Brevet FR2902184A1 — publié le 20071214

La présente invention se rapporte à un appareil de lancement et de guidage de missile du type à lancement à rail et patin, et plus particulièrement, à un appareil de lancement et de guidage de missile, qui maintient constant l'espace entre un patin et un rail de tube de lancement indépendamment du comportement d'un missile apparaissant dans un processus de lancement, et réduit la traînée et le poids d'un missile en vol du fait que le patin est séparé du missile après lancement, en présentant ainsi les performances de vol maximum. En général, un appareil de lancement et de guidage de missile du type à lancement à rail et patin est conçu pour retenir fermement un missile dans la position normale d'un rail de tube de lancement de façon à éviter des changements structurels induits par la force appliquée depuis l'extérieur et le propre poids du missile dans la mise en oeuvre d'un système de missile. Un patin est conçu dans un profil qui est avantageux du point de vue aérodynamique de façon à minimiser la dégradation des performances de vol telles que la génération de traînée tout en maintenant une résistance structurelle suffisante par rapport à une charge de lancement générée dans un processus de lancement. Pour cela, un patin de missile conventionnel est assemblé de manière à être fixé d'un seul tenant sur un corps de missile de façon à ne pas être séparé de celui-ci. Au moins un patin conventionnel fixé intégralement sur le corps de missile est installé en fonction du centre de gravité du missile. Le patin supporte de façon ferme et sûre le missile sur le rail du tube de lancement avant le lancement, alors qu'il réalise un mouvement de glissement sur le rail du tube de lancement au moment du lancement. Toutefois, le patin conventionnel, qui est conçu de façon à avoir une résistance structurelle suffisante par rapport à son propre poids, aux charges externes, aux impacts externes, et aux charges de lancement, est assemblé de façon à ne pas être séparé du corps de missile, ce qui conduit à un problème d'augmentation de la force de traînée pendant le vol du missile. De plus, afin de déplacer en douceur le missile le long de la surface de rail du tube de lancement, il existe un espace entre le rail de tube de lancement et le patin dû à une tolérance prévue en considérant la dynamique du lancement, la fabrication et l'assemblage. Si l'état de fabrication du rail de tube de lancement est médiocre, l'espace entre le rail de tube de lancement et le patin devient extrêmement petit ou grand, ce qui amène le missile à être coincé dans le rail de tube de lancement ou rend le démarrage du missile instable, en affectant ainsi la sécurité structurelle du missile et des composants de tube et de rail de lancement au moment de la mise en œuvre et du lancement du missile. La présente invention a été conçue en considérant ces problèmes, et un but de la présente invention est de procurer un patin séparable pour un missile, qui peut réduire la traînée et le poids en vol du missile et empêcher un comportement instable en séparant le patin du missile après le lancement du missile. Afin d'atteindre le but de la présente invention un appareil de lancement et de guidage de missile, dans un missile prévu pour être lancé tout en se déplaçant le long d'un rail d'un tube de lancement, comprend un manchon inséré dans un corps de missile, un patin dont une extrémité est insérée dans le manchon, et dont l'autre extrémité est en contact avec le rail, et un ressort inséré entre le manchon et le patin de façon à procurer une force de séparation au patin contre le manchon. Plus précisément, il est prévu un patin, comportant : un trou d'insertion de manchon formé au niveau d'un corps de missile; un manchon inséré dans le trou d'insertion de manchon; une vis de fixation reliant le manchon et le corps du missile; un patin ayant une partie de bossage cylindrique formée au niveau d'une extrémité et une partie d'assemblage de rail formée à l'autre extrémité, afin de fixer et guider le missile, la partie de bossage cylindrique étant insérée dans le manchon et la partie d'assemblage de rail étant placée sur un rail de support de lancement; et un élément élastique inséré entre le manchon et le patin. Le but de l'invention est également atteint avec un appareil de lancement et de guidage de missile, dans un missile