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1 La présente invention concerne un système pour le pilotage
d'un missile au moyen de jets gazeux latéraux et un missile
comportant un tel système.
Il est déjà connu, notamment lorsqu'un missile doit être
piloté avec de forts facteurs de charge, de prévoir à bord
de ce missile des tuyères latérales, susceptibles d'être
alimentées en gaz à partir soit d'un générateur de gaz du
propulseur principal, soit d'un générateur de gaz
spécialement prévu à cet effet. Ainsi, il en résulte des
jets de gaz Latéraux engendrant des forces propulsives
transversales aptes à infléchir de façon rapide et
importante la trajectoire du missile. On peut faire en
sorte que les lignes d'action de telles forces transversa-
les passent par le centre de gravité du missile, ou tout au
moins au voisinage de ce centre de gravité et l'on dit
alors que le missile est piloté en force, le temps de
réponse à la commande étant alors particulièrement rapide.
Cependant, ceci n'est pas une obligation et les lignes
d'action desdites forces transversales peuvent passer en
des points de l'axe du missile différents du centre de
gravité. Lesdites forces transversales créent alors, de
façon semblable à des gouvernes aérodynamiques classiques,
des moments permettant la commande du missile en attitude
par rapport au centre de gravité.
Par le brevet américain US-A-4 531 693 et par le brevet
français FR-A-2 620 812, on connait déjà un système pour le
pilotage d'un missile au moyen de jets gazeux latéraux,
comportant un générateur de gaz susceptible d'être relié à
au moins une paire de tuyères latérales par l'intermédiaire
de moyens d'obturation rotatifs, mobiles sous l'action de
moyens moteurs et commandant le passage des gaz à travers
lesdites tuyères.
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1 Dans le système du brevet américain US-A-4 531 693, à
chacune desdites tuyères est associé un obturateur rotatif
individuel, lui-même individuellement commandé par un
oscillateur. Grâce à cette structure, chaque obturateur
rotatif peut présenter une faible inertie, de sorte que le
temps de réponse des moyens d'obturation, et donc du
pilotage, peut être très faible.
Par ailleurs, du fait gue l'on dispose d'un oscillateur
pour chacun desdits obturateurs, il est aisé de commander
l' ensemble desdits oscillateurs pour que, à chaque instant,
1a position de chacun desdits obturateurs (ouverture
compl èt e, obturation total e ou obturation parti el l e)
corresponde exactement à la phase de pilotage et/ou à
l' état dudit générateur. de gaz. En revanche, à cause de la
commande desdits obturateurs rotatifs par des oscillateurs,
une position commandée d'un obturateur par rapport à la
tuyère correspondante n' est pas atteinte directement, mais
par un train d'oscillations. De plus, ces oscillations
peuvent induire des oscillations parasites dans le missile,
compliquant le pilotage de celui-ci.
En revanche, dans le système du brevet français FR-A-
2 620 812, pour assurer le nécessaire couplage de commandé
entre lesdites tuyères, on prévoit un obturateur rotatif
commun aux d eux tuy èr es , c et obturat eur étant command é par
le piston d°un vérin dont les deux chambres reçoivent une
parti e du gaz eng endr é par l edit g én érateur , la position du
piston dudit vérin, et donc celle dudit obturateur, étant
commandée par contrôl e du débit dudit gaz dans l' une
desdites chambres du vérin. Grâce à une telle commande,
l' obturai eur rotatif peut att eindr e sa position dir ect e-
urent, sans oscillations. Toutefois, dans ce cas, L'obtura-
i eur rotatif est f orc ém ent important , d e sort e qu e son
inertie et son temps de réponse sont élevés.
1 L'objet de la présente invention est un système du type
mentionné ci-dessus présentant, à, la fois, des obturateurs
à faible inertie et une commande d'obturateurs sans
oscillations.
A cette tin, selon l'invention, 1e système pour le pilotage
d'un missile au moyen de jets gazeux, comportant un
générateur de gaz susceptible d'être relié à au moins une
paire de tuyères latérales par l'intermédiaire de moyens
d'obturation rotatifs, mobiles sous l'action de moyens
moteurs et commandant le passage des gaz à travers lesdites
tuyères est remarquable en ce que
- à chaque tuyère est associé un obturateur rotatif
individuel ;
- chaque obturateur est commandé en rotation par le piston
d'un vérin, dont une chambre reçoit une partie du gaz
engendré par ledit générateur, la position dudit piston
étant commandée par le contrôle du débit dudit gaz à
travers ladite chambre ;
- les chambres desdits vérins, opposées à celles recevant
lesdits débits de gaz, sont reliées entre elles par un
circuit de couplage contenant un fluide incompressible sous
pression ; et
- le volume dudit fluide incompressible sous pression est
choisi pour qu'un des obturateurs puisse être en position
d'ouverture complète de la tuyère associée, lorsque tous
les autres obturateurs obturent complètement les tuyères
qui leur correspondent.
