Brevet FR2612289A1 — publié le 19880916

DISPOSITIF POUR PILOTER UN ENGIN VOLANT L'invention se rapporte à un dispositif pour piloter un engin volant, comprenant un agencement de tuyère qui est disposé de façon à pouvoir tourner dans le carter de l'engin volant, qui est alimenté par une source de fluide propulseur et qui présente un corps de tuyère tournant avec une tuyère de poussée, ainsi qu'une commande de positionnement pour le réglage de la position angulaire du corps de tuyère tournant, de telle sorte que le jet de fluide propulseur pour piloter l'engin volant soit émis à peu près perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'engin volant. D'après le brevet DE-PS 33 17 583 de la demanderesse, on connait un tel dispositif, avec un agencement de tuyère qui est disposé dans le carter de l'engin volant, dispositif dans lequel l'agencement de tuyère est alimenté par une source de fluide propulseur et présente une tuyère de poussée. L'agencement de tuyère est alimenté de façon continue avec un fluide propulseur, et également maintenu de façon continue en rotation rapide. Cette rotation peut être produite par le fluide propulseur lui- même. Pour émettre le jet de fluide propulseur dans une direction définie perpendiculairement à l'axe de l'engin volant, un frein est prévu, par lequel la rotation continue de l'agencement de tuyère peut être stoppée, de sorte que la tuyère de poussée est pointée dans la direction -2désirée. Le jet de fluide propulseur sortant de la tuyère de poussée est émis à travers des ouvertures d'éjection dans le carter de l'engin volant. Si l'engin volant ne doit pas être manoeuvré, parce qu'il se trouve sur la trajectoire correcte, ou bien l'agencement de tuyère sera maintenu en rotation rapide, de sorte que le jet de fluide propulseur sort en succession rapide par toutes les ouvertures d'éjection à la périphérie de l'engin volant, et de ce fait, les forces transversales exercées sur l'engin volant s'annulent, ou bien l'agencement de tuyère est orienté en une position dans laquelle le jet de fluide propulseur ne sort pas du carter de l'engin volant, mais au contraire le fluide propulseur est récupéré dans un canal annulaire et est éjecté hors de l'engin volant de telle sorte qu'aucune force transversale n'agit sur celui-ci. Il a déjà. été proposé d'utiliser ce fluide propulseur ainsi récupéré pour renforcer le mouvement d'avancement de l'engin volant. Toutefois, la force de propulsion ainsi obtenue est très faible, en particulier parce que le jet de fluide propulseur doit être dévié d'un angle considérable, de sorte que la force de poussée est en grande partie perdue à cause des forces de frottement. Le problème qui est à la base de l'invention est de définir un dispositif de cette technique, pour lequel l'énergie du jet de fluide propulseur est mieux utilisée. -3- Ce problème est résolu selon l'invention, par le fait que l'axe de rotation du corps de tuyère tournant n'est pas parallèle à l'axe longitudinal de l'engin volant, et que des moyens de guidage sont prévus pour le jet de fluide propulseur, moyens qui, selon la position angulaire du corps de tuyère tournant, dirigent ledit jet de façon essentiellement perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'engin volant pour le pilotage de l'engin volant, ou dans une direction essentiellement parallèle à l'axe longitudinal de l'engin volant pour la propulsion supplémentaire de l'engin volant. En conséquence, avec ce dispositif peuvent être créées à volonté une poussée axiale en tant que propulsion supplémentaire de l'engin volant, et une poussée transversale, le cas échéant également dans plusieurs directions, pour manoeuvrer l'engin volant, en ce qui concerne les mouvements de tangage, de lacets et de roulis. Il est essentiel que l'énergie du jet de fluide propulseur soit utilisée pratiquement complètement pour le but considéré, en particulier compte tenu du fait que le jet de fluide propulseur n'est pas dévié ou seulement faiblement dévié. