Brevet FR2729117A1 — publié le 19960712

La présente invention concerne un procédé de pilotage d'un engin, tel qu'un lanceur, missile ou analogue, ainsi que ledit engin permettant de mettre en oeuvre le procédé. On sait que certains engins comprennent une coiffe largable disposée à l'avant dudit engin et enfermant une charge utile telle qu'un satellite par exemple. La coiffe assure la protection de la charge utile, jusqu'à son largage hors de l'engin pour permettre ensuite l'expulsion de la charge utile lorsque ledit engin arrive en un point donné de sa trajectoire. Actuellement, puisque l'engin est constamment soumis à la poussée développée par le système de propulsion et, donc, & une accélération, la coiffe doit être éjectée en dehors de la trajectoire de l'engin, c'est-à-dire transversalement & celle-ci. Pour cela, la coiffe est alors réalisée en plusieurs parties et se compose bien souvent de deux demicoquilles qui sont assemblées longitudinalement et entre lesquelles est prévu un dispositif pyrotechnique complexe d'élection de la coiffe. Ainsi, lorsque l'engin propulsé arrive au point de largage de la coiffe, le dispositif pyrotechnique est initié, ce qui provoque la séparation des deux demi-coquilles de part et d'autre de l'engin, transversalement à sa trajectoire. Bien que donnant des résultats satisfaisants, la réalisation de la coiffe, sous la forme de pièces séparables transversalement, rendue nécessaire par la poussée continue développée par le système de propulsion de l'engin et pour ne pas gêner celui-ci dans sa progression, s'avère techniquement complexe et, de plus, son dispositif pyrotechnique impose des contraintes opérationnelles de sécurité, par exemple d'étanchéité vis-à-vis de la charge utile pour ne pas l'endommager au moment de sa mise à feu. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. A cet effet, le procédé de pilotage d'un engin tel que lanceur, missile et analogue, du type comportant un système de propulsion et une coiffe largable enfermant une charge utile, est remarquable, selon l'invention, en ce que, durant la trajectoire dudit engin, on interrompt temporairement la poussée de propulsion dudit engin, pour permettre l'éjection de ladite coiffe largable. Ainsi, grâce à cette interruption temporaire de poussée qui correspond pour les techniciens à une phase de vol balistique dudit engin, on peut utiliser une coiffe avantageusement monobloc qui peut être éjectée aisément, puisque l'accelera- tion de l'engin est alors nulle. L'invention permet en conséquence de s'affranchir des coiffes usuelles composées de multiples pièces et de systèmes pyrotechniques intégrés, ce qui réduit la complexité de réalisation desdites coiffes et, donc, diminue les risques d'incident et le coût de tels engins. Avantageusement, après l'interruption temporaire de poussée, on oriente ledit engin hors de la direction de sa trajectoire pour éjecter ladite coiffe vers l'avant, puis on réoriente ledit engin dans la direction de sa trajectoire pour faire fonctionner à nouveau ledit système de propulsion. En outre, le système de propulsion dudit engin se compose généralement d'une pluralité n d'étages de propulsion dont le dernier porte ladite coiffe largable. On peut réaliser l'interruption temporaire de poussée entre l'extinction d'un étage et l'allumage de l'étage suivant du système de propulsion. A titre d'exemple, l'interruption temporaire de poussée peut être effectuée après l'extinction de l'étage de propulsion n-l et avant l'allumage du dernier étage de propulsion n portant ladite coiffe. On peut également réaliser l'interruption temporaire de poussée par extinction puis allumage de l'étage de propulsion ou de l'un quelconque desdits étages de propulsion selon que ledit système se compose d'un ou plusieurs étages de propulsion. L'invention concerne également un engin du type comportant un système de propulsion et une coiffe largable par des moyens d'éjection et enfermant une charge utile. Selon l'invention, ladite coiffe est réalisée de façon monobloc et lesdits moyens d'éjection de ladite coiffe sont à action mécanique et élastique pour agir lorsque ledit système de propulsion est temporairement interrompu, conformément au procédé ci-dessus. Dans un mode particulier de réalisation, lesdits moyens d'éjection peuvent être définis par des ressorts permettant, lorsqu'ils se détendent, d'imprimer une accélération à ladite coiffe monobloc pour l'expulser vers l'avant. Par exemple, lesdits moyens d'éjection sont situés entre ladite coiffe monobloc et une partie haute dudit engin qui est reliée, d'un côté, à ladite charge utile et, de l'autre côté, audit système de propulsion. En outre, des moyens de liaison séparables unissent extérieurement ladite coiffe à ladite partie haute et permettent, lorsqu'ils sont déclenchés, l'éjection de ladite coiffe par l'intermédiaire desdits moyens d'éjection. Par ailleurs, des moteurs sont prévus dans ladite partie haute pour permettre l'orientation de celle-ci avant et après le largage de ladite coiffe monobloc, durant l'interruption temporaire de poussée dudit système de propulsion. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente schématiquement un exemple de trajectoire dudit engin avec, conformément à l'invention, une phase d'interruption temporaire de sa propulsion. La figure 2 montre, en perspective partiellement écorchée, la partie haute dudit engin, pourvue de la coiffe largable. La figure 3 représente, en perspective, les moyens d'éjection de la coiffe, en position inactive, avant rupture des moyens de liaison reliant la coiffe à la partie haute dudit engin. La figure 4 montre, en perspective partiellement écorchée, la séparation de la coiffe de ladite partie haute, par lesdits moyens déjection. La figure 5 représente, en perspective, les moyens d'éjection en position active éjectant ladite coiffe, après rupture des moyens de liaison. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l'engin 1 correspond à un lanceur et comprend un système de propulsion 2 qui est composé, dans cet exemple, de trois étages de propulsion 3, 4 et 5, et une partie haute 6 qui porte une charge utile 7, telle qu'un satellite, et & laquelle est associée une coiffe de protection 8 enfermant le satellite 7. Ce dernier est destiné à être placé sur une orbite souhaité par l'intermédiaire du système de propulsion 2, selon la trajectoire T indiquée. Selon l'invention, le procédé de pilotage du lanceur 1 consiste à interrompre temporairement la poussée délivrée par le système de propulsion 2 pour permettre l'éjection de la coiffe largable 8. Par exemple après la separation du premier étage de propulsion 3, puis du deuxième étage de propulsion 4, on interrompt le système de propulsion du lanceur, c'est-à-dire que le troisième étage de propulsion 5 n'est pas immédiatement allumé après la combustion, puis la séparation du deuxième étage dudit troisième étage. Le lanceur 1, constitué alors de la partie haute 6 munie de sa coiffe 8, et du troisième étage 5, poursuit la trajectoire prédéterminée T mais avec une accélération nulle, de sorte qu'il se trouve dans une phase balistique durant laquelle il est soumis à la seule force de gravité. Cette interruption de poussée impliquant une phase balistique représentée par PB sur la figure 1, est avantageusement mise à profit pour larguer la coiffe de protection 8, ce qui peut alors se faire par des moyens d'éjection 10 mécaniquement simples, comme on le verra ci-après. En effet, puisque le lanceur dans cette phase balistique ne subit pas d'accélération, on peut communiquer à la coiffe une faible accélération par les moyens d'éjection précités, pour qu'elle s'éloigne de la partie haute, vers l'avant de celle-ci. Ainsi, on peut utiliser une coiffe de protection 8 monobloc. Structurellement, on voit sur la figure 2 la partie haute 6 du lanceur qui, d'un côté, prolonge le troisième et dernier étage de propulsion 5, représentée en traits mixtes, et qui, de l'autre côté, porte le satellite 7 à mettre sur orbite. La partie haute 6 et la coiffe 8, toutes deux de forme cylindrique, sont reliées l'une à l'autre par des moyens de liaison séparables ou rompables 11 qui sont définis, de façon connue, par une sangle extérieure périphérique lIA maintenant l'un contre l'autre des épaulements annulaires externes 6A et 8A prévus respectivement sur la partie haute 6 et la coiffe 8. Ces moyens Il comprennent aussi une charge pyrotechnique commandable, non représentée, qui permet de briser la sangle liA et de désolidariser alors la coiffe de la partie haute. Des moyens analogues associent la partie haute au dernier et troisième étage 5. Des moteurs 12 sont par ailleurs prévus dans la partie haute 6 pour assurer notamment le rattrapage des dispersions et la stabilisation trois axes de celle-ci.Ces moteurs 12 sont avantageusement utilisés pour orienter le lanceur avant et après le largage de la coiffe pendant la phase balistique PB, comme on le verra ultérieurement. Les moyens d'éjection 10 de la coiffe par rapport à la partie haute sont représentés plus particulièrement sur la figure 3. Ils sont à action mécanique et élastique, et sont définis par des ressorts 10A équi-angulairement repartis les uns des autres par rapport à l'axe longitudinal de l'ensemble partie haute-coiffe. Ces ressorts 10A sont prévus au voisinage de la périphérie de cet ensemble et, d'un côté, ils sont partiellement engagés, à des fins de guidage et de maintien, dans des pions 6B prévus en saillie sur le corps 6C de la partie haute et, de l'autre côté, ils sont reçus dans des bagues 8B prévues dans des pattes 8C qui sont fixées intérieurement au corps cylindrique monobloc 8D formant la coiffe 8. Les ressorts 10A se trouvent en position comprimée lorsque la partie haute 6 et la coiffe 8 sont maintenues assemblées par la sangle de liaison llA. Quand le lanceur 1 entre dans la phase de vol balistique PB de sa trajectoire T, pour laquelle l'étage de propulsion 5 est inactif, on