Brevet FR2812936A1 — publié le 20020215

La présente invention concerne un missile à voilure variable. Quoique non exclusivement, elle est particulièrement adaptée à la réalisation d'un missile air-sol ou air-mer pouvant voler à des vitesses supersoniques. On sait que, lorsque les missiles doivent être accélérés jusqu'à des vitesses très élevées, ils sont munis d'étages propulsifs d'accélération consumables de poids importants dont le délestage en cours de fonctionnement entraine des variations sensibles de la position du centre de gravité. C'est ainsi que, pour optimiser le volume d'un missile, on dispose souvent un accélérateur à poudre dans la chambre du propulseur, par exemple du type statoréacteur, de l'étage de croisière. De plus, lorsque la plage de nombre de Mach dans laquelle doit voler le missile s'étend des vitesses subsoniques faibles au haut supersonique, le foyer des forces aérodynamiques se déplace sensiblement. I1 résulte donc de ces deux raisons que la stabilité aérodynamique d'un tel missile est délicate à obtenir. Or, les missiles doivent être aérodynamiquement stables, surtout lorsqu'ils volent dans des phases où ils ne sont pas pilotés, et, lorsqu'ils sont pilotés, ils doivent être maniables, ce qui signifie que leur possibilité d'instabilité ne doit pas être trop grande. Pour tenter de remédier aux inconvénients précités, on a déjà pensé à faire varier la configuration aérodynamique de la voilure d'un missile afin de déplacer le foyer aérodynamique en fonction du déplacement du centre de gravité et de la vitesse de vol. Par exemple, dans le document EU-A-0 013 096, on décrit un missile dont une partie de la voilure est mobile et articulée à une partie fixe de voilure, de façon à pouvoir passer d'une position parallèle (position repliée) à une position perpendiculaire (position déployée) au fuselage. Un tel système, qui par ailleurs est compliqué, permet à la partie mobile de voilure de n'occuper qu'une seule position déployée, ce qui est largement insuffisant pour résoudre les problèmes évoqués ci-dessus. De plus, en position repliée, l'encombrement transversal de ce missile connu est très important. Or, pour être installé sous un avion porteur ou dans un conteneur-lanceur, le missile doit présenter.un encombrement, en particulier latéral, aussi réduit que possible. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et de permettre de réaliser, pour un missile, une variation de la configuration aérodynamique susceptible de déplacer au mieux le foyer aérodynamique en fonction du déplacement du centre de gravité et de la vitesse de vol, tout en permettant une envergure minimale avant le lancement du missile. A cette fin, selon l'invention, le missile ou objet aérien analogue comportant des ailes fixes montées sur le corps dudit missile et des ailes mobiles articulées sur lesdites ailes fixes et reliées à un dispositif moteur susceptible de faire varier l'orientation desdites ailes mobiles relativement à l'axe longitudinal dudit missile par rotation par rapport auxdites ailes fixes, est remarquable en ce que - lesdites ailes fixes sont creuses au moins en partie et comportent une fente d'ouverture le long de leur bord opposé audit corps ; et - chaque aile mobile est disposée à l'intérieur d'une aile fixe et, sous l'action dudit dispositif moteur, peut passer d'une position repliée pour laquelle elle est logée, pour sa plus grande part, sinon sa totalité, à l'intérieur de l'aile fixe correspondante, à au moins une position déployée pour laquelle elle fait pour sa plus grande part saillie hors de ladite aile fixe correspondante en passant à travers ladite fente d'ouverture de celle-ci. Avantageusement, chaque articulation d'une aile mobile sur une aile fixe se trouve au voisinage d'une extrémité longitudinale de ladite aile mobile, de préférence l'extrémité arrière. Ainsi, chaque aile mobile se déploie, par rapport à l'aile fixe correspondante, à la manière de la lame d'un couteau pliant par rapport au manche dudit couteau. I1 en résulte que l'envergure desdites ailes fixes peut être très faible et qu'il en est de même du missile lorsque les ailes mobiles sont en position repliée. Ainsi, en phase d'emport sous un avion, les ailes mobiles de la voilure du missile peuvent être escamotées dans les ailes fixes de la même voilure. La