prévu pour être lancé tout en se déplaçant le long d'un rail d'un tube de lancement, qui comprend un manchon inséré dans un corps de missile, un patin dont une extrémité est insérée dans le manchon, et dont l'extrémité est en contact avec le rail, et une cartouche de pression installée sur la surface extérieure du manchon de façon à être opposée au rail. Plus précisément, il est prévu un patin selon la présente invention, comportant : un trou d'insertion de manchon formé au niveau d'un corps de missile; un manchon inséré dans le trou d'insertion de manchon, une vis de fixation reliant le manchon et le corps du missile; un patin ayant une partie de bossage cylindrique formée au niveau d'une extrémité et une partie d'assemblage de rail formée au niveau de l'autre extrémité, afin de fixer et guider le missile, la partie de bossage cylindrique étant insérée dans le manchon et la partie d'assemblage de rail étant placée sur un rail de support de lancement; et une cartouche de pression destinée à séparer le patin du missile. Les dessins annexés, qui sont inclus afin de permettre une compréhension supplémentaire de l'invention et sont incorporés dans et constituent une partie de cette description, illustrent des formes de réalisation de l'invention et servent avec la description écrite à expliquer les principes de l'invention. Dans les dessins : La figure 1 est une vue en coupe verticale montrant une construction dans laquelle un missile équipé d'un appareil de lancement et de guidage de missile selon la présente invention est monté à l'intérieur d'un tube de lancement; La figure 2 est une vue en coupe montrant la construction d'un appareil de lancement et de guidage de missile selon une forme de réalisation de la présente invention le long de la ligne de coupe II-II de la figure 1; La figure 3 est une vue agrandie d'une partie A de la figure 2; La figure 4 est une vue en coupe verticale le long de la ligne de coupe IV-IV de la figure 3; La figure 5 est une vue destinée à expliquer le fonctionnement de l'appareil de lancement et de guidage de missile de la figure 3; La figure 6 est une vue en coupe montrant la construction d'un appareil de lancement et de guidage de missile selon une autre forme de réalisation de la présente invention le long de la ligne de coupe II-II de la figure 1; La figure 7 est une vue agrandie d'une partie B de la figure 6; La figure 8 est une vue en coupe verticale le long de la ligne de coupe VIII-VIII de la figure 7; et La figure 9 est une vue destinée à expliquer le fonctionnement de l'appareil de lancement et de guidage de missile de la figure 7. La construction et le fonctionnement selon une forme de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrits en détail en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe verticale montrant une construction dans laquelle un missile équipé d'un appareil de lancement et de guidage de missile selon la présente invention est monté à l'intérieur d'un tube de lancement. La figure 2 est une vue en coupe montrant la construction d'un appareil de lancement et de guidage de missile selon une forme de réalisation de la présente invention le long de la ligne de coupe II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue agrandie d'une partie A de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe verticale le long de la ligne de coupe IV-IV de la figure 3. Comme cela est représenté dans les figures 1 à 4, un patin 10 selon une forme de réalisation de la présente invention possède une partie de bossage 10b formée au niveau d'une extrémité et une partie d'assemblage de rail 10a en contact avec un rail de tube de lancement 2 formé sur l'autre extrémité, et sert ainsi à fixer et guider un missile entre un manchon 13 assemblé sur un corps de missile 14 par une vis de fixation 15 et le rail 2 du tube de lancement 1, de telle sorte que le missile est retenu fermement et mis en œuvre dans la position normale du rail 2 du tube de lancement 1. Un logement de réception de manchon 14b destiné à recevoir le manchon 13 est formé dans le corps de missile, et une partie de montage de bride 14c pour le raccordement à une partie de bride 13e est formée au niveau d'une extrémité du logement de réception de manchon 14b. Un logement de vis 14d pour la fixation de la vis de fixation 15 est formé au niveau de la partie de montage de bride 14c. Le corps de