Brevet FR2927992A1 — publié le 20090828

Projectile gyrostabilisé à ailettes de guidage L'invention concerne un projectile gyroscopé à ailettes de guidage. Les ailettes de guidage peuvent être disposées à l'avant, au centre ou au niveau du culot du projectile. L'invention considère au même titre les deux alternatives, dans lesquelles, d'une part, les ailettes de guidage sont disposées sur une partie du projectile découplée de la rotation ou sur une partie du projectile non découplée de la rotation. Dans le cas d'une partie du projectile découplée de la rotation, un générateur peut être intercalé entre les deux parties pour la production d'électricité. Selon l'application, les ailettes de guidage peuvent être croisées ou vrillées ou s'étendre précisément le long de l'axe longitudinal du projectile. Pour le déploiement des ailettes de guidage, différents concepts sont connus. Le document DE 37 21 512 Cl présente un projectile, qui est stabilisé par rotation et présente des ailettes de guidage déployables sous l'effet de la force centrifuge. Chaque ailette de guidage présente une articulation déployable, qui la relie au projectile. Les ailettes de guidage sont verrouillées en position repliée par emboitement à l'aide d'un poinçon central. Le poinçon est précontraint par un ressort et sécurisé par une goupille de cisaillement en position précontrainte. Les forces d'accélération élevées exercées sur le poinçon cisaillent la goupille de cisaillement. Tant que les forces d'accélération agissent, le poinçon verrouille les ailettes de guidage. Lorsque les forces d'accélération n'agissent plus, la force du ressort expulse le poinçon hors de sa position de blocage par emboitement avec les ailettes de guidage, de sorte que les ailettes de guidage peuvent se déployer. Le document DE 10 2005 035 829 B4 présente un autre projectile, qui est stabilisé par rotation et présente des ailettes de guidage déployables sous l'action de la force centrifuge. Dans ce cas également, chaque ailette de guidage présente une articulation déployable, par laquelle elle est reliée au projectile. Les ailettes de guidage sont disposées au culot, qui est découplé de la rotation. Toutes les ailettes de guidage sont verrouillées par fermeture par emboitement en position repliée à l'aide d'un pot, qui constitue l'extrémité arrière du projectile. Le pot permet de bloquer les ailettes de guidage en position repliée et de les libérer à un moment précis, après que le projectile ait quitté le tube de lancement. Pendant la phase d'accélération du projectile dans le tube, c'est la force des gaz propulseurs qui permet au pot de maintenir la fermeture par emboitement. Par ailleurs, un espace libre dans le culot sert à stocker les gaz propulseurs sous haute pression, ce qui permet de déplacer le pot. Les ailettes de guidage peuvent ainsi être déployées lorsque le projectile quitte le tube. En conséquence, L'objet de l'invention est de configurer un projectile stabilisé par rotation et qui présente des ailettes de guidage déployables sous l'effet de la force centrifuge, de sorte que, de manière simple et fiable et présentant une alternative aux solutions précitées, on obtienne un déploiement des ailettes de guidage à un moment précis après la sortie du tube du projectile. Avec l'invention, ce but est atteint par un projectile stabilisé par rotation comportant des ailettes de guidage déployables sous l'action de la force centrifuge, caractérisé en ce que chaque ailette de guidage présente : - une articulation déployable, qui la relie au projectile, - un support de guidage, dans lequel un élément de masse est guidé, l'élément de masse s'engageant, en position de transport, par l'arrière en formant une liaison par emboîtement, dans un alésage de maintien, ménagé dans l'enveloppe du projectile, l'élément de masse étant précontraint par un ressort et bloqué en position précontrainte par un élément de butée, qui forme une butée sur le côté avant pour l'élément de masse, de sorte que : • lors du lancement, l'accélération du projectile enfonce l'élément de masse, en contrant la force du ressort, plus profondément dans l'alésage de maintien, • l'élément de butée du côté avant se trouve ainsi délesté et se détache, et • à mesure que l'accélération du projectile diminue, la force élastique du ressort déplace l'élément de masse hors de l'alésage de maintien et déverrouille ainsi l'ailette de guidage. Les avantages de l'invention découlent du fait que le verrouillage des ailettes de guidage est effectué à l'aide de moyens simples et économiques. Chaque ailette de guidage présente une articulation déployable, qui la relie au le projectile. Chaque ailette de guidage présente par ailleurs un support de guidage, dans lequel un élément de masse est guidé. L'élément de masse s'engage, en position de transport, pat l'arrière en formant une liaison par emboîtement, dans un alésage de maintien, ménagé dans l'enveloppe du projectile. L'élément de masse est précontraint par un ressort et bloqué en position précontrainte par un élément de butée, qui forme une butée sur le côté avant pour l'élément de masse. En résumé, le verrouillage ne nécessite que les éléments et pièces suivants: un support de guidage, qui fait partie de l'ailette de guidage, un élément de masse avec un ressort et un élément de butée détachable. Tous ces éléments sont de conception