CH684549A5

CH684549A5 - Curved wing deployable for flying craft.

Info

Publication number: CH684549A5
Application number: CH3866/90A
Authority: CH
Inventors: Marc Bernard; Rene Thouron
Original assignee: Thomson Brandt Armements
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1990-12-06
Publication date: 1994-10-14
Also published as: IT9067978A1; GB9026534D0; IT9067978A0; GB2238856A; FR2655720B1; IT1241019B; FR2655720A1; GB2238856B

Description

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Description Description

L'invention concerne les ailes déployables, telles que celles employées sur les missiles, les roquettes et engins volants similaires, que l'on appellera globalement par la suite engin. Elle concerne en particulier un profil d'aile, adapté à la section de l'engin afin d'y occuper un minimum d'espace. The invention relates to deployable wings, such as those used on missiles, rockets and similar flying machines, which will be called globally hereinafter. It relates in particular to a wing profile, adapted to the section of the machine in order to occupy a minimum of space.

On connaît des engins munis d'ailes ou d'ailettes, articulées sur le corps de l'engin autour d'un axe oblique. Ceci a pour effet que, lors du déploiement, chacune des ailes passe d'une position repliée, parallèle à l'axe longitudinal de l'engin, à une position déployée dans laquelle l'aile est située dans un plan radial de manière à ce que le profil de l'aile soit parallèle à l'axe de l'engin. Ces ailes, généralement de section profilée, sont placées à l'intérieur de l'engin où elles occupent un volume important. Les espaces disponibles, à l'intérieur d'un engin, étant de plus en plus limités du fait du nombre de plus en plus important des modules qu'il faut insérer dans l'engin pour multiplier ses fonctions et augmenter ses performances, il est indispensable de diminuer le volume de certains éléments pour faciliter l'intégration de ces modules. There are known vehicles provided with wings or fins, articulated on the body of the vehicle around an oblique axis. This has the effect that, during deployment, each of the wings passes from a folded position, parallel to the longitudinal axis of the machine, to a deployed position in which the wing is located in a radial plane so that the wing profile is parallel to the axis of the machine. These wings, generally of profiled section, are placed inside the machine where they occupy a large volume. The spaces available, inside a machine, being more and more limited because of the more and more important number of modules which it is necessary to insert in the machine to multiply its functions and increase its performances, it is essential to reduce the volume of certain elements to facilitate the integration of these modules.

Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant un profil d'aile ayant la même fonction que précédemment, à savoir la stabilité et la manœuvrabilité de l'engin, mais dont la mise en place dans la section de l'engin permet un gain de place important. The object of the invention is to remedy the aforementioned drawbacks by proposing a wing profile having the same function as previously, namely the stability and the maneuverability of the craft, but the placement of which in the section of the This machine saves a lot of space.

L'objet de l'invention est une aile déployable pour un engin volant, articulée par des moyens d'ouverture permettant, au cours du déploiement de l'aile, de passer d'une position repliée dans laquelle un axe YY' selon l'envergure de l'aile est parallèle à l'axe longitudinal XX' de l'engin, à une position déployée dans laquelle l'aile est située dans un plan radial de manière à ce que le profil de l'aile soit parallèle à l'axe longitudinal de l'engin, l'aile comportant deux faces ayant chacune une forme galbée dans un plan perpendiculaire à l'axe YY', la concavité de chacune des deux faces étant orientée, en position repliée, dans un même sens vers l'intérieur de l'engin de façon à occuper un volume restreint dans la section de l'engin. The object of the invention is a deployable wing for a flying machine, articulated by opening means allowing, during the deployment of the wing, to pass from a folded position in which an axis YY 'along the wingspan of the wing is parallel to the longitudinal axis XX 'of the craft, in a deployed position in which the wing is situated in a radial plane so that the profile of the wing is parallel to the longitudinal axis of the craft, the wing having two faces each having a curved shape in a plane perpendicular to the axis YY ', the concavity of each of the two faces being oriented, in the folded position, in the same direction towards the inside the machine so as to occupy a limited volume in the section of the machine.

