Brevet FR2074801A1 — publié le 19711008

L'invention est relative, d'une façon générale, aux générateurs de gaz chauds à propergol solide, c'est-a-dire aux appareils capables d'émettre un flux de gaz chauds (contenant éventuellement des phases condensées) résultant d'une réaction de combustion (par opposition à des réactions de déflagration ou à'explosion) d'un propergol solide, cette dernière expression désignant un produit énergétique monolithique appelé parfois simplement "poudre" et qualifié dans le langage technique international de "solin propellant" ; et elle concerne plus particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement, parmi ces appareils, les allumeurs à propergol solide destinés à assurer la mise à feu de la charge propulsive d'un moteur-fusée à propergol solide, de tels allumeurs étant généralement appelés à fonctionner avec un débit important pendant un temps très bref pouvant être inférieur à 100 millisecondes. On sait que certains générateurs de gaz chauds à propergol solide utilisés dans les techniques aérospatiales doivent présenter des caractéristiques de fonctionnement (notamment en ce qui concerne leur débit et leur durée de combustion) bien précises et reproductibles avec fidélité pour tous les générateurs du même type. C'est le cas, notamment, des allumeurs à propergol solide pour moteurs-fusées également à propergol solide, de tels allumeurs devant être adaptés, d'une part, aux caractéristiques intrinsèques du bloc de propergol solide dont ils doivent assurer l'allumage (nature, géométrie, dimensions), et, d'autre part, aux conditions d'emploi du moteur-fusée qu'ils équipent et notamment de la rapidité plus ou moins grande souhaitée, en fonction de la mission de l'engin, pour la montée en pression dans la chambre de combustion du susdit moteur-fusée. C'est précisément le but de l'invention de permettre d'obtenir un générateur de gaz chauds à propergol solide (notamment un allumeur de ce genre) de fabrication simple, de caractéristiques bien définies, aisément adaptable et reproductible, et capable de fournir un débit gazeux important pendant un temps bref. Le générateur de gaz chauds à propergol solide selon l'invention comporte au moins une charge destinée à être logée de façon coaxiale dans une chambre de combustion, et il est caractérisé par le fait que la susdite charge est constituée par un assemblage rigide d'éléments composés plans parallèles orientés suivant l'axe de la charge et maintenus écartés les uns des autres en sorte qu'il subsiste, entre deux éléments composés successifs quelconques, un passage lamellaire s'étendant d'une extrémité à l'autre de la charge et constituant une voie de circulation pour les produits de la combustion) chaque élément composé comportant un support plan cons- titué en un matériau non consommable pendant la durée de fonction- nement du générateur et garni sur ses deux faces d'une plaquette de propergol solide dont a face externe constitue l'une des paros du passage lamellaire adjacent et dont l'épaisseur, compte tenu de la nature du propergol, définit le temps de combustion. En ce qui concerne alors le matériau constitutif du support plan de chaque élément composé, il doit être résistant aussi long temps qu'il est recouvert par les plaquettes de propergol et de préférence éliminable une fois lesdites plaquettes consommees, ce matériau pouvant, par exemple, être du bois. Quant aux moyens à prévoir pour assembler les divers éléments composés constitutifs de la charge, on peut les constituer par des tirants transversaux traversant lesdits éléments composés et portant des rondelles intercalaires propres à réserver les écarts voulus entre les susdits éléments composés, les susdits tirants et rondelles étant constitués en des matériaux, par exemple métalliques, permett@nt à ces organes de conserver leurs qualités mécani ques & au moins pendant la durée de fonctionnement du générateur. De toute façon, une telle charge à éléments composés est simple st robuste Elle permet, sous un faible encombrement, des débits de gaz très importants, légèrement décroissants pendant le cours de la combustion et sans pointes de pression en fin de combustion. De plus, d'une part, la charge en question est aisément reproductible, et, d'autre part, son adaptation peut s'opérer en jouant sur sa longueur ou, mieux encore, sur son diamètre. La figure unique, du dessin ci-annexé, représente, en perspec tive avec arrachement partial, la charge d'un allumeur à propergol solide établi conformément à un mode de réalisation préféré, mais nullement limitatif, de l'invention. Cette figure représente la charge de propergol 1 d'un allumeur pour moteur-fusée à propergol solide, ladite charge étant constituée par un assemblage cylindrique rigide d'éléments composés orientés parallèlement à l'axe de la charge et formés chacun d'une âme plane en bois 2 recouverte sur ses deux faces par une plaquette de poudre 3. Les divers éléments composés ainsi constitués sont réunis par des boulons transversaux 4 portant chacun des rondelles intercalaires 5 destinées à réserver, entre les éléments composés de l'assemblage, les passages lamellaires désirés 6. A titre exemple, nullement limitatif, on peut signaler que, dans un cas particulier, des résultats satisfaisants ont été obtenus avec une charge de 70 mm de diamètre et 96 mm de longueur formée de dix éléments composés constitués chacun par une plaque de bois de 3 mm d'épaisseur garnie de plaquettes de poudre de 1 mm d'épaisseur, l'écart entre deux éléments composés successifs étant de 1,5 mm. Avec une telle charge, on obtient, pour un poids de poudre de 170 grammes, une surface initiale d'inflammation de 1020 cm2, le débit de gaz fourni décroissant régulièrement de 1500 à 1000 gs- au cours de 136 ms de fonctionnement. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Générateur de gaz chauds à propergol solide, notamment allumeur de ce genre pour moteur-fusée à propergol solide, comportant au moins une charge (1) destinée à être logée de façon coaxos le dans une chambre de combustion, caractérisé par le fait que la susdite charge (1) est constituée par un assemblage rigide d'éléments composés plans parallèles orientés suivant l'axe de la charge et maintenus écartés les uns des autres en sorte qu'il subsiste, entre deux éléments composés successifs quelconques, un passage lamellaire (6) s'étendant d'une extrémité à l'autre de la charge et constituant une voie de circulation pour les produits de la combustion, chaque élément composé comportant un support plan (2) constitué en un matériau non consommable pendant la durée de fonctionnement du générateur et garni sur ses deux faces d'une plaques te de propergol -solide (3). 2. Générateur de gaz chauds selon la revendication 1, caractérisé par le fait que sa charge (1) est d'allure générale cylindrique. 3. Générateur de gaz chauds selon l'une des revendications 1 QU 2, caractérisé par le fait que le matériau constitutif du support plan (2) de chaque élément composé, tout en étant capable de résister aux conditions thermiques régnant pendant la durée de la combustion, stélimine une fois consommées les plaquettes de propergol solide (3) garnissant le susdit support (2), le susdit matériau étant avantageusement du bois. 4. Générateur de gaz chauds selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé par le fait que les moyens d'assemblage des éléments composés constitutifs de la charge (1) sont constitués par des tirants (4) munis de rondelles intercalaires