Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
L'invention a pour objet un mécanisme pour
fusée de projectile girant, destine principalemen-t à
cooperer avec des dispositiEs de commande, de securite, de
temporisation en leur fournissant, sous l'action de la
force centrifuge un couple déterminé.
On connait déja des mécanismes de ce genre dans
lesquels le pignon dentë est entraine par une cremaillère
lestée se déplaçant transversalement a l'axe de la fusée
sous llaction de la force centrifuge de giration de la
fusée. Ces mecanismes présentent l'inconvénient de
développer un couple moteur qui augmente linéairement.
On connalt également des mécanismes dans lesquels
le pignon denté est entralné par un secteur dente ou une
roue lestee sensibles à l'action de la force centrifuge
de giration de la fusée. Ces mécanismes présentent
llinconvénient de développer un couple moteur sinusoidal.
Par conséquent, aucun de ces mécanismes connus
ne convient pour l'entralnement de mecanismes regulateurs
qui doivent être soumis a un couple mo-teur sensiblement
constant.
Pour remedier aux inconvenients des mecanismes
susdits, l'invention telle que revendiquee en annexe
vise un mecanisme d'entralnement pour une fusee mécanique
à temps d'un projectile tournant autour d'un axe de
giration et destiné à coopérer avec un dispositif de
securite et de temporisation de la fusee, dispositif
ayant un arbre de commande, mecanisme comprenant
essentiellement au moins deux mobiles dentes montes rotatifs
sur laditè fusee, chaque mobile ayant un centre de
gravite excentre par rapport audit axe de giration du
projectile; un pignon denté engrenant au moins un desdits
mobiles, ledit pignon étant monté sur ledit arbre de
commande.
Le dessin annexe représente, schematiquement
et à titre dlexemple, une forme d'execution du mecanisme
selon llinvention et des variantes.
-- 1 --
~, ., ~
~ a fig. 1 en est une vue en coupe tr~3ver~ale de la
fusée.
~ a fig. 2 en e3t une vue en coupe axiale de la fusee.
Ia fig. 3 est un premier diagramme du couple moteur dé-
veloppé par le mecanisme représenté aux fig. 1 et 2.
La fig. 4 est un second diagramme du couple moteur dé-
veloppé par le mécanisme représenté aux fig. 1 et 2.
~ a fig. 5 est une vue semblable ~ la fig. 1 d'une pre-
mière variante.
La fig. 6 est un diagramme du couple ~oteur developpé
par le mécanisme représe~té à la fig. 5.
~ a fig. 7 est une vue semblable ~ la fig. 1 d 'une secon-
de variante,
La fig. 8 est une vue semblable à la fig. 1 d'une troi-
sième variante.
La fig. 9 est une vue semblable à la fig. 1 d'une qua-
trième variante.
La fig. 10 est une vue semblable à la fig. 1 d'une cin-
quième variante.
~ a fig. 11 est un diagramme du couple moteur développé
par le mécanisme représenté à la fig. 10.
La fig. 12 est une vue semblable à la fig. 1 d'une
sixieme variante.
:i,,!'
~ es fig. 13 et 14 sont des vues en coupe axiale de la
-fusée, ~ angle droit l'une par rapport à l'autre, repr~sen-
t~nt le m~canisme de la ~ig. 9 mont~ sur le dispo3itif de
sécurité de trajectoire de la fusée.
~ e mécanisme représenté aux ~ig. 1 et 2 comprend un mo-
bile 1 et un mobile 2. ~e mobile 1, qui pivote autour d'un
arbre ~, e~.t une roue de centre de gravité en 5 comportant
une denture d'engrenage 4. Le mobile 2, qui pivote autour
d1un arbre 6, est une roue de centre de gravité en 8 com-
portant une denture d'engrenage 7. ~a denture 7 du mobile
2 engrène avec la denture 4 du mob:ile 1. Les mouvements
des deu~ mobile~ 1 et 2 sont aqser~is. Le mobile 1 engr~ne
également avec un pignon denté 9 solidaire d'un arbre 10
dont l'axe coIncide avec l'axe de giration 11 du projecti-
le. ~e ce~tre de rotation du mobile 1 est ~ la distance a1du centre de giration 11. ~e centre de gravité 5 du mobile
1 est à la distance b1 de l'axe de l'arbre 1.
