Brevet FR2561372A1 — publié le 19850920

Dispositif de séparation à chambre d'expansion pour charge pyrotechnique. L'invention concerne un dispositif de séparation entre éléments constructifs en plusieurs parties, comprenant une chambre d'expansion pour au moins une charge pyrotechnique, limitée par la surface d'un piston de poussée. !0 Un tel dispositif est connu par le EP-A- 88 247 sous forme d'un dispositif de sécurité, à savoir un dispositif de séparation d'éléments constructifs déterminés, l'un par rapport à l'autre, en cas de conditions particulières du fonctionnement. L'invention concerne cependant en particulier un dispositif de séparation pour un élément constructif en plusieurs parties se présentant sous la forme de la douille subdivisée en direction axiale d'un projectile d'essai tel qu'il est représenté sur la figure en haut de la page 22 de l'article de Peter J. George "Endphasenlenkung - Revolution der Artillerie?", WEHRTECHNIK volume 3/1979, pages 19 à 27. Un projectile d'essai de ce type, apres sa mission, ne doit pas se fracasser mais libérer des parachutes de récupération. Du fait de ses dimensions et de son équipement, le projectile d'essai peut d'autre part atterrir dans son ensemble peu en douceur. C'est pourquoi la construction du logement est subdivisée en plusieurs parties en vue de la récupération de manière que ces dernières atterrissent en douceur indépendamment les unes des autres et au moyen de parachutes de récupération qui leur sont propres; et on peut prévoir dans ce cas de n'équiper de parachutes de récupération que les parties du projectile pouvant être à nouveau utilisées, ou en vue d'effectuer une évaluation de l'essai. Le problème qui peut se poser lors de la séparation les uns des autres des éléments constructifss individuels provoquée par le développement de forces pyrotechniques en vue de récupérer les parties séparées du support peut consister dans le fait que des conducteurs passent sur les positions de séparation prédéterminées. 2 561372 Dans certaines conditions - concernant par exemple des raisons de fiabilité de fonctionnement des installations contenues dans le support quand il n'est pas encore séparé - ces conducteurs ne devraient pas être simplement rassemblés par concordance de formes en passant sur les positions de séparation; pour d'autres raisons, ces conducteurs pourraient avoir un effet négatif sur un processus de séparation défini en maintenant par exemple, du fait de leur élasticité, un accouplement indésirable entre les éléments constructifs du support déjà détachés mécaniquement les uns des autres. Connaissant ces difficultés dues à l'incorporation de systèmes complexes dans un support subdivisable du type mentionné, l'invention a pour but de proposer un dispositif de séparation du type mentionné permettant d'être assuré non seulement de la séparation mécanique définie des éléments constructifs des deux côtés de la position de séparation mais aussi de processus de séparation additionnels avec la même fiabilité de leur fonctionnement, sans mesures supplémentaires particulières, occupant de la place ou de nature fonctionnelle. Selon l'invention, ce but est atteint pour un dispositif de séparation du type précité essentiellement du fait qu'au moins une canalisation à gaz débouche dans une chambre d'expansion, par l'intermédiaire de laquelle une pression peut être exercée sur un piston de séparation. Selon cette solution, la pression des gaz de combustion des charges pyrotechniques régnant dans la chambre d'expansion agit sur des surfaces de piston variables et détermine de ce fait, et d'une façon pouvant être prédéterminée par la construction, des mouvements différents de pistons, ce qui fait que la succession des mouvements de séparation individuels, qui doivent s'effectuer dans des directions diverses, peut être obtenue d'une façon prévisible et définie, et par ailleurs fiable. La solution de l'invention offre en particulier la possibilité, quand il s'agit notamment de pistons de diamètre très différent, de disposer le plus petit ou les plus petits contre ou dans le piston le plus grand et de constituer ainsi les autres positions de séparation à proximité étroite les unes des autres. Ceci offre des possibilités de liberté sur le plan de la construction pour prédéterminer les forces causant le mouvement des pistons et les forces de cisaillement diverses pour l'initiation et l'exécution des mouvements de séparation; les directions des mouvements des pistons individuels peuvent