Brevet FR2591735A1 — publié le 19870619

GENERATEUR PYROTECHNIQUE DE GAZ ET UTILISATION DANS UN DISPOSITIF LECTEUR DE SOUSMUNITIONS D'UNE CHARGE MILITAIRE La présente invention se rapporte au domaine des artifices pyrotechniques destinés à produire des gaz de combustion, dont on utilise ensuite la force mécanique de détente. Dans une utilisation préférée selon l'invention, cette force est utilisée pour éjecter des sous-munitions placées à l'intérieur d'une charge militaire à tête multiple. Actuellement, la stratégie militaire mise en oeuvre pour neutraliser les installations vitales de l'ennemi, par exemple les pistes d'envol des aérodromes, consiste à lancer, contre l'objectif visé, des salves de projectiles installées en grappe sur la structure d'un aéronef. Le principal inconvénient de cette méthode d'attaque réside dalls le fait que l'aéronef porteur doit obligatoirement survoler l'objectif dont l'approche est particulièrement défendue. Dans la demande de brevet français publiée sous le n" 2 557 286, il est décrit une charge militaire à tête multiple qui permet d'éviter le survol de l'objectif par l'aéronef. Celle-ci est montée dans un vecteur emporté par l'aéronef, qui peut rester en dehors de la portée des armes défensives de l'ennemi, la puissance destructive de la charge étant au moins égale à celle d'une salve de projectiles tirée par l'aéronef. Cette charge comporte des groupements de sousmunitions, rangées en couronne pour être extraites radialement sur la trajectoire terminale du vecteur porteur. Cette charge militaire comprend une structure porteuse carenée, ayant une enveloppe externe escamotable, et un tube central qui porte un support sur lequel repose des groupements des projectiles.Ce support annulaire comporte, disposés radialement et en regard des projectiles, des éjecteurs à gaz déclenchables et des moyens de bridage à verrou, lesquels verrous s'effacent sous l'effet du déplacement des éjecteurs à gaz. C'est donc un système d'éjection mécanique qui est utilisé dans cette charge militaire, et la vitesse de fonctionnement du mécanisme est limitée par l'inertie des pièces du mécanisme qui sont mises en mouvement. De plus, ces éjecteurs mécaniques constituent un ensemble complexe, difficile à usiner, et donc très onereux. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en créant un dispositif de conception différente. L'invention propose de grouper les sous-munitions autour d'un ou plusieurs sacs, gonflables très rapidement, et sous une pression suffisante pour faire céder les moyens qui maintiennent les sousmunitions en place à l'intérieur de la charge militaire. Des générateurs de gaz destinés au gonflage de sacs, ont déjà été mis en oeuvre et commercialisés, notamment dans le domaine de l'automobile, dans le but d'assurer la protection des passagers. En effet, dans le cas d'un choc frontal du véhicule, ces générateurs de gaz sont déclenchés immédiatement, et gonflent un sac qui se déploie entre les passagers et les éléments de structure de l'automobile qui se trouvent devant eux (planche de bord, volant). Un tel générateur de gaz est décrit dans le brevet américain 4 158 696.La nécessité de disposer d'un débit de gaz régulier sur des longueurs importantes de générateur, afin d'assurer le gonflage simultané de plusieurs sacs sous une même pression par un seul générateur central, fait que ce dispositif n'est pas utilisable dans ce cas. L'invention prévoit de doter les charges militaires d'un système d'éjection des charges utilisant un générateur de gaz pour gonfler plusieurs sacs, de manière à pouvoir éjecter très rapidement un certain nombre de sous-munitions. Un premier objet de l'invention est un générateur de gaz comprenant un tube de combustion percé d'un nombre déterminé de trous pour l'échappement des gaz dans lequel se trouve un charge ment de composition pyrotechnique génératrice des gaz maintenu dans une gaine, et des moyens de mise à feu à une première extrémité du tube. Le générateur se caractérise en ce que le chargement est percé en son centre, et est enfilé sur un cordeau d'allumage à combustion