Brevet FR2381276A1 — publié le 19780915

La présente invention est relative à une ùsée pyrotechnique à sécuri- té 8 multiple s. Les fusées connues utilisent généralement, pour iever, au départ du vol du missile, leurs diverses sécurités, les gaz du propulseur qui comportent nécessairement des déchets de combustion. La levée de ces sécurités se fait toujours avec un certain retard qui correspond à la sécurité de bouche du tireur. On utilise donc, dans ce cas, un système complexe comportant des chicanes, des filtres, une buse de très faible section de passage et une chambre de temporisation permettant d'obtenir le délai t recherché. L'ensemble de ces éléments, qui nécessitent un encombrement et une masse relativement importants, peuvent se loger sans trop de difficultés dans des missiles ou roquettes relativement importants; pour un calibre plus faible, il n'est plus possible de procéder ainsi et il convient de trouver d'autres moyens pour satisfaire aux conditions d'encombrement et de masse données. La présente invention se propose d'apporter une solution à ce problème. Cette invention est essentiellement caractérisée en ce qu'on utilise, pour commander et réaliser les différentes sécurités multiples de la fusée pyrotechnique, des moyens pneumatiques et/ou électroniques. Selon l'invention, les moyens pneumatiques utilisent, en plus des gaz de combustion des propulseurs, une source de gaz sans déchets (donc des gaz ne résultant pas d'une combustion) permettant ainsi de supprimer des éléments encombrants tels que les chicanes et les filtres, comme indiqué plus haut. Ainsi, la temporisation est assurée par des gaz propre 51 une buse et une chambre de détente au travers desquels les dits gaz agissent, à partir d'une certaine pression, pour commander le déplacement d'un élément mecani- que qui libère à son tour les sécurités. Le déclenchement de la temporisation est effectué, selon l'invention, par l'apparition de la pression des gaz du propulseur d'accélération du missile. Les fonctions de la fusée selon l'invention sont donc assurées à partir de deux alimentations séparées = le circuit des gaz propres associé, en parti- culier, à la buse, et le circuit des gaz de combustion. On utilise, à cet effet, la source de gaz propre qui est généralemfint disponible au niveau du missile et qui sert pour actionner d'autres éléments du dit missile (commande de la voilure ou refroidissement de l'autodirecteur ..). Selon l'invention, ce principe est plus favorablement adapté aux missiles de calibre relativement important et, dans ce cas, on pourrait meme admettre que la source de gaz propre soit disposée dans la fusée pyrotechnique elle-même. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut avoir plusieurs ensembles buse-chambre alimentés en gaz propre à des instants différents, comptés à partir de I'apparition de la pression du propulseur d'accélération ou de la disparition de la pression du propulseur de croisière, qui assurent respectivement, au début du vol, la levée des sécurités out en fin de vol, le déclenchement dune sécurité supplémentaire telle que, par exemple, l'autoneutralisation de la charge militaire du missile. Egalement selon l'invention, les memes moyens peuvent encore actionner une sécurité d'accélération liée au fonctionnement d'un booster (traduction par une accélération de la pression du booster). Le dispositif, selon l'i nvention, est donc essentiellement caractérisé en ce qu'il utilise, en les combinant, deux sources d'alimentation: - une première source de gaz de combustion des propulseurs d'accélé- ration et de croisière qui assurent le declenchement des temporisations, - une deuxième source de gaz propre qui contribue à l'obtention des délais recherchés. Une variante de la présente invention consiste à utiliser, en les combinant, en plus des gaz de combustion du propulseur, un dispositif électronique couple à des inflammateurs qui assure, aux temps désirés, la commande des sécurités; ainsi, on supprime les éléments encombrants, tels que les chicanes et les filtres. Dans cette variante selon l'invention, la la temporisation est entièrement assurée par des circuits électroniques dont le déclenchement peut etre effectue, par rupture de fil par exemple, sous l'action des gaz du propulseur ou sous l'action de l'accélération de départ. Comme déjà dit plus haut, selon l'invention, on peut ainsi commander, à des instants différents, plusieurs sécurités. Le dispo sitif, selon cette variante de l'invention, est donc essentiellement caractérisé en ce qu'il utilise - une source de gaz de combustion des propulseurs d'accélération et de croisière qui assurent, comme précédemment, le déclenchement des temporisations; - un dispositif électronique, couplé à des inflammateurs, qui assure, aux temps désirés, la commande des sécurités. Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront des exemples et descriptions donnés ci-après. Il est bien precisé qu'il s'agit uniquement d'exemples sans aucun caractère limitatif et que tous autres modes de construction, formes, proportions, dispositions, etc... peuvent etre également utilisés sans sortir du cadre de l'invention. Cette description se réfere aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation dune fusée selon l'invention (la coupe étant prise selon 1-1 de la fig. 2); la figure 2 est une coupe selon 2-2 de la fig. 1; la figure 3 est une coupe selon 3-3 de la fig. 4; les figures 4, 4a, 4b sont des coupes selon 4-4 de la fig. 3; la figure 5 est une coupe selon 5-5 de la fig. 2; la figure 6 est une coupe selon 6-6 de la fig. 7;; la figure 7 est une coupe selon 7-7 de la fig. 6; la figure 8 est une coupe selon 8-8 de la fig. 9; la figure 9 est une coupe selon 9-9 de la fig. 8; la figure 10 représente le schéma fonctionnel de la fusée selon ce premier mode de réalisation; la figure 11 est une vue en coupe longitudinale drun second mode de rda- lisation de la fus6e selon l'invention (coupe 11-11 de la fig. 12); la figure 12 est une coupe selon 12-12 de la fig. 11; la figure 13 est une coupe selon 13-13 de la fig. 14; la figure 14 est une coupe selon 14-14 de la fig. 13; la figure 15 est une coupe selon 15-15 de la fig. 13; la figure 16 est une vue extérieure; la figure 17 est une coupe selon 17-17 de la fig. 18; la figure 18 est une coupe selon 18-18 de la fig. 17; et la figure 19 représente le schéma fonctionnel de la fusée selon ce second mode de réalisation. La fusée selon l'invention, représentée aux figures 1 à 9, comporte les différentes fonctions ci-après qui sont liées au fonctionnement du booster, du propulkseur d'accélération et et du propulseur de croisière du missile (éléments non repr8 sentés). Cette fusée, selon lsinvention, est en particulier caractérisée, en ce qui concerne sa sécurité de chaise pyrotechnique, par l'existence de volets superposes. En position de stockage, le volet avant a son orifice aligné avec de l'amorce et du détonateur-relais mais l'orifice du volet arrière est décalé ce qui forme l'i nterruption de chaîne pyrotechnique au stockage et début de vol. En position armée, le volet avant est immobile, le volet arrière bouge et son orifice est aligné avec l'orifice du volet avant. En position finale d'autoneutralisation, le le volet arrière reste en place mais le volet avant bouge et son orifice est décalé d'où nouvelle inteFuption de chaise pyrotechnique. Les divers moyens1 selon l'invention, décrits plus haut et ci-après, commandent, en particulier, les mouvements des deux volets. - Sécurité de tube (première interruption de chaîne): Elle est réalisée par le blocage du volet arrière 1, formant écran de chape pyrotechnique, par l'intermédiaire d'un doigt 2 qui traverse le corps de ùsée 3 et qui prend appui à l'intérieur du tube de lancement (non repré senté). Au départ du missile, le doigt 2 est éjecté levant ainsi la sécurité de tube. - Sécurité pyrotechnique (première interruption de chaîne) Cette sécurité est maintenue tant qutil n'y a pas eu fonctionnement du booster et du propulseur d'accélération, l'un et l'autre étant nécessaires pour qu'il y ait déplacement du volet arrière 1, formant écran de chaîne pyrotecbni- que entre l'amorce 15 et le relais 16; ce dernier est supporté par un couvercle 37 qui obture la fusée. Le booster crée la sécurité d'accélération et le propulseur d'accélération du missile crée la sécurité pneumatique; ils sSexerceht l'un et l'autre respectivement par l'intermédiaire des doigts 4 et 5 de verrouillage du dit volet 1. Le fonctionnement du booster crée, par inertie, le déplacement du doigt de verrouillage 4 du volet arrière I. En position initiale, ce doigt 4 est maintenu par une goupille 4 et il rest e en position finale par l'effet d'un ressort 6. Le fonctionnement du propulseur d'accélération cree, par les gaz ainsi produits qui pénètrent dans la fusée par le canal 13, -le déplacement d'un piston de distribution 7, immobilisé au préalable par une goupille 8, qui entraille successivement - la mise en communication d'un réservoir de gaz inerte sous pression, existant dans le missile, avec une première chambre de temporisation 9 par l'intermédiaire d'un canal d'arrivée 10 et d'une buse calibree 11. Le volume de cette chambre 9 et le diamètre de la buse 11 sont déterminés pour avoir une temporisation de tl. Ce temps correspond à la sécurité de bouche. - Lorsque la pression dans la chambre 9 atteint une valeur déterminée, elle provoque le déplacement du piston 5, maintenu par la goupille 