Brevet FR2578041A1 — publié le 19860829

Lance-missile à Patin d'élection L'invention a pour objet un lance-missile desti- né à être monté sur un aéronef militaire, du type com- portant des moyens permettant d'écarter le missile de l'aéronef avant allumage du propulseur de ce dernier, moyens exerçant, sur le missile, une force tendant à le chasser à distance de l'aéronef. On connait déjà des lance-missile du type ci- dessus défini, comportant deux vérins dont les pistons exercent sur le missile des efforts qui l'écartent de l'aéronef lorsque les vérins sont alimentés par une source de fluide moteur qui peut être un liquide ou, plus fréquemment, des gaz de poudre (brevet FR 2 498 747). En utilisant un lance-missile de ce type et en allumant la charge propulsive une fois le missile écarté de l'aéronef, il est possible d'encastrer partiellement les missiles dans le fuselage, ce qui réduit la traînée aérodynamique, et/ou de monter plusieurs missiles en tandem sous le fuselage. Mais les solutions connues pré- sentent un défaut qui devient très grave si l'allumage de la charge propulsive n'intervient qu'un temps notable après l'éjection: il suffit d'un écart de l'ordre du centième entre les forces exercées par les *vérins pour imprimer au missile une vitesse angulaire en tangage - appréciable. Or, il est extrêmement difficile d'équili- brer avec un tel degré de précision les forces exercées par les vérins. En conséquence, l'attitude du missile lors de l'allumage de la charge propulsive ne peut pas être prédite avec précision. L'invention vise notamment à fournir un lance- missile à éjection répondant mieux que ceux antérieure- ment connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il permet-d'imprimer au missile une vitesse angu- laire de basculement bien déterminée pour tout le domaine d'éjection, ce qui permet de retarder la mise en oeuvre de l'allumage du propulseur et l'intervention des moyens de pilotage. Elle vise également à assurer une grande sécurité de fonctionnement en interdisant méca- niquement l'éjection du missile aussi longtemps qu'une opération préalable de déverrouillage n'a pas eu lieu et d'assurer une tolérance notable en ce qui concerne l'em- placement du centre de gravité du missile. Dans ce but, l'invention propose notamment un lance-missile du type cidessus défini comportant, sur une structure support, des moyens désarmables d'accro- chage du missile, un patin d'appui sur le missile relié à la structure support par des biellettes articulées de façon à constituer un quadrilatère déformable, proche d'un parallélogramme, et des moyens à pression de fluide pour, successivement, désarmer les moyens d'accrochage et commander les biellettes dans un sens provoquant la poussée du missile par le patin, ce dernier ayant une longueur suffisante pour fixer non seulement la distance entre le missile et l'aéronef, mais aussi l'orientation angulaire du missile. Grace à cette disposition, il est possible de fixer de façon précise la position et la vitesse angulaire du missile lorsqu'il échappe à la poussée du patin. La vitesse angulaire est en particu- lier nulle lorsque les biellettes constituent un paral- lélogramme déformable. On peut par contre, en utilisant une forme différente d'un parallélogramme, provoquer une rotation du patin au cours de son déplacement, donc ré- gler la vitesse angulaire d'éjection du missile en tan- gage. En particulier, il est possible de donner au mis- sile une orientation en piqué (ou en cabré) et une vitesse de tangage pour écarter le missile de l'aéronef rapidement et pour tenir compte des conditions dans les- quelles s'effectue généralement le tir. Le patin, qui sera avantageusement prévu pour épouser la forme de la peau du missile, devra en règle générale avoir une longueur représentant au moins 1/6e de la longueur du missile et être placé de façon à exer- cer son action sur le missile dans la zone du centre de gravité de ce dernier. Cependant, le lance-missile sui- vant l'invention tolère des variations appréciable en ce qui concerne les dimensions, la masse et la position du centre de gravité. Les moyens d'accrochage du missile comportent avantageusement un rail en une ou plusieurs pièces, sur lequel peuvent coulisser une ou des ferrures du missile de façon à engager ce dernier de l'arrière vers l'avant jusqu'à ce qu'il soit immobilisé par un crochet de ver- rouillage longitudinal, déplaçable par un vérin de façon à entraîner le missile