Ainsi, chaque obturateur peut présenter une faible inertie,
et le positionnement de chaque obturateur commandé est
déterminé, sans oscillations, par le vérin commandé
correspondant, les vérins non commandés prenant une
position déterminée pa r la répartition dudit fluide
incompressible.
1 Afin de réduire au maximum l'inertie des obturateurs,
chaque tuyère présente une section oblongue, au moins au
voisinage de son col coopérant avec un obturateur. Ainsi,
chaque obturateur peut être constitué par un arbre
solidaire d'une palette :radiale en saillie, dont la face
longitudinale d' extrémité coopère avec le col de la tuyère
corr espondant e.
Avantageusement, afin de réduire le couple exercé par les
gaz sur 1 es obturateurs et tendant à s' oppos er à l' ouvertu-
re de ceux-ci, la face latérale de la palette radialEa, en
regard du col de la tuyère en position d'ouverture duc,it
obturateur, est concave et courbe.
De préférence, lesdits obturateurs sont montés dans un bloc
rigide solidaire de la structure dudit missile.
Lorsque lesdites tuyères sont ménagées dans des ailes dudit
missile solidaires de 1a peau de celui-ci, il est
avantageux que les pieds desdites tuyères soient emboités à
frottement glissant dans ledït bloc rigide. Ainsi, on
découple les déformations desdites tuyères du reste du
missile.
Le contrôle du débit de gaz à travers un vérin est de
préférence obtenu à l'aide d'un moteur linéaire déplaçant
une bille, dans un évasement prévu sur le circuit dudit
débit de gaz.
Lorsque le système comporte deux paires de tuyères latéra-
les, les deux tuyères d'une paire étant diamètralement
oppos ées et 1 es tuy èr es d' un e pair e étant dispos ées dans un
plan radial perpendiculaire au plan radial contenant les
tuyères de l' autre paire, au maximum, un obturateur de
chaque paire de tuyères est commandé simultanément à un
5
obturateur de l'autre paire de tuyères.
Dans ce cas, iI est préfërable que les deux obturateurs
d'une paire de tuyères soient commandés par le méme moteur.
On prévoit alors, à bord du missile, des moyens de calcul
susceptibles de résoudre le système d'équations .
(1) f cos S = F1 - F3
(2) f sin S = F9 - F2
(3) F1 + F2 + F3 + F4 = P et
(4) F2 = F3 ou F1 = F4
dans lequel
f est l'intensité d'une poussée radiale désirée,
est l'angle formé par ladite poussée radiale désirée avec
la poussée radiale F1 provenant d'une desdites tuyères, et
F2,F3 et F4 sont les poussées radiales provenant des trois
autres tuyères.
On peut prévoir une réserve de fluide incompressible sous
pression susceptible d'être reliée audit circuit de
couplage. Une telle réserve peut être relïée audit circuit
de couplage par un distributeur, susceptible de mettre ledit
circuit de couplage à l'échappement.
Les figures des dessins annexés feront bien comprendre
comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des
références identiques désignent des éléments semblables.
La figure 1 est une vue schématique d'un exemple de
réalisation du missile selon 1°invention, avec arrachement
partiel.
1 La f igur e 2 est un e coup e transe ersal e parti el l e, à plus
grande échelle, du missile selon l'invention, suivant la
ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une coupe longitudinale partielle du missile
selon l' invention, les parties gauche et droite de cette
figure correspondant respectivement aux lignes ITI-III et
III'-III' de la figure 2.
Les figures 4 et 5 illustrent schématiquement les moyens
d' actionnement de chaque organe d' obturation.
La figure 6 illustre schématiquement une application des
moyens d'actionnement des figures 4 et 5 à la commande c~e
quatre organes d'obturation, deux à deux diamètralement
oppos és .
La figure 7 est un diagramme illustrant le fonctionnement du
système de la figure 6.
La figure 8 montre le schéma électrique de commande du
système de la f igur e 6 .
La figure 9 montre une variante du système de commande de la
f igur e 6 .
Les figures 10a et 10b sont des schémas illustrant 1e
fonctionnement du dispositif de la fïgure 9.
