Brevet FR2579317A1 — publié le 19860926

2; 7 9 3 1 7 L'invention -concerne d'une mani;re générale les dispositifs explosifs, et plus particulièrement un détonateur ou un allumeur destiné à amorcer une détonation explosive ou d'allumage. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 590 739 décrit une mèche destinée à transmettre une détonation d'une charge explosive à une autre charge sans dommages pour des objets se trouvant à proximité de la mèche. Cette mèche comprend un tube allongé dont la paroi intérieure porte un revêtement de matière pyrotechnique qui, lorsqu'il est allumé, propage une onde de choc gazeuse à une vitesse de l'ordre de 1500-2000 mètres par seconde. Etant donné son caractère relativement bénin, cette mèche peut être utilisée dans une large diversité d'applications auxquelles d'autres mèches plus violentes ne conviennent pas. Ces applications comprennent, par exemple, des allumeurs de fusées, des gonfleurs pour chambres à air d'automobiles, des systèmes d'éjection pour aéronefs, des détonateurs et d'autres dispositifs dans lesquels la mèche doit passer à proximité immédiate d'êtres humains ou d'autres objets ne devant pas être endommagés. Cependant, un problème posé par ces mèches est une tendance des gaz ou autres produits de réaction à remonter le long du tube lorsque l'on fait détonner ou que l'on met à feu une charge. Ce retour est dangereux et peut limiter les applications dans lesquelles la mèche est utilisée. L'invention a pour objet général de proposer un ensemble perfectionné à détonateur/amorce à utiliser avec des mèches du type décrit ci-dessus. L'invention a pour autre objet de proposer un ensemble détonateur-amorce du type décrit ci-dessus,qclui ne permet pas aux gaz et à d'autres produits de réaction de remonter le long de la mèche à partir d'une charge que l'on fait détonner ou que l'on met à feu à l'aide de la mèche. Ces-.objets et d'autres objets sont réalisés, conformément à l'invention, par l'utilisation d'une amorce explosive ou pyrotechnique avec une mèche présentant un canal longitudinal à gaz par lequel une onde de choc gazeuse est transmise. Une charge de matière explosive ou d'allu- mage, conçue par être amorcée par l'onde de choc, est positionnée en communication avec le canal à gaz. Des moyens à valve sensibles à la pression ferment la communi- cation entre le canal et la charge lors de l'amorçage de la charge et empêchent les gaz et autres produits dégagés par la charge de revenir dans le canal à gaz. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexes à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure I est une coupe axiale d'une forme de réalisation d'une cartouche à pression pyrotechnique ou d'un générateur de gaz selon l'invention; - la figure 2 est une coupe axiale d'une forme de réalisation d'un détonateur selon l'invention; - la figure 3 est une coupe axiale d'une autre forme de réalisation d'un détonateur selon l'invention; et - la figure 4 est une coupe axiale d'une forme de réalisation d'un allumeur selon l'invention. Dans la forme de réalisation de la figure 1, la cartouche à pression ou le générateur de gaz comprend un corps globalement cylindrique 11 comportant un écrou ou une embase hexagonale 12 vers l'une de ses extrémités. Le corps cylindrique présente un filetage extérieur 13 et il est conçu pour être monté dans un trou taraudé d'un dispo- sitif (non représenté) avec lequel la cartouche à pression doit être utilisée. Une garniture torique 14 d'étanchéité entoure le corps à la base de la bride et assure l'étanché- ité aux gaz et à l'humidité entre le corps et l'autre dispositif. Ce dispositif particulier convient notamment à une utilisation dans un système de largage de parachute en vol. Un a-lésa.ge axial à trois tronçons 16-18 de diamètre croissant progressivement traverse le corps 11. Le tronçon 16 forme un orifice d'entrée auquel une mèche 19 est raccordée. Le tronçon 18 forme une chambre qui contient une matière pyrotechnique 21 de premier feu et une charge pyrotechnique 22. Un disque écran 23 et un disque 24 de papier séparent le tronçon d'alésage intermédiaire 17 de la chambre 18; un disque de papier 26 sépare la matière de premier feu de la charge de propulsion; et un disque 27 ferme l'extrémité extérieure de la chambre 18. La mèche 19 est du type décrit dans le brevet N0 3 590 739 précité. Cette mèche comprend un tube allongé 29 en matière flexible dont la paroi intérieure porte une mince couche ou enduction 31 d'une matière explosive ou réactive. Un canal à gaz s'étend longitudinalement au tube et transmet une onde de choc gazeuse entretenue