Brevet FR2655723A1 — publié le 19910614

L'invention concerne un dispositif d'obturation automatique d'au moins une tuyère d'un générateur de gaz équipant un engin volant Elle concerne plus particulièrement un propulseur d'un engin volant qui doit être éjecté après une phase active de propulsion. Certains engins volant, par exemple des missiles, des roquettes auto-propulsés ou des engins similaires, tirés par effet canon comportent différents modules (propulseur, parachute, charge militaire, etc) agissant chacun, pendant une période déterminée, sur la trajectoire de l'engin volant Au cours de cette trajectoire, certains modules doivent être éjectés pour, d'une part, permettre la mise en oeuvre des autres modules et, d'autre part, améliorer les performances dudit engin notamment par une réduction de masse On connaît des systèmes d'éjection permettant la séparation de modules contenus à l'intérieur d'un engin volant; ces systèmes d'éjection constitués, par exemple, d'éléments ressorts, déclenchés à un instant pré- déterminé, autorisent le largage, par exemple, d'un propulseur lorsque ce dernier est en fin de fonctionnement. D'autres systèmes utilisent, par exemple, un générateur de gaz, qui, lorsqu'il est allumé, transmet des gaz vers une chambre de verrin La pression dans la chambre de verrin augmentant et, d'autre part, la chambre étant au préalable fragilisée en un ou plusieurs emplacement, la chambre se comporte comme un piston qui permet l'éjection du module considéré, dans notre cas, un propulseur Ce système est coûteux et difficile à mettre en place puisqu'il nécessite d'une part des aménagements spéciaux à l'intérieur de l'engin, spécialement en ce qui concerne les conduits de gaz du générateur de gaz vers la chambre du verrin, et les fils d'alimentation électrique et d'autre part, un volume d'espace disponible important à l'intérieur de l'engin. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant un dispositif d'obturation d'au moins une tuyère d'un générateur de gaz permettant de stocker les gaz en fin de combustion pour faciliter, par exemple, l'auto-éjection du propulseur équipant l'engin dont les performances sont améliorées lorsque sa masse est réduite. L'objet de l'invention est un dispositif d'obturation d'une tuyère pour un générateur de gaz d'un engin volant, le générateur contenant un produit, qui, sous l'effet d'une combustion, libère des gaz éjectés par au moins une ouverture, caractérisé en ce qu'il comporte un bouchon et un système d'accrochage du bouchon au propulseur tels que la combustion du produit libère, le système d'accrochage, le bouchon se déplaçant sous l'effet d'une dépression créée au niveau de la tuyère par la combustion du produit, pour venir obturer la tuyère. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 montre une vue d'un engin volant selon un axe longitudinal XX', cet engin volant étant équipé de différents modules; la figure 2 montre un propulseur de l'engin de la figure 1 équipé du dispositif d'obturation selon l'invention; la figure 3 montre un propulseur de l'engin de la figure 1 équipé, selon un autre mode de réalisation, du dispositif d'obturation selon l'invention. La figure 1 représente le schéma d'un engin volant 1 équipé d'un dispositif d'obturation automatique selon l'invention pour un propulseur 2, ce dispositif étant non visible sur la figure 1 L'engin 1 comporte un certain nombre de modules dont une partie est représentée sur la figure 1 L'engin 1 est équipé, par exemple, d'un propulseur 2 positionné à l'arrière de l'engin, d'une chambre de pression 3 placée entre le propulseur 2 et un parachute 4 servant, par exemple, de dispositif de freinage quand l'engin volant voit le sol grâce à un auto-directeur non représenté et d'une partie avant 5 contenant, entre autre, une charge militaire non représentée. Après le tir de l'engin 1, par exemple, d'un poste de lancement, des ailes non représentées à la périphérie de l'engin sont déployées; certaines sont positionnées, par exemple, à l'arrière de l'engin pour assurer la stabilité de celui-ci, d'autres, sont positionnées au milieu de l'engin pour permettre le pilotage de ce dernier Les ailes étant passées de la position repliée le long de l'axe longitudinal de l'engin à la position dépliée dans laquelle le profil de l'aile est parallèle à l'axe longitudinal de l'engin, le propulseur, après un retard