Brevet FR2065753A1 — publié le 19710806

206S753 la présente invention concerne des dispositifs d'allumage pour moteurs-fusées, et plus spécialement un dispositif d'allumage pour le moteur-fusée d'un projectile du type qui est lancé à partir d'un tube au moyen d'une charge auxiliaire, par exemple à partir 5 d'un canon de campagne ou de marine. Ce type de projectile sera désigné dans le présent mémoire par "obus auto-propulsé". les obus auto-propulsés sont bien connus et sont généralement utilisés en lançant l'obus au moyen d'une charge auxiliaire, de manière à obtenir une force d'impulsion initiale, suivie par une 10 accélération produite par un moteur-fusée incorporé dans l'obus ou fixé à ce dernier. Le moteur-fusée doit être allumé par un dispositif quelconque, et l'invention concerne justement un tel dispositif d'allumage. Il a été proposé de commander électriquement le dispositif 15 d'allumage, la commande étant soit instantannée, soit retardée jusqu'après la mise à feu de la charge auxiliaire. Ce mod© opératoire peut ne pas être satisfaisant du fait que la commande électrique est susceptible d'être gênée par les radars, ce qui peut éventuellement aboutir à un pré-allumage provoqué soit accidentelle-20 ment, soit délibérément par l'ennemi. En outre, l'utilisation d'une commande électrique différée nécessite la.présence d'une source électrique dans l'obus, ce qui pose des problèmes d'espace et de poids. Il a été également proposé d'actionner le dispositif d'al-25 lumage par un système mécanique, par exemple un mouvement d'horlogerie ou par le déclenchement d'un plongeur sollicité par ressort. Toutefois, de tels systèmes mécaniques reposent sur l'énergie emmagasinée mécaniquement dans l'obus, par exemple dans les ressorts de l'horloge ou le ressort du plongeur. Ainsi, ces systèmes mécani-30 ques ont tendance à être encombrants et posent des problèmes de poids, et les pièces mobiles inhérentes peuvent se coincer, et on ne dispose que d'une quantité limitée d'énergie emmagasinée pour les faire fonctionner. De même que les problèmes posés par le poids et l'espace, la fiabilité est discutable. 35 la présente invention a notamment pour objet un dispositif d'allumage pour obus auto-propulsé qui réduit les difficultés dues au poids et à l'espace et améliore la fiabilité de fonctionnement . 70 38803 2 2065753 Selon une caractéristique de la présente invention, un dispositif d'allumage destiné à allumer le moteur-fusée d'un obus auto-propulsé, comme défini ci-dessus, comporte un percuteur destiné à être déplacé par la pression engendrée par'la charge auxiliaire, 5 un dispositif d!amorçage actionné par percussion qui ®st frappé par le percuteur, et une charge d'allumage destinée à être allumée par le dispositif d'amorçage et qui doit allumer le moteur-fusée. Le percuteur peut coulisser dans un corps en forme de récipient du dispositif et est retenu dans la position de repos 10 par un ou plusieurs éléments cassants. L'élément cassant peut être une goupille de cisaillement, une rondelle ou un disque, par exemple, disposé devant le percuteur et dans le corps en forme de récipient, ou bien l'élément cassant peut être une clavette destinée à coincer mécaniquement ensemble 15 1© corps et le percuteur. Au lieu d'utiliser des éléments cassants distincts, un élément cassant peut faire partie intégrante du corps ou du percuteur. Un tel élément cassant peut être,par exemple, une bordure annulaire formée sur le corps ou le percuteur., Un organe d'application d'une tension préliminaire tel 20 qu'un ressort par exemple peut être disposé derrière le percuteur pour favoriser son mouvement d'avance lorsqu'il brise l'élément cassant. De préférence, il est prévu un joint étanche au fluide entre le corps et le percuteur pour éviter que les gaz engendrés 25 . par la charge auxiliaire parviennent jusqu'à la face avant du percuteur. En variante de la disposition coulissante du percuteur, ce dernier peut avoir la forme d'un disque concave-convexe disposé transversalement au corps en forme de récipient de façon que, 30 dans la position de repos du dispositif d'allumage, le côté concave du disque soit tourné vers le dispositif d'amorçage et que lors de l'actionnement du dispositif par un® charge auxiliaire ? la pression exercée par cette charge et appliquée au côté convexe du disque soit suffisamment grande pour renverser la courbure du disque et 35 contraindre le centre de ce dernier à passer à travers un plan contenant la périphérie du disque et le percuteur à heurter le dispositif d'amorçage. 70 38803 3 2065753 Le dispositif d'amorçage actionné par percussion est commodément d'un type utilisé pour la construction de cartouches à plomb et il comporte une chambre réservée à une amorce contenant une composition d'amorçage (fulminante-) et une enclume. 5 Une fusée à retardement peut être intercalée entre le dis positif d'amorçage et la charge d'allumage pour différer la mise à feu du moteur-fusée jusqu'à ce que ce moteur se soit éloigné d'une distance suffisante de la position de lancement. Selon une seconde caractéristique de l'invention, un obus 10 auto-propulsé, comme défini ci-dessus, comporte un dispositif d'allumage conforme à la première caractéristique décrite, ledit dispositif étant retenu d'une manière éjectable dans la tuyère d'échappement du moteur-fusée par un dispositif de montage qui comporte au moins un élément cassant, le dispositif étant éjecté de la tu-15 yère par la pression exercée par les gaz d'échappement émanant du moteur-fusée. Commodément, le dispositif d'allumage peut être retenu d'une manière éjectable dans la tuyère d'échappement du moteur-fusée par un écrou annulaire vissé à une extrémité sur le moteur-20 fusée et comportant près de son autre extrémité une bride orientée radialement vers l'intérieur venant en prise avec une surface orientée vers l'arrière du dispositif d'allumage, la bride pouvant être arrachée du reste de 1'écrou par la pression des gaz d'échappement du moteur-fusée. 25 La bride peut faire partie intégrante du reste de 1'écrou ou bien elle peut être sous forme d'une bague annulaire distincte fixée à 1*écrou par une liaison cassante. v D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard 30 des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, deux formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : la figure 1 est une coupe axiale de l'extrémité arrière d'un moteur-fusée et représenté une première forme de réalisation 35 d'un dispositif d'allumage monté dans la tuyère d'échappement; la figure 2 est une coupe axiale à plus grande échelle montrant le dispositif d'allumage de la figure 1 ; et 70 38803 4 2065753 la figure 3 est une vue analogue à une partie de la figure 2 mais montrant une seconde forme de réalisation. En se référant tout d'abord à la figure 1, le numéro de référence 10 désigne,d'une façon générale,la partie arrière d'un 5 moteur-fusée comportant une bague d'extrémité 11 vissée dans l'extrémité arrière d'une enveloppe tubulaire 12 du moteur-fusée et présentant un col 12a orienté vers l'arrière,fileté comme indiqué en 13 dans un but qui sera décrit plus loin, la bague 11 présente un revêtement 14 d'une composition à base d'amiante, les par-10 ties arrière de la bague 14 et de son revêtement forment un gradin 15 destiné à retenir une bague rapportée en graphite 16, le revêtement et la bague rapportée étant conformés pour constituer une tuyère d'échappement 17 de foime classique. Devant la bague d'extrémité 11 et son revêtement 14» l'en-15 veloppe 12 entoure une série annulaire d'éléments combustibles mou-lables 18. Entre la bague en graphite 16 et les éléments combustibles 18, un récipient perforé en aluminium 19, dont les trous sont recouverts par un clinquant d'aluminium, retient une charge d'amorçage 20. A l'intérieur du récipient 19 se trouvent des 20 entretoises en aluminium 21 qui supportent un diaphragme 22 sépa- 1 rant les éléments combustibles 1 8 du reste du contenu de l'obus auto-propulsé dont le moteur-fusée fait partie intégrante. Un dispositif d'allumage de la première forme de réalisation est désigné d'une façon générale par 24 et est retenu de ma-25 nière éjectable dans la tuyère d'échappement 17 par un dispositif de montage comprenant un écrou annulaire 25 vissé sur le filetage 13. En se référant maintenant à la figure 2, le dispositif d'allumage 24 comporte un corps creux 26 formant récipient ayant 30 une partie d'extrémité avant tronconique 27,qui épouse la forme conique de l'extrémité divergente de la tuyère d'échappement 17. la partie 27 présente une rainure périphérique 28 pour y introduire une bague torique d'étanchéité et former ainsi un joint étanche au fluide entre la partie terminale 27 et la tuyère» Derrière la 35 partie terminale 27 se trouve uns bride périphérique 29, derrière laquelle la longueur restante du corps est cylindrique. 70 38803 2065753 5 le corps 26 présente un alésage axial pour former, en commençant par l'extrémité arrière, une chambre 30 dont l'extrémité interne présente un évidement taraudé 31, la dimension de cet- évidement diminuant pour former une cavité 32. la cavité est séparée par une 5 bride 34 d'une chambre 33 de diamètre légèrement plus grand. Près de l'extrémité avant du corps, la chambre 33 débouche dans un évidement taraudé 35. A la base de la chambre 33, la bride 34 forme un siège pour une bague torique 36 disposée entre la bride et une fusée à 10 retard 37 qui coulisse dans la chambre 33. Pour un retard de 2 secondes et demie, un exemple d'une composition comprend 36 f<> en poids d'antimoine en poudre et 64 % en poids de permanganate de potassium. Pour des retards plus courts, par exemple jusqu'à 0,020 seconde, on peut utiliser un composé comprenant* du bioxyde de plomb 15 et du silicium. l'extrémité avant de la fusée 37 fait légèrement saillie hors de la chambre 33» de façon qu'une bagus de retenue 40 vissée dans l'évidement 35 retienne la fusée dans le sens de l'axe du corps et l'appuie contre le joint 36. l'alésage de la bague 40 et l'évi-20 dement 35 contiennent une charge d'allumage sous forme d'une poudre noire 41 (par exemple 0,25 g) qui est retenue par un mince disque fragile 42 en aluminium recuit et par une bague d'extrémité 43. A l'intérieur de la cavité 32 se trouve un dispositif d'amorçage 45 actionné par percussion. Ce dispositif d'amorçage comporte 25 un capuchon 46 contenant près de sa base une poudre d'amorçage 47 ayant la composition suivante,exprimée en poids : Styphnate de baryum 10 °/o Chlorate de potassium 48 % Sulfure d'antimoine 32 °f° 30 Dinitrorésorcinate de plomb 5 %- Tétrazène 5 Dans la présente forme de réalisation, on utilise un poids total, de la poudre d'amorçage de 0,02 g. le capuchon 46 contient également une enclume 48 qui y 35 est maintenue par frottement. A part la composition de la poudre ci-dessus, la construction du dispositif d'amorçage est classique et correspond à celle utilisée dans la fabrication des cartouches 70 38803 206S7S3 6 à plomb. Le dispositif d'amorçage est maintenu dans la cavité 32 par une-bague 49 vissée dans l'évidement 31. Un percuteur 51 présente une partie cylindrique 52 cou-5 lissant dans la chambre 30» et un élément de percussion sous la forme d'une saillie axiale 53 à l'extrémité avant présente une dimension lui permettant de passer à travers la bague 49 et de venir en contact avec le dispositif d'amorçage 45. La parti® cylindrique 52 du percuteur présente une rainure périphérique pour y introduire 10 une bague torique 54 de manière à former un joint étanche au fluide entre le percuteur et la paroi de la chambre 30. Lorsque le dispositif d'amorçage est au repos, le percuteur 51 est positionné dans la chambre 30 de façon que la saillie. 53 soit à distance de la bague 49 et le percuteur est mécaniquement 15 calé contre le corps 26 dans cette position par un élément cassant ayant la forme d'une goupille de cisaillement 55 de diamètre relativement petit (dans la présente forme de réalisation 1,6 mm) et traversant diamétralement le percuteur pour entrer dans des trous radiaux opposés du corps 26 comme on le voit sur la figure 2. 20 En revenant à la figure 1, 1'écrou annulaire 25 présente une partie taraudée 56 destinée à venir en prise avec le filetage 13 du moteur-fusée. Une bride interne 57 de l'écrou présente un diamètre interne légèrement supérieur à celui de la bride 29 du corps 26 et forme un évidement 58 pour y retenir une bague 59. 25 L'épaisseur radiale de cette bague est telle qu'elle fait saillie radialement vers l'intérieur par rapport à la bride 57. La bague 59 est retenue dans l'évidement 58 par des éléments cassants ayant la forme de six goupilles de cisaillement 60 également espacées autour de 1'écrou 25 et orientées radialement à travers 18écrou et 30 la bague. En service, le dispositif d'allumage 24 est équipé d'une ~f,usée à retard de 2 secondes et demie et est placé dans la tuyère d4échappement d'un moteur-fusée d'un obus auto-propulsé, le dispositif 24 étant maintenu en position par 1'écrou annulaire 25 et 35 la bague 59, comme on le voit sur la figure 1. 70 38803 7 2065753 Après le lancement de l'obus auto-propulsé à partir d'un tube au moyen d'une charge de lancement auxiliaire (non représentée). p une pression,par exemple de 2,8 kg/mm ,engendrée par la charge est exercée contre la face arrière du percuteur 51 qui, du fait 5 que sa masse par unité de surface de la face arrière est inférieure à celle de l'obus global, est poussée vers l'avant par rapport au corps 26 en cisaillant la goupille 55. le percuteur se déplace alors vers l'avant dans le corps 26 et la saillie 53 traverse la bague 49 pour heurter le dispositif d'amorçage 45. Ce choc fait 10 détoner la composition d'amorçage 47 qui amorce la fusée à retard 37. Après le retard prédéterminé de 2 secondes et demie, la charge d'allumage 41 de poudre noire s'allume et fait éclater le disque d'aluminium 42, après quoi la chaleur engendrée allume l'autre charge d'amorçage 20 qui à son tour allume les éléments combustibles mou-15 labiés 18 formant la charge d'auto-propulsion du moteur-fusée. les gaz d'échappement passant par la tuyère 17 s'accumulent et poussent le dispositif d'allumage 24 contre la bague 59 de 1'écrou 25. A peu près à la moitié de la pression finale que peuvent exercer les gaz d''échappement dégagés par le moteur-fusée, les gou-20 pilles de cisaillement 60 sont brisées et le dispositif d'allumage est éjecté de la tuyère. Un dispositif d'allumage de la seconde forme de réalisation, et dont seule la partie arrière est représentée sur la figure 3, est généralement analogue au dispositif de la première forme de 25 réalisation. Toutefois, dans cette seconde forme de réalisation, un percuteur 61 comprend un disque concave-convexe 62 en matière élastique comme le bronze au phosphore par exemple, et une saillie 63 qui constitue un élément de percussion soudé ou riveté au centre du côté concave du disque, la partie périphérique du disque est 30 disposée dans une rainure annulaire 64 ménagée dans une chambre 65 d'un corps 66 formant récipient. Dans la position de repos du dispositif d'allumage, le côté concave du disque est en regard du dispositif d'amorçage 67 et de la bague 68. En service, la pression engendrée par la charge auxi-35 liaire de lancement (non représentée) appliquée-au côté convexe du disque renverse la courbure du disque et contraint le centre du disque à passer à travers un plan contenant la périphérie du 70 38803 8 2065753 disque. Cette action du disque a pour effet de déplacer la saillie 63 à travers la bague 68 pour qu'elle heurte le dispositif d'amorçage 67. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. 70 38803 9 2065753 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'allumage pour allumer le moteur-fusée d'un, projectile du type gui est lancé à partir d'un tube au moyen d'une charge auxiliaire, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte 5 un corps (26,66) formant récipient contenant un percuteur (51,61) destiné à se déplacer par rapport au corps sous l'effet de la pression engendrée par la charge auxiliaire, un dispositif d'amorçage (45*67) actionné par percussion destiné à être heurté par le per- 10 cuteur,et une charge d'allumage (41) destinée à être allumée par le dispositif d'amorçage (45,67) et provoquant l'allumage du moteur-fusée. 2.Dispositif d'allumage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le percuteur (51,61) coulisse dans un corps(26,66) 15 du dispositif et est retenu en position de repos par un ou plusieurs éléments cassants (55). 3. Dispositif d'allumage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément cassant (55) est une goupille de cisaillement qui cale mécaniquement ensemble le corps (26) et le per- 20 cuteur (51). ' 4. Dispositif d'allumage selon la revendication 2 ou 3» caractérisé en ce qu'il est prévu des éléments exerçant une tension préliminaire derrière le percuteur ( 5"1 ) pour favoriser son mouvement d'avance lors de la rupture de l'élément cassant (55). 25 5. Dispositif d'allumage selon l'une quelconque des revendi cations précédentes, caractérisé en ce qu'un joint étanche au fluide (54) est disposé entre le corps (26) et le percuteur (51). 6. Dispositif d'allumage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le percuteur (61) est sous forme d'un disque 30 concave-convexe (62) placé transversalement au corps (66) formant récipient du dispositif, de façon que dans la position de repos du dispositif, le côté concave du disque (62) soit dirigé vers le dispositif d'amorçage (67) et que,lors de l'actionnement du dispositif par la charge auxiliaire, la pression de cette charge ap- 35 pliquée au côté convexe du disque (62) soit suffisamment grande pour renverser la courbure du disque et contraindre le centre 70 38803 10 2065753 de ce disque à passer à travers un plan contenant sa périphérie et à contraindre le percuteur (61) à heurter le dispositif d'amorçage (67). 7. Dispositif d'allumage, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une fusée à retard (37) est interposée entre le dispositif d!amorçage (45 > 67) et la charge d'allumage ( 41 ) . 8. Obus auto-propulsé destiné à être lancé à partir d'un tube au moyen d'une charge auxiliaire, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'allumage (24),selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,qui est retenu ,de manière éjectable dans la tuyère d'échappement (17) du moteur-fusée (10) par un élément de montage qui comporte au moins un élément cassant (60)„ 9„ Obus auto-propulsé selon la revendication 8S caractérisé en ce que le dispositif d'allumage (24) est monté de manière éjec-table dans la tuyère d'échappement (17) du moteur~fusée (10) par un écrou annulaire (25) qui est vissé par une extrémité sur le mo-teur-fusée et qui présente près de son autre extrémité une bride (59) orientée radialement vers l'intérieur pouvant venir en contact avec une surface dirigée vers l'arrière du dispositif d'allumage, la bride (59) pouvant être arrachée du reste de 1'écrou par la pression exercée par les gaz d'échappement du moteur-fusée.