du tube de lancement 14, aucun gaz sous pression ne peut parvenir à la gorge annulaire 10 puisque toute communication est impossible soit avec 1' ou- verture 26 soit avec l'orifice 9. A l'instant où le projectile sort du tube de lancement 14, le bloc de poudre 4 est allumé et les gaz se détendent dans la tuyère 5. Sous llaction de la pression des gaz exercée à travers l'orifice 9 sur la face frontale du nez 32 du clapet 8, le clapet 8 est repoussé en arrière jusqu a ce que la face arrière 28 de son corps 33 vienne en butée contre la collerette 13. L'alésage 34 est alors complètement degage et la pression des gaz de combustion du propulseur 4 peut parvenir dans la gorge annulaire 10 à travers l'orifice de passage 35 débouchant dans l'alésage 20 près du siège de clapet 19. L'admission des gaz dans la gorge annulaire 10 provoque le déplacement des pistons 6 comme indiqué precedemment, et par suite le déploiement des pales 7 de l'empennage. Sur les figures 1 et 2, le clapet 8 a te représente dans sa position initiale, lorsqu'il est immobilisé par une goupille Il pour le stockage de la munition dans le tube de lancement 14. La figure 2 permet de voir de façon agrandie la portion. de la figure entourée d'un rectangle en trait mixte. Le mode de réalisation décrit précédèm- ment comprend un clapet .unique 8 qui, grace à la gorge annulaire 10 permet la commande simultanée de tous les pistons 6 à partir d'une seule prise de pression par l'orifice 9. Il serait naturellement possible de prevoir également par exemple deux clapets identiques places au tour de la tuyère 5 en regard de deux orifices de prise de pression différents et permettant une application des gaz sous pression dans la même gorge annulaire 10. Le ou les clapets 8 peuvent facilement être disposes dans les espaces libres du fond du corps de propulseur 2 si tués rentre les pistons 6. Naturellement, le dispositif d'ouverture d'empennage selon l'invention est adaptable à des empennages présentant divers nombres de pales. Il suffit de prévoir un piston 6 par pale 7 et de profiler en forme de came la partie 12 de la pale 7 destinée à coopérer avec l'extrémité 15 du piston 6. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ouverture de l'empennage d'un projectile disposé dans un tube de lancement ouvert aux deux extrmités, comprenant des moyens de montage des pales (7) de l'empennage à l'aide d'axes de pivotement (3) reliés au corps (2) du propulseur () solidaire du projectile (1), de telle sorte que les pales (7) puissent être placées dans une première position de repli lors de l'insertion du projectile (1) dans le tube de lancement (14) et dans une seconde position de déploiement lors de l'éjection du projectile (1) hors du tube de lancement (14), c a r a c t é r i s é en ce qu'il comprend des moyens d'actionnement (6) agissant sur les pales (7) de l'empennage pour les faire passer de leur position de repli à leur position de deploiement dès la sortie du projectile (1) hors du tube de lancement (14), et en ce que lesdits moyens d'actionnement (6) sont commandés à l'aide d'un dispositif (8,9,10) réagissant aux gaz sous pression fournis par le propulseur (4) du projectile (1) pour provoquer le déploiement de l'empennage dès la sortie du projectile (1) hors du tube de lance- ment (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé an ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent un ensemble de pistons (6) coopérant chacun avec une came (12) solidaire d'une pale (7) de l'empen- nage pour produire un couple faisant pivoter la pale autour de son axe de rotation (3). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le dispos il tif réagissant aux gaz sous pression fournis par le propulseur du projectile comprend un clapet (8) qui, pendant la phase de balistique intérieure où le projectile est à l'intérieur du tube de lancement (14), obture un orifice (9) de prise de pression ménagé dans la paroi du propulseur (4) et, lors de l'allumage du propulseur (4) à l'instant où le projectile (1) sort du tube de lancement (14), dégage ledit orifice (9) pour permettre l'application des gaz sous pression dans une gorge an nulaire (10) en contact avec la face arrière (29) des moyens d'actionnement (6). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un élément d'arrêt (11) assurant pendant le stockage un verrouillage du clapet (8) par rapport au corps (2)du propulseur dans ente position dans la quelle l'orifice (9) de prise de pression est obturé et le clapet est situé à faible distance du siège de cla pet (19) et en ce que une partie au moins de la face arriere (28) du clapet (8) est en communication par une ouverture (26) ménagée dans la partie arrière du corps de propulseur (2) avec la charge propulsive (27) de sorte que lors de la phase de balistique intérieure après la mise à feu, l1élément d'arrêt (11) est cisail lé par déplacement du clapet (8) vers le siège de cla pet (19). 5 Dispositif selon 1 'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le clapet (8) comprend. un nez (32) de section réduite qui, dans la position de fermeture du clapet (8) est engagé de façon étanche dans un alésage (34) prolongeant l'orifice (9), et un corps arrière (33) qui présente une face frontale annulaire (31) et coulisse dans un alésage (20) de plus grand diamètre ménagé dans le corps de propulseur (2) dans le prolongement de l'alésage (34) situé en regard de l'orifice (9), et en ce qu'un orifice de communication avec la gorge annulaire (10) est ménagé dans l'alé- sage (20) de plus grand diamètre au voisinage du siège de clapet (19). 6. Dispositif selon la revendication 4 et la revendication 5, caractérisé en ce que les alésa ges (34) et (20) ménagés dans le corps de propulseur (2) sont cylindriques. 7. Dispositif selon la revendication 2, caracterisé en ce que chaque pale (7) de ltempennage comprend un talon (16) adjacent à la came (12) du côté opposé au point d'application (15) du piston (6), et en ce que le corps de propulseur (2) presente a sa partie arriere des portées (17) coopérant avec les talons (16) des pale-s (.7Y pour former des butées de limitation du déploiement des pales de l'empennage. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé encre que les axes (3) de pivotement des pales (7) sont montés sur des chapés (18) solidaires du corps de propulseur (2).