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, l'agencement de tuyère comprend, avec une tuyère de poussée coudée par rapport à son axe de rotation. La tuyère est montée de façon oblique dans le carter de l'objet volant, de sorte que l'axe de rotation de la tuyère n'est pas parallèle à l'axe longitudinal de l'objet volant. De préférence, le montage est effectué dans un plan contenant l'axe longitudinal de l'engin volant, l'axe de rotation de l'agencement de tuyère étant incliné selon un angle aigu par rapport à l'axe longitudinal de l'engin volant, et la tuyère -4- de poussée est coudée d'un certain angle par rapport à l'axe de rotation de l'agencement de tuyère, cet angle étant à peu près le complément à 90 de l'angle d'inclinaison. L'angle d'inclinaison et l'angle de coude se situent en pratique environ entre 30 et 60 degrés. Lors d'un tel montage de l'agencement de tuyère dans le carter de l'engin volant, il n'est pratiquement pas nécessaire de dévier le jet de fluide propulseur sortant de la tuyère de poussée dans les positions de fonctionnement correspondant à la poussée axiale et à la poussée transversale. Un agencement de tuyère selon l'invention avec tuyère coudée peut aussi être monté dans la zone de queue de l'engin volant, avec inclinaison par rapport à l'axe longitudinal de l'engin volant. Un tel agencement remplace alors par exemple les déviateurs de jet connus pour piloter les engins volants, mais présente cependant par rapport à ceux-ci un rendement essentiellement plus élevé, du fait que, dans l'une des positions de fonctionnement de l'agencement de tuyère, le jet de fluide propulseur est émis directement perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'engin volant. Dans l'autre position correspondant à la poussée axiale, le jet de fluide propulseur est émis parallèlement à l'axe longitudinal de l'engin volant, ou en direction de l'axe longitudinal de l'engin volant. D'autres développements de l'invention résultent des revendications secondaires, à savoir: - l'axe de rotation du corps de tuyère tournant est disposé dans un plan contenant l'axe longitudinal de l'engin volant, en faisant un angle d'inclinaison aigu P avec l'axe longitudinal de l'engin volant, et, pour guider le jet de fluide propulseur, la tuyère -5- de poussée est coudée par rapport à l'axe de rotation d'un angle(, qui est à peu près le complément à 90 de l'angle d'inclinaison; - des canaux de guidage sont prévus dans le carter de l'engin volant, en tant que moyens de guidage pour le jet de fluide propulseur quittant la tuyère de poussée, et les canaux de guidage, en particulier le canal de guidage pour le guidage du jet de fluide propulseur dans une direction essentiellement parallèle à l'axe longitudinal de l'engin volant, ne présentent pas de courbure ou seulement une légère courbure. L'invention est expliquée de façon plus détaillée à l'aide des dessins. Les dessins représentent: - Figure 1: une coupe d'une partie d'un engin volant, avec un agencement de tuyère selon l'invention, pour produire une poussée transversale ou axiale; - Figure 2a: une coupe d'un engin volant dans la zone de queue, avec un agencement de tuyère selon l'invention; Figures 2b, 2c, 2d: vues arrière d'un objet volant, avec un exemple de trois agencements de tuyère selon la figure 2a, dans trois positions différentes; - Figure 3: une autre coupe d'une partie d'un engin volant, avec un agencement de tuyère selon l'invention, pour la production de poussées transversales dans plusieurs directions; - Figure 4: une vue de dessus du carter de l'engin volant selon la figure 3, dans la zone de l'agencement de tuyère. Dans un engin volant 1, dont l'axe longitudinal est désigné par A, est monté un agencement de tuyère 2. L'agencement de tuyère 2 présente un corps de tuyère tournant 3, avec un axe de rotation a et une tuyère -6- de poussée 4 coudée selon l'angle montent par exemple respectivement à 40 et 50 degrés. Pour le corps de tuyère tournant 3 est prévue une commande de positionnement 8, par laquelle le corps de tuyère tournant 3 peut être tourné autour de son axe de rotation a, et peut être maintenu en des positions angulaires quelconques. Le corps de tuyère tournant 3 est monté sur un roulement à aiguilles 9. La commande de positionnement 8 peut être d'un type quelconque. Ainsi, par exemple, l'entrainement en rotation du corps de tuyère tournant 3 peut être réalisé par le gaz sortant du générateur de gaz 7. Le corps de tuyère tournant peut, par exemple, être maintenu en position angulaire par un frein électromagnétique 10. Pour l'entrainement du corps de tuyère tournant, on peut se référer par exemple au brevet mentionné plus haut DE-33 17 583. Dans la paroi extérieure de l'engin volant 1 sont prévues deux ouvertures d'éjection 11 et 12. Dans la position du corps de tuyère tournant 3 représentée sur la figure 1, la tuyère de poussée 4 débouche directement sous l'ouverture d'éjection 11. Si le gaz sort du générateur de gaz 7 à travers le corps de tuyère tournant, il se produit alors une