prédéfini, est allumé pour augmenter la portée de l'engin. La figure 2 représente le schéma d'un propulseur 2 de l'engin 1 équipé du dispositif selon l'invention Le propulseur 2 délimité, par exemple, par une enveloppe 6 possède, par exemple, au moins une tuyère 7 positionnée, par exemple, sur la face arrière 8 du propulseur 2 Le propulseur 2 contient un produit 9 qui, sous l'effet d'une combustion, dégage des gaz éjectés par la tuyère 7 pour donner la propulsion nécessaire à l'engin afin d'augmenter sa portée Le produit est, par exemple, un propergol solide; il peut être également une poudre Le propulseur 2 comporte un dispositif d'obturation de la tuyère qui est décrit à titre d'exemple de réalisation; ce dispositif est placé, par exemple, dans le produit 9 et comprend un bouchon 10 positionné, par exemple, au voisinage du col 11 de la tuyère Le bouchon à nécessairement un diamètre supérieur au diamètre de la tuyère pour assurer une complète obturation La forme de ce bouchon est, par exemple, triangulaire de façon à être adapté à la forme de la tuyère Ce bouchon 10 est fixé, par exemple, sur une première extrémité 12 d'un bras 13 parallèle à un axe XX' qui est l'axe longitudinal de l'engin 1 Une deuxième extrémité 14 du bras 13 comporte un système de guidage et un système d'accrochage dans le produit permettant le maintien de l'ensemble constitué du bouchon et du bras dans la position représentée à la figure 2 pendant une phase de combustion; cette phase de combustion ne correspond pas à la combustion complète du produit contenu à l'intérieur du propulseur mais elle correspond à la phase de propulsion de l'engin permettant de donner audit engin une portée maximale La deuxième extrémité 14 du bras 13 est lié au système de guidage constitué, par exemple, d'un cylindre plein 15 à l'intérieur duquel est usiné une cavité 16 qui autorise une insertion de l'ensemble dans un arbre 17 positionné sur la partie avant 18 du propulseur 2 Le cylindre 15 comporte, par exemple, un échappement 19 servant de système d'accrochage à l'intérieur du produit 9 Cet échappement 19 est placé, par exemple, à la périphérie du cylindre 15 La section de cet échappement 19 est déterminée de manière à ce que le système d'accrochage tel que défini soit libéré dès que le front de combustion a atteint l'échappement Cette étape est représentée en pointillés sur la figure 2 L'emplacement du système d'accrochage, à l'intérieur du produit 9, est déterminé, d'une part en fonction du volume de combustion nécessaire à la propulsion de l'engin pour lui donner une portée optimale et d'autre part en fonction du volume de combustion minimum pour assurer l'auto-éjection du générateur de gaz. Le bouchon 10, placé au voisinage du col 11 de la tuyère 7 étant soumis à une légère dépression, est attiré vers le col 11 de la tuyère 7 en entraînant avec lui l'ensemble qui lui est fixé Cette translation de l'ensemble permettant de venir obturer le col 11 de la tuyère 7 s'effectue parallèlement 33 à l'axe longitudinal XX' de l'engin En effet, l'arbre 17 inséré dans le cylindre 15 assure le guidage de l'ensemble du dispositif permettant de garantir le trajet de celui-ci à l'intérieur du propulseur 2 Il est indispensable que le système d'accrochage reste fixe lors du tir de l'engin pour éviter certains problèmes pouvant nuire au bon fonctionnement dudit engin La section des différents éléments du dispositif selon l'invention est adaptée pour faciliter la réalisation Le bouchon 10, le bras 13, le cylindre 15, l'échappement 19 et l'arbre 17 sont réalisés, par exemple, à partir du tungstène ou de composite carboné c'est à dire à partir de matériaux tenant l'érosion et la contrainte thermique des gaz de combustion. Après l'obturation du col 11 de la tuyère 7, la combustion du produit contenu à l'intérieur du propulseur 2 continue, la pression à l'intérieur de ce dernier augmente Pour Io éviter une augmentation trop importante de pression, à l'intérieur du propulseur 2, qui entraînerait, par exemple, une explosion, des opercules 20, par exemple au nombre de deux sur la figure 1 sont positionnées sur la face avant 18 du propulseur 2 en liaison avec la chambre de pression 3 Ces opercules, par exemple, en alumine, ont une section déterminée qui, sous l'action d'une certaine pression contenue à l'intérieur du propulseur, laisse échapper des gaz, par exemple, à l'intérieur