Brevet FR2474594A1 — publié le 19810731

"Couvercle en matériau facilement destructible pour la fer- meture des orifices d'entrée d'air débouchant dans la chambre de combustion, en particulier de propulseurs-fusées à stato- réacteur, et dispositif de percussion pour la destruction de ce couvercle. " La présente invention se rapporte à un couvercle en ma- tériau facilement destructible pour la fermeture des orifices d'entrée d'air débouchant dans la chambre de combustion, en particulier des propulseurs-fusées à stato-réacteur, et à un dispositif de percussion pour la destruction du couvercle à la fin de la phase de décollage au début du vol de croisière, le dispositif de percussion étant activé par la pression en- gendrée. Dans les propulseurs-fusées à stato-réacteur tels que décrits dans le brevet américain na 3 901 028, on prévoit pour la phase de décollage un propergol solide qui, généralement placé dans une chambre de combustion commune, amène le missile à la vitesse de vol élevée nécessaire au fonctionnement du stato-réacteur et convenant pour fournir suffisamment d'air à la pression voulue pour le vol de croisière. Pendant ce vol de croisière, l'oxygène atmosphérique et les gaz riches en combustible produits par un propergol solide sont donc amenés à réagir dans une chambre de combustion. A cette der- nière se raccorde une tuyère de poussée convergente-divergen- te pour transformer l'énergie de compression produite dans la chambre de combustion en énergie d'éjection et de réaction. Pendant la phase de décollage pour maintenir encore fermés les orifices d'entrée d'air débouchant dans la chambre de combustion, on place au niveau des embouchures de ces orifices des couvercles en matériau facilement destructibles qui, à la fin de la phase de décollage et au début du vol de croisière, sont détruits par une action extérieure en libérant alors les orifices d'entrée d'air. Sous l'effet de la pression dynami- que de l'air ainsi engendrée, les débris des couvercles sont éjectés à l'extérieur vers l'arrière en passant par la chambre de combustion et la tuyère de poussée. En pareil cas, il est fait également mention de la possibilité de briser le couver- cle au moyen d'une charge pyrotechnique ou deun dispositif de percussion mécanique à l'aide d'un ressort sous précon- trainte. La difficulté réside ici dans le fait qu'il faut que les couvercles soient éliminés à un moment précis et en particu- lier fractionnés en très petits fragments pour ne pas dété- riorer le missile proprement dit ou les dispositifs internes du propulseur et ne pas mettre en péril d'autres missiles faisant éventuellement partie du vol en formation. La présente invention a par conséquent pour objet de résoudre ce problème aussi bien du point de vue matériel que du point de vue fonctionnel de façon plus favorable que pré- cédemment et ce, d'une part, de manière que pour le couvercle fermant l'entrée d'air pendant la phase de décollage, on utilise ou propose d'utiliser un matériau dont la destruction ne mette pas en péril la sécurité du propulseur ni celle des autres missiles participant éventuellement au vol en formation et d'autre part que le dispositif de percussion installé soit activé de telle sorte que la destruction du couvercle s'ef- fectue à un instant prédéterminé. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que le couvercle est réalisé en un matériau avec précontrain- te interne, en particulier en verre, et que, pour la retenue du dispositif de percussion, on prévoit un dispositif de fi- xation qui n'est supprimé ou mis hors de fonctionnement que lorsque la pression agissant sur le dispositif de percussion a atteint la valeur de consigne. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, ce dispositif de fixation est constitué par un organe de rupture de consigne qui est détruit lorsque la pression de consigne agissant sur le dispositif de percussion est attein- te. Comme organe de rupture de consigne, on peut prévoir selon l'invention un organe de traction, en particulier un fil métallique de rupture, qui est fixé, d'une part, dans le corps et, d'autre part, sur le dispositif de percussion. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, une douille élastique qui relie le dispositif de percussion di- rectement ou indirectement au corps peut faire office de dis- positif de fixation. Il est en outre possible selon l'invention de retenir le dispositif de percussion jusqu'à son utilisation au moyen d'un dispositif de blocage réalisant un assemblage par inter- pénétration, en particulier un verrou commandé par un électro- aimant. Par ailleurs, si on utilise une charge pyrotechnique à allumage électrique pour produire la pression agissant sur le dispositif de percussion, l'invention propose d'installer ce dernier ainsi que la charge pyrotechnique dans le corps de façon accessible de l'extérieur et de raccorder ces deux éléments, à savoir le dispositif de percussion et la charge pyrotechnique par l'intermédiaire d'une douille élastique servant de dispositif de fixation à une vis de réglage dont les contacts électriques sont réglables par rapport aux contre-contacts solidaires du corps. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: - la figure la est une coupe longitudinale d'un propul- seur-fusée à stato-réacteur; - la figure lb est un détail agrandi de la figure 1 représentant le couvercle et le dispositif de percussion ainsi que le dispositif de fixation; - les figures 2 et 3 représentent d'autres modes de réalisation selon l'invention. Comme on peut le voir sur la figure la, le propulseur- fusée et à stato-réacteur se compose pour l'essentiel d'une chambre de combustion 1 commune aussi bien pour la phase de décollage que pour le vol de croisière et dans laquelle est placée une charge propulsive de décollage 2 à laquelle est chimiquement combiné l'oxygène nécessaire à une combustion complète. A l'arrière de cette chambre de combustion commune 1 se raccorde une tuyère de poussée 3 qui se compose d'une partie tuyère de poussée 3a pour la phase de décollage et d'une partie tuyère de poussée 3b pour le vol de croisière. La partie 3b de la tuyère de poussée est constamment neutra- lisée pendant la phase de décollage. La zone centrale avant du statoréacteur est formée par une chambre de précombustion 4 contenant une charge propulsive de croisière 5 qui, lors de sa combustion pendant le vol de croisière, produit des gaz riches en combustible qui sont amenés par une tuyère 6 à la chambre de combustion 1 commune o ils reçoivent de l'oxy- gène atmosphérique en vue d'assurer une combustion stoechio- métrique. L'amenée d'air s'effectue par une ou plusieurs entrées d'air 7 qui, à leur embouchure dans la chambre de combustion commune 1, sont fermées par un couverlce 8 jusqu'à la fin de la phase de décollage. Le couvercle 8 est réalisé en un matériau précontraint, en particulier en verre avec précontrainte interne. Le verre à précontrainte thermique usuel dans le commerce et tel qu'on l'utilisait et qu'on l'utilise encore actuellement, en parti- culier pour les pare-brises des voitures automobiles, se rompt en très petits fragments lors d'une surcharge mécani- que locale en raison des tensions de compression élevées pro- duites dans la surface du verre par la précontrainte. La précontrainte est en pareil cas généralement engendrée par un procédé de traitement thermique. On procède toutefois de- puis peu également à des procédés de traitement chimiques - dans lesquels les ions de sodium sont par exemple remplacés par des ions de calcium dans la surface du verre. Actuelle- ment, non seulement des matériaux comme le verre peuvent être traités thermiquement ou chimiquement pour leur conférer une précontrainte, mais ces procédés de traitement peuvent aussi être utilisés par exemple pour les produits céramiques, comme l'oxyde d'aluminium. Le couvercle 8 est détruit par un dispositif de percus- sion mécanique 9 qui se compose d'un percuteur 9a se termi- nant en pointe vers l'avant et d'un piston 9b. Ce dernier est fixé dans la position représentée par un organe de trac- tion 10 qui est lui-même raccordé à un organe fixe 11 soli- daire du corps et dans lequel sont prévus des perçages d'é- coulement 12. La pression de gaz produite dans la chambre de précombustion est transmise par ces perçages et agit sur ú474594 le piston 9. Lorsque la valeur prescrite de la pression, c'est-à-dire la pression de consigne, est atteinte dans la chambre de précombustion 4, l'organe de traction 10 se rompt et le percuteur 9a vient frapper le couvercle 8 qui se décom- pose alors en très petits fragments qui s'échappent à l'exté- rieur par la tuyère de poussée 3 sans endommager le propul- seur. La résistance à la