Brevet FR2863045A1 — publié le 20050603

Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs permettant le déploiement des ailettes de stabilisation d'un projectile. Les projectiles tirés par les tubes lisses ont besoins 5 d'être dotés à leur ' partie arrière d'ailettes de stabilisation surcalibrées. Ces ailettes sont généralement déployées après tir par les efforts aérodynamiques ou bien par l'action des gaz de propulsion du projectile. On connaît par le brevet FR2221707 un dispositif de déploiement d'ailettes comprenant un générateur de gaz qui est initié lors du tir. Les gaz engendrés par ce générateur sont conduits vers une face de petit diamètre de quatre pistons différentiels qui reçoivent par ailleurs la pression des gaz propulsifs de l'arme au niveau d'une face de grand diamètre. Le générateur de gaz est initié par inertie lors du tir. La pression des gaz propulsifs assure, contre l'action des gaz du générateur, le maintien des ailettes à l'état replié lorsque le projectile est dans le tube de l'arme. A la sortie du tube de l'arme la pression chute au niveau de la face arrière des pistons et la pression des gaz issus du générateur devient alors prépondérante et pousse les pistons vers l'arrière du projectile, entraînant le déploiement des ailettes. Ce dispositif présente pour inconvénient qu'un choc ou une initiation accidentelle du générateur de gaz provoque le déploiement des ailettes, ce qui peut être dangereux pour les personnels manipulant les projectiles. C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif de déploiement d'ailettes dans lequel les conséquences, notamment corporelles, d'une initiation intempestive du générateur de gaz sont évitées. Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de déploiement d'ailettes pour un projectile, dispositif comprenant au moins un générateur de gaz initié lors du tir et au moins un piston différentiel recevant sur une face la pression des gaz du tir et sur une autre face la pression des gaz issus du générateur, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins une soupape inertielle interposée entre le générateur de gaz et le ou les pistons. Selon un mode de réalisation particulier, la soupape inertielle pourra comprendre un pion disposé dans un alésage parallèle à l'axe du projectile, pion mobile contre un ressort de rappel et comportant une portée cylindrique obturant un canal reliant le générateur de gaz au piston différentiel. Par ailleurs le pion pourra comporter une partie de diamètre réduit qui se placera lors du tir en regard du canal pour autoriser le passage des gaz. Le dispositif pourra avantageusement comprendre un moyen assurant le verrouillage du pion dans sa position autorisant 15 le passage des gaz. Selon une autre caractéristique, chaque générateur de gaz pourra être disposé radialement à distance d'une chambre intermédiaire annulaire coaxiale au projectile et il sera relié à cette chambre par un canal obturé par une soupape inertielle. Chaque piston différentiel pourra également être disposé radialement à distance de la chambre intermédiaire annulaire, et être relié à cette chambre par une canalisation sensiblement radiale. Selon un mode particulier de réalisation, chaque piston différentiel pourra comprendre une tige coulissant dans un alésage recevant les gaz du ou des générateurs, tige prolongée à l'extérieur de l'alésage par une tête coopérant avec une bague d'entraînement des ailettes, la tige comportant sur sa surface externe un sillon hélicoïdal recevant les gaz amenés par la canalisation et les conduisant à un volume de l'alésage disposé en arrière de la tige. Chaque générateur de gaz pourra comprendre une masselotte inertielle déplaçable lors du tir contre l'action d'un ressort de rappel, masselotte portant une amorce percutante qui est initiée par un percuteur fixe lors du tir. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une partie arrière d'un projectile portant le dispositif de déploiement 5 d'ailettes selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe de cette partie arrière, - la figure 3 est une vue agrandie de la figure 2 montrant le générateur de gaz et la soupape inertielle. La figure 1 montre la partie arrière 1 d'un projectile, partie formée d'un corps 2 sur lequel sont fixées six ailettes 3 montées articulées sur des axes 4 et régulièrement réparties angulairement autour d'un axe 11 du projectile. Le projectile mis en oeuvre ici est un projectile autopropulsé. Il comporte donc un propulseur (non représenté) qui débouche à l'extérieur par une tuyère axiale 5 disposée entre les ailettes 3. Entre chaque ailette 3 se trouve interposé soit un générateur de gaz pyrotechnique 6 soit un piston différentiel 7. Il y a donc sur cette partie arrière trois pistons différentiels et trois générateurs de gaz. Seule la tête arrière d'un piston différentiel 7 est visible sur la figure 1, cette tête comporte une languette 8 qui est engagée dans une gorge 9 d'une bague 10 assurant l'entraînement des ailettes 3. Chaque ailette 3 comporte par ailleurs un talon (non visible) qui est engagé dans la gorge 9 tout comme cela est décrit dans le brevet FR2221707. Ainsi une translation de la bague 10 le long de l'axe 11 entraînera une ouverture synchronisée des six ailettes. Cette translation de la bague est commandée par les pistons différentiels 7. Le mécanisme d'ouverture des ailettes 3 par translation d'une bague est connu de FR2221707. Il n'est donc pas nécessaire de le décrire plus en détails. L'Homme du Métier se reportera au brevet FR2221707 pour mieux connaître notamment la structure des talons des ailettes. La figure 2 montre plus précisément la structure des pistons différentiels permettant la commande de la translation de la bague 10. Chaque piston différentiel 7 comprend une tige 7a coulissant dans un alésage 12 réalisé dans le corps 2. La tige porte des joints d'étanchéité toriques 13 et elle est prolongée à l'extérieur de l'alésage 12 par une tête 7b élargie qui porte la languette 8. La languette 8 est engagée dans la gorge 9 de la bague 10 10. La tige 7a comporte sur sa surface externe un sillon hélicoïdal 14 qui, dans la position de repos des ailettes représentée sur les figures, se trouve positionné en regard d'une canalisation 15 percée dans le corps 2 suivant une direction sensiblement radiale. La canalisation 15 débouche dans une chambre intermédiaire 16 qui affecte la forme d'une gorge annulaire portée par la tuyère 5. Dans sa position de repos, la tige 7a ne remplit pas complètement l'alésage 12. Un volume 12a de cet alésage est disposé en arrière de la tige 7a. Ce volume communique avec la canalisation 15 par l'intermédiaire du sillon hélicoïdal 14 qui débouche dans le volume 12a. Le sillon hélicoïdal permet ainsi de conduire les gaz vers l'arrière du piston bien que la canalisation 15 débouche au niveau d'une surface cylindrique du piston. La figure 2 montre également un générateur de gaz 6 ainsi qu'un dispositif de sécurité proposé par l'invention. La figure 3 montre ces deux éléments de façon plus détaillées. Chaque générateur de gaz 6 est formé d'un étui 17 vissé dans un logement arrière du corps 2, logement ayant un axe parallèle à l'axe 11 du projectile. L'étui porte au niveau de son extrémité interne un godet 18 renfermant une composition pyrotechnique 19 génératrice de gaz. Ces compositions sont bien connues de l'Homme du Métier et il n'est donc pas nécessaire de les décrire en détails. L'étui 17 renferme une masselotte 20 coulissante. Elle est rendue solidaire de l'étui 17 par un anneau 21 cisaillable lors du tir du projectile. Un ressort 22 est interposé entre la masselotte 20 et l'étui 17. Ce ressort 22 a pour effet de pousser la masselotte 20 vers le godet 18. La masselotte 20 porte une amorce percutante 23 qui est maintenue par un écrou annulaire 38 et qui peut être initiée par un percuteur 24 solidaire de l'étui 17. La masselotte 20 est prolongée du côté du godet 18 par une