vers l'avant et à dégager les ferrures du rail. Dans un premier mode de réalisation, le vérin de déverrouillage comprend un équipage mobile qui, dans une première partie de sa trajectoire à partir de la position de repos, provoque le décrochage du mis- sile et, dans une seconde phase, provoque l'éjection par mise en action du patin. Dans un autre mode de réalisa- tion, les moyens à pression de fluide comprennent un premier vérin destiné à effectuer le déverrouillage et un second vérin qui commande le déplacement du patin, les deux vérins étant associés par des moyens de trans- fert de fluide conçus de façon que le second vérin ne puisse être mis en action que lorsque le premier a ef- fectué le décrochage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particulier d'exécution donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: - Les Figures 1A et 1B sont des schémas de prin- cipe,en élévation,des parties avant et arrière d'un lan- ce-missile constituant un premier mode de réalisation, - - les Figures 2 et 3 sont des vues en coupe suivant les lignes II-II et III-III de la Figure 1, - la Figure 4, similaire à la Figure 1, montre un second mode de réalisation, - les Figures 5 et 6 sont des vues à grande échelle des vérins du dispositif de la Figure 4. Le lance-missile dont le schéma est donné en Figure 1 comporte une structure support dont une frac- tion seulement est représentée, prévue pour être fixée à l'ossature de l'aéronef d'emport. Cette structure sup- port comprend un rail d'accrochage en deux tronçons 10 et 12-destinés à recevoir les ferrures avant et arrière du missile, dont seul l'axe 14 est représenté dans la position qu'il occupe lors du transport. Ces ferrures sont prévues pour être engagées dans les tronçons de rail 10 et 12 depuis l'arrière, c'est-à-dire dans le sens indiqué par la flèche f. Les moyens désarmables d'accrochage du missile sur la structure comportent un crochet 16 de verrouil- lage longitudinal susceptible de se déplacer dans la structure support entre la position de verrouillage o il est montré en traits pleins sur la Figure 1 et une position de libération du missile o il est montré en tirets. Un trou allongé 18 ménagé dans la partie avant du levier emprisonne un axe 20 d'articulation et d'en- trainement. L'autre extrémité du crochet 16 est repous- sée vers le bas par un guignol 22 qui tourne sur la structure autour d'un axe 24 et est muni d'un ressort de rappel 26. Lorsque le guignol 22 et le crochet 16 sont en position de repos, un galet terminal 28 du guignol s'engage dans une encoche du levier. Le crochet se ter- mine par un verrou comportant une rampe d'accès 30 in- clinée, de façon que le crochet se soulève en tournant autour de l'axe 20, contre l'effort du ressort 26. lors- qu'on introduit le missile, avant de retomber et d'em- prisonner la ferrure avant du missile. - Pour permettre l'extraction du missile, le gui- gnol 22 peut être muni d'un levier extérieur permettant de le basculer contre l'action du ressort 26 et de sou- lever le crochet 16 pour dégager le levier d'appui 14 et libérer le missile qui peut alors être retiré vers l'arrière. Le mode de réalisation de l'invention montré en Figure 1 comprend des moyens à pression de fluide cons- titués par un seul vérin placé à peu près parallèlement à l'axe du missile, destinés à assurer en succession: - dans un premier temps, le déverrouillage du crochet 16, - dans un second temps, la-libération du missile par traction de la ferrure avant du missile vers l'avant à l'aide du crochet 16, - dans un troisième temps, la mise en action d'un patin d'éjection. L'utilisation d'un vérin unique donne au système une grande sécurité de fonctionnement, l'éjection ne pouvant intervenir qu'après libération du missile. Comme on le verra plus loin, le vérin peut être prévu de façon à exercer un effort beaucoup plus faible au cours des deux premières phases qu'au cours de la troisième. Le vérin comporte un cylindre 32 articulé sur la structure support, dans lequel est déplaçable un équi- page mobile composite. Cet équipage comprend un piston 34 solidaire d'une tige arrière 36, reliée à la tringlerie de mise en action du patin d'éjection et une tige avant 38. Cette tige est montée de façon à pouvoir coulisser dans une douille 40. Un système de verrouillage temporaire de la tige 38 et de la douille 40 comprend des rouleaux ou des billes 42 logées dans des couloirs radiaux de la douille et qui, lorsqu'elles sont