Brevet FR2712676A1 — publié le 19950524

Pour libérer un projectile tel qu'une bombe, un engin ou d'autres munitions à partir d'un aéronef, on monte habituellement le projectile sur un système de suspension comportant deux crochets de suspension et, lors de la libération des crochets de suspension, on éjecte positivement le projectile pour l'écarter de l'aéronef. Ceci est nécessaire pour s'assurer que le projectile tombe à l'écart de l'aéronef et ne soit pas entraîné par le courant d'air contre l'aéronef. On a effectué diverses tentatives pour améliorer le système éjecteur de projectile existant et l'un des plus sophistiqué est décrit dans le brevet britannique N 8905697.2 qui décrit un éjecteur de projectile dans lequel la poussée d'éjection appliquée sur le projectile varie à mesure que le projectile s'écarte de l'aéronef. On réalise ceci en prévoyant une soupape à orifice variable entre une source de fluide sous pression telle qu'une cartouche pyrotechnique allumée et un coulisseau fonctionnant pneumatiquement commandé par un fluide sous pression élevée. L'élément actif de la soupape à orifice variable est relié directement au coulisseau, de sorte qu'à mesure que celui-ci se trouve en extension, il déplace automatiquement l'élément actif de la soupape à orifice variable de manière à faire varier le degré d'étranglement du fluide sous pression élevée. Ce système représente un progrès considérable par rapport aux systèmes précédents dans lesquels la poussée d'éjection dépendait seulement du taux de brûlage des cartouches pyrotechniques et de tous étranglements fixes situés entre elles et les coulisseaux, mais cependant, il ne fonctionne que lors du mouvement initial du coulisseau et nécessite un ajustement manuel de la soupape à orifice variable appropriée pour réaliser une adaptation du projectile à charger sur le système de suspension. Dans un éjecteur de projectile quelconque qui nécessite en tant que source de fluide sous pression l'amorçage de cartouches pyrotechniques, les pressions particulières qui sont obtenues varient avec le nombre et la puissance des cartouches chargées dans les brèches et également avec les caractéristiques individuelles de brûlage de chaque cartouche. Tandis qu'on a fait des tentatives pour fournir des cartouches ayant une caractéristique de brûlage fiable et répétitive, celles-ci varient encore de l'une à l'autre et de lot à lot avec, pour conséquence, que des variations dans la pression produite par les cartouches individuelles provoquent des variations dans l'éjection du projectile. Selon la présente invention, un éjecteur de projectile comprend au moins un coulisseau fonctionnant par un fluide sous pression qui, lors de son utilisation, contacte un projectile et l'éjecte, une source de fluide sous pression, une soupape à étranglement reliée en série entre la source de fluide sous pression et le coulisseau, un ordinateur programmé relié fonctionnellement à la soupape à étranglement, un détecteur de pression relié fonctionnellement à l'ordinateur pour surveiller la pression de fluide appliquée au coulisseau et pour faire entrer un signal de pression représentant la pression vers l'ordinateur, et un détecteur d'extension pour surveiller l'extension du coulisseau relié fonctionnellement à l'ordinateur, ce dernier étant programmé pour commander la soupape à étranglement en réponse aux signaux de sortie des détecteurs de pression et d'extension. Dans l'éjecteur de projectile selon la présente invention, l'ordinateur programmé commande le fonctionnement de la soupape à étranglement, de sorte que la pression appliquée au coulisseau et de là la poussée exercée sur le projectile par le coulisseau est commandée pendant toute l'éjection du projectile en réponse au degré d'extension du coulisseau. Ce système prend en compte automatiquement les variations de la pression de la source de fluide pressurisée et fait en sorte que le projectile soit toujours soumis au même profil de poussée prédéterminé appliqué pendant l'éjection. De préférence, l'éjecteur de projectile comporte deux coulisseaux montés dans une configuration avant et arrière par rapport au projectile et chaque coulisseau comprend son propre détecteur d'extension relié fonctionnellement à l'ordinateur de manière à surveiller l'extension du coulisseau. Un seul détecteur de pression et une seule soupape à étranglement peuvent être prévus pour alimenter les deux coulisseaux et ceci est particulièrement préféré lorsque les coulisseaux fonctionnent à l'unisson, mais en variante, une soupape à étranglement séparée et un détecteur de pression séparé peuvent être prévus pour chaque coulisseau. Un tel système permet au projectile d'être lancé à une attitude particulière par rapport à l'aéronef, à savoir en une attitude