Brevet FR2598796A1 — publié le 19871120

DISPOSITIF DE SEPARATION PYROTECHNIQUE DE DEUX ELEMENTS La présente invention a pour objet un dispositif pour la séparation de deux éléments au moyen d'une charge pyrotechnique utilisable notamment pour séparer des éléments en forme de panneaux dans les engins aéronautiques ou spatiaux. L'utilisation d'une charge pyrotechnique pour séparer des éléments d'un engin aéronautique ou spatial est connue et largement utilisée à l'heure actuelle. Par exemple, le document US-A-3 698 281 décrit un système de ce genre dans lequel la 10 charge explosive se présente sous la forme d'un ou plusieurs cordeaux détonants placés à l'intérieur d'une enveloppe déformable de forme oblongue, l'espace entre les cordeaux détonants et l'enveloppe étant rempli d'un matériau souple, tel que du caoutchouc par exemple. Les panneaux à séparer sont reliés 15 l'un à l'autre par deux plaques métalliques, une sur chacune de leur face, ces plaques étant boulonnées sur les panneaux. L'enveloppe déformable est placée entre ces plaques dans un logement formé par des évidements prévus sur les plaques et qui épouse la forme de l'enveloppe. De plus, les plaques comportent, 20 sur leurs faces opposées à ce logement, des rainures définissant une zone amincie, donc affaiblie, le long de laquelle doit se faire la fracture. Lorsque le cordeau détonant est mis à feu, ceci provoque l'expansion de l'enveloppe déformable. Celle-ci tend à prendre une configuration circulaire, ce qui a pour effet 25 de déformer la partie centrale des deux plaques reliant les panneaux à séparer et de provoquer la rupture le long des sections affaiblies. Si un tel dispositif donne satisfaction, il ne permet cependant de briser que des épaisseurs de t6les relativement faibles, par exemple de l'ordre d'1 mm. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de séparation pyrotechnique entre deux éléments, par exemple des éléments en forme de panneaux, permettant de découper une épaisseur de t6le plus importante avec une même charge d'explosif. Le dispositif de séparation objet de L'invention comporte, de manière connue, une charge pyrotechnique placée dans une enveloppe déformable. Selon l'invention, Le premier des deux éléments que L'on doit séparer comporte deux parties saiLlantes 5 raccordées au corps du premier élément par des zones de raccordement de faible épaisseur et définissant entre elLes une cavité ouverte vers L'extérieur. Cette cavité est apte à recevoir t'envetoppe déformabLe et le dispositif comporte en outre des moyens de fixation du premier éLément sur Le deuxième par L'intermédiaire desdites parties saiLLantes. Dans un mode particulier de réalisation, ces dernières se trouvent de part et d'autre du deuxième éLément Lorsqu'eLles sont fixées sur ceLui-ci et L'envetoppe déformabLe se trouve dans La cavité ainsi ménagée entre te corps du premier éLément, Les parties saiLLantes et Le 15 deuxième élément. Ainsi, lors de la mise à feu, l'enveloppe se déforme et provoque La rupture au niveau des zones de raccordement entre Les parties saiLLantes et Le corps du premier éLément. Comme Les zones de raccordement se trouvent à L'extrémité des parties 20 saillantes opposée à celle o se trouvent Les moyens de fixation, L'enveLoppe déformable agit au moment de L'explosion sur un bras de Levier relativement important correspondant à La Longueur des parties sailLantes: ceci permet d'avoir une meiLLeure efficacité, pour une charge donnée, qu'avec un dispositif teL que 25 ceLui décrit dans Le document US-A-3 698 281. En effet, dans ce dernier cas, Les parties affaiblies des plaques de Liaison se trouvent au miLieu de ceLLes-ci, donc à mi-chemin entre Les fixations des plaques sur les éLéments à séparer, et le bras de Levier est plus faibLe. Selon un mode préféré de réalisation de la présente invention, les moyens de fixation des parties saillantes sur le deuxième élément comprennent au moins une vis passant à travers un trou ménagé dans chaque partie saillante et un trou ménagé dans le deuxième élément, et un écrou, le serrage de cet écrou 35 sur la vis entraînant l'application desdites parties saillantes sur le deuxième élément. Dans ce cas, on peut prévoir en outre au moins un étrier dont une partie entoure au moins partiellement l'enveloppe déformable en étant en contact avec cette dernière et dont une autre partie comporte un trou à travers lequel peut passer la vis. Dans le cas général o les éléments à séparer sont en forme de panneaux, le cordeau détonant et l'enveloppe déformable sont de forme allongée