Brevet FR2669995A1 — publié le 19920605

Gouverne a efficacité variable pour missiles, notamment supersoniques. L'invention est relative aux gouvernes, c'est-à dire aux moyens aérodynamiques, pour assurer les change ments de direction d'un missile, notamment supersonique; et elle s'applique plus particulièrement aux missiles du type "missile antinavire" qui doivent, d'une part, présenter une manoeuvrabilité importante, et, d'autre part, être capables de suivre une trajectoire à une altitude aussi basse que possible par rapport à la surface de l'eau (quelques mètres) Pour satisfaire au premier impératif (présenter une manoeuvrabilité importante), on est conduit à choisir des gouvernes de bonne efficacité (l'efficaci té étant représentée par le coefficient de force normale qui s'exerce sur la gouverne) dont le braquage peut atteindre 20 environ On s'aperçoit alors que, pour satisfaire au second impératif (trajectoire à une altitude aussi basse que possible par rapport à la surface de l'eau), le braquage de telles gouvernes évo lue dans une plage angulaire très faible, le braquage restant inférieur à 0,5 Ces faibles braquages, compte tenu des jeux mé caniques existant inévitablement dans les moyens de commande des gouvernes, rendent la précision de la trajectoire à basse altitude mauvaise, voire même très mauvaise On est alors conduit, soit à augmenter l'altitude de cette trajectoire, et on rend alors le missile plus facilement repérable, soit à conserver une trajectoire à basse altitude, et on prend alors des risques im portants d'impact avec la surface de l'eau. L'invention a pour but de remédier à cet incon vénient de mauvaise, ou très mauvaise précision de la trajectoire à basse altitude. L'invention a pour objet une gouverne qui, d'une part, présente une bonne efficacité pour des braquages importants pouvant atteindre 200, et, d'autre part, présente une efficacité réduite pour des braquages de l'ordre du degré, ce qui permet d'assurer à l'engin sur lequel ladite gouverne est montée une trajectoire, notamment à basse altitude, très précise. La gouverne selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle est constituée par, - une partie avant fixe présentant un bord de fuite épais s'étendant sensiblement perpendiculairement au squelette de ladite partie avant fixe, - et une partie arrière pivotante présentant un bord d'attaque aigu situé le plus près possible, constructivement, du bord de fuite épais de la partie avant fixe, l'axe de pivotement de cette partie arrière pivotante étant situé dans sa région médiane, de sorte que, sous l'action de moyens de commande appropriés, le bord d'attaque aigu de la partie arrière puisse se déplacer dans une zone masquée où il se trouve derrière le bord de fuite épais de la partie avant fixe, puis dans une zone intermédiaire où il se trouve dégagé par rapport au bord de fuite épais mais encore dans le sillage de ce bord de fuite épais, et enfin dans une zone extérieure où il se trouve pratiquement en dehors du sillage de ce bord de fuite épais On conçoit que tant que le bord d'attaque aigu de la partie arrière pivotante se trouve dans la zone masquée ou au début de la zone intermédiaire, l'efficacité de la partie arrière pivotante se trouve sensiblement réduite. Pour obtenir une efficacité qui serait celle que l'on constaterait en l'absence de la partie avant fixe, le braquage de la partie arrière pivotante doit être plus important : dans ces conditions, l'importance des jeux mécaniques des moyens de commande de la partie arrière pivotante devient très atténuée et la précision de la trajectoire, notamment de la tra jectoire à basse altitude, devient bien meilleure. Selon une disposition avantageuse de l'invention, l'envergure de la partie avant fixe est sensiblement égale à l'envergure de la partie arrière pivotante. Selon une autre disposition de l'invention, la partie avant fixe et la partie arrière pivotante présentent des cordes correspondantes qui