par une réaction chimique exothermique produite par la détonation ou l'allumage de la matière revêtant la paroi du canal. Des explosifs avantageux pour le revêtement 31 comprennent le -tétranitrate de pentaérythritol (PETN), la cyclotriméthylène- trinitramine (RDX), la cyclotétraméthylènetétranitramine (HMX), le trinitrotoluène (TNT), la dinitroéthylurée, le tétryle, ou un mélange de deux ou plusieurs de ces substances. La matière 21 de premier feu comprend un mélange ou composé métal/oxydant qui est relativement aisé à allumer. Cette matière possède un rendement thermique élevé et con- vient à l'amorçage d'une autre matière plus difficile à amorcer. La charge pyrotechnique 22 comprend une poudre propulsive à base de nitrocellulose ou tout autre composé pyrotechnique produisant du gaz tel que bore/nitrate de potassium (B/KN03). Des moyens d'obturation ou à valve sont prévus pour fermer la communication entre l'orifice d'entrée 16 et la chambre 18 afin d'empêcher les gaz et autres produits 2S79317 de réaction de q'échapper en revenant par le canal à gaz de la mèche 19. Ces moyens comprennent un clapet sphérique ou une bille 33 logé librement dans le tronçon d'alésage 17 et un siège conique ou sphérique 34 de clapet formé à la jonction des tronçons d'alésage 17 face à la charge explosive. La bille 33 est d'un diamètre inférieur à celui du tronçon d'alésage 17 et elle est logée en contact étanche avec le siège de clapet 34 lorsqu'elle est repoussée contre ce dernier. La bille 33 et le siège 34 peuvent être réalisés dans toutes matières convenables. Par exemple, la bille et le siège peuvent tous les deux être réalisés en métal ou en une matière plastique élastique, ou bien la bille peut être métallique et le siège peut être réalisé en une matière élastique telle qu'une matière plastique. De la même manière, la bille peut être fabriquée en matière plastique et le siège peut être fabriqué en métal. Des métaux convenant à la bille et au siège com- prennent l'aluminium, le laiton, le cuivre et l'acier inoxydable. Des matières convenant à une bille et à un siège élastiques comprennent le "Teflon" et du polypro- pylène. Le fonctionnement et l'utilisation de la forme de réalisation de la figure 1 seront à présent décrits. La matière pyrotechnique de la mèche 19 est amorcée par un détonateur (non représenté) situé à l'extrémité proximale de la mèche. L'onde de choc résultante se propage dans le canal à gaz 32 et passe dans le tronçon d'alésage 17, allumant la matière de premier feu 21. Cette matière allume la charge propulsive 22 qui commence à brûler. La pression du gaz dans la chambre 18 s'élève rapi- dement, entrainant la bille 33 en contact étanche avec le siège 34 et fermant ainsi la communication entre la chambre 18 et le canal à gaz 32. Ceci empêche les gaz et autres produits de réaction d'être refoulés dans la mèche. Dan.s la forme de réalisation de la figure 2, le détonateur comporte un corps fileté 36 de retenue qui est globalement similaire au corps Il. Cependant, le corps 36 présente un alésage axial 37 d'un diamètre uniforme dans lequel est monté un corps intérieur 38. Ce dernier présente un orifice d'entrée 39 vers l'une de ses extrémités, une chambre 41 de plus grand diamètre vers l'autre extrémité, et un passage 42 et un alésage conique 43 établissant une communication entre l'orifice d'entrée et la chambre. Une mèche 44 similaire à la mèche 19 est reliée à l'extrémité d'entrée du corps 38 par une virole sertie 46, le canal à gaz de 1- mèche communiquant directement avec l'orifice d'entrée 39. Une bille ou un obturateur sphérique 47 est disposé à l'intérieur de l'alésage conique 43. La bille est d'un diamètre tel qu'elle se loge librement dans l'alé- sage jusqu'à ce que la pression-du gaz provenant de la chambre 41 l'applique de façon étanche contre la paroi de l'alésage. Une matière pyrotechnique 48 de premier feu et une charge d'un explosif secondaire 49, tel que de l'hexanitrostilbène (HNS) ou de l'hexanitroazobenzène (HNAB) sont portées par une cartouche 50 logée dans l'alésage 41. Un disque écran 51, disposé à l'extrémité ouverte de la cartouche, à la jonction de l'alésage conique 43 et de la chambre 41, retient la matière de premier feu dans la chambre. Un bouchon 53 présentant un alésage axial 54 est monté dans l'extrémité extérieure de la chambre 41. Un disque de projection 56 est monté dans la chambre 41 et bute contre l'extrémité intérieure du bouchon 53 et la cartouche 50 de propulsion. Un second alésage axial 58 communique avec l'alésage 54 du bouchon 53, et une charge 59 d'explosif secondaire est contenue dans cet