Brevet FR2596507A1 — publié le 19871002

I1 i DISPOSITIF DE SECURITE POUR DETONATEUR A EXPLOSIF SECONDAIRE La présente invention concerne un dispositif de sécurité comportant un montage électrique en série d'interrupteurs commandés par capteurs avant un détonateur à explosif secondaire, en particulier pour un projectile de sous-munition. On envisage ici, en particulier, un détonateur pour la charge offensive d'un projectile de sousmunition, à transporter au moyen d'un vecteur, du type indiqué dans la revue WEHRTECHNIK, volume 9/1.985, page 10 81/ en haut, en ce qui concerne ses composants fonctionnels essentiels. Les prescriptions de sécurité militaires pour fusées détonatrices (US-MILSTD-1316C du 15 février 1977, alinéa 4.3.3a, respectivement NATO-STANAG 3525 AA 15 du 23 Janvier 1976, alinéa 5) permettent la réalisation d'un dispositif de sécurité sans interruption mécanique de la chaîne d'amorçage, lorsque la fonction du détonateur pour l'amorçage de la charge offensive repose sur l'utilisation de mélanges explosifs 20 insensibles, dits explosifs secondaires. Un tel détonateur peut être déclenché, par exemple, par la décharge brusque de grandes quantités de charge électrique accumulées, par exemple par l'intermédiaire d'un capteur de pression piezo-électrique (brevet 25 allemand 29 31 765) ou par l'intermédiaire d'un conducteur électrique qui explose (brevet US 4 421 030, figure 2). Dans le cas d'un tel dispositif de sécurité, il faut permettre que le passage de l'état bloqué à l'état armé ne soit possible que lorsque deux critères 30 environnants indépendants, décisifs pour le fonctionnement correct de la munition, sont présents. En regard à de telles conditions, le dispositif de sécurité de ce type comporte déjà le montage en série de deux interrupteurs commandés par des capteurs 35 en série avec le détonateur et l'élément d'amorçage. Pour une décharge à haute énergie souhaitable du condensateur d'amorçage, le montage qui y est prévu ne convient cependant pas, du fait que le condensateur & énergie d'amorçage est en série avec le montage-série. Les critères de lancement qui y sont exploités pour l'actionnement des interrupteurs limitent fortement les 5 possibilités- d'utilisation du dispositif de sécurité connu antérieurement, du fait qu'ils se ferment tous deux lorsque le projectile se meut librement, c'est-àdire lorsqu'un écoulement le long du projectile est détecté et qu'une accélération de lancement a été 10 présente pendant un intervalle de temps de sécurité suffisamment long. Compte tenu de ces données, l'invention a pour objet d'indiquer un dispositif de sécurité de ce genre moins compliqué mais très fonctionnel, qui convient 15 particulièrment pour les projectiles de sous-munitions du type précité, en ce qui concerne les fonctions des interrupteurs et les données de montage. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, un premier interrupteur peut, selon la présence d'un 20 écoulement d'air environnant le long du vecteur de sous-munition, être activé en fonction de la commande d'éjection de sous-munition et le second interrupteur peut être actionné par le premier interrupteur, lorsque le projectile de sous-munition s'est détaché de son 25 vecteur et est passé à une phase de vol plané de recherche de cible. Selon cette solution, on déclenche, pour le passage de la position de blocage à la position d'armement, l'actionnement du premier interrupteur par 30 l'écoulement de l'air en vol libre au contact du vecteur, mais il n'est effectivement libéré et effectué qu'à la suite de la séparation mécanique du projectile de sous-munition de sa fixation dans le vecteur; alors que l'actionnement du second interrupteur est effectué 35 en raison de la fermeture du premier interrupteur, mais est réalisé effectivement seulement pour une constellation donnée de vol libre du projectile de sous-munition ejecté. Une position d'armement du dispositif de sécurité n'est donc possible que lorsque des données de vol libre du vecteur ont au moins été données et qu'ensuite l'éjection de la sous-munition ait aussi 5 conduit au vol libre du projectile de sous-munition, ce qui évite à coup sûr un armement prématuré et un amoçage incorrect. Pour la détection du vol libre du vecteur, on peut se reporter à une fusée de tête usuelle à 10 générateur à fluide ailettes portantes de la sous-munition. On prévoit, de préférence, un couplage mécanique forcé entre les fonctionnements des deux interrupteurs, de façon que les deux interrupteurs ne puissent passer dans la position de passage du courant électrique ou de fermeture que lorsque tous les critères fonctionnels 25 pour le passage de la position de sécurité à la position d'armement sont satisfaits, donc lorsqu'après le vol libre du vecteur, l'éjection