Le centre de rotation du mobile 2 est à la distance a2 du
centre de giration 11.. Le centre de gravité ~ du mobile 2
est ~ la distance b2 de l'axe de~l'arbre 6.
Le mécanisme centrifuge est monté dans une fusée
de projectile qui tourne à la vitesse (~p autour du centre
de gi.ration 11. La force centri~uge provoquée par la rota-
tion angulaire ~p détermine pour chacun des mobiles 1 et2 un couple centrifuge sinuso~dal qui a pour valeur:
C =~m , c~p . a . b~ sin r = Cn xi sin r .
~ étant l~angle que ~orme le rayon passant par le centre
de gravité avec la droite reliant le centre de giration 11
au centre de pivotement du mobile considéré (3 ou 6).
Le couple centrifuge Cl fait tourner le mobile 1
dans le sens de la flèche 12. Le centre de gravité 5 du
mobile 1 s'éloigne du centre de giration 11. I.e couple Cl
est positif, le mobile 1 est moteur. Le couple centrifu~e
C2 fait tourner le mobile 2 dans le sens de la flèche 13.
Le centre de gravité 8 du mobile 2 se rapproche du centre
de giration 11. Le couple C2 est négatif, le moblle 2 est
un frein. Les arbres 3, 6 et 10 sont logés dans des alé-
sages de deux platines 14 et 15, maintenues et centrées
par des entretoises non représentées.
L'axe 10 passant par le centre de giration 11 et
le centre de pivotement d'un mobile (axe 16 ou 17) divise
. le plan en deux zones, une zone où le couple est positif
- et une zone o~ le couple est négati~ A la limite, soit
- sur l'axe 16 ou 17 le couple correspondant est nul. Lorsque
: le centre de gravité d'un mobile est sur la perpendiculaire
à l'un des axes 16 ou 17 et qui passe par le point de rota-
tion du mobile, le couple centrifuge est maximum. Les deux
axes perpendiculaires sont représentés en 1~ et 19.
On a représenté ~ la fig. 3, graphiquement, les
valeurs _ _ .
~ .
8fl~)8 ~
~, _
des couples des mobiles t e-t 2, en prenant pour origine des
axes la droite passant par le couple maximum. ~ans ce cas,
la formule du couple devient
1 1 maxi Cos ~ et 2 2 maxiCs ~
Le mobils 1 effectue une rotation de - o~ a ~ d ~ Le cou-
ple passe du poi~t 21 au point 22. ~e mobile 2 e~fectue une
rotation de - ~ a + ~ . Le coupla pas3e du po~.nt 23 au po-n'~
24~ en passant par le point C2 maxi~ qui e~t le couple
C2 ~axi reduit à l'axe de rotation du mobile 1. ~n a donc :
C - C
2 maxi - 2 maxi r 2
où r1 et r2 sont les rayons primitif3 de3 dentures des mo`c;-
les 1 et 2.
~e couple résultant e3t la so~me algé~rique de C1 et C2.
On réalise la condition suivante : C12 = C1 maxi +
C2 m~xi; on obtie~lt alors le point 25 qui est 3ur la droite
21 - 22. ~e couple ré3ultant C~e3 est représenté en trait
point; on consta~e qu'il:est pratiquement constant.
'
c
Comme représent~ sur le diagramme de la fig. 3, les
P 1 maxi 2 maxi ont lieu ~imultanément; les
deux couples maxi sont sur l~axe vertical 26; les angle3 d
90nt 1u3 sur la droite horizontale 27 et les angles ~ sur
la droite horixontale 28.
- Dans l'exemple décrit, ~ varie de - 60 à + 600;
~ ~arie de - 90 à + 90. Le calcul indique que le cou-
ple résultant varie de ~ 1,6 ~0.
On a représenté.à la fig. 4 le3 couples C1 et C2 pour
~s ~es ~ variant de - 180 ~ +180 et des angles ~ va-
riant de - 270 ~ ~ 270. ~e couple résultant Cre~ varle
peu pour ~ ~ que 90, mais varie énormément pour G~ >`
; que 90.
