Brevet FR2620809A1 — publié le 19890324

-- 1 -- SYSTEME D'ALIGNEMENT DE CONTENEURS DE MISSILES La présente invention concerne un système d'alignement de conteneurs de missiles dans un module de lancement vertical. On sait que, dans le Système de Lancement Ver- tical (S.L.V.), les munitions sont stockées verticale- ment dans un cadre, dit "module", adapté à recevoir par exemple 8 munitions, plusieurs de ces modules pouvant être groupés pour former un magasin de stockage et de lan- cement de missiles, notamment -à bord d'un navire. Chaque missile est logé dans un conteneur cons- tituant à la fois le tube de lancement et la protection au transport et à la manutention. Les modules sont constitués par une structure métallique en treillis comportant une plaque de base sur laquelle repose la partie inférieure desconteneurs et une plaque supérieure de maintien et de guidage 'de l'extrémi- té supérieure des conteneurs. La plaque supérieure est percée d'orifices (par exemple 8 pour un module stockant 8 munitions) à travers lesquels sont descendus verticalement les conteneurs, au chargement du module, et qui doivent assurer le maintien et l'alignement de la partie haute du conteneur une fois qu'il a été chargé dans le module. La plaque inférieure, qui sert d'appui aux con- teneurs, est percée d'orifices circulaires d'échappement des gaz, au lancement du missile, ces orifices étant raccor- dés à une cheminée d'évacuation. Dans le module, les plaques inférieure et supé- rieure sont éloignées d'une distance correspondant sensi- -2- blement à la longueur du conteneur, soit environ 4 à 6 mètres. Les plaques inférieure et supérieure, elles- mêmes, ont également de grandes dimensions, par exem- ple de l'ordre de 260 X 230 cm dans le cas d'un modu- le pour 8 munitions. Avec de telles dimensions, il est très diffi- cile de réaliser une structure rigide de liaison en treil- lis entre les deux plaques donnant au module une forme parfaitement parallélépipédique avec des cotes très pré- cises. Il en résulte que, dans la pratique, les pla- ques supérieure et inférieure du module peuvent ne pas être parfaitement parallèles et/ou peuvent être plus ou moins décalées latéralement l'une par rapport à l'au- tre. En conséquence l'orifice inférieur et l'orifice supérieur destinés au passage, au guidage et au maintien de chaque conteneur individuels peuvent ne pas être ali- gnés, ce qui compromet l'alignement correct du conteneur dans le module. De plus, les conteneurs eux-mêmes peuvent avoir des différences de cotes et/ou un défaut de parallélisme ou d'alignement entre les deux structures d'extrémité, dites structure basse et structure haute, qui coopérent avec les orifices ou logements prévus dans les plaques inférieure et supérieure du module. Or, l'un des paramètres utilisés par le système de guidage du missile est une donnée de référence par rap- port au module. Il est donc essentiel que l'alignement des conteneurs dans le module soit respecté avec la plus grande précision et soit fidèle par rapport à une position moyenne. Il est souhaitable que l'écart angulaire, dans toutes les directions, ne soit pas supérieur à + 0,5 milli radian. Jusqu'à présent, un alignement et une fidéli- té d'alignement satisfaisants ne pouvaient être obtenus, et souvent incomplètement, que par des usinages précis et coQteux effectués sur les éléments constitutifs du mo- dule. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de permettre un alignement précis et fidèle des conteneurs dans leur module malgré les impré- cisions que ces modules peuvent présenter à la construc- tion. L'invention a pour objet un système d'alignement d'un conteneur de missile dans un module de lancement ver- tical, ledit module comportant une plaque supérieure per- cée d'orifices et une plaque inférieure percée d'orifices circulaires, lesdites plaques étant réunies par une ossa- ture métallique en treillis, ledit conteneur comportant une enveloppe terminée par une structure basse et une structure haute, ledit système étant caractérisé en ce qu'il comprend, pour l'alignement de chaque conteneur, un appui rotulaire de la structure basse sur le bord de l'orifice circulaire de la plaque inférieure et un emman- chement rotulaire de la structure haute dans l'orifice de la plaque supérieure. Grâce à ce système d'appui et de guidage à double rotule, en haut et en bas du conteneur, on peut obtenir un alignement précis et fidèle des conteneurs dans le module. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des dessins annexés. Sur ces dessins: La figure 1 est une vue schématique en perspec- tive d'un module pour le lancement vertical de missiles. La figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement, d'un conteneur pour missile. La figure 3 est une vue simplifiée, en coupe verticale, des plaques supérieure et inférieure du modu- le faisant ressortir les imprécisions de construction du module. La figure 4 est une vue, moitié en coupe sui- vant un plan vertical et moitié en élévation, de la par- tie basse d'un conteneur chargé dans le module, illus- trant l'appui rotulaire. La figure 5 est une vue schématique, partielle- ment en coupe suivant un plan vertical de la partie haute d'un conteneur chargé dans le module, illustrant l'emman- chement rotulaire. La figure 6 est une vue partielle, en plan, de la plaque supérieure du module, représentée avec un orifi- ce circulaire pour illustrer le système de guidage rotu- laire supérieur. La figure 7 est une vue analogue àla figure 6 illustrant le cas pratique o l'orifice de la plaque su- périeure est sensiblement carré. La figure 8 est une vue partielle en coupe verti- cale, par un plan diagonal de la figure 7. On a représenté schématiquement sur la figure 1 un module de lancement vertical pour huit munitions. Ce module comprend essentiellement une plaque inférieure ou base, 2 et une plaque supérieure 4 dite "plaque supérieu- re équipée" qui porte un certain nombre d'équipements (non -- 5 -- représentés) qui ne font pas partie de la présente inven- tion. Une ossature treillis, en profilés métalliques, qui porte la référence générale 6 et qui a été représen- tée de façon simplifiée, réunit les plaque inférieure 2 et supérieure 4. On a représenté sur la figure 2, également de façon schématique et avec arrachement, un conteneur porte- missile 7 qui comprend essentiellement une enveloppe tubu- laire 8, abritant le missile et servant de tube de lance- ment, ainsi qu'une structure de base 10 et une structure haute 12, ces deux structures étant de section sensible- ment carrée. La structure de base 10 présente une partie en forme de jupe sensiblement conique 14 pour l'évacuation des gaz au moment du lancement. En position verticale chargée dans le module, le conteneur 7 repose, par sa structure de base 10 sur la plaque inférieure 2, la jupe 14 s'engageant dans un orifice circulaire 16 ménagé dans la plaque 2 pour centrer la partie inférieure du conteneur. Des conduits non repré- sentés, dans le module, qui communiquent avec les orifices 16 permettent l'échappement à l'atmosphère des gaz de lan- cement. Lorsque le conteneur est en place dans le module, la structure haute 12 est reçue avec un faible jeu dans un orifice 18, ménagé dans la plaque supérieure 4, de forme correspondant à la section de la structure haute 12 du con- teneur. Pour mieux faire ressortir la difficulté d'un ali- - 6 - gnement précis des conteneurs dans le module, on a repré- senté partiellement sur la figure 3 la plaque inférieure 2 et la plaque supérieure 4 en exagérant les imprécisions de construction du module, étant entendu que les deux plaques sont écartées d'une distance H égale à la hauteur du modu- le, c'est-à-dire, sensiblement la longueur du conteneur 7 (figures 1 et 2). Les plaques 2 et 4 peuvent ne pas être parallè- les entre elles (angle " figure 3), les centres C et C' des orifices correspondants deux à deux (16 et 18)peuvent ne pas être sur une même veticale V, l'écartement E entre les plaques peut ne pas être identique pour deux orifices voisins, les centres C et C' des orifices 16 et 18 peuvent être excentrés par rapport à leur position théorique sur les plaques 2 et 4. Pour permettre un alignement précis et fidèle des conteneurs dans le module, le système d'alignement suivant l'invention prévoit un appui rotulaire de la structure de base 10 du conteneur sur la plaque inférieu- re 2 (voir figure 4) et un emmanchement rotulaire de la structure haute 12 dans la plaque supérieure 4 (voir figu- re 5). On a représenté sur la figure 4, la plaque infé- rieure 2 avec l'un de ses orifices circulaires 16 et le conteneur 7 avec sa structure de base 10 et son enveloppe 8. La structure de base 10 comporte, à sa partie inférieure circulaire adaptée à s'engager dans l'orifi- ce 16, un bourrelet ou surface annulaire 20 à pro-fil sphé- rique, de rayon R et de centre A, tandis que le bord supé- -7- rieur de l'orifice 16 présente une suface conique 22 sur laquelle vient prendre appui la surface sphérique du bour- relet 20. On réalise ainsi un appui rotulaire autorisant un léger écart angulaire de l'axe X-X du conteneur