Brevet FR2487968A1 — publié le 19820205

Bouchon allumeur initiable par frottement ou par gaz chauds L'invention concerne les bouchons allumeurs qui sont destinés à la mise à feu des articles pyrotechniques, notamment des grenades d'intervention telles que les grenades fumigènes ou les grenades lacrymogène ; ces bouchons allumeurs comprennent un corps creux recevant une channe pyrotechnique d'allumage qui est disposée longitudinalement et dont le premier élément est une composition sensible au frottement. De tels bouchons allumeurs sont connus, et par exemple le brevet français 2 032 661 décrit une amorce dont le corps creux est une enveloppe cylindro-conique qui est remplie d'une substance inflammable et dont la partie extérieure du cône femelle est recouverte par une composition sensible au frottement, l'inflammation de cette composition étant assurée par la penetration d'un cône mâle qui est maintenu en position degagee par un soufflet souple. Une telle amorce peut être activee par un fable effort de poussée sur le cône mâle, ce qui convient bien pour une mise à feu manuelle, mais ne convient pas pour une mise à feu à partir d'un système de propulsion pyrotechnique tel qu'un fusil lance-grenade. La présente invention a pour but de créer un bouchon allumeur polyvalent qui puisse être active soit manuellement, soit à partir d'un système de propulsion ou d'éjection par gaz de combustion d'une charge pyrotechnique, et qui soit d'un maniement simple et fiable, et, l'invention se caractérise en ce que le corps creux du bouchon allumeur est prolongé par un couvercle amovible, qui résiste aux conditions thermodynamiques des systèmes d'éjection pyrotechnique des articles pyrotechniques, qui ménage une chambre d'expansion autour de la composition sensible au frottement de la chaise d'allumage, et qui est muni d'au moins une perforation débouchant dans cette chambre d'expansion. Lorsque le système de propulsion pyrotechnique est un fusil lance grenade fonctionnant avec une cartouche génératrice de gaz telle que les cartouches "à blanc", il est nécessaire que le couvercle amovible et le corps du bouchon allumeur puissent résister durant quelques centièmes de seconde à des températures pouvant atteindre environ 32000 Kelvin et à des pressions pouvant atteindre 250 bars, et ces pièces peuvent être réalisées par exemple en acier, en duralumin ou en plastique renforcé. Plus particulièrement le couvercle comporte au moins une perforation longitudinale, et avantageusement ce couvercle ne comporte qu'une unique perforation longitudinale située dans le prolongement de la chalne pyrotechnique d'allumage, le diamètre de cette perforation longitudinale ayant un diamètre compris entre 0,5 millimètre et 6 millimètres, et plus particulièrement entre 1,2 et 3 millimètres. Avantageusement la chambre d'expansion est limitée par une surface de révolution, notamment cylindrique, et le volume de cette chambre est supérieur à 0,2 centimètre-cube et est plus particulièrement compris 3 entre 0,5 et 3,2 cm , les plus grands volumes étant avantageusement combinés avec les plus grands diamètres de perforation indiqués cidessus. La channe pyrotechnique d'allumage peut être constituée par une allumette pyrotechnique telle que celles quw sont disponibles dans le commerce, et aucune transformation de cette allumette n'est nécessaire dans la mesure où une chambre d'expansion est utilisée en combinaison avec au moins une perforation, et, avantageusement, la composition sensible au frottement est inflammable par un apport calorifique inférieur à 20 joules, cette composition étant à base de chlorate de potassium, et la channe d'allumage comportant un retard pyrotechnique et une mèche pyrotechnique. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en de-.ti1 à l'aide d'un dessin représentant un mode particulier d'exécution. La figure unique représente en coupe longitudinale axiale un bouchon allumeur comportant une perforation axiale selon le mode préférentiel de réalisation de l'invention. Selon cette figure qui est sensiblement à l'échelle 3, le corps creux (1) est en acier doux à section hexagonale et comporte à chacune de ses extrémités un filetage, le filetage inférieur (2) étant destiné à la fixation du bouchon al-lumeur sur la grenade d'intervention, et le filetage supérieur (3) recevant le couvercle amovible (4). Le corps (1) est percé axialement, et l'allumette pyrotechnique (5) est fixée par collage dans cet alésage, cette allumette fabriquée et commercialisée par la société HENDRYCK étant constituée par une gaine tubulaire épaulée (6) qui supporte la composition sensible au frottement (7) et qui reçoit un retard pyrotechnique de 3 secondes (8) et une mèche pyrotechnique (9) imprégnée de poudre noire. Le couvercle amovible (4) est également réalisé en acier doux à section hexagonale et comporte un chambrage intérieur fileté déter 3 minant une chambre d'expansion de 1,1 cl (10), le fond de ce couvercle étant muni d'une perforation axiale (11). Ce bouchon allumeur.a été utilisé expérimentalement sur plusieurs types de grenade, notamment les grenades lacrymogènes fabriquées et commercialisées par la SNPE, et tous les tirs effectués ont été satisfaisants aussi bien les tirs manuels que les tirs à partir des fusils de calibre 7,5 mm ou 7,62 mm chargés avec des cartouches génératrices de gaz. Le tir manuel nécessite le