de piqué ou de cabrage, et dans ce cas, l'ordinateur est de préférence programmé pour comparer la sortie des deux détecteurs d'extension et commander les soupapes individuelles à étranglement, de sorte que le projectile adopte l'attitude correcte prédéterminée. De préférence, l'ordinateur comprend une mémoire qui est programmée pour prendre en compte les détails de construction du système d'éjection de projectile et appliquer tous les facteurs de correction nécessaires résultant de la construction du système d'éjection de projectile à la relation entre la pression et l'extension des coulisseaux. De préférence également, la mémoire de l'ordinateur programmé emmagasine la poussée d'éjection nécessaire sur les profils d'extension qui sont requis pour tous les différents projectiles susceptibles d'être manipulés par le système de suspension. Lorsqu'on place un projectile sur l'unité d'éjecteur, un code est entré manuellement pour indiquer le type de projectile à monter ou, en variante, le projectile comprend un code et l'éjecteur de projectile comporte un lecteur de code pour lire le code à partir du projectile, ce qui permet d'identifier la nature du projectile et de charger le profil approprié de poussée et d'extension de l'éjecteur correspondant à celui déterminé pour ce projectile, dans l'ordinateur programmé. Le profil prédéterminé de poussée d'éjection et d'extension de coulisseau prend en compte de façon typique le poids du projectile, la résistance de la boîte du projectile et la vitesse d'éjection nécessaire. De préférence, l'ordinateur reçoit aussi des informations liées au vol telles que la vitesse de l'air, l'altitude, l'attitude, l'accélération, la température, l'humidité et la vitesse de l'air par rapport au sol et il est programmé pour faire varier le profil de pression et d'extension en fonction de ces informations liées au vol. De cette manière, l'éjecteur de projectile selon la présente invention fait en sorte que le projectile soit toujours éjecté au moment précis dans la fenêtre d'attaque, de sorte que le projectile est toujours éjecté de la manière optimale en prenant en compte le niveau d'attaque élevé ou faible, la nature du projectile et les conditions de vol réelles de l'anéoref et le temps qu'il fait. De préférence, les informations liées au vol sont dérivées des éléments électroniques existants de l'aéronef, mais si nécessaire, l'éjecteur de projectile peut comprendre ses propres détecteurs pour détecter les variables liées au vol telles que la vitesse de l'air, l'altitude, l'attitude, l'accélération, la température et l'humidité. La source de fluide peut être un réservoir à pression élevée rempli d'un gaz ou de l'air sous pression ou contenant un liquide hydraulique. Précédemment, on a fait des tentatives pour utiliser des réservoirs à haute pression remplis de gaz ou d'air sous pression ou de liquide hydraulique, mais ceux-ci n'ont habituellement pas eu de succès à cause des modifications de performance résultant de la grande variété de températures de fonctionnement différentes et d'autres conditions d'environnement externes. Cependant avec le système en accord avec la présente invention, comme la soupape à étranglement prend en compte ces conditions externes d'environnement non contrôlables, ces sources peuvent être utilisées avec la présente invention. Néanmoins, on préfère que la source de fluide sous pression soit dérivée d'une ou de plusieurs cartouches pyrotechniques qui sont amorcées immédiatement avant que l'éjection soit nécessaire. A nouveau, comme la soupape à étranglement prend en compte la pression appliquée sur le coulisseau, des variations de performance des cartouches pyrotechniques sont prises en compte par l'ordinateur programmé qui fait varier l'ouverture de l'étranglement. De préférence, la soupape à étranglement comprend également une soupape de décharge. Dans ce cas, la soupape à étranglement règle l'aire du trajet d'écoulement depuis la source de fluide sous pression jusqu'au coulisseau et la soupape de décharge consiste essentiellement en un orifice de dérivation se trouvant dans le système de gaz qui fait s'échapper une certaine proportion du gaz vers l'atmosphère, ce qui réduit la pression totale du système. La soupape à étranglement peut être du type à orifice variable avec un élément actif entraîné par un moteur électrique pas à pas par exemple, un système comprenant un certain nombre de trajets d'écoulement en parallèle dont chacun comprend sa propre soupape EN - HORS, de sorte qu'une ou plusieurs des soupapes sont ouvertes de manière à fournir un accroissement de l'aire du trajet d'écoulement, ou bien on peut la former au moyen d'un système de trous passant à travers des plaques de commande à étranglement fixe et à soupape de