L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des dessins joints, parmi lesquels: The invention will be better understood using the explanations which follow and the attached drawings, among which:

- la fig. 1 est une vue d'un engin volant équipé d'ailes déployables selon un mode de réalisation de l'invention servant au pilotage et guidage de l'engin et sur lequel les ailes passent de la position repliée à la position déployée; - fig. 1 is a view of a flying machine equipped with deployable wings according to an embodiment of the invention used for piloting and guiding the machine and on which the wings pass from the folded position to the deployed position;

- la fig. 2 est une vue en coupe transversale selon un axe FF de la fig. 1, lorsque les ailes déployables selon l'invention sont en position repliée le long du corps de l'engin; - fig. 2 is a cross-sectional view along an axis FF of FIG. 1, when the deployable wings according to the invention are in the folded position along the body of the machine;

- la fig. 3a est une vue de dessous d'un mode de réalisation d'une aile selon l'invention; - fig. 3a is a bottom view of an embodiment of a wing according to the invention;

- la fig. 3b est une vue du profil d'un mode de réalisation d'une aile selon l'invention; - fig. 3b is a profile view of an embodiment of a wing according to the invention;

- la fig. 4a représente un mode de réalisation des moyens d'ouverture équipant chacune des ailes selon l'invention; - fig. 4a shows an embodiment of the opening means equipping each of the wings according to the invention;

- la fig. 4b représente le même moyen d'orientation de la fig. 4a équipé d'un moyen de contrôle. - fig. 4b represents the same orientation means of FIG. 4a equipped with a means of control.

La fig. 1 est une vue d'un engin volant 1 équipé, par exemple, d'une part d'ailes déployables 2 selon l'invention positionnées, par exemple, au milieu de l'engin et servant au guidage de l'engin 1 et, d'autre part, d'ailettes déployables 3 selon l'invention positionnées, par exemple, sur la partie arrière de l'engin pour assurer le pilotage et la stabilité de l'engin. Fig. 1 is a view of a flying object 1 equipped, for example, with a share of deployable wings 2 according to the invention positioned, for example, in the middle of the object and serving to guide the object 1 and, on the other hand, deployable fins 3 according to the invention positioned, for example, on the rear part of the machine to ensure the control and the stability of the machine.

Les matériaux constituant chaque aile et chaque ailette ont, par exemple, une structure plastique, tout autre matériau étant utilisable. The materials constituting each wing and each fin have, for example, a plastic structure, any other material being usable.

Les ailes 2 et les ailettes 3 sont positionnées, avant déverrouillage d'un système d'éjection, contre le corps de l'engin volant 1 et sont représentées en A, B et C en position rabattue. The wings 2 and the fins 3 are positioned, before unlocking an ejection system, against the body of the flying object 1 and are shown in A, B and C in the folded position.

Les ailes 2 et les ailettes 3 sont montées pivotantes par rapport au corps de l'engin 1 autour de moyens d'ouverture. Ces moyens sont, par exemple, constitués, pour le déploiement des ailes 2, d'un premier bras 4 oblique par rapport à l'axe longitudinal XX' de l'engin; ce bras 4 est fixé, dans un mode de réalisation, à une extrémité 5 de l'aile 2 et s'encastre, par exemple, dans un corps fixe dans l'engin (non représenté) dont l'axe est incliné par rapport à l'axe longitudinal XX'. The wings 2 and the fins 3 are pivotally mounted relative to the body of the machine 1 around opening means. These means are, for example, constituted, for the deployment of the wings 2, a first arm 4 oblique to the longitudinal axis XX 'of the machine; this arm 4 is fixed, in one embodiment, to one end 5 of the wing 2 and is embedded, for example, in a fixed body in the machine (not shown) whose axis is inclined relative to the longitudinal axis XX '.

Dans un autre mode de réalisation, comme celui représenté sur les fig. 4a et 4b, un bras oblique 4' est fixé par exemple sur un deuxième corps fixe 6 ayant un axe central ZZ'. L'aile 2 comporte alors, à son extrémité inférieure 5, une échancrure de forme cylindrique dont le diamètre est légèrement supérieur à celui du bras oblique 4 pour permettre l'encastrement de l'aile 2 dans le deuxième corps fixe 6. Un système auto-bloquant, non représenté, est également prévu sur le deuxième bras oblique 4' pour éviter, à l'ouverture de l'aile 2, un arrachement de cette dernière. Ce deuxième corps fixe 6 est positionné de manière à ce que son axe ZZ' soit perpendiculaire à l'axe longitudinal XX' de l'engin volant. Des moyens de 30 contrôle 7, par exemple mécaniques et électriques, peuvent réguler l'ouverture des ailes 2 pour optimiser les performances de l'engin et pour éviter la détérioration des ailes 2 ou des moyens de fixation de ces ailes 2. In another embodiment, such as that shown in FIGS. 4a and 4b, an oblique arm 4 'is fixed for example on a second fixed body 6 having a central axis ZZ'. The wing 2 then has, at its lower end 5, a notch of cylindrical shape whose diameter is slightly greater than that of the oblique arm 4 to allow the embedding of the wing 2 in the second fixed body 6. An auto system -blocking, not shown, is also provided on the second oblique arm 4 'to avoid, when the wing 2 is opened, the latter tearing off. This second fixed body 6 is positioned so that its axis ZZ 'is perpendicular to the longitudinal axis XX' of the flying object. Control means 7, for example mechanical and electrical, can regulate the opening of the wings 2 to optimize the performance of the machine and to prevent deterioration of the wings 2 or of the means for fixing these wings 2.

Si on désigne par YY' l'axe central de l'aile 2 selon son envergure, on voit que le bras 4 permet ainsi d'amener l'aile de sa position rabattue, parallèle à l'axe longitudinal XX' de l'engin, à sa position déployée où l'axe YY' est perpendiculaire à l'axe XX'. If we designate by YY 'the central axis of the wing 2 according to its wingspan, we see that the arm 4 thus makes it possible to bring the wing from its folded position, parallel to the longitudinal axis XX' of the craft , in its deployed position where the axis YY 'is perpendicular to the axis XX'.

Ce système d'ouverture des ailes 2 autorise une envergure d'ailes relativement importante, ce qui augmente considérablement la qualité du pilotage de l'engin 1. Toutefois d'autres moyens d'ouverture peuvent être utilisés, comme une ouverture selon deux axes perpendiculaires, l'un permettant un déploiement de l'aile dans un plan contenant l'axe longitudinal de l'engin, par exemple d'un angle de 90°, et l'autre assurant une rotation de l'aile autour This system of opening the wings 2 allows a relatively large wingspan, which considerably increases the quality of the control of the machine 1. However, other means of opening can be used, such as an opening along two perpendicular axes. , one allowing the deployment of the wing in a plane containing the longitudinal axis of the machine, for example by an angle of 90 °, and the other ensuring a rotation of the wing around

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de son axe, par exemple d'un angle de 90°, pour se placer dans la position représentée à la fig. 1. of its axis, for example by an angle of 90 °, to place itself in the position shown in fig. 1.

Avant et pendant le tir de l'engin, par exemple d'un canon, un système d'éjection maintient les ailes 2 et les ailettes 3 contre le corps de l'engin. Après le tir, ce système est déverrouillé et autorise le déploiement des ailes et des ailettes. Nous nous intéresserons plus particulièrement, au cours de la suite de la description, au déploiement des ailes 2 servant à créer une portance aérodynamique de l'engin 1, étant entendu que le mécanisme est analogue par les ailettes 3. Sur la fig. 1, on peut suivre la progression du déploiement des ailes 2. En effet, différents états intermédiaires sont représentés entre la position rabattue des ailes (positions A et B) et la position déployée de ces mêmes ailes (respectivement positions E et D). Before and during the firing of the device, for example from a cannon, an ejection system maintains the wings 2 and the fins 3 against the body of the device. After firing, this system is unlocked and allows the deployment of wings and fins. We will be more particularly interested, during the following description, in the deployment of the wings 2 serving to create an aerodynamic lift of the machine 1, it being understood that the mechanism is similar by the fins 3. In FIG. 1, we can follow the progress of the deployment of the wings 2. Indeed, different intermediate states are represented between the folded position of the wings (positions A and B) and the deployed position of these same wings (positions E and D respectively).

