Brevet FR2590178A1 — publié le 19870522

PERFORATEUR-INJECTEUR COMPORTANT UNE MASSE INTERNE DE PERCUSSION L'invention se rapporte à un dispositif apte à perforer des parois résistantes puis à injecter un fluide au travers de ces parois, et est destiné essentiellement aux personnels d'intervention tels que les forces de l'ordre ou les pompiers. Dans de nombreux cas o une intervention très rapide s'impose, il peut être intéressant de pouvoir injecter un fluide actif au tra- vers d'une paroi résistante telle qu'une cloison d'un bâtiment ou une porte fermée. Il peut en être ainsi par exemple dans le cas de neutralisation de personnes barricadées dans un local ou une car- lingue d'aéronef, en injectant un fluide à action physiologique immédiate, ou encore dans le cas de lutte contre un incendie cir- conscrit dans un local déterminé, en injectant un fluide extinc- teur. Les matériels tels que décrits dans le brevet FR 2 477 423 et ac- tuellement mis à disposition des personnels d'intervention permet- tent successivement, mais quasi-instantanément, la perforation d'une paroi résistante, puis l'injection d'un fluide actif au tra- vers de cette paroi, en utilisant un dispositif portatif maniable, fiable et offrant une sécurité absolue pour l'utilisateur. Cepen- dant lorsque le perforateur-injecteur est tenu manuellement et est déclenché au contact d'une paroi trop résistante qui ne peut être 2S90178 percée, la poussée des gaz n'est pas interrompue et l'éléaent mo- bile du perforateur, qui est bloqué au contact de la paroi, sert alors d'appui, et l'ensemble du perforateur-injecteur est rejeté en arrière. Ces perforateurs-injecteurs connus, et plus particulièrement celui décrit dans le brevet FR 2.477.423, comportent - d'une part un piston - qui est placé dans un cylindre déterminant une chambre mo- trice située en amont de ce piston et pouvant être alimen- tée par un fluide moteur à haute pression, - dont la tige située en aval peut coulisser dans la partie aval du cylindre, cette tige étant tubulaire et ménageant un canal d'injection, - et d'autre part un cylindre - qui comporte une ouverture d'admission du fluide actif, - qui ne communique avec ledit conduit d'admission que lors- que le piston se trouve sensiblement en butée sur l'extré- mité de la partie aval du cylindre. La présente invention a pour but d'augmenter le pouvoir perforant,- sans augmenter la pression et/ou le débit du fluide moteur à haute pression, qui pourrait conduire à un recul trop brutal pouvant présenter des risques pour l'utilisateur. De plus, lorsque le fluide moteur est généré par une charge pyrotechnique il est avan- tageux de limiter la quantité de poudre utilisée et d'induire un recul initial sensiblement constant quel que soit le résultat sur la paroi devant être percée. L'invention se caractérise en ce qu'une masse de percussion est interposée entre la tête du piston et une source de fluide moteur à haute pression, cette masse étant initialement maintenue à dis- tance de la tête du piston et pouvant coulisser dans le cylindre. Plus particulièrement, d'une part la masse de percussion est cy- lindrique et présente un diamètre sensiblement égal au diamètre de la tête du piston, et d'autre part le rapport (PM/PP) entre le poids (PM) de la masse de percussion et le poids (PP) du piston complet est comprise entre 0,1 et 0,8 et préférentiellement entre 0,2 et 0,4.Il a en effet été constaté que des masses de percussion de petit diamètre tel que le diamètre d'une balle, même de gros calibre, ne permettaient pas d'augmenter le pouvoir perforant du perforateur-injecteur, sans augmenter la charge propulsive de pou- dre. Avantageusement d'une part l'extr&mité amont de la masse de per- cussion comporte un élément de positionnement frangible qui permet une montée en pression plus efficace dans la partie de la chambre motrice située plus en amont, et d'autre part une virole interne est interposée entre la masse de percussion et la partie amont du cylindre qui comporte un chambrage dans sa zone aval en communi- cation avec l'extérieur au moyen d'orifices. La virole interne peut notamment constituer une entretoise de positionnement du pis- ton par rapport à la masse de percussion. Selon un mode de réalisation particulier, la