On a représenté à la fig, 5 un m~cani~me centrifùge
semblable à celui des fig. 1 et 2. ~es deux couples C1 maxi et
C2 maxi ont lieu simultanément, mals la rotation des mobi-
les n'est pas symétrique par rapport à l'axe des couples
maxi:
~ varie de - 70 à -~ 50 et ~ varie de - 105 à
-~ 75. Dans ce cas également, le mobile 1 est moteur et
le mobile 2 est un frein.
On a représenté sur la ~ig. 6, graphiquement, les
valeurs Cl et C2. Le couple résultant Cres est représenté
en trait-point' on constate qu'il est pratiquement constant.
Le calcul indique que ce couple résultant varie de + 1,9%.
On a représenté sur la fig. 7 un mécanique centri-
fuge semblable à celui décrit sur les fig. 1 et 2 comportant
un mobile 1 moteur et le mobile 2 servant de frein. Le mo-
bile moteur 1 engrène avec un pignon 31 pivoté en 32 et
solidaire d'une roue 33 qui engrène avec le pignon 9. On
a introduit entre le mobile moteur et le pignon 9 un multi-
plicateur de vitesse. Le fonctionnement de ce mécanisme
est semblable à celui des mécanismes décrits précédemment.
Dans tous les exemples décrits ci-dessus, le mobile moteur
l engrène directement avec le mobile frein 2 et la sortie
du mécanisme centxifuge a lieu sur l'arbre 10 d'un pignon
9, arbre qui est placé sur l'axe de giration du projectile.
Toutefois, le pignon 9 ne doit pas être nécessai-
rement placé sur l~axe de giration' il peut en outre en-
grener soit avec le mobile moteur 1, soit avec le mobilede freinage 2. La sortie du mécanisme centrifuge peut
également s'effectuer soit par l'arbre 3 du mobile 1, soit
par l'arbre 6 du mobile 2.
On a représenté à la fig. 8 UII mécanisme centrifuge
comportant le mobile moteur 1, le mobile de freinage 2 et le
i pignon 9; les mobiles 1 et 2 n'engxènent pas directement.
Leurs mouvements sont asservis par l'intermédiaire du pignon
9. Le fonctionnement est semblable à celui des mécanismes
centrifuges décrits précédemment.
,
. . .
On a représenté a la fiy. 9 un mécanisme centri-
fuge semblable à celui décrit sur la fig. 8 compor-tant le
mobile moteur 1, le mobile frein 2 et le pignon 9. Les
a~es des mobiles 1 et 2 sont sur un diamètre passant par le
centre de gira-tion 11~ On réalise ainsi un mécanisme
s~métrique par rapport à cet axe.
Dans les exemples décrits, les mobiles 1 et 2
sont constitués par des masses rotatives. Les roues 1 et 2
peuvent être remplacées pal des secteurs dentés rotatifs.
Les roues 1 et 2 peuvent comporter des masses rapportées
permettant de fixer avec exactitude la position de leur
centre de gravité. Alternativement, des lumières (perfora-
tion du voile de la roue) perme-ttent de fixer la position
du centre de gravité.
On a représenté à la fig. 10 un mécanisme centri-
fuge comportant une crémaillère 41 guidée dans un logement
diamétral 42 d'une platine 43. L'axe 11 de la platine est
le centre de giration du projectile. La crémaillère 41
comporte deux dentures d'engrenage 44 et 45. ~u repos, le
centre de gravité de la crémaillère 41 est en 46. Après le
fonctionnement, le centre de gravité se trouve en 47. La
crémaillère 41 remplace le mobile moteur 1 des exemples
précédents.
La denture 44 de la crémaillère 41 engrène avec
la denture 48 d'une roue dentée 49. La denture 45 de la
crémaillère 41 engrène avec le pignon 9 solidaire de l'ar-
bre 10. Le centre de gravité de la roue dentée 49 est, au
repos, en 50. La crémaillère 41 se déplace dans le sens
de la flèche 51. La roue dentée 49 tourne dans le sens de
la flèche 52. En conséquence, la crémaillère effectue un
déplacement radial dl, et la roue dentée 49 effectue une
rotation de ~ 90 à - 90. La vitesse de giration du
projectile est CJp. La force centrifuge de la crémaillère
41 détermine sur le pignon 9 un couple moteur proportionnel
-- 8 --
au rayon du cen-tre de gravité, dorlc un couple linéalre,
tandis que le couple centri-fuge de la roue dentée 49 est
sinuso'idal.