Chaque aile 2 possède deux faces. Une première face 8, en position repliée, est directement en contact avec le corps 10 de l'engin 1. Une deuxième face 9, placée en vis-à-vis de la première face 8a, par exemple, sensiblement la même surface et une forme semblable à celle de la première face. Le profil galbé, obtenu par la réunion des deux faces, peut être réalisé par exemple par injection plastique ou moulage ou forgeage. Each wing 2 has two faces. A first face 8, in the folded position, is directly in contact with the body 10 of the machine 1. A second face 9, placed opposite the first face 8a, for example, substantially the same surface and a shape similar to that of the first side. The curved profile, obtained by the union of the two faces, can be produced for example by plastic injection or molding or forging.

Une description plus détaillée de chacune des ailes 2 est représentée sur les fig. 3a et 3b. A more detailed description of each of the wings 2 is shown in FIGS. 3a and 3b.

Chaque aile 2 possède une configuration presque rectangulaire, lorsqu'elle est représentée vue de dessous selon l'axe YY' comme illustré sur la fig. 3a. Elle est constituée ici de quatre côtés désignés 13, 14, 15 et 16. Les côtés 13 et 15 ont une envergure identique et les côtés 14 et 16 ont une section légèrement différente. Le côté 13 est parallèle, sur toute la longueur, à l'axe YY' et le côté 15 comprend deux parties, une première partie 18 parallèle à l'axe YY' et une seconde partie 17 légèrement oblique. Cette seconde partie 17 a été prévue pour éviter, lors du déploiement des ailes 2, un chevauchement des ailes 2 pouvant entraîner leur détérioration. Each wing 2 has an almost rectangular configuration, when it is represented seen from below along the axis YY 'as illustrated in FIG. 3a. It consists here of four sides designated 13, 14, 15 and 16. The sides 13 and 15 have an identical span and the sides 14 and 16 have a slightly different section. The side 13 is parallel, over the entire length, to the axis YY 'and the side 15 comprises two parts, a first part 18 parallel to the axis YY' and a second part 17 slightly oblique. This second part 17 has been provided to avoid, during the deployment of the wings 2, an overlap of the wings 2 which could lead to their deterioration.

Sur la fig. 1, les ailes 2 fixées, par exemple, sur une partie fixe 19 de l'engin, ont une configuration alternée en position repliée de façon à ce que les concavités soient aussi alternées en position déployée, de manière à minimiser le couple de roulis. Dans un tel cas, les ailes sont fixées deux par deux et elles sont en nombre pair; par exemple, on utilise six ailes galbées. Toutefois, il est possible de positionner un nombre impair d'ailes 2 en utilisant, par exemple, une bague sur laquelle sont fixées les ailes 2 par des systèmes d'encastrement connus; cette bague mobile autour du corps 10 de l'engin, ce qui évite le couple de roulis exercé par celle des ailes qui n'est pas couplée. In fig. 1, the wings 2 fixed, for example, on a fixed part 19 of the machine, have an alternate configuration in the folded position so that the concavities are also alternated in the deployed position, so as to minimize the roll torque. In such a case, the wings are fixed two by two and they are in even number; for example, six curved wings are used. However, it is possible to position an odd number of wings 2 using, for example, a ring on which the wings 2 are fixed by known mounting systems; this ring movable around the body 10 of the machine, which avoids the roll torque exerted by that of the wings which is not coupled.

Chaque aile 2 a une envergure de longueur L et une corde 21 de longueur 1, définie comme étant la distance entre les points a et b situés respectivement sur le bord d'attaque et le bord de fuite de l'aile. Each wing 2 has a span of length L and a cord 21 of length 1, defined as the distance between the points a and b situated respectively on the leading edge and the trailing edge of the wing.

