Brevet FR2417746A1 — publié le 19790914

Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs à retard pyrotechnique destiné à être inséré dans une chaîne de commande pyrotechnique, électrique ou mécanique. Dans les fusées d'obus ou de missiles, il est quelquefois nécessaire d'intercaler un retard court, par exemple de 50 à 500 microsecondes (vs), entre un initiateur pyrotechnique et une chaSne pyrotechnique principale afin de retarder le fonctionnement de cette charge principale. Par exemple, dans le cas des obus air-air, la charge principale doit exploser après pénétration dans la cible, l'initiateur pyrotechnique étant alors constitué par une amorce détonateur mise à feu électriquement ou mécaniquement apyres impact sur la cible. Les channes de commande classiques à retard peuvent être pyrotechniques et/ou mécaniques ou electriques. Les retards exclusivement pyrotechniques font intervenir soit une composition, soit des chicanes, soit le plus souvent une combinaison des deux . Si on emploie une composition pyrotechnique, le retard est donné par la vitesse de combustion de la poudre.Si des chicanes sont utilisées, c'est l'allongement du chemin des gaz de combustion entre l'initiateur pyrotechnique et la channe principale qui crée le retard. Ltinconvenient principal de ce type de retard pyrotechnique réside dans l'utilisation d'une mécanique complexe et d'une composition a retard de stabilité en vieillissement ou en performances plus ou moins bonnes. il est donc difficile d'obtenir des retards à la fois courts et reproductibles puisque les phénomènes mis enjeu sont complexes et difficiles à maîtriser. Les retards électroniques comportent des circuits électroniques a retard et il est nécessaire de prévoir soit une source électrique' auxiliaire, soit une conversion d'énergie mécanique en énergie électrique a l'aide d'un élément piézoélectrique. Il en résulte que ce dispositif est tres sensible aux parasites et aux environnements sévères. L'invention vise a remédier aux inconvénients précités en fournissant un retard pyrotechnique dans la gamme50 à 500 ws d'une bonne précision et assurant un fonctionnement fiable sur la totalité de la plage de retard désirée. Elle a donc pour objet un retard pyrotechnique, notamment pour équiper un projectile, destiné à être intercalé entre un initiateur pyrotechnique muni de son moyen d'initiation et une channe pyrotechnique principale placés a distance l'une de l'autre, pour provoquer la mise à feu retardée de cette chaîne principale, caractérisé en ce qu'il comporte un piston mobile en translation sous l'effet des gaz générés par la mise a feu de l'initiateur pyrotechnique, actionnant en fin de course un moyen d'amorçage de la chaîne principale. L'initiateur pyrotechnique peut être solidaire de l'extrémité du piston située en regard du moyen d'initiation. Le moyen d'amorçage peut être constitué par un percuteur et une charge relais, constituée ellemême d'explosifsprimaire et/ou secondaire. Le percuteur peut être solidaire du piston et la charge relais de la chaîne principale. Dans une réalisation préférentielle, le percuteur est solidaire de la chaîne principale et la charge relais de l'extrémité du piston située en regard de la channe principale. Dans une autre réalisation préférentielle, le piston peut être maintenu en place par un moyen de blocage cisaillable. De façon avantageuse, un dispositif de sécurité escamotable commandant la translation du piston, cons titué par exemple par un volet ou un rotor, présentant un alésage, est interposé entre l'initiateur pyrotechnique et la channe principale, l'alésage prenant une position longitudinale par rapport a l'axe de l'obus lors de l'effacement du dispositif de sécurité. Le dispositif selon l'invention utilise un piston à vitesse élevée donc a temps de parcourS ajustable tout en garantissant la sécurité de stockage. On utilise de préférence la détonation d'un initiateur pyrotechnique qui libère en un temps très court une masse de gaz a haute pression. Les pressions atteintes sont de l'ordre de 5000 a 10 000 bars. Le temps de déplacement du piston est prédéterminé et peut être calculé a partir de paramètres connus : masse d'explosif de l'initiateur pyrotechnique, volume'initial de la chambre de combustion, course du piston, masse du piston... La mise à feu de l'initiateur pyrotechnique peut s'opérer de façon connue; elle peut être mécanique par exemple par percussion ou onde de choc, électrique ou pyrotechnique par exemple par cordeau détonant.Le moyen d'amorçage peut être pyrotechnique, mécanique ou électrique. Les charges assurant le fonctionnement du dispositif sont préférentiellement constituées d'explosiSprimaire et secondaire ou l'un des deux seulement. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre de modes de réalisation particuliers en relation avec un dessin, lesquels sont donnés à titre indicatif sans aucun caractère limitatif. La figure I est une vue schématique en coupe d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention avant fonctionnement. La figure 2 représente en coupe le même dispositif apres fonctionnement. La figure 3 représente une vue en coupe d'un autre exemple de réalisation adapté à une fusée. La figure 4 représente une vue en coupe d'un autre exemple de réalisation adapté à une fusée. En se reportant aux figures 1 et 2, on voit le corps I d'une fusée (non représentée) présentant un évidement longitudinal 2 de révolution cylindrique. A une extrémité, on dispose la tête d'un détonateur 3 muni de son système d'initiation 4 à fil destiné'à initier la charge 5. Ce moyen d'initiation particulier peut être remplacé par tout autre moyen connu en particulier une amorce à percussion. La charge 5 peut avantageusement être composée d'un explosif primaire et d'un explosif secondaire. Un piston 6 muni d'un percuteur 6a est placé dans l'évidement longitudinal 2 et est maintenu en position initiale par une goupille de sécurité 7 fixée dans l'élément 1. A l'autre extrémité du corps 1 est placé un moyen d'amorçage 8 de la chaîwn principale (non représentée). Le moyen est par exemple une charge relais constituée d'un explosif primaire et d'un explosif secondaire, destinée à prendre un régime détonant. Un espace libre 9 est ménagé entre le piston 6 et la charge 5. La charge relais 8 est placée à une certaine distance du percuteur 6a solidaire du piston, cette distance est adaptée à la gamme de retard désirée. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : la mise à feu connectée sur les broches 4 du détonateur 3 provoque la détonation de la charge 5 qui engendre une montée en pression dans la chambre 9. La goupille est alors cisaillée et le piston propulsé dans l'évidement 2. Le percuteur vient alors initier la charge 8. La détonation de cette charge est ensuite transmise de façon classique à la channe principale juxtaposée à cette charge. Ce dispositif se révèle beaucoup plus précis que les détonateurs classiques à retard qui utilisent des compositions pyrotechniques retardatrices et/ou des chicanes mécaniques pour augmenter le trajet des gaz entre l'initiateur pyrotechnique et le moyen d'amorçage. Le temps de retard est beaucoup plus fiable et plus facile à déterminer puisque le dispositif selon l'invention met en jeu des phénomènes stables dans le temps et tout à fait connus. Ainsi la tenue au vieillissement et aux environnements sévères est bien meilleure puisqu'on utilise uniquement des explosifs purs donc stables au lieu de compositions pyrotechniques complexes. Dans une variante, on peut utiliser uniquement des explosifs secondaires pour réaliser les charges 5 et 8 ce qui assure une très grande sécurité et permet d'éviter les problèmes de désalignement de chaîne. En effet les explosifs secondaires sont beaucoup moins sensibles que les explosifs primaires, et le risque qu'ils présentent est suffisament faible pour que l'on puisse supprimer les désalignements de channe qui assurent la sécurité en cas de fonctionnement inopiné dtun initiateur, en aval des charges ne contenant que des explosifs secondaires. Dans une autre variante, on peut remplacer la charge détonante 5 et l'initiateur 3 (initiateur électrique, ou mécanique, ou pyrotechnique) par une charge de poudre ou de composition pyrotechnique ou de propergol dont le régime de fonctionnement normal sera la combustion ou la déflagration. Le temps de combustion de cette charge sera alors plus long que celui d'une charge détonante et le temps de retard pourra atteindre 1 à 100 ms ou plus. A titre d'exemple, on peut donner les caractéristiques suivantes Initiateur 3 r initiateur mécanique à percussion charge 5 : 75 mg d'azoture de plomb charge relais 8 : 45 mg de pentrite piston en tungstene : masse 1 mg dis tance x entre le piston et la charge relais : 24 mm volume de la chambre 9 : 0,05 ml temps de retard obtenu : 200 pus. La figure 3 représente un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Le corps 1 de la fusée 10 est muni d'un évidement longitudinal 2 de révolution cylindrique autour de l'axe de la fusée. Le piston 6 est placé dans cet évidement et est maintenu en position par une collerette cisaillable 6c prenant appui sur un épaulement il dudit alésage. Une charge 5 est rendue soli- daire d'une extrémité du piston ; cette charge engendre, comme explicite précédemment, une pression et est initiée par un percuteur 12 tout à fait classique qui est actionné lors de l'impact de la fusée. A l'autre extrémité du piston située en regard de la chaîne pyrotechnique, on dispose une amorce de tête 8a de la chaîne principale dont on a représenté le premier élément : le relais de détonation 13.Un percuteur 8b destiné à amorcer la charge 8a est placé au voisinage de l'entrée 13 de la chaîne principale. La charge 8a, amorcée par le percuteur 8b, constitue le moyen d'amorçage de la chaîne pyrotechnique principale. Un volet classique 14 est interposé entre le piston et le percuteur 8b. Ce volet est mû par exemple par la force centrifuge ou par inertie et est destiné à assurer la sécurité lors du stockage de la munition. Ce volef présente un évidement 14a analogue à l'évidement 2. Lors de l'effacement de ce volet, cet évidement 14a s'aligne avec l'évidement 2 pour permettre le passage du piston 6 en prenant une position longitudinale