Brevet FR2805855A1 — publié le 20010907

La présente invention concerne un moteur autopropulsé à plusieurs étages placé à l'arrière d'un missile, ainsi qu'un système de séparation destine à être incorporé entre deux étages d'un tel moteur. Les moteurs comprenant au moins deux chargements pyrotechniques séparés les uns des autres par cloisons étanches sont connus de longue date. Le brevet EP 428 627 decrit par exemple un moteur dans lequel différents chargements pyrotechniques sont isolés les uns des autres par des systèmes de séparation constitués chacun à l'aide d'une pièce discoïde portant quatre orifices sur laquelle est fixée par soudure un opercule plat muni de quatre zones de faiblesse, chacun d'elles étant située en vis-à-vis de l'un desdits orifices. un système d'allumage interne est par ailleurs associe à chaque chargement pyrotechnique et assure l'initiation en combustion de celui-ci au moment voulu. D'autres brevets, comme par exemple le brevet US 5,613, divulguent un moteur doté de deux chargements pyrotechniques séparés l'un de l'autre une cloison bombée portant un orifice central et dans lequel est inséré un allumeur électro-pyrotechnique dont l'axe de revolution est confondu avec celui du moteur Un opercule pétalable muni également d'un orifice central rapporté sur la cloison et enserre ledit allumeur de façon étanche. Mais, ces différents dispositifs, compte-tenu de l'implantation particulière de l'allumeur, induisent : - D'une part, des coûts de réalisation très élevés car les pièces mécaniques employées sont relativement complexes à fabriquer et a assembler. De plus, les alimentations électriques utilisées pour relier les allumeurs à une source de courant électrique étant généralement incluses dans le moteur, 1 emploi de certaines géométries de chargements pyrotechniques peut être interdit ou du moins contraindre l'homme de métier à prévoir des aménagements internes spéciaux coûteux et difficiles à réaliser. D'autre part, que le risque de fonctionnement intempestif du moteur durant son stockage ou son transport est réel puisque les chargements pyrotechniques et les systèmes d'allumage associés sont nécessairement réunis les premières étapes de fabrication. La présente invention a pour objet de pallier les différents problèmes évoqués précédemment et concerne un moteur situé à l'arrière d'un missile, ce moteur comprenant au moins deux étages contenant chacun un chargement pyrotechnique particulier et étant caractérise en ce que, i) deux étages sont séparés l'un de autre par une cloison multiperforée et initialement recouverte par un opercule frangible, ii) chacun des deux chargements pyrotechniques dispose d'un système d'allumage spécifique, ces deux systèmes d'allumage étant fixés dans ladite cloison de manière à ce qu'ils soient situés dans un plan perpendiculaire au sens du flux de gaz généré par la combustion desdits chargements pyrotechniques. Ainsi, la disposition particulière des systèmes d'allumage autorise l'emploi de pièces mécaniques faciles usiner pour la fabrication de la cloison et de l'opercule frangible. En effet, il n'est plus nécessaire désormais de prévoir un orifice central aussi bien dans la cloison que dans l'opercule pour permettre l'introduction du système d'allumage suivant l'axe du moteur. De plus, il en découle que la condition impérative d'étanchéité totale entre les deux chargements pyrotechniques est beaucoup plus facile satisfaire. Préférentiellement, la cloison possède une zone annulaire élargie dans laquelle il est amenage deux évidements diamétralement opposés contenant chacun l'un des deux systèmes d'allumage. Un grand avantage réside par conséquent dans le fait que l'intégration de ces systèmes d'allumage est réalisée par l'extérieur du moteur et qu'elle peut être effectuée durant le stockage dudit moteur sur le site f inal. De plus, il est alors possible de remplacer très facilement les systèmes d'allumage déjà incorporés par de nouveaux systèmes d'allumage au bout d'une certain délai de stockage du moteur. Il en découle également que les alimentations électriques peuvent être situées pratiquement sur toute leur longueur à l'extérieur du moteur, laissant de ce fait à l'homme du métier toute latitude dans le choix de la géométrie des chargements pyrotechniques. Avantageusement, un canal spécifique est creusé au niveau de chacun des deux systèmes d'allumage de manière à ce que chacun de ces