être alors différentes les unes des autres et en particulier orientées transversalement les unes par rapport aux autres. C'est ainsi que l'on peut faire passer transversalement à un gros piston un piston plus petit constitué par exemple à une extrémité directement sous forme d'un couteau de séparation, pour sectionner des conducteurs qui, en direction du mouvement de séparation entre les éléments constructifs - et de ce fait dans la direction dans laquelle le piston le plus important exerce son effet - doivent passer entre les éléments constituant le support et être sectionnés avant que ces éléments se séparent l'un de l'autre le long de la position de séparation. Selon l'invention, le piston de séparation est monté de façon mobile contre ou dans le piston de poussée. La direction dans laquelle s'exerce l'effet du piston de séparation est alors différente de celle du piston de poussée. Selon l'invention, les pistons - en tenant compte de leurs surfaces effectives en direction de la chambre d'expansion - peuvent être bloqués par des tiges de cisaillement de dimensions diverses. La tige de cisaillement qui arrête le piston de poussée est avantageusement constituée simultanément sous forme d'une liaison à cisaillement entre les éléments devant être séparés l'un de l'autre, dans leur position de séparation. Le piston de séparation peut être en liaison fonctionnelle avec un couteau qui peut se déplacer transversalement à la direction de conducteurs. Ces conducteurs passent avantageusement dans un tube qui traverse une paroi de guidage destinée au couteau. Le tube est alors interrompu au niveau de la position de sectionnement par le couteau. De préférence, le piston de poussée est montée de façon mobile dans l'un des éléments et s'appuie par l'intermédiaire d'un poussoir contre l'autre élément. Le poussoir est constitué sous forme d'un entonnoir qui limite une chambre de rangement pour parachutes s'étendant au-delà de la position de séparation. Le poussoir en forme d'entonnoir se fixe par concordance de formes à l'élément à écarter par l'intermédiaire du piston de poussée à la fin de sa course, et l'invention prévoit à l'intérieur du poussoir un oeillet pour cordons de traction de parachutes de récupération qui doivent être tirés de la chambre de rangement après ouverture de la position de séparation. D'autres avantages de l'invention sont indiqués dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention représenté sur le dessin, ce dernier étant simplifié et limité à l'essentiel mais approximativement à l'échelle. L'unique figure du dessin est une vue en coupe longitudinale axiale et découpée d'un projectile de support en deux parties constituées sensiblement d'éléments de douille de forme tubulaire, dans la région de sa position de séparation entre les éléments constructifs qui doivent être séparés l'un de l'autre avant que soient amorcés des éléments de force se présentant sous forme de charges pyrotechniques dans le dispositif de séparation. Les deux éléments de forme tubulaire 2a, 2b d'un projectile de support, qui s'emboîtent l'un dans l'autre par leur c6té frontal dans la région d'un dispositif de séparation 1 doivent, par déplacement axial l'un par rapport à l'autre, séparer le support en deux parties le long d'une position de séparation 3, les deux parties constituant chacune une partie fonctionnelle se suffisant à elle-même et à récupérer. Dans ce but, il est constitué à proximité de la position de séparation 3 et à l'intérieur du petit élément de forme tubulaire 2b une chambre d'expansion 4. Elle est en liaison avec au moins une charge pyrotechnique 5 qui est introduite par exemple dans un support 6 fixé à cet élément 2b du support. A l'opposé, la chambre d'expansion 4 est limitée par la surface 7 d'un piston de poussée 8 agissant en direction longitudinale des éléments 2a - 2b. Ce piston peut se déplacer parallèlement à l'axe longitudinal 9 du support par rapport à l'élément 2b - dans lequel il est guidé - jusque contre une butée 19, lorsque la pression des gaz de combustion monte dans la chambre d'expansion 4, alors que les charges 5 sont allumées par l'intermédiaire de liaisons électriques 25 (par exemple au moyen d'une commande d'amorçage ou d'une commande à distance). A l'opposé, c'est-à-dire en direction de l'élément constructif 2a de la partie massive du support, le piston de poussée 8 s'appuie par l'intermédiaire d'un poussoir creux 21 allant en s'élargissant dans cette direction contre l'élément 2a du support se