du projectile de sous-munition et le redressement de ses ailettes portantes ont eu lieu. Pour cela, on insère 30 fonctionnellement entre l'élément dynamique activé à partir du vecteur, destiné à l'actionnement du premier interrupteur et ce premier interrupteur, un accumulateur d'énergie, et l'on prévoit un couplage forcé à coulisse entre les deux interrupteurs, de sorte 35 que les deux interrupteurs bloquent alternativement leur passage dans la position de fermeture respective, tant que tous les critères ne sont pas satisfaits, la commutation de l'accumulateur d'énergie préalablement chargé pouvant alors être effectuée. z La solution de l'invention permet alors la réalisation d'un dispositif de sécurité très efficace pour détonateurs pour explosifs secondaires, dont les composants électriques, mécaniques et électromécaniques 5 peuvent être réalisés dans très peu de place, en particulier dans un segment axialement court et radialement étroit du corps de sous-munition. Dans ce cas, les interrupteurs peuvent être conformés, par exemple grâce à la présence de guides à poussoirs et 10 leviers, de façon que les forces d'accélération ne provoquent pas, au moment du lancement du vecteur et lors de l'éjection de la sous-munition, de contraintes fonctionnellement critiques sur les interrupteurs. En particulier, l'un des interrupteurs comporte, de 15 préférence, une broche de commutation orientée dans la section droite de la sous-munition suivant une corde avec le palpeur traversant la surface périphérique de la sous-munition, qui s'engage, au moyen d'un entraîneur, dans un bras de commutation de l'autre 20 interrupteur disposé à côté, pouvant pivoter parallèlement à l'axe longitudinal de la sous-munition, cet autre interrupteur traversant parallèlement à l'axe la structure en forme de segment de disque du dispositif de sécurité, pour explorer par l'intermédiaire du déplacement d'un élément de blocage le déploiement complet des ailettes portantes de la sous-munition et par suite, le passage à la phase de recherche de cible, l'armement ne se produisant alors qu'avec la charge du condensateur d'amorçage. D'autres caractéristiques, variantes, perfectionnements et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée, qui va suivre d'un exemple de réalisation préféré représenté sur le dessin annexé schématiquement en se limitant à 35 l'essentiel, non à l'échelle, dont: la figure 1 est une représentation interrompue et en coupe partielle d'un missile à vecteur à projectile de sousmunition; la figure 2 représente, sous forme de shéma synoptique fonctionnel, le montage-série des interrupteurs du dispositif de sécurité dans la sousmunition; la figure 3 représente le montage du dispositif de sécurité et d'amorçage de la figure 2 dans la sousmunition selon une coupe transversale partielle de la sous-munition; la figure 4 représente le second interrupteur 10 couplé mécaniquement fonctionnellement au premier interrupteur, en vue latéralle par rapport à la représentation de la figure 3; et la figure 5 représente, selon la figure 3 une partie détaillée d'un perfectionnement de l'actionnement des interrupteurs. Un projectile de sous-munition 10 guidé en phase finale comporte un dispositif de sécurité électromécanique 11 pour un détonateur pour explosif secondaire 12 déclenchable électriquement, qui peut 20 être connecté à un accumulateur d'énergie électrique 15 d'accumulateurs qui en soient indépendants. Le vecteur 16 pour les projectiles de sous35 munition 10 comporte une fusée de tête à générateur 17 qui peut être actionnée, après le lancement de la fusée ou le tir du projectile du vecteur 16, par l'écoulement de l'air environnant 18 et fournit des quantités d'électricité à l'accumulateur de charge (par exemple, un condensateur ou une batterie secondaire) d'un montage de commande centrale 19. Au bout d'une certaine distance de parcours, l'éjection, commandée par programme, commandée de l'extérieur ou commandée par 5 capteurs, des projectiles de sous-munition 10, se produit radialement à l'extérieur du corps de structure 20 du vecteur 16, pour que ces projectiles de sousmunition 10 mettent alors le cap sur des cibles autonomes (en étant commandées par l'intermédiaire de 10 leur tête chercheuse 21). Peu avant que le montage de commande 19 déclenche l'expulsion des projectiles de sous-munition 10, il se produit, par l'intermédiaire d'une liaison par câble d'enlèvement 22, un transfert d'énergie 15 électrique dans l'accumulateur d'énergie de la sousmunition 15 du montage d'amorçage 23 dans les dispositifs de sécurité 11. En outre, de la commande d'éjection 24' aux projectiles de sous-munition 10, par l'intermédiaire 20 d'un conducteur de déclenchement 24 du raccordement à cable 22, un montage