Brevet FR2791130A1 — publié le 20000922

La présente invention concerne un engin, notamment un engin aérien, pourvu d'un projectile balistique ou autopropulsé et d'un éjecteur pyrotechnique largable, ce dernier étant destiné à communiquer audit engin aérien5 une valeur de vitesse désirée avant d'être éjecté. Parmi les différents dispositifs divulgués, il est possible de distinguer les dispositifs dits " actifs " et les dispositifs dits " passifs ". Les dispositifs actifs sont plus spécialement utilisés pour la séparation d'étages de fusée mais aussi pour la séparation d'un projectile et d'un propulseur. Ils comportent notamment des rétrofusées, des ressorts ou des dispositifs d'arrêt de poussée pour freiner l'étage ou le propulseur qui doit être largué. La demande de brevet WO 95/24606 décrit un dispositif de séparation d'étages dans lequel un piston placé à l'avant de l'étage inférieur libère, en se déplaçant sur un ordre approprié, des orifices d'arrêt de poussée et en même temps repousse l'étage supérieur. Toutefois, de tels dispositifs sont lourds et complexes car ils nécessitent des systèmes de commande pour donner les ordres et des sources d'énergie auxiliaire pour activer les différents mécanismes. Les dispositifs passifs sont des dispositifs qui jouent par exemple sur les traînées aérodynamiques différentes des étages à séparer. La demande de brevet EP 0 335 761 décrit un tel système o la séparation est de plus favorisée par la pressurisation aérodynamique d'une enceinte au niveau de la liaison entre le projectile et le propulseur. Néanmoins, de tels dispositifs présentent une inertie trop grande et/ou sont peu efficaces à faible vitesse. Il a également été proposé, comme dans la demande de brevet FR 2 433 161, un propulseur temporaire largable placé dans la tuyère d'un propulseur principal dont il assure le lancement et l'allumage. Quand le5 propulseur principal est en pression, les gaz générés par ce dernier refoulent alors le propulseur temporaire qui a cessé de fonctionner. L'homme du métier est donc toujours à la recherche d'un engin comportant un projectile balistique ou autopropulsé à l'arrière duquel est placé un éjecteur pyrotechnique largable ne nécessitant aucun système de commande pour donner les ordres de fonctionnement et aucune source d'énergie auxiliaire. L'invention a pour but de répondre à cette attente et concerne donc un engin comprenant notamment un projectile prolongé par un moyen de liaison qui est initialement solidaire d'un éjecteur pyrotechnique largable, caractérisé en ce que, i) l'éjecteur pyrotechnique largable comprend un dispositif relais intercalé entre un propulseur temporaire rattaché au moyen de liaison et un organe d'éjection maintenu en appui contre le moyen de liaison, ii) ledit organe d'éjection contient un chargement pyrotechnique d'éjection apte à provoquer, sous l'action des gaz générés par le propulseur temporaire, la mise en vitesse du dispositif relais dans le sens opposé à celui du projectile. Ainsi, cet éjecteur pyrotechnique largable, qui assure la mise en vitesse de l'engin à l'aide du propulseur temporaire, est éjecté dudit engin grâce au chargement pyrotechnique d'éjection qui est initié sous l'action des gaz générés par le propulseur temporaire. En effet, les gaz produits par la combustion de ce chargement pyrotechnique d'éjection exercent alors une telle pression sur le dispositif relais que le moyen de liaison est amené à se désolidariser du propulseur temporaire. Il en découle par conséquent que le dispositif relais ainsi que le propulseur temporaire sont repoussés hors de l'engin aérien et que l'organe d'éjection, qui était initialement maintenu en appui contre le moyen de liaison, se trouve alors libéré et est également évacué de l'engin. Préférentiellement, un moyen de transmission assure l'entraînement de l'organe d'éjection à la suite de la mise en vitesse du dispositif relais. Ce moyen de transmission trouve plus particulièrement son application lorsque le moyen de liaison est constitué par une tuyère de sortie et que l'organe d'éjection présente une extrémité conique insérée dans ladite tuyère. Avantageusement, le dispositif relais comprend une charge pyrotechnique retard placée au voisinage du chargement pyrotechnique d'éjection. Cette charge pyrotechnique retard, qui est initiée sous l'action des gaz générés dans le propulseur temporaire, est alors destinée à