Brevet FR2662212A1 — publié le 19911122

i "Moteur de fusée à combustible solide" L'invention concerne un moteur de fusée comportant un réservoir contenant un combustible solide muni d'au moins une tuyère. Le principe d'un moteur de fusée de ce type est décrit dans H Dathan, Waffenlehre f Ur die Bundeswehr, deuxième édition, Bonn, pages 154 et suivantes Les combusti- bles solides modernes pour un tel moteur sont par exemple les combustibles dits à deux ou à double base ou des combustibles composites La mise en place d'un propergol solide composé de tels combustibles dans les réservoirs s'accompagne de difficultés et rend en général l'ouverture du réservoir nécessaire, par exemple par un fond démontable L'assemblage du fond avec le réservoir par un filetage ou par des anneaux élastiques entraîne cependant un travail de fabrication considérable et constitue fréquemment un point faible du moteur de fusée du point de vue de sa résistance. Il est connu par le document DE-OS 2 200 196 de renforcer une paroi de cylindre d'un moteur de fusée au moyen de fils ou de fibres orientés dans la direction axiale, la fixation des extrémités des fils entraînant un travail important. L'objectif de l'invention est d'éviter, ou tout au moins de réduire les inconvénients évoqués dans un moteur de fusée à combustible solide. Le problème est résolu par un moteur de fusée caractérisé par le fait que le réservoir est réalisé en plusieurs parties et que les parties de réservoir sont assemblées au moyen d'une armure de fibres noyées dans une matrice de matière plastique appliquée sur le réservoir. Selon un perfectionnement de l'invention, le réservoir est enveloppé extérieurement de fils monofilaments noyés dans une matrice de matière plastique durcie. Selon un autre perfectionnement de l'invention, le réservoir est en deux parties, a une forme sensiblement cylindrique et les deux parties du réservoir sont assemblées coaxialement dans la zone de la paroi 5 et la ligne d'assem- blage est de préférence un cercle. Selon un autre perfectionnement de l'invention, les fibres sont orientées essentiellement parallèlement à l'axe du cylindre dans la zone de la paroi. Selon un autre perfectionnement de l'invention, la matrice de matière plastique est constituée d'une résine durcissant à la température ambiante ou à une température légèrement supérieure à celle-ci. Selon un autre perfectionnement de l'invention, les fonds du réservoir ( 1) sont également renforcés par l'armure de fibre. Selon un autre perfectionnement de l'invention, les parties de réservoir ( 2, 3) sont réalisées en totalité ou partiellement en matière plastique renforcée par fibre. Selon un mode de réalisation préféré, on réalise un enroulement monof il tel que le plus grand nombre possible de fibres participe à un assemblage par force des parties de réservoir La technique d'enroulement, ainsi que les fibres utilisées (aramide, carbone, verre) et la matrice dans laquelle les fibres doivent être noyées sont connues Compte tenu des combustibles contenus dans le réservoir, on préfére- ra comme matrice des résines qui durcissent à la température ambiante ou à une température légèrement supérieure à celle- ci. L'objectif premier est d'obtenir à l'aide de l'armure de fibres un assemblage solide des parties de réservoir entre elles Il est cependant possible, sans complication supplémentaire, de renforcer par fibres d'autres points (par exemple le fond autour des tuyères) de sorte que la construction de l'ensemble du réservoir peut être allégée d'emblée Etant donné l'armure de fibres extérieure, le réservoir peut être réalisé en totalité ou partiellement en matériau non métallique, par exemple en résine époxyde avec des fibres de carbone courtes. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après et est représenté sur le dessin Celui-ci montre: Figure 1 Une coupe A-A selon la Figure 2 d'un moteur de fusée à combustible solide, Figure 2 Une coupe BB selon la Figure 1 d'un moteur de fusée à combustible solide, Figure 3 Une vue de dessus d'un moteur de fusée dans la direction C selon la Figure 1. Dans un moteur de fusée à combustible solide selon la Figure 1, le réservoir 1 est réalisé en deux parties 2, 3. La ligne d'assemblage 4 des deux parties de réservoir 2, 3 est située dans la zone de la paroi 5 et est ici un cercle. Un joint d'étanchéité 6 est monté dans la zone d'assemblage. La partie de réservoir 3 comporte quatre renfle- ments 7, qui reçoivent les tuyères 8 et leur revêtement 9. Une charge pyrotechnique 10 disposée au centre de la partie de réservoir 3 permet d'allumer un propergol solide 11 La charge 10 est tenue par un couvercle 12 collé et peut être amorcée par une capsule d'amorçage 13 Le propergol solide 11 est collé dans la partie de réservoir 2 On remarque une couche isolante 14 entre le porpergol solide 11 et la partie de réservoir 2. L'assemblage des deux parties de réservoir 2, 3 est réalisé essentiellement par un enroulement de fibres de carbone 15 noyées dans une matrice de résine placée extérieu- rement autour du réservoir 1 L'armure de fibres détermine la résistance élevée du réservoir 1 Dans la zone du plan de joint, une partie aussi grande que possible des fibres doit être orientée perpendiculairement à celui-ci Les différentes fibres de l'enroulement de fibres 15 sont donc essentielle- ment parallèles à l'axe du réservoir dans la zone de la paroi du réservoir Les parties de réservoir 2, 3 sont préalable- ment collées dans la zone d'assemblage 4, ce qui facilite l'enroulement autour du réservoir 1 Il n'est pas nécessaire que cette liaison soit de haute qualité et coûteuse, étant donné que la résistance du réservoir 1 est déterminée par l'armure de fibres 15 L'épaisseur des parties de réservoir ( 2, 3) est réduite par rapport aux réalisations courantes. Les parties de réservoir 2, 3 sont réalisées en matière plastique renforcée par fibres de verre ou par fibres de carbone (à fibres courtes), ce qui entraîne une diminution du poids du moteur de la fusée. La Figure 2 montre une coupe B-B selon la Figure 1. Le propergol solide Il présente dans sa partie axiale une surface 16 en forme d'étoile car le propergol solide 11 se présente sous la forme de propergol dit à combustion interne, ce qui permet un débit de gaz constant par unités de temps pendant une période plus longue. La Figure 3 montre de manière simplifiée avec des faisceaux de fibres 17 épais, la disposition des fibres 15 dans la zone du fond 3 du réservoir 1 sensiblement cylindri- que Dans la zone du fond, ces fibres sont orientées essen- tiellement radialement; au niveau des renflements 7, comportant les tuyères 8, elles sont disposées autour des renflements. REVENDICATIONS 1 Moteur de fusée comportant un réservoir ( 1) contenant un combustible solide, muni d'au moins une tuyère ( 8) caractérisé en ce que le réservoir ( 1) est réalisé en plusieurs parties ( 2, 3) et les parties de réservoir ( 2, 3) sont maintenues assemblées par une armure de fibres ( 15) noyées dans une matrice de matière plastique appliquée sur le réservoir ( 1). 2 Moteur de fusée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir ( 1) est enveloppé exté- rieurement de fils monofilaments ( 12) noyés dans une matrice de matière plastique durcie. 3 Moteur de fusée selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réservoir ( 1) est réalisé en deux parties, a une forme sensiblement cylindrique et les deux parties de réservoir ( 2, 3) sont assemblées coaxialement dans la zone de la paroi ( 5) et la ligne d'assemblage ( 4) est de préférence un cercle. 4 Moteur de fusée selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fibres ( 17) sont essentiellement parallèles à l'axe du cylindre dans la zone de la paroi ( 5). Moteur de fusée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matrice de matière plastique est constituée d'une résine qui durcit à la température ambiante ou à une température légèrement supé- rieure à celle-ci. 6 Moteur de fusée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fonds du réservoir ( 1) sont également renforcés du point de vue de la résistance mécanique par l'armure de fibres ( 15). 7 Moteur de fusée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les parties de réservoir ( 2, 3) sont totalement ou partiellement réalisées en matière plastique renforcée par fibre.