jupe 25 percée de trous radiaux 26 et comportant une gorge externe circulaire 27 dans laquelle débouchent tous les trous 26. La jupe 25 permet d'assurer une distance minimale entre l'amorce 23 et la composition génératrice de gaz 19. Par ailleurs l'étui 17 porte lui aussi des trous radiaux 28 débouchant dans une gorge externe circulaire 29. Cette gorge 29 communique avec un canal 30 sensiblement radial qui la relie à la chambre intermédiaire 16. La gorge externe 27 de la jupe 25 a une largeur telle que, lorsque la masselotte 20 se trouve poussée par le ressort 22 en appui sur le godet 18, la gorge 27 se trouve encore en regard des trous 28 portés par l'étui 17. Ainsi les gaz produits par la composition 19 peuvent s'évacuer, au travers des trous 26 et 28, jusqu'à la chambre intermédiaire 16, par le canal 30. Conformément à l'invention une soupape inertielle 31 est interposée entre chaque générateur de gaz 6 et chaque piston 7. Cette soupape inertielle comprend un pion 31 disposé dans un alésage 32 parallèle à l'axe 11 du projectile. Ce pion 31 est mobile contre un ressort de rappel 33. Le ressort 33 prend appui d'un côté sur un bouchon 34 vissé dans le corps 2 et il se loge dans un trou borgne 35 du pion 31. Le pion comporte par ailleurs une portée cylindrique 31a qui obture le canal 30. Le pion comporte enfin une partie de diamètre réduit 31b qui vient se placer lors du tir en regard du canal 30 pour autoriser le passage des gaz. Ainsi chaque générateur de gaz 6 se trouve relié à la chambre intermédiaire 16 par l'intermédiaire d'un canal 30 et la chambre intermédiaire 16 est elle-même reliée à chaque piston différentiel 7 par une canalisation 15 (voir figure 2 Une soupape inertielle 31 se trouve interposée entre chaque générateur de gaz 6 et la chambre intermédiaire 16. Dans la position de repos ou stockage du dispositif telle que représentée aux figures, la soupape obture le canal 30 empêchant ainsi, quand le générateur se trouve en position de repos, le passage des gaz entre le générateur et le piston différentiel. La soupape 31 porte également un jonc annulaire élastique 36 qui est maintenu dans sa gorge par la surface cylindrique interne de l'alésage 32. Lorsque la soupape se déplace d'une longueur suffisante, le jonc 36 entre dans une gorge 37 de l'alésage. Ce jonc constitue donc un moyen assurant le verrouillage du pion 31 dans la position ouverte. Même si l'accélération diminue, la soupape reste ouverte et laisse passer les gaz issus du générateur. Concrètement la raideur du ressort 33 de la soupape sera supérieure à celle du ressort 22 du générateur de gaz. Le ressort 33 de la soupape devra résister à une accélération de 15000 fois l'accélération de la pesanteur. Il ne sera alors comprimé par la soupape 31 que lors du tir (accélération de près de 25000 fois l'accélération de la pesanteur). Les chocs ou manipulations brutales seront sans effet sur la soupape. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Lors du tir du projectile 1, les efforts d'inertie entraînent le cisaillement de l'anneau 21. La masselotte 20 se déplace contre l'action du ressort 22 et l'amorce 23 est initiée par le percuteur 24. L'amorce initie la composition génératrice de gaz 19, les gaz remplissent l'intérieur de la jupe 25 et s'évacuent au travers des trous 26 et 28. Lors du tir les efforts d'inertie déplacent également la soupape inertielle 31 contre l'action de son ressort 33. Le canal 30 est donc libéré et les gaz engendrés par la composition 19 se répandent dans la chambre intermédiaire 16 et jusqu'au volume 12a en arrière des pistons différentiels 7. On notera que du fait de la forme annulaire de la chambre intermédiaire 16, il suffit du fonctionnement d'un seul générateur de gaz pour que le volume 12a de tous les pistons différentiels se trouve pressurisé. On augmente ainsi la fiabilité du dispositif. Les pistons 7 restent immobiles tant que le projectile se trouve dans le tube de l'arme en raison de la pression des