décharge. Le débit du gaz et de là la pression du piston et de la soupape de décharge dans ce dernier cas dépendent du nombre de trous présents qui permettent d'admettre que le gaz s'écoule à travers eux. Dans ce dernier cas, de préférence les trous et les plaques de fermeture sont conformés pour fournir un fonctionnement essentiellement sans étape. Les détecteurs d'extension peuvent avoir la forme d'un simple potentiomètre indirectement ou directement couplé à un seul tour ou à plusieurs tours, de manière à fournir un niveau de tension variable représentant l'extension du coulisseau, un disque codé, ou un codeur modulé en fréquence. L'information en provenance de ces détecteurs peut être couplée par des signaux optiques et des fibres optiques vers l'ordinateur programmé de manière à permettre au dispositif de fonctionner de façon satisfaisante dans des zones contaminées par des radiations. L'éjecteur de projectile en accord avec l'invention est bien plus adaptable que celui utilisé précédemment avec, comme conséquence, que des projectiles peuvent être largués de façon plus précise et sur une gamme large de conditions différentes. Lorsque l'unité de détecteur est montée de manière à être sensible aux variables liées au vol, elle peut prendre en compte les conditions en vol qui changent rapidement et l'éjecteur prend également en compte la manière avec laquelle il répond pendant son fonctionnement. Un exemple particulier d'un système de détecteurs en accord avec la présente invention est illustré aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente un diagramme synoptique du système d'éjecteur la figure 2 est un diagramme synoptique détaillé d'un système d'éjecteur utilisant des coulisseaux d'éjecteurs doubles la figure 3 est un diagramme montrant différents profils de poussée stockés dans une région de la mémoire du processeur ; et les figures 4A à 4C sont des diagrammes montrant schématiquement des variantes d'une soupape à étranglement. Dans le diagramme synoptique, le numéro de référence 1 indique un détecteur d'informations ou unité d'interface en vol, 2 un ordinateur programmé, 3 un transporteur d'armes comprenant deux coulisseaux pneumatiques 4. 5 indique une arme ou un projectile maintenu par le transporteur et qui est éjecté par les coulisseaux 4. Les diverses entrées et sorties vers l'ordinateur programmé 2 sont comme suit : 6 est une entrée de vitesse de l'aéronef, 7 est une entrée d'attitude de l'aéronef, 8 est une entrée de l'accélération de l'aéronef, 9 une entrée en provenance des détecteurs d'extension des coulisseaux, 10 une entrée en provenance du détecteur de projectile présent/projectile parti, et 11 représente des informations sur le type de projectile. Les sorties de l'ordinateur programmé 2 sont 12 une commande de largage, 13 une commande de libération pour libérer les crochets de suspension (non représentés), 14 une instruction de mise à feu pour armer l'arme, et 15 le signal de commande pour faire varier la soupape à étranglement (à nouveau non montrée sur les figures). D'autres entrées vers l'ordinateur programmé 2 sont constituées par 16 une instruction de commande de feu et 17 une instruction de commande de largage. La figure 2 est un diagramme synoptique montrant avec plus de détail une forme de réalisation de la présente invention. Cette forme de réalisation utilise deux coulisseaux actionnés par un fluide sous pression et disposés en avant des soupapes respectives à étranglement V1, V2 et des détecteurs de pression P1, P2 sont prévus dans la source de fluide vers chaque coulisseau RAM1, RAM2. Chaque coulisseau a un détecteur respectif d'extension qui produit des données d'extension X1, X2. Le processeur de commande reçoit également des données de vol concernant la vitesse de l'air, l'altitude, l'attitude, l'accélération, la température, l'humidité et la vitesse de l'air par rapport au sol. Ces données sont reçues par une interface des éléments électroniques existants de l'aéronef. Le processeur reçoit également des données en provenance d'un lecteur de code CR qui lit les données d'identification venant du projectile 5. Sur la base de ces données d'identification, le processeur choisit un profil parmi plusieurs profils de poussée PROJECTILE1, PROJECTILE2, PROJECTILE3... stockés dans une région 18 d'une mémoire à accès aléatoire se trouvant à l'intérieur du processeur. Ensuite, sur la base des données reçues des détecteurs, le processeur établit la position courante de l'éjecteur sur la courbe appropriée de pression et d'extension et produit des données de commande en direction des soupapes V1, V2 pour modifier la pression fournie aux coulisseaux RAM1, RAM2 comme il est nécessaire pour maintenir l'éjecteur sur la courbe appropriée ou près de la courbe appropriée