temporisateur 25 est déclenché, montage qui, après l'écoulement d'un temps de retard t prédéterminé ( L'amorçage de l'élément dynamique 27 provoque, transversalement par rapport à l'axe longitudinal 56 de la sous-munition, un déplacement axial d'un poussoir à 35 piston 29 pour faire passer une broche de commutation de la position d'ouverture (représentée sur la figure 3) à la position de fermeture du premier interrupteur 14.1 du montage-série précité, le pontage électrique étant réalisé, dans l'exemple de réalisation de la figure 3, par le fait que seule une zone axialement limitée de la broche de commutation 30 présente une surface 31 électriquement conductrice qui ponte des contacts 32 dans la position de fermeture, Cependant, le poussoir de commutation 29 ne peut passer entièrement dans la position de fermeture que lorsqu'en dehors de la surface périphérique 33, la sortie d'un palpeur 34 reliée rigidement au poussoir 29 n'est plus bloquée par un élément de construction 35 10 au contact de la structure ou du corps 20 du vecteur 16; le premier interrupteur 14.1 peut donc être fermé en laissant passer le courant électrique seulement lorsque le projectile de sous-munition 10 s'est effectivement dégagé de sa fixation dans le vecteur 16. 15 Du fait que le passage de la broche de commutation 30 dans la position de fermeture, lors de l'actionnement de l'élément dynamique 27, peut encore être bloqué mécaniquement transitoirement commutation 30 dans la position de fermeture. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, on a encore inséré une broche de transmission 37 dans le couplage fonctionnel entre l'élément dynamique 27 et le 35 premier interrupteur 14.1 pour pouvoir monter d'une part l'interrupteur 14.1 et, d'autre part, l'élément dynamique 27 déclenchable électriquement, non dans des positions directement contigUes, mais à des emplacements mieux appropriés du point de vue de la construction. Il en résulte aussi, en particulier, l'espace de montage nécessaire pour un dispositif de blocage 38 entre l'élément dynamique 27 et l'accumulateur d'énergie à ressort 36, qui maintient ce 5 dernier, ainsi donc que la broche de commutation 30 dans une position de repos ou d'ouverture inactivée, tant que l'élément dynamique 27 n'a pas été déclenché. En même temps, le dispositif de blocage 38 peut être calculé pour maintenir l'accumulateur d'énergie à 10 ressort 36 dans sa position contrainte et par suite, la broche de commutation 30 dans sa position de fermeture, lorsqu'après l'activation de l'accumulateur d'énergie 27, pour des raisons quelconques, son poussoir 29 n'est pas bloqué dans la position sortie. Dans l'exemple 15 représenté, le dispositif de blocage 38 comporte au moins un rouleau 39 s'appuyant radialement avec l'élasticité d'un ressort contre la surface périphérique de la broche de transmission 37, qui s'engage, dans la position ouverte axialement contre le rouleau 39. Pour ce déplacement radial du rouleau 39 l'amenante derrière l'extrémité frontale 41, on prévoit 35 également sur la figure 3, pour simplifier la représentation, un rétrécissement de l'extrémité frontale du poussoir 29; au lieu ou en plus de cela, on peut aussi former un rétrécissement à l'extrémité de la broche de transmission 37, qu'entoure l'extrémité frontale d'appui 41 en faisant saillie radialement à la façon d'un collet (ce qu'on n'a pas représenté sur le dessin). La broche de commutation 30 du premier 5 interrupteur 14.1 présente un couplage mécanique avec un bras de commutation 43 du second interrupteur 14.2 qui est monté électriquement en série avec lui. Ce couplage forcé 44 est réalisé de préférence, selon la figure 4, par l'engagement d'un entraîneur de broche de 10 commutation 45 dans une fente de coulisse 46 d'allure incurvée pratiquée dans le bras de commutation 43 figure 4), de façon que, lorsque la broche de commutation 30 passe dans la position de fermeture, le bras de commutation 43 passe aussi, en tournant autour 15 d'un axe de pivotement 47, dans sa position de fermeture. En raison d'une partie 48 de la fente 46 du bras de commutation dirigée d'abord parallèlement au déplacement de la broche de commutation 30 et par suite, de son entraîneur 45, le pivotement du bras de 20 commutation 43 se produit d'abord avec une plus forte amplitude de déplacement de la broche de commutation 30, qui n'est cependant possible que lorsque l'élément de construction de blocage 35 a libéré le palpeur 34 en lui permettant d'effectuer le mouvement de sortie. Le 25 second interrupteur 14.2 ne peut donc, somme toute, que se fermer, lorsqu'auparavant le premier interrupteur 14.1 est passé en position de fermeture, du fait que toutes les conditions mécaniques et électriques concernant la séparation du projectile de sous-munition 30 10 du vecteur 16 sont remplies. D'autre part, le bras de commutation 43 comporte une branche de palpage coudée 49 qui ne permet le passage du second inbterrupteur 14.2 en position de fermeture que lorsqu'au voisinage axial du dispositif 35 de sécurité 11 à l'intérieur de la sous-munition 10 un élément de blocage 50 est passé en pivotant dans sa position de dégagement. Cet élément de blocage 50 est, de préférence, un composant structural d'ailettes portantes 51 articulées à la surface périphérique 33 du missile de sousmunition 10 de façon à pouvoir se déployer, ou un composant coopérant structuralement avec elles. Du fait que l'écartement des ailettes 51 d'attaque (non représentée sur le dessin). La variante d'actionnement du premier interrupteur 14.1 à partir de l'élément dynamique 27, représentée sur la figure 5, a par rapport au 25 fonctionnement d'actionnement d'interrupteur de la figure 3, l'avantage d'une résistance aux chocs beaucoup plus importante vis-à-vis des accélérations en direction radiale du projectile de sous-munition 10, donc dans la direction de l'axe longitudinal de la 30 broche de commutation 30SO. En effet, selon la figure 5, une composante de force d'accélération dans la direction de la broche de commutation 30 selon la figure 5 peut certes avoir pour conséquence transitoire le déplacement transitoire de la broche de transmission 35 37, éventuellement contre la force de rappel de l'accumulateur à ressort 36, mais la broche de commutation 30 elle-même n'avance pas encore, du fait qu'elle est encore bloquée par les rouleaux 39 dans le dispositif de sécurité 11. Ce blocage n'est supprimé que lorsqu'une force de déplacement importante plus longtemps appliquée agit sur la broche de transmission 37 pour contraindre l'accumulateur d'énergie à ressort 36, telle qu'il n'en apparaît en pratique qu'en raison 5 de l'avancement du poussoir 29 à partir de l'élément dynamique 27. Lorsqu'alors l'extrémité frontale _ postérieure 41 de la broche de transmission 37 s'est soulevée au-delà du plan des rouleaux 39, les rouleaux 39 en contact avec sa surface périphérique 58, 10 traversant la paroi d'une douille cylindrique creuse postérieure 59 de la broche de commutation 30 Jusqu'à l'intérieur d'encoches 60 pratiquées dans le dispositif de sécurité 11 environnant, sont dégagés vers l'intérieur de la douille 59. Ce n'est que lorsque les rouleaux 39 ne sont alors plus enfoncés par la surface périphérique 58 dans les encoches 60 que l'accumulateur d'énergie 36 chargé par l'élément dynamique 27 peut, en s'appuyant contre le poussoir 29, soulever la douille 59, avec la broche 20 de commutation 30 et l'entraîneur 45. Pour le blocage dans la position soulevée dans laquelle le premier interrupteur 14.1 est fermé en laissant passer le courant électrique, on prévoit, dans l'exemple représenté sur la figure 5, un ressort spiral 61 qui 25 est fixé au dispositif de sécurité 11 et s'engage dans un évidement 62 au bout d'une course suffisante de la broche de commutation 30. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité (11) comportant un montage électrique série d'interrupteurs commandés par capteurs (14.1-14.2) avant un détonateur pour explosif secondaire (12), en particulier pour un projectile de 5 sous-munition (10), caractérisé en ce qu'un premier interrupteur (14.1) peut, selon la présence d'un écoulement d'air environnant d'une commande d'éjection 3. Dispositif de sécurité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second interrupteur 25 (14.2) comporte une branche coudée de contact fonction de la position des ailettes portantes. 4. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque 30 des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier interrupteur droite de la sous-munition. 5. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque 35 des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionnement du second interrupteur (14.2) repose sur le mouvement de pivotement d'un bras de commutation des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 5 est prévu un couplage forcé interrupteurs 7. Dispositif de sécurité selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un entraîneur (45) prévu sur la broche de commutation (30) du premier interrupteur 10 (14.1) s'engage dans une fente de coulisse 8. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 15 est prévu entre un élément dynamique (27) et un accumulateur d'énergie (36), pour le déplacement de la broche de commutation 9. Dipositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un accumulateur d'énergie à ressort (36) est placé dans la 25 cavité intérieure d'une douille de commutation (30), accumulateur qui peut être chargé à partir d'un élément dynamique encore avancé.