La présente invention concerne un projectile, notamment sous-marin, du type comportant une coque et un élément de propulsion, ledit élément de propulsion comprenant : un premier arbre rotatif apte à être mis en rotation par rapport à la coque autour d’un axe ; et une première hélice apte à être entraînée en rotation par ledit premier arbre rotatif.

De manière classique, pour des raisons de sécurité, les projectiles sous- marins de type torpilles sont lancés alors que leur système de propulsion est à l’arrêt. Il est nécessaire de leur appliquer un effort de poussée important afin de les éjecter. Il est notamment connu d’équiper les dispositifs de lancement de refouloirs pneumatiques, comme décrit dans le document WO2017162602.

L’effort d’éjection s’applique à la partie arrière de la torpille et est notamment reçu par l’hélice ou les hélices. Des chocs violents peuvent dont être transférés aux arbres rotatifs et/ou aux systèmes de roulements portant lesdits arbres rotatifs, ce qui peut entraîner des détériorations du mécanisme de propulsion.

La présente invention a pour but de fournir un projectile apte à minimiser l’impact de l’éjection sur l’état du mécanisme de propulsion.

A cet effet, l’invention a pour objet un projectile du type précité, dans lequel : la première hélice et la coque comprennent respectivement une première butée et une première contre-butée en vis-à-vis l’une de l’autre ; la première hélice est apte à coulisser axialement le long du premier arbre rotatif entre une première position, dans laquelle un premier jeu non nul est ménagé entre les premières butée et contre-butée, et une deuxième position, dans laquelle les premières butée et contre- butée sont en contact ; l’élément de propulsion comporte en outre un premier élément de rappel élastique, réversiblement déformable selon l’axe entre un premier et un deuxième états de contrainte, lesdits premier et deuxième états correspondant respectivement à la première et à la deuxième positions de la première hélice, la contrainte du premier état étant inférieure à la contrainte du deuxième état.

Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le projectile comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :

- le premier élément de rappel élastique est un ressort de compression, de préférence une rondelle ressort ; - la première hélice comporte en outre une deuxième contre-butée, axialement opposée à la première butée ;

- l’élément de propulsion comporte en outre : un deuxième arbre rotatif apte à être mis en rotation par rapport à la coque autour de l’axe ; et une deuxième hélice apte à être entraînée en rotation par ledit deuxième arbre rotatif ; la deuxième hélice comprend une deuxième butée en vis-à-vis de la deuxième contre-butée ; la deuxième hélice est apte à coulisser axialement le long du deuxième arbre rotatif entre une troisième position, dans laquelle un deuxième jeu non nul est ménagé entre les deuxièmes butée et contre-butée, et une quatrième position, dans laquelle les deuxièmes butée et contre-butée sont en contact ; l’élément de propulsion comporte en outre un deuxième élément de rappel élastique, réversiblement déformable selon l’axe entre un troisième et un quatrième états de contrainte, lesdits troisième et quatrième états correspondant respectivement à la troisième et à la quatrième positions de la deuxième hélice, la contrainte du troisième état étant inférieure à la contrainte du quatrième état ;

- l’élément de propulsion est configuré de sorte que, lorsque la deuxième hélice est dans la quatrième position par rapport au deuxième arbre rotatif, la première hélice est dans la deuxième position par rapport au premier arbre rotatif ;

- le deuxième élément de rappel élastique est un ressort de compression, de préférence une rondelle ressort ;

- les premier et deuxième arbres rotatifs ont des sens de rotation opposés ;

- le projectile comprend une surface de poussée apte à transférer un effort axial à la première hélice ;

- la surface de poussée est portée par la deuxième hélice et axialement opposée à la deuxième butée.

L’invention se rapporte en outre à un ensemble de lancement comprenant : un projectile tel que décrit ci-dessus ; et un tube de lancement comportant : une chambre interne apte à recevoir le projectile ; et un dispositif d’éjection, apte à exercer une poussée sur la surface de poussée du projectile, de sorte à éjecter ledit projectile hors de la chambre interne.

