Brevet FR2738908A1 — publié le 19970321

DISPOSITIF DE FREINAGE AERODYNAMIQUE D'UNE SOUS-MUNITION EJECTEE D'UN OBUS CARGO EN ETANT ANIMRw D'UN MOUVEMENT DE ROTATION L'invention concerne un dispositif de freinage aéro-dynamique d'une sous-munition éjectée d'un obus cargo en étant animée d'un mouvement de rotation, ce dispositif étant constitué de plusieurs aérofreins montés articulés autour du corps de la sous-munition et destinés à se déployer après l'éjection de la sous-munition pour ralentir sa vitesse de rotation. D'une manière générale, un obus cargo est tiré à partir d'un canon à tube rayé pour imprimer à l'obus un mouvement de rotation très rapide destiné à le stabiliser au cours de sa phase de balistique extérieure. Dans ces conditions, au moment du dépotage de l'obus, les sousmunitions sont éjectées en étant également animées d'un mouvement de rotation rapide. Cependant, les sous-munitions de la nouvelle génération emportent des détecteurs de cibles et/ou des systèmes de navigation, dont la fiabilité de fonctionnement repose sur une vitesse de rotation faible des sous-munitions après leur éjection. La réduction de la vitesse de rotation des sous-munitions est généralement obtenue au moyen d'aérofreins qui se déploient automatiquement après l'éjection des sous-munitions. Au montage, ces aérofreins sont rapportés autour du corps de chaque sous-munition en étant soudés, vissés ou articulés autour d'un axe sur le corps de la sous-munition, ces différentes solutions étant notamment décrites dans les documents FR-A-2 566 611, FR-A-2 260 772 et EP-A-182 018. Les aérofreins soudés font intervenir des techniques de soudage différentes selon les matériaux utilisés pour la fabrication des aérofreins et de leur support. Toutefois, les contraintes mécaniques appliquées à ces soudures sont très importantes, notamment au départ du coup en étant soumises à des forces de cisaillement dues à la rotation de l'obus, et ensuite au moment du dépotage en étant soumises à des forces de traction dues au choc résultant de l'ouverture des aérofreins. Les aérofreins vissés présentent globalement les mêmes inconvénients que les aérofreins soudés. Les aérofreins montés articulés autour d'un axe supporté par des paliers, présentent notamment l'inconvénient de répartir les contraintes sur une longueur inférieure à celle de l'axe, c'est-à-dire de les concentrer au niveau des paliers. En outre, un tel aérofrein est relativement encombrant. D'une manière générale, toutes ces solutions sont de nature à entraîner des dysfonctionnements susceptibles d'occasionner, au moment du dépotage, une rupture partielle ou totale de la liaison mécanique entre les aérofreins et les sous-munitions. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients en adoptant une solution ayant une très bonne tenue mécanique, d'une structure simple, peu encombrante et peu coûteuse. A cet effet, l'invention propose un dispositif de freinage aérodynamique d'une sous-munition qui est caractérisé en ce que chaque aérofrein est monté articulé sur le corps de la sous-munition au moyen d'un élément formant axe d'articulation, solidaire de l'aérofrein et monté librement dans un logement, de forme sensiblement complémentaire, ménagé dans le corps de la sous-munition. D'une manière générale, chaque aérofrein est constitué d'une lame courbe présentant au moins un bord d'extrémité rectiligne et, selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément formant axe d'articulation est constitué par un bourrelet cylindrique fixé par soudage le long du bord d'extrémité rectiligne de la lame et s'étendant sensiblement sur toute la longueur de ce bord. Selon un mode de réalisation préférentiel, le bourrelet comporte une rainure longitudinale sur sa périphérie externe et dans laquelle s'engage le bord d'extrémité rectiligne de la lame, et la solidarisation entre l'aérofrein et son bourrelet d'articulation peut être assurée par soudage ou collage. En variante, l'élément formant l'axe d'articulation d'un aérofrein est constitué par un élément tubulaire obtenu par déformation de la lame de manière à former une pièce monobloc. La lame courbe constituant chaque aérofrein comporte globalement une surface de freinage ayant un rayon de courbure sensiblement égal à celui du corps de la sous-munition, de manière à épouser la forme dudit corps tant que la sous-munition n'est pas éjectée, et un coude d'un grand rayon de courbure en direction de l'élément formant axe d'articulation. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque logement de la sous-munition qui reçoit librement l'élément formant l'axe d'articulation d'un aérofrein traverse de part en part l'épaisseur du corps de la sous-munition, ce logement comportant une première cavité de forme sensiblement complémentaire à celle de l'élément formant axe d'articulation et qui débouche à l'intérieur de la sous-munition, et une deuxième cavité qui communique avec la première cavité et qui débouche à l'extérieur pour permettre le libre passage de la lame. Avantageusement, la deuxième cavité de chaque logement du corps de la sous-munition est évasée vers l'extérieur pour recevoir librement le coude de la lame et permettre à l'élément formant axe d'articulation d'être mobile en rotation. En outre, cela permet de limiter les contraintes exercées sur la lame lorsque l'aérofrein est en position repliée sur le corps de la sous-munition. D'une manière générale, la lame courbe formant chaque aérofrein peut être métallique ou plastique. Selon un avantage de l'invention, l'élément formant l'axe d'articulation et qui est solidaire de l'aérofrein permet de répartir d'une manière plus uniforme l'ensemble des contraintes auxquelles est soumise l'articulation de chaque aérofrein pendant la phase de balistique intérieure de l'obus et sa phase de balistique extérieure jusqu'au moment du dépotage. Selon un autre avantage de l'invention, le montage des aérofreins ne nécessite aucun outil spécifique et n'est pas d'un encombrement important. D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortiront de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un obus renfermant une ou plusieurs sous-munitions équipées d'un dispositif de freinage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'un aérofrein destiné à être rapporté autour du corps de chaque sous-munition, - la figure 3 est une vue en coupe schématique et partielle pour illustrer le montage des aérofreins autour du corps de chaque sous-munition avant éjection de cette dernière, - la figure 4 est une vue similaire à la figure 3 mais après déploiement d'un aérofrein suite à l'éjection de la sous-munition, et - la figure 5 représente schématiquement une variante de réalisation de l'aérofrein illustré à la figure 2. L'obus cargo 1 illustré à la figure 1 comprend une enveloppe 2 de forme globalement tubulaire, dont la partie avant est fermée par une ogive 4 et dont la partie arrière est fermée par un culot 5. Le culot 5 est relié à l'enveloppe 2 au moyen d'une liaison mécanique (non représentée) destinée à se rompre au moment du dépotage de l'obus 1. Le culot 5 est par exemple engagé librement dans l'enveloppe 2 et retenu axialement par des moyens de fixation présentant une amorce de rupture. L'enveloppe 2 de l'obus 1 renferme une ou plusieurs sous-munitions 7 qui sont éjectées au moment du dépotage de l'obus 1, c'est-à-dire après la séparation entre l'enveloppe 2 et le culot 5 provoquée par des moyens connus en soi. Une ceinture 9 solidaire de la paroi externe de l'enveloppe 2 est destinée à prendre les rayures du tube de lancement du canon qui tire l'obus 1 pour imprimer à ce dernier un mouvement de rotation rapide destiné à le stabiliser. Les sous-munitions 7 sont donc éjectées de l'obus 1 en étant animées d'un mouvement de rotation à vitesse élevée et, pour les raisons explicitées en préambule, cette vitesse de rotation est réduite au moyen d'aérofreins 10. Selon un exemple de réalisation de l'invention et comme illustré à la figure 2, un aérofrein 10 est constitué par une lame courbe 12 délimitée par deux bords opposés et rectilignes 12a et 12b d'une part, et par deux bords d'extrémité opposés et courbes 12c. Vers son bord d'extrémité rectiligne 