provoquer l'allumage du chargement pyrotechnique d'éjection après temporisation, cette temporisation étant calculée de façon à ce que l'allumage dudit chargement pyrotechnique d'éjection se produise de préférence lorsque le propulseur temporaire 4 a cessé de générer des gaz. Selon une première variante préférée de l'invention, le dispositif relais est placé dans un logement constitué par une cavité présentée par l'organe d'éjection et est apte à coulisser dans cette cavité sous la pression des gaz générés par le chargement pyrotechnique d'éjection. Préférentiellement, une butée est fixée dans la cavité et se situe sur la trajectoire10 de coulissement du dispositif relais. Selon une seconde variante préférée de l'invention, le dispositif relais est placé dans un logement distinct du propulseur temporaire et de l'organe d'éjection, ce logement présentant un moyen de communication entre l'organe d'éjection et le dispositif relais. Préférentiellement, le dispositif relais est relié au propulseur temporaire par une conduite d'amenée de gaz présentant une première extrémité incluse dans ledit propulseur temporaire et une seconde extrémité incluse dans ledit dispositif relais. De façon avantageuse, le dispositif relais contient un moyen d'obturation destiné à fermer l'extrémité de la conduite d'amenée de gaz incluse dans ledit dispositif relais lorsque la pression exercée sur ce moyen d'obturation par les gaz générés dans le propulseur temporaire est inférieure à une valeur prédéterminée P. Selon un premier mode de réalisation préférée, le moyen d'obturation est constitué par une valve montée sur des rondelles déformables elles-mêmes retenues par un système de calage. Ce dernier est avantageusement réalisé à l'aide d'une bague de calage comportant une perforation centrale dans laquelle est insérée la charge pyrotechnique retard et d'une pièce ajourée rattachée à ladite bague et portant les rondelles déformables. Selon un second mode de réalisation préférée, le moyen d'obturation est constitué par un piston apte à percuter le chargement pyrotechnique retard lorsque la pression exercée par les gaz générés dans le propulseur temporaire sur ledit piston est supérieure ou égale à la10 valeur prédéterminée P. L'invention concerne également un éjecteur pyrotechnique largable comportant un propulseur temporaire, caractérisé en ce que, i) un dispositif relais est intercalé entre le propulseur temporaire et un organe d'éjection, ii) l'organe d'éjection contient un chargement pyrotechnique d'éjection, iii) le dispositif relais est relié au propulseur temporaire à l'aide d'un moyen de prélèvement des gaz générés dans ledit propulseur temporaire. Avantageusement, le moyen de prélèvement des gaz est constitué par une conduite d'amenée de gaz qui présente une première extrémité incluse dans le propulseur temporaire et une seconde extrémité incluse dans le dispositif relais. Préférentiellement, le dispositif relais comprend une charge pyrotechnique retard placée au voisinage du chargement pyrotechnique d'éjection. Préférentiellement encore, le dispositif relais est placé dans un logement constitué par une cavité présentée par l'organe d'éjection. Ce dernier comporte avantageusement des goupilles cisaillables permettant de5 retenir le dispositif relais dans ladite cavité. Un engin selon l'invention apporte donc une solution au problème posé précédemment puisque: - le projectile employé peut consister en un projectile balistique ou en un projectile doté d'un propulseur. Dans le cas o le projectile est autopropulsé, le moyen de liaison reliant le projectile à l'éjecteur pyrotechnique largable est avantageusement constitué par la tuyère de sortie équipant le propulseur du projectile, l'éjecteur pyrotechnique largable est éjecté sous l'action des gaz générés dans le propulseur temporaire et ne nécessite donc ni système de commande ni source d'énergie auxiliaire. L'invention concerne également le procédé d'éjection d'un éjecteur pyrotechnique largable initialement solidaire d'un moyen de liaison rattaché à l'arrière d'un projectile, ledit éjecteur pyrotechnique largable comprenant notamment un organe d'éjection et un ensemble de propulsion temporaire, caractérisé en ce que, i) dans un premier temps, la mise en vitesse de l'ensemble de propulsion temporaire dans le sens opposé à celui du projectile est obtenue sous l'effet de la combustion d'un chargement pyrotechnique