missile 14 et le manchon 13 peuvent être reliés par la vis de fixation 15, ou bien reliés par ajustement serré du manchon ou par soudage ou rivetage. Si l'on souhaite fabriquer séparément un manchon et l'insérer et le relier au corps de missile comme cela a été exposé ci-dessus, des manchons de différentes dimensions et formes peuvent être fabriqués séparément, ce qui est avantageux pour la production de masse de manchons. En variante, le corps de missile 14 et le manchon 13 peuvent être formés intégralement l'un avec l'autre. Dans ce cas, il s'avère efficace d'utiliser un usinage intégral par une machine. Ceci peut éliminer le processus d'insertion du manchon 13 dans le corps de missile 14, et le processus de fabrication d'un patin est ainsi simplifié, en améliorant ainsi la productivité. Le logement de réception de manchon 14b peut être formé dans un trou pénétrant à travers le corps de missile 14. A l'autre extrémité du logement de réception de manchon 14b, une partie de bride 14a ayant une épaisseur prédéterminée est prévue vers l'intérieur du corps de missile afin d'empêcher une dégradation de la résistance structurelle du logement de réception de manchon 14b. Le manchon 13 est sous la forme d'un tube avec une extrémité bloquée, et comprend une ouverture 13b destinée à recevoir la partie de bossage 10b du patin 10, une partie de bride 13e s'étendant depuis une extrémité de l'ouverture 13b jusqu'à la surface périphérique extérieure de celui-ci, une partie de montage de ressort 13a étagée avec l'autre extrémité de l'ouverture 13b et formée intégralement avec celui-ci, et une partie de support de ressort 13c. Le ressort 16 est installé dans l'espace de la partie de montage de ressort 13a, et une extrémité du ressort 16 est supportée par la partie de support de ressort 13c. Un trou de mise à l'air libre 13d est formé au niveau de la partie de support de ressort 13c du manchon 13, afin d'empêcher les performances de séparation du patin 10 d'être dégradées par une étanchéité induite par une finition de précision du manchon 13. De l'air peut être éliminé uniformément en formant le trou de mise à l'air libre 13d au niveau de la partie centrale de la partie de support de ressort 13c. Un trou débouchant de vis 13f pour la vis de fixation 15 qui fixe le corps de missile 14 et le manchon 13 est percé dans la partie de bride 13e. Le patin 10 comprend une partie de bossage 10b au niveau d'une extrémité et une partie d'assemblage de rail 10a au niveau de l'autre extrémité, et la partie de bossage 10b est montée sur l'ouverture 13b du manchon 13. En permettant la rotation du patin en formant le profil de la partie de bossage 10b avec une forme cylindrique, le missile peut conserver une fonction de glissement constante indépendamment d'un comportement instable du missile pendant un processus de lancement et de l'état de surface du rail de tube de lancement 2. La partie d'assemblage de rail 10a fonctionne afin de fixer et guider le missile grâce à un contact avec le rail 2 du tube de lancement 1. Le ressort 16 est monté entre la partie de support de ressort 13c du manchon 13 et la partie de bossage 10b du patin 10. Grâce à la construction ci-dessus, le fonctionnement selon une forme de réalisation de la présente invention va être décrit en se référant à la figure 5. Lorsqu'un missile est lancé grâce à la combustion d'un agent de propulsion de missiles (non représenté), une partie d'assemblage de rail 10a d'un patin 10 réalise un mouvement de glissement sur un rail 2 d'un tube de lancement 1 dans la direction de lancement. A l'instant où la partie d'assemblage de rail 10a du patin 10 s'écarte du rail 2 du tube de lancement 1, le patin 10 entre dans un état libre sans limitation. A ce moment-là, du fait que le ressort 16 monté dans un état comprimé entre le manchon 13 et le patin 10 est rappelé vers l'état d'origine, le patin 10 inséré dans le manchon 13 est poussé vers l'extérieur par rapport à la direction radiale de missile, en séparant ainsi le patin 10 du corps de missile 14. Comme cela a été décrit précédemment dans une forme de réalisation de la présente invention, bien que l'application d'un ressort à un appareil de lancement et de guidage de missile afin de générer une force de séparation de patin offre une simplicité de construction et de principe et une fiabilité élevée, des limitations géométriques sont imposées