très rapide connecté audits moyens de mise à feu. Un deuxième objet de l'invention est un dispositif éjecteur de sous-munitions d'une charge militaire à tête multiple Ces dernières sont rangées en couronne autour d'au moins un générateur des gaz tel qu'il est défini dans le paragraphe précédent, et ceci pour gonfler rapidement au moment de l'éjection, les sacs gonflables dont l'augmentation brutale de volume provoque l'éjection instantanée des sous-munitions. L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit, et qui est illustrée par les figures suivantes représentant respectivement - Fig.l, un exemple de réalisation d'un générateur de gaz selon l'invention - Fig.2, un inflammateur électrique utilisé pour la mise à feu du générateur décrit à la figure 1; - Fig.3, une vue transversale d'une charge multiple utilisant un générateur des gaz selon l'invention pour éjecter dessous-muniions. Le générateur pyrotechnique de gaz selon l'invention est représenté à la figure 1 à une échelle agrandie. Cette figure est coupée en son milieu, mais le générateur peut avoir une longueur supérieure à 600mm. II comprend un tube métallique 1 qui est de préférence en acier inoxydable obtenu par étirage à froid. A une première extrémité un premier embout 2 est rapporté et fixé, par exemple par soudure TIG (tungsten inert gaz), et est fermé par un bouchon 3 qui peut également être en acier inoxydable, et qui constitue une fermeture étanche. La deuxième extrémité est constituée d'un deuxième embout 4 porteur de moyens de mise a feu.Cet embout est rapporté et fixé également par soudure TIG au tube 1. A l'intérieur du tube, est disposée, une composition pyrotechnique génératrice de gaz, qui peut être sous forme de comprimés 6 maintenus par une gaine 22. Selon une première particularité de l'invention, l'initiation, c'est-à-dire la mise à feu de ces comprimés, est assurée par l'intermédiaire d'un cordeau d'allumage 8 qui est fixé aux moyens de mise à feu 5 par un dispositif presse étoupe 21. Les comprimés pyrotechniques sont percés en leur centre et enfilés autour du cordeau d'allumage. Ils sont positionnés au moyen d'entretoises 9. Le cordeau d'allumage utilisé peut être celui connu sous l'appellation de ITLX PPXPP 2000I, qui est un matériel commercialisé. I1 possède la faculté, après avoir été initié en un bout par une onde de choc suffisante, de bruler à une vitesse de l'ordre 1300m par seconde. La rapidité de la combustion de ce cordeau fait que l'on peut considérer que la fonction d'allumage du cordeau est accomplie quasi simultanément sur toute la longueur du générateur, et que les comprimés de composition pyrotechnique sont allumés pratiquement tous au même moment. La répartition temporelle de l'échappement des gaz est ainsi presque uniforme et peut être considéré comme satisfaisante. Le tube de combustion 1 est percé d'orifices 10 de décharge des gaz de combustion. Le nombre d'orifices et la section de chacun d'eux sont adaptés à la masse de la charge pyrotechnique productrice des gaz. A titre d'exemple, pour un générateur dont la longueur est de 600mm, on prévoit un nombre d'orifices égal à environ 80, répartis par 3 autour de la circonférence du tube, et espacés de 20mm. De manière à assurer une étanchéité complète pendant toute la durée de la combustion des gaz, on a choisi comme moyen de mise à feu, un dispositif relais de transmission d'ondes de détonation dont la conception et la construction ne permettent pas de fuite pendant le fonctionnement, comme ce pourrait être le cas avec d'autres moyens de mise à feu. Le relais transmetteur d'onde de détonation 5 est vissé dans le tube 1 à sa première extrémité 4. L'étanchéité est assurée par une bague en cuivre 23. Le corps métallique 13 est chargé de deux compositions explosives 11 et 12, et séparées par une cloison métallique du corps. La première composition explosive 11 appelée explosif donneur, est chargée dans un boîtier maintenu en appui sur la cloison. Elle est initiée soit par choc mécanique, soit par gaz chaud, ou par onde de détonation incidente. Elle détone et fait détoner, par les