réduction à un minimum de l'envergure de la voilure tant que le missile n'est pas lancé permet l'installation de celui-ci sous les avions dans une configuration qui produit peu de trainée aérodynamique et qui constitue une structure rigide. Elle permet aussi de pouvoir placer le missile dans un conteneur d'encombrement réduit. Elle permet en outre de larguer en vol une surface portante minimale pour éviter tout danger de collision pour l'avion qui lance le missile. Pour pouvoir présenter une portance importante, ainsi que pour permettre de donner aux ailes mobiles une longueur aussi grande que désirée, il est avantageux que la dimension desdites ailes fixes parallèlement à l'axe du missile (longueur) soit beaucoup plus grande que la dimension en envergure desdites ailes fixes. Par exemple, le rapport longueur-envergure desdites ailes fixes est de l'ordre de 5 à 10. Dans ces conditions, le rapport longueur-largeur des ailes mobiles peut être de l'ordre de 4 à 8. Par ailleurs, il est avantageux que ledit dispositif moteur puisse donner auxdites ailes au moins deux positions déployées différentes, à savoir - une première position inclinée vers l'arrière dudit missile ; et - une seconde position inclinée vers l'avant dudit missile. Ainsi, après avoir lancé ledit missile avec ses ailes mobiles en position repliée, on peut, pendant la phase d'accélération consécutive, agir sur ledit dispositif moteur pour qu'il amène, par exemple, lesdites ailes mobiles dans la première position déployée arrière, ce qui fait reculer le centre de poussée aérodynamique global du missile et communique une grande stabilité à celui-ci. Ensuite, en phase de croisière, lesdites ailes mobiles, sous l'action dudit dispositif moteur, sont déplacées pour passer, par exemple, de la première position déployée arrière à la seconde position déployée avant,. ce qui rejette vers l'avant le centre de poussée et réduit la marge statique. Cela permet au missile d'avoir une grande maniabilité, ce qui est très important à la fin du vol de celui-ci. Des moyens de verrouillage sont prévus pour chacune des deux positions desdites ailes mobiles. Les moyens de verrouillage en première position arrière doivent pouvoir être déverrouillables pour permettre auxdites ailes de passer dans ladite seconde position avant. De plus, des moyens d'amortissement desdites ailes mobiles peuvent être prévus pour chacune desdites positions. De préférence, ledit dispositif moteur comporte des vérins pyrotechniques à deux étages, dont chacun d'eux est associé à une aile mobile. Par exemple, chaque vérin est du type à double effet et est associé à deux générateurs de gaz, l'un desdits générateurs étant capable de déplacer ledit vérin dans un sens et l'autre générateur étant capable de déplacer ledit vérin dans l'autre sens. 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 est une vue en perspective extérieure d'un missile conforme à la présente invention. La figure 2 est une vue partielle en coupe axiale agrandie, du missile de la figure 1, montrant une aile à orientation variable en position repliée. La figure 3 est une vue partielle selon la flèche III de la figure 2. Les figures 4 et 5 illustrent, en coupe identique à la figure 2, les positions déployées arrière et avant que peut prendre une aile mobile à orientation variable. La figure 6 est une coupe d'une aile mobile suivant la ligne VI-VI de la figure 4. La figure 7 illustre schématiquement un exemple de dispositif moteur d'aile mobile, associé à un dispositif de verrouillage en position arrière. La figure 8 montre schématiquement, en vue de dessus (suivant la flèche VIII) par rapport à la figure 7, ledit dispositif de verrouillage. Le missile 1 selon l'invention, représenté en perspective générale sur la figure 1 et en coupe partielle sur les figures 2,4 et 5, comporte un corps oblong 2, d'axe longitudinal X-X, à l'arrière duquel sont montés des gouvernes aérodynamiques 3. Ce missile 1 est mû par un statoréacteur, dont la chambre de combustion 4, seulement esquissée sur la figure 2, est alimentée en air de combustion par des manches à air périphériques 5, faisant saillie à l'extérieur du corps 2. Sur les manches à air périphérique 5 sont prévues des ailes fixes 6, minces et radiales, s'étendant dans la partie intermédiaire dudit corps 2 quoiqu'étant