Brevet FR2433169A1 — publié le 19800307

La présente invention a pour objet un dispositif pyrotechnique éjecteur-allumeur comprenant des moyens d'éjection d'une masse et des moyens d'allumage d'une charge disposée dans ladite masse. Il est classique de realiser la propulsion~d'un engin tactique avec deux régimes de poussée. Le premier régime, à forte poussée, permet de porter l'engin à sa vitesse de croisière, tandis que le deuxième régime, qui correspond à une plus faible poussée pendant un temps plus long, permet de vaincre la traînée provoquée par l'engin et de maintenir ce dernier à sa vitesse de croisière. Il est courant de réaliser des engins tactiques équipés de propulseurs d'accélération. C'est notamment le cas des engins dont le transport et le tir sont le fait d'un fantassin. Dans ce cas, pour des raisons de sécurité et de protection du tireur, les engins ou munitions sont généralement tirés à partir d'un tube, plutôt que d'une rampe ouverte. En effet, un tube permet, en debut de trajectoire, d'orienter ltecoulement des gaz chauds produi-ts par le propulseur d'accélération lié à l'engin lancé. Dans certains dispositifs, aucun propulseur d'accélération n'est utilisé. Dans ce cas, on met en oeuvre des effets canons par des dispositions du type canon sans recul, canon à culasse mobile par exemple. 11 engin lancé quitte le tube de lancement à sa vitesse de croisière. Le propulseur de croisière est allumé soit dans le tube lui-même, soit après une certaine longueur de trajectoir-e hors du tube si le débit produit risque encore de nuire au tireur. On connait divers dispositifs mettant en oeuvre successivement deux phases propulsives différentes. Ces dispositifs, appliqués essentiellement à des engins pilotés pendant le tir, produisent, par effet canon ou effet propulsif, une première phase de propulsion dans le tube, au cours de laquelle l'engin est seulement porté à une vitesse suffisante à la sortie du tube soit à peu près bien définie (par exemple avec une vitesse d-e l'ordre de 50 m/s et une mise en rotation comprise entre environ 5 et 15 tours/s). L'impulseur créant l'effet propulsif peut être solidaire du propulseur principal de l'engin ou simplement rester en appui sur ce dernier pour être détaché lors de l'allumage du propulseur principal.Des moyens sont en outre généralement prévus pour différer l'allu- mage de 11 étage d'accélération du propulseur par rapport à la sortie de engin du tube. Ces dispositifs de l'art antérieur présentent l'inconvénient de nécessiter une intervention humaine notam ment au niveau de la production d'un retard avant l'allumage de l'étage d'accélération du propulseur. Par ailleurs,les différents moyens d'allumage ne sont pas réalisés sous une for me compacte et facile à incorporer dans un engin. La présente invention vise précisément à remédier aux inconvénients précités et à permettre la réalisation d'un ensemble éjecteur allumeur qui assure toute la séquence d'allu mage, jusqu a l'allumage du propulseur à partir du seul ordre de mise à feu de l'éjecteur. L'invention a encore pour but de réaliser un système d'allumage qui soit facilement incorpo rable dans un engin tactique. Ces buts sont atteints grâce à un dispositif pyrotechnique éjecteur-allumeur du type mentionné au début qui, conformément à l'invention, comprend un réceptacle unitaire dans lequel sont empilées plusieurs compositions pyrotechni ques étagées qui réalisent chacune une fonction propre et sont séparées les unes des autres par des moyens réalisant une fonction retard. De façon plus particulière, un dispositif selon l'invention comprend, à l-'intérieur du réceptacle unitaire, successivement un premier sous-ensemble d'éjection p-our provo quer l'éjection d'une masse solidaire de ltensemble éjecteur- allumeur et disposée dans un moyen de guidage, en conférant à cette masse une impulsion initiale prédéterminée, un deuxième sous-ensemble réalisant une fonction retard de durée prédéterminée pendant laquelle la masse éjectée hors dudit moyen de guidage poursuit- une trajectoire balistique, et un troisième sous-ensemble réalisant une fonction d'allumage à 11 intérieur de ladite masse en mouvement. Ainsi, un seul dispositif formant bloc grâce à sa structure compacte permet d'assurer les trois fonctions suivantes - production d'une impulsion pour la mise en vitesse initiale de l'engin, - calibrage d'un temps de retard, - allumage du propulseur du missile équipé du dispositif selon l'invention, et éventuellement largage de l'éjec- teur