et de fabrication simples. Lors du tir, l'accélération du projectile enfonce, en contrant la force élastique, l'élément de masse plus profondément dans l'alésage de maintien de l'enveloppe du projectile. La force d'accélération, en l'occurrence la masse de l'élément de masse multipliée par l'accélération du projectile, est donc supérieure à la force de précontrainte du ressort. Du fait que l'élément de masse s'enfonce plus profondément dans l'alésage de maintien, la fermeture par emboitement est renforcée. Les ailettes de guidage ne peuvent donc pas se déployer. L'élément de masse qui se déplace vers l'intérieur de l'alésage de maintien déleste l'élément de butée situé à l'avant est ainsi libéré et peut par exemple être projeté sous l'action de la force centrifuge. Après que le projectile a quitté le tube, la force du ressort peut de nouveau agir car elle est alors supérieure à la force d'accélération. En effet, à mesure que l'accélération du projectile diminue, la force élastique du ressort déplace l'élément de masse hors de l'alésage de maintien. L'ailette de guidage est ainsi déverrouillée et se déploie sous l'action de la force centrifuge. Selon une forme de réalisation de l'invention, le support de guidage se termine en position repliée au même niveau que l'enveloppe du projectile. Du fait de cet alignement, on supprime toute arête vive gênante. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, l'élément de butée est une goupille qui est maintenue en position repliée dans un alésage du support de guidage et est déployable vers l'extérieur sous l'action de la force centrifuge suite à un délestage. Une goupille est un élément de construction peu coûteux. Le fait que l'on utilise la force centrifuge signifie qu'aucune énergie supplémentaire n'est nécessaire pour déployer la goupille. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, chaque ailette de guidage forme un segment de cercle. Une ailette de guidage en forme de segment de cercle peut facilement être logée à l'intérieur du projectile. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, l'articulation déployable est disposée au centre du cercle, à partir duquel le segment de cercle est formé. Par ailleurs, la plage de pivotement de l'ailette de guidage est de 180°. Ceci permet de disposer d'une surface importante pour influer sur l'aérodynamique et de ne nécessiter qu'un logement d'espace réduit pour l'ailette repliée. L'invention est à présent décrite plus en détails à l'aide d'un projectile représenté sur les 30 figures. Sont représentés sous forme de schéma de principe: Sur la figure 1, un projectile en position de vol avec des ailettes de guidage déployables, dans une représentation en perspective en coupe; Sur la figure 2, une ailette de guidage individuelle du projectile représenté à la figure 1 en position de transport, en vue de face en coupe le long de l'ailette de guidage; 35 Sur la figure 2a, une illustration de la position de transport ; Sur la figure 3, l'ailette de guidage en position d'accélération dans le tube ; Sur la figure 3a, une illustration de la position d'accélération dans le tube ; Sur la figure 4, l'ailette de guidage en position juste après la sortie du tube ; Sur la figure 4a, une illustration de la position juste après la sortie du tube ; Sur la figure 5, l'ailette de guidage en position de vol ; Sur la figure 5a, une illustration de la position de vol. La figure 1 illustre un projectile gyroscopé 1 à ailettes de guidage déployables 10 sous l'effet de la force centrifuge. Les ailettes de guidage 10 sont disposées, conformément à l'exemple de réalisation représenté, sur un culot de projectile 8 découplé de la rotation. Un générateur 5 est intercalé pour la production d'électricité. Les ailettes de guidage 10 sont disposées de manière croisée ou vrillée. Ceci doit permettre de mettre en place une faible différence de vitesse de rotation entre le culot du projectile et le reste du projectile en rotation rapide, afin de produire de l'électricité à l'aide du générateur. A la différence de l'exemple de réalisation représenté, les ailettes de guidage 10 peuvent également être intégrées dans tous les autres types de projectiles gyroscopés. Le mode de verrouillage des ailettes de guidage est expliqué par le descriptif représenté, qui commence par la position de transport et se termine par la position de vol. La figure 2 présente une ailette de guidage 10 du projectile 1 en position de transport. La figure 2a illustre la position de transport et montre une caisse contenant des projectiles 1 emballés, ailettes de guidage repliées. Chaque ailette de guidage 10 présente tout d'abord une articulation déployable 13, cette articulation reliant l'ailette au projectile 1. Chaque ailette de guidage 10 présente par ailleurs un support de guidage 11, dans lequel un élément de masse 20 est guidé. L'élément de masse 20 s'engage, comme cela est représenté sur le schéma, par l'arrière en formant une liaison par emboîtement, dans un alésage de maintien 3, ménagé dans l'enveloppe du projectile 1. L'élément de masse 20 est précontraint par un ressort 25. Cette position précontrainte est bloquée par un élément de butée 27, qui forme une butée sur le côté avant pour l'élément de masse 20. L'élément de masse 27 est une goupille simple, maintenue dans un alésage 12 du support de guidage 11. En conséquence, le verrouillage est assuré par les éléments suivants : • un support de guidage 11 qui fait partie de l'ailette de guidage 10, • un élément de masse 20 avec un ressort 25, et • un élément de butée détachable 27. Comme cela est représenté, le support de guidage 11 se termine au même niveau que 5 l'enveloppe du projectile 1. Du fait de cet alignement, il n'y a aucune arête vive gênante. La suite de la séquence est représentée à la figure 3. Elle représente la position d'accélération dans le tube. La figure 3a illustre le projectile pendant l'accélération encore dans le tube d'arme 30. 