d'éjection situé entre l'organe d'éjection en appui sur le moyen de liaison et l'ensemble de propulsion temporaire, ii) dans un deuxième temps, l'extraction de l'organe d'éjection est réalisée par inertie au moyen d'une butée solidaire de l'organe d'éjection et située sur la trajectoire d'éjection de l'ensemble de propulsion temporaire. De façon avantageuse, l'ensemble de propulsion temporaire renferme une charge pyrotechnique retard qui est, dans un premier temps, initiée sous l'action d'une partie des gaz générés par la combustion d'un chargement pyrotechnique contenu dans l'ensemble de propulsion temporaire, et qui assure, dans un deuxième temps, l'initiation du chargement pyrotechnique d'éjection lorsque le chargement pyrotechnique a cessé de brûler. Préférentiellement, l'ensemble de propulsion temporaire sera constitué par un propulseur temporaire et un dispositif relais tels que décrits précédemment. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un engin aérien selon l'invention. La figure 2 est une vue partielle en coupe longitudinale de l'éjecteur pyrotechnique largable inclus dans l'engin aérien représenté à la figure 1. En se référant aux figures 1 et 2, on observe qu'un engin aérien 1 selon l'invention se décompose, d'une part, en un projectile 2 à l'arrière duquel est vissé un moyen de liaison 3 en forme de tuyère, et d'autre part, en un éjecteur 4 pyrotechnique largable. Ce dernier comprend un dispositif relais 5 intercalé entre un propulseur temporaire 6 et un organe d'éjection 7. Le propulseur temporaire 6 contient un chargement pyrotechnique 8 présentant des surfaces de combustion ainsi qu'un motif en section transversale adaptés aux spécifications de poussée du propulseur temporaire 6, le motif en section transversale pouvant par exemple être en forme de mamelle ou encore de roue de wagon. Il est également doté de quatre tuyères 9 de sortie des gaz issus de la combustion du chargement pyrotechnique 8 et d'un initiateur pyrotechnique 13 associé à une charge d'allumage 26. Le propulseur temporaire 6 est initialement solidaire du moyen de liaison 3 à l'aide d'une virole 10 cylindrique qui enserre une partie de la paroi latérale 11 dudit propulseur temporaire 6 et qui comporte une extrémité ouverte munie de crans 12 eux- mêmes rattachés audit moyen de liaison 3 par encliquetage dans une gorge ménagée sur ce dernier. L'organe d'éjection 7 présente une paroi latérale 18 munie d'un épaulement 19 externe se terminant, d'une part, par une première extrémité qui comporte une paroi frontale 14 dotée d'un bord 15 conique lui-même recouvert par une couche 16 en élastomère par exemple et inséré dans le moyen de liaison 3, et d'autre part, par une seconde extrémité 17 libre qui fait face à la paroi 31 du propulseur temporaire 6. Un logement 20 cylindrique délimité par la paroi frontale 14 et par une partie de la paroi latérale 18 renferme un chargement pyrotechnique d'éjection 21 et une cavité 22 cylindrique contenant le dispositif relais 5 est située dans le prolongement dudit logement 20. Le dispositif relais 5 est constitué à partir d'une bague de calage 24 cylindrique présentant, d'une part, un fond 25 en appui contre l'épaulement 19, et d'autre part, une paroi latérale dont la surface extérieure est au contact de la surface intérieure de la paroi latérale 18 et dont une partie de la surface intérieure est filetée. Cette bague de calage 24 comporte une perforation centrale dans laquelle est insérée une charge pyrotechnique retard 27. Une pièce ajourée 28 cylindrique monobloc comprenant une paroi latérale externe 29, un canal central 30 et quatre canaux périphériques est disposée entre le propulseur temporaire 6 et la bague de calage 24. Plus précisément, la paroi latérale externe 29 présente une première extrémité ouverte au contact de la paroi 31 du propulseur temporaire 6 et une seconde extrémité ouverte filetée qui est vissée dans la paroi latérale de la bague de calage 24. La paroi 31 du propulseur temporaire 6 est prolongée par un axe central 32 perforé qui est fixé par vissage par exemple dans l'extrémité ouverte de la paroi latérale externe 29 au contact de la paroi 31. Cet axe 32 est traversé par une conduite d'amenée de gaz 33 qui comporte une première extrémité ouverte incluse dans le propulseur temporaire 6 et une seconde extrémité ouverte incluse dans le dispositif relais 5. Cette dernière est obturée par une