Brevet FR3061751A1 — publié le 20180713

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ETAT DE LA TECHNIQUE L'invention concerne un dispositif visant à découpler dynamiquement deux éléments présentant une section circulaire, un élément étant susceptible de créer des vibrations et l'autre étant susceptible de vibrer sous l'influence du premier. L'invention trouve notamment application au sein d'un lanceur spatial pour découpler dynamiquement des étages inférieurs du lanceur qui génèrent des excitations et provoquent des réponses vibratoires en partie supérieure. Comme le montre la figure 1, on connait des lanceurs spatiaux pour le transport d'une charge utile telle qu'un satellite. Pour l'envoi de la charge utile dans l'espace et sa mise sur orbite, le lanceur comprend classiquement plusieurs étages : - un étage 1 de propulsion comprenant un propulseur central à propergol solide 210 (potentiellement plusieurs propulseurs d'appoint à propergol solide 220) ; - une jupe 2 assurant la liaison entre l'étage 1 et l'étage 3 ; - un étage 3 de propulsion à propergol liquide ; - une coiffe 4 comprenant en son sein le satellite. Un problème est qu'au cours du lancement, les propulseurs 210 et/ou les propulseurs 220 génèrent des excitations qui font vibrer l'ensemble du lanceur et notamment l'étage 3 ainsi que les charges utiles. Ceci peut nuire à l'environnement charge utile. PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention propose de limiter les effets des excitations générées au cours du lancement. A cet effet, l'invention propose un dispositif assouplisseur et stabilisateur destiné à être disposé entre deux éléments présentant une section circulaire, un élément étant susceptible de créer des vibrations et l'autre étant susceptible de vibrer sous l'influence du premier, le dispositif comprenant un ensemble de N bloc(s) de torsion, chaque bloc comprenant une barre de torsion, un levier central disposé au centre de la barre, un premier levier situé à une première extrémité de la barre et un second levier situé à une seconde extrémité de la barre. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible. Le levier central est fixé à la barre au moyen d'une liaison rigide. Le premier et le second levier sont fixés à la barre au moyen d'une liaison rigide. 3061751 2 Les blocs de torsions sont agencés de telle sorte qu'ils forment un anneau circulaire formant anneau de torsion sur lequel sont définies des portions d'anneau chaque portion correspondant à un bloc de torsion. La barre de torsion est métallique. 5 Le levier central, le premier levier et le second levier sont métalliques. L'invention concerne également un lanceur spatial comprenant un étage de propulsion solide et un étage supérieur séparés par une jupe, le lanceur comprenant en outre un dispositif selon l'invention, ledit dispositif étant disposé au sein de la jupe. L'intérêt d'une barre de torsion circulaire est qu'elle permet un contrôle précis de la 10 souplesse en jouant sur plusieurs paramètres (longueur et nombre de leviers, longueur de la barre de torsion, rayon de la barre de torsion continue, section de la barre de torsion, matériaux), que le système est entièrement métallique et qu'il stabilise l'assemblage. Le dispositif permet d'intégrer une fonction dissipative/étanchéité en parallèle. Dans le cadre d'une application à un lanceur spatial, le dispositif assouplisseur 15 présente l'intérêt de découpler dynamiquement les étages générant des excitations des autres étages. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la 20 description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels outre la figure 1 déjà discutée : - la figure 2 illustre un dispositif assouplisseur selon l'invention ; - la figure 3 illustre une vue de face d'un bloc de torsion d'un dispositif assouplisseur selon un mode de réalisation de l'invention ; 25 - la figure 4 illustre une vue en perspective d'un bloc de torsion d'un dispositif assouplisseur selon un mode de réalisation de l'invention ; - les figures 5 et 6 illustrent des vues d'un dispositif assouplisseur selon un mode de réalisation de l'invention. Sur l'ensemble des figures les éléments similaires portent des références identiques. 