Brevet FR2648223A1 — publié le 19901214

INFLAMMATEUR PYROTECHNIQUE POUR CHARGES MILITAIRES OU PROPULSEUR OU GENERATEUR DE GAZ La présente invention concerne un inflammateur pyrotechnique pour déclencher le fonctionnement de charges militaires ou des propulseurs de roquettes, de missiles, et de tout autre projectile guidé ou des générateurs de gaz. Elle concerne plus particulièrement le système d'alimentation électrique de l'inflammateur. et son agencement à l'intérieur d'un ensemble formant un générateur pyrotechnique. Dans le domaine de la détonique c'est-à-dire le domaine des explosifs, les charges militaires solides peuvent être initiées, par exemple, par une projection violente d'un matériau sur une charge intermédiaire pour que l'impact du matériau sur la charge intermédiaire provoque l'initiation de celle-ci. La projection du matériau est provoquée par l'explosion d'une pellicule métallique vaporisable, obtenue généralement par deux procédés différents: - soit la circulation d'une impulsion de courant électrique soit l'absorption d'une impulsion d'énergie lumineuse générée par un laser. L'invention se rapporte plus particulièrement au premier type de procédé dans lequel on utilise un élément conducteur sur lequel on a placé le matériau devant être projeté. Pour déclencher le fonctionnement, on envoie une décharge électrique, de très courte durée mais de très forte intensité, dans l'élément électrique. Le matériau se trouve alors projeté contre la charge intermédiaire et provoque son initiation. Une première catégorie de ce type d'inflammateur est équipée d'un élément électrique constitué de deux brins reliés à leur extrémité et placés suffisamment près l'un de l'autre pour constituer un conducteur peu selfique. Cet élément électrique sort latéralement au moins sur une des parois de l'artifice pour se connecter à une alimentation électrique extérieure. Cette connexion à plat est difficile à mettre en oeuvre et est très fragile. D'autre part, la réalisation d'un tel système pose des problèmes d'intégration, d'encombrement, d'étanchéité et d'herméticité. Une autre catégorie d'inflammateurs possède un élément électrique dont l'alimentation est réalisée à l'aide de deux électrodes, placées perpendiculairement par rapport à l'élément électrique. D'autre part, dans ce système, l'encombrement, même s'il est réduit par rapport à la réalisation du premier type d'inflammateur, est toujours important. Il existe également des problèmes d'étanchéité et d'herméticité qui ne sont pas résolus dans ce système et qui peuvent favoriser des événements, par exemple corrosion de l'élément conducteur, tendant à détériorer le système. L'lnvention a pour but de remédier aux inconvénients précités, en utilisant un système d'alimentation permettant de réaliser un ensemble fiable, robuste, facile à mettre en oeuvre assurant soit une étanchéité, soit une herméticité et dont le coût est relativement faible. L'invention a pour un objet un inflammateur pyrotechnique comprenant des moyens électriques de commande à couche projetée composés d'un canon, d'un premier élément cylindrique et d'un ensemble constitué d'un pont fusible sur lequel est positionné un matériau et placé entre le canon et le premier élément cylindrique, des moyens d'alimentation électrique des moyens électriques de commande à couche projetée et des moyens pyrotechniques déclenchés par les moyens électriques de commande à couche projetée, inflammateur caractérisé en ce que les moyens d'alimentation électrique comportent des surfaces conductrices disposées sur le canon et/ou le premier élément cylindrique et des moyens de traversée électrique hermétique du canon et/ou du premier élément cylindrique pour assurer la connexion électrique du pont fusible avec les surfaces conductrices. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles: - la figure 1 représente le schéma d'une première réalisation de l'inflammateur selon l'invention; la figure 2 représente une vue d'ensemble de l'inflammateur selon l'invention - la figure 3 représente le même schéma que la figure 1 mais muni de moyens pour augmenter la rigidité électrique - la figure 4 représente le schéma d'une deuxième réalisation selon l'invention; - la figure 5 représente le schéma d'une coupe AA' de la figure 4. Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les mêmes références dans toutes les figures. En référence à la figure 1 selon l'invention, l'inflammateur comprend des moyens électriques de commande à couche projetée, des moyens d'alimentation des moyens électriques et des moyens pyrotechniques. Les moyens électriques de commande à couche projetée comprennent un pont fusible 1, un matériau 2 et un confinement mécanique obtenu à l'aide d'un canon 3 et d'un premier élément cylindrique 4. Le pont fusible 1 est, par exemple, un élément conducteur placé, par exemple, sur des prises de connexion 5 et 6 des connexions 18 et 19 représentées par des hachures sur la figure 1. La forme du pont fusible 1 est obtenue, par exemple, par gravure; ces dimensions sont choisies de façon à être compatibles avec l'énergie disponible dans les moyens de mise à feu. Le matériau 2 est. par exemple, un film, par exemple, en kapton, positionné sur le pont fusible 1. L'ensemble formé par le pont fusible 1 et le matériau 2 est coincé entre le canon 3 et l'élément