Brevet FR2046952A1 — publié le 19710312

L'invention concerneunassembTage -fusée avec dés projectiles possédant ion axe de rotation destiné d'une manière générale à maintenir la stabilité en direction après le tir .ou.le lancement. Elle tend plus particulièrement à améliorer la sécurité de fu-5 sées qui peuvent être amorcées par détonateurs à percussion et ultérieurement manipulées en combinaison avec une munition, avant le tir ou le lancemeiit. Plus spécialement, l'invention se propose de diminuer le danger d'une explosion avec réaction en chaîne, soit dans la fusée elle-même,soit dans un projectile équipé de 10 cet assemblage ou comprenant cet assemblage,dans le cas de la détonation accidentelle, d'un détonateur percutant dans la fusée ou son assemblage; Ug. assemblage-fusée selon l'invention peut comporter un montage centrifuge d'armement,c*est-à-dire un dispositif sensible à 15 la force centrifuge résultant directement de la rotation d'un projectile autour dë son axe de rotation de manière à n'armer le projectile équipé de sa fusée qu'après son lancement vers son objectif final. Le brevet des Etats-Unis n°3«4-25.354- décrit un exemple préféré de diispositif d'armement centrifuge. 20 Selon l'inventions-une fusée ou assemblage -fusée pour projectile ayant un axe de rotation commun avec la fusée ou l'assemblage lorsque celle-ci est adaptée ou incorporée au projectile,se compose d'une chambre de détonateur dont la sortie est placée de manière à diriger la puissance explosive d'un détonateur percu-25 tant, lorsqu'il est logé dans la chambre le long de l'axe de rotation de l'assemblage et d'un réservoir hermétiquement scellé,à paroi mince et à symétrie radiale,rempli d'un liquide de densité élevée contenant une bulle d'un fluide de volume plus petit et de densité relativement faible dont le centre coïncide avec l'axe de 30 rotation de manière à bloquer l'issue de la chambre du détonateur, le réservoir ayant une configuration interne telle que la bulle de fluide ne puisse .occuper qu'une position centrale à l'intérieur du réservoir sous l'effet de la force, centrifuge produite par la rotation de la fusée ou de l'assemblage autour de l'axe 35 de rotation de telle manière que, lorsque l'assemblage n'est pas animé d'un mouvement de rotation,le liquide de densité élevée à l'intérieur du réservoir constitue une barrière contre la détonation. Sous un autre aspect,il est prévu selon 1'invention,un dis-40 positif formant barrière contre la détonation,destiné à être 70 22587 2 2046952 ■' utilisé dans un assemblage-fusée de l'invention tel qu'il a été défini ci-dessus,le' dispositif étant constitué par l'association du réservoir,du liquide à haute densité et de la bulle; qui s'y trouvée ' " • 5 ' I;'expression "liquide de densité" élevée" employée ici; comprend tout liquide dë densité élevée qui donne à la barrière une inertie suffisante lé long de l'axe de rotation pour empêcher la puissance d'un détonateur dans la fusée ou son assemblage de faire détoner une charge de matières explosives et dans lequel 10 la"bulle de- fluide flotte complètement et se déplace efficacement lorsque l'assemblage est animé-d'un'mouvement de rotation autour de l'axe de rotation. L'efficacité de la barrière liquide contre la détonation ou explosion dépend aussi partiellement de la viscosité du liquide 15 puisqu'une partie de l'énergie du détonateur est absorbée en modifiant la forme du liquide dans le réservoir,c'est-à-dire lorsque le liquide joue le rôle de barrière. Dans le cas idéal,le liquide possède à la fois une densité relativement élevée et une haute viscosité., On utilise de préférence un liquide de haute vis-20 cosité parce que la bulle de fluide ne peut alor's occuper le centre du réservoir qu'après un temps de retard pendant lequel se poursuit la rotation de l'assemblage, ce qui est une caractéristique de sécurité supplémentaire de l'invention» Gomme liquide préféré pour constituer la barrière,on citera 25 le mercure dans léquel la bulle du fluide peut être gazeuse ou être constituée par un liquide non miscible de densité relativement faible, de densité et de viscosité insuffisantes pour empêcher le passage de l'énergie du détonateur à travers le réservoir en état de rotation de l'assemblage. 