ont sensiblement les mêmes dimensions. Selon une autre disposition de l'invention, l'épaisseur du bord de fuite de la partie avant fixe est au moins égale à l'épaisseur de la partie arrière pivotante. Selon encore une autre disposition de l'invention, le bord de fuite épais de la partie avant fixe est alimenté en air. L'invention consiste, mises à part les dispositions dont il vient d'être question, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation de l'invention plus particulièrement avantageux, et ne comportent, bien entendu,aucun caractère limitatif. La fig. 1, de ces dessins, montre schématiquement un engin aérien supersonlque équipé de gouvernes conformes à l'invention. Les fig. 2 à 4 montrent respectivement, en coupe, trois modes de réalisation différents d'une gouverne conforme à l'invention. Les fig. 5 et 6 sont deux courbes montrant le fonctionnement d'une gouverne conforme à l'invention. Sur la fig. 1, on a montré un engin du type missile antinavire qui comporte un corps 1 muni d'ailerons de stabilisation 2 (au nombre de quatre) et de gouvernes (également au nombre de quatre). Comme montré sur les fig. 1 à 4, chaque gouverne 3, disposée vers l'arrière de l'engin 1, est constituée par, - une-partie avant fixe 4 présentant un bord de fuite épais 5 s'étendant sensiblement perpendiculairement au squelette 6 de ladite partie avant fixe 4, - et une partie arrière pivotante 7 présentant un bord d'attaque aigu 8 situé le plus près possible constructivement du bord de fuite épais 5 de la partie avant fixe 4. L'axe de pivotement 9 de cette partie arrière pivotante 7 est situé dans sa région médiane, de sorte que, sous l'action de moyens de commande appropriés 10 (fig. 1), le bord d'attaque aigu 8 de la partie arrière 7 puisse se déplacer dans une zone masquée où il se trouve derrière le bord de fuite épais 5 de la partie avant fixe 4, puis dans une zone intermédiaire où il se trouve dégagé par rapport au bord de fuite épais 5 mais encore dans le sillage de ce bord de fuite épais 5, et enfin dans une zone.extérieure où il se trouve pratiquement en dehors du sillage de ce bord de fuite épais 5. Selon les modes de réalisation de l'invention illustrés sur les fig. I à 4, l'envergure de la partie avant fixe 4 est sensiblement égale à l'envergure de la partie arrière pivotante 7. Selon ces modes de réalisation, la partie avant fixe 4 et la partie arrière pivotante 7 présentent des cordes correspondantes qui ont sensiblement les mêmes dimensions. La fig. 2 représente un mode de réalisation dans lequel le rapport entre l'épaisseur du bord de fuite épais 5 et la corde de la partie avant fixe 4 est égal à 0,143 environ. La fig. 3 représente un mode de réalisation dans lequel le rapport entre l'épaisseur du bord de fuite épais 5 et la corde de la partie avant fixe 4 est égal à 0,086 environ. D'une façon générale, le rapport entre l'épaisseur du bord de fuite épais 5 et la corde de la partie avant fixe 4 peut être compris entre 0,20 et 0,05. Sur la fig. 2, le rapport entre l'épaisseur du bord de fuite 5 de la partie avant fixe 4 et l'épais- seur de la partie arrière pivotante 7 est égal à 1,67 environ, tandis que sur les fig. 3 et 4, il est égal à 1. Sur le graphique de la fig. 5, on a porté en abscisses, le braquage 6,exprime en degrés, de la partie arrière pivotante 7, et en ordonnées, le coefficient de force normale CN qui s'exerce sur la partie arrière pivotante 7. Sur cette fig. 5, on a porté trois courbes, à savoir la courbe I qui correspond à une gouverne classique constituée uniquement par une partie pivotante, la courbe II qui correspond à la gouverne établie suivant le mode de réalisation de l'invention illustrée sur la fig. 2 (rapport de l'épaisseur du bord de fuite épais 5 et de la corde de la partie avant fixe 4 égal à 0,143), la courbe III qui correspond à la gouverne établie suivant le mode de réalisation de l'invention illustrée sur la fig. 3 (rapport de l'épaisseur du bord de fuite