L’invention se rapporte en outre à un procédé de lancement d’un projectile tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes : application d’un effort axial contre la surface de poussée ; transfert dudit effort axial à la première butée ; de sorte à entraîner le coulissement de la première hélice le long du premier arbre rotatif, de la première position à la deuxième position ; et le passage du premier élément de rappel élastique du premier au deuxième état de contrainte ; puis transfert de l’effort axial de la première hélice à la coque, conduisant au lancement du projectile ; détente du premier élément de rappel élastique du deuxième au premier état de contrainte.

Selon un mode de réalisation préféré, le transfert de l’effort axial à la première butée comprend le coulissement de la deuxième hélice le long du deuxième arbre rotatif, de la troisième position à la quatrième position ; et le passage du deuxième élément de rappel élastique du troisième au quatrième état de contrainte ; et simultanément à la détente du premier élément de rappel élastique, le procédé comprend la détente du deuxième élément de rappel élastique du quatrième au troisième état de contrainte.

L’invention se rapporte en outre à un procédé de fonctionnement d’un projectile tel que décrit ci-dessus, dans lequel : chacun des premier et deuxième arbres rotatifs est entraîné en rotation par rapport à la coque autour de l’axe ; et les première et deuxième hélices sont respectivement dans la première et dans la troisième positions.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

- [Fig 1] la figure 1 est une vue schématique, en coupe partielle, d’un ensemble de lancement comprenant un projectile selon un mode de réalisation de l’invention ; et

- [Fig 2] la figure 2 est une vue schématique partielle, en coupe, du projectile de la figure 1 .

La figure 1 montre un ensemble de lancement 10 selon un mode de réalisation de l’invention. L’ensemble de lancement 10 est notamment destiné à équiper un navire, tel qu’un bâtiment de surface ou un sous-marin.

L’ensemble de lancement 10 est notamment destiné au lancement d’un projectile 12 en milieu sous-marin. L’ensemble de lancement 10 comporte le projectile 12 et un tube 14 de lancement.

Le projectile 12, par exemple une torpille, est apte à se déplacer en milieu sous-marin. Le projectile 12 comporte notamment une coque 16, un ou des ailerons 18 et un élément de propulsion 20.

La coque 16 présente une forme longitudinale s’étendant selon un axe principal 22. Ledit axe principal 22 constitue un axe de déplacement du projectile 12. L’élément de propulsion 20 est apte à déplacer le projectile 12 le long dudit axe principal 22, selon un sens de déplacement. L’élément de propulsion 20 est disposé à l’arrière de la coque 16 selon ledit sens de déplacement.

L’élément de propulsion 20 comprend : un bloc moteur 24 disposé à l’intérieur de la coque 16 ; au moins un arbre rotatif 26, 28 ; et au moins une hélice 30, 32.

L’au moins un arbre rotatif 26, 28 est apte à être mis en rotation par rapport à la coque 16, autour de l’axe principal 22, par le bloc moteur 24.

L’au moins une hélice 30, 32 est apte à être entraînée en rotation par l’au moins un arbre rotatif 26, 28 autour de l’axe principal 22.

Comme il sera détaillé par la suite, l’élément de propulsion 20 comprend en outre au moins un élément 33, 34 de rappel élastique, associé à l’au moins une hélice 30, 32.

Une vue de détail de l’élément de propulsion 20 est visible sur la figure 2. Dans le mode de réalisation représenté, l’élément de propulsion comporte un premier 26 et un deuxième 28 arbres rotatifs, coaxiaux et disposés selon l’axe principal 22. Par exemple, le premier arbre rotatif 26 est de forme tubulaire, le deuxième arbre rotatif 28 étant disposé à l’intérieur dudit premier arbre rotatif 26.

Une partie avant 35, 36 de chacun des premier 26 et deuxième 28 arbres rotatifs est située à l’intérieur de la coque 16 et reliée au bloc moteur 24. De préférence, les premier 26 et deuxième 28 arbres rotatifs sont libres en rotation l’un par rapport à l’autre. Selon un mode de réalisation préférentiel, le bloc moteur 24 est apte à faire tourner les premier 26 et deuxième 28 arbres rotatifs selon des sens de rotation opposés.