poussée transversale SL perpendiculaire à l'axe longitudinal A de l'engin volant: une force transversale agit sur l'engin volant, par laquelle celui-ci peut être manoeuvré (piloté). -7- Si, à l'aide de la commande de positionnement 8, le corps de tuyère tournant 3 est tourné de 180 degrés autour de son axe a, et maintenu dans cette nouvelle position angulaire, le gaz éjecté de la tuyère de poussée 4 s'écoule à travers un canal de guidage 13, qui débouche dans l'ouverture d'éjection 12. Le canal de guidage est dirigé à peu près axialement vers l'arrière, près de la queue de l'engin volant, de sorte qu'il se produit une poussée axiale, qui aide à la propulsion de l'engin volant. Cette deuxième position du corps de tuyère tournant est sa position angulaire normale. Le corps de tuyère tournant est amené dans la position représentée sur la figure 1 seulement si l'engin volant doit être piloté (c'est- à-dire dévié). En figure 2 est montrée la zone de queue d'un engin volant 1', dans lequel est monté un corps de tuyère tournant 3', son axe de rotation a étant également incliné par rapport à l'axe longitudinal A de l'engin volant. Le corps de tuyère tournant 3' est de même construction que dans] a figure 1, et présente ainsi un canal de gaz 5' et une tuyère de poussée 4' coudée. Le corps de tuyère tournant 3' est alimenté par un générateur de gaz 7' et, à l'aide de la commande de positionnement 8' mentionnée, peut être positionné angulairement et maintenu en position dans différenres positions angulaires. L'angle d'inclinaison du corps de tuyère tournant par rapport à l'axe longitudinal de l'engin volant et l'angle de coude de la tuyère de poussée sont complémentaires (se complètent à 90 degrés). Dans la position angulaire montrée sur la figure 2a du corps de tuyère tournant 3', une poussée transversale -8- SL est produ te perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'engin \olant et en direction de cet axe, grâce à laquelle l'engin volant 1' peut être piloté. Si le corps de tuyère tournant 3' est tourné de 180 degrés autour de son axe a', la tuyère de poussée 4' est alors parallèle à l'axe longitudinal A de l'engin volant. La poussée axiale SA ainsi produite est parallèle à l'axe longitudinal A de l'engin volant, et aide à la propulsion de l'engin volant 1'. L'agencement montré en figure 2a remplace ainsi les déviateurs de jet antérieurs. Naturellement il est possible de disposer le corps de tuyère tournant 3' dans l'engin volant 1' de telle sorte que la poussée axiale SA soit dans l'axe longitudinal de l'engin volant. Ensuite, pour produire une poussée transversale dans une direction transversale quelconque, il est impérativement nécessaire de tourner de façon continue l'engin volant autour de son axe longitudinal. Si un tel agencement, par exemple par un propulseur de poussée, n'est pas possible, il faut prévoir de l'autre côté de l'axe longitudinal A de l'engin volant 1' au moins un deuxième corps de tuyère tournant, afin que la poussée axiale SA n'exerce aucune force de déviation sur l'engin volant. Ainsi, dans différentes positions des tuyères de poussée l'une par rapport à l'autre, on peut produire une poussée, axiale ou transversale, ou un moment de rotation et, selon le nombre de tuyères, on obtient une répartition plus ou moins variable de ces forces ou de ces moments. En figures 2b, 2c et 2d sont montrées à titre d'exemple des dispositions de trois corps de tuyère tournants 3a', 3b' et 3c', chaque fois dans des positions angulaires différentes. Dans la première position angulaire est produite une poussée axiale, dans la 261228; --9-- deuxième une poussée transversale, et dans la troisième un moment de rotation. Sur les figures 3 et 4 est montrée une autre forme de réalisation d'un agencement de tuyère 2" monté dans un engin volant 1". L'agencement de tuyère 2" présente également un corps de tuyère tournant 3", avec l'axe de rotation a, un canal de gaz 5" coaxial à cet axe et une tuyère de poussée 4" dont l'axe médian est perpendiculaire à l'axe de rotation a. Le corps de tuyère tournant 3" est monté de manière que son axe de rotation a soit perpendiculaire à l'axe longitudinal A de l'engin volant. Le corps de tuyère tournant 3" est alimenté par un générateur de gaz 7". De plus, une commande de positionnement 8" est prévue pour le corps de tuyère tournant 3". La tuyère de poussée 4", à l'aide de la commande de positionnement 8", peut être amenée en quatre positions angulaires distinctes, entre lesquelles existe chaque fois un angle