sur l'augmentation d'une force élastique servant de force de séparation. Ainsi, il est préférable d'appliquer un ressort à des missiles où la vitesse de séparation du patin n'est pas importante. Un appareil de lancement et de guidage de missile selon une autre forme de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit en se référant aux figures 6 à 9. La figure 6 est une vue en coupe montrant la construction d'un appareil de lancement et de guidage de missile selon une autre forme de réalisation de la présente invention le long de la ligne de coupe II-II de la figure 1. La figure 7 est une vue agrandie de la partie B de la figure 6. La figure 8 est une vue en coupe verticale le long de la ligne de coupe VIII-VIII de la figure 7. La figure 9 est une vue destinée à expliquer le fonctionnement de l'appareil de lancement et de guidage de missile de la figure 7. Comme cela est représenté dans les figures 6 à 8, un patin 20 selon une autre forme de réalisation de la présente invention est assemblé entre un rail 2 d'un tube de lancement 1 et un manchon 23 assemblé sur un corps de missile 14 par une vis de fixation 15 afin de servir à fixer et guider un missile, de telle sorte que le missile est retenu fermement et mis en œuvre dans la position normale du rail 2 du tube de lancement 1. Un logement de réception de manchon 14b destiné à recevoir le manchon 23 est formé dans le corps de missile 14, et une partie de montage de bride 14c pour le raccordement à une partie de bride 23c du manchon 23 est formée au niveau d'une extrémité du logement de réception de manchon 14b. Un logement de vis 14d pour la fixation de la vis de fixation 15 est formé au niveau de la partie de montage de bride 14c. Le corps de missile 14 et le manchon 23 peuvent être reliés par la vis de fixation 15, ou reliés par un ajustement serré du manchon ou par soudage ou rivetage. Si l'on souhaite fabriquer séparément un manchon 23 et l'insérer et le relier au corps de missile comme cela a été exposé ci-dessus, des manchons 23 de différentes dimensions et formes peuvent être fabriqués séparément, ce qui est avantageux pour la production de masse de manchons. En variante, le corps de missile 14 et le manchon 23 peuvent être formés intégralement l'un avec l'autre. Dans ce cas, il s'avère efficace d'utiliser l'usinage intégral par une machine. Ceci peut éliminer le processus d'insertion du manchon 23 dans le corps de missile 14, et le processus de fabrication d'un patin est ainsi simplifié. Le logement de réception de manchon 14b peut être formé dans un trou qui pénètre à travers le corps de missile 14. A l'autre extrémité du logement de réception de manchon 14b, une partie de bride 14a ayant une épaisseur prédéterminée est amenée à dépasser vers l'intérieur du corps de missile 14 afin d'empêcher une dégradation de la résistance structurelle du logement de réception de manchon 14b. Le manchon 23 est formé sous la forme d'un tube avec une extrémité bloquée, et comprend une ouverture 23a destinée à recevoir une partie de bossage 20b du patin 20, une partie de bride 23c s'étendant depuis une extrémité de l'ouverture 23a jusqu'à la surface périphérique extérieure de celui-ci, et une partie de support 23b formée au niveau du côté opposé de l'ouverture 23a. Une partie de montage de cartouche de pression 29a pour l'assemblage d'une cartouche de pression 29 est formée dans la partie de support 23b. Un trou de montage traversant la partie de support 23b du manchon est formé dans la partie de montage de cartouche de pression 29a afin de monter facilement la cartouche de pression sur le manchon 23. Un trou débouchant de vis 23d pour la vis de fixation 15 fixant le corps de missile 14 et le manchon 23 est percé dans la partie de bride 23c. Le patin 20 possède une partie de bossage 20b formée à une extrémité et une partie d'assemblage de rail 20a formée à l'autre extrémité, et la partie de bossage 20b est insérée dans l'ouverture 23a du manchon 23. En permettant la rotation du patin en formant le profil de la partie de bossage 20b avec une forme cylindrique, le missile peut conserver une fonction de glissement constante indépendante d'une posture instable du missile pendant un processus de lancement et de l'état de surface du rail 2 du tube de lancement 1. La partie d'assemblage de rail 20a fonctionne afin de fixer et guider le missile grâce à un contact avec