zone aval de la masse de percussion et la zone amont de la tête du piston présentent un diamètre plus faible que le diamètre intérieur de la virole in- terne, ce qui facilite l'expulsion de l'air compris entre la masse de percussion et la tête du piston, et permet une réutilisation de ces éléments même après plusieurs chocs mutuels. Avantageusement le cylindre constitue un canon spécial de fusil et la zone la plus en amont de la chambre motrice comporte un cham- brage permettant le logement d'une cartouche génératrice de gaz. Les avantages obtenus grace à cette invention consistent essen- tiellement en ce que: - d'une part l'effet de recul est diminué, et cela d'autant plus qu'il est maintenant possible de réduire suffisamment le diamètre extérieur du perforateur-injecteur pour que la mise en action soit effectuée à l'épaulée, - et que d'autre part le pouvoir perforant est augmenté notamment lorsque la masse de percussion comporte un élément de position- nement frangible suffisamment résistant et que la partie amont du cylindre comporte des orifices d'échappement. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide d'un dessin dont la figure unique représente un mode particulier d'exécution. La figure représente un perforateur-injecteur qui constitue un ca- non spécial monté sur le fusil à un coup (8) dont seule la partie distale est partiellement dessinée. Ce canon spécial est exti- rieurement constitué par les deux parties du cylindre du perfo- rateur-injecteur, la partie amont (2) de ce cylindre étant vissée dans le corps métallique (10) du fusil et étant encastrée dans l'appui en bois (11) de ce fusil. La partie aval (3) du cylindre est elle même vissée à l'extrémité libre de la partie amont (2) et comporte un bossage dans lequel est ménagé l'ouverture d'admis- sion (3a) du fluide actif qui est extérieurement prolongée par un filetage permettant le raccord avec un tube flexible d'amenée du fluide actif. Le piston (1) dont la tête (lb) peut coulisser dans la partie aval (3) du cylindre est initialement maintenue en appui sur la virole interne (6) qui constitue une entretoise entre le disque de positionnement (5) et cette partie aval (3) du cy- lindre. La virole interne (6) comporte un chambrage en aval de l'extréité de la masse de percussion (4) et trois perforations radiales qui partent du fond de ce chambrage et débouchent dans une gorge annulaire ménagée dans la partie amont (2) du cylindre qui est munie de trois orifices (7) d'échappement de l'air et des gaz de combustion. Le disque de positionnement (5) comporte une rainure circulaire d'affaiblissement qui facilite le cisaillement de ce disque dont la partie centrale aval est vissée dans la masse de percussion (4) et dont la partie centrale amont est évidée en face du tube de flamme (12) qui se termine en amont par un cham- brage qui permet le logement d'une cartouche génératrice de gaz (9). En fonctionnement, après avoir introduit une cartouche génératrice de gaz en laiton contenant 1 gramme de poudre à base de nitrocel- lulose dans le logement du canon spécial, et après avoir refermé la culasse et armé le système de déclenchement, une simple pres- sion sur la queue de détente (13) permet la mise en action immé- diate du perforateur-injecteur. Les gaz générés à la suite de la percussion centrale du culot de la cartouche sont éjectés par le tube de flamme (12) dans la chambre motrice et provoquent le ci- saillement du disque de positionnement (5) avec un retard de l'or- dre de 1 milliseconde, la masse de percussion (4) dont le poids est de 150 g est alors accélérée comme un obus et son déplacement vers l'aval comprime et chasse l'air situé initialement entre cet- te masse et la zone amont (1lc) de la tête du piston vers le cham- brage de la virole interne (6) et vers les orifices d'échap- pement (7), la montée en pression de cet air amorçant le déplace- ment du piston vers l'aval. Lorsque la zone aval de la masse de percussion frappe la tête du piston, l'énergie cinétique de cette masse est transmise au piston dont la tige tubulaire perfore la paroi sur laquelle est appliqué le perforateur-injecteur, et dès que la gorge (ld) de la tête du piston découvre l'ouverture d'ad- mission (3a), le fluide actif est diffusé de