cylindrique 4 grâce à un serrage de ces deux éléments maintenus dans cette position, par exemple, par une brasure 9 effectuée sur toute la périphérie des surfaces en regard. La matière du canon 3 et de l'élément cylindrique 4 est choisie parmi les matériaux de forte impédance mécanique et de préférence des matériaux isolants, ce qui permet d'assurer la rigidité diélectrique nécessaire aux conditions de fonctionnement. Les éléments 3 et 4 sont, par exemple, réalisés en céramique. A l'intérieur du canon 3, un orifice 10 est pratiqué au milieu de celui-ci autorisant la projection d'une partie du matériau 2 contre une face 11 d'une composition pyrotechnique 12. Ce canon 3 assure la séparation entre le pont fusible 1 et la face 11 d'une composition pyrotechnique 12 exposée à l'impact d'une partie du matériau 2. La composition pyrotechnique 12 est, par exemple, placée à l'intérieur d'un deuxième élément cylindrique 13 fermé à l'une de ces extrémités par un paillet de fermeture 30. L'élément 13 est fixé sur le canon 3, par exemple, par une brasure 14 réalisée sur toute la périphérie des surfaces en regard; les brasures 9 et 14 assurent l'hermiticité complète de cet inflammateur. L'herméticité ainsi obtenue interdit notamment les problèmes de corrosion du pont fusible 1 et des prises de connexion 5 et 6 susceptibles de détériorer le système. Différentes architectures du canon 3 peuvent être réalisées pour intégrer une composition pyrotechnique; cette dernière est, par exemple, formée de plusieurs couches dont la sensibillté est différente et peut être placée dans la cavité prévue pour recevoir l'élément cylindrique 13. Une autre architecture consiste, par exemple, à supprimer l'élément cylindrique 13. Le canon 3 comporte deux orifices dont l'orifice référencé 10 et un autre non représenté permettant de placer la composition pyrotechnique 12. Sur la face inférieure du canon 3, une brasure perinet de fermer, par un paillet 30, l'orifice du chargement. En référence à la figure 2 qui représente une vue détaillée des différents éléments de la figure 1 avant leur assemblage, les moyens d'alimentation des moyens électriques de commande à couche projetée comprennent les connexions 18 et 19 composées, par exemple, des prises de connexion 5 et 6 de polarité différente placées respectivement sur une extrémité inférieure 22 de l'élément cyUlindrique 4 et sur une extrémité supérieure du canon 3, des moyens de traversée électrique hermétique 15 et 16 constitués, par exemple, de trous métallisés remplis ou obturés par un élément conducteur, par exemple, du cuivre et réalisés, par exemple parallèlement à un axe 17, à l'intérieur de l'élément cylindrique 4 et du canon 3 en liaison avec les prises de connexion 5 et 6, et des surfaces conductrices composées, par exemple, de bagues circulaires 7 et 8 positionnées, par exemple, pour la bague circulaire 7 sur la paroi latérale externe supérieure de l'élément 4 et pour la bague circulaire 8, sur la paroi latérale externe inférieure du canon 3, et des éléments de surfaces conductrices 28, 29 positionnés à plat, par exemple, pour le premier élément de surface 28 sur la partie supérieure de l'élément cylindrique 4 au dessus des moyens de traversée électrique 15 et pour le deuxième élément de surface 29 à plat sur la partie supérieure du canon 3 au dessus des moyens de traversée électrique 16; ces éléments de surface (28, 29) assurent la liaison électrique entre les bagues circulaires 7, 8 et les moyens de traversée électrique hermétique 15, 16. Les connexion électriques du pont fusible 1 sur les éléments 4 et 3 peuvent être réalisées de différentes manières, soit comme décrit précédemment, soit en utilisant par exemple, une liaison directe du pont de fusible 1 avec les moyens de traversée électrique hermétique 15 et 16 des éléments 4 et 3. Le positionnement entre ces deux éléments 4 et 3 est obtenu, par exemple, par le dépôt d'une brasure non représentée sur cette figure 2. Les bagues circulaires 7 et 8 sont formées par ur matériau conducteur électrique, par exemple, le cuivre et elles possèdent des polarités différentes. Ces bagues circulaires ont une symétrie de révolution par rapport à l'axe 17. Par ce système de connexions, les moyens d'alimentation des moyens électriques de l'inflammateur peuvent être reliés facilement aux moyens de mise à feu électronique. En référence à la figure 3, sur laquelle on retrouve tous les éléments principaux de la figure 1, seul l'isolement électrique a été rajouté. En effet, les polarités des connexions 18 et 19 étant différentes, des problèmes de potentiels existeront si les connexions sont proches l'une de l'autre. Pour augmenter la rigidité diélectrique une solution consiste, par exemple, à positionner une chicane 20, par exemple, en matériau isolant entre les extrémités des deux bagues circulaires 7 et 8 des connexions 18 et 19. En référence à la figure 4, selon un autre mode de réalisation, les éléments constituant l'inflammateur sont les mêmes que ceux de la figure 1. Cependant, les surfaces conductrices composées des bagues circulaires 7 et 8 et des éléments de surface 28, 29 de la figure 1 sont remplacées par des anneaux concentriques 26 et 27. La taille et l'épaisseur des différents éléments constituant l'inflammateur sont calculées suivant une application particulière. L'lnflammateur- de