par rap- port à la perpendiculaire à la plaque 2. La cheminée 14 d'échappement des gaz de lance- ment, qui prolonge vers le bas la structure de base 10, est entourée d'un joint 24 logé dans une gorge 26 pour assurer l'étanchéité à l'évacuation des gaz. L'élastici- té du joint 26 autorise les légers déplacements angulai- res'de l'axe du conteneur sans entraver l'articulation rotulaire. Bien entendu, pour réaliser l'appui rotulaire décrit ci-dessus, on pourrait également prévoir, pour le bord 22 de l'orifice 16, une surface sphérique au lieu de conique mais la ligne d'appui sphère sur cône est suf- fisamment longue (environ 1,40 mètres) pour n'entraîner que des charges unitaires modérées. Le demi-angle au sommet de la surface conique 22 est avantageusement de l'ordre de 40 à 50 et, dans un exemple particulier, le rayon R de la surface sphérique 20 est de l'ordre de 300 à 400 mm. Le conteneur, une fois logé dans le module, doit avoir une orientation radiale bien déterminée en ce qui concerne un pivotement autour de son axe vertical XX alors que, bien entendu, l'appui circulaire rotulaire qui vient d'être décrit n'assure pas cette orientation. C'est pour- quoi on prévoit sur la face supérieure de la plaque 2 un taquet ou pige 26 qui pénètre dans un logement de forme appropriée 28 ménagé dans la surface inférieure de la struc- ture 10. On est ainsi assuré de l'orientation radiale correc- - 8 - 6UU - a - 2620809 te et précise du conteneur. Bien entendu tout aure sys- tème analogue de "détrompeur" peut être utilisé. On a représenté schématiquement sur la figure 5 le système d'emmanchement rotulaire de la structure supé- rieure 12 du conteneur 7 dans l'orifice 18 de la plaque supérieure 4. Cet emmanchement rotulaire est réalisé au moyen d'un bourrelet 30 à surface extérieure arrondie, de préférence ayant un profil sensiblement en forme de secteur sphérique centré sur le centre G de la structu- re 12. Ce bourrelet est usiné dans la partie inférieure de la structure 12 et assure le centrage de ladite struc- ture 12 contre le bord d'appui 32 de l'orifice 18 tout en permettant une inclinaison B (exagérée sur la figu- re 5) de l'axe XX du conteneur par rapport à la perpen- diculaire P-P à la plaque supérieure 4. Un joint torique 34, à la partie supérieure de la structure 12, assure l'étanchéité au niveau de la plaque 4, malgré les écarts angulaires B. Grâce à la hauteur h du bord d'appui 32, l'em- manchement rotulaire qui vient d'être décrit constitue aussi un emmanchement glissant permettant de prendre en compte les écarts sur l'écartement H des plaques 2,4 et sur la hauteur des conteneurs. L'emmanchement rotulaire représenté schématique- ment sur la figure 5 pourrait s'appliquer au cas simple o la structure 12 a une section circulaire et o, par conséquent, l'orifice 18 est également circulaire. Dans un tel cas, pour simplifier l'usinage de l'orifice 18, le bord 32 de positionnement du bourrelet 30 serait avanta- geusement constitué par 4 cales ou touches 36 fixées en dessous de la plaque 4, (comme il est représenté sur la figure 6) faisant saillie à l'intérieur de l'orifice 18 et - 9-- contre lesquelles vient porter le bourrelet 30. A la construction du module il suffit alors de positionner (ou d'usiner) la face 32 des touches 36 pour obtenir facilement l'alignement souhaité du conteneur dans le module, malgré les écarts de cotes de celui-ci. On voit que ce système d'alignement permet également de compenser tout excentrement du centre C' de l'orifice 18 et que, le contact du bourrelet 30 se faisant seulement sur la face 32 des touches 36, ce bourrelet n'a pas besoin d'être continu sur toute la périphérie de la base de la structure haute 12 mais peut être remplacé par 4 portions de bourrelets, à surface arrondie, de faible extension. Cependant, dans la pratique, et comme il est représenté sur la figure 2, les structures d'extrémi- té 10 et 12 du conteneur 7 ont une section carrée ou carrée à coins arrondis. Dans ce cas, les orifices 18 d'introduction des conteneurs dans le module et de po- sitionnement des conteneurs sont également de forme gé- nérale carrée, comme il est représenté sur la figure 1 et sur la figure 7. Sur cette dernière figure on a représenté, com- me sur la figure 6, les touches 36 de positionnement qui sont fixées, en dessous de la plaque 2, suivant les dia- 25.gonales de l'orifice, c'est-à-dire dans les angles à coins arrondis de cet orifice carré 18 qui est centré sur le cen- tre C'. La partie centrale hachurée de la figure 7 est une coupe horizontale de la structure haute 