maintenues en saillie vers l'intérieur par la paroi du cylindre 32, s'engagent dans une gorge de la tige 38 et l'immobilisent par rapport à la douille. Une rainure 44 ménagée dans la paroi du cy-, lindre permet aux billes de s'échapper et de libérer la tige 38 lorsque l'équipage mobile a parcouru une dis- tance déterminée depuis la position de repos o il est montré en Figure 1. La douille 40 est reliée par un pivot 44 à un levier 46 tournant autour d'un axe 48 porté par la structure support. L'extrémité du levier opposée à celle qui est articulée sur la douille 40 porte l'axe 20 d'ar- ticulation du crochet 16. Un dispositif de verrouillage élastique du levier 4E est prévu pour immobiliser ce levier aussi longtemps qu'il n'est pas soumis à une force dépassant un seuil déterminé. Le mécanisme de ver- rouillage élastique peut avoir la constitution montrée en Figure 3 et comporter des billes 50 qu'un empilement de rondelles élastiques 5Z logé dans le levier tend à repousser sur des sièges de verrouillage 56 par l'inter- médiaire de poussoirs 58. La tige 36 du vérin est reliée à une tringlerie de mise en action du patin d'éjection 60. Ce patin présentera à sa partie inférieure une forme de gouttière adaptée à la forme de la peau du missile. La tringlerie comprend une biellette principale 62, destinée à trans- mettre l'effort moteur au patin 60, qui tourne sur un axe 64 porté par la structure support. La liaison entre la tige 36 et la biellette 62 est constituée par un axe 66 fixé à la biellette 62 et emprisonné dans un trou allongé 68 de la tige 36. Une biellette secondaire 70 est articulée, d'une part par un axe 72 sur le patin 60, d'autre part, par un axe 74 sur la structure support. La position de l'articulation 74 est avantageusement réglable, par exemple à l'aide d'une tige filetée 76 et d'écrous de blocage, pour qu'il soit permis d'ajuster l'assiette prise par le patin lors de la course du pis- ton 34. Le quadrilatère constitué par les axes 63, 64, 72 et 74 sera toujours très proche d'un parallélogramme, les vitesses de tangage à imprimer au missile étant toujours faibles. On voit par ailleurs immédiatement que l'orien- tation angulaire imposée au missile lorsque le patin 60 atteint la fin de sa course (indiquée en traits mixtes sur la Figure 1) ne dépend que de la géométrie de la tringlerie. Le fonctionnement du dispositif lors de l.a mise en action du piston 34 peut etre considéré comme com- portant trois phases successives qui seront successive- ment décrites, ces phases se déroulant en séquence dés que l'on admet du gaz sous pression dans l'intervalle compris entre le piston 34 et un épaulement du cylindre du vérin contre lequel le piston est en appui au repos (Figure 1). La source de fluide sous pression est avan- tageusement constituée par une bouteille de gaz sous pression, séparée du vérin par un opercule fracturé par percussion lors de la mise en action. Une électrovanne de commande peut être interposée entre la bouteille de gaz sous pression et le vérin. Phase 1: Deverrouillaae La pression du gaz ne s'applique initialement que sur une surface effective d'action faible, corres- pondant à la différence entre la section du piston 34 et celle de la douille de déverrouillage 40. Le piston 34 se déplace, vers la droite sur la Figure 1, en entrai- nant la douille 40 et le levier 46. Le déplacement ne commence que lorsque l'effort exercé sur le levier 46 est suffisant pour surmonter la force de précontrainte exercée par les rondelles élastiques 52 et refouler les plongeurs 58. Dés que le levier commence à tourner, il entraîne l'axe 20 qui retient deux billes 21 de ver- rouillage du crochet 16. La longueur du trou allongé 18 doit évidemment être suffisante pour autoriser ce dé- verrouillage avant qu'il n'y ait venue en butée de l'axe et entraînement du crochet 16. On voit que la présence du système de verrouil- lage par les billes 21 interdit l'avancée du missile en dehors des conditions d'éjection et interdit notamment un échappement intempestif du fait d'une poussée acci- dentelle du patin d' éjection 60. Phase 2: Décrochage du missile Une fois l'axe 20 en butée contre le fond du trou 18, le levier 46 entraîne vers l'avant le crochet 16. Ce crochet avance le missile en faisant glisser ses ferrures dans le rail de suspension. Cette opération provoque l'effacement de la prise ombilicale (non repré- sentée, généralement montée sur un système à parallélo- gramme défermable pour