Brevet FR2474593A1 — publié le 19810731

"Couvercle en matériau facilement destructible pour la fer- meture des orifices d'entrée d'air débouchant dans la cham- bre de combustion, en particulier des propulseurs-fusées à statoréacteur, et dispositif de percussion pour la destruc- tion dudit couvercle-s" La présente invention se rapporte à un couvercle en ma- tériau facilement destructible pour la fermeture des orifi- ces d'entrée d'air débouchant dans la chambre de combustion, en particulier de propulseurs-fusées à statoréacteur, et à un dispositif de percussion pour la destruction dudit couver- cle à la fin de la phase de décollage et au début de la marche de croisière, ce dispositif étant activé par la pres- sion engendrée. Comme décrit dans le brevet américain 3 901 028, pour les propulseursfusées à statoréacteur, on prévoit pour la phase de décollage un propergol solide qui est généralement placé dans une chambre de combustion commune et confère au missile la vitesse élevée nécessaire au fonctionnement du statoréacteur et convenant pour fournir des quantités d'air suffisantes à la pression voulue pour la marche de croisière. Pendant cette marche de croisière, par conséquent, de l'oxy- gène atmosphérique et des gaz riches en combustible produits par un propergol solide sont amenés à réagir dans une cham- bre de combustion. A cette dernière se raccorde une tuyère de poussée convergente-divergente destinée à transformer l'énergie de compression engendrée dans la chambre de corni- bustion en énergie d'éjection et de réaction. Pendant la phase de décollage, pour maintenir encore fermés les orifi- ces d'entrée d'air débouchant dans la chambre de combustion, ces derniers sont obstrués par des couvercles en matériau facilement destructible qui, à la fin de la phase de décol- lage et au début de. la marche de croisière, sont détruits par une action extérieure de façon à libérer les orifices d'entrée d'air. Sous l'action de la pression dynamique de l'air ainsi engendrée, les débris des couvercles sont éjectés à l'atmosphère vers l'arrière en passant par la chambre de combustion et la tuyère de poussée. Il est par ailleurs fait mention de la possibilité de briser le couver- cle au moyen d'une charge pyrotechnique ou d'un dispositif de percussion mécanique à l'aide d'un ressort sous précon- trainte. La principale difficulté consiste à éliminer les cou- vercles au moment voulu et en particulier à les décomposer en minuscules fragments afin de ne pas endommager le mis- sile lui-même ou les dispositifs internes du propulseur et de ne pas mettre en péril d'autres missiles volant éven- tuellement en formation avec lui. La présente invention a par conséquent pour objet de résoudre cette difficulté aussi bien du point de vue du ma- tériau et de la configuration du couvercle que du-point de vue fonctionnel de façon plus favorable que précédemment, et ce, d'une part en utilisant ou en proposant d'utiliser, pour le couvercle fermant l'entrée d'air pendant la phase de dé- collage, un matériau qui, lors de la destruction dudit couvercle, ne compromette pas la sécurité du propulseur ni éventuellement celle des missibles volant en formation et, d'autre part, en effectuant cette destruction du couver- cle à un moment calculé à l'avance, le couvercle, pour rem- plir son rôle de dispositif de fermeture, devant par ail- leurs présenter une grande rigidité mécanique. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que le couvercle est réalisé sous la forme d'un corps creux en matériau précontraint, en particulier en verre, dont la précontrainte par rapport à l'épaisseur de la paroi va en diminuant de l'intérieur vers l'extérieur (gradient de précontrainte allant en diminuant), le dispositif de percus- sion activé par voie pyrotechnique étant logé à l'intérieur du corps creux. Selon une particularité avantageuse de l'invention, à ce dispositif de percussion sont associés des organes de destruction lâches, en particulier une multitude de petites billes. Du fait de la nature du matériau le composant, le cou- vercle selon l'invention, fermant l'embouchure de l'entrée d'air aboutissant à la chambre de combustion, se décompose lors de sa destruction en minuscules fragments inoffensifs. Grâce à l'activation par voie pyrotechnique du dispositif de percussion, on peut en outre calculer l'instant exact de la destruction. Le dispositif de percussion sous la forme d'une multitude de billes individuelles entraînées simul- tanément sous l'effet de la pression du gaz, garantit une destruction instantanée du couvercle. Pour finir, la dimi- nution de la précontrainte du matériau de l'intérieur vers l'extérieur donne un corps de fermeture qui, à partir de l'extérieur, est insensible aux sollicitation mécaniques normales et constitue par conséquent un dispositif de fer- meture sûre, tandis qu'à partir de l'intérieur, il n'oppose qu'une très faible résistance à toute destruction volon- taire. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé qui représente un couvercle selon l'invention. L'embouchure 1 d'un canal d'entrée d'air-2, aboutissant à l'espace interne d'une chambre de combustion 3, est main- tenue fermée jusqu'à la fin de la phase de décollage d'un missile par un couvercle 4 réalisé sous la forme d'un corps creux. Ce dernier est constitué par un matériau précontraint, en particulier du verre à précontrainte interne. Le verre thermiquement précontraint usuel dans le com- merce tel qu'il était fréquemment utilisé autrefois et qu'on utilise encore de nos jours, en particulier pour les pare- brise des automobiles, en raison des tensions de compres- sion élevées produites par la précontrainte dans la surface du verre, se brise en minuscules fragments sous l'effet d'une surcharge mécanique locale. La précontrainte est en pareil- cas généralement provoquée par un procédé de traite- ment thermique. On utilise toutefois depuis peu également des procédés de traitement chimique en remplaçant par exem- ple dans la surface du verre des ions de sodium par des ions de calcium. On peut actuellement précontraindre thermiquement ou chimiquement non seulement des matériaux comme le verre, mais aussi par exemple des matières céramiques comme l'oxy- de d'aluminium. A l'intérieur du couvercle 4, est encastré un disposi- tif de percussion comportant une charge pyrotechnique 5, les organes de percussion par exemple des billes métalli-- ques 7, étant prévus dans l'enveloppe 6 de la charge. La charge pyrotechnique 5 est munie d'un allumeur électrique 8 auquel se raccordent les lignes d'allumage 9. Comme indiqué, le matériau du.couvercle 4 est précon- traint, cette précontrainte étant plus grande sur la face interne 4a de la paroi du couvercle et allant en diminuant vers l'extérieur. Au niveau de la surface extérieure 4b, la précontrainte est nulle. Le couvercle 4 en tant que corps creux se caractérisé donc par la propriété qu'il présente d'être insensible aux sollicitations mécaniques qui s'exercent normalement sur lui de l'extérieur, tandis qu'à partir de l'intérieur, il peut être facilement et ins- tantanément détruit en totalité par les billes/accélérées par la détonation de la charge pyrotechnique 5. R E V -E N D I C A T I O N S- 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 statoréacteur, et dispositif de percussion fonctionnant par voie pyrotechnique pour la destruction dudit couvercle à la fin de la phase de décollage et au début de la marche de croisière, caractérisé par le fait que le couvercle (4) est réalisé sous la forme d'un corps creux en matériau précontraint, en particulier en verre, dont la précontrainte par rapport à l'épaisseur de la paroi va en diminuant de l'intérieur vers l'extérieur, le dispositif de percussion pyrotechnique étant logé à l'intérieur du corps creux. 2.- Couvercle selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au dispositif de percussion fonctionnant par voie pyrotechnique, sont associés des organes de destruction lâ- ches, en particulier une multitude de petites billes (7).