à une distance prédéterminée suffisamment éloignée du point de lancement pour ne pas compromettre la sécurité du tireur. La mise en oeuvre de chacune des phases précitées est effectuée grâce à des moyens comprenant notamment des compositions pyrotechniques étagées dans le réceptacle unitaire, qui selon un mode de réalisation, présente une forme cylindroconique et est réalisé en matière incombustible. Le réceptacle unique peut être rigide dans sa partie cylindrique et souple dans sa partie tronconique correspondant au premier sous-ensemble d'éjection. De préférence, le dispositif selon l'invention est intégré dans la masse qu'il équipe et coopère avec celle-ci de telle sorte que le fonctionnement du dispositif éjecteurallumeur est inhibé lorsque ce dernier est séparé de la masse à éjecter. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, des modes de realisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre d'exemples, en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un mode de réalisation d'un éjecteur-allumeur conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d'un éjecteur-allumeur monté sur un propulseur dans un tube de lancement, et ~ - - la figure 3 est une vue schématique en coupe axiale dtun second mode de réalisation d'un éjecteur-allumeur selon l'invention. On soit sur la figure 1 un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, qui comprend un réceptacle cylindro-conique 1 réalisé en matière incombustible. Le réceptacle 1 peut être réalisé en métal. Toutefois, selon un mode de réalisation particulier, il comprend différents matériaux. De cette manière, la partie cylindrique il du réceptacle 1 peut être rigide, tandis que la partie tronconique 2 peut être souple, et réalisée par exemple en caoutchouc ou en clinquant métallique. Ceci permet de réaliser une bonne application de la partie tronconique 12 sur le divergent d'une tuyère 14 coopérant avec le propulseur de croisière 19 incorporé dans l'engin éjecté 17 (figure 2). Le réceptacle 1 renferme les divers chargements 2,3,4 et 5 formés de compositions pyrotechniques destinées à assurer ltexécution des diverses phases de fonctionnement du dispositif éjecteur-allumeur. La partie tronconique 12 du réceptacle 1 contient la charge propulsive 2 de l'étage assurant la fonction d'éjecteur. Le réceptacle 1 est obturé du côté éjecteur par un fond arrière 7 par exemple métallique, capable de résister à la pression interne de fonctionnement et lié au réceptacle 1 par des moyens de fixation 8 tels que des moyens de vissage, pointage, sertissage ou soudage. Le fond arrière 7 comporte un orifice axial sur lequel vient se fixer un initiateur 6 d'allumage de l'éjecteur et une ou plusieurs petites tuyères 9 pour l'écoulement des gaz de combustion. Les tuyères 9 peuvent être d'axe parallèle à celui de l'éjecteur pour créer une poussée axiale, ou présenter un certain angle par rapport à l'axe du réceptacle J pour créer une mise en roulis du pro jectile à éjecter. L'étanchéité au cours du stockage est assurée de façon classique par une membrane métallique claquable 10 qui obture l'ensemble des orifices du fond arrière 7. Du côté du plus grand diamètre du tronc de cône 12 du réceptacle, une bride 13 supportant le fond arrière 7 vient s'appuyer, ou plus precisement se fixer rigidément -sur l'extrémité arrière du divergent de la tuyère 14 du propulseur 19, par exemple par une liaison à -vis 15. Un amincissement local 16 réalisé dans la bride 13 permet de réaliser, à un instant prédéterminé, sous l'action de la pression exercée par les gaz d'échappement du propulseur 19, une désolidarisation de l'éjecteur-allumeur 1 par rapport à la tuyère 14 La partie cylindrique 11 du réceptacle 1 qui fait suite à la partie conique 12 comprend un chargement 3 constituant un sous-ensemble qui assure un retard calibré de l'initiation des charges d'allumage 4,5. Le sous-ensemble rigide 3, du type à "barillet" est initie soit dès l'origine, soit en fin de fonctionnement de la combustion de la charge propulsive 2 contenue dans la partie éjecteur 12 du réceptacle 1.Le sous-ensemble 3 comprend une partie rigide liée au réceptacle 1 par exemple par des moyens de sertissage 33 et présente des orifices axiaux 32 remplis d'une composition pyrotechnique 31 dont la durée de combustion est connue. La fin de la combustion de la composition pyrotechnique 31 initie une charge d'allumage 4 disposée dans la partie cylindrique 11 du réceptacle 1, à la suite de l'ensemble retard 3. La charge d'allumage 