Brevet FR2626273A1 — publié le 19890728

L'invention concerne un procédé pour ob tenir une combustion rapide et reproductible d'un agent de pro pulsion liquide employé pour propulser un projectile, par agran dissement défini de la surface de l'agent de propulsion liquide avant sa transformation en la phase gazeuse. La vitesse de combustion d'un agent de propulsion conditionne, dans une large mesure, 1'évolution en fonction du temps de la pression gazeuse qui se développe dans le tube de l'arme par la transformation de l'agent de propulsion. Une combustion rapide provoque, en particulier, une montée raide de pression et une pression maximale élevée, tandis qu'une com bustion relativement plus lente provoque une montée aplatie avec pression maximale peu élevée. Pour obtenir une grande vitesse du proJectile à la bouche, il est toujours nécessaire d'avoir une montée de pression rapide et puissante. C'est pourquoi une vitesse de combustion élevée de l'agent de propulsion est essen tielle pour la propulsion des projectiles. En outre, une condi tion pour une haute précision du tir est qu'au aépart du coup, on puisse obtenir très exactement la valeur de la vitesse ini tiale qui correspond à la distance de tir.Il est donc indispensable, en outre, que la vitesse nécessaire ae combustion de l'agent de propulsion puisse être maintenue reproductible d'un coup à l'autre. Ces exigences relatives à l'agent de pro pulsion peuvent dans les cas des poudres solides classiques être remplies dès leur fabrication par sélection appropriée et par maintien de la forme géométrique du grain de poudre. Les agents de propulsion liquides au contraire ne répondent pas à ces exi gences, Pompés dans la chambre de chargement, ils présentent d'abord une surface extrêmement petite par rapport à celle qui seraitnécessaire. Puis, après l'allumage, leur surface s'accroit fortement par suite de la turbulence du liquide, mais ce processus se développe irrégulièrement et donc d'une façon peu reproductible. C'est là probablement la raison essentielle pour laquelle les agents de propulsion liquides n'ont trouvé jusqu'ici aucune application pour les armes à tubes. Cela ne s'oppose d'ailleurs pas au fait que les agents de propulsion liquides soient employés avec suc cès au fonctionnement des moteurs à fusées. Dans ce cas l'agent de propulsion est injecté et pulvérisé pendant le fonctionne ment du moteur dans la chambre de combustion contre la pression de cette dernière, ce qui permet d'obtenir d'une façon uniforme une grande surface. Mais ce procédé n'est pratiquement pas transposable aux armes à tubes, car celles-ci fonctionnent avec des pressions gazeuses qui sont environ cent fois plus grandes que les pressions usuelles des chambres à combustion des fusées. Pour injecter un agent de propulsion contre une pression aussi élevée, il faudrait des pompes d'injection incomparablement puissantes. L'invention se propose de réaliser un procédé qui permette, en écartant les inconvénients cités, de régler d'une façon reproductible dans la chambre de chargement d'une arme, à la valeur nécessaire pour le développement désiré du coup, la surface d'un agent de propulsion liquide destiné à la propulsion d'un projectile. Ce but est atteint suivant l'invention en ce que l'agent de propulsion liquide et une dose déterminée de substance tensio-active sont mélanges ensemble avant, pendant ou après l'admission dans la chambre de combustion, et que le mélange est agité et amené à l'état de mousse en avant ou à l'intérieur de la chambre de combustion, de telle sorte qu'en fonction du rapport de mélange et/ou du degré d'agitation, se forme une surface totale de mousse exactement définie, composée de bulles de petite dimension moyenne. Suivant une autre caractéristique du procédé, la substance tensio-active consiste en un tenside amphotère, qui confère à la mousse, en maintenant sa grosseur de bulles et sa surface totale, une grande durée de stabilité, pendant laquelle il ne se reforme pas de liquide. le choix de l'agent de propulsion et du tenside, ainsi que leur teneur dans le mélange, d'une part, et, d'autre part le degré d'agitation devant ou dans la chambre de combustion, fournissent de nombreuses possibilités de faire varier la grosseur des bulles de la mousse, et par suite sa surface totale, de sorte qu'il est possible de régler, dans de larges limites, la vitesse de combustion désirée de la charge propulsive. On peut, par exemple, diminuer la grosseur des bulles en augmentant la teneur en tenside pour une même agitation du mélange. Kais on peut aussi obtenir le même résultat par un tourbillonnage plus fort en augmentant l'agitation pour une teneur en tenside constante. En raison de la grande vitesse de combustion de la charge propulsive, nécessaire dans les armes à tubes, il faut toujours une mousse à pores fins pour obtenir la grandeur correspondante de la surface de la mousse. Il en résulte que des charges propulsives mousseuses correctement di mensionnées doivent, dans tous les cas, comporter un très grand nombre de bulles de mousse, d'où il s'ensuit encore que les i névitables fluctuations de grandeur des bulles dans la charge propulsive pourront statistiquement se compenser très largement. On a par suite l'assurance que la surface totale de la mousse d'agent de propulsion et, par suite, aussi sa vitesse de combustion possèdent toujours des valeurs très exactement définies, circonstance qui est une condition d'une haute précision du tir. On va maintenant illustrer par un exemple l'utilisation, pour propulser un projectile dans une arme à tube7 d'un mélange d'agent de propulsion et de tenside, consistant en 91 % d'hydrazine, 5 ,0 d'eau et 4 % de Tego (R) bétaLne L 7. L'agent de propulsion liquide (hydrazine + eau) et le tenside sont admis séparément en la quantité prédéterminée dans une chambre de mélange placée en avant de la chambre de chargement. De la chambre de mélange, le mélange commençant à mousser est comprimé à travers des buses dans la chambre de chargement par application d'une pression pneumatique, et mis ainsi en forte turbulence. La grandeur de la pression pneumatique est variable et peut être exactement réglée elle constitue donc une mesure pour la grosseur moyenne des bulles qui vont en résulter. après suppression de la pression, la mousse vient rapidement au repos, et possède aussitôt pendant saurée de stabilité une structure géométrique presque stationnaire. Maintenant la mousse d'agent de propulsion peut être allumée par amorçage du détonateur de charge propulsive. La combustion de l'agent de propulsion ainsi amorcée se développe à la vitesse fixée à l'avance, et garantit ainsi une évolution bien définie de la pression gazeuse dans le tube. Ainsi sont remplies les conditions pour obtenir de façon reproductible la vitesse initiale désirée. Comme la particularité du tenside consiste en ce que l'on maintient pendant une heure au moins la mousse parvenue à l'état de repos après la turbulence sans qu'il se produise une reformation de liquide, il est ainsi assuré que de telles charges propulsives sont prêtes à être mises en oeuvre pendant une longue période de temps. REVENDICBTIONS 1. Procédé pour obtenir une combustion rapide et reproductible d'un agent de propulsion liquide empLoyé pour la propulsion d'un projectile, caractérisé en ce que l'agent de propulsion liquide et une dose déterminée de substance tensio-active sont mélangés ensemble avant, pendant ou après l'admission dans la chambre de combustion, et que le mélange est agité et amené à l'état de mousse en avant ou à l'intérieur de la chambre de combustion, de telle sorte qu'en fonction du rapport du mélange et/ou du degré d'agitation se forme une surface totale de mousse exactement définie, composée de bulles de petite dimension moyenne. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la substance tensio-active consiste en un tenside amphotère, qui confère à la mousse, en maintenant sa grosseur de bulles et sa surface totale, une durée de stabilité d'au moins une heure.