l'autre côté de la paroi, ce fluide actif pouvant non seulement être un liquide ou un gaz mais pouvant également être une poudre de très faible granulo- métrie. Lorsqu'une masse de percussion est utilisée conformément à l'in- vention l'effet de recul du fusil subi par le tireur est beaucoup plus limité et plus constant puisque ce recul ne provient prati- quement que de la combustion de la cartouche (9) et est indépen- dant des conditions de perforation de la paroi, ou éventuellement de la non perforation totale. En effet, l'éjection du piston est obtenue par le choc de la masse de percussion (4) et donc par la transmission de l'énergie cinétique de cette-masse au piston, et cette éjection n'est pas obtenue directement par la pression des gaz de combustion sur ce piston, la chambre motrice contenant les gaz à haute pression étant mise en communication avec les orifices d'échappement (7) peu avant ou peu après que la masse de percus- sion (4) frappe la tête (lb) du piston. Lors d'essais comparatifs au cours desquels étaient utilisés le mêne piston et la même cartouche génératrice de gaz, il a toujours été possible de perforer simultannément une tôle d'acier doux de 2 millimètres d'épaisseur et une planche de bois aggloméré de 40 millimètres d'épaisseur en utilisant une masse de percussion d'un poids de 150 g, alors que la simple utilisation d'une chambre mo- trice sans masse de percussion n'a jamais permis à la tige de tra- verser totalement une simple tôle d'acier doux de 2 millimètres d'ipaisseur, seule la pointe pyramidale de cette tige traversant la tôle d'acier. Revendications 1. Dispositif destiné à perforer une paroi résistante et à injec- ter un fluide actif au travers de cette paroi, ce dispositif com- portant: - d'une part un piston (1) qui est placé dans un cylindre (2,3) déterminant une chambre motrice située en amont de ce piston, et pouvant être alimentée par un fluide moteur à haute pression, 10. dont la tige (la) située en aval peut coulisser dans la partie aval (3) du cylindre, cette tige étant tubulaire et ménageant un canal d'injection, - et d'autre part un cylindre (2,3) qui comporte une ouverture d'admission (3a) du fluide ac- tif, qui ne communique avec ledit conduit d'admission que lors- que le piston (1) se trouve sensiblement en butée sur l'ex- tréité de la partie aval du cylindre, caractérisé en ce qu'une masse de percussion (4) est inter- posée entre la tête (lb) du piston et une source de fluide moteur à haute pression, cette masse étant initialement maintenue à distance de la tête du piston et pouvant coulisser dans le cylindre (2,3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse de percussion (4) est cylindrique et présente un diamètre sensiblement égal au diamètre de la tête (lb) du piston. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport (PM/PP), entre le poids (PM) de la masse de percussion (4) et le poids (PP) du piston complet (1) est comprise entre 0,1 et 0,8. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport (PM/PP) est compris entre 0,2 et 0,4 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité amont de la masse de percussion (4) comporte un élé- ment de positionnement frangible (5). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une virole interne (6) est interposée entre la masse de percussion (4) et la partie amont (2) du cylindre. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie amont (2) du cylindre comporte un chambrage aval en commu- nication avec l'extérieur au moyen d'orifices d'échappement (7). 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, carctérisé en ce que la virole interne (6) constitue une entretoise de position- nement du piston (1) par rapport à la masse de percussion (4). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone aval (4a) de la masse de percussion et la zone amont (1c) de la tête du piston présentent un diamètre plus faible que le dia- mètre intérieur de la virole interne (6). 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre (2,3) constitue un canon spécial de fusil (8). 11. Dispositif selon la revendication 9, carct9risé en ce que la zone la plus en amont de la chambre motrice comanporte un chambrage permettant le logement d'une cartouche génératrice de gaz (9).