[0001] L'invention concerne un projectile guidé dont la trajectoire de vol peut ête modifiée
par l'éjection contrôlée de jets de gaz latéraux dans les plans de pilotage.
[0002] Un projectile guidé, tel qu'un missile, comprend notamment des moyens de propulsion,
des moyens de guidage destinés à mesurer les écarts de trajectoire par rapport à la
position de la cible visée et des moyens de pilotage permettant de réduire ces écarts
dans le but de minimiser sa distance de passage au droit de la cible. Le contrôle
de la trajectoire de vol d'un projectile guidé, ce terme recouvrant notamment les
missiles, les roquettes, les engins, etc..., peut être accompli par l'application
d'une force de poussée latérale fournie par des jets de matière dont le débit et la
direction peuvent être modifiés. Une force de poussée peut être obtenue à partir de
nombreuses sources d'énergie, telles que des propergols liquides ou des gaz comprimés
qui alimentent des moyens de pilotage adaptés. Tandis que ces moyens de pilotage sont
relativement simples et souples du fait qu'ils peuvent être activés ou désactivés
de façon intermittente, sans danger pour le projectile, ils présentent, plus ou moins,
l'inconvénient d'un poids excessif, une certaine sensibilité à la température et,
surtout, d'être difficilement stockables sur de longues périodes de temps. Aussi,
dans le projectile guidé de l'invention, la source d'énergie nécessaire au pilotage
en direction et conjointement au main- ,tien de la vitesse de vol, est-elle constituée
par un propergol solide dont la combustion fournit un flux de gaz continu. Une difficulté
inhérente à l'utilisation d'un propergol solide est qu'une fois 'la combustion amorcée,
elle doit se maintenir à pression substantiellement constante, ce qui implique un
débit gazeux qui varie dans de faibles limites. En effet, un accroissement du débit
des gaz conduirait à l'extinction de la combustion et inversement une réduction de
ce débit conduirait à une augmentation prohibitive de la pression de combustion avec,
pour conséquence, l'explosion de la chambre de combustion. Un autre problème qui se
pose, lors de la conception d'un projectile guidé mettant en oeuvre des tuyères d'éjection
de gaz, est d'obtenir que les directions des forces de poussées élementaires concourent
en un seul point avantageusement situé au voisinage du centre de gravité du projectile.
[0003] On connaît déjà, notamment par la demande de brevet français déposée le 8 avril 1977
et publiée sous le numéro 2386802, au nom de la Demanderesse, un projectile guidé
dans lequel la trajectoire de vol est modifié par l'éjection de jets de gaz latéraux.
Selon un mode de réalisation décrit, correspondant au pilotage dans un plan unique,
le projectile comprend un générateur de gaz, du type à propergol solide, qui alimente
une paire de tuyères fixes diamétralement opposées. Pour modifier le débit relatif
des gaz traversant ces deux tuyères, il est proposé de disposer, à la sortie de la
source de gaz et pla!>;;e dans les conduits divergents d'alimentation des deux tuyères,
une unique vanne comportant une palette pivotante autour d'un axe, située sur l'axe
longitudinal du projectile, perpendiculairement au plan de pilotage contenant les
deux tuyères. La configuration des moyens de réglage du débit relatif des flux de
gaz traversants, particulièrement adaptés au pilotage dans un seul plan présente de
nombreux avantages, notamment le débit du flux de gaz est maintenu dans des limites
très étroites, la palette pivotante est équilibrée par les forces de pression des
gaz agissant sur ses faces latérales et les moyens de positionnement de la palette
sont de réalisation simple.
[0004] Par le brevet américain No 3 530 886 délivré le 29 septembre 1970, on connait un
dispositif de pilotage par jets de gaz comprenant une source de gaz et trois tuyères
latérales, chacune de ces tuyères étant munie d'une valve de contrôle du débit du
gaz traversant. Ces valves de contrôle sont accouplées mécaniquement afin d'ouvrir
ou de fermer sélectivement la communication entre la source de gaz et les tuyères
latérales. Ce dispositif de pilotage de l'art antérieur ne permet pas de piloter un
projectile suivant deux plans mutuellement orthogonaux.