par rapport à l'axe de l'obus. Sur la figure 4 qui représente une autre réalisation du dispositif selon l'invention, on a positionné dans un évidement longitudinal 2 pratiqué dans le corps 1 de la fusée 10, le volet escamotable 14 muni de son évidement longitudinal 14a de révolution cylindrique. A l'extrémité antérieure de l'évidement 2 on a placé un initiateur pyrotechnique 5 constitué par exemple par un explosif primaire. Cet initiateur est initié par un percuteur 12 actionné de façon connue lors de l'impact de la fusée sur la cible. Le piston 6 muni de son percuteur 8b est placé dans l'alésage 14a et maintenu au niveau d'une extrémité par une collerette cisaillable 6c prenant appui sur un épaulement de l'alésage 14a. A l'autre extrémité de l'alésage 14a, on place une amorce de tête 8a destinée à amorcer la channe pyrotechnique principale (non représentée). Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : sous lveffet de la force centrifuge créée par la fusée sur sa trajectoire, le volet 14 subit une rotation jusqu a ce que l'axe de l'évidement coincide avec l'axe de la fusée; après l'initiation de la charge 5 par le percuteur 12, les gaz générés projettent le piston en cisaillant la collerette; la charge 8a est alors initiée par le percuteur 8b et la détonation est transmise à la chaîne pyrotechnique. Dans la description précédente, le moyen d'amorçage donné à titre d'exemple est de type mécanique et pyrotechnique : une charge relais d'explosif est mise à feu par un percuteur. Plusieurs variantes sont possibles suivant que le percuteur et/ou la charge relais sont solidaires du piston ou de la chaîne pyrotechnique principale. Le moyen d'amorçage peut être aussi de type électrique contact électrique fermé par le piston en bout de course et provoquant la mise à feu d'un détonateur électrique commandant la chaîne principale. On a représenté fig. 3 un percuteur 8b placé au niveau de l'entrée 13 de la chaîne pyrotechnique principale. A titre de variante, ce percuteur peut être rendu solidaire de l'extrémité du piston située en regard de cette chaîne principale. Enfin, le retard pyrotechnique selon l'invention peut être appliqué dans tous les-dispositifs nécessitant l'introduction d'un retard. En particulier, la chaîne pyrotechnique peut être remplacée par une chaîne électrique de puissance et le moyen d'amorçage par un moyen de commande. REVENDICATIONS 1 - Retard pyrotechnique, notamment pour équiper un projectile, destiné à être intercalé entre un initiateur pyrotechnique muni de son moyen d'ini tiation et une channe pyrotechnique principale placés à distance l'un de l'autre, pour provoquer la mise à feu retardée de cette chaîne principale, caractérisé en ce qu'il comporte un piston mobile en translation sous l'ef fet des gaz générés par la mise a feu de l'initiateur pyrotechnique, action nant en fin de course un moyen d'amorçage de la chaîne principale. 2 - Retard pyrotechnique selon la revendication I, caractérisé en ce que l'initiateur pyrotechnique est solidaire de l'extrémité du piston située en regard du moyen d'initiation. 3 - Retard pyrotechnique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen d'amorçage est constitué par un percuteur et une charge relais. 4 - Retard pyrotechnique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le percuteur est solidaire du piston et la charge relais de la chatne principale. 5 - Retard pyrotechnique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le percuteur est solidaire de la chaîne principale et la charge relais de l'extrémité du piston située en regard de la chaîne principale. 6 - Retard pyrotechnique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le percuteur et la charge relais sont tous deux solidaires de l'extrémité du piston située en regard de la chaîne principale. 7 - Retard pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le piston est maintenu en position initiale par un moyen de blocage cisaillable. 8 - Retard pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un dispositif de sécurité escamotable commandant la translation du piston constitué par exemple par un volet ou un rotor, presen tant un alésage, est interposé entre l'initiateur pyrotechnique et la channe principale, l'alésage prenant une position longitudinale par rapport à l'axe de l'obus lors de l'effacement du dispositif de sécurité. 9 - Retard pyrotechnique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le piston coulisse dans l'alésage du dispositif de sécurité. 10 - Retard pyrotechnique selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité du piston située en regard du moyen d'initiation est munie d'une collerette cisaillable qui prend appui sur un épaulement de l'alesage. Il - Retard pyrotechnique selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le moyen d'amorçage est un contact électrique fermé par le piston. 12 - Retard pyrotechnique selon la revendication 9 caractérisé en ce que les alésages dans lesquels coulisse le piston sont de révolution cylindrique. 13 - Application d'un retard pyrotechnique selon la revendication 11 à la commande d'une chaîne électrique de puissance.