dévissage du couvercle amovible (4) afin de pouvoir frotter la composition (7) qui initie la channe pyro technique d'allumagessle le frottoir pouvant être placé avantageusement sur la face extérieure supérieure de ce couvercle (4). Le tir à partir d'un tube de lancement muni d'un générateur pyrotechnique de gaz s'effectue en laissant le couvercle amovible (4), les gaz de combustion pénétrant par la perforation (11) et déterminant un accroissement d'énergie suffisant pour enflammer la composition (7) tout en limitant le gradient de montée en pression de manière à ne pas pulvériser cette composition (7), et ces conditions de fonctionnement en tube de lancement seront mieux comprises en considérant les résultats des essais qui sont-mentionnés ci-dessous. Ces essais ont été effectués dans des conditions qui correspondent à l'utilisation, d'une part des grenades lacrymogènes SNPE modèles F2 et E2 équipées de bouchons allumeurs conformes à l'invention mais présentant des caractéristiques dimensionnelles différentes, et d'autre part du fusil français HAS 36, qui utilise des cartouches à blanc de 7,5 mm chargées de 0,63 gramme de poudre, et qui est muni d'un adaptateur de tir (tromblon) déterminant un volume libre total du canon et de l'adaptateur qui est de 140 cm . Dans ces conditions expérimentales de tirs, la température initiale des gaz est de 3000 Kelvin et la pression des gaz dans l'adaptateur est de 50 bars. Les températures dans les différentes chambres d'expansion de meme diamètre varient très peu et sont proches de 2600 degrés Kelvin. Les autres variables caractéristiques sont précisées dans le tableau qui suit, pour lequel . V est le volume de la chambre d'expansion, exprimé en centimètres cubes, . D est le diamètre de la perforation axiale du couvercle amovible, exprimé en millimètres, t t est le temps de remplissage de la chambre d'expansion, exprimé en secondes, . dP est le gradient de pression dans la chambre d'expansion, exprimé en bars par seconde, J J est l'accroissement d'énergie dans la chambre d'expansion, exprimé en Joules : V : D : t : dP : J : : 0,2 :0,5 : 7,2 10'4 : 3,9 10 : 3 : 0,2 : 8 : 2,8 10-6 : 1,0 1,07 : 3 ,: : 0,8 : 2 : 1,8 10 : 1,6 105 : 12,1 : 3,2 : 0,5 : 1,1 10-2 : 2,5 105 : 47,8 : 3,2 : 8 : 4,4 10-5 : 6,2 10' :47,8 : Ces différents essais réalisés au laboratoire ont été suivis par des essais réels de tir, avec des bouchons allumeurs réalisés en acier et en duralumin, et l'étude de l'ensemble des résultats obtenus montre qu'il est avantageux, d'une part d'utiliser des allumettes qui sont susceptibles de supporter un gradient de pression de 2 105 bars/ seconde, et dont l'inflammation nécessite moins de 20 joules, et d'autre part d'utiliser un diamètre de perforation compris entre 0,5 et 6 mm en combinaison avec une chambre d'expansion qui présente un volume compris entre 0,2 et 3,2 cm3. L'étude de ces essais montre également qu'il existe un optimum de fonctionnement lorsque le rapport, entre le volume de la chambre de combustion (V) exprimé en cm3 et le diamètre de la perforation (D) exprimé en mm, est compris entre 0,3 et 0,5, les meilleurs modes de réalisations théoriques figurant dans le tableau qui suit : V : 0,2 : 0,4 : 0,8 : 1,6 : 3,2 : : D : 0,5 : 1 : 2 : 4 : 8 et les meilleurs modes de réalisation expérimentés sur de grandes séries d'essais correspondant au tableau qui suit : V : 0,4 : 0,8 : 1,6 : : D : 1 : 2 : 4 Revendications 1. Bouchon allumeur d'articles pyrotechniques, notamment de grenades d'intervention, qui comprend un corps creux recevant une chalne pyrotechnique d'allumage qui est disposée longitudinalement et dont le premier élément est une composition sensible au frottement, caractérisé en ce que le corps creux est prolongé par un couvercle amovible, qui résiste aux conditions thermodynamiques des systèmes d'éjection pyrotechnique des articles pyrotechniques, qui ménage une chambre d'expansion autour de la composition sensible au frottement de la channe d'allumage, et qui est muni d'au moins une perforation débouchant dans cette chambre d'expansion. 2. Bouchon allumeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle comporte au moins une perforation longitudinale. 3. Bouchon allumeur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le couvercle comporte une unique perforation longitudinale située dans le prolongement de la channe pyrotechnique d'allumage. 4. Bouchon allumeur selon l'une des revendications 2 ou 3, carac térise en ce que le diamètre de la perforation est compris entre 0,5 mm et 6 mm, et plus particulièrement entre 1,2 mm et 3 mm. 5. Bouchon allumeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre d'expansion est limitée par une surface de révolution. 6. Bouchon allumeur selon l'une des revendications 1 ou 5, caractérisé en ce que le volume de la chambre d'expansion est supérieur à 0,2 cm3 et est plus particulièrement compris entre 0,5 et 3,2 cm3. 7. Bouchon allumeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la channe pyrotechnique d'allumage est une allumette pyrotechnique. 8. Bouchon allumeur selon l'une des revendications 1 ou 7, carac térisé en ce que la composition sensible au frottement est inflammable par un apport calorifique inférieur à 20 joules. 9. Bouchon allumeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chaîne d'allumage comporte un retard pyrotechnique et une mèche pyrotechnique.