s'escamoter lorsque le missile avance) et l'activation du propulseur, de l'autodirec- teur et/ou le déploiement des gouvernes. Sur la douille est prévu un épaulement 78 destiné à venir en butée contre le cylindre 32 lorsque la douille a parcouru une course suffisante pour dégager les ferrures du missile. Pour cette même course, les billes 42 viennent se placer en face de la rainure 44 du corps de vérin. Le crochet 16 est alors dans la position montrée en traits mixtes sur la Figure 1. Phase 3: Eiection Au cours de la dernière phase, le piston 34 poussé par les gaz poursuit seul sa course. La surface d'action effective de la pression est alors égale à la totalité de la surface du piston. Le trou allongé 68 est prévu de façon qu'il n'y ait pas entrainement de la tringlerie par le piston pendant les phases 1 et 2. Au cours de la troisième phase, la tige 36 commence à en- trainer la biellette 62 et déploie le patin 60. On voit 3-0 que ce déploiement ne peut intervenir qu'une fois le déverrouillage et la libération du missile intervenus. La course du piston se poursuit jusqu'à ce que le patin soit arrivé à l'extrémité de sa course. Des moyens de réglage de débit, tels que des cols soniques, peuvent être prévus sur la tubulure d'arrivée de gaz au vérin, de façon à ajuster la vitesse de déplacement du patin et donc la vitesse de tangage imprimée au missile. Le dispositif peut être complété par un système de blocage à bille 80, qui peut être similaire à celui montré en Figure 3 et qu'il n'est donc pas nécessaire de décrire de nouveau. Ce système de blocage permet d'évi- ter tout mouvement intempestif du patin avant éjection. On voit que le dispositif permet de régler avec préci- sion la vitesse de tangage imposée au missile et cela pour tout le domaine d'éjection, ce qui permet de retar- der l'allumage du propulseur et le pilotage; l'encom- brement du dispositif est réduit. Sa sécurité de fonc- tionnement est quasi absolue. Le montage et le démontage du missile sont faciles. Enfin, dans la mesure o on utilise une bouteille de gaz comprimé (azote par exem- ple) plutôt qu'une cartouche pour fournir les gaz, le système reste propre et la maintenance est réduite, puisqu'elle se limite au remplacement d'une cartouche ou d'une bouteille de gaz. Le mode de réalisation de l'invention montré en Figure 4 se différencie du précédent essentiellement par le fait qu'il utilise un vérin de déverrouillage et un vérin d'éjection distinct, ce dernier pouvant être monté transversalement au sens de déplacement du patin. Pour plus de simplicité, les organes du dispositif de la Figure 4 qui correspondent à ceux déjà décrits so-nt dé- signés par le même numéro de référence et ne seront pas évoqués de nouveau. Le vérin unique du dispositif de la Figure 1 est remplacé, sur la Figure 3, par un vérin 82 de déver- rouillage du missile et de libération de ce dernier et un vérin principal d'éjection 84, placé verticalement. La sécurité est cette fois assurée, non plus par des moyens mécaniques, mais par des moyens pneumatiques in- terdisant l'alimentation du vérin 84 jusqu'à la fin de la mise en action du vérin de déverrouillage 82. Ce vérin 82, représenté en détail sur la Figure 78041 , comporte un cylindre 86 dans lequel coulisse un piston 88 creux, contenant une soupape 90 repoussée sur son siège par un ressort de rappel 92. Cette soupape sépare un espace d'admission qui communique avec l'arri- vée de gaz dans le cylindre et un espace annulaire qui, lorsque le piston s'est déplacé d'une longueur détermi- née à partir de sa position de repos, communique, par un trou ménagé dans le piston, avec une conduite d'alimen- tation du vérin 84. La soupape 90 est munie d'une tige qui fait saillie du piston vers la droite. Le mode de fonctionnement du vérin au cours des deux premières phases de la mise en action apparait im- médiatement: la pression du gaz s'exerçant sur la sur- face effective d'action de faible valeur du piston 88 déplace ce piston vers la droite et provoque successive- ment le déverrouillage du missile et sa libération par traction vers l'avant. A la fin de ces deux premières phases, la tige de la soupape 90 vient en contact avec une butée réglable 94. La soupape 90 s'ouvre en compri- mant le ressort 92. Le gaz à haute pression est alors admis dans la canalisation 91 d'alimentation du vérin d'éjection. Une amenée de gaz sous pression 95 permet de réarmer le piston après éjection. Le vérin d'éjection 84 montré à