L' exemple de réalisation du missile 1 selon l' invention,
montré schématiquement sur les figures 1 à 3, comporte un
corps allongé 2 d'axe L-L pourvu d'ailes 3 et d' empennages
4 . L es ail es 3 et 1 es emp ennag es 4 sont pourvus d e gouv ern es
5 et 6, respectivement. Les ailes 3 sont au nombre de quatre
et elles sont deux à deux diamétralement opposées, les plans
de deux ailes consécutives étant orthogonaux entre eux et
passant par l'axe L-L. De même, les empennages 5 sont au
~.~~~~3~
1 nombre de quatre et ils sont deux à deux diamétralement
opposés, les plans de deux empennages consécutifs étant
orthogonaux entre eux et passant par 1°axe L-L. De plus,
les empennages 4 se trouvent dans les plans bissecteurs des
ailes 3. . -
Au voisinage du centre de gravité G du missile 1, est
prévu, dans 1e corps 2, un dispositif de pilotage en force
7 commandant quatre tuyères 8, deux à deux dp.amètralement
opposées et disposées dans les ailes 3. Les tuyères 8 sont
placées au voisinage de 1a chambre de combustion d'un
générateur de gaz 9, par exemple à propergol solide, et
sont reliées audit générateur 9, par des conduits 10.
Les tuyères 8 peuvent être mises en liaison avec les
conduits 10 à travers un orifice d'entrée ou col 11 et
elles débouchent à l'extérieur par un orifice de sortie 12,
de plus grande section que l'orifice d'entrée 11, lesdits
orifices 11 et 12 étant reliés par un divergent 13. Les
orifices de sortie 12 se trouvent au niveau du bord
longitudinal 3a des ailes 3, de sorte que les jets gazeux
traversant les tuyères 8 sont êcartés du corps 2 du missile
et n'interfèrent que peu avec 1°écoulement aérodynamique.
autour de la peau 2a dudit corps 2.
Comme cela sera expliqué plus en détail par la suite,
chacune des tuyères 8 est équipée, au niveau de son orifice
d'entrée 11, d'un organe d'obturation ou obturateur rotatif
14 (non représenté sur la figure 1) permettant d'obturer ou
au contraire de dégager au moins partiellement la tuyère 8
correspondante.
En vol sans facteur de charge important, l'action du
dispositif de pilotage en force 7 n'est pas forcément
nécessaire, car alors le missile 1 peut être piloté de
façon classique grâce à ses gouvernes aérodynamiques 5 et
6. Par suite, si le générateur de gaz 9 est de type à
g
1 fonctionnement commandé, il peut être à l'arrêt. Si le
générateur de gaz 9 est du type à fonctionnement continu,
les organes d'obturation 14 de deux tuyères opposées sont
commandés pour que les jets de gaz qü' elles émettent
exercent sur 1e missile des farces dont la résultante est
nulle ; ainsi, dans ce cas, les organes d'obturation 14 des
deux tuyères opposées sont constamment partiellement ouverts
pour laisser échapper les gaz produits par le génér~iteur 9.
En r evanch e, en vol av ec f act eur d e charg e important
imposant un brusque changement d'orientation de la trajec-
toire du missile, il est nécessaire de faire fonctionner à
pl ein au moins l' un e d es tuy èr es 8 , pour obt enir c e bru~qu e
changement d'orientation. Alors, l'organe d'obturation 14 de
la ou des tuyères commandées au fonctionnement est largement
effacé, de sorte que le ou les jets gazeux latéraux et
transversaux émis sont importants et obligent le missile 1 à
changer brusquement de direction, alors que 1. es organes
d'obturation 14 des tuyères non commandées en fonctionnement
obturent largement, si ce n' est totalement, les tuyères
2 0 corr espondant es .
On remarquera que, puisqu' elles sont incorporées aux ailes
3, les tuyères 8 présentent la forme d'un entonnoir aplati.
L'orifice de sortie 12 est de forme oblongue, la grande
dimension de sa section étant parallèle à l'axe longitudinal
L-L du missile 1, tandis que la petite dimension de cette
section est transversale audit axe L-L. Cette petite
dimension transversale est avantageusement constante et les
extrémités de l'orifice de sortie i2 peuvent être arrondies.
L' orif ic e d' entr ée ou col 1 1 , situ é du côt é int éri eur du
missile 1, est également de forme oblongue, de largeur
constante et à extrémitês arrondies. La section dudit col 11
est semblable à celle de l'orifice de sortie 12, mais plus
petite que celle de cette dernière. ~Le divergent 13 se
raccorde aux deux orifices 11 et 12 par une surface réglée.
1 Le rapport de section nécessaire pour détendre suffisamment
les gaz de combustion provenant du générateur 9 s'obtient
en grande partie par détermination des longueurs respecti-
ves des orifices 11 et 12.
Grâce à la structure oblongue des tuyères 8, les jets de
pilotage latéraux présentent la forme de nappes ayant une
faible dimension frontale pour l' écoulement aérodynamique.