De préférence, le bloc moteur 24 comporte deux moteurs distincts, chacun desdits moteurs étant relié à l’un des arbres rotatifs 26, 28.

Une partie arrière 38, 40 de chacun des premier 26 et deuxième 28 arbres rotatifs forme une saillie axiale hors de la coque 16. De plus, la partie arrière 40 du deuxième arbre rotatif 28 forme une saillie axiale par rapport au premier arbre rotatif 26 tubulaire.

Chacune des parties arrière 38, 40 des premier 26 et deuxième 28 arbres rotatifs comporte une extrémité filetée 42, 44.

Des premiers roulements 46 sont interposés radialement entre la coque 16 et le premier arbre rotatif 26. De même, des deuxièmes roulements 48 sont interposés radialement entre le premier 26 et le deuxième 28 arbres rotatifs.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, l’élément de propulsion 20 comporte une première 30 et une deuxième 32 hélices, respectivement assemblées au premier 26 et au deuxième 28 arbres rotatifs. Comme il sera détaillé par la suite, chacune des première 30 et deuxième 32 hélices est apte à coulisser axialement sur l’arbre rotatif 26, 28 correspondant.

Comme visible sur la figure 2, l’élément de propulsion 20 comporte un premier 33 et un deuxième 34 éléments de rappel élastiques, respectivement associés à la première 30 et à la deuxième 32 hélices. Comme il sera détaillé par la suite, chacun des premier 33 et deuxième 34 éléments de rappel élastique est apte à se déformer réversiblement selon l’axe principal 22, en fonction du coulissement axial de l’hélice 30, 32 associée sur l’arbre rotatif 26, 28 correspondant. Le premier 33 et/ou le deuxième 34 élément de rappel élastique est de préférence un ressort de compression.

Chacune des première 30 et deuxième 32 hélices comporte respectivement un premier 50 et un deuxième 52 moyeux, visibles sur la figure 2.

Le premier moyeu 50 de la première hélice 30 comporte une première bague de montage 54, au contact de la partie arrière 38 du premier arbre rotatif 26. La première bague de montage 54 est bloquée en rotation par rapport à ladite partie arrière 38. Le premier moyeu 50 est ainsi apte à être entraîné en rotation par le premier arbre rotatif 26.

Le premier moyeu 50 comporte en outre une surface avant, formant une première butée 56. Ladite première butée 56 est une surface sensiblement perpendiculaire à l’axe principal 22 et orientée vers l’avant.

La coque 16 comporte par ailleurs une surface arrière, formant une première contre-butée 58. Ladite première contre-butée 58 est une surface sensiblement perpendiculaire à l’axe principal 22 et orientée vers l’arrière.

De préférence, chacune des premières butée 56 et contre-butée 58 est sensiblement plane et en forme de couronne, continue ou fragmentée.

Dans le mode de réalisation représenté, le premier élément de rappel élastique est une première rondelle ressort 33, de type rondelle Belleville, disposée autour de la partie arrière 38 du premier arbre rotatif 26. L’avant de la première rondelle ressort 33 est bloqué axialement par ladite partie arrière 38 ; l’arrière de ladite première rondelle ressort 33 est au contact de la première bague de montage 54.

L’élément de propulsion 20 comporte un premier écrou 60, associé à la première hélice 30. Le premier écrou 60 est monté sur l’extrémité filetée 42 du premier arbre rotatif 26. La première bague de montage 54 est interposée axialement entre la première rondelle ressort 33 et le premier écrou 60. Dans une première configuration du projectile 12, visible sur la figure 2, le premier écrou 60 est en contact axial avec la première bague de montage 54 ; la première rondelle ressort 33 est comprimée axialement dans un premier état de contrainte, entre ladite première bague 54 et le premier arbre rotatif 26 ; par ailleurs, un premier jeu 62 axial non nul est ménagé entre la première butée 56, portée par la première hélice 30, et la première contre-butée 58 portée par la coque 16.