épais 5 et de la corde de la partie avant fixe 4 égal à 0,086). Sur les courbes II et III, - la portion AB correspond à la zone masquée dans laquelle se déplace le bord d'attaque aigu 8 de la partie arrière pivotante 7, et dans laquelle l'efficacité de cette partie arrière 7, c'est-à-dire la valeur du coefficient CN se trouve sensiblement réduite par rapport à l'efficacité d'une gouverne classique correspondant à la courbe I - la portion BC correspond à la zone intermédiaire dans laquelle se déplace le bord d'attaque aigu 8 de la partie arrière pivotante 7, et dans laquelle l'efficacité de cette partie arrière 7, c'est-à-dire la valeur du coefficient CN est encore sensiblement réduite par rapport à l'efficacité d'une gouverne classique correspondant à la courbe I ;; -- la portion CD correspond à la zone extérieure dans laquelle se déplace le bord d'attaque aigu 8 de la partie-arrière pivotante 7, et dans laquelle lleffi- cacité de cette partie arrière 7, c'est-à-dire la valeur du coefficient CN rejoint l'efficacité d'une gouverne classique 'correspondant à la courbe I. Sur le graphique de la fig. 6, on a porté en abscisses le braquage ô, exprimé en degrés, de la partie arrière pivotante 7, et en ordonnées lleffi- cacité de la gouverne représentée par la dérivée, par rapport au braquage ô, du coefficient de force normale CN qui s'exerce sur la partie arrière pivotante 7. Sur cette fig. 6, on a porté trois courbes, à savoir - la courbe I qui correspond à la courbe I de la fig. a 5, - la courbe II qui correspond à la courbe Il de la fig. 5, - la courbe 111a qui correspond à la courbe III de la fig. 5. Sur les courbes 11a et IIIa, la portion AB correspond à la portion AB portée sur les courbes Il et III de la fig. 5 (zone masquée dans laquelle se déplace le bord d'attaque aigu 8 de la partie arrière pivotante 7) la portion BC correspond à la portion BC portée sur les courbes II et III de la fig. 5 (zone intermédiaire dans laquelle se déplace le bord d'attaque aigu 8 de la partie arrière pivotante 7) la portion CD correspond à la portion CD portée sur les courbes II et III de la fig. 5 (zone extérieure dans laquelle se déplace le bord d'attaque aigu 8 de la partie arrière pivotante 7). Les avantages d'une gouverne conforme à l'invention apparaissent clairement sur les courbes des fig. 5 et 6 où llon constate la perte d'efficacité sensible de la partie arrière pivotante 7 dans la zone masquée (portion AB sur les courbes II et III de la fig 5 et sur les courbes Il a et III de la fig. 6) et au début de la zone a intermédiaire -(portion BC sur les courbes II et III de la fig. 5 et sur les courbes Il a et III de la fig. 6). a Cette perte d'efficacité se produit pour des braquages de la partie arrière pivotante 7 inférieurs à 10 à 120 dans le cas de la gouverne conforme au mode de réalisation illustré sur la fig. 2 (rapport caractérisant le bord de fuite épais 5 de la partie avant fixe 4 égal à 0,143). Cette perte d'efficacité se produit pour des braquages de la partie arrière pivotante 7 inférieurs à 7 à 80 dans le cas de la gouverne conforme au mode de réalisation illustré sur la fig. 3 (rapport caractérisant le bord de fuite épais 5 de la partie avant fixe 4 égal à 0,086). Par contre, dès que l'on atteint des braquages de la partie arrière pivotante 7 supérieurs à 10 à 120 (pour le mode de réalisation de la fig 2), ou supérieurs à 7 à 80 (pour le mode de réalisation de la fig. 3), on retrouve une efficacité normale de ladite partie arrière pivotante 7, c'est-à-dire comparable à celle dvune gouverne ne comportant pas de partie avant fixe. Si l'on souhaite moduler cette perte d'efficacité, on peut avoir recours au mode de réalisation de l'invention illustré sur la fig. 4 et selon lequel le bord de fuite épais 5 de la partie avant fixe 4 est alimenté en air. A cet effet, la partie avant fixe 4 présente une zone creuse Il débouchant au niveau du bord de fuite épais 5, cette zone creuse 11 étant alimentée