Par suite, les interactions entre lesdits jets de pilotage
latéraux et ledit écouleanent aérodynamique, déjà amoindries
par l' écartement des orifices de sortie 12 de la peau 2a du
corps 2, sont, sinon totalement supprimées, du moins encore
plus réduites, de sorte que les élêments aérodynamiques 3,
4, 5 et 6 peuvent continuer à remplir leur fonction en
coopérant avec l' écoulement aérodynamique, même lorsque les
jets latéraux de pilotage sont utilisés à leur puissance
maximale.
Comme cela est particulièrement visible sur la figure 3, le
dispositif de pilotage en force 7 est composé de deux
parties 7a et 7b, à savoir une partie 7a dans laquelle sont
montés les organes d'obturation 14 et une partie 7b
destinée à la commande desdits organes d'obturation.
La partie 7a du dispositif de pilotage en force 7 comporte
un:bloc rigide central 15, coaxial.à l'axe L-L et formant
boîti er à l' int ér i eur duqu el sont dispos és 1 es organ es
d'obturation mobiles 14. Le bloc rigide 15 est relié
rigidement à 1a structure interne au corps 2 du missile 1
par des viroles d' extrémité 16, 17. Ce bloc rigide 15 est
e'reux et comporte un évidement interne 18 en communication
avec les conduits 10 par des ouvertures périphériques 19.
Par ailleurs, le bloc rigide 15 comporte d' autres
ouvertures périphériques, formant .les cols de tuyère 11 et
en communication avec l'évidement interne 18, sous la
dépendance des organes d'obturation 14..
. , ~C~P~!.j~
'1 Les organes d'obturation rotatifs 14 comportent chacun un
arbre 20 d'axe 1-l, parallèle à l'axe L-L du missile, monté
par rapport au bloc rigide 15 sur des paliers à faible
frottement 21, par exemple des roulements. Chaque organe
5 d'obturation 14 comporte une palette radiale 22, solidaire
de l' arbre 20 correspondant et en saillie vers l' extérieur,
par rapport à celui-ci. La face longitudinale extérieure
22a des palettes radiales 22 coopère avec le col de tuyère
11 correspondant soit pour obturer celui-ci (voir la
10 position des organes d'obturation 14 de gauche et du .haut
sur la figure 2) , soit pour dégager au moins partiellement
ledit col de tuyère 11 (voir la position des organes
d'obturation 14 de droite et du bas sur la figure 2).
Lorsque les organes d'obturation 14 sont dans cette
position d'obturation, ils isolent l' évidement interne 18
des tuyères 8 et donc celles--ci des conduits 10. En
revanche, lorsque les organes d'obturation 14 sont dans
leur position de dégagement des cols 11 , ils mettent en
communication 1 es tuyèr es 8 avec 1 es conduits 1 0 , à travers
lesdits cols de tuyère 11 , l' évidement interne 18 et les
ouvertures périphériques 19.
s,
Les axes 1-1 des organes d'obturation 14 sont respective-
ment disposés dans le plan longitudinal médian des tuyères
8.
Afin de limiter le couple s'opposant à l'ouverture des cols
d e tuy èr es 1 1 par l es organ es d' obturation 1 4 ( c e coupl e
étant dû à la mise en vitesse des gaz et à la dépression
qui en résulte au niveau desdits cols de tuyère 11 ) , la
face latérale 22b des palettes 22, en regard des cols de
tuyère 1 1 en position ouverte desdïts organes d' obturation
14, est concave et courbe, profilée pour former avec la
paroi interne 18a de l' évidement interne 18 un convergent
en direction desdits cols de tuyère 11. Ainsi, les faces
11 ~Jr~~~~
1 latérales courbes 22a servent de faces d'appui pour la mise
en vitesse des gaz et reportent 1a dépression engendrée à
distance des axes de rotation 1-1 des ôrganes d°obturation
14.
La saillie des palettes 22 par rapport aux arbres 20 est
réduite de manière à ce que chaque organe d'obturation 14
prësente une inertie de rotation et un débattement de
manoeuvre très faibles, de façon à obtenir un temps de
.réponse très court avec une puissance de commande minimale.
On voit ainsi que, grâce à un tel mode de réalisation des
organes d'obturation 14, ceux-ci présentent une très faible
inertie, ce qui leur permet d'avoir un temps de réponse
très réduit, et limitent le couple qui s'oppose à
l'ouverture des cols de tuyère, ce qui évite de prévoir des
systèmes de compensation complexes:
Bien entendu, la face extérieure 22a des organes d'obtura-
tion 14, possède un jeu minimal par rapport à la paroi
interne 18a du bloc 15, afin de réduire les fuites en
position fermée, tout en autorisant les dilatations
provoquées par la température élevée des gaz, par exemple
lorsque ceux-ci proviennent d'un générateur de gaz 9 du
type à poudre. Le choix des matériaux constïtutifs du bloc
ï5 et des organes d'obturation 14, ainsi que le choix de
leur forme peuvent contribuer également à la minimisation
des frottements : on utilise par exemple du carbone, du
molybdène, protégés ou non par des revêtements ou manchons
de protection thermique.