[0005] L'invention concerne donc un projectile guidé par jets de gaz latéraux, comprenant
une source d'énergie constituée par un propergol solide dont la combustion fournit
un flux de gaz de débit sensiblement constant à une pluralité de tuyères latérales
également espacées, chacune de ces tuyères comportant une vanne de réglage du débit
de gaz traversant, caractérisé en ce qu'il comprend deux paires de tuyères diamétralement
opposées situées respectivement dans deux plans de guidage mutuellement orthogoraux,
et dans lesquelles chacune des vannes de réglage comprend une palette pivotante dont
l'une des faces constitue une paroi de la tuyère, et en ce que les palettes correspondant
à chaque paire de tuyères sont solidarisées et positionnées par des mécanismes à parallélogramme
dont les éléments transverses sont les éléments moteurs.
[0006] Un autre objet de l'invention est un projectile guidé dont les deux vérins de positionnement
des vannes de réglage du débit relatif des jets de gaz sont mutuellement imbriqués
dans leur partie médiane.
[0007] Un autre objet de l'invention est un projectile guidé dans lequel les moyens de pilotage
sont combinés aux moyens de propulsion.
[0008] Un autre objet de l'invention est un projectile guidé dans lequel la section de passage
effective totale des tuyères est maintenue constante alors que la section de passage
unitaire des tuyères est modifiée.
[0009] D'autres caractéristiques et avantages appa- raîtront dans la description détaillée
qui va suivre, d'un mode de réalisation d'un projectile guidé selon l'invention, faite
en regard des figures annexées; sur ces figures:
- la fig. 1 représente, selon l'art antérieur, un projectile guidé équipé d'une section
de pilotage par jets de gaz latéraux,
- la fig. 2 représente, sous une forme schématique, les concepts de base d'un projectile
guidé selon l'invention,
- les fig. 3a à 3d représentent un mode de réalisation d'une section de pilotage d'un
projectile guidé conforme à l'invention,
- la fig. 3a représente, selon une vue frontale, la disposition des principaux éléments
qui constituent les moyens de pilotage
- la fig. 3b représente, selon une vue en coupe, les détails de réalisation des éléments
correspondants à un premier plan de pilotage,
- la fig. 3c représente, selon une vue en coupe, les détails de réalisation des éléments
correspondant au second plan de pilotage,
- la fig. 3d représente, selon une vue en perspective, une variante de réalisation
de la palette d'une vanne de réglage du débit de gaz.
[0010] La figure 1 se rapporte à l'art antérieur. Elle représente, en vue partielle, un
projectile équipé d'une section de pilotage mettant en oeuvre des jets de gaz latéraux.
Cette section de pilotage 1 comprend une paire de tuyères d'éjection fixes 2 diamétralement
opposées et situées dans le plan de pilotage du projectile. Ces tuyères d'éjection
sont alimentées en gaz par des conduits divergents 3 dont l'entrée commune constitue
le col de tuyère et reçoit un flux de gaz continu fourni par une source primaire d'énergie.
Les moyens permettant de régler le débit relatif des gaz traversant les tuyères comprennent
une vanne unique positionnée par un vérin pneumatique. La vanne de réglage comprend
essentiellement une palette pivotante 5, de forme triangulaire, articulée autour d'un
axe 6 perpendiculaire au plan contenant les tuyères. Cette palette pivotante est engagée
partiellement dans le col de tuyère 4 et ses faces latérales 7 constituent l'une des
parois des conduits divergents, elle est munie d'un ergot 8 qui est logé dans une
échancrure 9 ménagée dans le piston du vérin 10. La position du vérin est commandée
par une servovalve 11 comportant une entrée d'air 12 d'alimentation et des électroaimants
excités par des signaux électriques représentatifs des ordres de pilotage.
