Brevet FR2509038A1 — publié le 19830107

ALLUMEUR RAPIDE A CORDEAU DETONANT Le secteur technique concerné par la présente invention est celui des dispositifs d'allumage pour charges propulsives pour munitions de matériels d'artillerie ou de char et plus particulièrement des dispositifs d'allumage à cordeau détonant. De tels dispositifs d'allumage à cordeau détonant sont décrits dans les brevets français nO I 590 593 et 1 593 513. Le dispositif d'allumage selon le brevet 1 590 593 comprend essentiellement un tube métallique ou combustible ou destructible dont la fonction est celle d'enveloppe contenant une composition d'allumage constituée par une poudre poreuse mise en action par un cordeau détonant disposé dans l'axe du tube. Ce dispositif sert à enflammer une charge propulsive présentée sous forme de rondelles entourant le tube. Le brevet 1 593 513 propose pour supprimer toute enveloppe métallique ou combustible ou destructible autour du système d'allumage de remplacer la composition d'allumage pulvérulente par un matériau rigide combustible sous forme de manchon dans l'axe duquel est disposé un cordeau détonant. Selon de dispositif d'allumage la charge propulsive est disposée autour du manchon et dans son prolongement axial. Les matériaux rigides combustibles utilisés sont des feutres à base de fibres de cellulose et de nitrocellulose associées à l'aide d'une résine. Dans ces deux brevets le cordeau détonant est constitué par un explosif secondaire mélangé à une charge minérale en vue de réduire sa puissance pour éviter la détonation et d'augmenter la durée de son pouvoir inflammatoire. Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif d'allumage adapté aux besoins balistiques exigés pour les munition modernes en particulier celles équipées de projectiles perforants dont la vitesse initiale doit être importante telles que les munitions à projectiles du type "flèche" qui doivent être lancéesà une vitesse supérieure à 1500 m.sec.-l. En effet le chargement propulsif constitué d'une poudre de grande vivacité doit être mis en action avec promptitude sur toute la longueur de l'axe de mise à feu. L'utilisation de cordeaux détonants convient donc particålière- ment bien puisqu'ils assurent un allumage axial très rapide d'une charge d'allumage permettant de communiquer sans retard l'inflammation à la charge propulsive de telle sorte que la combustion de celle-ci se développe avec une parfaite régularité sans provoquer d'ondes de pression importantes dans la chambre de combustion. On a découvert cependant selon l'invention que l'adjonction d'une charge minérale à l'explosif secondaire n' est pas compatible avec l'obtention d'un développement de pression régulier et fiable pour l'obter,- tion d'une grande vitesse initiale de la munition conformément au but de l'invention. L'obtention d'une telle vitesse nécessite en effet un développement de pression au départ du coup de canon très régulier, c'est-à-dire sans à coup. Une mauvaise régularité du développement de pression risque de déclencher, d'autant plus qu'il est rapide, l'apparition d'ondes de pression qui provoquent une dispersion au tir et peuvent conduire à la rupture du projectile dans l'amie du canon. La rapidité et la régularité du développement de pression dans la chambre du canondépendentdirectement de la rapidité et de la régularité de l'allumage dans l'axe longitudinal de la charge propulsive. La présente invention a donc pour objet un dispositif d'allumage à cordeau détonant pour charge propulsive disposée autour et dans son prolongement axial caractérisé en ce qu il comporte un corps de bloc arrière solidaire d'une composition d'allumage consistant en un matériau combustible rigide sous forme de manchon à l'intérieur duquel est prévue une cavité cylindrique contenant en son axe un cordeau détonant constitué d'un explosif secondaire à l'état pur. D'une part ceci permet d'augmenter au maximum la vitesse de détonation du cordeau et donc la vitesse de transmission du phénomène d'allumage dans l'axe longitudinal de l'allumeur donc dans l'axe de la charge propulsive. D'autre part la régularité de l'allumage se trouve améliorée; L'incorporation d'une charge minérale à un explosif apporte en effet, surtout dans le cas de cordeau à faible diamètre, non seulement une baisse de la vitesse de détonation, mais aussi de la régularité et même de la fiabilité de fonctionnement du cordeau résultant de la possibilité d'une mauvaise homogénéisation du mélange ou même par exemple de bourrages locaux. Un autre avantage de l'absence de charge à l'intérieur du cordeau est la plus grande facilité de son amorçage qui en résulte. La nature du matériau combustible rigide constituant la partie rigidedeacharge d'allumage joue un rôle prépondérant dans le comportement général des dispositifs d'allumage selon l'invention. C'est pourquoi une autre caractéristique de l'invention consiste à utiliser un matériau combustible rigide alvéolaire Ces matériaux ont en effet tendance à se fragmenter de façon uniforme et reproductible et présentent une sensibilité à l'inflammation, une vitesse de combustion ainsi quune eenue mécanique adaptes aux exigences nouvelles. De plus, mettre soumis a un amorçage très puissant ils ne peuvent pas detoner. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce qu'une couche de poudre poreuse non chargée à grande vitesse de combustion est intercalée à l'intérieur de la cavité cylindrique entre la composition d'allumage et le cordeau détonant. En effet dans les brevets antérieurs l'utilisation d'un cordeau constitué par un explosif chargé visait à augmenter le pouvoir inflammatoire du cordeau. Cette interposition d'une couche de poudre poreuse permet d'obtenir une inflammation de la composition d'allumage encore meilleure. Cette couche de poudre poreuse a donc une fonction différente de celle du brevet 1 593 513 où elle constituait la composition d'allumage proprement dite et où elle était chargée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre en référence au dessin d'une vue en coupe-elévation d'un dispositif selon l'invention. Description et dessin sont données à titre illustratif sans aucun caractère limitatif. Le dispositif d'allumage se compose d'une part d'un corps de bloc arrière (1) et d'autre part d'une série d'éléments pyrotechniques : un inflammateur, un relais initiateur (2) et l'ensemble allumeur proprement dit. L'inflammateur est un élément pyrotechnique sensible à un procédé de mise à feu classique tel que percussion ou initiation électrique. Le relais initiateur (2) est un élément pyrotechnique qui capte l'effet de l'inflammateur et met en action le cordeau détonant donc l'ensemble allumeur. La charge d'allumage comprend - un manchon en un matériau combustible rigide (3) dans l'axe duquel est prévue une cavité cylindrique, - un cordeau détonant (4) placé dans l'axe de cette cavité cylindrique, - et enfin une poudre poreuse à grande vitesse de combustion (5) avec laquelle on complete le remplissage de la cavité cylindrique par une couche entourant le cordeau. Le corps de bloc arrière peut être métallique si la munition comporte une douille métallique ou une douille à jupe combustible associés à un culot métallique. Ce corps peut être combustible dans le cas de munition à douille combustible. Sur la figure 1 le corps de bloc arrière est un ensemble métallique qui comporte: -- une embase (6) solidaire du manchon - et un boitier protecteur (7) de l'inflammateur. Cet ensemble métallique permet également la fixation du dispositif d'allumage à une douille contenant une charge propulsive gracie à une partie filetée (8) que l'on peut visser dans le culot de la douille. La charge propulsive se trouve ainsi dans le prolongement axial de la charge d'allumage. Le corps de bloc arrière comporte un système anti-retour pour les gaz permettant d'éviter toute fuite de gaz. Le relais initiateur est composé de deux parties solidaires contenues dans un corps cylindrique (9), la première partie est un chargement d'explosif primaire sensible au fonctionnement de l'inflammateut ; l'explosif primaire, sollicité par l'inflammateur, provoque la détonation de la 2ème partie du relais initiateur chargée en explosif secondaire et cette détonation se transmet au cordeau. Ce modèle en deux parties semble préférable à un modèle simplifié ou le cordeau est initié par un relais à explosif primaire. Le manchon est solidaire de l'embase (6) à une de ses extrémités et se termine à l'autre extrémité par un bouchon (10) Le cordeau détonant (4) est constitué d'une gaine métallique ou plastique de faible diamètre renfermant une composition explosive à l'état pur. On utilise avantageusement des explosifs secondaires. Le cordeau choisi pour la réalisation est un cordeau de qualité spatiale à haute fiabilité constitué d'une gaine de plomb de diamètre extérieur 2 mm contenant une charge linéaire de 0,8 g d'hexogène au mètre. Le cordeau est placé dans l'axe du dispositif d'allumage, le bouchon (10) et le corps cylindrique (9) qui le portent à chacunesde ses extrémités permettent de l'y maintenir. La poudre poreuse (5)peut etre remplacée par de la poudre