Par ailleurs, comme cela est montré sur les figures 2 et 3,
les pieds 8a des tuyères 8 sont emboités dans des
empreintes 23, de forme correspondante, prévues dans la
paroi externe du bloc rigide 15, de façon à ce que la
liaison entre lesdites tuyères 8 et ledit bloc rigide 15
soit du type à ajustement glissant. Ainsi, les tuyères 8,
. 12
1 qui. sont solidaires de la peau 2a du corps 2, peuvent
suivre les déformations de celle-ci. On dissocie ainsi les
déformations entre la structure rigide interne du missile 1
et la peau externe 2a du corps 2, dues en partie au facteur
de charge important auquel est soumis le missile 1 au cours
des manoeuvres en pilotage en force, déformations qui
engendreraient des perburbations de fonctionnement.
Comme cela est visible sur la figure 3, les arbres 20 des
organes d'obturation 14 pénètrent à l'intérieur de la
1 0 parti e 7b ( s eul eurent r epr és ent ée par un contour en trait
mixte) du dispositif de pilotage en force 7, destinée à la
commande desdits organes d'obturation 14. Sur les figures 4
à 8, on a représenté schématiquement des modes de
réalisation de cette partie de commande 7b.
1 5 On peut voir ; sur 1 es f igur es 4 et 5 , qu' à chaqu e organ e
d'obturation 14 est associé un vérin 30, dont le piston 31
est relié à l'arbre 20 dudit organe 14 par une liaison
m écaniqu e 3 2 , comportant , dans l' ex emp,l e r epr és ent é, un
bras radial 33, solidaire en rotation dudit arbre 20 autour
20 de l'axe 1-1, et une biellette 34, respectivement articulée
en 35 et 36 sur ledit bras 33 et sur la tige 37 dudit
piston 31.
Le piston 31 partage l' intérieur du cylïndre 38 du vêrin 30
en deux chambres 38a et 38b. Dans la chambre 38b débouche
25 un conduit 39, introduisant un fluide incompressible sous
pression destiné à repousser le piston 31 vers la chambre
38a, susceptible de communiquer une position au piston 31 ,
telle que l'organe d'obturation 14 obture alors le col 11
de la tuyère 8 (voir 1a figure 4) . Dans ce cas, le piston
30 31 peut venir en appui contre une butée 40, prévue dans la
chambre 38a et délimitant le volume minimal que celle-ci
p eut occuper .
13 ~t~~r~ ~~~~
1 Dans ce volume minimal de l.a chambre 38a débouchent un
conduit d'admission 41 de section calibrée et un conduit
d'échappement 42 de section modulable. Le conduit d'admis-
sion 41 reçoit une partie, par exemple de l'ordre de 1ô, du
flux gazeux engendré par le générateur 9 en étant par
exemple relié à un conduit 10. Le conduit d'échappement 42
est mis à l'air, en étant par exemple relié à l'extérieur
du missile 1, de sorte qu'une légère pression po règne dans
la chambre 38a, pour pouvoir moduler de façon précise et
rapide la section dudit conduit d'échappement 42, l'extré-
mité libre de celui-ci est prolongée par une partie 43
évasée en entonnoir et une bille. réfractaire 44 est prévue
pour pouvoir se déplacer à l'intérieur de ladite partie
évasée 43, dans l'axe de celle-ci. Un moteur 45, par
exemple un moteur électrique linéaire, est prévu pour un
tel déplacement de ladite bille 44. On voit qu'avec un tel
dispositif, la bille 44 est automatiquement centrée par.
rapport au conduit 42 en position d'oburation.
Un organe 46, par exemple un potentiomètre rotatif, est lié
à l'arbre 20, par exemple par l'intermédiaire d'un
engrenage 47 lié à l'arbre dudit potentiomètre et d'une
crémaillère circulaire 48, centrée sur l'axe 1-1 et
solidaire du bras radial 33, pour mesurer la.position en
rotation dudit organe d'obturation 14.
Lorsque le moteur 45 est commandé pour rétracter la bille
44 et libérer complètement le conduit d'échappement 42
(voir la figure 4), c'est-à-dire pour dégager entre ladite
bille 44 et la paroi en regard de l'entonnoir 43 une
section de passage au moins égale à la section du conduit
d'échappement 42, le courant gazeux entrant par le conduit
d'admission 41 s'échappe librement à travers ledit conduit
d'échappement 42, de sorte que ce courant gazeux n'exerce
que la légère pression po sur le piston 31, qui est
repoussé contre la butée 40 par l'action du fluide
incompressible amené par le conduit 39. Dans cette position
i~
a..~ ~ zi °j
14
1 du piston 31, la liaison mécanique 32 impose à l'organe
d'oturation 19 une position pour laquelle il obture complè-
tement le col de tuyère 11. Cette position d'obturation est
détectée par l'organe de mesure 45.