à mesure que les coulisseaux RAM1, RAM2 s'étendent pour éjecter le projectile 5. La nature précise de la sortie du processeur correspond à la nature de la soupape utilisée. Par exemple, chaque soupape peut comprendre une soupape à orifice comme montré à la figure 4C et, dans ce cas, le processeur, par l'intermédiaire d'une interface industrielle standard du type bien connu par l'homme de l'art, produit un signal de sortie électrique permettant de commander l'élément d'activation qui accroît ou réduit l'aire de l'orifice ouvert à l'intérieur de la soupape. Dans une forme de réalisation en variante montrée à la figure 4B, la soupape comprend une plaque à étranglement placée entre la source et le coulisseau et une plaque de ventilation placée sur une branche de manière à effectuer un échappement vers l'atmosphère. Chaque plaque comporte plusieurs trous qui la traversent dans une configuration prédéterminée et comprend une plaque coopérante de fermeture qui est entraînée par un moteur électrique (non montré) en réponse aux signaux respectifs de commande provenant du processeur. A mesure que la plaque de fermeture se déplace par rapport à l'évent ou à la plaque à étranglement, le nombre des trous ouverts dans la plaque pour l'écoulement du gaz se modifie et ainsi, en effectuant la ventilation vers l'atmosphère et ou en étranglant l'écoulement vers le coulisseau, l'évent et la plaque à étranglement permettent en combinaison une commande précise de la pression fournie au coulisseau respectif. Dans une autre forme de réalisation en variante montrée à la figure 4A, la fourniture de fluide vers le coulisseau est divisée en plusieurs trajets parallèles. Dans l'exemple illustré, on ne montre que quatre soupapes, mais en pratique, on peut en utiliser beaucoup plus. Chaque trajet comporte une soupape électropneumatique respective EN-HORS reliée de manière à recevoir des signaux de commande de sortie du processeur. Le processeur augmente alors la pression fournie au coulisseau en augmentant le nombre des soupapes qui sont EN et à l'inverse peut amortir la pression et décroître cette dernière en commutant HORS davantage de soupapes. Comme noté ci-dessus, plusieurs profils différents de poussée sont stockés dans la mémoire du processeur. Les signaux des détecteurs de pression et d'extension et la comparaison par le processeur des données de pression et d'extension avec le profil approprié de poussée permettent la production d'un signal de commande approprié destiné aux soupapes. En pratique cependant, les profils stockés sont appropriés pour lancer le projectile dans certaines conditions nominales standard. Lorsque, par exemple, le projectile doit être lancé à une vitesse d'air qui se trouve en dehors de la gamme nominale associée au profil standard de poussée, il est alors désirable de corriger ce profil. Le processeur est donc programmé pour prendre la sortie initiale non corrigée de commande et pour appliquer un facteur de correction en accord avec les données électroniques de l'avion reçues concernant la vitesse de l'air, l'altitude, l'attitude, l'accélération, la température, l'humidité et la vitesse de l'air par rapport au sol. Dans la forme de réalisation préférée décrite, des profils respectifs différents de poussée et des signaux de commande respectifs correspondants sont utilisés pour chaque coulisseau. Le processeur, par exemple, évalue T1,projectile (x,P1), où Tl,proiectile est le profil de poussée en fonction de l'extension x et de la pression P pour le coulisseau RAM1 lorsqu'il est utilisé pour éjecter une première catégorie de projectile, PROJECTILE1. Le profil de poussée évalué est ensuite comparé avec le signal d'entrée en provenance du détecteur respectif de pression et du détecteur d'extension associé au coulisseau RAM1. Un signal de commande u pour la soupape V1 est déterminé en accord avec la différence entre la fonction évaluée et les valeurs mesurées. La valeur de commande v est alors modifiée en accord avec la fonction F(A,v) - v' où A est une fonction des données électroniques de l'avion et F est à son tour une fonction des données électroniques et du signal de commande non modifié v. Le signal v' de commande modifié est alors appliqué à la soupape respective V1 par l'intermédiaire d'une interface de commande appropriée. Des signaux de commande sont produits pour l'autre coulisseau RAM2 d'une manière tout à fait analogue. REVENDICATIONS 1. Ejecteur de projectile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un coulisseau (RAM1) fonctionnant au moyen d'un fluide sous pression et qui, lors de son utilisation, contacte un projectile (5) et l'éjecte, une source de fluide sous pression, des soupapes à étranglement (V1, V2) connectées en série entre la source de fluide et le coulisseau, un ordinateur programmé (2) relié fonctionnellement à la soupape à étranglement, un détecteur de pression (P1, P2) connecté fonctionnellement à l'ordinateur (2) pour surveiller la pression de fluide appliquée au coulisseau et pour appliquer un signal de pression représentant la pression à l'ordinateur, et un détecteur d'extension (X1, X2) pour surveiller l'extension du coulisseau et relié fonctionnellement à l'ordinateur, ce dernier étant programmé de manière à commander la soupape à étranglement en réponse au signal de sortie des détecteurs de pression et d'extension. 