noire. Celle-ci a cependant l'inconvénient de fournir des cendres d'origine minérale qui pourraient dans certains cas etre responsables de réinflammationsau cours du tir, c'est pourquoi on utilise plus avantageusement une poudre nitrecellu- losique. Le matériau rigide combustible utilisé est un matériau alvéolaire. La description de quelques variantes de ce matériau est faite dans la demande n0 81 13003 au nom du demandeur. Parmi ces compositions, la suivante a été retenue préférentiel- lement à cause-notamment de sa non détonabilité - 60 Z sn masse de nitrate de potasium - 5 % èn masse de microballons de nature phénolique - 35 z en masse de liant "polyuréthane mousse" Ces compositions fournissent des cendres d'origine minerale qui pourraient dans certains cas être responsables de réinflammations au cours du tir ou encore d'encrassement des organes de verrouillage de la culasse du canon. Une autre solution consiste donc à utiliser un matériau à-base de granulés nitrocellulosiques agglomérés par un liant moussé obtenu par un procédé de moulage par coulée.Ces compositions à base de granulés nitrocellusiques ne laissent aucune résidu minéral après combustion. Deux variantes coulables dans un moule ont éte retenues. Elles se composent toutes les deux d'environ - 60 Z en masse de granulés nitrocellulosiques - 40 Z en masse de polyuréthane mousse. La variante entre les deux compositions résulte de la mise en oeuvre de polyols et isocyanates d'origines différentes dans les deux cas. Il apparaît donc qu'outre l'obtention d'une grande vitesse de transmission axiale de l'allumagece dispositif offre l'avantage de ne laisser aucune cendre dans l'allumeur grace au choix de la poudre poreuse d'une part et du matériau combustible d'autre part. Le dispositif d'allumage ainsi décrit fonctionne de la manière suivante : le cordeau détonant enflamme la poudre poreuse et celle-ci combine son action à celle du manchon, le matériau rigide combustible est brisé, concassé et ses fragments par exemple de granulés nitrocellulosiques sont projetés au sein du chargement propulsif. Le manchon prolonge donc l'action fugace de la poudre poreuse et par son fractionnement dissémine l'alLumage. En ce qui concerne les résultats obtenus en tirs canon, l'étude du comportement comparé de cet allumeur rapide avec celui des allumeurs classiques a été réalisée en canon de calibre 105 mm du type CN 105 F1 équipé de postes de mesures de pression en chambre par capteurs piezoelectriques afin de suivre le développement de pression au départ du coup de canon et de déceler l'importance des ondes de pression. Les comparaisons sont très en faveur de l'allumeur rapide et condamnent irrémédiablement les allumeurs classiques à disparaître dans un proche avenir. R E V F N D I C T I O N S I - Dispositif d'allumage à cordeau détonant pour charge propulsive disposée autour et dans son prolongement axial caractérisé en ce qu'il comporte un corps de bloc arrière solidaire d'une composition d'allumage consistant en un matériau combustible rigide sous forme de manchon à l'in térieur duquel est prévue une cavité cylindrique contenant en son axe un cordeau détonant constitué d'un explosif secondaire à l'état pur. 2 - Dispositif d'allumage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau rigide combustible constituant la composition d'allumage est un matériau alvéolaire. 3 - Dispositif d'allumage selon la revendication 1 ou 2 carac térisé en ce qu'une couche de poudre poreuse non chargée à grande vitesse de combustion est intercalée entre la composition d'allumage et le cordeau détonant à l'intérieur de la cavité cylindrique. 4 - Dispositif d'allumage selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que le cordeau détonant contient une charge linéaire de 0,8 g d'héxogène au mètre. 5 - Dispositif d'allumage selon la revendication 4 caractérisé en ce que la composition du matériau rigide combustible alvéolaire est de : - 60 Z en masse de nitrate de potasium - 5 Z en masse de microballons -35 Z en masse de liant polyuréthane moussé 6 - Dispositif d'allumage selon la revendication 4 caractérisé en ce que la composition du matériau rigide combustible alvéolaire est de environ - 60 Z en masse de granulés nitrocellulosiques - 40 Z en masse de polyurethane mousse 7 - Dispositif d'allumage selon l'une des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que la poudre poreuse est de la poudre nitrocellulosique. 8 - Dispositif d'allumage selon l'une des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que la poudre poreuse est remplacée par de la poudre noire.