et il y a plusieurs dispositifs de fixation tels que celui qui vient d'être décrit avec des vis, des 10 écrous et éventuellement des étriers, régulièrement répartis Le long de la zone de séparation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif conforme à l'invention avant la mise à feu de la charge, - la figure 2 est une vue schématique en perspective 20 montrant comment l'enveloppe déformable peut être maintenue à l'aide d'étriers, et - la figure 3 est une vue semblable à la figure 1 montrant Le dispositif objet de l'invention après mise à feu de la charge. Si l'on se reporte à la figure 1, on voit les deux éléments à séparer qui portent les références 2 et 4. Selon l'invention, le premier élément 2 comporte deux parties saillantes 6 et 8, raccordées respectivement au corps de l'élément 2 par des zones de faible épaisseur 10 et 12. Il est à 30 noter que les parties saillantes 6 et 8 ne sont pas des éléments rapportés, mais qu'elles font partie intégrante du corps 2, celui-ci ayant été usiné afin de réaliser les parties saillantes 10 et 12. On voit encore sur la figure 1 que l'élément 2, y compis les parties sailtLantes 6 et 8, présente, vu en coupe, une 35 symétrie par rapport à un plan P perpendiculaire au plan de la figure, représenté schématiquement en traits mixtes. D'autre part, le deuxième élément 4 présente, le long de son bord le plus proche du premier élément 2, une partie élargie 14 dont La Largeur est légèrement inférieure à la largeur de La cavité 16 définie entre les parties saillantes 6 et 8. La charge pyrotechnique se présente sous la forme d'un cordeau détonant 18 placé à l'intérieur d'une enveloppe déformabLe 20, L'espace entre Le cordeau détonant et L'enveloppe déformabLe étant rempli par un matériau souple 22, par exemple une gaine de caoutchouc silicone. La gaine 22 remplit plusieurs fonctions. Tout d'abord, elle supporte et maintient le cordeau détonant 18 dans la bonne position, c'est-à-dire sensiblement suivant l'axe de symétrie de l'enveloppe 20. Dans le cas particulier décrit ici, cette 15 enveloppe présente deux parties aplaties reliées par des parties semi-circulaires, mais on ne sortirait pas du cadre de L'invention en lui donnant une autre forme, ovale par exemple. De plus, si on utilise du caoutchouc silicone, celui-ci se comporte comme un isolant thermique et protège le cordeau 18 des brusques 20 variations de températures que peuvent subir les composants d'un engin spatial. Enfin, les qualités d'amortissement du caoutchouc protègent le cordeau détonant des chocs externes auxquels un vaisseau spatial peut être soumis au moment du départ ou lors de la mise à feu de certains moteurs de propulsion. Dans le cas particulier décrit ici, il n'y a qu'un seul cordeau détonant 18, mais on ne sortirait pas du cadre de L'invention en en mettant plusieurs, deux par exemple, afin que Le deuxième puisse fonctionner en cas de défaillance du premier. Dans ce cas, la gaine souple 22 a aussi pour r6le d'empêcher la 30 mise à feu du deuxième cordeau par les ondes de choc dues à L'explosion du premier. Les figures I et 2 montrent également les moyens de fixation du premier élément 2 sur le deuxième élément 4 par L'intermédiaire des parties saillantes 6 et 8. On voit que ces 35 dernières présentent, à leurs extrémités opposées aux zones de raccordement 10 et 12, des trous 24 et 26 respectivement, qui peuvent être alignés avec un trou 28 ménagé dans la partie élargie 14 de l'éLément 4, ces différents trous étant de même diamètre. Une vis 30 passe dans les trous 24, 28 et 26 et elle 5 est maintenue par un écrou 32, le serrage de l'écrou 32 sur la vis 30 ayant pour effet d'appliquer les parties saillantes 6 et 8 du premier élément sur la partie élargie 14 du deuxième élément. Eventuellement, on peut placer une douille 34 à l'intérieur du passage formé par les trous 24, 28 et 26, afin de mieux ajuster 10 La vis 30. On voit encore sur les figures 1 et 2 que le dispositif de fixation peut être complété à l'aide d'un ou plusieurs étriers tels que 36, répartis de place en place le long de l'enveloppe déformable 20. Ceux-ci peuvent être réalisés en tout matériau 15 ductile tel que de l'acier doux. On voit sur la figure 2 que chaque étrier 36 se compose d'une partie supérieure 38 en forme de demi-cercle prolongée par deux branches 40 et 42. La partie supérieure 38 se trouve en contact avec la partie supérieure de l'enveloppe déformable 20 20 qui est, elle aussi, en forme de demi-cercle. Quant aux branches et 42, elles sont sensiblement parallèles et leur écartement est tel qu'elles peuvent être placées entre la face interne des parties saillantes 6 et 8 et la face externe de la partie élargie 14 de l'élément 4 (figure 1). Les branches 40 et 42 de l'étrier 25 36 comportent en outre des trous 44 et 46 respectivement (figure 2) de même diamètre que les trous 24, 26 et 28, la vis 30 passant également à travers les trous 44 et 46. Si l'on se reporte à nouveau à la figure 1, on voit que l'enveloppe déformable 20 est maintenue contre les faces internes 30 de chaque partie saillante 6 et 8, contre la paroi de la cavité 16 située du côté du corps de l'élément 2 et, enfin, contre un bossage 48 prévu sur la partie élargie 14 de l'éLément 4. Cette disposition fait que l'enveloppe 20 est tenue de tous les c8tés, mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant un 35 montage équivalent, pourvu que l'enveloppe 20 soit maintenue de façon à ce que L'énergie de L'explosion provoque La déchirure au niveau des zones de raccordement 10 et 12. On 'va maintenant décrire Le fonctionnement de ce dispositif en référence à La figure 3. Lors de La mise à feu, Le cordeau détonant 18 explose et L'énergie de L'expLosion est transmise à travers La gaine soupLe 22 jusqu'à l'enveLoppe déformable. CeLLe-ci se déforme donc et tend à prendre une section pLus ou moins circulaire. Un effort est donc exercé sur les faces internes des parties sailLantes 6 et 8, sensiblement perpendiculairement à ces faces. Les parties saillantes 6 et 8 subissent un couple et ont tendance à pivoter autour d'une zone voisine de Leur extrémité maintenue contre L'élément 4 (zones 6a et 8a sur La figure 3). C'est à L'extrémité des parties saillantes 6 et 8 La plus éLoignée de la vis 30 que s'exerce Le * 15 couple le plus important, c'est-à-dire au niveau des zones de raccordement 10 et 12 car c'est Là que Le bras de Levier est Le plus important. C'est donc à cet endroit que se fait la rupture. Ainsi, le dispositif objet de L'invention présente des avantages intéressants dont Le principal est qu'il permet, pour une masse d'explosif donnée, de couper une épaisseur de tôle plus importante qu'avec Les dispositifs de L'art antérieur. Des essais comparatifs ont été réalisés avec un dispositif conforme à celui décrit dans le document US-A-3 698 281 et avec un dispositif conforme à celui de l'invention, tel qu'ilLustré à la figure 1. Dans le premier cas, on n'a pu couper qu'un ensemble de deux tôles d'épaisseur faible, c'est-à-dire pour chacune de L'ordre de 0,85 un tandis qu'avec le dispositif de L'invention, on a pu découper un élément dans lequel les zones amincies 10 et 12 avalent chacune une épaisseur de 1,70 m, soit une capacité de découpage doublée. Les zones 10 et 12 peuvent donc avoir une épaisseur reLativement importante, ce qui contribue à maintenir La rigidité de L'ensembLe de l'éLément 2. De pLus, ce dispositif est simple puisque les deux éLéments sont fixés directement L'un à l'autre avec une seuLe "s 35 -série de vis telles que 30 ators que, dans te document î US-A-3 698 281, il y a, en plus, les plaques de liaison qui doivent être fixées aux éléments à séparer par deux séries de vis ou de boulons. REVENDICATIONS 1. Dispositif de séparation pyrotechnique entre un _.: premier élément (2) et un deuxième élément (4) à l'aide d'une charge pyrotechnique (18) placée dans une enveloppe déformable (20), caractérisé en ce que le premier élément (2) comporte deux parties saillantes (6, 8) raccordées au corps du premier élément (2) par des zones de raccordement de faible épaisseur (10, 12) et définissant entre elles une cavité (16) ouverte vers l'extérieur et apte à recevoir ladite enveloppe déformable (20), le dispositif comportant en outre des moyens de fixation (30, 32) du premier élément (2) sur le deuxième (4) par l'intermédiaire desdites parties saillantes (6, 8). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation desdites parties saillantes (6, 8).....- 15 sur le deuxième élément (4) comprennent au moins une vis (30) passant à travers un trou (24, 26) ménagé dans chaque partie saillante (6, 8) et un trou (28) ménagé dans le deuxième élément (4), et un écrou (32), le serrage de cet écrou (32) sur La vis (30) entrainant l'application desdites parties saillantes sur le a. X 20 deuxième élément (4). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent en outre au moins un étrier (36) dont une partie entoure au moins partiellement l'enveloppe déformable (20) en étant en contact avec cette dernière et dont une autre partie comporte un trou (44) à travers lequel peut passer ladite vis (30).