En revanche, si le moteur 45 est commandé, à partir de la
position d'obturation montrée par la figur e 4, pour
rapprocher la bille 44 du conduit d' échappement 42, ladite
bille délimite avec la paroi en regard de l' entonnoir 43 une
section de passage qui va en diminuant. Dès que cette
section de passage devient inférieure à la section du
conduit d' échappement 42, il y a obstacle à l' écouleme:rt du
courant gazeux entrant par le conduit d'admission 41, de
sorte que la pression gazeuse augmente à l' intérieur de la
chambre 38a, au-delà de la valeur po. Dès que cette pression
est suffisamment grande pour vaincre l'action du fluide
incompressible amené par le conduit 39, le piston 31 se
déplace vers la gauche de la figure 4 et la liaison
mécanique 32 fait tourner l' organe d' obturation 14 dans le
sens du dégagement du col de tuyère 11 (sens des aiguilles
d'une montre sur la figure 4) . Le gaz engendré par le
générateur 9 et amené audit col 11 à travers les conduits 10
et l' évidement 18 peut alors s' échapper à travers la tuyère
8. A chaque instant, la position d'ouvertu.re partielle
correspondante de l'organe d'obturation l4 est indiquêe par
l'organe de mesure 46.
Si le rapprochement de la bille 44 du conduit d' échappement
42 continue, sous l'action du moteur 45, jusqu'à ce que
ladite bille 44 vienne au contact dé la paroi de 1° entonnoir
43 (voir la figure 5) , la section de passage du courant
gazeux entrant par le conduit d'admission 41 devient nulle
et la pression â l' intêrieur de la chambre 38a prend la
valeur de la pression des gaz engendrés par le générateur 9.
Dans cette situation, le piston 31 est suffisamment repoussé
~~,t~~~â~
15 ~~~ %~°-~;
1 à l'encontre de l'action du fluide incompressible amené par
le conduit 39 pour que la liaison mécanique 32 impose à
l'organe d'obturation une position pour laquelle il dégage
complètement le col 11 de la tuyère 8.
Si maintenant le moteur 45 est commandé pour rétracter la
bille 44, une section de passage de gaz est de nouveau
disponible entre ladite bille 44 et la paroi en regard de
l'entonnoir 43, de sorte que la pression diminue dans la
chambre 38a et que le fluide incompressible amené par le
conduit 39 peut repousser le piston 31 vers la droite des
figures 4 et 5, l'organe d'obturation 14 tournant dans le
sens de l'obturation du col 11 (sens inverse des aiguilles
d'une montre sur les figures 4 et 5).
):1 résulte de ce qui vient d'être décrit que, par contrôle
du moteur 45, on peut contrôler la rotation relative de
l'organe d'obturation 14 par rapport au col de tuyère 11,
pour communiquer à cet organe d'obturation toutes les
positions désirées entre l'obturation complète de la tuyère
8 (figure 4) et le dégagement complet de ladite tuyère
(figure 5), la position instantanée dudit obturateur étant
mesurée par l'organe de mesure 46.
On conçoit donc aisément que le système des figures 4 et 5,
utilisé pour chaque tuyère 8 du missile 1, permette de
piloter en force ledit missile. Pour assurer le fonctionne-
ment du vérin à double effet, il est préférable que la
chambre 38a corresponde à la grande section motrice du
piston 31 et donc que, du 'côté de la chambre 38b, la surface
du piston 31 soit plus petite que du côté de la chambre 38a.
Ceci est obtenu grâce à la prêsence de la tige de piston 37.
Ainsi, la position de l'organe d'obturation 14 par rapport
au col de tuyère 11 résulte de l'équilibre des efforts entre
le piston et l'obturateur correspondant.
16
1 Sur la figure 6, on a représenté schématiquement l'applica-
tion du système des figures 4 et 5, au pilotage d'un ,
missile 1 pourvu de quatre tuyères, deux à deux diamétrale-
ment opposées et réparties à 90° autour de l'axe L-L dudit
missile. Sur cette figure, les références 8 desdites
tuyères sont respectivement affectées d'un indice i
(avec i = 1,2,3 ou 4), progressant dans le sens des
aiguilles d'une montre, autour de l'axe L-L, les disposi-
tifs associés à une tuyère 8.i étant eux-mêmes affectés du
même indice _i. Ainsi, à chaque tuyère 8. i sont associés un
organe d'obturation 14.i, un vérin 30.i dont le piston 31
est relié à l'argane d'obturation 14.i correspondant par
une liaison 3Z.i, et un organe de mesure de position 46.i.