disposées plus vers l'arrière que vers l'avant de celui-ci. Parallèlement à l'axe X-X du corps 2, lesdites ailes fixes radiales présentent une longueur L plusieurs fois supérieure (de préférence de 5 à 10 fois) à leur envergure e. Elles sont au moins partiellement creuses pour délimiter un logement 7 (voir également la figure 3) communiquant avec l'extérieur par une fente 8 ménagée dans le bord extérieur 9, de préférence rectiligne et parallèle à l'axe X-X, desdites ailes fixes 6. A l'intérieur de chaque aile fixe 6, dans le logement 7 correspondant, est logée une aile mobile mince 10, articulée autour d'un axe 11, orthogonal à l'axe X-X et disposé à l'extrémité arrière de ladite aile mobile 10. Chaque aile mobile 10 présente une longueur 1 très supérieure à sa largeur d, par exemple de 4 à 8 fois. Un dispositif moteur individuel 12, également logé dans ladite aile fixe, permet de faire pivoter chaque aile mobile 10 autour de son axe 11. Chaque dispositif moteur 12, qui est couplé aux autres de façon non représentée, est par exemple un vérin dont la tige 13 est articulée en 14 sur l'aile mobile 10. Ainsi, en position repliée, chaque aile mobile 10 peut être logée entièrement (comme représenté sur la figure 2) ou au moins pour sa plus grande part dans l'aile fixe 6 correspondante. Cette position repliée, illustrée par la figure 2, correspond à la position de stockage et à la position de lancement du missile 1. Dès que ledit missile 1 a été lancé et est accéléré fortement grâce à un propulseur auxiliaire à poudre (non représenté) logé dans la chambre de combustion 4 du statoréacteur, les dispositifs 12, en synchronisme, agissent sur les ailes mobiles 10 pour les faire pivoter autour de leur axe 10 et les amener dans la position inclinée vers l'arrière, illustrée par la figure 4. Des moyens amortisseur (non représentés) permettent d'amortir le choc d'ouverture desdites ailes mobiles, tandis que des moyens de verrouillage déverrouillables 15 bloquent chaque aile 10 en position inclinée arrière. Lorsque le propulseur auxiliaire d'accélération à poudre est consumé, le statoréacteur est allumé pour assurer la propulsion du missile 1 en vol de croisière. A ce moment, après déverrouillage des moyens 15, les dispositifs moteurs 12 ramènent lesdites ailes mobiles 10 de la position inclinée arrière, illustrée par la figure 4, à la position inclinée avant, illustrée par la figure 5. Dans cette dernière position, lesdites ailes mobiles 10 sont bloquées par des moyens de verrouillage 16, par exemple montés sur une béquille qui se déploie spontanément sous une action élastique dès que l'aile 10 correspondante quitte sa position repliée. On voit qu'ainsi, on peut ajuster la configuration de la voilure du missile 1 aux conditions de vitesse et d'accélération, de position de centre de gravité et de maniabilité du missile 1. Sur la figure 7, on a représenté schématiquement un exemple de réalisation de dispositif moteur 12, associé à un dispositif de verrouillage déverrouillable 15. Ce dernier est représenté en vue de dessus sur la figure 8 (flèche VIII). Comme on peut le voir, chaque dispositif moteur 12 est un vérin à double effet 17, associé à deux générateurs pyrotechniques de gaz 18 et 19. Ces générateurs de gaz 18 et 19 peuvent être communs à l'ensemble des vérins 17, dont chacun est associé à une aile mobile 10. Lorsque le générateur de gaz 18 est allumé, il émet des gaz dans la chambre 17A du vérin 17, de sorte que le piston 20 de celui-ci est déplacé dans le sens pour lequel, par l'intermédiaire de sa tige 13 et de l'articulation 14, il fait pivoter l'aile 10 de la position repliée (figure 2) à la position inclinée arrière (figure 4). Sur la figure 7, les différents éléments sont supposés être dans la position qu'ils occupent dans cette position inclinée arrière. Dans cette position, l'aile 10 est verrouillée par le dispositif 15 qui comporte, par exemple, un crochet 21 solidaire de l'aile 10, une pince élastique 22, un organe de déverrouillage 23 et un vérin auxiliaire de déverrouillage 24. Le générateur de gaz 19 est relié au vérin auxiliaire 24 de sorte que, lorsqu'il est allumé, les gaz qu'il engendre repoussent le piston 25 de celui-ci, ce qui permet audit vérin auxiliaire 24 d'agir sur l'organe de déverrouillage 23 pour écarter la pince élastique 