en air sous une pression et un débit controlés par un dispositif d'alimentation 12 qui peut, le cas échéant, être actionné en étant asservi aux moyens de commande 10 actionnant la partie arrière pivotante 7 de la gouverne. Selon une variante, non représentée, de ce mode de réalisation de l'invention, la zone creuse Il de la partie avant fixe 4 pourrait être alimentée en air par une pluralité d'orifices ménagés dans la paroi de cette partie avant 4 et reliant ses faces externes à ladite zone creuse 11. La description ci-dessus concerne une gouverne 3 placée à l'arrière de l'engin 1, mais l'invention s'applique, bien entendu, dans le cas où l'engin 1 comporte des gouvernes implantes vers l'avant, c'està-dire entre la pointe avant et les ailerons de stabilisation 2. REVENDICATIONS 1.- Gouverne à efficacité variable pour missiles, notamment supersoniques, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par une partie avant fixe (4) présentant un bord de fuite épais (5) s'étendant sensiblement perpendiculairement au squelette (6) de ladite partie avant fixe (4) et par une partie arrière pivotante (7) présentant un bord d'attaque aigu (8) situé le plus près possible, constructivement, du bord de fuite épais (5) de la partie avant fixe (4), l'axe de pivotement (9) de cette partie arrière pivotante (7) étant situé dans sa région médiane, de sorte que, sous l'action de moyens de commande appropriés (10), le bord d'attaque aigu (8) de la partie arrière pivotante (7) puisse se déplacer, dans une zone masquée où il se trouve derrière le bord de fuite épais (5) de la partie avant fixe (4), puis dans une zone intermédiaire où il se trouve dégagé par rapport au bord de fuite épais (5) mais encore dans le sillage de ce bord de fuite épais (5), et enfin dans une zone ex térieure où il se trouve pratiquement en dehors du sillage de ce bord. de fuite épais (5). 2.- Gouverne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'envergure de la partie avant fixe (4) est sensiblement égale à l'envergure de la partie arrière pivotante (7). 3.- Gouverne selon la revendication I ou 2, caractérisée par le fait que la partie avant fixe (4) et la partie arrière pivotante (7) présentent des cordes correspondantes qui ont sensiblement les mêmes dimensions. 4.- Gouverne selon l'une quelconque des revendications I à 3 caractérisée par le fait que le bord de fuite épais (5) de la partie avant fixe (4) est alimenté en air. 5.- Gouverne selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la partie avant fixe (4) présente une zone creuse (I1) débouchant au niveau du bord de fuite épais (5) et alimentée en air sous une pression et un débit contrôlés par un dispositif d'alimentation (12). 6.- Gouverne selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le dispositif d'alimentation (12) est actionné en étant asservi aux moyens de commande (10) actionnant la partie arrière pivotante (7). 7.- Gouverne selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la partie avant fixe (4) présente une pluralité d'orifices ménagés dans la paroi de cette partie avant fixe (4) et reliant ses faces externes à ladite zone creuse (il), 8.- Gouverne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caratérisée par le fait que le rapport entre l'épaisseur du bord de fuite épais (5) et la corde de la partie avant fixe (4) est compris entre 0,20 et 0,05. 9.- Gouverne selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le rapport entre l'épaisseur du bord de fuite épais (5) et la corde de la partie avant fixe (4) est d' environ 0,143 10.- Gouverne selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le rapport entre la largeur du bord de fuite épais (5) et la corde de la partie avant fixe (4) est d'environ 0,086 11.- Gouverne selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que le rapport entre l'épaisseur du bord de fuite (5) de la partie avant fixe (4) et l'épaisseur de la partie arrière pivotante (7) est au moins égal à 1.