30 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En se référant à nouveau à la figure 1, pour limiter les effets des vibrations, un dispositif assouplisseur est disposé, de manière non limitative, au sein de la jupe 3 du lanceur entre l'étage 210 de propulsion solide et l'étage 3 de propulsion liquide. 3061751 3 En effet, l'étage 1 de propulsion solide crée des excitations dynamiques qui font vibrer les étages supérieurs et notamment la charge utile logée au sein de la coiffe 4. Comme cela est visible sur la figure 1, la section de la jupe et la section des étages adjacents sont circulaires. 5 Bien entendu le dispositif assouplisseur peut s'intégrer dans n'importe quel système dès lors qu'il est placé entre deux éléments présentant une section circulaire. Un dispositif assouplisseur disposé au sein de la jupe est illustré sur la figure 2. Un tel dispositif comprend un ensemble de N bloc(s) de torsion. Un bloc de torsion est illustré sur les figures 3 et 4, il comprend une barre 10 de 10 torsion, un levier central 11 disposé au centre la barre 10, un premier levier 12 situé à une première extrémité de la barre 10, un second levier 13 situé à une seconde extrémité de la barre 10 (la seconde extrémité étant à l'extrême opposée de la barre 10). La barre 10 est de préférence une barre de torsion Le levier central 11 est relié à un élément A, les premier et second leviers 12 et 13 15 sont reliés à l'autre élément B, un des deux éléments est susceptible de créer des vibrations tandis que l'autre élément est susceptible de vibrer sous l'influence du premier. De manière préférée, les blocs de torsion seront disposés de manière alternée. Pour le premier bloc, le levier central est relié à l'élément qui crée les vibrations tandis que les deux autres leviers sont reliés à l'élément pouvant vibrer sous l'influence de celui qui crée les 20 vibrations. Pour le bloc suivant, le levier central est relié à l'élément pouvant vibrer sous l'influence de celui qui crée les vibrations tandis que les deux autres leviers sont reliés à l'élément qui crée les vibrations (voir figure 2). Le levier central est relié à la barre au moyen d'une liaison du type rigide. Les premier et second leviers sont reliés à la barre au moyen d'une liaison du type 25 rigide. Les deux leviers 12 et 13 présentent des dimensions identiques. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, plusieurs blocs de torsions sont agencés de telle sorte que les barres forment un anneau continu circulaire formant anneau de torsion sur lequel sont définies des portions d'anneau, chaque portion 30 correspondant à un bloc de torsion. L'anneau est, selon ce mode de réalisation, continu à l'inverse d'une configuration ou les barres forment des anneaux discrets. De manière avantageuse, la barre et/ou les leviers sont métalliques. 35 REVENDICATIONS1. Dispositif assouplisseur et stabilisateur destiné à être disposé entre deux éléments (A, B) présentant une section circulaire, un élément étant susceptible de créer des vibrations et l'autre étant susceptible de vibrer sous l'influence du premier, le dispositif comprenant un ensemble de N bloc(s) (B1, BN) de torsion, chaque bloc comprenant une barre (10, 10') de torsion, un levier central (11) disposé au centre de la barre (10), un premier levier (12) situé à une première extrémité de la barre et un second levier (13) situé à une seconde extrémité de la barre. 2. Dispositif assouplisseur et stabilisateur selon la revendication 1, dans lequel le levier central est fixé à la barre au moyen d'une liaison rigide. 3. Dispositif assouplisseur et stabilisateur selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le premier et le second levier sont fixés à la barre au moyen d'une liaison rigide. 4. Dispositif assouplisseur et stabilisateur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les blocs de torsions sont agencés de telle sorte qu'ils forment un anneau circulaire formant anneau de torsion (10') sur lequel sont définies des portions d'anneau chaque portion correspondant à un bloc de torsion. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la barre de torsion est métallique. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le levier central, le premier levier et le second levier sont métalliques. 7. Lanceur spatial comprenant un étage de propulsion solide et un étage supérieur séparés par une jupe, le lanceur comprenant en outre un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, ledit dispositif étant disposé au sein de la jupe.