Brevet FR2540240A1 — publié le 19840803

La présente invention concerne un dispositif de sécurité pyrotechnique pour un projectile. Plus précisément, elle concerne un dispositif de sécurité pyrotechnique du type comportant, à l'intérieur d'un corps présentant un canal, une amorce détonateur et une masse de matière mobile par rapport au corps entre une position de sécurité dans laquelle cette masse est intercalée entre l'amorce détonateur et le canal et une position d'armement dans laquelle ladite masse est escamotée et libere la communication entre l'amorce détonateur et le canal. Les projectiles pour tubes lisses ou rayés sont généralerrent équipés de tels dispositifs qui permettent, en cas de mise à feu accidentelle de l'amorce détonateur pendant le stockage et la manutention du projectile et pendant son trajet dans le tube d'arme, d'éviter un amorçage prématuré de la charge explosive emportée. A cet effet, la masse de matière mobile, constituée selon les cas par exile par un volet interrupteur ou par une zone d'un organe renfermant intérieurement l'amorce détonateur et susceptible de se déplacer à l'intérieur du corps entre deux positions correspondant respectiverrent a la position de sécurité et a la position d'armement, est retenue en position de sécurité par des moyens de verrouillage pendant le stockage du projectile, sa manutention, son introduction et son trajet dans le tube d'ar me, et généralerrent les premiers metres de sa trajectoire hors de ce dernier ; ensuite, le verrouillage cesse et la masse de ma- tière s'escamote, par exemple par inertie, et libère alors la communication entre 1" arorce détonateur et le canal de telle sorte qu'une mise à feu ultérieure de l'amorce détonateur, par des royens appropriés, provoque une propagation de gaz chauds et d'une onde de choc dans le canal, jusqu'a un relais de détonation qui, alors excité par effet athermique, met lui-même a feu la chargé explosive emportée. Un tel passage ne peut en principe pas se produire si la masse de matière mobile occupe sa position de sécurité mais il apparait toutefois que, dans la majorité des cas, les dispositifs de ce type actuellement connusn' assurent pas, en position de sécurité, une étanchéité suffisante autour du canal du corps pour empe^cher le passage des gaz chauds au cas où l'amorce détonateur viendrait à être mise à feu accidentellement, si bien qu'il existe une probabilité non négligeable pour qu'une telle mise a feu accidentelle, alors que la masse de matière nubile oc cupe sa position de sécurité, provoque l'explosion de la charge explosive emportée. Le but de la présente invention est de remédier a cet inconvénient, c'est-à-dire de proposer un moyen permettant d'obturer de façon réellement étanche le canal du corps lorsque l'amorce détonateur explose accidentellement alors que la masse de matière mobile occupe par rapport au corps sa position de sécurite. A cet effet, la présente invention propose un dispositif de sécurité pyrotechnique du type généralement connu cité en préambule, se caractérisant en ce que ladite ruasse de matière présente une déformabilité corrélée avec l'énergie explosive libérée par la mise à feu de l'amorce détonateur de telle sorte que, dans le cas d'une telle mise a feu alors que ladite masse est en position de sécurité, cette masse se déforme sans rupture pour venir en contact intime avec le corps a la périphérie du canal et obturer ainsi ce dernier de façon étanche vis-S-vis des gaz résultant de l'explosion de l'amour détonateur. Ainsi, par un choix judicieux des propriétés mécaniques et plastiques de la masse de matière nobile en fonction de la nature de l'amorce détonateur et du dimensionnement des différénts éléments du dispositif, ce choix étant en lui-none du daine des aptitudes normales de l'Homme du Métier, on obtient que l'onde de choc résultant d'une éventuelle explosion de l'amorce détonateur alors que la masse de matière nobile occupe la position de sécurité provoque un formage de cette masse contre une matrice constituée par le canal et par les zones du corps voisines de ce dernier, avec pour effet une obstruction considérablement améliorée du canal du fait d'un contact intime, autour de celui-ci, entre la masse de matière mobile et le corps. Il en résulte une aptitude grandement améliorée à empêcher le passage, vers la charge explosive emportée, des gaz chauds sous pression résultant de l'explosion de l'amorce détonateur. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description ci-dessous, relative à un node de mise en oeuvre non limitatif, ainsi que des dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. - La figure 1 montre une vue schématique d'un dispositif de mise à feu de la charge explosive emportée d'un projectile giratoire, mettant en oeuvre un dispositif de sécurité pyrotechnique selon l'invention, en coupe par un plan longitudinal axial du projectile t cette figure illustre la position de sécurité sans explosion de 1 'amorce détonateur ; - la figure 2 montre une vue analogue, après mise à feu accidentelle et explosion de l'amorce détonateur alors que le dispositif se trouvait encore en position de sécurité. Sur ces s figures, on a désigné de façon générale par 1 le corps du projectile, présentant un axe longitudinal 2 ; lors du tir, le corps 1 du projectile se déplace à la translation dans un sens détermine 3 parallèle à cet t axe 2, autour duquel il acccmr plit simultanément un mouvement de giration dans un sens déterminé par celui des rayures éventuelles du tube d'arme ; le sens 3 sera pris comme référence pour les expressions "avant" et "arrière" utilisées dans la suite de la description. Intérieurement, le corps 1 porte, ici d'une façon solidaire mais éventuellement de façon mobile notamment à la rotation relative autour de l'axe 2, une cage 4 creuse, délimitant intérieurement une cavité 5 présentant une forme de révolution autour de l'axe 2. Vers l'arrière, la cavité 5 est délimitée par une surface périphérique intérieure 6, hémisphérique d'axe 2, de la cage 4 , dans cette surface 6 débouche, selon l'axe 2, un canal pyrotechnique 7 cylindrique de révolution autour de cet axe et débouchant par ailleurs, vers l'arrière, sur un paillet 8 obturant un trou axial 9 d'une pièce 10 solidaire du corps 1 et juxta pos6e la cage 4, en arriere de celle ; vers l'arrière, le trou 9 débouche sur un relais détonateur 11 logé à l'intérieur de la pièce 10 et placé en contact, vers l'arrière, avec la charge explosive emportée ou charge principale 12 du projectile. Vers l'avant, la surface périphérique intérieure, hémisphérique, 6 de la cage 4 se prolonge suivant l'axe 2, sur une longueur au rotins égale à son rayon, par une surface périphérique intérieure 13, cylindrique de révolution autour de l'axe 2 avec le rrréme rayon, de la cage 4. Par cette surface périphérique intérieure 13, la cavité 5 débouche vers l'avant sur une pièce 14 solidaire du corps 1, laquelle pièce 14 ferme la cavité 5 vers l'avant à l'exception d'une zone axiale dans laquelle la pièce 14 est percée de part en part d'un canal 15 cylindrique de révolution autour de l'axe 2 et dans lequel, si l'on se réfère à l'état illustré à la figure 1, est irtrobilisée une amorce initiatrice 16 qui l'obture alors ; vers l'avant, le canal 15 débouche dans une chartbre 17 du corps 1, laquelle renferme notamment un percuteur 18 destiné à venir heurter l'a- force 16 pour la mettre à feu sous l'action de moyens connus de l'Homme du Métier et qui ne seront pas détaillés dans la mesure où ils n'interviennent pas dans le fonctionnement du dispositif de sécurité selon l'invention. La cavité 5 a pour fonction de loger à l'intérieur de la cage 4 un rotor gyroscopique 19 apte à s'ydéplaoer entre deux positions, à savoir une position de sécurité dans laquelle il est illustré en trait plein à la figure 1, et dans laquelle il est retenu par des moyens de verrouillage tels qu'une goupille 20 pendant le stockage et la manutention du projectile, pendant son introduction dans le tube d'arme et son trajet dans celui-ci, et le cas échéant pendant le parcours des premiers nitres à la sortie du tube d'arme, et une position d'armement illustrée en trait mixte à la figure 1, qu'il tend à gagner par effet gyroscopique, dès qu'il est libéré de l'action des moyens de verrouillage tels que la goupille 20 par des moyens appropriés connus de l'Homme du Métier, généralement après un parcours de ces quelques premiers mètres hors du tube d'arme et par exenple sous l'action de la force centrifuge consécutive à la giration du projectile autour de l'axe 2. Comme il est connu en soi, le rotor 19 présente une