traction de l'organe 10 est donc accordée à la pression de consigne régnant à l'intérieur du dispositif. La plaque 14, fermant le canal de passage 13 et de préférence réalisée dans le même matériau que le cou- vercle 8, est également détruite lorsque la pression de consigne est atteinte. Sur la figure 2, le dispositif de percussion 9 est rac- cordé par une douille élastique 15 à une vis de réglage 16 qui, par un filetage 17, est montée déplaçable longitudinale- ment dans un tube de guidage 18 de l'entrée d'air 7. La vis de réglage 16 comporte des contacts électriques 19 qui cor- respondent à des contre-contacts 20 solidaires du corps. A l'intérieur de la douille élastique 15, qui fait office d'or- gane de fixation pour le dispositif de percussion 9, est prévue une charge pyrotechnique 21 qui est allumée par le circuit d'allumage électrique 22 lorsque le couvercle 8 doit être détruit et l'entrée d'air de la chambre de combus- tion 1 libérée, c'est-à-dire à la fin de la phase de décolla- ge ou au début du vol de croisière. Grâce à l'unité 9, 15, 16, 19, 21 constructivement et fonctionnellement intégrée et à son dispositif 18, 20, il n'est pas seulement possible de déterminer exactement l'instant de la destruction du couvercle 8 mais il suffit également d'installer cette unité de construction que peu avant la mission militaire du missi- le. En d'autres termes, du fait de cette conception, un stockage problématique pendant de longues années de la sour- ce d'énergie pyrotechnique dans le missile n'est plus né- cessaire, si bien que l'on peut éviter les défaillances dues à ce stockage. Comme on peut le voir sur la figure 3, pour la fixa- tion du dispositif de percussion 9 dans sa position initiale, on prévoit un verrou 23 qui au moment voulu est ouvert par un dispositif électromagnétique 24 de façon qu'il libère alors le dispositif de percussion 9 et que la pression de consigne régnant alors dans la chambre de précombustion puisse agir sur le piston 9b. 1.- Couvercle en matériau facilement destructible pour la fermeture des orifices d'entrée d'air débouchant dans la chambre de combustion, en particulier des propulseurs-fusées à stato-réacteur, et dispositif de percussion pour la des- truction du couvercle à la fin de la phase de décollage au début du vol de croisière, ce dispositif de percussion étant activé par la pression engendrée, caractérisé par le fait que le couvercle (8) est réalisé en un matériau avec pré- contrainte interne, en particulier en verre, et que pour la retenue du dispositif de percussion (9) on prévoit un dispositif de fixation (10, 15, 23) qui n'est supprimé ou mis hors de fonctionnement que lorsque la pression agissant sur le dispositif de percussion (9) a atteint la valeur de consigne. 2.- Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe de rupture de consigne qui retient le dispositif de percussion (9) et qui est détruit lorsque la pression de consigne agissant sur le dispositif de percussion (9, 15) est atteinte. 3.- Dispositif de fixation selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe de traction (10) qui est fixé d'une part au corps ou à une partie (11) solidaire du corps et d'autre part au dispositif de percus- sion (9) (figure lb). 4.- Dispositif de fixation selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le dispositif de percussion (9) est raccordé au corps directement ou indirectement par l'intermédiaire d'une douille élastique (15) servant d'organe de fixation (figure 2). 5.- Dispositif de percussion selon les revendications 1 et 4, comportant une charge pyrotechnique à allumage électrique pour produire la pression agissant sur le dispo- sitif de percussion, caractérisé par le fait que le disposi- tif de percussion (9) ainsi que la charge pyrotechnique (21) sont montés dans le corps de façon accessible de l'exté- rieur et que ces deux éléments (9, 21) sont raccordés par l'intermédiaire d'une douille (15) en tant qu'organe de fi- xation à une vis de réglage (16) dont les contacts électri- ques (19) peuvent être réglés par rapport aux contre-contacts (20) solidaires du- corps (figure 2). 6.- Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de blocage avec assemblage par interpénétration, en particulier un verrou (23) commandé par un électroaimant et servant d'organe de fixation pour retenir le dispositif de percussion (9) (figure 3).