12b, la lame 12 forme un coude A sensiblement à 90'. Le bord d'extrémité rectiligne 12b de la lame 12 est solidaire d'un élément 15 de forme cylindrique destiné à former l'axe d'articulation de l'aérofrein 10 sur la sous-munition 7. Cet élément 15 est par exemple constitué par un bourrelet 16 qui s'étend sensiblement sur toute la longueur du bord 12b. Dans ces conditions, la lame 12 présente une surface de freinage B qui s'étend globalement entre le coude A et le bord d'extrémité rectiligne 12a qui est opposé au bourrelet 16. Le bourrelet 16 formant l'axe d'articulation de l'aérofrein 10 peut être rendu solidaire de la lame 12 par une simple opération de soudure, par exemple. Cependant, selon le mode de réalisation de la figure 2, une rainure longitudinale 17 est ménagée à la surface périphérique du bourrelet 16 et dans laquelle vient s'engager le bord d'extrémité rectiligne 12b qui est ensuite solidarisé au bourrelet 16 par une opération de soudage ou de collage. Cette rainure 17 qui nécessite un usinage, permet d'obtenir une meilleure résistance mécanique que dans le cas d'une simple soudure. En se reportant à la figure 3, chaque aérofrein 10 est monté articulé autour du corps 7a d'une sous-munition 7 au moyen du bourrelet 16 formant axe d'articulation et qui est monté librement dans un logement 20 ménagé dans le corps a de la sousmunition 7. Chaque logement 20 qui reçoit librement le bourrelet 16 d'un aérofrein 10 traverse de part en part l'épaisseur du corps a de la sous-munition 7. Ce logement 20 comporte une première cavité 22 de forme sensiblement complémentaire à celle du bourrelet 16 et qui débouche à l'intérieur de la sousmunition 7, et une deuxième cavité 24 qui communique avec la première cavité 22 et débouche à l'extérieur pour permettre le libre passage de la lame 12 de l'aérofrein 10. Avantageusement, la deuxième cavité 24 du logement 20 est évasée vers l'extérieur pour former un dégagement au niveau du coude A de lame 12. Ce dégagement permet de donner à ce coude A un grand rayon de courbure, ce qui a pour effet d'éviter une concentration des contraintes à ce niveau de la lame 12 quand elle va être montée en position repliée sur le corps de la sous munition 7 d'une part, et de permettre au bourrelet 16 d'être mobile en rotation. Le rayon de courbure qui est donné à la surface de freinage B de la lame 12, au moment de la fabrication de chaque aérofrein 10, correspond à celui du corps 7a de la sous-munition 7 de manière à venir épouser la forme de ce dernier après montage. Ainsi, lorsqu'une sous-munition 7 est montée à l'intérieur de l'enveloppe 2 avant de rapporter le culot 5, la surface de freinage B de la lame courbe 12 de chaque aérofrein 10 se retrouve intercalée entre le corps 7a de la sous-munition 7 et la paroi interne de l'enveloppe 2, la lame courbe 12 n'exerçant alors aucune pression de contact sur la paroi interne de l'enveloppe 2. Au moment du dépotage de l'obus 1, le culot 5 se sépare de l'enveloppe 2 par suite de la rupture de la liaison mécanique entre l'enveloppe 2 et le culot 5. Cette rupture est par exemple obtenue par l'action des gaz, engendrés par une composition pyrotechnique logée dans l'ogive 4 de l'obus 1 et initiée par une fusée chrométrique, sur les sous-munitions 7 par l'intermédiaire d'un piston, comme cela est notamment décrit dans le document FR-2 363 077. Au moment du dépotage de l'obus 1, le culot 5 se sépare donc de l'enveloppe 2 (figure 1), et les aérofreins 10 vont automatiquement s'ouvrir ou se déployer pour ralentir la vitesse de rotation de la sousmunition 7. Concrètement, la lame 12 de chaque aérofrein 10 est soumise à un ensemble de forces aérodynamiques et centrifuges qui provoquent une déformation plastique de la lame 12 de chaque aérofrein 10 au niveau du coude A qui tend à s'ouvrir. Après déformation de la lame 12, la surface de freinage B s'étend sensiblement perpendiculairement à l'axe de la sous-munition 7, c'est-à-dire que l'aérofrein 10 prend une position telle que celle qui est schématiquement illustrée à la figure 4. I1 est à noter que les contraintes exercées sur