Brevet FR2003626A1 — publié le 19691114

La présente invention concerne des charges solides formées d'un explosif lent sans amorce0 Plus particulièrement,, elle concerne un allumeur électrique stable, la présente invention peut s'appliquer comme source d'énergie dans un outil destiné à 5 enfoncer un dispositif de/Êixation, un outil qui pourrait être plus simple, peut être moins lourd? et probablement moins coûteux qu'un outil correspondant utilisant une charge sans amorce pouvant être allumée par percussion, l'allumage électrique associé à un combustible propulsif relativement insensible est utile dans 10 une large gamme d'applications, en prenant des agents propulsifs, des dispositifs pyrotechniques, des amorces, des dispositifs de coupe et de formation utilisés sous l'eau, des dispositifs d'amorçage, etc00. Bien que la fiabilité d'un allumage du type à percussion se 15 soit avéré très grande, il nécessite une énergie mécanique ou de mise à feu importante d'environ 0,6 à 2,0 joules, fournie par un ressort armé manuellement destiné à agir sur un percuteur de mise à feu. Un ouvrier n'apprécie pas un tel inconvénient et, en particulier lorsqu'une mise à feu répétée doit être effectuée, ou 20 lorsque le milieu n'est pas favorable, il préfère effectuer un allumage plus facilement et plus rapidement en actionnant simplement ma interrupteur1 pour exciter un circuit capable d'amorcer la déflagration et la détonation ultérieure d'une charge propulsive. En ce qui concerne les explosifs allumés électriquement utilisés 25 jusqu'ici, ils contiennent des explosifs détonants, sensibles, et divers mosrens d1 allumage par fil métallique chaud, plus ou moins compliqués, et par conséquent n'ont pas eu un grand succès jusq^ici. Les combinaisons particulières d'un explosif lent utilisé comme agent propulsif et d'un moyen d'allumage électrique 30 selon la présente invention permettent d'obtenir un meilleur rendement et une plus grande sécurité à moins de frais* En raison de ce qui précède, la présente invention a principalement pour but de fournir une charge d'explosif lent'solide améliorée pouvant être allumée électriquement. Comme décrit 35 dans la pré sente ^demande, la charge comprend, en combinaison, une masse de fibres/nitrocellulose comprimées ayant une densité inférieure à celle de la nitrocellulose proprement dite (et de préférence pour obtenir un rendement maximal, de l'ordre de 0,9 gramme par cm^ ) et un élément conducteur ou de chauffage qui s'étend 69 06450 2 2003626 a travers cette masse. Le fil métallique chaud, qui est désigné ain~ si du fait qu'il transporte le courant électrique pour amorcer l'allumage, s'étend avantageusement au centre à travers un comprimé conformé du combustible, et de préférence axialement par rap-5 port à une charge en forme dédisque» Le fil métallique peut être en métal, par exemple en un alliage de nickel et de chrome, ou bien il peut être en graphite, ou en un autre conducteur approprié ayant une résistance engendrant de la chaleur, et qui peut se décomposer pendant la réaction explosive sans laisser une quaji-10 tité appréciable de résidus0 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressor-tiront de la description qui va. suivre, faite en regard du dessin annexé, et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, ■plusieurs formes de réalisation de l'invention. 15 Sur ce dessin : La figure 1 est une vue en perspective d'un comprimé dont un secteur est enlevé poujftmontrer im conducteur d'allumage axial central ; La figure 2 est une vue en perspective d'une Moitié d'un 20 disque explosif suivant la présente invention, dans lequel les parties terminales d'un fil conducteur chaud sont disposées ra-dialement et noyées dans les faces opposées du disque ; La figure 5 est une vue correspondant à la figure 2,' mais montrant un fil conducteur ayant des extrémités au moins partiel-25 lement curvilignes, en regard des faces opposées de la charge ; et lq^igure 4 est une vue détaillée à plus grande échelle montrant les espaces interstitiels reliés entre eux pour former des surfaces de combustion continues sur les fibres planes de nitrocellalose en forme de ruban, utilisées dans les charges des 30 figures 1 à 3, et montrant une partie de l'élément de chauffage central. La figure 1 montre me charge en forme de disque 10 de fibres de nitrocellulose .comprimées 12 ayant une densité comprise entre 0,6 et 1,6 gramme/cm^o Un conducteur électrique générateur 35 de chaleu:-' sous la forme d'une mince tige de graphite 14- s'étend axialement au centre entre les faces d'extrémités planes opposées de la charge 10. La charge 10 représentée'sur la figure 1, ainsi que sur les figures 2 et 3, peut être comprimée sous une forme 69 