titre d'exemple sur la Figure 6 est du type télescopique à deux étages, dont l'ordre de sortie est imposé mécaniquement de manière à régler l'effort d'éjection. Il comporte un tube central percé d'orifics-a-t ement et en bout. pour permettre au gaz de le traverser. Sur cettè-i-e coulissent un piston central 96 présentant une faible surface d'action, placé à l'intérieur d'un fourreau 98. Le fonctionnement est le suivant: lorsque le gaz prove- nant de la tubulure 91 pénètre dans le tube central 95. il exerce un effort de propulsion sur toute la section du piston 96. Le fourreau 98 est alors maintenu en po- sition haute par la contre-pression qui s'exerce sur 1 1 lui. Une soupape conique constituée par l'embout ter- minal de la tubulure 91 et une face inclinée terminale du tube central restent fermées par un ressort de rappel 102. Le piston 96 parcourt ainsi la totalité de sa course. Lorsqu il arrive en butée basse sur le fourreau 98, il exerce sur ce dernier une force tendantà l'en- trainer vers le bas. Au même moment, des billes 104 im- mobilisant le tube central sur le fourreau viennent se placer face à des évidements d'échappement 105 et ver- rouillent le piston 96 sur le fourreau. L'ensemble du piston et du fourreau poursuit sa descente jusqu'à ce que la partie interne du fourreau arrive en butée sur un écrou inférieur 106 fermant le tube central. A partir de ce moment, le fourreau entraîne le tube central 95 vers le bas. La soupape s'ouvre et permet au gaz d exercer sa pression sur la surface totale du fourreau. L'ensemble constitué par le piston et le fourreau descend alors jusqu'à extension totale du vérin. Cette disposition présente, sur celle de la Fi- gure 1, l'avantage d'un encombrement encore plus réduit et d'une meilleure répartition de l'effort de poussée au cours de l'éjection, la chute de pression au cours de l'éjection étant compensée par une augmentation de la surface effective d'action de la pression. REVENDICATIONS 1. Lance-missile destiné à être monté sur un aéronef militaire, comportant des moyens permettant d'écarter le missile de l'aéronef avant allumage du propulseur de ce dernier, moyens exerçant, sur le mis- sile, une force tendant à le chasser à distance de l'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens désarmables d'accrochage du missile, sur une structure support, un patin (60) d'appui sur le missile,relié à la structure support par des biellettes (62, 70) articulées de façon à constituer un quadrilatère déformable, proche d'un parallélogramme, et des moyens à pression de fluide pour, successivement, désarmer les moyens d'accrochage et commander les bielles dans un sens provoquant la poussée du missile par le patin, ce dernier ayant une longueur suffisante pour fixer non seulement la distance entre le missile et l'aéronef, mais aussi l'orientation angulaire du missile. 2. Lance-missile selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les moyens d'accrochage du missile comportent un rail en une ou plusieurs pièces, sur le- quel peuvent coulisser une ou des ferrures du missile de façon à engager ce dernier de l'arrière vers l'avant jusqu'à ce qu'il soit immobilisé par un crochet de ver- rouillage longitudinal, déplaçable par un vérin de façon à entraîner le missile vers l'avant et à dégager les ferrures du rail. 3. Lance-missile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens à pression de fluide comprennent un premier vérin (82) destiné à effectuer le déverrouillage et un second vérin-(84) qui commande le déplacement du patin, les deux vérins étant associés par des moyens de transfert de fluide conçus de façon que le second vérin ne puisse être mis en action que lorsque le premier a effectué le décrochage. 4. Lance-missile selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que le vérin de déverrouillage comprend un équipage mobile qui, dans une première partie de sa trajectoire à partir de la position de repos, provoque le décrochage du missile et, dans une seconde phase, provoque l'éjection par mise en action du patin. 5. Lance-missile selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le patin a une longueur représentant au moins un sixième de la longueur du missile et est placé de façon à exercer son action sur le missile dans la zone du centre de gravité de ce dernier. 6. Lance-missile selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que l'une au moins des articulations est munie de moyens de réglage en position.