[0011] La figure 2 représente, sous une forme schématique, les concepts de base d'un projectile
guidé selon l'invention. Ce projectile comprend, notamment, une section de pilotage
proprement dite, dans laquelle sont disposées deux paires de tuyères fixes respectivement
T
1, T
3 et T
2, T
4, toutes identiques. Par construction, les forces de poussée F
1 à F
4 fournies par les tuyères d'éjection convergent en un même point P situé sur l'axe
longitudinal X-X' du projectile, ce point P étant sensiblement confondu avec le centre
de gravité G du projectile. Chaque paire de tuyères diamétralement opposées est située
dans le plan de pilotage correspondant, les deux plans de pilotage étant avantageusement
orthogonaux. Chacune des tuyères est alimentée à travers des conduits divergents 20,
de section rectangulaire, par une source de gaz non représentée qui fournit un flux
de gaz continu résultant de la combustion d'un propergol solide placé dans une chambre
de combustion; selon l'invention, la source de gaz peut comporter deux générateurs
de gaz sensiblement identiques disposés de part et d'autre de la section de pilotage
et opérant en parallèle, par l'intermédiaire de conduits de gaz disposés parallèlement
à l'axe X-X
, du projectile et entre les tuyères.
[0012] Chacune des quatre tuyères; et plus précisément chacun des conduits divergents 20
est muni d'une vanne de réglage du débit de gaz traversant; ces vannes étant essentiellement
constituées par une palette pivotante 30 dont l'une des faces latérales 31 fournit,
tout au moins partiellement, l'une des parois de ces conduits divergents. Les axes
de pivotement 32 de ces palettes sont situés dans un même plan perpendiculaire à l'axe
longitudinal X-X' du projectile.
[0013] Les palettes diamétralement opposées sont solidarisées physiquement par un mécanisme
articulé formant un parallélogramme déformable dont la branche transverse 40 constitue
l'élément moteur; les branches longitudinales 41 constituent les éléments de liaison,
la quatrième branche 42, représentée en pointillé et passant par les axes de pivotement
des palettes, étant fournie par la structure elle-même du projectile.
[0014] Selon un mode de réalisation préféré, les tuyères d'éjection sont inclinées plus
ou moins sur l'axe longitudinal du projectile, pour créer une force de poussée F dont
les composantes fournissent des forces de poussée longitudinale F
L et transversale F
T permettant respectivement d'entretenir la vitesse de vol du projectile et de modifier
la direction de vol de celui-ci.
[0015] Selon une variante de réalisation, les branches transverses 40 du mécanisme de fonctionnement
des palettes sont rendues concourantes par imbrication de leur partie médiane.
[0016] Les figures 3a à 3d représentent un mode de réalisation de la section de pilotage
d'un projectile guidé conforme à l'invention. Selon ce mode de réalisation, les quatre
tuyères d'éjection sont orientées vers l'arrière du projectile pour fournir une composante
de poussée longitudinale et les vérins de positionnement des vannes de réglage des
débits de gaz sont imbriqués dans leur partie médiane.
[0017] La figure 3a représente une vue frontale de la section de pilotage; cette section
comprend deux éléments: un premier élément 1a incluant les quatre tuyères munies de
leurs vannes respectives et un second élément 1b portant les vérins de positionnement
des vannes.
[0018] Sur cette figure 3a sont indiquées les positions relatives des deux paires de tuyères,
respectivement T
I, T
3 et T
2, T
4 lesquelles sont disposées à la périphérie du premier élément 1 a de la section de
pilotage. Ces tuyères, toutes identiques, on une section rectangulaire et les conduits
divergents 20 débouchent sur des conduits convergents 21 qui constituent les entrées
du flux de gaz. Les axes de pivotement 32 des palettes pivotantes sont situés dans
un même plan et sont parallèles aux parois de plus grande dimension des tuyères. Sur
cette figure 3a, on a aussi représenté les conduits 50 de passage de gaz assurant
la liaison entre les générateurs de gaz situés de part et d'autre de la section de
pilotage.
[0019] La figure 3b représente, selon une vue en coupe, les éléments qui composent les moyens
de pilotage selon un premier plan de pilotage. Disposés dans le premier élément 1
a de la section de pilotage 1, on trouve:
- les deux tuyères T1 et T3 diamétralement opposées et leurs conduits divergents 20 et 21,
- les deux palettes pivotantes 30 articulées sur leur axe de pivotement 32, la face
latérale 31 de ces palettes constitue l'une des parois des conduits divergents 20;
la position de l'axe de pivotement 32 est telle que la direction de la résultante
des forces s'exerçant sur la face latérale 31 passe sensiblement par cet axe de pivotement;
les palettes sont munies d'une échancrure 33 destinée au logement d'une tige de liaison
41 avec le vérin de commande correspondant.