la lame 12 lors de sa déformation plastique, sont limitées grâce à la possibilité de rotation du bourrelet 16 à l'intérieur de la cavité 22. Au montage, chaque aérofrein 10 est monté par l'intérieur du corps 7a de la sous-munition 7, la lame 12 traversant librement le logement 20 jusqu'à ce que le bourrelet d'articulation 16 vienne se loger dans sa cavité 22 et le seul coude A dans la cavité 24. On fait ensuite pivoter la lame 12 pour amener sa surface de freinage B en contact avec le corps 7a de la sousmunition 7. En variante et comme illustré schématiquement à la figure 5, l'élément 15 de forme cylindrique destiné à former l'axe d'articulation de l'aérofrein 10 est d'une seule pièce avec la lame 12. Cet élément 15 peut être obtenu par déformation de la lame 12 en lui donnant une forme tubulaire au niveau de sa partie située entre le coude A et le bord d'extrémité rectiligne 12b. Une telle réalisation présente l'avantage de réduire le coût de fabrication. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage d'une sousmunition (7) éjectée d'un obus cargo (1) en étant animée d'un mouvement de rotation, ce dispositif étant constitué de plusieurs aérofreins (10) montés articulés autour du corps (7a) de la sous-munition (7) et destinés à se déployer après l'éjection de la sous-munition (7) pour ralentir sa vitesse de rotation, caractérisé en ce que chaque aérofrein (10) est monté articulé sur le corps (7a) de la sous-munition au moyen d'un élément (15) formant axe d'articulation, solidaire de l'aérofrein (10) et monté librement dans un logement (20), de forme sensiblement complémentaire, ménagé dans le corps (7a) de la sous-munition. 2. Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque aérofrein (10) est constitué d'une lame courbe (12) présentant au moins un bord d'extrémité rectiligne (12b), et en ce que l'élément (15) formant axe d'articulation est constitué par un bourrelet cylindrique (16) fixé le long du bord d'extrémité rectiligne (12b) de la lame et s'étendant sensiblement sur toute la longueur dudit bord. 3. Dispositif de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bourrelet (16) comporte une rainure longitudinale (17) sur sa périphérie externe et dans laquelle s'engage le bord d'extrémité rectiligne (12b) de la lame (12). 4. Dispositif de freinage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le bord d'extrémité rectiligne (12b) de la lame (12) est solidaire du bourrelet (16) par soudage ou collage. 5. Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce chaque aérofrein est constitué d'une lame courbe (12) présentant au moins un bord d'extrémité rectiligne (12b), et en ce que l'élément (15) formant axe d'articulation est constitué par un élément tubulaire obtenu par déformation de la lame (12). 6. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la lame (12) de chaque aérofrein (10) comporte une surface de freinage (B) ayant un rayon de courbure sensiblement égal à celui du corps (7a) de la sousmunition (7) et un coude (A) d'un grand rayon de courbure en direction de l'élément (15) formant axe d'articulation. 7. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que chaque logement (20) de la sous-munition (7) qui reçoit librement l'élément (15) formant axe d'articulation d'un aérofrein (10) traverse de part en part l'épaisseur du corps (7a) de la sous-munition (7), ce logement (20) comportant une première cavité (22) de forme sensiblement complémentaire à celle de l'élément (15) et qui débouche à l'intérieur de la sous-munition, et une deuxième cavité (24) qui communique avec la première cavité (22) et débouche à l'extérieur pour permettre le libre passage de la lame (12). 8. Dispositif de freinage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la deuxième cavité (24) du logement (20) recevant l'élément (15) est évasée vers l'extérieur pour recevoir librement le coude (A) de la lame (12) et permettre à l'élément (15) d'être mobile en rotation à l'intérieur de la cavité (22). 9. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la lame (12) de chaque aérofrein (10) est métallique ou plastique.