ébranlements provoqués dans le corps métallique 13, la deuxième composition explosive 12 dite réceptrice. Un jeu de cales 15 et 16 permet d'assurer le maintien correct de cette composition explosive réceptrice. Cette dernière est également protégée par une tresse de coton amidonné 14, placee entre la cale 15 et la charge 12.La charge explosive donneur 11 est calée par l'intermédiaire du bouchon 19 et du joint 17, le bouchon 19 est serti sur le corps métal lique 13. L'étanchéité est assurée par le joint torique 18. La forme du bouchon 18 est telle qu'il compose une paroi 20 de faible epaisseur, facilement rompue par poinçonnage, pression de gaz ou onde ctloc incidente. Le cordeau d'allumage 8 est maintenu face au relais par l'intermédiaire d'un dispositif presse étoupe 21 vissé dans l'embout 4. Les explosifs et ingrédients utilisés dans le relais sont choisis parmi les composés suivants: azoture de plomb destriné ou hexogène pour l'explosif donneur et un mélange d'azoture de plomb destriné, de tétrazène et de sulfure d'antimoine ou d'hexogène pour l'explosif récepteur. La composition pyrotechnique des comprimés 6, obtenue par pressage dans une matrice de compression, est un mélange oxydoréducteur pulvérulent, obtenu par mélange de deux ingrédients principaux et de deux additifs. Le premier ingrédient est un oxydant constitué de poudre d'oxyde de cuivre de granulométrie fine. Le second est un réducteur composé d'azoture de sodium en poudre obtenu par un broyage dans un broyeur à boulets, en présence de poudre de gomme laque. La gomme laque est un additif qui permet d'augmenter la tenue mécanique des comprimés 6. Un second additif constitué de poudre de stéarate d'aluminium est ajouté. Cet additif a pour rôle d'empêcher l'encrassage de l'outillage de compression et agit comme un lubrifiant. Les gaz issus du générateur sont essentiellement constitués par l'azote.Le choix de cette composition est lié à son faible pouvoir calorifique qui permet d'obtenir des gaz de combustion dont la température initiale n'excède pas 1100 K. Suivant les applications, la masse globale du chargement du générateur est ajustable. Les cales 9 sont en carton phénolique, et permettent de répartir uniformément le chargement. Le chargement complet de comprimés de composition pyrotechnique et de cales est gainé, sous une gaine thermo-rétractable 21 Le chargement ainsi gainé est indéformable, manipulable très facilement, sa mise en oeuvre est aisée et les comprimés restent parfaitement alignés. De plus, la gaine assure une protection mécanique du chargement vis-à-vis des contraintes que peut subir celuici (chocs, vibrations). La gaine provoque un effet de confinement important; ceci favorise une combustion complète et améliore le rendement du générateur des gaz. Le chargement mis sous gaine est ensuite introduit à l'intérieur d'une tresse métallique 7 en acier inoxydable. Le r81e de cette tresse est de filtrer l'émission de gaz et de retenir les particules solides de résidu de combustion.De même cette tresse joue un r3le important de refroidisseur de gaz de combustion. En effet, dans l'utilisation du générateur pour gonfler des sacs, il est nécessaire que les gaz de combustion n'aient pas une température trop élevée. Pour protéger le générateur avant son utilisation, on peut utiliser un revêtement plastique étanche qui entoure le générateur, obturant ainsi extérieurement les orifices 10. Ce revêtement peut être réalisé sous la forme d'une gaine adhésive intérieurement et thermo-rétractée à chaud. Sur la figure 2, consacrée à une variante des moyens de mise à feu, seule la deuxième extrémité du tube de combustion a été représentée. On utilise ici comme moyen de mise à feu, un inflamateur électrique 25. Sur cette figure on retrouve les comprimés de composition pyrotechnique 6, le cordeau d'allumage 8, le ressort 24 et le presse-étoupe 21 dans lequel le cordeau est fixé. L'embout 29 contient l'inflammateur électrique 25 maintenu par les vis 28. Un premier joint torique 26 appliqué entre l'embout 29 et l'inflammateur 25, assure l'étanchéité de la chambre de combustion. Un deuxième joint torique 27 permet de serrer le cordeau d'allumage au niveau du presse étoupe 21. Sur la figure 3, trois sous-munitions repérées 40 sont disposées à l'intérieur d'une tête 41 et décalées régulièrement de 120 . A l'intérieur du centre de la tête militaire est logé le générateur pyrotechnique de gaz 43 selon l'invention. Dans ce cas, les orifices 10 du générateur sont au nombre de trois par section. Chacun d'eux débite dans un sac gonflable 42 par l'intermédiaire d'orifices de distribution 10. Chaque sac est plié autour d'une munition. De cette manière, à la sortie des gaz, les sacs 42 se gonflent instantanément et expulsent les sous-munitions 40 maintenues jusqu'alors à l'intérieur de la tête militaire 41, l'enveloppe de cette dernière étant escamotable. En effet, celle-ci inclut des moyens pyrotechniques 44 destinés à provoquer la fragmentation de l'enveloppe avant l'éjection des munitions. Les techniques d'escamotage des éléments de care- nage des missiles et des fusées étant largement connues, celles-ci ne seront pas décrites. On peut envisager plusieurs groupes de trois sous-munitions telles qu'elles sont disposées selon la figure 3, chacun des groupes étant décalés de 60O par rapport au précédent. REVENDICATIONS 1. Générateur pyrotechnique de gaz comprenant un tube de combustion (1) percé d'orifices (10) pour l'échappement des gaz, fermé à une première extrémité et dans lequel se trouve un chargement (6) d'une composition pyrotechnique génératrice des gaz et des moyens de mise à feu à une deuxième extrémité du tube, le générateur étant caractérisé en ce que ledit chargement est percé en son centre et est enfilé sur un cordeau d'allumage (8), connecté audit moyen de mise à feu, et dont la combustion est suffisamment rapide pour initier le chargement dans un délai rapide déterminé, afin de produire lesdits gaz de façon homogène et simultanée sur toute la longueur du chargement. 2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première extrémité dudit tube de combustion (1) constitue une fermeture étanche, et les moyens de mise à feu sont constitués d'un dispositif relais (5) de transmission d'onde de détonation, étanche, afin de former avec le tube de combustion et la première extrémité une enceinte étanche jusqu'à la fin de l'échappement des gaz de combustion. 3. Générateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le chargement de composition pyrotechnique est constitué d'un empilage de comprimés (6). 4. Générateur selon la revendication 1, 2, ou 3, caractérisé en ce qu'une gaine (22) maintient le chargement de comprimés pyrotechnique (6) et est un film thermo-rétractable immobilisant les comprimés les uns contre les autres dans leur position initiale, de façon à ce que le chargement soit compact, indéformable, facilement manipulable, les comprimés restant parfaitement alignes. 5. Générateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une tresse métallique (7) est disposée entre le chargement de comprimés pyrotechniques entourés de la gaine (22), et le tube de combustion (1), afin de refroidir et filtrer l'émission des gaz. 6. Générateur selon la revendication 1 dans lequel la première extrémité du tube de combustion (1) constitue une fermeture étanche, caractérisé en ce que les moyens de mise à feu sont constitués par un inflammateur électrique (25) montés sur un embout (29) placé à la deuxième extrémité du tube de combustion. 7. Générateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition des comprimés est un mélange, d'une poudre d'oxyde de cuivre de granulométrie fine, de poudre d'azoture de sodium en poudre, et de péarate d'aluminium et de deux additifs qui sont de la poudre de gomme laque et de poudre de stéarate d'aluminium. 8. Dispositif éjecteur de sous-munitions (40) d'une charge militaire (41) à tête multiple, rangé en couronne autour au moins un générateur des gaz 543) selon l'une quelconque des revendications précédentes et gonflant rapidement, au moment de l'éjection des sacs gonflables j42) dont l'augmentation brutale de volume provoque l'éjection instantanée des sous-munitions.