10 Lors du tir, l'accélération du projectile enfonce l'élément de masse 20, en contrant la force élastique, plus profondément dans l'alésage de maintien 3 de l'enveloppe du projectile 1. La force d'accélération, en l'occurrence la masse de l'élément de masse 20 multipliée par l'accélération du projectile, est donc supérieure à la force de précontrainte 15 du ressort. Du fait que l'élément de masse 20 s'enfonce plus profondément dans l'alésage de maintien 3, la fermeture par emboitement est renforcée. Les ailettes de guidage 10 ne peuvent donc pas se déployer. L'élément de masse 20, qui se déplace vers l'intérieur de l'alésage de maintien 3, déleste l'élément de butée 27 situé à l'avant. Suite à cette action, il est détaché. L'élément de butée 27 est une goupille, qui est à 20 présent détaché de l'alésage 12 du support de guidage. L'étape suivante est représentée à la figure 4. Elle représente la position juste après la sortie du tube. La figure 4a illustre le projectile immédiatement après sa sortie du tube d'arme 30. 25 Après la sortie du tube d'arme, l'élément de butée 27 en forme de goupille est projeté hors de l'alésage 12 vers l'extérieur à l'air libre sous l'effet de la force centrifuge. Après que le projectile a quitté le tube d'arme, la force du ressort 25 peut de nouveau agir. Elle est alors supérieure à la force d'accélération. En effet, à mesure que l'accélération 30 du projectile diminue, la force élastique du ressort 25 déplace l'élément de masse 20 hors de l'alésage de maintien. Ceci permet de déverrouiller l'ailette de guidage 10. Etant donné que, comme on peut le voir à la figure 4, le centre de gravité 14 se situe en avant du point de rotation de l'articulation déployable 13, l'accélération centrifuge génère un couple de rotation qui déploie l'ailette de guidage à partir de sa position actuelle et la fait tourner dans l'écoulement amont. Chaque ailette de guidage 10 forme un segment de cercle. L'articulation déployable 13 est disposée au centre du cercle, à partir duquel le segment de cercle est formé, et la plage de pivotement de l'ailette de guidage 10 est de 180°. Ceci permet de disposer d'une surface importante pour influer sur l'aérodynamique et de ne nécessiter qu'un logement d'espace réduit pour l'ailette repliée 10. Cette dernière étape est représentée à la figure 5. Elle représente la position de vol illustrée par la figure 5a. Liste des références : 15 1 Projectile 3 Alésage de maintien 5 Générateur 8 Partie du projectile découplée de la rotation Ailette de guidage 20 11 Support de guidage 12 Alésage dans le support de maintien pour élément de butée 13 Articulation déployable 14 Centre de gravité 25 20 Elément de masse 25 Ressort 27 Elément de butée 30 Tube d'arme 10 30 Revendications 1. Projectile (1) stabilisé par rotation et comportant des ailettes de guidage (10) 5 déployables sous l'action de la force centrifuge (10), caractérisé en ce que chaque ailette de guidage (10) présente : - une articulation déployable (13), qui la relie au projectile (1), - un support de guidage (11), dans lequel un élément de masse (20) est guidé, l'élément de masse (20) s'engageant, en position de transport, par l'arrière en formant 10 une liaison par emboîtement, dans un alésage de maintien (3), ménagé dans l'enveloppe (2) du projectile, l'élément de masse (20) étant précontraint par un ressort (25) et bloqué en position précontrainte par un élément de butée (27), qui forme une butée sur le côté avant pour l'élément de masse (20), de sorte que : • lors du lancement, l'accélération du projectile enfonce l'élément de masse 15 (20), en contrant la force du ressort (25), plus profondément dans l'alésage de maintien (3) • l'élément de butée (27) du côté avant se trouve ainsi délesté et se détache, et • à mesure que l'accélération du projectile diminue, la force élastique du ressort (25) déplace l'élément de masse (20) hors de l'alésage de maintien (3) et 20 déverrouille ainsi l'ailette de guidage (10). 2. Projectile (1) selon la revendication 1, dans lequel le support de guidage (11) en position repliée se termine au même niveau que l'enveloppe du projectile. 25 3. Projectile (1) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel l'élément de butée (27) est une goupille, maintenue en position repliée dans un alésage (12) du support de guidage (11) et déployable vers l'extérieur sous l'action de la force centrifuge 30 après un délestage. 4. Projectile (1) selon J'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque ailette de guidage (10) forme un segment de cercle. . Projectile (1) selon la revendication 4, dans lequel l'articulation déployable (13) est disposée au centre du cercle, à partir duquel le segment de cercle est formé, et la plage de pivotement de l'ailette de guidage est de 180°.