06450 2 2003626 se soutenant d'elle-même qui a une section droite non circulaire, si on le désire, la forme analogue à un disque étant habituellement préférée pour permettre de fermer hermétiquement une chambre cylindrique de mise à feu qui est destinée à la recevoir,, Pour effec-5 tuer un allumage électrique de la charge 10, les extrémités opposées, du conducteur 14, pendant que la charge est enfermée dans une chambre de mise à feu, sont mises en contact avec .les électrodes d'un circuit (non représenté) connectées à une source appropriée d'énergie électrique, par exemple une batterie appropriée 10 ou un condensâteur le décharge» La cartouche de la figure 1 peut être produite en grande quantité à partir d'une forme cylindrique allongée, un tronçon de graphite correspondant à la longueur totale étant disposé axialement dans les fibres de nitrocellulose au moment où elles sont comprimées à partir de la suspension. De nombreuses charges individuelles 10 de puissance voulue (correspondant approximativement à leurs longueurs axiales individuelles choisies) peuvent être alors découpées transversalement à partir de la longueur totale avant le séchage et le durcissement finals, par exemple 20 au moyen d'un jet de fluide de découpage, par exemple de l'eau» La masse principale des fibres de nitrocellulose des comprimes 16 (figure 2) et 18 (figure 3) est comprimée sous la forme de la cartouche 10, Dans le comprimé 16, un fil chaud ou de pontage 20 peut être, par exemple, en alliage de nickel et 25 de chrome ('75 i° de lîi, 12 fo de Fe, 11$ de Or, 2% de Mn) ou en acier inoxydable d'un diamètre de 0,07 mm» Il n'est pas nécessaire -que le fil soit à un seul brin, et son point de fusion est de préféré .ce supérieur à celui du cuivre qui est de 1082°C<> Ses parties terminales radiales 22, 22 (ou au moins 1'une d'elles) sont de préférence à découvert, mais en partie noyées dans les faces planes opposées, respectivement. Par conséquent, ces partie-..s sont protégées d'un arrachement dans "-me certaine mesure, mai? auvent être facilemer-t lises en contact avec des électrodes appropriées d'un circuit d'allumage. Une partie intermédiaire 24 ■^5 du fil 20 s'étend de préférence dans le sens de l'axe dans la partie centrale du comprimé 16 et peut être légèrement cintrée par suite d'une déviation oblique des parties terminales au moment de l'introduction du fil, ou par sixite du tassement du comprimé» bad original 69 06450 4 2003626 le comprimé 18 de la figure 3 présente un fil de liaison ou de pontage 26 analogue à celui représenté sur la figure 2, excepté que ses parties terminales 28, 28 ont une forme curviligne pour fournir une plus grande surface à découvert destinée à 5 venir au contact d'une électrode. Il n'est pas nécessaire que les parties 28 soiBnt partiellement noyées, cependant qu'il est préférable qu'elles ne fassent pas saillie d'une façon importante depuis l'extérieur de la charge, étant donné que ceci pourrait se traduire par son endommagement ou une mise à feu prématurée due à un contact 10 électrique avec le circuit de mise à feu avant l'instant voulu. De la figure 4, il ressort que les fibres de nitrocellulose allongées en forme de ruban (représentées à une très grande dimension) présentent de nombreux points de contact avec l'élément de chauffage ou des points où elles sont presque en contact avec lui. 15 Par conséquent, l'expérience a révélé qu'un allumage très sûr et prompt est assuré dès que le circuit de mise à feu est excité. Le tableau suivant donne, pour trois sources différentes d'énergie électrique, la quantité d'énergie nécessaire pour provoquer l'explosion, et le retard de la mise à feu après la 20 fermeture du circuit de mise à feu, pour différentes combinaisons de comprimés de nitrocellulose et de leurs éléments de chauffage particuliers. Les besoins en énergie pour provoquer l'explosion de la nitrocellulose comprimée par un chauffage électrique, dans certains des comprimés échantillons indiquée, sont avantageu-25 sement inférieurs à ceux nécessaires pour l'allumage par percussion susmentionné. On peut souligner que si l'on désire empêcher une mise à feu accidentelle par des courants électriques parasites, par exemple pour satisfaire à l'essai dit "d'une exposition à une puissance d'un watt et une intensité d'un ampère, pendant 5 minutes 30 sans mise à feu", l'épaisseur ou diamètre de l'élément de chauffage peut être augmenté et/ou la densité de la nitrocellulose entourant l'élément peut être accrue dans la gamme comprise entre 1,3 et *2 1,6 gramme/cm . Pour réduire le retard, comme cela est souhaitable dans les armes à feu et outils habituels, on a trouvé 35 qu'il est particulièrement avantageux qu'il existe entre l'élément de