de rotation de 90 degrés. Dans ces positions angulaires, le corps de tuyère tournant 3" communique avec trois canaux de guidage 14", qui s'étendent dans l'engin volant 1" vers l'avant ou transversalement par rapport à l'axe longitudinal de l'engin volant, et avec un canal de guidage 13" s'étendant vers l'arrière. Les canaux de guidage 14" et 13" débouchent dans des ouvertures d'éjection 11-1", 11-2", 11-3" et 12" respectivement. Le canal 14" conduisant à l'ouverture d'éjection 11-1" et correspondant à la figure 3 est légèrement coudé vers le haut, de sorte que le gaz éjecté à cet endroit produise une poussée transversale SL à peu près perpendiculaire à l'axe A de l'engin volant. Les canaux 14" conduisant aux ouvertures d'éjection 11-2" et 11-3" sont droits et produisent également une poussée transversale, par -10- laquelle la position de roulis de l'engin volant 1" peut être nfluencée. Le jet de gaz sortant de l'ouverture d'éjection 12" produit une poussée axiale SA à peu près parallèle à l'axe longitudinal A de l'engin volant, laquelle renforce la propulsion de l'engin volant. Il est du reste possible de disposer cette ouverture d'éjection 12" à la queue de l'engin volant, de sorte que le canal de guidage 13" s'étend alors également parallèlement à l'axe longitudinal A de l'engin volant. Comme cela a déjà été mentionné dans l'exemple de réalisation correspondant à la figure 2, il est évident qu'il est également possible pour tous les autres exemples de réalisation de prévoir plusieurs agencements de tuyères dans l'engin volant. Ces agencements de tuyères peuvent alors être alimentés par un seul générateur de gaz. En figure 1, cette possibilité est mentionnée par une autre sortie 6a du générateur de gaz. D'après la description, il est évident que, par une inclinaison appropriée de l'axe de rotation du corps de tuyère tournant et de la direction d'éjection de la tuyère de poussée par rapport à l'axe longitudinal de l'engin volant, on peut produire des poussées transversales pour piloter l'engin volant, et des poussées axiales pour aider à la propulsion de l'engin volant. Les agencements peuvent être utilisés de façon avantageuse dans le cas d'obus guidés à grande vitesse, car l'agencement de tuyère peut être fortement miniaturisé et peut être amené à grande vitesse dans les positions angulaires adéquates. 26 1228 -11- REVENDICATIONS 1. Dispositif pour piloter un engin volant, comprenant un agencement de tuyère qui est disposé de façon à pouvoir tourner dans le carter de l'engin volant, qui est alimenté par une source de fluide propulseur et qui présente un corps de tuyère tournant avec une tuyère de poussée, ainsi qu'une commande de positionnement pour le réglage de la position angulaire du corps de tuyère tournant, de telle sorte que le jet de fluide propulseur pour piloter l'engin volant soit émis à peu près perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'engin volant, caractérisé par le fait que l'axe de rotation (a) du corps de tuyère tournant (3) n'est pas parallèle à l'axe longitudinal (A) de l'engin volant, et que des moyens de guidage (4, 13, 14) sont prévus pour le jet de fluide propulseur, moyens qui, selon la position angulaire du corps de tuyère tournant (3), dirigent ledit jet de façon essentiellement perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) de l'engin volant pour le pilotage de l'engin volant (1), ou dans une direction essentiellement parallèle à l'axe longitudinal (A) de l'engin volant pour la propulsion supplémentaire de l'engin volant (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe de rotation (a) du corps de tuyère tournant (3) est disposé dans un plan contenant l'axe longitudinal (A) de l'engin volant, en faisant un angle d'inclinaison aigu () avec l'axe longitudinal 26 122S? -12- (A) de l'engin volant, et que, pour guider le jet de fluide propulseur, la tuyère de poussée (4) est coudée par Iapport à l'axe de rotation (a) d'un angle (), qui est à peu près le complément à 90 de l'angle d'inclinaison (). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que des canaux de guidage (13, 14) sont prévus dans le carter de l'engin volant (1), en tant que moyens de guidage pour le jet de fluide propulseur quittant la tuyère de poussée (4), et que les canaux de guidage, en particulier le canal de guidage (13) pour le guidage du jet de fluide propulseur dans une direction essentiellement parallèle à l'axe longitudinal (A) de l'engin volant, ne présentent pas de courbure ou seulement une légère courbure.