[0020] Disposés dans le second élément 1 b de la section de pilotage 1, on trouve:
- un vérin fixe à double effet dont le piston 40 est logé dans un corps de vérin 45;
ce corps de vérin comporte deux ouvertures 46a et 46b permettant le libre mouvement
de translation des tiges de liaison 41 et deux bouchons de fermeture 47a et47b servant
conjointement de butée au piston 40; le piston 40 comprend deux éléments cylindriques
40a et 40b solidarisés par un élément cylindrique 40c, de plus faible diamètre.
[0021] Sur cette figure 3b, l'une des palettes est représentée en position ouverte et l'autre
en position fermée; toutefois, il faut comprendre que ces palettes peuvent occuper
toutes les positions symétriques intermédiaires. En outre, le corps de vérin comporte
deux entrées de gaz E
1 et E'↑ reliées à la sortie d'une servovalve non représentée. L'énergie pneumatique
nécessaire au fonctionnement des vérins peut être empruntée au flux de gaz fourni
par les générateurs de gaz.
[0022] La figure 3c représente, selon une vue en coupe, les éléments qui composent les moyens
de pilotage selon le second plan de pilotage. Ces éléments sont essentiellement identiques
à ceux décrits à la figure précédente, seul, diffère le mode de réalisation du piston
40 du vérin pneumatique de positionnement des palettes pivotantes correspondantes.
Ce piston 40 est une pièce cylindrique dans la partie médiane de laquelle est ménagée
une ouverture 40d autorisant le libre mouvement de translation de l'élément cylindrique
40c déjà décrit à la figure 3b. Les entrées de gaz E
2 et E'
2 sont reliées à une seconde électrovalve de commande non représentée.
[0023] La figure 3d représente un mode de réalisation de la palette 30 visant à réduire
son inertie; à cet effet, les parties non actives de la palette sont évidées pour
ne laisser qu'une «aile» de raidissement 35 dans laquelle est ménagée l'échancrure
33. Les pièces soumises à l'action des gaz doivent être réalisées en un matériau réfractaire
et résistant à l'érosion, par exemple, en graphite ou en molybdène.
[0024] On voit maintenant plus clairement les avantages et les caractéristiques de l'invention.
En plus de la caractéristique selon laquelle les direction des forces de poussée élémentaires
crées par les tuyères convergent en un seul point, le projectile peut être piloté
indépendamment dans deux plans de pilotage. D'autre part, le mécanisme de réglage
des débits de gaz est extrêmement robuste et compact.
[0025] L'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation décrit et représenté;
par exemple, l'échancrure 33, ménagée dans les palettes 30, peut être reportée sur
les pistons 40 des vérins pneumatiques et les tiges 41 peuvent être solidaires des
palettes. Selon une variante de réalisation, les pistons 40 peuvent comporter une
crémaillère entraînée par un moteur rotatif bidirectionnel du type électrique ou pneumatique
et des moyens peuvent être prévus sur ces pistons pour accoupler un capteur de position.
De même, les profils des tuyères, des conduits de gaz et des palettes n'ont été donnés
qu'à titre illustratif non limitatif. Enfin, il n'est nullement indispensable que
le centre de poussée P des tuyères d'éjection soit confondu avec le centre de gravité
G du projectile.
[0026] L'invention s'applique, notamment, aux missiles stabilisés en roulis ou en autorotation.
1. Projectile guidé par jets de gaz latéraux, comprenant une source d'énergie constituée
par un propergol solide dont la combustion fournit un flux de gaz de débit sensiblement
constant à une pluralité de tuyères latérales également espacées, chacune de ces tuyères
comportant une vanne de réglage du débit de gaz traversant, caractérisé en ce qu'il
comprend deux paires de tuyères diamétralement opposées (Tl, T3 et T2, T4) situées respectivement dans deux plans de guidage mutuellement orthogonaux, et dans
lesquelles chacune des vannes de réglage comprend une palette pivotante (30) dont
l'une des faces (31) constitue une paroi de la tuyère, et en ce que les palettes correspondant
à chaque paire de tuyères sont solidarisées et positionnées par des mécanismes à parallélogramme
(40, 41 et 42) dont les éléments transverses (40, 41) sont les éléments moteurs.