gaz propulsifs qui s'exerce sur la tête 7b des pistons et qui est supérieure à la pression des gaz engendrés par le générateur. Dès la sortie du projectile hors du tube de l'arme la pression des gaz qui règne à l'intérieur des volumes 12a pousse les pistons vers l'arrière, provoquant le déploiement des ailettes 3. Si une chute ou une élévation de température provoque une initiation accidentelle du générateur de gaz 6 indépendamment de tout environnement de tir canon. Les soupapes inertielles 31 proposées par l'invention restent dans leur position de sécurité dans laquelle elles obturent les canaux 30. L'obturation des canaux ne présente pas cependant une étanchéité absolue, il y aura donc une légère fuite au travers des canaux 30 mais la pression des gaz sera fortement abaissée et le déploiement des ailettes sera progressif dans le temps ce qui évitera permettra aux utilisateurs de s'écarter du projectile et évitera ainsi tout dommage. Diverses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Il est ainsi possible de faire varier le nombre d'ailettes, le nombre de générateurs de gaz et le nombre de pistons différentiels. REVENDICATIONS 1- Dispositif de déploiement d'ailettes (3) pour un projectile, dispositif comprenant au moins un générateur de gaz (6) initié lors du tir et au moins un piston différentiel (7) recevant sur une face la pression des gaz du tir et sur une autre face la pression des gaz issus du générateur, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins une soupape inertielle (31) interposée entre le générateur de gaz 10 (6) et le ou les pistons (7). 2- Dispositif de déploiement d'ailettes selon la revendication 1, dispositif caractérisé en ce que la soupape inertielle comprend un pion (31) disposé dans un alésage (32) parallèle à l'axe (11) du projectile, pion mobile contre un ressort de rappel (33) et comportant une portée cylindrique (31a) obturant un canal (30) reliant le générateur de gaz (6) au piston différentiel (7). 3- Dispositif de déploiement d'ailettes selon la revendication 2, dispositif caractérisé en ce que le pion (31) comporte une partie (31b) de diamètre réduit qui se place lors du tir en regard du canal (30) pour autoriser le passage des gaz. 4- Dispositif de déploiement d'ailettes selon la revendication 3, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (36) assurant le verrouillage du pion (31) dans sa position autorisant le passage des gaz. 5- Dispositif de déploiement d'ailettes selon une des revendications 2 à 4, dispositif caractérisé en ce que chaque générateur de gaz (6) est disposé radialement à distance d'une chambre intermédiaire annulaire (16) coaxiale au projectile et en ce qu'il est relié à cette chambre par un canal (30) obturé par une soupape inertielle (31). 6- Dispositif de déploiement d'ailettes selon la revendication 5, dispositif caractérisé en ce que chaque piston différentiel (7) est également disposé radialement à distance de la chambre intermédiaire annulaire (16), et en ce qu'il est relié à cette chambre par une canalisation (15) sensiblement radiale. 7- Dispositif de déploiement d'ailettes selon la revendication 6, dispositif caractérisé en ce que chaque piston différentiel (7) comprend une tige (7a) coulissant dans un alésage (12) recevant les gaz du ou des générateurs (6), tige prolongée à l'extérieur de l'alésage par une tête (7b) coopérant avec une bague (10) d'entraînement des ailettes (3), la tige comportant sur sa surface externe un sillon hélicoïdal (14) recevant les gaz amenés par la canalisation (15) et les conduisant à un volume (12a) de l'alésage disposé en arrière de la tige (7a). 8- Dispositif de déploiement d'ailettes selon une des revendications 1 à 7, dispositif caractérisé en ce que chaque générateur de gaz (6) comprend une masselotte inertielle (20) déplaçable lors du tir contre l'action d'un ressort de rappel (22), masselotte portant une amorce percutante (23) qui est initiée par un percuteur fixe (24) lors du tir.