Brevet FR2529258A1 — publié le 19831230

La présente invention a pour objet d'apporter des perfectionnements aux charges propulsives à propergol solide, notamment à courte durée de combustion. Les propulseurs d'accélération, ainsi que certains générateurs de gaz, constituent des exemples de mise en oeuvre de chargements propulsifs à combustion rapide. Un exemple important de ces chargements propulsifs est constitué par le brevet de la demanderesse n" 69 40 353, du 24 novembre 1969, intitulé "Perfectionnements aux charges propulsives". Ce propulseur est constitué à base de lamelles longitudinales de prope rgol. La demanderesse, dans la première Addition n" 76 00 323, du 8 janvier 1976, au brevet français n" 75 15 371, du 16 mai 1975, intitulé : "Système d'arme léger, notamment antichar't, a décrit et revendiqué, entre autres, une charge essentiellement constituée par un faisceau de blocs à enroulement en spirale, et notamment en spirale simple. Enfin, le brevet français n" 78 29 372, du 16 octobre 1978, disposé également par la demanderesse, intitulé "Perfectionnements apportés aux charges propulsives à courte durée de combustion", décrit et revendique un type de charge propulsive comportant d'autres perfectionnements. La présente invention vise de nouveaux perfectionnements aux propulseurs ou générateurs de gaz, notamment à courte durée de combustion, qui ont pour but d'améliorer, notamment, les caractéristiques mécaniques du propergol, partant, l'impulsion. L'invention réside dans les dispositions particulières et nouvelles apportées au découpage des lamelles élémentaires de propergol, à partir desquelles sont constitués les blocs de chargement propulsif, et notamment les blocs des chargements propulsifs selon les brevets énumérés plus haut. Cette invention s'applique au cas des lamelles découpées dans une plaque de propergol réalisée par calendrage ou laminage. Selon la présente invention, le plan de découpage en lamelles de la plaque de propergol est défini de telle sorte que les axes longitudinaux desdites lamelles à découper, c'est-à-dire les axes longitudinaux de symétrie de leur découpage, si celles-ci sont symétriques, ne sont pas parallèles, comme cela se fait généralement, à la direction du calendrage ou du laminage, mais forment un angle Cet angle od est déterminé, selon l'invention, de manière à optimiser, longitudinalement et transversalement, le rapport entre les caractéristiques mécaniques du propergol et les contraintes apportées aux blocs propulsifs par leur fonctionnement pendant la combustion, dans le but d'obtenir la meilleure impulsion. En effet, les caractéristiques du propergol, notamment la charge de rupture et l'allongement, sont généralement et significativement plus élevées dans le sens calendrage - laminage. D'autre part, au cours de la combustion de la charge propulsive, le propergol est soumis - dans le sens longitudinal, à des efforts de traction dus à la viscosité des gaz, et, en plus, dans le cas des propulseurs d'accélération, à des forces d'inertie importantes; - dans le sens transversal, à des efforts de flexion, dus aux différences de pressions locales exercées par les gaz de part et d'autre des blocs de propergol. c C'est pourquoi, et selon l'invention, l'angle o( précité est nettement différent de O et de Tut/2, mais est situé entre ces deux valeurs extremes, la valeur exacte de étant déterminée préférentiellement par l'expérience, de manière à optimiser les limites longitudinales et transversales des contraintes imposées au propergol au cours de sa combustion, afin d'obtenir la meilleure impulsion. Cet-angleol peut être par exemple de 45 . La valeur d étant ainsi optimisée selon l'invention, il en résulte - une diminution de la masse des imbrûlés, en fin de combustion - un accroissement de l'impulsion délivrée par le chargement propulsif, sans accroissement de sa pression maximale de fonctionnement; - ou encore une diminution de cette pression maximale, à impulsion cons tante. L'exemple d'application décrit ci-après permettra de mieux préciser la nature et la portée de la présente invention, étant bien observé qu'il ne s'agit que d'un exemple non limitatif, et que l'invention peut s'appliquer également, sans sortir de son cadre, à tous autres modes de réalisation, formes, proportions, dispositions, et de modes de construction. Ainsi, cet exemple non