Brevet FR2825760A1 — publié le 20021213

L'invention se rapporte à un dispositif de liaison mécanique entre un matériau céramique et un métal, notamment une liaison destinée à être fortement sollicitée et capable en particulier, d'assurer le montage du matériau céramique en bord d'attaque de gouverne. Ce dispositif de liaison mécanique pourra aussi être réalisé avec plusieurs matériaux métalliques ou entre un matériau composite et un métal. On sait que les gouvernes aérodynamiques, notamment les gouvernes de missiles sont très sévèrement sollicitées, d'une part sur le plan mécanique car elles sont soumises à des contraintes importantes dues aux efforts subis en vol et aux efforts inertiels, ainsi qu'aux vibrations, et d'autre part sur le plan thermique résultant de l'échauffement cinétique. C'est pourquoi les bords d'attaque des gouvernes sont garnis ou constitués de matériaux céramiques qui ont une résistance mécanique importante et réagissent bien aux contraintes thermiques. Ces matériaux céramiques doivent cependant être reliés de façon stable à la partie métallique sur laquelle ils sont montés, et il se trouve que dans le cas de sévères sollicitations, là'où les zones de liaison entre la céramique et le métal constituent des zones de faiblesse inacceptables sur les engins modernes, or les technologies actuelles de type physique ne permettent pas la tenue thermomécanique de la liaison. L'invention a donc pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un dispositif de liaison mécanique entre un matériau céramique ou analogue et un métal notamment pour un bord d'attaque de gouverne, dispositif qui présente en outre l'avantage de pouvoir utiliser un matériau céramique particulier conçu par exemple pour absorber les ondes radar. Un objet principal de l'invention consiste donc en un dispositif de liaison mécanique entre un matériau céramique et un métal notamment pour la réalisation d'un bord d'attaque de gouverne dispositif selon lequel le matériau céramique est découpé en plusieurs éléments indépendants, chacun étant rendu solidaire d'une structure métallique par des moyens de liaison de configuration particulière, des produits d'interposition étant prévus entre lesdits moyens de liaison. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, chaque élément se prolonge vers l'arrière par un talon qui s'engage à l'intérieur d'une rainure se développant transversalement le long de la gouverne à l'intérieur de la structure métallique, la rainure étant encadrée vers son ouverture orientée vers l'avant, de rebords destinés à assurer l'accrochage d'épaulements prévus sur le talon de l'élément céramique. On notera qu'avantageusement, un produit d'interposition est localisé au moins entre le talon et les rebords de la rainure ainsi qu'au fond de la rainure. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, le produit d'interposition est disposé, selon un axe parallèle au bord d'attaque, de façon non continue, sous forme de plots séparés par des"vides". D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui fait référence aux dessins annexés qui représentent : Figure 1 une vue schématique en plan d'une gouverne ; Figure 2 une vue schématique en coupe selon II-II de la figure 1 ; Figure 3 une vue en coupe selon la figure 2 montrant le dispositif de liaison mécanique selon l'invention. Figure 4 une vue en coupe selon IV-IV de la figure 3 ; Figure 5 une vue schématique en plan d'une gouverne selon l'invention. On a représenté schématiquement aux figures 1 et 2 le bord d'attaque 1 d'une gouverne de missile reliée à la structure métallique 2 de ladite gouverne par une zone de liaison 3. Les panneaux d'intrados 4 et d'extrados 5 sont soumis à des contraintes mécaniques matérialisées par les flèches 6, tandis que les flux thermiques extérieurs s'exercent sur l'ensemble de la structure (flèches 7). Le dispositif de liaison selon l'invention est représenté aux figures 3,4 et 5. Le matériau céramique 1 constituant le bord d'attaque soumis à l'écoulement aérodynamique (vitesse V) est découpé en plusieurs parties ou éléments 10, chacune de ces parties se prolongeant vers l'arrière selon l'axe X par un talon 8 qui s'engage à l'intérieur d'une rainure 9 se développant transversalement le long de la gouverne à l'intérieur de sa structure métallique 2. Le talon et la rainure constituent un moyen de liaison de configuration particulière entre l'élément céramique et la structure métallique. La rainure d'épaisseur c prise parallèlement à un axe vertical Y, est encadrée vers son ouverture orientée vers l'avant, de rebords 11 limitant