procède à l'opération de largage de la coiffe monobloc 8. Pour cela, le lanceur est orienté angulairement, dans une direction différente de celle de la trajectoire T, par exemple d'un angle de 200 en dehors du plan de la trajectoire, par l'intermédiaire des moteurs 12 situés dans la partie haute 6. De la sorte, le lanceur se déplace de travers le long de la trajectoire T, comme le montre la figure 1. Durant ce déplacement, les moyens de liaison 11 sont commandés et rompent la sangle liA par la charge pyrotechnique ce qui désolidarise la coiffe 8 de la partie haute 6. A ce moment, les ressorts 10A initialement comprimés se détendent et impriment une accélération à la coiffe monobloc qui est suffisante pour l'éjecter vers l'avant, comme le montrent les figures 4 et 5. Grâce à l'orientation angulaire du lanceur par rapport à sa trajectoire, la coiffe larguée vers l'avant ne risque pas de le gêner dans sa progression. Le lanceur 1, constitué alors du troisième étage 5 et de la partie haute 6 portant le satellite 7, est ensuite réorienté par les moteurs 12 dans le plan de sa trajectoire T, dans la direction optimale. Puis, le troisième étage de propulsion 5 est allumé mettant un terme à la phase balistique PB et permettant au lanceur de poursuivre son vol jusqu'à l'orbite souhaitée. Ainsi, grâce à l'introduction artificielle et temporaire d'une phase de vol balistique au cours de la trajectoire de l'engin, on peut concevoir une coiffe monobloc pour l'ejec- ter de l'engin par de simples moyens mécaniques fournissant une accélération même faible. Cette phase de vol balistique introduite dans cet exemple entre le dernier et l'avantdernier étages peut durer moins de 60 secondes sans nuire significativement au vol de l'engin. REVENDICATIONS 1. Procédé de pilotage d'un engin, tel que lanceur, missile et analogue, du type comportant un système de propulsion (2) et une coiffe largable (8) enfermant une charge utile, caractérisé en ce que, durant la trajectoire dudit engin, on interrompt temporairement la poussée de propulsion dudit engin (1), pour permettre l'éjection de ladite coiffe largable (8). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après l'interruption temporaire de poussée, on oriente ledit engin (1) hors de la direction de sa trajectoire pour éjecter ladite coiffe (8) vers l'avant, puis on réoriente ledit engin dans la direction de sa trajectoire pour faire fonctionner à nouveau ledit système de propulsion (2). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, du type dans lequel le système de propulsion (2) dudit engin se compose d'une pluralité n d'étages de propulsion dont le dernier porte ladite coiffe largable (8), caractérisé en ce qu'on réalise l'interruption temporaire de poussée entre l'extinction d'un étage et l'allumage de l'étage suivant du système de propulsion. 4. Procéde selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'interruption temporaire de poussée est effectuée après l'extinction de l'étage de propulsion n-l et avant l'allumage du dernier étage de propulsion n portant ladite coiffe. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, du type dans lequel le système de propulsion (2) dudit engin se compose d'au moins un étage de propulsion, caractérisé en ce qu'on réalise l'interruption temporaire de poussée par extinction, puis allumage dudit étage de propulsion. 6. Engin, tel que lanceur, missile ou analogue, du type comportant un système de propulsion (2) et une coiffe largable (8) par des moyens d'éjection et enfermant une charge utile, et destiné à la mise en oeuvre du procédé défini sous l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé en ce que ladite coiffe (8) est réalisée de façon monobloc et en ce que lesdits moyens d'éjection (10) de ladite coiffe sont à action mécanique et élastique pour agir lorsque ledit système de propulsion (2) est temporairement interrompu. 7. Engin selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éjection (10) sont définis par des ressorts (10A) permettant, lorsqu'ils se détendent, d'imprimer une accélération à ladite coiffe monobloc (8) pour l'expulser vers l'avant. 8. Engin selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éjection (10) sont situés entre ladite coiffe monobloc (8) et une partie haute (6) dudit engin qui est reliée, d'un côté, à ladite charge utile (7) et, de l'autre côté, audit système de propulsion (2). 9. Engin selon la revendication 8, caractérisé en ce que des moyens de liaison séparables (il) unissent extérieurement ladite coiffe (8) à ladite partie haute (6) et permettent, lorsqu'ils sont déclenchés, l'eec- tion de ladite coiffe par l'intermédiaire desdits moyens d'éjection (10). 10. Engin selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que des moteurs (12) sont prévus dans ladite partie haute (6) pour permettre l'orientation de celle-ci avant et après le largage de ladite coiffe monobloc (8), durant l'interruption temporaire de poussée dudit système de propulsion (2).