surface périphérique extérieure 21 sphérique, d'un rayon sensi blenent égal à celui de la surface périphérique intérieure 6 de la cage 4 de façon à pouvoir passer d'une position à 1' autre noyen- nant un glissement sur cette surface ; selon l'un 22 de ses diamètres, le rotor 19 est percé de part en part d'un canal 23 cylindrique de révolution autour de ce diamètre 22, avec un rayon gén6- raclement voisin de celui des canaux 15 et 7 ; dans l'état illustré à la figure 1, à l'intérieur du canal 23 est immobilisée une amorce détonateur 24. Dbns la position de sécurité illustrée en trait plein à la figure 2, le diamètre 22 du rotor 19, c'est-à-dire l'axe du canal 23 de celui-ci, présente par rapport à l'axe 2, qu'il coupe, un décalage angulaire a suffisant pour que le canal 23 soit hors de toute comnunication avec le canal 7, c'est-à-dire pour qu'en regard de ce canal 7 soit placée la surface périphérique extérieure 21 du rotor 19, ce qui oorrespond à l'intercalation entre le canal 7 d'une masse 25 de la matière constituant le rotor 19 ; en d'autres termes, la chaîne pyrotechnique constituée par le percuteur 18, le canal 15 retenant l'amorce initiatrice 16, le canal 23 retenant l'amorce détonateur 24, le canal 7, le trou 9 retenant le paillet 8, le relais de détonation 11 et la charge principale 12 est interroepue par la masse de matière 25 ; par contre, dans la position d'armement illustrée en trait mixte à la figure 1, le diamètre 22 coincide avec l'axe 2, et le canal 23 renfermant 1 'airorce détonateur 24 assure une continuité entre les canaux 15 et 7, ce qui établît la continuité de la chaine pyro technique. Seule la position de sécurité, dans laquelle le rotor 19 est maintenu provisoirement par rapport à la cage 4 par les moyens de verrouillage tels que la goupille 20, intéresse la présente invention. Si, dans cette position de sécurité, l'amorce détonateur 24 vient à être mise à feu accidentellement, par exemple par un choc, soit du fait d'une mise à feu intempestive de l'amorce 16, soit sans mise à feu préalable de cette dernière auquel cas celle-ci est elle-meme mise à feu par l'amorce détonateur 24, il apparaît d'une part une onde de choc principale se propageant selon le diamètre 22, et d'autre part une émission de gaz chauds résultant des réactions chimiques de décarposition détonique de l'amorce détonateur 24 notamment. Du fait du decalage angulaire a entre l'axe 22 et l'axe 2, qui aboutità fermer l'une des extrémités du canal 23 par la surface périphérique intérieure hémisphérique 6 de la cage 4 et à ouvrir l'autre extrémité du canal 23, vers l'avant, en regard de la surface périphérique intérieure cylindrique 13 de cette cage 4, l'onde de choc principale a tendance à se propager vers l'avant, et à plaquer la masse de matière 25 contre la surface 6 notamment autour de la périphérie du canal 7 ; dans les dispositifs de l'art antérieur, ce placage ne suffit pas pour établir entre les surfaces6 et 21, autour du canal 7, une étanchéité propre à empêcher l'infiltration, vers ce canal 7, des gaz chauds qui peuvent ainsi provoquer, par destruction ou chauffage du paillet 8, la mise à feu du relais 11 et de ce fait celle de la charge principale 12. Pour éviter un tel passage, il est prévu selon la présente invention d'utiliser l'énergie de détonation de l'amorce détonateur 24, c' est-à-dire l'onde de choc développée par celleci, pour provoquer, si le rotor 19 est en position de sécurité, une déformation sans rupture, vers l'arrière, de la zone massive 25 du rotor 19 contre la cage 8 jouant alors le rôle de matrice de contre-formage , de telle sorte que la surface périphérique exté- rieure 21 du rotor 19 vienne épouser étroitement la surface périphérique intérieure 6 de la cage 4 autour du canal 7 et pénétrer dans ce dernier en y formant un bouchon. L'houle du Métier peut aisément établir, en mettant en oeuvre ses aptitudes normales , la corrélation devant exister alors entre 1' énergie explosive ou énergie de detonation libérée par 1 'amorce détonateur 24, les propriétés mécaniques et plastiques du matériau constituant le rotor 19, et les dimensions de ce dernier et de la cage 4. A titre d'exemple non limitatif, on a obtenu de bons résultats aux essais en réalisant le rotor 19 en alliage léger à fort allongement, notamment à base d'alunnium