2. Projectile suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments moteurs
(40) des mécanismes à parallélogramme sont situés dans un même plan, par imbrication
de leur partie médiane.
3. Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément moteur (40)
des mécanismes à parallélogramme est un piston coulissant, logé dans un corps de vérin
(45) pneumatique à double effet.
4. Projectile suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le piston coulissant
d'un premier mécanisme à parallélogramme comprend deux pièces cylindriques (40a et
40b) reliées par une pièce cylindrique (40c) de plus faible diamètre et le piston
coulissant du second mécanisme à parallélogramme comprend une pièce cylindrique dans
la partie médiane de laquelle est ménagée une ouverture rectangulaire (40d).
1. Projektil, welches durch seitliche Gasstrahlen gelenkt ist, mit einer Energiequelle,
die durch ein Feststoff-Propergol gebildet ist, dessen Verbrennung eine Gasströmung
von im wesentlichen konstantem Durchsatz zu mehreren seitlichen, gleichmässig beabstandeten
Rohren liefert, von denen jedes einen Schieber zur Einstellung des Durchsatzes der
durchströmenden Gase umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei Paare von diametral
einander gegenüberliegenden Rohren (T1, T3 und T2, T4) umfasst, welche jeweils in einer der zwei aufeinander orthogonalen Lenkebenen liegen,
wobei jeder Einstellschieber eine Schwenkklappe (30) umfasst, deren eine Fläche (31)
eine Wand des Rohres bildet, und dass die Klappen, die jeweils einem Paar von Rohren
entsprechen, verbunden sind und positioniert werden durch Parallelogramm-Mechanismen
(40, 41 und 42), deren Querelemente (40, 41) die Antriebselemente sind.
2. Projektil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselemente (40)
der Parallelogramm-Mechanismen in derselben Ebene liegen, in dem ihre Mittelteile
ineinandergesetzt sind.
3. Projektil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (40)
der Parallelogramm-Mechanismen ein Schiebekolben ist, welcher in dem Körper eines
pneumatischen, doppelt wirkenden Zylinders (45) aufgenommen ist.
4. Projektil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiebekolben eines
ersten Parallelogramm-Mechanismus zwei zylindrische Teile (40a und 40b) umfasst, die
durch ein zylindrisches Teil (40c) von geringerem Durchmesser verbunden sind, und
der Schiebekolben des zweiten Parallelogramm-Mechanismus ein zylindrisches Teil umfasst,
in dessen Mittelteil eine rechtwinklige Öffnung (40d) angebracht ist.
1. Projectile guided by lateral gas jets, comprising an energy source constituted
by a solid propergol whose combustion furnishes a gas flow of substantially constant
throughput to a plurality of lateral equally spaced pipes, each of said pipes comprising
a valve for regulating the throughput of the traversing gases, characterized in that
it comprises two pairs of diametrically opposite pipes (Tl, T3 and T2, T4) situated respectively in two mutually orthogonal guide planes, and in which each
regulating valve comprises a pivoting flap (30) whose one face (31) forms a wall of
the pipe, and that the flaps corresponding to each pair of pipes are connected and
positioned by parallelogram mechanisms (40, 41 and 42) whose transverse elements (40,
41) are the drive elements.
2. Projectile according to claim 1, characterized in that the drive elements (40)
of the parallelogram mechanisms are situated in the same plane by imbrication of their
centre portion.
3. Projectile according to claim 1, characterized in that the drive element (40) of
the parallelogram mechanisms is a slide piston received in the body of a pneumatic
double-action cylinder (45).
4. Projectile according to claim 3, characterized in that the slide piston of a first
parallelogram mechanism comprises two cylindrical portions (40a and 40b) connected
by a cylindrical portion (40c) of smaller diameter, and the slide piston of the second
parallelogram mechanism comprises a cylindrical portion in the centre portion of which
a rectangular opening (40d) is -formed.