De préférence, la contrainte de la première rondelle ressort 33 dans le premier état est non nulle, ladite première rondelle ressort 33 étant donc précontrainte dans la première configuration du projectile 12.

Le premier moyeu 50 est apte à coulisser sur le premier arbre rotatif 26 entre une première position, correspondant à la première configuration décrite ci-dessus, et une deuxième position (non représentée) dans laquelle les premières butée 56 et contre-butée 58 sont au contact l’une de l’autre.

Lorsque le premier moyeu 50 est dans la deuxième position, la première rondelle ressort 33 est comprimée axialement dans un deuxième état de contrainte, correspondant à une contrainte supérieure au premier état. La première rondelle ressort 33 tend donc à ramener le premier moyeu 50 dans la première position.

Le deuxième moyeu 52 de la deuxième hélice 32 comporte une deuxième bague de montage 64, au contact de la partie arrière 40 du deuxième arbre rotatif 28. La deuxième bague de montage 64 est bloquée en rotation par rapport à ladite partie arrière 40. Le deuxième moyeu 52 est ainsi apte à être entraîné en rotation par le deuxième arbre rotatif 28.

Le deuxième moyeu 52 comporte en outre une surface avant, formant une deuxième butée 66. Ladite deuxième butée 66 est une surface sensiblement perpendiculaire à l’axe principal 22 et orientée vers l’avant.

Le premier moyeu 50 comporte par ailleurs une surface arrière, formant une deuxième contre-butée 68. Ladite deuxième contre-butée 68 est une surface sensiblement perpendiculaire à l’axe principal 22 et orientée vers l’arrière.

De préférence, chacune des deuxièmes butée 66 et contre-butée 68 est sensiblement plane et en forme de couronne, continue ou fragmentée.

Dans le mode de réalisation représenté, le deuxième élément de rappel élastique est une deuxième rondelle ressort 34, de type rondelle Belleville, disposée autour de la partie arrière 40 du deuxième arbre rotatif 28. L’avant de la deuxième rondelle ressort 34 est bloqué axialement par ladite partie arrière 40 ; l’arrière de ladite deuxième rondelle ressort 34 est au contact de la deuxième bague de montage 64. L’élément de propulsion 20 comporte un deuxième écrou 70, associé à la deuxième hélice 32. Le deuxième écrou 70 est monté sur l’extrémité filetée 44 du deuxième arbre rotatif 28. La deuxième bague de montage 64 est interposée axialement entre la deuxième rondelle ressort 34 et le deuxième écrou 70.

Dans la première configuration du projectile 12, visible sur la figure 2, le deuxième écrou 70 est en contact axial avec la deuxième bague de montage 64 ; la deuxième rondelle ressort 34 est comprimée axialement dans un troisième état de contrainte, entre ladite deuxième bague 64 et le deuxième arbre rotatif 28 ; par ailleurs, un deuxième jeu 72 axial non nul est ménagé entre la deuxième butée 66, portée par la deuxième hélice 32, et la deuxième contre-butée 68 portée par la première hélice 30.

De préférence, la contrainte de la deuxième rondelle ressort 34 dans le troisième état est non nulle, ladite deuxième rondelle ressort 34 étant donc précontrainte dans la première configuration du projectile 12.

Le deuxième moyeu 52 est apte à coulisser sur le deuxième arbre rotatif 28 entre une troisième position, correspondant à la première configuration du projectile 12 décrite ci-dessus, et une quatrième position.

Dans ladite quatrième position du deuxième moyeu 52, les deuxièmes butée 66 et contre-butée 68 sont au contact l’une de l’autre ; et les premières butée 56 et contre-butée 58, décrites ci-dessus, sont également au contact l’une de l’autre.