son entrée à une épaisseur plus faible d. Le talon 8 est lui-même profilé pour former des épaulements 12 d'épaisseur a venant en appui contre les rebords 11 où ils s'accrochent pour l'ancrage de l'élément céramique 10 sur la structure métallique. Un produit d'interposition 13, par exemple un élastomère, est disposé au niveau des interfaces des surfaces fonctionnelles constituant la liaison céramique métal, c'est-à-dire entre le talon 8 (au niveau des épaulements 12 et de l'âme centrale 14 d'épaisseur b) et des rebords 11. Les épaisseurs a et b du talon 8 en matériau céramique conditionnent bien évidemment la tenue mécanique du bord d'attaque. La raideur de la zone de liaison 3, dans un plan X Y transversal à la structure est fonction de l'épaisseur J1 du produit d'interposition 13 entre le talon 8 et les rebords 11. D'un autre côté, la raideur en rotation c'est-à-dire autour d'un axe parallèle à l'axe X est assurée par une disposition discrète et non continue du produit d'interposition 13, (plots 13, séparés par des vides 15 constitués de plots percés en produit très souple) selon l'axe Z des rainures 9, comme on le voit plus précisément à la figure 4. Le fait que le bord d'attaque soit réalisé en plusieurs éléments 10, pourvus chacun de quelques plots, et ceci dans l'épaisseur J2, de produit d'interposition séparés par des vides, contribue à faire supporter aux éléments céramiques toute déformation de la structure métallique de la gouverne. Un certain jeu J3 entre les éléments 10 et des dépouilles 16 prévues sur les faces desdits éléments, les rend indépendants les uns des autres-sans contact entre eux. Si on recherche un bord d'attaque apte à absorber les ondes radar, on dispose d'éléments 10 en matériau céramique absorbant les ondes radar, et on peut prévoir un produit d'interposition de conductivité déterminée. Le positionnement de ce produit 13 en zone arrière du talon, dans la rainure 9, apporte par son volume une contribution à l'adaptation électromagnétique de la liaison. Avec une telle disposition, les sollicitations thermiques n'affectent pas la liaison elle-même. Ces sollicitations sont reportées sur chaque partie, ce qui permet d'envisager tout couple céramique-métal, chaque partie devant satisfaire séparément à l'environnement thermique. Aucune déformation de la structure métallique n'est apte à solliciter les éléments céramique. Par ailleurs le découpage en éléments d'une partie, non nécessaire pour une liaison à allongement faible, est une donnée fondamentale pour la tenue d'une liaison à grand allongement. Il va de soi, que l'on pourra utiliser différents matériaux céramique et leurs produits d'interposition correspondant pour réaliser les différents éléments constituant le même bord d'attaque. REVENDICATIONS 1.-Dispositif de liaison mécanique entre un matériau céramique et un métal notamment pour la réalisation d'un bord d'attaque de gouverne caractérisé en ce que le matériau céramique (1) est découpé en plusieurs éléments indépendants (10), chacun étant rendu solidaire d'une structure métallique (2) par des moyens de liaison (8,9) de configuration particulière, des produits d'interposition (13) étant prévus entre lesdits moyens de liaison. 2.-Dispositif de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément (10) se prolonge vers l'arrière par un talon (8) qui s'engage à l'intérieur d'une rainure (9) se développant transversalement le long de la gouverne à l'intérieur de la structure métallique (2). 3.-Dispositif de liaison selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la rainure (9) est encadrée vers son ouverture orientée vers l'avant, de rebords (11) destinés à assurer l'accrochage d'épaulements (12) prévus sur le talon (8) de l'élément céramique. 4.-Dispositif de liaison selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le produit d'interposition (13) est localisé au moins entre le talon (8) et les rebords (11), dans les épaisseurs J1 et J2, ainsi qu'au fond de la rainure. 5.-Dispositif de liaison selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le produit d'interposition (13) est disposé, selon un axe Z parallèle au bord d'attaque, de façon non continue, sous forme de plots séparés par des vides (15). 6.-Dispositif de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un jeu J3 entre les éléments (10), et des dépouilles (16) sont prévus sur les faces desdits éléments pour les rendre indépendants les uns des autres. 7.-Dispositif de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments indépendants (10) peuvent être constitués par différents matériaux céramique.