12 faite suivant le plan F de la figure 8. - 10- Les portions de bourrelet 30 ont, en plan, une forme en arc de cercle de centre C' et de rayon G (figu- re 7) et ont, en coupe verticale, un bord arrondi (figu- re 8) coopérant, à la façon d'une rotule glissante, avec la face 32, tournée vers le centre C', des touches 36. Les quatre portions de bourrelet 30 sont en sail- lie radialement vers l'extérieur et, dans ce but, des por- tions 38 des angles de la structure haute 12 sont usinées pour former des portions de surfaces sensiblement cylindri- ques 40 en retrait par rapport aux bords des bourrelets 30. Une de ces surfaces 40 a été représentée en plan, en traits interrompus, dans l'angle inférieur droit de la figure 8, avec un rayon G' Après la construction du module, il suffit d'en- gager en place un conteneur servant de gabarit et de posi- tionner ou d'usiner les bords 32 des touches 36 jusqu'à obtenir l'alignement désiré du conteneur dans le module, cet alignement étant fidèlement retrouvé ensuite au char- gement de tout nouveau conteneur, grâce au système d'ap- pui et de guidage à double rotule qui vient d'être décrit. - il - REVENDICATIONS 1 - Système d'alignement d'un conteneur de mis- sile dans un module de lancement vertical, ledit module comportant une plaque supérieure percée d'orifices et une plaque inférieure percée d'orifices circulaires, lesdites plaques étant réunies par une ossature métallique en treil- lis, ledit conteneur comportant une enveloppe terminée par une structure basse et par une structure haute, ledit sys- tème étant caractérisé en ce qu'il comprend, pour l'aligne- ment de chaque conteneur (7), un appui rotulaire (20) de la structure basse (10) sur le bord (22) de l'orifice cir- culaire (16) de la plaque inférieure (2) et un emmanche- ment rotulaire (30) de la structure haute (12) dans l'ori- fice (18) de la plaque supérieure (4). 2 - Système suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la structure basse (10) du conteneur (7) comporte un bourrelet annulaire (20) adapté à coopérer en appui avec le bord (22) de l'orifice circulaire (16) et en ce que l'un au moins desdits éléments, bourrelet (20) ou bord (22), présente une surface de révolution à génératrice en arc de cercle, notamment une surface de secteur sphérique, ces deux éléments (20-22) formant, en coopération, l'appui rotulaire précité. 3 - Système suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que le bourrelet (20) faisant partie de la structure basse (10) a un profil sphérique de rayon R cen- tré sur l'axe XX du conteneur (7)et en ce que le bord (22) de l'orifice (16) de la plaque inférieure (2) a un profil tronconique. - 12 - 2620809 4 - Système suivant l'une des revendications 1.à 3 caractérisé en ce que la structure haute (12) por- te -au moins des portions de bourrelet (30) faisant sail- lie radialement vers l'extérieur et ayant, un profil ar- rondi, notamment un profil en forme de secteur sphéri- que, adapté à prendre appui contre des portions de sur- faces verticales (32) bordant l'orifice (18) de la pla- que supérieure (4), lesdites portions de bourrelet (30) formant avec lesdites portions de surface (32) un gui- dage rotulaire et glissant. - Système suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que les surfaces d'appui verticales (32) sont constituées par les extrémités de touches (36) rap- portées en-dessous de la plaque supérieure (4), lesdites extrémités (32) débordant à l'intérieur de l'orifice (18) et leur position pouvant être ajustée par usinage ou par réglage de la position des touches (36). 6 - Système suivant la revendication 5, carac- térisé en ce que l'orifice (18) et la structure haute (12) ont une forme carrée à coins arrondis; en ce qu'il est prévu quatre touches (36) disposées dans les coins de l'orifice (18); et en ce que les quatre portions de bourrelet (30) correspondantes sont usinées suivant des arcs de cercle de rayon G dans les quatre angles de la structure (12). 7 - Système suivant la revendication 6, carac- térisé en ce que des portions d'angle (38) de la struc- ture (12) situées au-dessus des portions de bourrelet (30) sont usinées suivant des arcs de cercle de rayon G' port aux portions de bourrelet (30). - 13 - 8 - Système suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure basse (10) et la structure haute (12) portent l'une et l'autre un joint périphérique d'étanchéité (24-34) adapté à por- ter contre la paroi de l'orifice correspondant (16-18), sans entraver les mouvements rotulaires du conteneur (7) par rapport au module.