alésage 58. Un capuchon extrême 61 est fixé sur l'extrémité extérieure du bouchon 53 et une charge 63 d'explosif secondaire est logée dans ce capuchon. Une charge 59 est retenue dans l'alésage 58 par un disque à ruban 64. Un joint d'étanchéité 65 en élastomère fait obstacle à l'humidité pendant la pose du détonateur dans un orifice approprié. Le fonctionnement et l'utilisation de la forme de réalisation de la figure 2 seront à présent décrits. L'allumage de la matière pyrotechnique se trouvant à l'extérieur de la mèche 44 provoque l'allumage de la matière de premier feu 48 qui, elle-même, allume l'explosif secondaire 49. La pression gazeuse produite par l'allumage de l'explosif secondaire fait porter la bille 47 en contact étanche contre le siège 43 du clapet, fermant la communication entre la chambre 41 et le canal à gaz à l'intérieur de la mèche détonnante. L'élévation de la pression dans la chambre 41 a également pour effet de cisailler la partie centrale du disque 56 de projection et de la propulser le long de l'alésage 54. Lorsque le disque frappe sur l'explosif secondaire 59, celui-ci produit une détonation amorçant l'explosif secondaire 63 pour réhausser le niveau d'énergie de sortie. La forme de réalisation de la figure 3 est globalement similaire à la forme de réalisation de la figure 2, sauf qu'elle ne comporte pas la cartouche 50 de propulsion ni le disque 56 de projection, la détonation d'une charge relais de sortie reposant plutôt sur la déto- nation de la charge d'explosif primaire 76. Cette forme de réalisation comprend un corps 67 conçu pour être monté dans l'alésage axial d'un corps extérieur fileté de retenue, similaire au corps 36. Une mèche 68 similaire à la mèche 19 est fixée à une extrémité du corps 67 par une virole sertie 69, et une chambre 71 est formée vers l'autre extré- mité du corps 67. Une' cha-rge 76 d'explosif primaire, telle que de l'azoture de plomb,, est contenue dans un alésage 71, et une charge 77 d'un explosif secondaire est contenue dans un capuchon 78 fixé sur l'extrémité distale du corps 67. Le fonctionnement et l'utilisation de la forme de réalisation de la figure 3 sont globalement similaires à ceux des formes de réalisation précédentes. L'onde de choc provenant de la mèche 68 amorce l'explosif primaire 76, et le gaz produit par cette réaction fait porter à force la bille 74 en contact étanche contre le siège 73. La charge primaire fait à son tour détonner la charge secondaire 77. La forme de réalisation de la figure 4 comprend une mèche allongée 81 similaire à la mèche 19. Un court manchon cylindrique 82 est monté dans le canal à gaz 83 de la mèche vers l'extrémité.distale de celle-ci. Le manchon est réalisé en une matière rigide et son diamètre est tel que sa paroi extérieure est en contact étanche avec la paroi intérieure de la mèche. Une charge 84 de matière pyrotechnique est logée dans le canal 83, entre le manchon 82 et l'extrémité distale du tube. Cette matière peut être, par exemple, du type à allumage décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0--4 220 087. Ce brevet décrit une mèche d'allu- mage comportant une âme allongée en matière d'allumage, non détonante, comprenant un mélange de particules combusti- bles à chaleur de combustion élevée, et d'un oxydant tel qu'un composé d'aluminium en poudre et du perchlorate de potassium. En variante, un composé produisant du gaz à un rendement élevé, tel qu'une poudre propulsive à nitro- cellulose double base peut être utilisé pour l'élément d'allumage 84. L'extrémité distale du tube 81 est fermée par un disque 86 fixé au tube. La charge 84 est espacée de l'extrémité distale du manchon 82 et-un obturateur ou une bille sphérique 87 est logé dans l'espace compris entre la charge et le manchon. Le diamètre de la bille est plus grand que le diamètre intérieur du manchon et plus petit que le diamètre extérieur du manchon et, avant l'amorçage, la bille est retenue libre- ment entre le manchon et la charge d'allumage. Le fonctionnement et l'utilisation de la forme d'utilisation de la figure 4 seront à présent décrits. L'onde de choc provenant de la mèche 81 allume la charge 84 d'allumage, produisant une violente réaction d'allumage. Les gaz produits par cette réaction font porter la bille 87 en contact étanche contre l'extrémité distale du manchon 82, fermant ainsi la communication entre la charge 84 et la partie restante de la mèche 81. De même que dans les autres formes de réalisation, cette fermeture empêche les gaz et autres produits de réaction de s'échapper en remon- tant par le canal à gaz de la mèche. Bien que l'invention ait été décrite en réfé- rence, notamment, à un obturateur sphérique, l'obturateur et le siège peuvent être de toute forme ou configuration convenable, par exemple conique ou plane. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'amorce décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Amorce pyrotechnique/explosive, caractérisée en ce qu'elle comporte une mèche (19) présentant un canal à gaz (32) s'étendant longitudinalement et transmettant une onde gazeuse de choc, une charge (21, 22) d'une matière pyro- technique explosive placée en communication avec le canal à gaz et conçue pour être amorcée par l'onde de choc, et des moyens d'obturation qui, en réponse à la pression gazeuse produite par l'amorçage de la charge, ferment la communi- cation entre la charge et le canal à gaz afin d'empêcher le gaz produit par la charge de pénétrer dans le canal. 2. Amorce selon la revendication 1, caracté- risée en ce que la mèche comprend un tube allongé (29) dont la paroi intérieure présente un revêtement (31) de matière pyrotechnique. 3. Amorce selon la revendication 1, caracté- risée en ce que les moyens d'obturation comprennent un siège (34) qui fait face à la charge et un élément mobile (33) d'obturation disposé entre le siège et la charge. 4. Amorce selon la revendication 3, caracté- risée en ce que l'élément d'obturation comprend une bille sphérique (33). 5. Amorce selon la revendication 3, caracté- risée en ce que l'une des pièces constituées par l'élément d'obturation et le siège est réalisée en une matière élas- tique et l'autre en une matière rigide. 6. Amorce pyrotechnique/explosive à utiliser avec une mèche (44) parcourue par un canal à gaz longitudinal qui transmet une onde de choc, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps (36) présentant un orifice d'entrée (39) auquel la mèche est reliée, une chambre (41) située à l'intérieur du corps et communiquant avec l'orifice d'entrée, une charge (48, 49) de matière pyrotechnique/explosive située dans la chambre et amorcée par l'onde de choc prove- nant de la mèche, et des moyens d'obturation sensibles à la I0 pression gazeuse-de-stinés à fermer la communication entre l'orifice d'entrée et la chambre à la suite de l'amorçage de la charge. 7. Amorce selon la revendication 6, caracté- risée en ce que les moyens d'obturation comprennent un siège qui fait face à la chambre et un élément mobile (47) placé entre le siège et la chambre. 8. Amorce selon la revendication 7, caracté- risée en ce que l'élément mobile d'obturation comprend une bille sphérique. 9. Amorce selon la revendication 7, caracté- risée en ce que l'une des pièces comprenant l'élément d'obturation et le siège est réalisée en une matière élas- tique et l'autre en une matière rigide. 10. Amorce selon la revendication 6, caracté- risée en ce que la charge comprend un explosif primaire (48) amorcé par l'onde de percussion et un explosif secondaire (49) amorcé par l'allumage' de l'explosif primaire. I1. Amorce selon la revendication 6, présentant un alésage (54) qui part de la chambre et un disque (56) de percussion placé vers une extrémité de l'alésage et conçu pour être propulsé dans l'alésage sous l'effet de l'allumage de la charge, afin que l'impact du disque sur une seconde charge explosive (59, 63), placée vers l'autre extrémité de l'alésage, fasse détoner cette seconde charge. 12. Amorce selon la revendication 6, caracté- risée en ce que la charge comprend une matière pyrotechnique (48) de premier feu qui est amorcée par l'onde de choc, et une matière pyrotechnique (49) produisant un gaz, qui est amorcée par la matière de premier feu. 13. Amorce caractérisée en ce qu'elle comporte une mèche (81) comprenant un tube allongé dont la paroi intérieure porte un revêtement de matière pyrotechnique, un manchon globalement cylindrique (82), monté dans l'alésage du tube vers son extrémité distale, la paroi Il extérieure du manchon étant en contact étanche avec la paroi intérieure du tube, une charge (84) de matière d'allumage espacée du manchon vers l'extrémité distale du tube, et un élément d'obturation (87) placé entre le manchon et la charge et repoussé en contact étanche avec le manchon par les gaz produits par l'allumage de la charge. 14. Allumeur selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément d'obturation comprend une bille sphérique et la charge d'allumage est espacée du manchon d'une distance plus grande que-le diamètre de la bille. 15. Allumeur selon la revendication 13, caractérisé en ce que la charge d'allumage comprend un mélange d'un oxydant et de particules combustibles à haute chaleur de combustion.