Sur la fig. 3b les deux faces 8 et 9 ont une forme galbée c'est-à-dire qu'elles ont des concavités respectivement 11 et 12 positionnées dans un plan perpendiculaire à l'axe YY' de l'aile 2, orientées tous les deux dans le même sens et dirigées, en position rabattue, vers l'intérieur de l'engin 1. De la sorte, chacune des ailes épouse au mieux la forme circulaire du corps 10 de l'engin en évitant tout dépassement, comme représenté sur le schéma de la fig. 1. La surface 20, limitée par les deux faces 8 et 9 et positionnée dans un plan perpendiculaire à l'axe YY' de l'aile, est appelée profil de l'aile. In fig. 3b the two faces 8 and 9 have a curved shape, that is to say that they have concavities respectively 11 and 12 positioned in a plane perpendicular to the axis YY 'of the wing 2, both oriented in the same direction and directed, in the folded position, towards the interior of the machine 1. In this way, each of the wings conforms as best as possible to the circular shape of the body 10 of the machine, avoiding any overshoot, as shown in the diagram of fig. 1. The surface 20, limited by the two faces 8 and 9 and positioned in a plane perpendicular to the axis YY ′ of the wing, is called the profile of the wing.

Sur la fig. 2, on peut voir une coupe transversale selon un axe FF de l'engin représenté sur la fig. 1, avant le déploiement des ailes. In fig. 2, we can see a cross section along an axis FF of the machine shown in FIG. 1, before the deployment of the wings.

Dans cette représentation, six ailes galbées 2 sont positionnées sur la périphérie du corps 10 de l'engin. Ce système d'éjection permet, avant son déverrouillage, d'appliquer les ailes 2 contre le corps 10 de l'engin pour éviter que des effets aérodynamiques ne perturbent sa trajectoire. D'autre part, grâce à la forme galbée des ailes 2, le volume qu'elles occupent est limité, ce qui permet, par exemple, le transport d'une charge militaire plus importante et, plus généralement, permet d'augmenter les performances de l'engin volant. In this representation, six curved wings 2 are positioned on the periphery of the body 10 of the machine. This ejection system allows, before unlocking, to apply the wings 2 against the body 10 of the machine to prevent aerodynamic effects from disturbing its trajectory. On the other hand, thanks to the curved shape of the wings 2, the volume they occupy is limited, which allows, for example, the transport of a greater military load and, more generally, makes it possible to increase performance. of the flying object.

L'invention n'est pas limitée au mode d'exécution représenté et décrit ainsi qu'à l'application qui n'a été choisie qu'à titre d'exemple; elle peut s'appliquer à tous les systèmes utilisant des ailes ou des ailettes déployables de grande envergure et où il existe des contraintes d'encombrement. The invention is not limited to the embodiment shown and described as well as to the application which has been chosen only by way of example; it can be applied to all systems using large wings or deployable fins and where there are space constraints.

Claims

1. Deployable wing for a flying machine (1), hingedly attached to the machine by opening means which allow, during the deployment of the wing (2), to pass from a folded position in which the central axis (YY ') of the wing according to its wingspan is parallel to the longitudinal axis (XX') of the craft (1), in a deployed position in which the wing (2) is located in a radial plane, the profile (20) of the wing (2) being parallel to the longitudinal axis (XX ') of the machine, the wing being characterized in that it has two faces (8, 9) each having a curved shape in a plane perpendicular to the central axis of the wing (YY '), the concavity of each of the two faces (8, 9) being oriented in the same direction towards the interior of the craft ( 1) when the wing is in the folded position.

2. Wing according to claim 1, characterized in that the opening means comprise a first oblique arm (4) positioned at one end (5) of the wing (2), this arm (4) fitting into a first body fixed in the body (10) of the machine (1).

3. Wing according to claim 2, characterized in that the opening means comprise a second oblique arm (4 ') positioned on a second body (6) fixed in the body (10) of the machine and in which s 'embed the lower end (5) of the wing (2) which contains a notch for this purpose.

4. Wing according to claim 1, characterized in that the opening means ensure the opening of the wing successively along two perpendicular axes.

5. Flying machine, characterized in that it comprises a plurality of wings according to one of claims -

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6. Machine according to claim 5, characterized in that the wings open two by two in an opposite direction so as to minimize the aerodynamic roll torque in the case where the number of wings is even.

7. Machine according to claim 5, characterized in that the wings are positioned at the periphery of the body of the machine on a ring movable around the body, and that the number of wings is odd.

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