Brevet FR2538540A1 — publié le 19840629

I Gyroscope de position résistant aux accélérations pour missiles. La présente invention se rapporte à un gyroscope de position ou d'attitude résistant aux accélérations pour missiles, comportant un rotor qui est suspendu à la cardan et maintenu dans un cadre par l'intermédiaire de paliers, lequel cadre comporte également des paliers pour la rota- tion autour d'un autre axe. Dans les gyroscopes de position de ce type, un rotor relativement petit et lourd est mis en rotation peu avant ou au moment du lancement du missile, cette mise en rotation pouvant être assurée par les gaz propulseurs d'une charge combustible qui agissent sur des pales de type turbine du rotor du gyroscope et en-très peu de temps le font tourner à une vitesse de quelque mille tours/seconde Pendant cette phase d'entraînement, il faut que la suspension à la cardan du rotor soit bloquée Cette suspension à la cardan ne peut être libérée que lorsque la vitesse de rotation de consigne est atteinte et que la phase d'entraînement du rotor du gyros- cope est terminée Cette libération s'effectue souvent dans une phase o le missile est encore exposé à de très fortes accélérations de lancement qui, dans certains cas, peuvent dépasser 104 g Comme les efforts d'accélération ne sont trans- mis au cadre et au rotor du gyroscope que par les paliers, il faut ceuxci soient surdimensionnés en conséquence pour éviter des détériorations, mais ce surdimensionnement affecte la sensibilité du gyroscope En dépit du surdimensionnement correspondant des paliers,, la résistance aux accélérations des gyroscopes de position connus reste médiocre. La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser pour des missiles un gyroscope de position résistant aux accélérations, c'est-àdire qui conserve sa fiabilité même lorsqu'il est soumis à de fortes accélérations lors du lancement Ce résultat est atteint selon belon l'invention par le fait que les paliers du rotor et du cadre comprennent respectivement au moins un roulement suspendu élastiquement avec jeu relativement faible des éléments tournant les uns par rapport aux autres, ainsi qu'un palier rigide avec jeu rela- vement grand entre les éléments se déplaçant les uns par rap- port aux autres, le roulement suspendu élastiquement étant déchargé en cas de déplacement de valeurs d'accélérations prédéterminées. Selon une autre caractéristique de l'invention, le gyroscope comprend d'autres cadres montés rotatifs autour d'axes mutuellement perpendiculaires et comportant au moins un roulement à suspension élastique, les cadres présentant au niveau de leurs c 8 tés respectivement voisins des surfaces de contact définies qui présentent à l'état non accéléré du gyros- cope une distance définie l'une de l'autre. Le gyroscope selon l'invention peut présenter un bottier dans lequel le cadre extérieur est monté rotatif dans au moins un roulement suspendu élastiquement, le bottier et le cadre comportant des surfaces de contact définies qui à l'état non accéléré du gyroscope présentent une distance définie l'une par rapport à l'autre. Selon une autre particularité avantageuse de l'inven- tion, au moins l'un des paliers rigides est réalisé sous la forme d'un palier lisse. Selon l'invention, les roulements suspendus élasti- quement sont mobiles dans le sens radial et/ou axial et peu- vent comporter des supports ou bagues en matériau visco- élatique. i L'nvention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente un gyroscope de position ré- sistant aux accélérations vu en coupe le long de l'axe de son rotor; la figure 2 est une coue perpendiculaire à l'axe de rotor du gyroscope. Dans le gyroscope de position représenté sur les figure 1 et 2, un rotor 1 installé dans un premier cadre 2 est monté mobile en rotation dans les roulements à billes 3 et 4 Le cadre 2 lui-même placé dans un second cadre 7 est également monté dans des roulements à billes 5 et 6 de façon à pouvoir tourner au ou-r d-'ux-2- -l-pe"rpndiculaire à l'axe 1 1 du rotor du gyroscope; Ce second cadre 7 suspendu dans un bol- tier 10 est monté mobile en rotation dans des roulements à billes 8 et 9 (figure 2) et est muni d'un prise 11 qui indique les variations angulaires du cadre 7 par rapport au bdottier 10. Dans les cadres 2 et 7 ainsi que dans le boîtier 10 sont prévus des perçages coaxiaux 12, 13 et 14 par lesquels un gaz propulseur produit par un générateur de gaz 15 est amené dans le sens tangentiel au rotor 1 o il agit sur des 1.9 pales directricesisinées par fraisage dans la surface laté- rale du rotor 1 du gyroscope. Le gyroscope de position est monté dans un missile de façon que les accélérations intervenant au lancement (flèche b) dans le sens de l'axe 7 1 du cadre agissent dans la direction représentée Un gyroscope ainsi monté sert alors i 5 par exemple à stabiliser le roulis du missile. Au cas o les efforts d'accélération agissent dans le sens représenté sur le gyroscope de position, les roulements 3 et 4 du rotor ainsi que les roulements 5 et 6 du premier cadre 2 sont noyés dans les bagues 16, 17, 18 et 19 en un matériau visco-élastique De ce fait les roulements radiaux 3 à 6 en soi rigides se dérobent à chaque fois perpendiculairement à l'axe des roulements sous l'influence des efforts d'accéléra- tion. Les roulements radiaux 8 et 9 du second cadre 7 sont fixés dans le boîtier 10 ou sur l'axe du cadre de façon à permettre un mouvement