chauffage et le corps principal du comprimé ( ayant une densité inférieure à 1,66 gramme/cm^ ) une partie relativement "bouffante" des fibres de nitrocellulose ayant une moins grande densité, qui 69 06450 5 2003626 10 15 25 peut correspondre à la moitié environ de celle du corps principale Sur le Tableau, la partie de nitrocellulose de moins grande densité est désignée par "bouffant", sa densité réelle ne pouvant pas être facilement déterminée» Cette partie facilite probablement l'allumage, du fait qu'elle présente des espaces dsair plus nombreux et plus grands au voisinage de l'élément de chauffage et entre les fibres en forme de ruban, cet état étant représenté sur la figure 4« Batterie a* accumulateurs, courant continu, 6 volts Comprimé de nitrocellulose Elément de chauffage . Retard (densité des fibres. gramme s/millilitre) Corps 1,54 ; bouffant autour du fil Corps 1,54 ; bouffant autour du fil 1,55 20 1>55 30 1,60 1,5 ou plus 1,5 0,97 0,97 (millisecondes) 35 3?il de cuivre d'un diamètre de 0,07mm Fil de cuivre d'un diamètre de 0,14 mm Mine de plomb d'un crayon d'un diamètre de 1,2 mm Mine de plomb d'un crayon d'un diamètre de 1,2 mm Mine de - plomb d'un crayon d1un diamètre de 1,2 mm Fil de tungstène d'une lampe fluorescente Fil de Ui-Cr de 0,025 mm Mine de plomb d'un crayon d'un diamètre de 0,9 mm Mine de plomb d'un crayon d'un diamètre de 1,2 mm 2,6 8,— 180,— 4,-17,-50,- Bnergie (Joules) 0,263 0,270 6,16 140,- • 8,50 92,- 8,15 0,097 0,025 5,4 95,- 6,18 69 06450 6 2003626 10 15 20 25 Batterie d1accumulâteurs, courant continu. 6 Comprimé de nitrocellulose Elément de chauffage Retard (densité des fibres, grarnrnes/millilit r e) 0,95 (millisecondes) 45,- volts Energie (Joules) 1,25 0,95 1,2 1,49 Corps 1,54 ; bouffant autour du fil Corps 1,54 ; bouffant autour du fil 30 35 Mine de plomb d'un crayon de 0,5 mm Fil de nickel- 12,1 0,104 chrome de 0,07 mm Fil de nickel-chrome 13,- 0,986 de 0,07 mm Fil de- nickel- 5,- 0,092 chrome de 0,07 mm Pile au cadmium 1,35 volt Fil de cuivre d'un 22,- 0,915 diamètre de 0,14 mm Fil de cuivre d'un 12,— 0,177 diamètre de 0,07 mm Corps 1,2 ; Deux fils de li-Cr 190,- 1,82 de 0,09 mm torsadé s ensemble Décharge d'un condensateur (500 microfarads 60 volts) Corps 1,54 î Fil de cuivre d'un 3,- 0,294 diamètre de 0,07 mm Corps 0,95 ; Fil de Ki-Cr 5,** 0,025 de 0,07 mm Les comprimés donnés à titre- illustrât if choisis sur le Tableau sont en forme de disque, ont une épaisseur sensiblement constante de 2,5 mm et un diamètre externe d'environ 8,5 mm» Ils ont été réalisés manuellement, en ce sens qu'ils pré sentent - initialement un alésage de 2,38 mm pour recevoir l'élément chauffant et que le corps principal du comprimé est ensuite tassé au moyen d'une matrice creuse pour comprimer progressivement les fibres et les contraindre à se fermer sur l'élément ; lorsque les fibres venant au contact de l'élément doivent rester "bouffantes", on n'applique qu'un léger tassement. 69 06450 7 2003626 EEimmicaiioHs 1. Charge d'explosif lent solide pouvant être allumée électriquement, caractérisée en ce qu'elle comprend des fibres de nitrocellulose tassées sous forme d'un, comprimé se soutenant 5 de lui-même d'une densité inférieure à 1,6 gramme/cm^ , et un conducteur électrique s'étendant à travers le comprimé entre ses faces opposées pour effectuer l'allumage par chauffage par résistance. 2. Charge selon la revendication 1, caractérisée en ce que 10 le conducteur est sous forme d'une tige-de graphite cylindrique s'étendant au centre. 3» Charge selon, les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le comprimé est sous forme d'un disque ayant des surfaces opposées planes. 15 4» Charge selon les revendications 1 et 3» caractérisée en ce que 1.2 conducteur est sous forme d'un fil métallique dont les parties terminales sont à découvert sur les surfaces opposées du comprimé, le point de fusion du fil métallique étant supérieur à 1082°C. 20 ' 5. Charge selon la revendication 4, caractérisée en ce que les parties terminales s'étendent radialement et sont partiellement noyées dans les surfaces opposées du comprimé. 6» Charge selon les revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le conducteur présente une partie intermédiaire qui s'étend 25 axialement par rapport au comprimé et des parties terminales parallèles partiellement noyées dans les surfaces externes opposées de la charge. 7m Charge selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'une au moins des parties terminales est circulaire, ^0 8. Charge selon les revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la densité du comprimé, dans une partie située au voisinage du conducteur, est inférieure à la densité des autres parties qui en sont éloignées.