12, qui libère le volet arrière 1 mobile autour de l'axe 22 qui, à son tour, se déplace, sous l'action d'un ressort 23 centré sur un axe 24, pour se mettre en position de transmission de chaîne pyrotechnique. En position finale, le volet arrière 1 est immobilise par le doigt 28, action8 par le ressort 29. Les orifices 1' et 21' des deux volets sont alors alignés. - Deux sécurités électriques: Elles sont réalisées par un interrupteur 14 (fig. 5) unipolaire à deux positions qui crée le court-circuitage de l'amorce 15 et l'ouverture du circuit d'alimentation et les fonctions inverses après basculement du dit interrupteur. Le fonctionnement satisfaisant du booster et du propulseur d'accélération du missile entraîne le déverrouillage du volet arrière 1 qui peut ainsi se placer en position de transmission de chaîne. C'est le déplacement du volet arrière 1 qui entraxe la levée des sécurités électriques. - Un fonctionnement possible de la fusée entre tl et t3 (voir figure 10) U est réalisé par l'effacement de l'ensemble des sécurités pyrotechniques et électriques énumérées précédemment. Le temps t3 correspond à l'instant auquel se produit l'autoneutralisation de la fusée tel que décrit ci-après selon l'invention. - Une autoneutralisation (deuxième interruption de chaîne) Elle intervient dans le cas où la fusée n'a pas fonctionné entre tl et t3. Au temps prévu, le propulseur de croisière s'arrente de fonctionner et la baisse brutale de pression entraîne, par I'intermédiaire d'un ressort 17, le déplacement du piston de distribution 7. I1 s'ensuit: - la mise en communication du reservoir de gaz sous pression avec une deuxième chambre de temporisation 18, par I'intermédiaire du canal 10 et d'une buse calibrée 19 (fig. 5). Comme précédemment, le volume de la chambre 18 et le diamètre de -la buse 19 sont déterminés pour avoir une temporisation t2. Ce temps correspond sensiblement à la durée de vol du missile, sans propulsion. - lorsque la pression dans la chambre 18 atteint une valeur déterminée, elle provoque le déplacement d'un piston 46, maintenu par une goupille 20, qui libère le volet avant 21, mobile autour de l'axe 22 qui, à son tour, se déplace, sous l'action dtun ressort 25 centré sur un axe 26, solidaire d'une cloison 27, pour se mettre en position d'interruption de chaîne pyrotechnique, formant ainsi écran entre llamorce 1 15 et le relais 16. En position finale, le volet avant 21 est immobilise par le doigt 30, actionné par le ressort 31. Pour des raisons de masse, les deux volets 1 et 21 peuvent etre en alliage léger et possèdent alors deux pastilles 32 et 33 en acier pour l'obtention mieux garantie de l'interruption de chaine pyrotechnique en cas de fonctionnement accidentel de l'amorce 15. Le schéma fonctionnel, correspondant aux éléments décrits précédemment, a été représenté à la figure 10. Il est suffisamment explicite par luimême pour qu'il ne soit pas necessaire de le décrire à nouveau. Le deuxième exemple de réalisation de la fusée selon l'invention, représenté aux figures Il à 19, comporte les différentes fonctions ci-après qui ne seront décrites que dans la mesure où elles constituent une autre forme de réalisation par rapport à l'exemple précédent: - - Sécurité de tube (première interruption de chaise) Identique à ce qui a été décrit ci-dessus. - Sécurité pyrotechnique (première interruption de chaîne) La sécurité pyrotéchnique stexerce par l'intermédiaire du doigt 47 qui, en se déplaçant sous l'effet des gaz du propulseur d'accélération, provoque successivement le cisaillement d'un fil 40, le déclenchement du retard electronique 39, la mise à feu d'un premier inflammateur 41 au temps I e déplacement d'un piston 43 et finalernent la rotation du volet arrière 1 qui se place en position de transmission de chaîne pyrotechnique. Comme plus haut, les orifices 21' et 1' sont alors alignés. En position initiale, le doigt 47 est maintenu par une goupille 38. - Deux sécurités électriques Identiques à celles décrites plus haut. - Un fonctionnement possible de la fusée entre tl et t3 Comme décrit plus haut. - Une autoneutralisation - (deuxième interruption de chaîne) Elle intervient dans le cas où la fusée n'a pas fonctionné entre tl et t3. Au temps t3, le retard électronique 39 met à feu un deuxième inflammateur 42 qui entraîne successivement le déplacement d'un piston 44 maintenu par une goupille 45 et la rotation du volet avant 21 qui se place en position d'interruption de chaine pyrotechnique, formant ainsi écran entre l'amorce 15 et le relais 16. Le schéma fonctionnel, correspondant aux différentes fonctions citées ci-avant, se trouve représenté à la figure 19. T1 est suffisamment explicite par lui-même pour qu'il ne soit pas nécessaire de le décrire à nouveau. REVENDICA TIONS 1) Fusée pour -missile, roquette ou projectile, caractérisée en ce qu'elle comporte, pour commander et réaliser ses différentes sécurités multiples, des moyens pneumatiques et/ou des moyens électroniques pour assurer le déclenchement des temporisations et, aux temps désirés, la commande des sécurités. 