Toutefois, au lieu de prévoir un moteur 45 par tuyère, dans
ce mode de réalisation on associe. un seul moteur 45 pour
deux tuyères diamétralement opposées : c' est ainsi que le
moteur 45.13 commande les organes d'obturation 14.1 et
14.3, respectivement associés aux tuyères 8.1 et 8.3,
tandis que le moteur 45.24 commande les organes d'obtura-
tion 14.2 et 14.4, respectivement associés aux tuyères 8.2
et 8.4. Chacun de ces moteurs 45.13 et 45.24 est par
exemple un moteur linéaire du type décrit dans le brevet
FR-A-2 622 066, comportant un noyau allongé 50 mobile en.
translation parallèlement à lui-même. Une bille 4~ est .
portée par chaque extrémité du noyau 50, pour pouvoir
coopérer avec les entonnoirs 43 associés aux conduits
d' échappement 42 des vérins 30. 1 et 30.3, ou 30.2 et 30.4,
correspondants, de façon que lorsqu'une bille 44 se
rapproche de son entonnoir associé, l'autre bille 44
s' éloigne du sien et vice-versa.
Par ailleurs, les conduits 39 des quatre vêrins 30.1 à.30.4
sont reliés entre eux, le fluide hydraulique emprisonné
dans les conduits 39 et dans les chambres 38b des vérins
30. i étant sous pression.
17 r nr~~~'j~
l >:~ ~ : ~J~
1 De plus, afin d'optimiser l'impulsion spécifique du
générateur 9, la section globale d' évacuation des gaz à
travers les quatre paires tuyère 8 - obturateur 14, fixée
par 1e volume du fluide hydraulique incompressible compris
entre les quatre vérins 30.1 à 30.4, est choisie égale à
l'ouverture complète d'un col 11 de tuyère 8.
Lorsque les deux moteurs 45.13 et 45.24 sont dans leur
position neutre (correspondant à 1a position du moteur
45.24 sur la figure 8), leurs billes 44 respectives sont
écartées des entonnoirs 43 avec lesquels elles coopèrent et
à égale distance de ceux-ci, de sorte que les sections
d' échappement des quatre conduits 42 sont identiques. De ce
fait, sous l'action du fluide hydraulique emprisonné entre
les quatre chambres 38b et les conduits 52, les pistons 31
des quatre vérins 30.1 à 30.4 occupent des positions
id entiqu es et chacun e d es tuy èr es 8 . 1 à 8 . 4 est au quart
ouverte.
Si, à partir de cette position neutre, l' un des moteurs
45 . 1 3 ou 4 5 . 2 4 est command é, 1 e noyau corr espondant s e
déplar_e dans le sens imposé par la commande, en rapprochant
une bille 44 de son entonnoir associé..Ainsi, l'un des
organes d' obturation 14 s ° ouvre plus, alors que les trois
autres se f erment et occupent des positions d' obturation
partielles identiques, grâce à l' égalé rêpartition du
fluide incompressible compris dans les chambres 38b et les
conduits 52. Une telle commande peut se poursuivre jusqu'à
ce que l'un des obturateurs soit complètement ouvert, alors
que les trois autres sont complètement fermés. Cette
derniêre situation est représentée sur la figure 6; où
l'organe d'obturation 14.1 est ouvert et les organes
d'obturation 14.2, 14.3 et 14.4 sont en position de
f erm etur e.
18 ~ .car'
1 Dans le cas où les deux moteurs 45.13 et 45.24 sont
commandés, deux organes d'obturation.14 prennent des
positions d'ouverture commandées, qui sont fonction des
commandes, alors que les deux autres organes d'obturation
prennent des positions d'obturation partielles identiques,
à cause de la répartition égale dudit fluide hydraulique
incompressible dans le circuit des chambres 28b et des
conduits 39. L'ouverture globale des deux organes
d'obturations commandés correspond au maximum à l'ouverture
complète d'un seul organe d'obturation, lorsque les deux
autres organes d'obturation sont fermés, chacun desdits
organes pouvant alors dégager au maximum la moitié du col
de tuyère correspondant, configuration qui est représentée
sur la figure 2.
Puisque, de façon connue, la poussée transversale délivrée
par un jet gazeux sortant d'une tuyère 8 est une fonction
directe de l'ouverture de ladite tuyère, on voit que la
poussée transversale fournie par le système de la figure 8
autour de l'axe L-L du missile s'inscrit dans un carré 51
centré sur ledit axe (voir la figure 7?.