2. Ejecteur de projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux coulisseaux (RAM1, RAM2) disposés dans une configuration avant et arrière par rapport au projectile, chaque coulisseau comprenant son propre détecteur d'extension (X1, X2) relié fonctionnellement à l'ordinateur pour surveiller l'extension du coulisseau. 3. Ejecteur de projectile selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une seule soupape à étranglement (V1) est reliée en commun entre la source de fluide sous pression et les deux coulisseaux. 4. Ejecteur de projectile selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des première et seconde soupapes à étranglement (V1, V2) et des premier et second détecteurs de pression (P1, P2), une soupape à étranglement et un détecteur de pression respectifs étant reliés entre chaque coulisseau fonctionnant par du fluide sous pression et la source de fluide sous pression. 5. Ejecteur de projectile selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ordinateur programmé comprend des moyens de comparaison pour comparer les signaux de sortie des détecteurs d'extension respectifs et pour commander de façon correspondante les première et seconde soupapes à étranglement, les coulisseaux pouvant alors lancer le projectile selon une attitude prédéterminée. 6. Ejecteur de projectile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ordinateur programmé comprend des moyens pour appliquer un facteur de correction déterminé en accord avec la structure de l'éjecteur de projectile. 7. Ejecteur de projectile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ordinateur programmé comprend une région de mémoire disposée de manière à stocker plusieurs profils différents de poussée correspondant à différents projectiles respectifs et est conçu de manière à sélectionner l'un des profils appropriés à un projectile particulier devant être monté sur l'éjecteur et à commander le coulisseau ou chaque coulisseau en accord avec ce profil. 8. Ejecteur de projectile selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour lire un code d'identification en provenance du projectile, l'ordinateur programmé étant conçu pour sélectionner le profil de poussée approprié en fonction du code d'identification. 9. Ejecteur de projectile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ordinateur programmé comprend une entrée pour des données liées au vol et est conçu de manière à faire varier les signaux de commande appliqués à la soupape à étranglement ou à chaque soupape à étranglement en accord avec les données liées au vol. 10. Ejecteur de projectile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de fluide sous pression comprend un réservoir de fluide sous pression élevée. 11. Ejecteur de projectile selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la source de fluide sous pression comprend une cartouche pyrotechnique. 12. Ejecteur de projectile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la soupape à étranglement ou chaque soupape à étranglement comprend une soupape de décharge disposée de manière à évacuer du fluide de la source de fluide sous pression, ce qui réduit la pression fournie au coulisseau ou à chaque coulisseau. 13. Ejecteur de projectile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la soupape à étranglement comprend un orifice variable et un élément actif permettant d'ouvrir ou de fermer l'orifice. 14. Ejecteur de projectile selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la soupape à étranglement comprend plusieurs trajets d'écoulement parallèles, dont chacun comprend une soupape respective EN-HORS. 15. Ejecteur de projectile selon la revendication 12 ou l'une ou l'autre des revendications 13 et 14 lorsqu'elles dépendent de la revendication 12, caractérisé en ce que la soupape à étranglement comprend une plaque à commande d'étranglement et une plaque de commande de décharge respectives, chaque plaque de commande ayant plusieurs trous pour le passage du fluide sous pression, ainsi que des plaques de fermeture respectives formées de manière à pouvoir faire varier le nombre des trous ouverts dans la plaque de commande à étranglement et la plaque de commande de décharge.