Brevet FR2568988A1 — publié le 19860214

i L'invention concerne un procédé pour la formation de surface reproductible lors de la combustion d'agents de propulsion liquides dans des tubes d'armes, ainsi que sur des dispositifs pour la mise en oeuvre dudit procédé. Dans l'utilisation d'agents de propul- sion liquides dans des armes à tubes, et contrairement au cas des moteurs de fusées, il n'est généralement pas indiqué d'a- limenter en agent de propulsion d'une manière continue pendant la combustion; en raison de la pression dans la chambre de com- bustion, qui, dans le cas des armes à tubes, est plus élevée d'un à deux ordres de grandeur, et du temps de transformation de la charge totale, qui est de quelques ordres de grandeur plus faible, la complication technique des pompes d'injection et de leurs mécanismes d'entraînement deviendrait trop grande. C'est pourquoi il faut partir du fait que, dans les armes à tubes, la totalité de la charge en agent de propulsion liquide nécessaire au coup est entièrement admise avant qu'elle soit allumée etqu' ainsi la combustion soit amorcée. Mais dans ce processus, dit "bulk loading" (ou "chargement en vrac"), interviennent des pro- blèmes relatifs au caractère reproductible du développement du coup. Ce caractère reproductible du développement du coup, notamment une faible dispersion dans la vitesse ini- tiale du projectile d'un coup à l'autre, est essentiellement déterminé par la vitesse de combustion de la charge, qui, à son tour, dépend dans une large mesure de la surface de l'a5ent de propulsion qui se présente pour passer en phase gazeuse. Dans les matières propulsives liquides dans les tubes d'armes, qui sont admises totalement avant l'al- lunmage, il intervient, depuis l'allumage jusqu'à la combustion complète, une évolution de la formation de surface, qui se re- produit qualitativement d'un coup à l'autre, mais qui est sou- mise quantitativement à de fortes fluctuations; cela a pour conséquence une grande dispersion de la vitesse initiale du pro- jectile. L'invention a pour but, en écartant les inconvénients cités, de réaliser un procédé pour la formation de surface reproductible lors de la combustion de matières propulsives-liquides dans des tubes d'armes, dans lequel le processus de formation de la surface pour un coup, qui autre- ment se déroule simplement, soit décomposé en de nombreux processus individuels. Suivant l'invention, ce but est atteint en ce que la matière propulsive liquide estportée à l'allumage dans la chambre de chargement et qu'elle est comprimée au mo- yen de la pression gazeuse ainsi obtenue à travers un système de canaux décomposant le processus de formation de surface en de nombreux processus individuels qui se développent parallè- lement, simultanément et de la même manière, de sorte que le volume total des gaz s'accumule derrière le culot du projectile pour continuer à propulser ce dernier. La décomposition du processus de forma- tion de surface en de nombreux processus individuels parallèles, se développant simultanément et de la même manière, a pour con- séquence que le déroulement du coup et, par suite, la disper- sion de la vitesse initiale du projectile sont influencés, non plus par la dispersion de la grandeur de la surface du liquide dans un développement simple, soit o, mais seulement par la dispersion de la valeur moyenne de la surface dans un dévelop- pement multiple parallèle, soit Ci - Si n est le nombre des processus simi- laires, se développant parallèlement et simultanément, de la formation de surface, on a c'est-à-dire que, si le processus de formation de surface se développe parallèlement et simultanément avec n = 100 par exemple, la dispersion de la grandeur de la surface totale agissant sur le déroulement du coup sera réduite au dixième de ta dispersion relative au processus simple. Un dispositif préféré d'application du procédé suivant l'invention consiste en ce qu'entre la chambre de chargement et le culot du projectile, sont disposés des corps de remplissage pourvus d'un système de canaux dirigés dans la direction du courant et agrandissant la surface de la chambre de chargement, qui remplissent eâotalité la section de la chambre de chargement et s'étendent totalement ou par- tiellement sur la longueur de celle-ci. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les corps de remplissage consistent en un faisceau de tubes, en billes ou en autres corps formant des canaux. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, les corps de rem- plissage individuels sont reliés mutuellement par soudage, frit- tage ou cramponnage, et fixés dans la chambre de chargement. La chambre de chargement contenant les corps de remplissage consiste, de préférence, en une partie de boîtier sphérique et en un élément intermédiaire tubulaire qui est disposé perpendiculairement à l'axe du tube de l'arme. L'a- vantage particulier de cet agencement consiste en ce que la ma- tière propulsive liquide placée dans la chambre de chargement peut 8tre portée à l'allumage avec une surface constante indé- pendamment de la surélévation du tube. L'invention prévoit, en outre, que l'ex- trémité des corps de remplissage qui est tournée vers le fond de la chambre de chargement soit laissée séparée du fond de la chambre par-une distance telle que l'extrémité inférieure des corps de remplissage se trouve encore au-dessous de la surface de la matière propulsive pour le plus petit volume de la ma- tière propulsive liquide. Enfin, les moyens d'allumage sont suivant l'invention disposés dans le fond de la chambre de chargement, opposés centralement à l'extrémité inférieure des corps de rem- plissage. L'invention sera décrite ci-dessous plus en détail, avec référence à un exemple de réalisation représenté schématiquement sur le dessin. La référence 1 désigne un tube de canon, et la référence 2 un élément obturateur, qui peut 9tre conforme en obturateur longitudinal ou transversal et qui, à l'état ouï vert, permet l'introduction d'un projectile 3. Perpendiculairement à l'axe du tube 1 et à son extrémité arrière, se raccorde une chambre de chargement 4, qui consiste en un élément de liaison tubulaire 4a et en une partie de boîtier de forme sphérique 4b. Le fond 4c de la chambre de chargement est renforcé et sert à contenir une amorce 5, qui peut être allumée mécaniquement ou électriquement. La plus grande partie de la chambre de chargement 4 est remplie par un corps de remplissage 6 sous forme d'un faisceau de tubes à petits tubes parallèles, qui sont disposés dans la direction de l'écoulement. Tandis que le bord supérieur du faisceau de tubes est arasé avec la paroi interne du tube de canon 1, l'extrémité inférieure 6a-du corps de remplissage, qui se développe essentiellement à distance constante du fond 4c de la chambre de chargement, pénètre dans la chambre de chargement 4 à une profondeur telle que la matiè- re propulsive liquide 7 se trouve encore dans chacun des pe- tits tubes, même pour l'épaisseur de charge minimale. La cham- bre de chargement 4 est alimentée en un volume exactement dosé de matière propulsive au moyen d'une soupape de remplissage 8. Grace à la partie de bottier 4b de la chambre de chargement 4, sphérique et disposée perpendiculairement à l'axe du tube de canon, à égal volume de matière propulsive, et indépendamment de la surélévation du tube, on obtient une surface de liquide constante et, par suite, aussi une surface initiale constante de la matière propulsive 7. La pression gazeuse qui prend naissance dans la région du fond 4c de la chambre de charge- ment lors de l'allumage de l'amorce 5 comprime les colonnes liquides qui se trouvent déjà dans les petits tubes, et les fait monter dans ces tubes. La rugosité de la paroi interne des petits tubes et les dimensions adéquates de leur diamètre et de leur longueur donnent l'assurance que la transformation en phase gazeuse aura lieu à l'intérieur de ces petits tubes, de sorte que seul du gaz propulsif, et non du liquide, pourra sortir des tubes et pénétrer dans le tube de canon 1 pour ex- pulser le projectile. Du fait que la combustion a lieu exclusi- vement à l'intérieur du faisceau de tubes 6, on obtient la combustion nécessaire régulière dans son ensemble,et par suite un déroulement reproductible du coup. Au lieu du faisceau de tubes 6 à petits tubes parallèles, le même espace peut aussi être rempli de bil- les ou d'autres corps de remplissage 6 formant des canaux à traverser, et ces corps peuvent par exemple être reliés ensemble et fixés dans la chambre de chargement par soudage, frittage, ou procédé équivalent. R E V E N D I C A TI 0 ONS 1. Procédé pour la formation de surface reproductible lors de la combustion de matières propulsives liquides dans des tubes d'armes, caractérisé en ce que la ma- tière propulsive liquide est portée à l'allumage dans la chambre de chargement, et qu'elle est comprimée par la pression gazeuse ainsi obtenue à travers un système de canaux décomposant le pro- cessus de formation de surface en de nombreux processus indivi- duels qui se développent parallèlement, simultanément et de la même manière, la matière propulsive étant entièrement transfor- mée dans lesditsccanaux en la phase gazeuse, de telle sorte que le volume total des gaz s'accumule derrière le culot du projec- tile pour continuer à propulser ce dernier. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, dans la chambre de chargement (4), sont disposés des corps de remplis- sage 6 comportant un système de canaux dirigés dans la direc- tion du courant et agrandissant la surface de la chambre de chargement, qui remplissent en totalité la section de la chambre de chargement.(4) et s'étendent totalement ou partiellement sur la longueur de celle-ci. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les corps de remplissage (6) consistent en un faisceau de tubes. 4. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les corps de remplissage consistent en billes, cylindres ou autres corps formant des canaux. 5. Dispositif selon l'ensemble des re- vendications 2, 3 et 4 caractérisé en ce que les composants in- dividuels des corps de remplissage (6) sont reliés ensemble par soudage, frittage ou cramponnage. 6. Dispositif selon l'ensemble des reven- dications 2, 3, 4 et 5 caractérisé en ce que la chambre de char- gement (4), qui contient les corps de remplissage (6), et qui se compose d'une partie de boftier sphérique (4b) et d'un élé- ment intermédiaire tubulaire (4a), est fixée au tube de canon (1) sous forme d'un branchement perpendiculaire à l'axe d'un tube. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'extrémité des corps de remplissage (6) tournée vers le fond (4c) de la chambre de chargement est sé- parée du fond (4c) de la chambre par une distance telle que l'extrémité inférieure (6a) des corps de remplissage se trouve encore au-dessous de la surface de la matière propulsive liqui- de pour le plus petit volume de la matière propulsive. 8. Dispositif selon l'ensemble des reven- dications 2 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'allumage (5) pour la matière propulsive liquide (7) sont disposés dans le fond (4c) de la chambre de chargement, opposés centralement à l'extrémité inférieure des corps de remplissage.