Les sommets du carré 51 se trouvent sur l'axe des tuyères
8.1, 8.2, 8.3 et 8.4 et ils correspondent aux poussées
maximales F1M, F2M, F3M et F4M susceptibles d'être fournies
par chacune desdites tuyères, lo.r~que les trois autres sont
complètement obturées, chacune de ces poussées maximales
étant égale à la poussée P susceptible d'être délivrée par
le générateur 9. Sur la figure 7, on a également représenté ',
le cercle 52 de rayon P, qui correspond à une distribution
théorique hamogène de la poussée du générateur 9 autour de
l'axe L-L. On voit que pour se rapprocher de ceinte
distribution théorique et donc optimiser encore plus le
système de l'invention, ïl est avantageux d'augmenter le
nombre de paires de tuyères diamétralement opposées, afin
que le carré 51 se transforme en un polygone inscrit,
suivant au plus près ledit cercle 52.
' i9 ~ h ~~~3~
1 Comme le montre la figure 8, à bord du missile 1 sont
prévus des moyens de calcul 53, destinés à commander les
moteurs 45.13 et 45.24 pour obtenir, pour le pilotage en
force du missile 1, toute poussée transversale désirée,
inscrite dans le carré 51. A cet effet, sur leur entrée 54,
les moyens de calcul 53 reçoivent (d'un dispositif de
pilotage non représenté) , l' intensité et l' orientation de
nette poussée désirée. En se reportant également à la
figure 7, il est supposé que cette intensité doit être
égale à f et que l'orientation est donnée par l'angle ~ que
fait ladite poussée par rapport à l'axe de la tuyère 8.1.
On désigne ci-après par F1 ,F2,F3 et F4 les poussées
transversales, respectivement dues aux tuyères 8.1 à 8.4.
Comme le montre la figure 7,, on peut écrire :
(1) f cosy - F1 - F3 et
( 2 ) f sin S - F4 - F2
Par ailleurs, on sait que
(3) F1 + F2 + F3 + F4 = P,
P étant la poussée du générateur 9.
Enfin, à cause de la .répartition uniforme du flu~.de
compressible dans les chambres 38b et les conduits 39, on a
(4) F2 = F3 ou F1 _ F4
Les moyens de calcul 53 disposent donc d'un système de
quatre équations à quatre inconnues et ils calculent
F1,F2,F3 et F4 à partir de f, ~ et P. Ils délivrent alors
des ordres aux moteurs 45.13 et 45.24, qui commandent
respectivement les vérins 30.1 à 30.4.. Ceux-ci à leur tour,
par 1' intermédiaire des organes d' obturations 1 4. 1 à 14. 4,
20 ~~~~~rl~~
1 déplacent les organes de mesure de position 46.1 à 46.1.
Les mesures de ceux-ci sont représentatives de l'ouverture
desdits organes d'obturation et donc des poussées
réellement commandées F1 à F4, de sorte que lesdites
mesures sont adressées aux moyens de calcul 53 qui peuvent
ainsi contrôler la bonne exécution de leurs ordres.
Dans la variante de réalisation montrée par la figure 9, on
retrouve le système de la figure 6. On a prévu de plus une
réserve 55 de fluide incompressible susceptible d'être
reliée au circuit 39, à travers un distributeur 56.
La réserve 55 présente par exemple la forme d'un vérin dont
le piston 57 est soumis à une pression, par exemple grâce à
une partie des gaz provenant du générateur 9. Dans ce cas,
un orifice 58 permet l'entrée desdits gaz. Ainsi, le piston
57 est pressé en direction du distributeur 56 et me-t sous
pression le fluide incompressible contenu dans le vérin 55.
Le distributeur 56, outre sa liaison 59 à la réserve 55
comporte une liaison 60 au circuit 39 et un orifice 61 à
l'échappement. Sur la figure 9, le distributeur 56 isole la
réserve 55 du circuit 39. En revanche, sur la figure 10a,.
le distributeur 56 est dans une position pour laquelle, la
réserve 55 peut introduire du fluide incompressible dans le
circuit 39. Enfin, sur la figure 1Ob, le distributeur
permet de relier le circuit 39 avec l'échappement 61.
On voit ainsi que la réserve 55, associée au distributeur
56, permet d'assurer un volume constant de fluide
incompressible dans 1e circuit 39, dans une large gamme de
températures. De plus, dans le cas où le générateur 9 est
du type dans lequel la vitesse combustion est sensible à la
pression, on voit que l'on peut réduire cette vitesse, par
mise à l'échappement à travers le distributeur 56, lorsque
21 ~~ci~ ~ vzi:J'
1 ledit générateur 9 fonctionnant, on est dans une phase de
pilotage ne nécessitant pas de poussée transversale de
pilotage en force.
Le distributeur 56 est comanandé par la sortie 62 du
calculateur 53.