La position du centre de gravi-té de la roue
dentée 49 est choisie de fa~con que le couple centrifuge soit
nul, lorsque la crémalllère es-t au milleu de sonddéplacement,
c'est-à-dire lorsqulelle a effectué un parcours 2 ~ On
constate qu'au départ, la roue dentée 49 est motrice et,
qu'après une rotation de 90, elle devient un frein. Le
fonctionnement de ce mécanisme cen-trifuge est semblable à
celui des mécanismes décrits précédemman-t.
La ~ig. 11 représente, diagrammatiquement, les
couples centrifuges de la crémaillère 41 et de la roue den-
tée 49. La droite 53 représente graphiquement le couple
moteur de la crémaillère qui se déplace du point 46 au point
47. La sinusoide S4 représente le couple de la roue dentée
49. Le couple résultant Cres est représenté en trait-point.
Pour un angle ~ de 90, le calcul montre que les
variations du couple résultant Cres sont de - 12%. Ces
variations peuvent etre diminuees si l'on agrandit le dia-
mètre de la roue dentée 49, donc si on diminue la valeur de
~, car la sinuso'lde se rapproche de plus en plus d'une droite.
On a représenté sur la fig. 12 un mécanisme cen-
trifuge comportant une crémaillère 41 guidée dans un loge-
ment 42 d'une platine 43. L'axe 11 de la platine est le
- centre de giration du projectile~ La crémaillère 41 com-
porte une denture 45 qui engrène avec le pignon 9, soli~
daire de l'arbre 10. Le pignon 9 engrène avec une roue
dentée 49. Le fonctionnement de ce mécanisme centrifuge
est identique à celui du mécanisme décrit di-dessus. La
crémaill~re motrice n'est pas reliée directement ~ la roue
~entée 49.
Dans tous les exemples décrits, l'angle total de
rotation de la roue de freinage est plus grand que l'angle
,.
total de rotation de la roue motrice. Le mobile moteur
pourrait servir temporairement de frein, tandis que l'autre
mobile serait temporairement mo-teur.
On a cherché a obtenir un couple pratiquement
constant. La meilleure solutlon est obtenue lorsque les
couples maxi aes deux mobiles ont lieu simultanément.
Les mécanismes centrifuges décrits peuvent servir
à entraîner toutes sortes de mécanismes utilisés dans des
fusées girantes, tels que des régulateurs de vitesse à
échappement, des mécanismes de securité, de temporisation,
de commande et des mécanismes à inertie. Ils peuvent égale-
ment entraîner un générateur électrique ou un alternateur
électrique pour fournir à la fusée l'énergie dont elle a
besoin.
Les mécanismes centrifuges du genre décrit pour-
raient comprendre un mobile moteur et deu~ mobiles de freinage,
ou deux mobiles moteurs et deux mobiles de freinage, ou un
nombre quelconque de mobiles moteurs associés à un r.ombre
quelconque de mobiles de freinage.
On a représenté aux 'fig~ 13 et 14 l'utilisation
d'un mécanisme selon la ~ig. 8 comme moteur d'un mécanisme
de temporisation destiné à libérer le mécanisme de sécurité
de détonateur d'une fusée pour projectile girant.
L'arhre 10, solidaire du pignon denté 9, porte la
roue d'échappement 55 du mécanisme de ternporisation qui est
ainsi mis en'marche lorsque le pignon 9 est entrainé en
rotatiorl sous l'effet de la force centrifuge de giration du
projectile. Les dents de la roue d'échappement 55 coopèrent
alors alternativement avec les sec-teurs cylindriques 56, S7
du balancer 58, après libération de ce dernier lors du
départ du coup, pour entretenir ses oscillations et dé-
verrouiller après une période de temps déterminée le rotor
porte-amorce 59 de la ~usée qui prend alors sa position de
mise à feu, de fa,con connue.
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