2) Fusée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pneumatiques utilisent deux sources d:alimentation distinctes : une première source de gaz de combustion des propulseurs qui assure le déclenchement des temporisations, et une seconde source de gaz propre inerte sous pression, qui contribue à l'obtention des délais recherchés. 3) Fusée selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte deux volets superposés d'interruption de chaUle pyrotechnique interposés entre l'amorce et le relais-détonateur: un premier volet à orifice de transmission aligné au stockage et en début de vol, le second volet étant alors désaligné (position sécurité); en ce que au moment de l'armement et pendant la phase de vol armée1 le deuxième volet se déplace et son orifice de transmission est alors aligné (position transmission), et en ce que en fin de vol, pour autoneutrali sation, le premier volet se déplace et son orifice de transmission est désaligné (position sécurité). 4) Fusée selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisée par la présence de sécurités multiples, notamment: - une sécurité de tube, du type cylindre mécanique, qui assure le blocage au stockage du premier volet en position dtinterruption de chaire pyrotechnique; - une sécurité de bouche q;i empêche l'alignement de la chape pyrotechnique sur le deuxième volet tant quEl n'y a pas eu un fonctionnement correct du booster, en utilisant l'action de l'accélération dans le tube sur un doigt de verrouillage1 combiné avec un bon fonctionnement nécessaire du propulseur d'acc4Lération - - action des gaz pendant le temps tl ;; - une sécurité électrique actionnée par le déplacement du deuxième volet qui crée d'abord le court-circuitagede l'amorce et l'ouverture du circuit d'alimentation et commande les fonctions inverses après basculement de l'interruption; - une sécurité d'autoneutralisation qui intervient dans le cas où la fusée n'a pas fonctionné entre N et t3 qui se produit dès que la pression du propulseur de croisière disparart, en fin de vol ou après le temps t3 donné par le retard électronique. 5) Fusée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les temporisations sont mesurées à partir d'une variation brusque de la pression des gaz de combustion des propulseurs, les temps étant fonction de la pression et du débit de gaz propre, en présence d'un réservoir sous pression, passant à travers une buse calibrée. 6) Fusée, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte deux chambres de temporisation dont l'une sert à effacer, au début du vol, les sécurités et l'autre à les rétablir, en fin de vol -(autoneutralisation). 7) Fusée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'alimentation des deux chambres de temporisation s'efectue au moyen d'un piston de distribution dont le déplacement est provoqué par les variations de la pression des gaz de combustion des propulseurs et l'action combinée d'un ressort. 8) Fusée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les volets sont en alliage léger et comportent des pastilles en acier qui forment écran de chaîne pyrotechnique. 9) Fusée suivant lune quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que son activation est liée à la combinaison des fonctionnements satisfaisants du booster, du propulseur d'accélération, du propulseur de croisière et du réservoir de gaz inerte propre sous pression. 10) Fusée, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que son autoneutralisation qui est prévue, en principe, à la fin de la combustion du propulseur de croisière, peut se produire aussi dès la fin de la combustion du propulseur d'accélération, en cas de nonfonctionnement ou fonctionnement défectueux du propulseur de croisière par suite du déplacement subséquent du piston de distribution. 11) Fusée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les temporisations sont assurées par un retard électronique, déclenché par les gaz du propulseur d'accélération, qui cisaillent un fil. 12) Fusée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le retard électronique commande les mouvements mécaniques de déverrouillage par l'interrnédiaire d'inflammateurs qui fournissent l'énergie nécessaire au mouvement, sous forme de pression. 13) Fusée, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par la présence dans la fusée elle-même dtun ou plusieurs réservoirs de gaz inerte propre sous pression.