de la chambre de pression 3 Cette chambre de pression 3 étant alimentée par des opercules fragilisés au préalable en différents emplacements, la chambre se comporte donc comme un piston qui assure l'éjection du propulseur. De ce fait, le propulseur autorise lui-même son éjection de l'engin et ceci de manière plus rapide et plus fiable et indépendante du temps de combustion du propergol qui est généralement tributaire de la température En effet, dans la plupart des cas cités, l'éjection du propulseur est suivi du déploiement d'un système de freinage de type parachute s'expulsant dans l'axe longitudinal de l'engin et ce, lorsqu'un autodirecteur a détectée le sol de manière à incliner, par exemple, la direction de l'engin d'un angle voisin de 45 Pour empêcher toute détérioration du système de freinage par le propulseur animé d'une certaine vitesse, il est nécessaire d'augmenter le temps séparant l'éjection du propulseur et le déploiement du système de freinage En utilisant la fin de la combustion du produit contenu dans le propulseur non nécessaire à l'augmentation de la portée de l'engin, on favorise une éjection plus rapide en diminuant les risques et en conservant les performances de l'engin. D'autres dispositifs d'obturation comprenant un bouchon et un système d'accrochage peuvent être réalisés Il faut pour cela modifier, par exemple, la forme, la taille, les mécanismes de liaison et les fixations des éléments composant le dispositif Dans le cas d'un système d'accrochage, on peut utiliser, par exemple, au moins un fil 21 représenté sur la figure 3 qui se détachent de points de fixation 22 sous l'effet de la combustion, dans l'exemple décrit, on utilise deux fils 21 Ces fils 21 étant attachés, par exemple, à l'une de leur extrémité 23 à l'enveloppe 6 du propulseur et à l'autre extrémité 24 au cylindre 15, lorsque le front de combustion arrive au niveau du fil 21, ce dernier se consume et libère ainsi le dispositif d'obturation qui peut coulisser parallèlement à l'axe longitudinal XX' de l'engin et venir ainsi fermer le col 11 de la tuyère. L'invention permet donc le stockage d'une quantité de gaz dans un générateur de gaz et plus particulièrement dans un propulseur Ces gaz peuvent servir, par exemple, pour une auto-éjection dudit propulseur mais peuvent être utilisés à d'autres fins, par exemple, le déploiement d'un système de freinage. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'obturation d'une tuyère pour un générateur de gaz d'un engin volant ( 1), le générateur contenant un produit, qui, sous l'effet d'une combustion, libère des gaz éjectés par au moins une tuyère ( 7), caractérisé en ce qu'il comporte un bouchon ( 10) et un système d'accrochage ( 19, 21) du bouchon au générateur de gaz tels que la combustion du produit ( 9) libère, le système d'accrochage 19), le bouchon ( 10) se déplaçant sous l'effet d'une dépression créée au niveau de la tuyère ( 7) par l'échappement des gaz, pour venir obturer la tuyère ( 7). 2 Dispositif d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'accrochage est un échappement ( 19) positionné sur un cylindre ( 15) en liaison avec le bouchon ( 10) par un bras ( 13) et en ce qu'il est placé dans le produit ( 9). 3 Dispositif d'obturation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cylindre ( 15) comporte une cavité ( 16) à l'intérieur de laquelle est inséré un arbre ( 17) pour assurer le guidage du bouchon ( 10) vers la tuyère ( 7). 4 Dispositif d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit ( 9) contenu à l'intérieur du générateur de gaz ( 2) est un propergol solide. Dispositif d'obturation selon la revendication 1 caractérisé en ce que le produit ( 9) contenu à l'intérieur du générateur de gaz est une poudre. 6 Dispositif d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de gaz est un propulseur ( 1) - 7 Dispositif d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'accrochage comporte au moins un fil ( 21) fixé à une première extrémité ( 23) en un point de fixation ( 22) à une enveloppe ( 6) du générateur de gaz et à une deuxième extrémité ( 24) à un cylindre ( 15) lié au bouchon ( 10) par un bras ( 13). 8 Dispositif d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouchon a une forme triangulaire. 9 Dispositif d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouchon est positionné au voisinage d'un col ( 11) de la tuyère ( 7).