trouvant en cet endroit. quand la pression monte dans la chambre d'expansion 4, la partie du support qui est la plus légère est soulevée avec l'élément 2b de l'élément 2a le long de la position de séparation 3 dans le sens inverse à l'appui contre l'épaulement 10; les tiges de cisaillement 11 est cassée, au moyen desquelles les éléments 2a, 2b constituant le support étaient reliés l'un à l'autre pendant le fonctionnement du support à l'état non séparé sont alors aussit8t cassées. Dans la chambre d'expansion 4 limitée par la grande surface 7 du piston débouche une canalisation à gaz 12 dont la section est plus petite et qui est formée dans le piston de poussée 8. Un piston de séparation 13 plus petit par rapport à la surface 7 du piston de poussée 8 est monté dans la canalisation à gaz 12, le piston 7 étant soumis de ce fait à la même pression due à la combustion des charges 5 et en meme temps que le grand piston de poussée 8. Le mouvement vers l'avant du piston de séparation 13 dans ou à l'avant de sa canalisation à gaz 12 est déterminé plus tôt du fait d'un dimensionnement plus faible de sa tige de cisaillement 23 (en tenant compte des rapports des forces prédéterminés par construction par les surfaces actives des pistons 8/13) que le mouvement vers l'avant du piston de poussée 8 après la rupture de la tige de cisaillement 11 dont les dimensions sont plus fortes. De ce fait, on peut obtenir au moyen du piston de séparation 13 des mouvements qui doivent avoir lieu plus t8t, pour des raisons constructives, que le soulèvement des deux éléments 2a, 2b du support l'un par rapport à l'autre le long de leur position de séparation 3. Le canal à gaz 12 et la fixation du piston de séparation 13 dans le grand piston de poussée 8 permettent non seulement de constituer un dispositif de séparation I de faible dimensions mais s'orientant également dans des directions diverses - avec dans l'exemple montré sur le dessin des directions d'action du piston de poussée 8 et du piston de séparation 13 qui sont transversales l'une par rapport à l'autre et directement l'une contre l'autre. De préférence, le piston de séparation 13 sert à sectionner des liaisons mécaniques entre les éléments 2a, 2b qui doivent se séparer l'un de l'autre. A cet effet, le piston de séparation 13 est en liaison fonctionnelle avec un couteau 14. Ce dernier peut être constitué directement à l'extrémité du piston de séparation 13 qui n'est pas tournée vers la canalisation à gaz 12 ou vers la chambre d'expansion 4. Pour obtenir un cisaillement net des conducteurs 15 (qui sont par exemple des conducteurs tubulaires, des câbles ou des câbles électriques) entre les éléments 2a, 2b du support, le couteau 14 se déplace latéralement avant la séparation des éléments 2a, 2b l'un de l'autre, le long d'une paroi de guidage 16 dans laquelle passent les conducteurs 15, jusqu'à venir en appui contre une tige de guidage et de butée 20. Avantageusement, les conducteurs 15 sont disposés, des deux cotés de la position de séparation 17, dans un tube 18 qui est interrompu à proximité immédiate de la position de séparation 17, ce qui facilite la réalisation rapide d'une découpe de séparation bien nette. Il n'existe plus ensuite aucune liaison gênante des éléments 2a, 2b due aux conducteurs 15. L'augmentation de la pression dans la chambre d'expansion 4 provoque alors la rupture des tiges de cisaillement 11 qui l'avaient jusqu'alors retenu, et la séparation de l'élément le moins massif 2b le long de la position de séparation 3. Cet élément 2b se déplace alors par rapport au piston de poussée 8 qui s'appuie par l'épaulement 10 contre l'élément 2a, jusqu'à ce que le piston parvienne en appui contre sa butée 19 fixée sur l'élément 2b qui se soulève. La course de déplacement correspondante est déterminée en tenant compte de l'emboîtement des éléments 2a, 2b dans la position de séparation 3 de manière que ces éléments 2a, 2b soient déjà hors de contact et donc soulevés l'un par rapport à l'autre. Le piston de poussée 8 et- le piston de séparation 13 monté à l'intérieur, et le poussoir 21 fixé sur lui, restent fixés par concordance de formes et sans pouvoir être perdus à l'élément 2b qui est équipé du dispositif de séparation 1. Pour pouvoir récupérer au moyen de parachutes les éléments 2a/2b du support qui ont été séparés l'un de l'autre, on prévoit à l'extrémité de l'élément 2a qui est voisine de la position de séparation 3 une chambre de rangement de parachutes 22 qui s'étend jusque dans la région de