30 Pratiquement,1a densité et la viscosité du liquide formant barrière et celles de la bulle, lorsqu'elle est constituée par un liquide, sont choisies en fonction de l'importance de la puissance du détonateur particulier qui apparaît à la sortie de la chambre du détonateur. 35 On a décrit ci-après un exemple préféré de réalisation d'une fusée ou assemblage fusée ainsi que le dispositif, de barrière afférent, tous deux conformes à l'invention,en référence aux dessins annexés dans lesquels: v Fig.l représente l'assemblage-fusée vu en. coupe suivant un 40 plan incluant l'axé de rotation de l'assemblage; 70 22587 5 2046952 Fig.2 est une vue en perspective de la "barrière contre la détonation dont une moitié seulement est représentée en coupe diamétrale. Tel que représenté à la figure 1,1*assemblage-fusée comprend 5 le nez conique,, sabot, ou tête d'ogive, d*un corps d ' obus non représenté,rempli d'une charge primaire d'explosifs puissants. La partie arrière cylindrique 1 de l'assemblage délimite une cuvette 2 contenant une charge 3 de matières explosives et peut s'emboîter concentrjçpement dans l'extrémité ouverte du corps d'obus 10 de manière à obturer. L'extérieur de la partie 1 peut être fileté pour se visser dans un filetage complémentaire de l'obus bien que, comme on le voit au dessin, la partie 1 soit pourvue d'une rainure annulaire 4 destinée à faciliter sa fixation sur un obus par sertissage® 15 line partie conique 5 cle l'assemblage dont la pointe est constituée par une tête 6 en matière plastique qui est en partie logée à l'intérieur d'une cavité 7 du corps principal de la partie conique 5 est fixée à la partie 1 par sertissage dans la rainure 4. Un corps cylindrique 9 comportant à 1'une des extrémités 20 un collier annulaire saillant radialement 10 est logé dans un alésage cylindrique 8 de la partie conique 5 et est disposé de manière à coulisser le long de l'axe de rotation I-I de l'assemblage de fusée. Dans la cavité 7 le collier 10 se trouve dans une position où il est immobilisé contre un épaulement annulaire,déli-25 mitant le pourtour de l'alésage 8,par l'extrémité de la tête 6 à l'intérieur de la cavité 7>ce qui empêche le corps de coulisser dans la chambre 8.Ladite extrémité de sonde 6 a un diamètre inférieur à celui du collier 10 et sensiblement égal à celui de l'alésage '8. Le rôle de ce dispositif sera précisé en même temps que 30 le fonctionnement de l'assemblage de fusée. A son extrémité opposée, le corps 9 comporte un percuteur 11 qui est aligné avec l'axe de rotation I-I et est séparé d'un détonateur 12 dans la partie conique 5© Le détonateur 12 est logé dans un alésage cylindrique 13 35 coaxial avec l'axe de rotation I-I qui s'ouvre à une de ses extrémités, sur l'alésage de diamètre plus grand 8 abritant la plus grande partie du corps 9 et s'ouvre à son extrémité opposée sur un conduit de départ 14 de diamètre légèrement inférieur à celui de l'alésage 13. L'axe du passage 14 est coaxial ave^'axe de 40 rotation I-I et-il-est coaxialement aligné avec un orifice d'ad 70 22587 4- 2046952 mission 14a de même diamètre,ménagé dans la paroi terminale de la partie 1 délimitant le fond de la cuvette 2. Le passage de sortie ou conduit de départ 14 et l'orifice d'admission 14a constituent ensemble ce qui sera désigné ci-après sous le nom de passa-5 ge 14,14a,menant de l'alésage 13 jusqurà l'intérieur de la cuvette 2. Dans le cas des figures 1 et 2,un dispositif formant barrière contre la détonation 20 est logé dans une chambre 15 entre les deux parties 1 et 5 Le dispositif formant barrière 20 est constitué par une cap-15 suie symétrique radialement,hermétiquement scellée 21 et faite d'une mince feuille d'aluminium ou de matière plastique,ayant une configuration en forme de disque complémentaire de la configuration interne de la chambre 15 et remplie d'un liquide 22 - tel que le mercure - de densité relativement élevée , contenant une 20 bulle de gaz 23 telle qu'une bulle d'air. Le volume de la