4 enflamme et éjecte la composition d'allumage 5 qui est empilée à la suite de la charge 4 et assure l'allumage du propulseur de croisière 19. La combinaison des chargements 4 et 5 peut être réalisée par exemple de la fanon décrite dans la demande de brevet français n" 2.353040. Le fonctionnement du dispositif éjecteur-allumeur selon l'invention est le suivant Après mise à feu au moyen de l'initiateur 6, la poussée des gaz fournis par la combustion de la charge 2 et éjectés par la ou les tuyères 9 provoque le déplacement de l'engin 17 muni de son propulseur de croisière 19 et d'une tuyère 14, et placé dans un tub-e 18 de diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur de l'ensemble 17,19,14. Lorsque l'engin 17,19,14 équipé du dispositif éjecteur-allumeur selon l'invention, quitte le tube 18, l'éjecteur comprenant la composition pyrotechnique 2 a terminé de fonctionner. L'engin poursuit alors sa trajectoire balistique pendant que la composition pyrotechnique 31 contenue dans les orifices axiaux 32 du sous-ensemble retardateur 3 continue de se consumer après avoir été initiée par la combustion de la charge 2. La combustion de la composition 3, qui se poursuit dans les orifices axiaux 32, initie au bout d'un temps prédéterminé l'allumeur pyrobalistique 4,5 chargé d'allumer le propulseur 19. L'allumeur 4,5 comprend avantageusement une première composit-ion d'éjection 4 qui enflamme et éjecte la composition d'allumage 5 pour initier la combustion du bloc de poudre du propulseur 19. La pression interne du propulseur 19 issue de la combustion de son bloc de poudre exerce un effort vers l'arrière sur le dispositif éjecteur-allumeur et permet de désolidariser ce dernier au niveau de l'amorce de rupture 16 de la couronne 13 L'engin 17,19,14 peut alors poursuivre sa trajectoire propre tout en étant débarrassé du dispositif éjecteur-allumeur Le dispositif éjecteur-allumeur avec son réceptacle 1 peut dans certains cas être disposé intégralement dans le volume li-bre de la tuyère 14 entre le col et la sortie du divergent. On a représente sur la figure 3 un autre mode de realisation de l'invention qui comprend un dispositif éjecteurallumeur 7 particulièrement bien intégré dans la masse qu'il équipe et coopérant avec celle-ci de telle sorte que le fonctionnement du dispositif éjecteur-allumeur est inhibé lorsque celui-ci est séparé de la masse à éjecter. Sur la figure 3, le dispositif éjecteurallumeur est intégré dans la tuyère 14 du propulseur 19 de telle manière que le divergent de la tuyère 14 constitue la portion du réceptacle qui contient le sous-ensemble d'éjection. Dans le cas du mode de réalisation de la figure 3, le réceptacle unique 1 comprend ainsi une portion cylindrique 11 analogue à la portion 11 du mode de réalisation de la figure 1 et rattachée à la tuyère 14 par une partie 20 servant obturateur, tandis que la partie tronconique du réceptacle 1 est constituée par le divergent même de la tuyère 14. Dans ce cas, l'ensemble du dispositif éjecteur-allumeur constitue toujours une unité même si seuls les sous-ensembles comprenant les compositions pyrotechniques 31,4,5 restent inclus dans une partie de réceptacle chargeable préalablement à la mise en place du dispositif dans la tuyère 14 En effet, le chargement 2 de la partie éjecteur est effectué in situ par exemple par frittage dans le divergent de la tuyère 14 après la mise en place de la partie cylindrique il et de son fond 20.La partie tronconique 2 est fermée par le fond arrière ou couvercle-7, muni d'un initiateur 6 et d'au moins une tuyère 9. On notera toutefois que dans ce mode de réalisation la pression generee par la combustion de la charge propulsive 2 doit rester inférieure à celle nécessitée dans le propulseur 19, après son allumage, pour éjecter le couvercle 7, fixé directement sur-la tuyère 14. Un autre mode de réalisation de la fixation de la bride 13 sur la tuyère 14 peut consister à remplacer le filetage 15 par un sertissage. Un autre mode de réalisation encore consiste à remplacrr le filetage 15 et la gorge d'affaiblissement 16 par un ensemble de goupilles implantées radialement dans la bride 13 et la tuyère 14 et calibrées pour permettre le largage de l'éjecteur pour un certain niveau de pression dans la chambre du propulseur après son allumage. Selon encore d'autres variantes, la charge 2 de l'éjecteur peut comprendre un propergol composite ou homogène. Un mode préféré lorsque la durée de fonctionnement de l'éjecteur est faible, consiste à utiliser une