axial dans un sens opposé à l'accélé- ration b A cet effet> le roulement 8 dans le sens axial est soutenu élastiquement par un ressort 20. Les efforts d'accélération élevés dans le sens repré- senté intervenant pendant le lancement provoquent les effets suivants dans le gyroscope de position: sous l'influence de l'intertie, le ressort 20 est comprimé jusqu'à ce que les surfaces 7 2 et 10 1, se trouvant normalement à une distance définie d?,1 C, du second cadre et du bottier, se touchent Les surfaces 7 2 et 10 1 ont une rugosité et une grandeur définie et par conséquent un frot- tement calculable Le ressort 20 ainsi que la rugosité et la distance d, 10 odes surfaces 7 2 et 10 1 sont mutuellement accordés de façon que le cadre 7 en cas de dépassement d'une valeur d'accélération prédéterminée soit soutenu et bloqué de façon sûre par le bottier 10. Sous l'effet des forces d'inertie, les bagues visco- élastiques 18 et 19 sont en outre déformées jusqu'à ce que les surfaces 2 2 du premier cadre et 7 3 du seconde cadre se trouvant normalement à une distance définie d 2,7 se touchent également Les caractéristiques élastiques des bagues 18 et 19 ainsi que la distance d 2,7 sont mutuellement accordées de façon que les roulements 5 et 6 ne 'soient plus surchargés au-delà d'une force d'accélération prédéterminée, étant donné que le cadre 2 se trouve alors directement soutenu par le cadre 7 par l'intermédiaire des surfaces de contact 2 2 et 7.3 de rugosité également définie. Sous l'influence de l'effort d'accélération, les bagues visco-élastiques 16 et 17 des roulements 3 et 4 du rotor du gyroscope sont également déformées jusqu'à ce que les axes 1 3 et 1 4 du rotor soient latéralement décalés suffisamment loin pour venir toucher des rondelles de butée 21 et 22 disposées concentriquemento Comme pendant la phase du lancement du missile, le rotor 1 est soumis à l'action du générateur de gaz 15, c'est-à-dire mis en rotation, les ron- delles de butée 21 et 22 sont réalisées sous la forme de paliers lisses à surfaces relativement grandes de façon que le rotor ne soit qu'insensiblement freiné pendant la phase d'accélération Les caractéristiques élastiques des bagues 16 et 17 ainsi que le jeu dl,2 existant à l'état non accéléré entre les rondelles de butée et les axes du rotor du gyros- cope sont eux aussi mutuellement accordés de telle sorte que les roulements 3 et 4 ne soient plus chargés au-delà de d'efforts d'accélération prédéterminés. A la fin de la phase du lancement, l'effort d'accélé- ration diminue si bien que les distances représentées d 12 d 2,7 ainsi que d 7,10) se rétablissent sous l'effet des carac- tériques élastiques des bagues 16 à 19 ainsi que du ressort Comme les surfaces de contact 2 2 et 7 3 ainsi que 7 2 et 10.1 présentent une rugosité et une grandeur définies, la valeur de l'accélération pour laquelle les cadres du gyroscope sont libérés peut être exactement prédéterminée Ainsi, par un dimensionnement judicieux des montages élastiques et des sur- faces de contact ainsi qie d'un temps d'action approprié du générateur de gaz 15, on peut renoncer à un dispositif séparé pour bloquer le gyroscope pendant la phase du lancement. REVENDICATIONS Gyroscope de positionnement ou d'attitude résistant aux accélérations pour missiles, comportant un rotor, suspen- du à 'la cardan et maintenu par l'intermédiaire de paliers, dans un cadre qui comporte également des paliers pour sa rotation autour d'un autre axe, caractérisé par le fait que les paliers du rotor ( 1) et du cadre ( 2,7) comprennent res- pectivement au moins un roulement suspendu élastiquement ( 3, 4, 5, 6, 8) avec jeu relativement faible des éléments tournant les uns par rapport aux autres, ainsi qu'un palier rigide ( 21, 22; surfaces 2 2, 7 5; 7 2, 10 1) avec Jeu com- parativement grand (dl,2, d 27, d 7 10) entre les éléments mobiles les uns par rapport aux autres de sorte que le roule- ment suspendu élastiquement est déchargé en cas de dépassement de valeurs d'accélération prédéterminées. 2 Gyroscope de position selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend d'autres cadres ( 7) montés rotatifs autour d'axes ( 7 1) mutuellement perpendicu- laires et comportant au moins un roulement ( 8) suspendu élas-' tiquement, les cadres ( 2,7) comportant sur des c 8 tés respec- tivement voisins des surfaces de contact définies ( 2 2, 7 3) qui, à l'état non accéléré du gyroscope, présentent des dis- tances définies (d 2,7) l'une de l'autre. 3 Gyroscope de position selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un bottier ( 10) dans lequel le cadre extérieur ( 7) est monté rotatif dans au moins un roulement ( 8) suspendu élastiquement, le bottier et le cadre présentant des surfaces de contact définies ( 7 2, 10.1) qui à l'état non accéléré du gyroscope présentent une distance définie l'une de l'autre (d 710). 4 Gyroscope de position selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'au moins l'un des paliers rigides est réalisé sous la forme d'un palier lisse ( 21, 22). 5 Gyroscope de position selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les roule- ments suspendus Plastiquement ( 3, 4, 5, 6, 8) sont mobiles dans le sens radial Pi/nll axial. 6 Gyroscope de position selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé par le fait que les roulements suspendus élastiquement ( 3, 4, 5, 6) compor- tent des supports ( 16, 17, 18, 19) en matériau visco- élastique.