bulle de gaz 23 est, comme on le voit à la figure 2, petit par rapport " à celui du liquide 22 dans la capsule 21 mais suffisamment grand pour que,lorsqu'elle occupe le centre de la capsule 21 dans des conditions qui seront précisées plus loin,le diamètre de la 25 bulle 23 mesuré normalement à l'axe de rotation I-I soit sensiblement le même que celui du passage 14, ' 14a. Une échancrure annulaire est ménagée sur chacun des deux côtés opposés de la capsule 21,son centre coïncidant avec celui de la capsule 21 et par conséquent avec l'axe de rotation I-I (fig.l).La dimension de 30 l'étranglement 24 est telle que la bulle 23 ne peut, sauf dans des conditions à préciser ,1e traverser en partant de la chambre annulaire externe normalement occupée par la bulle (comme représenté aux figures 1 et 2) vers le centre de la capsule 21. D'après la figure 1, où est représenté l'assemblage de fusée à l'é-35 tat normal ou fixe de prélancement,la bulle 23 est décentrée,par rapport à l'axe de rotation I-I,sur le pourtour de la capsule 21 en raison de sa flottabilité dans le liquide 22 et les parois opposées de la capsule 21 et le liquide intercalaire 22 dans l'axe de rotation I-I bloquent le passage 14,14a„^ 40 Le fonctionnement de l'assemblage de fusée de la figure 1 est décrit ci-après dans le cas où le lancement est celui d'un 70 22587 5 2046952 tel assemblage associé avec un projectile animé d'une rotation, par exemple avec un obus tiré à partir d'un canon rayé.On notera que l'axe de rotation I-I est commun à la fois à l'assemblage de fusée et au projectile qui lui est associé.. 5 Immédiatement avant le lancement du projectile rm-m-j de sa fu sée (projectile amorcé) , la position du dispositif formant barrière 20 est celle représentée à la figure 1. A partir du lancement,une période de retard - ou délai-commence, qui correspond au temps nécessaire à la bulle 23 pour prendre sa position sur l'axe 10 de rotation sous l'effet de la rotation entretenue du projectile amorcé. Au début ,,pendant ce retard, l'inertie du liquide 22 autour de l'axe de rotation est vaincue et par conséquent la force centrifuge produite par la rotation du projectile provoque le déplacement de la bulle 23 par le liquide 22 en direction de l'axe 15 de rotation. La viscosité élevée du liquide 22 freine le déplacement de la bulle 23 à travers le liquide,contribuant ainsi à créer ce retard. Lorsque la bulle 23 atteint l'étranglement 24, elle se déforme et le gaz, comprenant la bulle 23, est forcé à travers l'étranglement 24 et se reforme en une bulle 23 à l'inté-20 rieur du périmètre de l'étranglement 24 « Ensuite,la bulle 23 se déplace vers une position où elle occupe le centre de la capsule 21, le temps de retard s'étant terminé une fois que la bulle 23 se trouve dans cette position. La valeur de la force centrifuge nécessaire au maintien de la bulle 23 dans l'axe de rotation I-I 25 est sensiblement inférieure à celle requise pour la forcer à travers l'étranglement 24; il en résulte qu'une diminution sensible de la valeur de la force centrifuge accompagnant la baissé de la vitesse de rotation,par exemple dans le cas où le projectile est un obus, n'amène pas la bulle à se déplacer en s*écartant 30 de l'axe de rotation I-I. Lorsque le projectile atteint son but, l'impact sur la tête ou sonde 6 dans la direction générale de l'axe de rotation I-I est transmis au corps 9 en cisaillant le collier 10 et en poussant le corps 9 le long de l'alésage 8 de manière telle que le percutexr 35 11 heurte le détonateur 12. La puissance explosive du détonateur 12 se propage le long du passage l^,14a en rompant les parois de la capsule 21 et en traversant librement le vide, défini par la bulle de gaz centrée 23, en direction de.la charge de matières explosives 3 dans la cuvette 2. La charge 3 est mise à feu et, à 40 son tour, elle fait exploser la charge primaire de matières explo 70 22587 6 2046952 sives puissantes du projectile. Dans le cas. d'une mise à feu accidentelle du détonateur 12, pour -une- raison ou une autre,la barrière contre la détonation 20 .se trouve dans.la position représentée à la figure 1M dans la-5 quelle le.liquide 23 .occupe à tout moment le centre de la capsule 21 de manière à bloquer le passage 14-,14a et à empêcher 1,'énergie explosive ou du moins l'énergie efficace du détonateur 12 à atteindre et à faire détoner la charge 3^ Qel peut choisir •la longueur du passage .14 de manière à régler l'énergie du déto-10 nateur qui est nécessaire, d'une part pour obtenir la détonation totale après le lancement comme -il est décrit dans le dernier paragraphe précédent et qui, d'autre part doit être rendue inefficace par la barrière 20. avant le lancement. 