Brevet FR2648554A1 — publié le 19901221

SYSTEME METTANT EN OEUVRE UN DISPOSITIF ELECTROPYROTECHNIQUE DESTINE A DECLENCHER SEQUENTIELLEMENT LE FONCTIONNEMENT D'UNE BATTERIE DE GENERATEURS DE GAZ. L'invention concerne un système mettant en ceuvre un dispositif électropyrotechnique destiné à déclencher séquentiellement le fonctionnement d'une batterie de générateurs de gaz. Une des applications de ces systèmes se trouve par exemple dans le domaine de l'éjection des sous-munitions air-sol à partir d'un cargo faisant appel à l'utilisation de gaz formés par des générateurs à poudre. Des difficultés apparaissent lorsque le nombre de générateurs de gaz s'accroît, notamment au niveau de la fiabilité, car les précautions nécessaires pour assurer un taux de fiabilité acceptable deviennent alors très couteuses en coût et en place. Ces deux exigences, augmentation de la fiabilité et diminution de l'encombrement et du poids, ont conduit la Demanderesse, et c'est le but de l'invention, à agencer une combinaison optimisée de moyens. La présente invention a pour objet un système mettant en oeuvre un dispositif électropyrotechnique destiné à déclencher séquentiellement le fonctionnement d'une batterie de générateurs de gaz, caractérisé en ce que, pour chaque générateur, ce dispositif comporte la combinaison d'une amorce à couche projetée, plus connue sous sa dénomination anglosaxonne EFI (Exploding Foil Initiator), et d'un inflammateur fonctionnant par onde de choc dit IFOC. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles: - les figures 1 et 2 sont des coupes selon deux plans orthogonaux d'un système selon l'invention; - la figure 3 est un autre exemple de mise en oeuvre d'une combinaison électropyrotechnique conforme à l'invention; - la figure 4 est un exemple illustrant le profil d'un pain de poudre servant au chargement des générateurs de gaz équipés d'une combinaison électropyrotechnique selon l'invention; - la figure 5 est une illustration d'une grille servant au chargement des générateurs de gaz. Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les mêmes références dans toutes les figures. -2 - Comme le montrent les figures 1 et 2, un dispositif électropyrotechnique (E) selon l'invention est essentiellement constitué, pour sa partie allumage, d'une amorce à couche projetée (1), plus connue sous la terminologie anglosaxonne de "EFI" (Exploding Foil Initiator). Celui-ci engendre une détonation dans une cavité amont (Ca) qui contient un explosif secondaire donneur (2). Quand ce dernier détone, il engendre une onde de choc qui se propage à travers une barrière étanche (3) vers une chambre aval (Ch) contenant un explosif secondaire récepteur (4), capable en détonant de provoquer des flammes qui, à leur tour, provoquent la combustion du chargement de poudre (P) du générateur de gaz (g) concerné. L'allumeur du générateur de gaz est ainsi assuré, conformément à l'invention, au moyen de la combinaison d'un EFI et d'un IFOC (Inflammateur fonctionnant par onde de choc). Une telle combinaison présente l'avantage d'éviter la mise en place dans la chaîne pyrotechnique, comme c'est le cas dans l'art connu, de moyens de sécurité entre les inflammateurs classiques et les charges pyrotechniques. En outre, on évite ainsi l'introduction de moyens électriques à l'intérieur des générateurs de gaz. La mise en ceuvre d'un tel dispositif électropyrotechnique (E) selon l'invention est, selon une autre caractéristique de l'invention, intégrable au moins partiellement dans la structure même du générateur de gaz (g). Il en résulte un produit fini compact et sur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système décrit est constitué d'un allumeur tel que décrit ci-dessus, capable d'assurer le démarrage correct de la combustion, d'un chargement de propergol à double base ayant un profil et des caractéristiques de combustion tels que la pression se maintienne à une valeur quasi-constante durant toute la durée de la combustion. Un pallet (22) de fermeture est mis en place pour fermer la chambre (ch) de l'IFOC. Selon un exemple de réalisation et comme cela est illustré au moyen des figures 1 et 2, le chargement de poudre (P) est réalisé à l'intérieur d'une virole (10) dont le fond avant (15) est hémisphérique et dont le fond arrière (16) qui porte les tuyères (12, 13), est rendu solidaire de la virole (10) au moyen par exemple d'un pas de vis (14). Ce fond arrière (16) a la forme d'un tronc de cône convergent, les tuyères (12) et (13) débouchant dans la paroi latérale de ce tronc de cône. Dans l'exemple décrit, les tuyères sont au nombre de deux, diamétralement opposées, mais ce nombre n'est pas limitatif. L'élément de fermeture (21) du fond arrière (16) présente au niveau du sommet du tronc de cône deux alésages disposés tête-bêche, l'un délimite le -3 - volume de la chambre aval (Ch) contenant l'explosif secondaire récepteur (4), l'autre le volume de la cavité (Ca) contenant l'explosif secondaire donneur (2); une zone de l'élément de fermeture (21) constitue la barrière étanche (3) de l'IFOC, barrière capable de permettre la propagation de l'onde de choc tout en présentant des qualités de résistance mécanique suffisante. Le fond arrière (16) est coiffé d'un bottier en matière plastique métallisée étanche (17) dont le fond (18) est lui aussi en forme de tronc de cône, complémentaire du tronc de cône convergent défini précédemment. Les deux extrémités de ces deux troncs de cônes s'emboîtent l'une dans l'autre, emprisonnant la cavité (Ca) contenant l'explosif