limitatif s'applique au cas d'un chargement divisé, tel que décrit et revendiqué par les inventions précitées de la demanderesse, et notamment par le brevet de la demanderesse n" 78 29 372, du 16 octobre 1978, intitulé : "Perfectionnements apportés aux charges propulsives à courte durée de combustion". Pour la description de cet exemple de chargement selon l'invention, on se référera aux dessins annexés, sur lesquels - la Figure 1 représente l'implantation, dans une chambre de combustion, d'une charge constituée par la réunion en fagots des blocs propulsifs à enroulements multiples, conformément au brevet français de la demanderesse n" 78 29 372 précité; - la Figure 2 est une coupe, selon 2-2, schématique de la Figure 1 - la Figure 3 représente la coupe transversale d'un des blocs propulsifs de la charge selon les Figures 1 et 2 - la Figure 4 représente le plan de découpage classique des lamelles primaires dans la plaque de propergol, réalisé parallèlement à la direction S dudit calendrage ou laminage, selon la technique connue, telle qu'utilisée précédemment à l'invention;; - la Figure 5 représente le plan de découpage selon l'invention des lamelles primaires dans la plaque de propergol, avec une orientation d'angle od par rapport à ladite direction S du calendrage ou laminage. En se référant aux Figures 1 à 3, on voit que la charge propulsive selon cet exemple non limitatif de l'invention est constituée par un grand nombre de blocs 1 à enroulements multiples. Ces blocs sont réunis en un fagot 2, dont l'extrémité amont est noyée dans une "semelle" 3, adhérant au fond 4 de la chambre de combustion 5. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, elle s'applique notamment au cas des chargements à blocs constitués de lamelles planes, tels que décrits par le brevet précitez 69 40 353, du 24 novembre 1969, de la de manderes se. Selon la présente invention, et telles que représentées sur la FigureS, les lamelles élémentaires 7', à partir desquelles sont formés les blocs 1, sont découpées dans la plaque de propergol 6' selon une direction formant un angle ou de leur axe de symétrie, par rapport à la direction S du calendrage/laminage (contrairement à la technique habituelle, telle que représen tée sur la Figure 4, où les lamelles 7 sont découpées dans la plaque de propergol 6 parallèlement à cette direction S ). En référence à la Figure 5, les lamelles 7' sont aussi découpées dans la planche 6' d'épaisseur e, de longueur L' et de largeur 1'. Selon l'invention, les dimensions L' et 1' sont définies en fonction des dimensions uni taires a et b desdites lamelles 7', ainsi que de l'angle o( C, de manière à minimiser la perte de propergol après découpe. L'accroissement de l'impulsion totale, procuré par le découpage des lamelles élémentaires selon l'invention, correspond, bien entendu, à un ac croissement de l'impulsion spécifique, ainsi qu'à une diminution-significative des imbrûlés de fin de combustion. Selon une variante d'application de l'invention, une diminution de la masse utile de propergol, associée au choix judicieux de Oc > peut permettre de maintenir l'impulsion totale, tout en diminuant la pression maximale, d'où des avantages de sécurité, de moindre bruit, etc., propres à l'invention. REVENDICATIONS 1 - Charge propulsive, notamment à courte durée de combustion, adaptable notamment aux propulseurs d'accélération et aux générateurs de gaz, caractérisée en ce qu'elle est constituée de blocs (1) réalisés à partir de lamelles élémentaires (7') découpées dans une plaque de propergol (6') obtenue par calendrage ou laminage, l'axe longitudinal de symétrie desdites lamelles (7') formant un angle (d ) nettement différent de zéro par rapport à la direction du calendrage ou laminage (S) de ladite plaque (6'). 2 - Charge selon la revendication 1, caractérisée en ce que la valeur de l'angle ( d. ) est déterminée de manière à optimiser, dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, le rapport entre les caractéristiques mécaniques du propergol constituant les blocs propulsifs élémentaires (1) réalisés à partir des lamelles (7'), et les contraintes apportées pendant leur combustion. 3 - Charge propulsive selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'angle ( O et -. Z 4 - Charge propulsive selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'angle (ot ) est voisin de 45".