le rail 2 du tube de lancement 1. Une partie de concentration de pression 28 destinée à concentrer une pression d'éclatement de la cartouche de pression 29 est formée au centre de la partie de bossage 20b du patin 20. La partie de concentration de pression 28 est formée dans la partie de bossage 20b qui est une partie avant du patin 20, de telle sorte qu'une pression de gaz explosif de poudre à canon peut être concentrée dans l'espace entre le manchon 23 et le patin 20. Une rainure de joint torique 27a est formée sur la surface périphérique extérieure de la partie de bossage 20b du patin 20 afin de monter un joint torique 27b destiné à maintenir une pression d'un niveau prédéterminé sans fuite de la pression de gaz explosif de poudre à canon. La cartouche de pression 29 est montée sur la surface extérieure opposée à l'ouverture 23a du manchon 23 par l'intermédiaire de la partie de montage de cartouche de pression 29a du manchon 23. C'est-à-dire qu'elle est montée sur la surface extérieure de la partie de support 23b du manchon 23 de façon à être en rapport avec la direction axiale horizontale du corps de missile 14. A ce moment-là, la cartouche de pression 29 est montée sur la surface extérieure du manchon 23 en utilisant un perçage (non représenté). Grâce à la construction ci-dessus, le fonctionnement selon une autre forme de réalisation de la présente invention va être décrit en se référant à la figure 9. Lorsqu'un missile est lancé grâce à la combustion d'un agent de propulsion de missile (non représenté), une partie d'assemblage de rail 20a d'un patin 20 réalise un mouvement de glissement sur un rail 2 du tube de lancement 1 dans la direction de lancement. A l'instant où la partie d'assemblage de rail 20a du patin 20 s'écarte du rail 2 du tube de lancement 1, le patin 20 entre dans un état libre sans limitation. A ce moment-là, lorsque la cartouche de pression 29 dans le manchon 23 est actionnée par un signal électrique et une pression de gaz explosif élevée 30 de poudre à canon est produite dans la partie de concentration de pression 28 formée dans la partie de bossage 20b du patin 20, le patin 20 est poussé vers l'extérieur par rapport à la direction radiale de missile depuis l'intérieur du manchon 23 en un temps court. Comme cela a été décrit précédemment dans une autre forme de réalisation de la présente invention, en ce qui concerne l'application d'une cartouche de pression sur un appareil de lancement et de guidage de missile afin de générer une force de séparation de patin, il est préférable qu'une cartouche de pression soit installée, lorsqu'elle est appliquée à un missile, dans une position exigeant une vitesse de séparation élevée du fait qu'elle est de petite taille et exige une force d'actionnement grande. Plus particulièrement, il est plus utile pour une cartouche de pression d'être appliquée à un missile où une structure externe ayant un risque de collision avec l'arrière de la position de patin lors de la séparation du patin est assemblée. En outre, est préférable d'avoir un dispositif de sécurité (non représenté) destiné à empêcher une charge militaire ou un corps de missile chargé sur le missile d'être détruit du fait de l'explosion de la poudre à canon de la cartouche de pression. Une partie de bossage de patin cylindrique, conçue pour minimiser les effets provoqués par un état de rail, une posture de missiles, tels que des missiles guidés ou des roquettes, et ainsi de suite, et rendre une séparation plus facile, et un appareil de lancement et de guidage de missile utilisant une force élastique de ressort et une pression explosive de poudre à canon d'une cartouche de pression comme force de séparation de patin sont également applicables à des systèmes d'arme similaires. La présente invention a été décrite en se référant aux formes de réalisation préférées. Toutefois, la présente invention n'est pas limitée à ces formes de réalisation particulières, et différents changements et modifications peuvent être réalisés. Comme cela a été décrit ici, présente invention prévoit un appareil de lancement et de guidage de missile, dans lequel un patin est séparé d'un corps de missile après lancement du missile, de telle sorte que les performances de vol maximum peuvent être présentées, incluant : le missile est supporté de façon ferme et sûre sur un rail d'un tube de missile dans une opération