raccordement voisine de l'élément 2b, à savoir à l'intérieur du poussoir 21 qui s'ouvre en cet endroit en formant un entonnoir, et au-delà du plan de la position de séparation 3. Dans cette chambre de rangement 22 pénètre un prolongement du piston de poussée 8 qui s'applique contre le poussoir 21 et sur lequel est constitué un oeillet 24 par o passent les cordons en vue de retirer les parachutes (non montrés sur le dessin) quand les éléments 2a, 2b qui ont été séparés s'éloignent l'un de l'autre. Du fait qu'au début de la séparation le poussoir en forme d'entonnoir 21 s'applique de façon positive contre l'épaulement 10, on ne constate d'abord aucun déplacement entre les parties de paroi de la chambre de rangement 22 et les parachutes de récupération disposés à l'intérieur, qui sont de ce fait protégés contre des dégâts dûs à des frottements. Ce n'est que lorsque le piston de poussée 8 s'applique contre sa butée 19 de l'élément à soulever 2b que la jonction avec l'élément voisin 2a est rompue, le poussoir en forme d'entonnoir 21 étant également soulevé de l'élément 2a et la chambre de rangement 21 s'ouvrant dans le plan transversal de l'épaulement 10. Les parachutes sont alors tirés à l'extérieurs, certains d'entre eux étant fixés à l'élément 2a du support 3 dont la masse est la plus importante (d'une façon non représentée sur le dessin) et les autres étant fixés par exemple par l'intermédiaire de l'oeillet 24 à l'élément 2b qui est soulevé, de manière que ces éléments du projectile d'essai atterrissent séparément en douceur et individuellement - alors qu'ils sont reliés l'un à l'autre par les tiges de cisaillement 11 pendant l'essai. REVENDICATIONS 1. Dispositif de séparation (1) entre éléments constructifs en plusieurs parties (2a-2b) avec une chambre d'expansion (4) pour au moins une charge pyrotechnique (5), limitée par la surface d'un piston de poussée (8), caractérisé en ce qu'au moins une canalisation à gaz (12) débouche dans la chambre d'expansion (4), par l'intermédiaire de laquelle une pression peut être exercée sur un piston de séparation (13). 2. Dispositif de séparation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de séparation (13) est monté de façon mobile contre ou dans le piston de poussée (8). 3. Dispositif de séparation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la direction dans laquelle s'exerce l'effet du piston de séparation est différente de celle du piston de poussée. 4. Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pistons (8, 13) - en tenant compte de leurs surfaces effectives en direction de la chambre d'expansion (4) - peuvent 8tre bloqués par des tiges de cisaillement (11, 23) de dimensions diverses. 5. Dispositif de séparation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les tiges de cisaillement (11) qui arrêtent le piston de poussée (8) sont constituées simultanément sous forme d'une liaison à cisaillement entre les éléments (2a/2b) devant être séparés l'un de l'autre, dans leur position de séparation (3). 6. Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston de séparation est en liaison fonctionnelle avec un couteau (14) qui peut se déplacer transversalement par rapport à la direction de conducteurs (15). 7. Dispositif de séparation selon la revendication 6, caractérisé en ce que les conducteurs (15) passent dans un tube (18) qui traverse une paroi de guidage (16) destinée au couteau (14). 8. Dispositif de séparation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tube (18) est interrompu-au niveau de la position de sectionnement (17) du couteau (14). 2561 372 9. Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston de poussée (8) est montée de façon mobile dans l'un des éléments (2b) et s'appuie par l'intermédiaire d'un poussoir (21) contre l'autre élément (2a). 10. Dispositif de séparation selon la revendication 9, caractérisé en ce que le poussoir (21) est constitué sous forme d'un entonnoir qui limite une chambre de rangement (22) pour parachutes s'étendant au-delà de la position de séparation (3). 11. Dispositif de séparation selon la revendication 10, caractérisé en ce que le poussoir en forme d'entonnoir (21) se fixe par concordance de formes à l'élément à.écarter (2b) par l'intermédiaire du piston de poussée (8) à la fin de sa course et en ce qu'à l'intérieur du poussoir (21) est prévu un oeillet (24) pour cordons de traction de parachutes de récupération qui doivent être tirés de la chambre de rangement (22) après ouverture de la position de séparation (3).