secondaire donneur (2). Le couvercle (30) de ce boîtier (17) maintient en position l'EFI (1) posé sur le sommet du tronc de cône du boîtier (17). Ce dernier contient l'électronique de commande (non représentée) qui est alimentée à travers sa paroi, via des filtres (31) et des moyens de traversée étanche (37), au moyen d'une liaison électrique (32) elle- même reliée à un séquenceur non représenté. Ce bottier (17) est posé sur un coussin (33) jouant le rôle d'amortisseur tandis qu'un jeu de joints (34) assure l'étanchéité à tous les niveaux. Le boîtier est réalisé par exemple en matière plastique métallisée et constitue un logement idéal pour l'électronique de commande de I'EFI (1). Le tout est fermé par un capot (35) rendu solidaire du fond arrière (16) par tous moyens connus tels qu'un système de vis (40). On. a représenté sur ces figures un seul générateur mais, comme cela a été dit précédemment, l'invention s'applique plus particulièrement lorsque ces générateurs sont regroupés en batterie. La figure 3 illustre un autre exemple de réalisation de la combinaison (EFI-IFOC) intégré dans le fond arrière (16) porte-tuyères. On y retrouve comme précédemment les deux alésages délimitant la cavité amont (Ca), la chambre aval (Ch) et la barrière étanche (3), mais dans cette forme de réalisation, l'EFI (1) est directement rendu solidaire du fond arrière (16) porte-tuyères, au moyen par exemple d'un filetage (60). Une telle architecture contribue à rendre l'ensemble encore plus compact. Comme le montrent la figure 4 et la figure 5, le chargement de propergol est constitué de sept pains de poudre (P) dont le profil de combustion est en étoile (figure 3). Ces pains de poudre (propergol à double base) sont maintenus à l'aide de deux grilles métalliques (50) munies de griffes de coincement (55) et d'éléments d'écartement (56). Comme cela a déjà été dit précédemment dans une architecture telle que décrite conformément à l'invention, on assure un allumage du propergol, dont -4 - la combustion se fait à pression constante, sans devoir introduire de moyens électriques à l'intérieur de la charge. L'allumage nécessite la mise en oeuvre uniquement d'explosifs secondaires, ce qui contribue à la fiabilité du système. Le fait de faire appel à la combinaison d'un EFI et d'un IFOC permet en outre d'intégrer ces moyens ainsi que les moyens de commande électronique de l'EFI (1) à l'intérieur de la structure générale du générateur de gaz (g) et ceci sans risque de passage de gaz étant donné l'existence du capot (35) d'une part et de l'élément de fermeture (21) d'autre part, élément qui assure une seconde fonction, à savoir celle de propager l'onde de choc au niveau de la barrière étanche (3) de l'IFOC. Les moyens de commande électronique sont compactés au maximum à l'intérieur d'un boîtier lui-même situé à l'intérieur de la structure générale du générateur de gaz. L'invention s'applique chaque fois qu'une batterie de générateurs est mise en oeuvre, comme c'est le cas dans le domaine de l'éjection des sousmunitions air-sol à partir d'un cargo. -5 - REVENDICATIONS 1. Système mettant en oeuvre un dispositif électropyrotechnique destiné à déclencher séquentiellement le fonctionnement d'une batterie de générateurs de gaz, caractérisé en ce que, pour chaque générateur, ce dispositif comporte la combinaison d'une amorce à couche projetée, dite EFI (1), et d'un inflammateur fonctionnant par onde de choc, dit IFOC. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette combinaison de l'EFI (1) et de l'IFOC est au moins partiellement intégrée dans le fond arrière (16) porte-tuyères (12,13) de la virole (10). 3. Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ce fond arrière (16) a la forme d'un tronc de cône dont le sommet comporte deux alésages se présentant tête-bêche, séparés par une paroi constituant la barrière étanche (3) de l'IFOC et qui n'est autre qu'une zone de l'élément de fermeture (21) du fond arrière (16); ces deux alésages recevant respectivement l'explosif secondaire donneur (2) et récepteur (3). 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un bottier (17) ayant un fond en forme de tronc de cône complémentaire de celui du fond arrière (16) vient coiffer ce dernier et emprisonner la cavité amont (Ca) contenant l'explosif secondaire donneur (2). 5. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ce boîtier (17) possède un couvercle (30) qui enserre l'EFI (1) disposé entre ce couvercle et le sommet du tronc de cône du boîtier (17). 6. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'EFI (1) est rendu solidaire du sommet du fond arrière (16) de la virole (10). 7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électronique de commande de l'EFI (1) est contenu à l'intérieur du boîtier (17). 8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un capot (35) recouvre l'ensemble constitué par le bottier (17), l'EFI (1), I'IFOC, la virole (10) et le fond arrière (16). 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chargement de la virole (10) est réalisé au moyen d'une pluralité de pains de poudre (P) à double base dont le profil en étoile et la composition assurent une pression quasi-constante durant le temps de combustion. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que ces pains de poudre (P) sont maintenus par un couple de grilles métalliques (50). -6 - 11. Système selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins deux tuyères diamétralement opposées débouchent dans la paroi latérale du fond arrière (16).