22 et déverrouiller l'aile 10. Après ce déverrouillage, la chambre 17B du vérin 17, opposée à la chambre 17A, est alimentée en gaz à travers le vérin auxiliaire 24 (passage 27), de sorte que le piston 20 est déplacé dans le sens pour lequel ladite aile mobile 10 est ramenée de la position inclinée arrière (figure 4) à la position inclinée avant (figure 5). REVENDICATIONS 1 - Missile ou objet aérien analogue (1) comportant des ailes fixes (6) montées sur le corps (2) dudit missile et des ailes mobiles (10) articulées sur lesdites ailes fixes et reliées à un dispositif moteur (12) susceptible de faire varier l'orientation desdites ailes mobiles (10) relativement à l'axe longitudinal (X-X) dudit missile par rotation par rapport auxdites ailes fixes (6), caractérisé en ce que - lesdites ailes fixes (6) sont creuses au moins en partie et comportent une fente d'ouverture (8) le long de leur bord (9) opposé audit corps (2) ; et - chaque aile mobile (10) est disposée à l'intérieur d'une aile fixe (6) et, sous l'action dudit dispositif moteur (12), peut passer d'une position repliée pour laquelle elle est logée pour sa plus grande part, sinon sa totalité, à l'intérieur de l'aile fixe (6) correspondante, à au moins une position déployée pour laquelle elle fait pour sa plus grande part saillie hors de ladite aile fixe correspondante (6) en passant à travers ladite fente d'ouverture (8) de celle-ci. 2 - Missile selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque articulation (11) d'une aile mobile (10) sur une aile fixe (6) se trouve au voisinage d'une extrémité longitudinale de ladite aile mobile (10). 3 - Missile selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque articulation (11).d'une aile mobile (10) sur une aile fixe (6) se trouve au voisinage de l'extrémité arrière de ladite aile mobile (10). 4 - Missile selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque aile fixe (6) est allongée dans le sens de la longueur du corps (2) du missile (1). 5 - Missile selon la revendication 4, caractérisé en ce que la dimension (L) d'une aile fixe (6) parallèlement à l'axe (X-X) du missile est de 5 à 10 fois plus grande que la dimension en envergure (e) de ladite L a *le fixe (6). 6 - Missile selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le bord extérieur (9) d'une aile fixe (6) opposé au corps (2) est rectiligne et parallèle à l'axe (X-X) dudit missile. 7 - Missile selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la longueur (1) d'une aile mobile (10) est de 4 à 8 fois plus grande que la largeur (d) de ladite aile mobile (10). 8 - Missile selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit dispositif moteur (12) est susceptible de donner à chaque aile mobile (10) au moins deux positions déployées différentes, à savoir une première position inclinée vers l'arrière dudit missile et une seconde position inclinée vers l'avant dudit missile. 9 - Missile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit dispositif moteur comporte des vérins pyrotechniques à deux étages (12), dont chacun d'eux est associé à une aile mobile. 10 - Missile selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque vérin pyrotechnique (12) est logé dans l'aile fixe (6) correspondante. 11 - Missile selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que chaque vérin (12) est du type à double effet et est associé à deux générateurs de gaz, l'un desdits générateurs étant capable de déplacer ledit vérin dans un sens et l'autre générateur étant capable de déplacer ledit vérin dans l'autre sens. 12 - Missile selon les revendications 8 et 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de verrouillage (15) d'une aile mobile (10) dans ladite première position, lesdits moyens pouvant être déverrouillés par l'action d'un desdits générateurs de gaz. 13 - Missile selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, du type propulsé par un statoréacteur alimenté en air par des manches à air périphériques faisant saillie par rapport au corps dudit missile, caractérisé en ce que lesdites ailes fixes creuses sont montées sur lesdites manches à air. 14 - Missile selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdites ailes fixes se trouvent dans la partie intermédiaire du missile, quoique plus disposées vers l'arrière que vers l'avant.