composition pyrotechnique frittée comportant au moins deux composants (oxydant et réducteur) et plus généralement une faible proportion de liant dont le rôle principal est de faciliter l'opération de frittage et le rôle annexe peut être d'améliorer les caractéristiques mécaniques du corps final fritté. Un autre mode de réalisation de la charge 2, représenté à titre d'exemple sur la figure 3, consiste à utiliser des pastilles, bâtonnets, cylindres creux etc... en propergol ou en composition frittée et chargés en vrac ou rangés. Le but d'un tel chargement est alors de diminuer encore la durée de combustion par rapport au chargement monolithe fritté. Comme pour le cas de la charge 2, les charges 31,4 et 5 peuvent etre réalisées de manières très diverses en fonction des applications envisagées. Diverses modifications et adjonctions peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de protection défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif pyrotechnique éjecteur-allumeur comprenant des moyens d'éjection d'une masse et des moyens d'allumage d'une charge disposée dans ladite masse, caractérisé en ce qu'il comprend un réceptacle unitaire dans lequel sont empi lées plusieurs compositions pyrotechniques étagées qui réalisent chacune une fonctiopropre et sont séparées les unes des autres par des moyens réalisant une fonction retard. 2. Dispositif pyrotechnique éjecteur-allumeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, à l'intérieur du réceptacle unitaire successivement un premier sous-ensemble d'éjection pour provoquer l'éjection d'une masse solidaire de l'ensemble éjecteur-allumeur et disposée dans un moyen de guidage, en conférant à cette masse une impulsion initiale prédéterminée, un deuxième sous-ensemble réalisant une fonction retard de durée prédéterminée pendant laquelle la masse éjectée hors dudit moyen de guidage poursuit une trajectoire balistique et un troisième sous-ensemble réalisant une fonction d'allumage à l'interieur de ladite masse en mouvement. 3. Dispositif éjecteur-allumeur selon la revendication 1 ou la revendi-cation 2, caractérisé en ce que le réceptacle unitaire est de forme cylindro-conique, et réalisé en matière incombustible. 4. Dispositif éjecteur-allumeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réceptacle unitaire est rigide dans sa partie cylindrique et souple dans sa partie tronconique correspondant au premier sous-ensemble d'éjectiqn. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le réceptacle unitaire comporte:un fond arrière muni d'un initiateur d'allumage du sous-ensemble d'éjection et d'au moins une tuyère. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le chargement du sous-ensemble d'éjection est réalisé par frittage in situ d'une composition pyrotechnique. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un sous-ensemble réalisant une fonction retard comprend un ensemble rigide formant barillet, lie au réceptacle et présentant des orifices remplis d'une composition pyrotechnique dont la durée de combustion est déterminée. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu il est inté-gré dans la masse qu'il équipe et coopère avec celle-ci de telle sorte que le fonctionnement du dispositif éjecteur-allumeur est inhibé lorsque ce dernier est séparé de la masse à éjecter. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est intégré dans une tuyère de propulseur -et en ce que le divergent de ladite tuyère constitue la portion du réceptacle qui contient le sous-ensemble d'éjection. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de largage pour permettre une dissociation dudit dispositif et de la masse qu'il équipe après exécution de la fonction du dernier sous-ensemble inclus dans le dispositif. 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que du côté du plus grand diamètre du tronc de cône de la partie du réceptacle comprenant le premier sous-ensemble d'éjection, le réceptacle est équipé d'une bride supportant le fond arrière du réceptacle et venant se fixer rigidement sur l'extrémité arrière du divergent de la tuyère de propulseur. 12. Dispositif selon la revendication 10 et la revendication 11, caractérisé en ce que la bride de fixation du réceptacle comprend un amincissement local permettant de désolidariser à un instant prédéterminé l'ejecteur-allumeur du propulseur. 13 Dispositif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il est intégralement disposé dans le volume libre de la tuyère entre le col et la sortie du divergent.