Brevet FR2261500A1 — publié le 19750912

La présente invention a pour but un initiateur pyrotechnique de sécurité et plus particulièrement un initiateur qui ne peut autre actionné par des parasites électriques générateurs de courants dans les filaments résistants au contact avec la matière pyrotechnique de l'initiateur. Les parasites les plus connus sont les courants induits par les champs électromagnétiques radar dont le niveau d'intensité parasite susceptible de parcourir les filaments d un initiateur a été déterminé. De ce fait, on a été amené à déterminer une exigence communément admise pour les initiateurs destinés à des applications sur des engins ou véhicules spatiaux, sur des aero- nefs et sur tous systèmes soumis à un environnement susceptible d'induire des courants électriques parasites Au titre de cette exigence, est désigné initiateur de sécurité un initiateur qui ne fonctionne pas lorsque le ou les filaments sont alimentés par un courant supérieur ou égal à 1 ampère et dissipe une puissance supérieure ou égale à 1 watt pendant 5 minutes, mais d'autres seuils peuvent entre demandés comme, par exemple, un délai diin- flammation inférieur ou égal à lO millisecondes pour une intensité de 3 ampères ou 5 ampères, ou encore un délai d'inflammation inférieur ou égal à 20 millisecondes pour une intensité de 2,5 ampères. De même, on peut etre amené à initier la charge primaire pyrotechnique sous une intensité inférieure à I ampère. Les initiateurs pyrotechniques de sécurité connus font généralement appel à l'utilisation de compositions pyrotechniques dont la conductibilité thermique et la stabilité chimique sont telles qu'une partie des calories émises par le filament sont acheminées vers les constituants inertes de 1 'initiateur à travers la composition pyrotechnique, de façon que, pour l'intensité du courant dans le filament maintenu pendant une durée prédéterminée, la composition pyrotechnique n'atteint en aucun point la température d'auto-inflammation. Ceci est obtenu en réalisant une charge primaire dont la composition homogène soit telle qu'on réalise un compromis difficile à atteindre, d'être un bon conducteur thermique et un mauvais conducteur électrique et ce, afin de satisfaire aux exigences d'isolement entre filaments, entre filaments et corps de l'initiateur, de rigidité diélectrique, de tenue aux décharges électrostatiques, etc... La présente invention a pour but de pallier aux inconvénients précités et de proposer un initiateur pyrotechnique susceptible d'être utilisé avec des explosifs ou charges pyrotechniques de compositions classiques, c'est-à-dire en particulier sans inconvénients sous l'angle des résistances d'isolement, rigidité diélectriques, etc... A cet effet, il est du type comportant un corps dans lequel est disposé un isolant électrique traversé par des broches d'amenée de courant, un filament reliant lesdites broches, une charge primaire pyrotechnique interposée entre la charge secon- daire et ledit filament, caractérisé en ce qu'un écran thermique est interposé entre la charge primaire pyrotechnique et la région centrale du filament. De ce fait, on refroidit de façon relative la zone cen traIe du filament gui est la plus chaude en choisissant un écran thermique dont la capacité thermique est telle qu'il s'échauffe peu, afin de transmettre le moins possible de calories à la charge primaire pyrotechnique. En-effet, le diagramme des températures d'un filament parcouru par différentes intensités n'est pas le meme en régime transitoire ou instantanné ou en régime permanent. Dans le premier cas, on envoie dans le filament un courant de forte intensité, par exemple de 5 ampères, et on admet qu'instantannément l'ensem- ble du filament est porté à une température suffisante en chaque point pour initier la charge primaire pyrotechnique et, par suite, provoquer la mise à feu de la charge secondaire en contact ou en regard avec ladite charge primaire. Dans le second cas, un courant de 1 ampère par exemple, on est en présence d'une courbe de température présentant un maximum dans la zone centrale du filament. Dès lors, en interposant un écran thermique dans cette zone, on modifie l'allure de la courbe de façon que ledit filament ne soit pas rompu, en régi me permanent, par des courants faibles et durables. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'écran thermique est constitué par un écran de faible épaisseur muni d'orifices de contact entre la charge primaire pyrotechnique et le filament au voisinage des zones de liaison entre ledit filament et les broches. Cette disposition permet de ne mettre en contact, entre la charge pyrotechnique et le filament, que les portions de ce dernier voisines des broches qui se comportent comme des puits thermiques en raison de leurs dimensions par rapport celles du filament, lesdits puits thermiques ayant pour effet de refroidir sensiblement ledit filament sur une petite longueur proche de chacune des broches Selon une autre caractéristique, 1 'écran thermique est constitué par un corps creux inerte du point de vue pyrotechnique susceptible d'être conducteur d'électricité, et par un disque isolant électriquement, muni d'orifices de contact entre le filament et la charge primaire pyrotechnique situés de part et d'autre dudit disque isolant, ce qui permet de diminuer la conductibilité électrique de 1 'écran thermique tout en maintenant pratiquement intacte sa capacité thermique. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront à la lecture d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre indicatif mais non limitatif, ainsi que du dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue éclatée de l'initiateur selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en perspective de l'écran ther mique. L'initiateur pyrotechnique de sécurité comprend un corps creux (1) dans lequel est disposé une masse isolante électriquement (2), traversée par des broches métalliques (3), la liaison entre la masse isolante (2) et lesdites broches (3) étant réalisée en fonction de la nature de ladite masse. C'est ainsi que si la masse isolante (2) est en verre, sa liaison avec le métal des broches tel que du ferronickel (2) et du corps creux intermédiaire en fer-nickel-cobalt (1) est réalisée a la coulée du verre. Si elle est en céramique (alumine, oxyde de béryllium, etc...) la liaison est réalisée par brasure, le corps creux étant par exemple en titane. Un filament résistant (4) est en contact électrique, à ses extrèmités avec les broches (3), ce contact étant généralement assuré par des points de soudure (5). On peut remplacer le filament (4) par d'autres modes de réalisation tels que rubans ou tout autre procédé permettant le dépôt d'une couche de métal (ou autre substance) résistant électriquement entre les broches à relier. Un écran thermique (6) est interposé entre la zone centrale du filament (4) et la charge primaire pyrotechnique, de facon à éviter que lors de l'application du courant de sécurité pendant plusieurs minutes, la zone la plus chaude du filament qui coïncide avec la zone centrale, ne soit portée a la température de fusion du métal, ce qui aurait pour conséquence sa destruction et le rendrait inapte à un fonctionnement ultérieur sous l'intensité nominale de mise à feu. Dans la forme de réalisation représentée aux figures 1 et 2, l'écran thermique (6) est constitué par un corps creux (7) comportant un support interne (8) pour l'appui d'un disque isolant (9) muni d'orifices (10) pour le contact entre la charge primaire pyrotechnique (11) et le filament (4). La nature de l'écran thermique (6) est telle que sa capacité thermique puisse absorber les calories produites par l'échauffement du filament (4) et les diriger vers l'extérieur de façon qu'en régime permanent, la température d'inflammation de la charge primaire pyrotechnique (11) ne soit pas atteinte. Dès lors, on conçoit que ledit écran thermique (6) soit ce qu'on appelle inerte du point de vue pyrotechnique. Il peut autre réalisé en aluminium ou en un autre alliage léger tel que l'aluminium et le magnésium. Le disque (9) isolant du point de vue électrique peut autre en mica ou en papier céramique, ce qui a tendance a diminuer la conductibilité électrique de 1 'écran thermique auquel il est associé. Dans un autre mode de réalisation, le disque isolant (9) peut être solidaire de l'écran thermique (6) dont les propriétés diélectriques superficielles peuvent être obtenues par oxydation, vitrification ou émaillage. Dans la forme représentée à la figure 2, les orifices (10) pratiqués dans le disque isolant (9) ainsi que dans le support, sont oblongs et de forme sensiblement en haricot. Ceci a pour but de permettre le contact entre le filament (4) et la charge pyrotechnique (If), sur une portion de filament comprise entre le centre et le bord de la broche, étant entendu que cette portion est faible devant la demi-longueur du filament ou en tout cas telle qu'en régime permanent la température d'inflammation de la charge primaire pyrotechnique ne soit jamais atteinte.En régime transitoire, cette portion de filament suffit à initier la charge primaire pyrotechnique puisque, sous 1 'intensité de mise à feu, la température du filament est sur toute sa longueur quasi-identique L'écran thermique (6) comporte un évidemment supérieur (13) dans lequel est emboîtée la partie cylindrique de la masse isolante (2).Le corps principal (14) dé l'initiateur est pourvu d'un évidemment (15) dans lequel s 'emboîte la partie cylindrique externe de 1'écran thermique, la charge secondaire ( devant être mise à feu étant logée immédiatement après l'écran thermique de façon que la charge pyrotechnique et ladite charge secondaire constituées par de la poudre soient à proximité l'une de autre ou en contact direct. Enfin, l'épaulement annulaire (16) prévu autour du corps (1) vient s'appuyer sur le rebord annulaire (17) du corps principal la liaison entre les deux corps étant réalisée au moyen d'un bombardement électronique. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes. C'est ainsi que l'écran thermique (6) peut être solidaire du corps principal (14). Dans une autre variante, 1 'écran thermique peut être constitué par une substance conductrice de la chaleur et isolante électriquement, comme par exemple le nitrure de bore ou l'oxyde de béryllium, ce qui éviterait d'interposer le disque isolant (9). De même l'initiateur peut comporter deux ou plusieurs filaments, l'écran thermique étant adapté en conséquence. REVENDICATIONS I) Initiateur pyrotechnique de sécurité, du type comportant un corps creux dans lequel est disposé un isolant électrique traversé par des broches de courant, un filament reliant lesdites broches, une charge primaire pyrotechnique interposée entre la charge ge secondaire et ledit filament, caractérisé en ce qu'un écran thermique est interposé entre la charge primaire pyrotechnique et la région centrale du filament. 2) Initiateur selon la revendication I caractérisé en ce que l'écran thermique est constitué par un écran de faible épaisseur muni d'orifices de contact entre la charge primaire pyrotechnique et le filament au voisinage des zones de liaison entre ledit filament et les broches. 3) Initiateur selon l'une des revendications I ou 2 caractérisé en ce que 1' écran thermique est constitué par un corps creux, inerte du point de vue pyrotechnique, susceptible d'être conducteur thermique de grande capacité calorifique, et par un disque isolant électriquement, muni d'orifices de contact entre le filament et la charge primaire pyrotechnique, situés de part et d'autre dudit disque isolant. 4);nitiateur selon l'une des revendications I à 3 caractérisé en ce que le contact entre la charge primaire pyrotechnique et le filament est réalisé sur une portion de filament comprise entre le centre de ce dernier et le bord des broches. 5) Initiateur selon l'une des revendications I à 4 caractérisé en ce que les orifices sont oblongs 6) Initiateur selon 1 'une des revendications I à 3 caractérisé en ce que 1' écran thermique est un métal de grande capacité calorifique isolé électriquement en surface. 7) Initiateur selon l'une des revendications I à3 caractérisé en ce que 1' écran thermique est un matériau réfractaire thermiquement conducteur et électriquement isolant. 8 Initiateur selon la revendication 3 caractérisé en ce que le disque isolant est en mica.