Plus précisément, dans la quatrième position du deuxième moyeu 52 sur le deuxième arbre rotatif 28, le premier moyeu 50 est comprimé axialement entre la coque 16 et le deuxième moyeu 52. Cette quatrième position du deuxième moyeu 52 correspond à une deuxième configuration du projectile 12, non représentée.

Lorsque le deuxième moyeu 52 est dans la quatrième position, la deuxième rondelle ressort 34 est comprimée axialement dans un quatrième état de contrainte, correspondant à une contrainte supérieure au troisième état. La deuxième rondelle ressort 34 tend donc à ramener le deuxième moyeu 52 dans la troisième position, correspondant à la première configuration du projectile 12.

Les premier 62 et deuxième 72 jeux axiaux sont notamment réglés lors de la fabrication du projectile 12, par la position de vissage des premier 60 et deuxième 70 écrous sur les extrémités filetées 42, 44 correspondantes des arbres rotatifs 26, 28. La contrainte de chaque rondelle ressort 33, 34 dans la première configuration du projectile 12 dépend également de la position de vissage de l’écrou 60, 70 correspondant. Le deuxième moyeu 52 comporte en outre une surface arrière, formant une surface de poussée 74 du projectile 12. Ladite surface de poussée 74 est une surface sensiblement perpendiculaire à l’axe principal 22 et orientée vers l’arrière.

De préférence, la surface de poussée 74 est en forme de couronne, continue ou fragmentée, disposée à distance radiale des arbres rotatifs 26, 28.

Selon une variante de réalisation non représentée, l’élément de propulsion du projectile ne comporte qu’un seul arbre rotatif 26 et une seule hélice 30. La surface de poussée du projectile est ainsi formée par la surface arrière 68 du premier moyeu 50, par analogie avec la figure 2.

Le tube de lancement 14 de l’ensemble de lancement 10 va à présent être décrit.

Le tube de lancement 14 comprend une chambre interne 80 et un dispositif de lancement 82. La chambre interne 80, apte à contenir le projectile 12, présente une forme allongée selon un axe 84 et comporte une ouverture 86 à une extrémité. Le dispositif de lancement 82, disposé à l’autre extrémité de la chambre interne 80, est apte à éjecter le projectile 12 hors du tube de lancement par l’ouverture 86.

Le dispositif de lancement 82 comporte par exemple un refouloir pneumatique, comme décrit dans le document WO2017162602. Ledit refouloir pneumatique comporte notamment une tête de poussée 88, mobile axialement par rapport à la chambre interne 80. La tête de poussée 88 est notamment configurée pour exercer une poussée selon l’axe 84 contre la surface de poussée 74 du projectile 12.

En particulier, la tête de poussée 88 est configurée pour entrer en contact axial avec la surface de poussée 74 sans entrer en contact avec les arbres rotatifs 26, 28. La tête de poussée 88 présente par exemple une surface frontale en forme de couronne. En variante non représentée, la surface de poussée 74 forme une saillie arrière par rapport au deuxième arbre rotatif 28 et la tête de poussée 88 peut alors présenter une surface frontale en forme de disque.

La figure 1 représente l’ensemble de lancement 10 dans une configuration initiale, dans laquelle le projectile 12 est reçu dans la chambre interne 80. L’axe principal 22 du projectile 12 et l’axe 84 de la chambre interne 80 sont sensiblement confondus.

Un procédé de mise en oeuvre de l’ensemble de lancement 10 ci-dessus va maintenant être décrit.

Dans un état initial du procédé, l’ensemble de lancement 10, équipant par exemple un sous-marin, est dans un environnement immergé. En particulier, le tube de lancement 14 est disposé sous l’eau, la chambre interne 80 est remplie d’eau et l’ouverture 86 débouche par exemple sous la surface de la mer. Par ailleurs, le projectile 12 est reçu dans le tube de lancement 14, dans la configuration initiale précédemment décrite. Le projectile 12 est alors dans la première configuration, décrite ci-dessus et visible sur la figure 2.