ou de magnésium, et en réalisant la cage 4 en acier usiné, l'amorce détonateur 24 étant constituée par une masse de 70 à 100mg d' un explosif primaire, à base d'azoture de plomb-tétrazène, libérant à l'explosion des gaz à une tempErature de l'ordre de 2000du, à base de H2, OO, CH4, No2, etc.; naturellement, ces indications sont données à titre d'exemple non limitatif. Ainsi, en cas de mise à feu et d'explosion acci dentelles de 1 'amorce détonateur 24 alors que le rotor 19 occupe la position de sécurité, les phénomènes suivants ce succèdent. Dans un premier tenus, pratiquement simultané à l'explosion, l'onde de choc dont on a vu qu'elle tendait à plaquer la zone du rotor 19 voisine de sa zone massive 25 vers l'arrière contre la cage 4 provoque, par déformation de la zone 25 et des zones du rotor voisines, la formation sur le rotor 19 d'un téton 27 pénétrant vers l'arrière dans le canal 7, et un placage de la surface périphérique extérieure 21 contre la surface 6 pratiquement sans déformation de celle-ci ; ainsi, le canal 7 est fermé de façon étanche aux gaz ; le rotor 19 se déforme également vers l'avant mais, du fait de sa retenue par les moyens de verrouillage tels que la goupille 20 encore en position, du jeu existant généralesnent entre lui et la pièce 14, et de la tendance de l'onde de choc et des gaz chauds dont l'apparition suit immediatement celle-ci à se dégager du canal 23 vers l'avant, selon une direction initiale correspondant à celle du diamètre 22 décalé angulairement par rapport à l'axe longitudinal 2, ceci se traduit par une déformation dissyrétrique préservant une liberté de passage entre le canal 23, la partie antérieure de la cavité 5 et le canal 15 ; à supposer que ce ne soit pas l'explosion de l'amorce initiatrice 16 qui ait provoqué celle de l'amorce détonateur 24, les gaz chauds provoquent la mise à feu et l'explosion de cette amorce initiatrice 16 ce qui libère le passage pour ces gaz vers l'avant, c'est-à-dire vers la chantre 17 où ils peuvent rester, en s'infiltrant le cas échéant à plus ou groins long terme vers d'autres volumes disponibles à l'intérieur du corps 1 du projectile, ou vers l'extérieur de celui-ci on notera que la quantité de gaz produite par une amorce détonateur 24 est suffisamment faible pour s'accumwler dans les volumes disponibles à l'intérieur du corps 1 d'un projectile sans y dépasser une pression qui leur permettrait de franchir le bouchon étanche constitué par le contact entre la surface périphérique extérieure 21 du rotor 19 et la cage 4 à la périphérie du canal 7 suffisamment rapidement et en quantité suffisante pour qu'ils présentent un danger d'initiation du relais de détonation 11. On notera que, le cas échéant, la déformation du rotor 19, caractéristique de l'invention, peut s'aceompagner d'une légère déformation de la cage 4 et de la pièce 14 ; celles-ci sont cependant réalisées en un matériau présentant des caractéristiques mécaniques suffisantes pour que ces déformations n1 aient pas de répercussions dangereuses t dans l'exemple illustré, cette déformation peut être retenue par contact radial de la cage 4 et de la pièce 14 avec une paroi de renfort 28 du corps 1 qui peut se déformer très faiblement au niveau de sa face 30 ; dans d'autres modes de réalisation, dans lesquels la cage 4 ne peut être mise en contact avec une telle paroi, par exemple lorsqu'il est nécessaire de réserver entre elle et une telle paroi un espace apte à recevoir des noyens complé- mentaires des moyens de verrouillage proprement dits ici constitués par la goupille 20, la déformation de la cage 4 peut être maintenue suffisamment faible, grave à un choix approprié du matériau la constituant, pour que l'explosion de l'amorce détonateur 24 et la défor maton du rotor 19 n'entra ment pas d'endonmagement de la cage 4 autour du canal 7, et autorisent l'obtention de l'étanchéité recherchée. Une autre précaution de mise en oeuvre de la présente invention consiste à doser la déformabilité du rotor 19 et la longueur h du canal 7, mesurée suivant l'axe 2 entre le paillet 8 et l'enveloppe sphérique définie par la surface périphérique extérieure 2i du rotor 19 supposé imrobilis6 dans sa position de sécurité, de telle sorte que la hauteur h t du téton 27 mesurée de la msme façon reste inférieure à h,de telle sorte que l'apparition du téton 27 ne provoque pas l'endommagement du paillet 8. Naturellement, l'application du dispositif de sécurité pyrotechnique selon l'invention n'est pas limitée au cas où l'on utilise, pour interrorpre ou établir la chaine pyrotechnique du projectile, un rotor qyroscopique présentant intérieurement un canal renfermant une amorce détonateur ; elle peut être généralisée à tous les cas ot, dans une position de sécurité, une masse de matière (constituée par la zone massive 25 du rotor 19 dans l'exemple illustré) s'intercale entre une amorce détonateur et un canal pyrotechnique, cette masse étant mobile par rapport au corps du projectile pour gagner une position d'arme mentdans laquelle elle est escamotée et libère la communication entre l'amorce détonateur et le canal ; les différentes considérations ci-dessus, relatives à la zone massive 25 du rotor 19, s'api pliquent alors à cette masse de matière qui, conformement à la présente invention, se déforme sous l'effet de l'onde de choc consécutive à l'explosion de l'amorce détonateur, pour venir épouser intimement la périphérie du canal et obturer ainsi de dernier de façon étanche vis-a-vis des gaz résultant de l'explosion. REVENDICATICNS 1. Dispositif de sécurité pyrotechnique pour un projectile du type ccmportant, à l'intérieur d'un corps (1, 4) présentant un canal (7), une amorce détonateur' (24) et une masse de matière (25) mrbile par rapport au corps (1, 4) entre une position de sécurité dans laquelle cette masse (25) est intercalée entre l'amorce détonateur (24) et le canal (7) et une position d'armement dans laquelle ladite masse (25) est escamotée et libère la communication entre l'amorce détonateur (24) et le canal (7), caractérisé en ce que ladite masse de matière (25) présente une déformabilité corrélée avec l'énergie explosive libérée par la mise à feu de l'amrce détonateur (24) de telle sorte que, dans le cas d'une telle mise à feu alors que ladite masse (25) est en position de sécurité, cette masse (25) se déforme sans rupture pour venir en contact intime avec le corps (1, 4) à la périphérie du canal (7) et obturer ainsi ce dernier de façon étanche vis-à-vis des gaz résultant de l'explosion de l'amorce détonateur (24). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite masse est en alliage léger, et le corps en acier au rroins à la périphérie du canal. 3. Dispositif selon 1 'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite masse (25) est cons tituée par une zone d'un organe (19) présentant intérieurement un canal (23) dans lequel est retenue l'amorce détonateur (24), cet organe (19) étant mobile à l'intérieur du corps (1, 4) entre deux positions correspondant respectivement à la position de sécurité, dans laquelle le canal (23) de cet organe (19) est désaligné par rapport au canal (7) du corps (1, 4), et à la position d'armement, dans laquelle les deux canaux (23, 7) sont alignés et communiquent. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe (19) est un rotor gyroscopique d'enveloppe extérieure sphérique (21), traversé diametralement par son canal (23), et en oe que le corps (1, 4) présente au moins à la péri phérie de son canal (7) une enveloppe intérieure sphérique (6) oarplémentaire dans laquelle ce canal (7) débouche radial t. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps (1, 4) présente à l'opposé de son canal (7) par rapport à l'amorce détonateur (24), au moins à partir de la mise à feu de celle-ci, des moyens (15, 17) d'évacuation des gaz résultant de l'explosion de l'amorce détonateur (24). 6. Dispositif selon les revendications 4 et 5 en combinaison, caractérisé en ce que le corps (1, 4) présente, dans une position diamétralement opposée à son canal (7) par rapport à ladite enveloppe intérieure (6), un deuxième canal (15) ouvert vers des volumes (17) du projectile aptes à recevoir les gaz résultant de l'explosion de 1' amorce détonateur et/ou les évacuer vers l'extérieur du projectile, et obture jusqu'S la mise à feu de l'amorce détonateur (24) par une amorce (16) initiatrice de celle-ci. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (20) de verrouillage immobilisant provisoirement ladite masse (25) en position de sécurité par rapport au corps (1, 4) au moins pendant le stockage, la nanutention, le trajet dans le tube d'arme.