Brevet FR2445508A1 — publié le 19800725

L'invention concerne un générateur pyrotechnique de gaz à faible durée de combustion, destiné notamment à être utilisé comme propulseur d'accélération d'un engin autopropulsé tel qu'un missile ou une roquette, ce générateur comprenant un chargement pyrotechnique constitué de rondelles de propergol solide disposées sensiblement parallèlement les unes aux autres et ménageant au moins un canal longitudinal d'évacuation des gaz de combustion en direction d'une tuyère. Les générateurs pyrotechniques comprenant un chargement constitué de rondelles de propergol sont connus et, par exemple, le brevet français 2 359 981 décrit un chargement pyrotechnique constitué de rondelles planes de propergol qui sont disposées autour d'un tube support central et sont traversées par des tiges, s'étendantparallèlement au tube support, et comportant des rondelles d'espacement servant d'entretoises aux rondelles de propergol.Le canal longitudinal d'évacuation des gaz de combustion est disposé à la periphérie de ce chargement et présente une section croissante, de l'amont situé vers le fond avant du propulseur, vers l'aval situé vers la tuyère de poussée annulaire, cette section croissante étant obtenue par la diminution progressive du diamètre extérieur des rondelles de l'amont vers l'aval, et par la diminution corrélative du carter multiperforé de la chambre de combustion qui est placé à l'intérieur d'un tube de lancement.De tels chargements pyrotechniques, présentant des rondelles planes disposées selon des plans transverses du propulseur, sont difficilement utilisables pour générer un important débit de gaz de combustion, car l'ecoulement de ces gaz est initialement radial entre les plaques de propergol, puis devient longitudinal dans le canal d'écoulement, ce qui soumet le bord des rondelles à d'importantes contraintes pouvant entraîner la rupture de ces rondelles.L'utilisation d'un carter multiperforé peut éviter les ruptures de rondelles notamment Si ces perforations se comportent comme des tuyères, mais les perturbations de l'écoulement des gaz de combustion sont alors très importantes, et le tube de lancement doit etre renforcé afin de résister à une pression élevée, voisine de la pression d'arrêt des gfz de combustion éjectés par les perforations du carter. La présente invention, a pour but d'éviter les ruptures des rondelles de propergol du chargement, tout en limitant les perturbations de l'écoulement des gaz de combustion, et se caractérise en ce que le chargement pyrotechnique est constitué de plusieurs ensembles de rondelles de propergol séparés par des déflecteurs qui sont disposés sensiblement parallèlement aux plaques de propergol et dont le bord situé vrs le canal longitudinal d'évacuation des gaz est en dépassement par rapport au bord correspondant des rondelles de propergol. Plus particulièrement, le bord situé vers le canal longitudinal constitue l'un des deux éléments d'une tuyère annulaire, et les déflecteurs sont solidaire: du corps du propulseur.Ce bord du déflecteur est avantageusement situé à la périphérie, ce qui détermine un générateur pyrotechniqu à chargement central et à canal longitudinal périphérique d'évacuation des gaz de combustion, mais ce bord du déflecteur peut égale ment être le bord interne, ce qui détermine un générateur pyrotechnique à canal longitudinal central. Selon un premier mode de réalisation, les ensembles de rondelles de propergol présentent des sections transversales dégressives d'amont en aval, l'enveloppe de la surface extérieure latérale du générateur étant sensiblement cylindrique ou conique, le sommet du cbne étant situé en aval. Selon un second mode de réalisation, les ensembles de rondelles de propergol présentent des sections transversales égales, l'enveloppe de la surface extérieure latérale du générateur étant alors conique, le sommet du cône étant situé en amont. Préférentiellement, toutes les rondelles de propergol d'un même ensemble sont de forme identique, et ces rondelles sont munies de nervures qui déterminent l'espacement entre deux rondelles consécutives, ces nervures étant orientées parallèlement à l'écoulement des gaz de combustion. Les rondelles de propergol peuvent être planes, mais l'utilisation de rondelles coniques est tout à fait possible et permet d'obtenir un meilleur écoulement des gaz de combustion. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ce que les déflecteurs assurent simultanément d'une part la protection des bords des rondelles de propergol situés vers le canal longitudinal d'évacuation des gaz de combus tion, et d'autre part ltorientation et le positionnement des différents écoulements des gaz de combustion.Ces écoulements peuvent s'effectuer dans un canal longitudinal unique et commun à tous les ensembles de rondelles de propergol lorsque les déflecteurs ne dépassent que faiblement ces rondelles, mais ces écoulements s'effectuent préférentiellement dans des canaux longitudinaux distincts, les déflecteurs comportant alors une virole latérale dont la zone aval constitue l'un des éléments d'une tuyère annulaire, le second élément de cette tuyère annulaire étant avantageusement constitué par la zone amont de la virole du déflecteur situé en aval, ce qui détermine un générateur pyrotechnique à multiple tuyères qui est beaucoup moins sensible à une rupture intempestive d'une rondelle, puisque dans ce cas les perturbations de l'écoulement gazeux n'affecteraient que l'un des ensembles de rondelles de propergol et ne se répercuteraient pas sur l'ensemble du chargement pyrotechnique. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à 11 aide d'un dessin représentant un mode particulier d'exécution. La figure unique représente un propulseur d'accélération à tuyère annulaire et correspond, dans sa partie gauche à une demi-vue extérieure, et dans sa partie droite à une demi-coupe longitudinale du propulseur complet, les rondelles de propergol et les détails du tube central n'étant que partiellement représentés. Selon cette figure, le propulseur d'accélération comprend un corps de propulseur qui est constitué essentiellement par un fond amont (1) solidarisé à un tube central (2) sur lequel est en appui un bulbe central (3). Le tube central comporte de multiples perforations (4) réparties hélicoidalement, et est obturé en amont par une vis à coupelle (5) assurant l'encastrement du fond amont (1), tandis que l'aval de ce tube est obturé par l'allumeur(6). Le fond amont est prolongé à sa périphérie par une virole cylindrique (la) qui se termine par une jupe conique et la zone de jonction de cette virole et de cette jupe constitue l'élément extérieur de la tuyère annulaire (7) dont l'élément intérieur est constitué par la zone amont de la virole (8d) du déflecteur (8). Les trois déflecteurs principaux (8, 9 et 10) sont de dimensions différentes mais sont de constitution identique et comportent tous, d'une part une virole cylindrique périphérique dont le bord (8a, 9a, 10a) constitue l'un des deux éléments d'une tuyère annulaire, et d'autre part un tube interne multiperforé (8b, 9b, lOb) qui est centré sur le tube central (2) du corps du propulseur et qui positionné par rapport à ce tube pour assurer la correspondance des perforations.Les ensembles de rondelles de propergol (11, 12, 13) sont centrés sur les tubes internes des déflecteurs et sont en appui sur les faces amont des couronnes des déflecteurs (8, 9 et 10), tandis que l'ensemble des rondelles de propergol (14) est centré sur le tube interne multiperforé (3a) du bulbe central et repose sur la surface annulaire (3b) de ce bulbe dont la partie courbe périphérique (3c) constitue l'élément intérieur de la dernière tuyère annulaire (15). L'ensemble de rondelles (13) est divisé en deux ensembles distincts séparés par le déflecteur secondaire (16) qui est réduit à un tube interne multiperforé et à une couronne transversale dont le bord périphérique (lova) situé vers le canal longitudinal d1évacu- ation des gaz (17) est en dépassement par rapport au bord correspondant des rondelles de propergol. Toutes les rondelles de propergol sont réalisées en propergol homogène à double base sans solvant et sont pourvues de nervures radiales sur chacune des faces, la mise en forme de ces rondelles étant assurée par la technique du matriçage qui permet l'obtention aussi bien de rondelles planes que de rondelles coniques. Le propulseur repré senté à la figure 1 est conçu pour être utilisé en l'absence de tout tube de lancement, par exemple pour assurer l'accélération finale d'un engin largué d'un avion et se déplaçant initialement en vol plané, mais ce même type de propulseur peut être mis à feu à l'intérieur d'un tube guide flamme ou d'un tube de lancement résistant à la pression. - REVENDICATIONS 1. Générateur pyrotechnique de gaz à faible durée de combustion, destiné notamment à être utilisé comme propulseur, comprenant un chargement pyrotechnique constitué de rondelles de proper gol solide disposées sensiblement parallèlement les unes aux autres et ménageant au moins un canal longitudinal d'évacua tion des gaz de combustion en direction d'une tuyère, caracté risé en ce que le chargement pyrotechnique est constitué de plusieurs ensembles de rondelles de propergol séparés par des déflecteurs qui sont disposés sensiblement parallèlement aux plaques de propergol et dent le bord situé vers le canal longitudinal d'évacuation des gaz est en dépassement par rap port au bord correspondant des rondelles de propergol. 2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord (8a) du déflecteur constitue l'un des deux éléments d'une tuyère annulaire. 3. Générateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les déflecteurs sontsolidaires du corps du propul seur. 4. Générateur selon l'une des revendications précédentes, carac térisé en ce que le bord ( 8a) du déflecteur est situe à la périphérie de ce déflecteur. 5. Générateur selon l'une des revendications prcédentes, carac térisé en ce que les ensembles de rondelles de propergol présentent des sections transversales dégressives d'amont en aval. 6. Générateur selon l'une des revendications précédentes, carac térisé en ce que toutes les rondelles de propergol d'un même ensemble sont de forme identique. 7. Générateur selon l'une des revendications précédentes, carac térisé en ce que les rondelles de propergol sont munies de nervures déterminant l'espacement entre deux rondelles consé cutives. 8. Générateur selon l'une des revendications précédentes, carac térisé en ce que les rondelles de propergol sont planes.