Le dispositif de lancement 82 est alors activé, conduisant au déplacement axial de la tête de poussée 88. Ladite tête de poussée exerce donc un effort contre la surface de poussée 74 du projectile 12, ledit effort étant orienté selon l’axe principal 22 et dirigé vers l’avant.

L’effort de poussée est ainsi transmis essentiellement au deuxième moyeu 52, qui porte la surface de poussée 74 du projectile 12. Le deuxième moyeu 52 est donc entraîné en coulissement axial le long du deuxième arbre rotatif 28, ce qui comprime la deuxième rondelle ressort 34.

A partir d’une position intermédiaire du deuxième moyeu 52 le long du deuxième arbre rotatif 28, la deuxième butée 66 portée par ledit deuxième moyeu 52 vient au contact de la deuxième contre-butée 68, portée par le premier moyeu 50. Ledit premier moyeu 50 est alors également entraîné en coulissement axial par rapport au premier arbre rotatif 26, ce qui comprime la première rondelle ressort 33.

Le projectile 12 atteint ensuite la deuxième configuration, dans laquelle la première butée 56 portée par le premier moyeu 50 vient au contact de la première contre-butée 58, portée par la coque 16. Les deuxièmes butée 66 et contre-butée 68 sont toujours au contact l’une de l’autre.

L’effort axial de poussée exercé par la tête de poussée 88 est donc transmis à la coque 16 du projectile 12, par l’intermédiaire du deuxième 52 et du premier 50 moyeux. Le projectile 12 est ainsi éjecté hors de la chambre interne 80 par l’ouverture 86.

En particulier, l’effort de poussée est transmis essentiellement à la coque 16, avec un faible impact sur les arbres rotatifs 26, 28 et sur les roulements 46, 48. La proportion de l’effort de poussée transmis aux roulements est notamment de l’ordre de 10% à 20%. En effet, les roulements 46, 48 ne voient que la charge de la précontrainte des rondelles ressort 33, 34 et la contrainte exercée par la compression supplémentaire des rondelles pour une course égale au jeu fonctionnel 62, 72. Les risques de détérioration de l’élément de propulsion 20 lors de l’éjection du projectile 12 sont ainsi minimisés.

Lorsque la tête de poussée 88 n’est plus en contact avec la surface de poussée 74, les première 33 et deuxième 34 rondelles ressorts se détendent, ramenant le projectile 12 dans la première configuration. En particulier, les premier 62 et deuxième 72 jeux axiaux sont rétablis entre la coque 16, le premier moyeu 50 et le deuxième moyeu 52.

Lorsque le projectile 12 est hors du tube de lancement 14, le bloc moteur 24 de l’élément de propulsion 20 est mis en route. Chacune des première 30 et deuxième 32 hélices est entraînée en rotation par l’arbre rotatif 26, 28 correspondant, les premier 62 et deuxième 72 jeux axiaux autorisant de tels mouvements de rotation. Le projectile 12 se déplace ainsi en milieu sous-marin.

En particulier, lors du fonctionnement du bloc moteur 24, l’effort de propulsion exercé par les hélices 30, 32 est très inférieur à l’effort exercé par la tête de poussée 88 à l’étape d’éjection du projectile 12 hors du tube de lancement. Cet effort de propulsion s’applique donc sur les rondelles ressort 33, 34 sans entraîner l’annulation des jeux fonctionnels 62, 72.

Le déplacement axial des premier 50 et deuxième 52 moyeux étant réversible grâce aux éléments 33, 34 de rappel élastique associés, le projectile 12 peut être éjecté plusieurs fois selon le procédé ci-dessus, sans détérioration de l’élément de propulsion 20.

Dans la variante de réalisation évoquée ci-dessus, selon laquelle le projectile ne comporte qu’un arbre rotatif et une hélice, un procédé similaire permet de mettre en oeuvre un ensemble de lancement comprenant un tel projectile associé au tube de lancement 14. En particulier, l’effort de poussée du tube de lancement est transféré à la coque du projectile par l’intermédiaire de l’unique hélice, ce qui s’accompagne de la compression réversible de l’élément de rappel élastique associé à ladite hélice.