valve 34 qui est au contact de la surface interne du canal central 30 et qui repose sur des rondelles déformables 35 elles-mêmes en appui sur un épaulement interne présenté par le canal central 30. L'organe d'éjection 7 comporte, d'une part, des goupilles cisaillables 37 qui sont introduites dans une gorge présentée par la bague de calage 24 afin de maintenir initialement cette dernière à l'intérieur de la cavité 22, et d'autre part, une butée 38 située au voisinage de l'extrémité 17 libre. Cette butée 38 est plus particulièrement réalisée à l'aide de deux broches distinctes parallèles qui sont glissées, selon un plan transversal à la cavité 22, dans des perforations portées par ladite cavité 22. Par ailleurs, des joints d'étanchéités peuvent être avantageusement placés autour de la bague de calage 24 et autour de la valve 34. En fonctionnement, l'initiateur 13 assure l'allumage de la charge d'allumage 26 qui provoque l'initiation en combustion du chargement pyrotechnique 8. Ils s'ensuit une rapide montée en pression dans le propulseur temporaire 6 ainsi que dans la conduite d'amenée de gaz 33 et les gaz générés commencent à être éjectés par les tuyères de sortie 9. Lorsque la pression atteint une valeur prédéterminée P dans le propulseur temporaire 6, la pression exercée par les gaz de combustion sur la valve 34 qui obturait jusqu'alors l'extrémité ouverte de la conduite d'amenée des gaz 33 incluse dans le dispositif relais 5 amène ladite valve 34 à coulisser le long de la surface interne du canal central 30. Une partie des gaz de combustion peut ainsi traverser la pièce ajourée 28 et initier la charge pyrotechnique retard 27. Celle-ci permet de provoquer l'allumage du chargement pyrotechnique d'éjection 21 après temporisation, cette temporisation étant calculée de façon à ce que l'allumage se produise lorsque le chargement pyrotechnique 8 a cessé de générer des gaz et que le propulseur temporaire 6 a conféré à l'engin aérien 1 la valeur de vitesse désirée. Par ailleurs, le chargement pyrotechnique 8 ayant cessé de brQler, la pression exercée sur la valve 34 par les gaz de combustion non encore évacués chute rapidement et ladite valve 34, sous l'action des rondelles déformables 35, Il reprend sa position initiale. Parallèlement à cela, le chargement pyrotechnique d'éjection 21 produit des gaz de combustion qui traversent la perforation centrale de la bague de calage 24 et sont confinés dans un volume5 clos grâce à la valve 34 qui obture l'extrémité ouverte de la conduite d'amenée de gaz 33 incluse dans le dispositif relais 5. Ces gaz exercent alors une telle pression sur le dispositif relais 5, et donc par transmission sur le propulseur temporaire 6, que les10 crans 12 sont amenés à se désengager de la gorge et que les goupilles cisaillables 37 sont rompues. Le dispositif relais 5 se met par conséquent à coulisser dans la cavité 22 dans le sens opposé à celui du projectile 2 et permet, lorsque la bague de calage 24 percute la butée 38 portée par la cavité 22, d'extraire le bord 15 conique du moyen de liaison 3 et donc d'entraîner avec lui l'organe d'éjection 7. L'éjecteur pyrotechnique largable 4, qui a permis de communiquer au projectile 2 la valeur de vitesse désirée, est alors éjecté de l'engin aérien 1. 12 Revendications 1. Engin (1) comprenant notamment un projectile (2) prolongé par un moyen de liaison (3) qui est initialement solidaire d'un éjecteur (4) pyrotechnique largable, caractérisé en ce que, i) l'éjecteur pyrotechnique largable comprend un dispositif relais (5) intercalé entre un I0 propulseur temporaire (6) rattaché au moyen de liaison et un organe d'éjection (7) maintenu en appui contre le moyen de liaison, ii) ledit organe d'éjection contient un chargement pyrotechnique d'éjection (21) apte à provoquer, sous l'action des gaz générés dans le propulseur temporaire, la mise en vitesse du dispositif relais dans le sens opposé à celui du projectile. 2. Engin (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moyen de transmission assure l'entraînement de l'organe d'éjection (7) à la suite de la mise en vitesse du dispositif relais (5). 3. Engin (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif relais (5) comprend une charge pyrotechnique retard (27) placée au voisinage du chargement pyrotechnique d'éjection (21). 