préalable au lancement; le missile est capable de réaliser un mouvement de glissement constant pendant un processus de lancement indépendamment d'un comportement instable, tel qu'un basculement provoqué par le mouvement de rotation du patin, et l'état de surface du rail de tube de lancement; et les performances de vol sont améliorées du fait d'une réduction de la traînée et une portée bien plus grande est obtenue du fait de la réduction du poids du missile pendant le vol après le lancement. Par ailleurs, la présente invention prévoit un appareil de lancement et de guidage de missile, qui peut maintenir un espace constant entre un patin et un rail indépendamment du comportement d'un missile se produisant dans un processus de lancement en utilisant un ressort comme moyens destinés à séparer le patin. De plus, le patin de la présente invention utilisant la cartouche de pression comme moyens destinés à séparer le patin est installé, lorsqu'il est appliqué à un missile, dans une position exigeant une vitesse de séparation élevée du fait qu'il est de petite taille et exige une force d'actionnement importante, en réduisant ainsi le risque de collision avec l'arrière de la position de patin lors de la séparation du patin. Par ailleurs, la présente invention prévoit un appareil de lancement et de guidage de missile séparable, qui offre une fiabilité, une capacité opérationnelle, une propriété d'assemblage, et un rendement économique excellents du fait qu'il a une structure simple et une excellente force d'actionnement et peut ajuster la force de séparation. REVENDICATIONS 1. Appareil de lancement et de guidage de missile, dans un missile prévu pour être lancé tout en se déplaçant le long d'un rail (2) d'un tube de lancement (1), caractérisé en ce qu'il comprend : un manchon (13) inséré dans un corps de missile (14) ; un patin (10), dont une extrémité est insérée dans le manchon (13), et dont l'autre extrémité est en contact avec le rail (2); et un ressort (16) inséré entre le manchon (13) et le patin (10) de façon à procurer une force de séparation au patin (10) contre le manchon (13). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un trou de mise à l'air libre (13d) est formé dans le manchon (13). 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le manchon (13) est inséré dans un logement de réception de manchon (14b) formé dans le corps de missile (14). 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une partie de bossage (10b) insérée dans le manchon (13) est formée à une extrémité du patin (10), et une partie d'assemblage de rail (10a) en contact avec le rail (2) est formée à l'autre extrémité de celui-ci.30 5. Appareil de lancement et de guidage de missile, dans un missile prévu pour être lancé tout en se déplaçant le long d'un rail (2) d'un tube de lancement (1), caractérisé en ce qu'il comprend : un manchon (23) inséré dans un corps de missile (14) ; un patin (20), dont une extrémité est insérée dans le manchon (23), et dont l'extrémité est en contact avec le rail (2); et une cartouche de pression (29) installée sur la surface extérieure du manchon (23) de façon à être opposée au rail (2). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en 15 ce qu'une partie de montage (29a) pour l'assemblage de la cartouche de pression (29) est formée sur la surface extérieure du manchon (23). 7. Appareil selon la revendication 5 ou 6, 20 caractérisé en ce qu'une partie de concentration de pression (28) est formée dans le patin (20). 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'une rainure de 25 joint torique (27a) est formée sur la surface extérieure du patin (20). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le manchon (23) 30 est inséré dans un logement de réception de manchon (14b) formé dans le corps de missile (14). 10 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le manchon (23) est formé d'un seul tenant avec le corps de missile (14). 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 â 10, caractérisé en ce qu'une partie de bossage (20b) insérée dans le manchon (23) est formée au niveau d'une extrémité du patin (20), et une partie d'assemblage de rail (20a) en contact avec le rail (2) est formée au niveau de l'autre extrémité de celui-ci. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que la partie de bossage (20b) du patin (20) est formée avec une forme cylindrique.