70 22587 7 2046952 -HEVEHBICATIOHB- lo As sembla ge-fusée pour projectile ayant un axe de rotation coffiiauE. avec 1*assemblage lorsque celui-ci est adapté ou incorporé au projectile3se composant d'une chambre de détonateur dont la sortie est placée de manière à canaliser la puissance ex-5 plosive d'un détonateur percutant, lorsqu'il est logé dans la chambrejle long de l'axe de rotation,ledit assemblage étant caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir (21) à paroi mince et à symétrie radiale,hermétiquement scellé,rempli d'un liquide (22) de densité élevée contenant une bulle de fluide (23) de vo-10 l'urne plus petit et de densité relativement faible dont le centre coïncide avec l'axe de rotation (I-I) de manière à bloquer l'issue de la chambre du détonateur,le réservoir ayant une configuration interne (24) telle que la bulle de fluide ne puisse occuper qu'une position centrale à l'intérieur du réservoir sous l'ef-15 fet de la force centrifuge produite par la rotation de l'assemblage autour de l'axe de rotation de manière telle que, en l'absence de mouvement de rotation de l'assemblage, le liquide de densité élevée à l'intérieur du réservoir constitue une barrière contre la détonation0 20 20 Assemblage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la configuration interne du réservoir comporte un étranglement à travers lequel doit être forcée la bulle de fluide pour occuper le centre du réservoir dans l'axe de rotation» 3* Assemblage selon la revendication 2 caractérisé en ce 25 que 1* étranglement est annulaire et entoure le centre du réservoir o 4» Assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3scaractérisé en ce que le liquide de haute densité possède une viscosité élevées 30 5o Assemblage de fusée selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 4 caractérisé en ce que le liquide de densité élevée est du mercure. 60 Assemblage selon 1'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le fluide composant la bulle est ga- 35 ze'coce 7o Assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le diamètre de la bulle,lorsqu'il se trouve au centre du réservoirsest au moins aussi grand que celui de l'orifice de sortie'de la chambra du détonateur. 70 22587 8 2046952 8. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7j caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chambre à charge explosive dont l'orifice d'admission est placé de manière à recueillir la puissance explosive provenant de la chambre du 5 détonateur le long de l'axe de rotation de lrassemblage,1e réservoir ainsi donc que la barrière étant interposés entre ledit orifice d'admission et la sortie de la chambre du détonateur» 9. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'un détonateur percutant est logé dans la 10 ehambre de détonateur. 10. Assemblage selon l'une des revendications 8 et 9 caractérisé en ce qu'une charge de matière explosive est logée dans la chambre à charge explosive pour détoner sous l'effet de l'énergie explosive du détonateur percutant. 15 11. Assemblage selon l'une des revendications 9 et 10 carac térisé par un dispositif d'armement centrifuge» 12. Dispositif formant barrière contre la détonation pour assemblage de fusée selon l'une quelconque des revendications 1 à 11,1e dispositif étant constitué par la combinaison du réser-20 voir,du liquide de densité élevée et de la bulle s'y trouvant. 15. Projectile possédant un axe de rotation et auquel est incorporé un assemblage de fusée selon l'une quelconque des revendications de 1 à 12.