4. Engin (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif relais (5) est placé dans un logement constitué par une cavité (22) présentée par l'organe d'éjection (7) et est apte à coulisser dans cette cavité 13 sous la pression des gaz générés par le chargement pyrotechnique d'éjection (21). 5. Engin (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une butée (38) est fixée dans ladite cavité (22) et se situe sur la trajectoire de coulissement du dispositif relais (5). 6. Engin (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif relais (5) est placé dans un logement distinct du propulseur temporaire (6) et de l'organe d'éjection (7), ce logement présentant un moyen de communication entre l'organe d'éjection et le dispositif relais. 7. Engin (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le dispositif relais (5) est relié au propulseur temporaire (6) par une conduite d'amenée de gaz (33) présentant une première extrémité incluse dans ledit propulseur temporaire et une seconde extrémité incluse dans ledit dispositif relais. 8. Engin (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif relais (5) contient un moyen d'obturation destiné à fermer l'extrémité de la conduite d'amenée de gaz (33) incluse dans ledit dispositif relais lorsque la pression exercée sur ce moyen d'obturation par les gaz générés dans le propulseur temporaire (6) est inférieure à une valeur prédéterminée P. 9. Engin (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen d'obturation est constitué par une valve (34) montée sur des rondelles déformables (35) elles- mêmes retenues par un système de calage. 10. Engin (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système de calage est réalisé à l'aide d'une bague de calage (24) comportant une perforation centrale dans laquelle est insérée la charge pyrotechnique retard (27) et d'une pièce ajourée (28) rattachée à ladite bague et portant les rondelles déformables (35). 11. Engin (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen d'obturation est constitué par un piston apte à percuter la charge pyrotechnique retard (27) lorsque la pression exercée par les gaz générés dans le propulseur temporaire (6) sur ledit piston est supérieure ou égale à la valeur prédéterminée P. 12. Ejecteur (4) pyrotechnique largable comportant un propulseur temporaire (6) caractérisé en ce que, i) un dispositif relais (5) est intercalé entre le propulseur temporaire et un organe d'éjection (7), ii) l'organe d'éjection contient un chargement pyrotechnique d'éjection (21), iii) le dispositif relais est relié au propulseur temporaire à l'aide d'un moyen de prélèvement des gaz générés dans ledit propulseur temporaire. 13. Ejecteur (4) pyrotechnique largable selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif relais (5) comprend une charge pyrotechnique retard (27) placée au voisinage du chargement pyrotechnique d'éjection (21). 14. Ejecteur (4) pyrotechnique largable selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que le dispositif relais (5) est placé dans un logement constitué par une cavité (22) présentée par l'organe d'éjection (7). 15. Procédé d'éjection d'un éjecteur pyrotechnique largable (4) initialement solidaire d'un moyen de liaison (3) rattaché à l'arrière d'un projectile (2), ledit éjecteur pyrotechnique largable comprenant notamment un organe d'éjection (7) et un ensemble de propulsion temporaire, caractérisé en ce que, i) dans un premier temps, la mise en vitesse de l'ensemble de propulsion temporaire dans le sens opposé à celui du projectile est obtenue sous l'effet de la combustion d'un chargement pyrotechnique d'éjection (21) situé entre l'organe d'éjection en appui sur le moyen de liaison et l'ensemble de propulsion temporaire, ii) dans un deuxième temps, l'extraction de l'organe d'éjection est réalisée par inertie au moyen d'une butée (38) solidaire de l'organe d'éjection et située sur la trajectoire d'éjection de l'ensemble de propulsion temporaire. 16. Procédé d'éjection selon la revendication 15, caractérisé en ce que, i) dans une premier temps, l'ensemble de propulsion temporaire renferme une charge pyrotechnique retard (27) qui est initiée sous l'action d'une partie des gaz générés par la combustion d'un chargement pyrotechnique (8) contenu dans l'ensemble de propulsion temporaire, ii) dans un deuxième temps, ladite charge pyrotechnique retard (27) assure l'initiation du chargement pyrotechnique d'éjection (21) lorsque le chargement pyrotechnique (8) a cessé de brûler.