la figure 4 est donc représenté; par exemple, dans un modèle extra plat utilisable pour l'initiation d'une charge militaire. La partie 21 représente l'ensemble (moyens électriques de commande à couche projetée et moyens pyrotechniques) qui a été décrit sur la figure 1 et qui est utilisé de la même manière. Les anneaux concentriques 26 et 27 sont positionnés sur l'extrémité supérieure 24 de l'élément cylindrique 4. Ils sont positionnés à plat sur cet élément 4. Cette disposition permet un raccordement axial aux moyens de mise à feu électronique. D'autre part, pour résoudre les problèmes de rigidité électrique déjà évoqués précédemment, les anneaux concen.rlques 26 et 27 sont séparés, comme le montre la figure 5, paexemple,. par un épaulement 25 réalisé à partir de l'élément cylindrique 4 qui assure la fonction recherchée. Afin que les anneaux concentriques 26 et 27 soient en relation avec les moyens électriques de commande à couche projetée, des moyens de traversée électrique 15 et 16, définis précédemment, ont été percés, par exemple parallèlement à l'axe 17, dans l'élément cylindrique 4. La connexion électrique entre le pont fusible 1 et les connexions 18 et 19 est réalisée selon une des méthodes décrite précédemment. Une réalisation de ce type permet d'assurer une construction monobloc, robuste et facile à mettre en place du fait de la structure, par exemple, cylindrique de l'ensemble. Cet agencement facilite également la réalisation de la version hermétique d'un ensemble constitué d'un inflammateur selon l'invention et d'un chargement explosif. L'architecture d'un tel type d'inflammateur selon les différents modes de réalisation décrits précédemment permet, à l'intérieur d'une chaine pyrotechnique constituée de moyens électroniques de mise à feu, de l'inflammateur pyrotechnique et de composition pyrotechnique à initier, une facilité de montage et de démontage de cet Inflammateur qui autorise des opérations de maintenance et de test des moyens électroniques de mise à feu. REVENDICATIONS 1. Inflammateur pyrotechnique comprenant des moyens électriques de commande à couche projetée composés d'un canon (3), d'un premier élément cylindrique (4) et d'un ensemble constitué d'un pont fusible (1) sur lequel est positionné un matériau (2) et placé entre le canon (3) et le premier élément cylindrique (4), des moyens d'alimentation électrique des moyens électriques de commande à couche projetée et des moyens pyrotechniques déclenchés par les moyens électriques de commande à couche projetée, lnflammateur caractérisé en ce que les moyens d'alimentation électrique comportent des surfaces conductrices (7, 8; 28, 29; 26, 27) disposées sur le canon (3) et/ou le premier élément cylindrique (4) et des moyens de traversée électrique hermétique (15, 16) du canon (3) et/ou du premier élément cylindrique (4) pour assurer la connexion électrique du pont fusible (1) avec les surfaces conductrices (7, 8; 28, 29; 26, 27). 2. Inflammateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation électrique comportent des prises de connexion (5, 6) reliées du pont fusible (1) et en ce que les surfaces conductrices comportent les bagues circulaires (7, 8) reliées aux prises de connexion (5, 6) par des éléments de surfaces conductrices (28, 29) et par les moyens de traversée électrique hermétique constitués par des trous métallisés remplis ou obturés par un élément conducteur. 3. Inflammateur selon la revendication 2,.aractérisé en ce que les bagues circulaires (7 et 8) sont en ctfu'!re. 4. Inflammateur selon la revendication 2, caractérisé. en ce qu'une bague circulaire (7) est positionnée sur la paroi latérale externe supérieure d'un élément cylindrique (4) et en ce que l'autre bague circulaire (8) est positionnée sur la paroi latérale externe inférieure d'un canon (3). 5. Inflammateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que des. surfaces conductrices (26, 27) positlonnées sur l'élément cylindrique (4) forment deux anneaux concentriques. 6. Inflammateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une chicane (20)' Isolante est positionnée entre les bagues circulaires (7 et 8) pour augmenter la rigidité diélectrique. 7. Inflammateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un épaulement (25) est positionné entre les bagues circulaires (7 et 8) pour augmenter la rigidité diélectrique. 8. Inflammateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les trous métallisés (15 et 16) remplis ou obturés par un élément conducteur, sont positionnés parallèlement à l'axe (17). 9. Inflammateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément conducteur remplissant ou obturant les trous métallisés (15 et 16) est du cuivre. 10. Inflammateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément cylindrique (4) et le canon (3) dont une fermeture de l'orifice de chargement d'une composition pyrotechnique (12) a été réalisée, sont fixés par une brasure (9) pour assurer une herméticité. 11. Charge militaire, caractérisée en ce qu'elle comprend un inflammateur pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Propulseur, caractérisé en ce qu'il comprend un inflammateur pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes. 13. Générateur de gaz, caractérisé en ce qu'il comprend un inflammateur pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes.