Brevet FR2551806A1 — publié le 19850315

I 2-551806 Système déviateur d'écoulement commandé. L'invention se rapporte à un système déviateur d'écoulement commandé pour orienter un courant de fluide dans une direction de sortie donnée et 5 comportant un dispositif de déviation commandé et communiquant avec ledit système pour dévier l'écoulement dans le sens voulu. Un tel système déviateur d'écoulement commandé est utilisé pour orienter dans une direction de sortie désirée un courant de fluide sortant par exemple d'un réservoir La demande de brevet non publiée P 33 17 583 7 de la deman10 deresse indique un système déviateur d'écoulement commandé à commutation rapide dans lequel une tuyère rotative entra Tene par le fluide d'écoulement est à chaque fois arrêtée lorsque le jet de poussée sortant de la tuyère présente l'orientation voulue. L'invention a pour objet de mettre au point un système déviateur d'écoulement du type cidessus qui soit de construction simple et permette de contrôler facilement la position du dispositif de déviation. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que le dispositif de déviation comporte un corps de révolution qui est muni d'au moins un orifice d'évacuation pour le fluide et que pour le corps de révolution, il 20 est prévu un système d'entraînement et un dispositif de freinage pour l'amener par rotation à la position correspondant à la direction de sortie voulue et pour l'arrêter dans cette position. Comme dispositif de déviation, on utilise par conséquent un simple corps de révolution comportant au moins un orifice d'évacuation que l'on peut 25 amener à la position angulaire voulue par un système d'entraînement et l'arrêter dans cette position par un dispositif de freinage de façon que le fluide soit dirigé dans la direction voulue à sa sortie. L'orifice d'évacuation est par exemple disposé dans le sens radial par rapport à l'axe de rotation du corps de révolution, si bien que le fluide 30 sortant n'exerce aucun couple sur le corps de révolution; il est aussi avantageux que les orifices d'évacuation soient disposés dans un plan radial du corps de révolution sur des côtés opposés de l'axe de rotation et à même distance de celui-ci de façon à engendrer des couples de sens opposé et de même valeur Dans les deux cas, on a l'assurance que lors du freinage du corps de révolution, il ne se produit aucune force disymétrique par rapport à l'axe de rotation du corps de révolution Pour cette raison, le dispositif de freinage peut être de construction très simple. En dissociant l'entraînement du corps de révolution et la déviation de l'écoulement, on peut faire fonctionner ces deux dispositifs indépendamment l'un de l'autre, par exemple en les commandant individuellement Si par exemple l'écoulement est orienté dans la direction de sortie désirée, le système d'entraînement peut être arrêté Si, par contre, aucun écoulement n'est par exemple nécessaire pendant l'entraînement cet écoulement peut lui-même être interrompu, par exemple en tournant l'orifice d'évacuation pour 10 l'amener dans une position o il est recouvert et par conséquent fermé. Bien entendu, il est possible d'entraîner le corps de révolution au moyen de l'écoulement du fluide lui-même ou tout au moins de renforcer cet entraînement à l'aide de l'écoulement du fluide A cet effet, dans la zone des orifices d'évacuation du corps de révolution, on peut par exemple prévoir 15 des surfaces déflectrices disposées de façon qu'un couple d'entraînement soit exercé sur le corps de révolution par le fluide s'écoulant Au lieu de prévoir des surfaces déflectrices séparées, il est aussi possible de concevoir de façon appropriée le tracé des orifices d'évacuation ou des canaux communiquant avec le réservoir contenant le fluide. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'entraînement du corps de révolution se fait directement dans son axe de rotation Pour ce faire, on peut prévoir par exemple un entraînement par ressort, un moteur électrique, un entraînement à roue éolienne ou une combinaison de l'entrainement à roue éolienne et de l'entraînement par ressort D'autres combi25 naisons sont bien entendu possibles Grâce à de tels systèmes d'entraînement agissant directement dans l'axe du corps de révolution, on empêche la formation de balourds dynamiques. Les systèmes d'entraînement pour le corps de révolution et le frein peuvent soit constituer des unités de construction séparées, soit une unité 30 de construction commune Le système d'entraînement peut alors par exemple être réalisé sous la forme d'un mécanisme à cliquet Un système d'entrainement avec sens d'entraînement résersible est également avantageux On peut en pareil cas prévoir par exemple un moteur électrique réversible Le système d'entraînement peut aussi comporter un ou plusieurs systèmes d'aimants à 35 plusieurs positions. 3 8 2551806 Avec un système déviateur d'écoulement selon l'inventon, on peut arrive à ce que le corps de révolution servant de dispositif de déviation tourne pratiquement sans balourd On peut ainsi entre autres réduire considérableme les contraintes exercées sur le corps de révolution Dans ce système déviate d'écoulement, l'énergie agit directement dans le sens de la sortie de l'écoulement qui peut être dirigé à volonté. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une coupe transversale de l'ogive d'un projectile comportant, pour son guidage, un système déviateur d'écoulement selon i' invention; les figures 2 à 6 représentent respectivement des coupes transversales schématiques et des vues en perspective d'un corps de révolution dans un 15 système déviateur d'écoulement selon l'invention. La figure 1 représente en coupe partielle l'ogive d'un projectile l qui est équipée d'un système déviateur d'écoulement 2 destiné à assurer son guidage Ce système déviateur comporte un corps de révolution 3 qui est installé dans un alésage central 4, et monté rotatif autour de l'axe lon20 gitudinal 5 du projectile A son extrémité supérieure, le corps de révolution est inséré dans un palier de roulement à billes 6 Le corps de révolution présente une partie cylindrique 7 qui a à peu près le même diamètre que le diamètre intérieur de l'alésage central 4 et une partie supérieure 8 formant collet par laquelle il est maintenu dans le roulement à billes 6 Dans la partie cylindrique 7 est pratiqué un perçage longitudinal axial 9 qui, par un coude sensiblement à angle droit, se transforme en un perçage radial 10 aboutissant à l'extérieur et servant d'orifice d'évacuation à un fluide d'écoulement provenant d'un réservoir non représenté, par exemple un générateur de gaz, qui communique avec l'alésage central ou canal 4 du projectile et les perçages 9 et 10 ducorps de révolution Dans le canal 4, le sens de l'écoulement du gaz sortant du générateur de gaz est désigné par P, le sens de l'écoulement du gaz sortant du corps de révolution par Pl Le long de la périphérie de la paroi du projectile sont disposées plusieurs ouvertures de sortie 11 qui débouchent à l'atmosphère Lorsque l'orifice d'évacuation 10 communique avec l'une de ces ouvertures de sortie 11, le jet 2 '5 1806 de gaz fourni par le générateur est dévié vers l'extérieur sensiblement horizontalement dans le sens de la flèche P 1 De cette façon, une poussée transversale s'exerce sur le projectile et assure son guidage. A la partie 8 formant collet du corps de révolution 3 est raccordé un système d'entraînement 41 par lequel un mouvement de rotation autour de l'axe peut être imprimé au corps de révolution A ce système d'entraînement est relié un dispositif de freinage non représenté en détail ici et pouvant être par exemple un accouplement à friction Le système d'entraînement 41 peut aussi être un mécanisme à cliquet Le système d'entraînement 41 fait tourner 10 le corps de révolution 3 jusqu'à ce que l'orifice d'évacuation 10 se trouve à la position voulue pour assurer la direction d'écoulement désirée A ce moment, le corps de révolution est arrêté par le dispositif de freinage. Comme il ressort de la figure 2, l'orifice d'évacuation désigné ici par a est disposé radialement dans le corps de révolution; le perçage longi15 tudinal désigné ici par 9 a est coaxial à l'axe de rotation 5 du corps de révolution 3 a. Sur la figure 3, l'orifice d'évacuation l O O b est également dirigé radialement, mais a toutefois une forme de tuyère Le perçage longitudinal 9 b est disposé ici aussi coaxialement à l'axe de rotation 5 du corps de révolution 20 3 b A une paroi latérale de l'orifice d'évacuation 10 b en forme de tuyère se rattache une surface déflectrice 42 par laquelle le jet de fluide s'échappant de l'orifice d'évacuation lob peut être dévié de la direction radiale Cette surface déflectrice 42 peut être utilisée pour mettre en rotation le corps de révolution 3 b, si bien qu'un système d'entraînement séparé pour ce corps de 25 révolution n'est pas nécessaire, mais elle peut aussi servir à renforcer le système d'entraînement 41 du corps de révolution pour obtenir ainsi par exemple un démarrage rapide après un freinage. Sur la figure 4, le corps de révolution 3 c comporte un perçage longitudinal 9 c coaxial à l'axe de rotation 5 et à partir duquel s'étend dans un 30 plan radial du corps de révolution un orifice d'évacuation courbé O 10 c dont la direction de l'écoulement ne passe pas par l'axe de rotation 5, mais est disposée excentriquement à ce dernier Une telle configuration de même que celle de la figure 3 peut servir à mettre le corps de révolution en rotation ou à renforcer le système d'entraînement du corps de révolution lors du 35 démarrage. 255 1 806 La figure 5 représente une vue partielle en perspective d'un corps de révolution Le corps de révolution est muni de deux orifices d'évacuation l Od' et 10 d" qui, situés dans un plan radial, sont respectivement placés à même distance de l'axe de rotation 5, mais sur des cotés opposés de celui-ci, et présentent des écoulements orientés en sens contraire Le fluide s'écoulant le long de l'axe de rotation 5 conformément à la flèche P arrive au centre du corps de révolution et s'échappe par les orifices 10 d' et 10 d" comme schématisé par les flèches Pl' et Pl" Le corps de révolution 3 d peut ici aussi être raccordé à un système d'entraînement par l'intermédiaire de la partie schématisée 8 d formant collet Dans le mode de réalisation représenté, sur le corps de révolution agissent deux couples dirigés en sens contraire et symétriques à l'axe de rotation 5, si bien qu'une rotation sans balourd est garantie Comme dans les modes de réalisation selon les figures 3 et 4, les forces résultantes sur le corps de révolution peuvent 9 tre utilisées soit 15 pour entraîner lui-meme le corps de révolution, soit pour renforcer le système d'entraînement séparé. Le corps de révolution 3 e selon la figure 6 présente un perçage longitudinal 9 e qui est coaxial à l'axe de rotation 5 et débouche dans un orifice d'évacuation radial 10 e par lequel le fluide sort radialement dans le 20 sens de la flèche Pl Autour de la périphérie du corps de révolution 3 e sont répartis des canaux hélicoidaux 43 par lesquels le fluide P fourni par le réservoir s'écoule le long de l'axe de rotation 5 Le fluide s'écoulant par ces canaux hélico'daux 43 met le corps de révolution 3 e en rotation, de sorte qu'ici aussi, il peut entrahîner le corps de révolution 3 e ou, lors du 25 démarrage, renforcer le système d'entraînement raccordé à la partie 8 e formant collet. Le perçage longitudinal ou plusieurs perçages longitudinaux 9 peuvent aussi âtre disposés parallèlement à l'axe de rotation 5 si par exemple les conditions de montage l'exigent. Le système déviateur d'écoulement peut ftre utilisé de multiples façons. En plus de l'utilisation décrite dans un dispositif de poussée pour missile, on peut aussi en équiper par exemple un dispositif d'injection secondaire ou un moteur à gaz chaud, par exemple pour un système d'entraînement de gouvernail comme cela est expliqué en détail dans la demande de brevet 35 précitée P 33 17 583 7. Comme fluide, on peut par exemple utiliser l'écoulement des gaz provenant d'un générateur de gaz ou d'un propulseur, un liquide ou de l'air sous pression dynamique. 7 2 5 5 1 8 0 6 REVENDICATIONS 1 Système déviateur d'écoulement commandé pour orienter un courant de fluide dans une direction de sortie donnée et comportant un dispositif de déviation commandé et communiquant avec ledit système pour dévier l'écou5 lement dans le sens voulu, caractérisé par le fait que le dispositif de déviation comporte un corps de révolution ( 3) qui est muni d'au moins un orifice d'évacuation ( 10) pour le fluide et que pour le corps de révolution, il est prévu un système d'entraînement et un dispositif de freinage ( 41) poul l'amener par rotation à la position correspondant à la direction de sortie 10 voulue et pour l'arrgter dans cette position. 2 Système déviateur d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'amenée ( 9) du fluide dans le corps de révolution ( 3) est disposée axialement autour de son axe de rotation ( 5) et parallèlement à ce dernier. 3 Système déviateur d'écoulement selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les orifices d'évacuation ( 10) sont disposés danm le corps de révolution de façon qu'aucun couple ne soit exercé sur le corps de révolution par l'écoulement du fluide. 4 Système déviateur d'écoulement selon la revendication 3, caractérisé 20 par le fait que les orifices d'évacuation ( 10) sont disposés dans le sens radial par rapport à l'axe de rotation du corps de révolution. Système déviateur d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les orifices d'évacuation ( 10 d) pour le fluide dans le corps de révolution sont disposés de façon à produire des couples identiques des 25 deux côtés de l'axe de rotation du corps de révolution. 6 Système déviateur d'écoulement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les orifices d'évacuation ( 10 d) sont disposés dans un plan radial du corps de révolution sur des côtés opposés de l'axe de rotation ( 5), à même distance de ce dernier et dans des sens contraires. 7 Système déviateur d'écoulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps de révolution ( 33 sur sa périphérie dans la zone des orifices d'évacuation ( 10) présente des surfaces déflectrices ( 42) pour le fluide. 8 Système déviateur d'écoulement selon la revendication 7, caractérisé 35 par le fait que les surfaces déflectrices ( 42) sont disposées de façon qu'un 8 2551806 couple d'entraînement soit exercé par le fluide sur le corps de révolution ( 3). 9 Système déviateur d'écoulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'entraînement du corps de révolution est assuré par le fluide d'écoulement. Système déviateur d'écoulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le système d'entraînement ( 41) pour le corps de révolution est un dispositif d'entraînement par ressort. 11 Système déviateur d'écoulement selon l'une quelconque des reven10 dications 1 à 8, caractérisé par le fait que le système d'entraînement pour le corps de révolution est un moteur électrique. 12 Système déviateur d'écoulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le système d'entraînement pour le corps de révolution est un dispositif d'entraînement à roue éolienne. 15 13 Système déviateur d'écoulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le système d'entraînement ccmporte des dispositifs pour inverser le sens de rotation du corps de révolution. 14 Système déviateur d'écoulement selon la revendication 13, carac20 térisé par le fait que le système d'entraînement est un moteur électrique réversible. Système déviateur d'écoulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le système d'entraînement est un mécanisme à cliquet. 16 Système déviateur d'écoulement selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le système d'entraînement comporte un ou plusieurs systèmes d'aimants à plusieurs positions.