derniers soit en libre communication avec le chargement pyrotechnique auquel il est associé. De plus, une charge pyrotechnique d'allumage de forme annulaire peut être intercalée entre chaque chargement pyrotechnique et son système d'allumage spécifique. Préférentiellement, la cloison est bombée, l'opercule frangible présente une couronne périphérique soudée directement sur ladite cloison et cet opercule est recouvert par une protection thermique souple. Avantageusement, chacun des deux étages du moteur est réalisé à l'aide d corps spécifique, la cloison assurant la liaison mécanique entre ces deux corps au niveau de sa zone annulaire élargie. Avantageusement encore, les deux corps sont fixés sur ladite cloison par soudure. Ce moteur qui, souci de simplicité, n'a été décrit comme ne comportant que deux étages séparés l'un de l'autre par une cloison, peut être évidemment étendu à un moteur comportant n étages et n-1 cloisons séparatrices, chacune ces n-1 cloisons étant alors située entre deux étages consécutifs. La présente invention concerne également un système de séparation destiné à etre incorporé entre deux étages d'un moteur placé à l'arrière d'un missile, caractérisé en ce que, i) le système séparation est réalisé à l'aide d'une pièce metallique bombée qui porte une pluralité d orifices initialement recouverts, ii) cette pièce métallique présente une zone annulaire élargie dans laquelle il a été aménagé deux évidements diamétralement opposés destines à recevoir chacun un système d'allumage, iii un canal spécifique est creusé dans ladite cloison au niveau de chacun des deux évidements de manière à ce que chacune des deux faces de la pièce métallique soit en libre communication avec l'un de ces derniers. Préférentiellement, les orifices sont recouverts par un opercule frangible soudé directement sur ladite pièce métallique. De plus, cet opercule est avantageusement recouvert par une protection thermique souple. on donne ci-après, en se référant à la figure 1, une description détaillée du mode préféré de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un moteur selon l'invention. En référant à la figure 1, on observe qu'une cloison 1 d'un moteur 100 selon l'invention est réalisée à l'aide d'une pièce métallique cylindrique bombée présentant une première face la, une seconde face lb et une zone annulaire élargie 2. Cette cloison 1 comporte par ailleurs une pluralité d'orifices 3 ainsi que deux évidements 4,5 diamétralement opposés qui sont aménages dans la zone annulaire élargie 2. Un canal 6 7 spécifique est creusé dans la cloison 1 au niveau chacun des deux évidements 4, 5 de manière à ce que d'une part l'évidement 4 soit en libre communication avec la face la, et d'autre part, l'évidement 5 soit en libre communication avec la face lb. Un socle 14, qui réalisée dans un matériau rigide thermiquement isolant et sur lequel est montée une charge pyrotechnique allumage 15 de forme générale annulaire et à section sensiblement triangulaire, présente un fond 16 qui fixé par collage le long de la face la de la cloison . Ce socle 14 comporte par ailleurs un alésage 17 coïncide avec la section de sortie du canal 6 relié à 1 évidement 4. Un opercule 18 frangible, qui recouvre les orifices 3 et qui est doté d'une couronne périphérique 19, est fixé par soudure, au niveau de cette couronne périphérique 19, sur la face lb de la cloison 1. Une protection thermique souple 40 est par ailleurs rapportée puis fixée par lage sur ledit opercule 18. Une pièce annulaire 20, conçue dans un matériau rigide thermiquement isolant, fixée par collage sur la face lb au niveau de la zone annulaire élargie 2 de la cloison 1. L'opercule et la pièce annulaire 20 sont dimensionnés de manière ' ce que cette dernière enserre ledit opercule 18 de façon etanche sur tout son pourtour à l'exception d'une zone 1 faisant face à la section de sortie du canal 7 relie a l'évidement 5. Un sachet combustible 22 de forme annulaire contenant une charge pyrotechnique d'allumage est ensuite fixé par collage sur ladite pièce annulaire 20. En se référant également à la figure 1, on observe que le moteur 100 est constitué à partir d'un corps amont 24 métallique cylindrique et d'un corps aval 25 métallique cylindrique présentent chacun une extrémité 26, 27 fixée par soudure sur la zone annulaire élargie 2 de la cloison . Aussi bien dans le corps amont 24 que dans le corps aval 25, une protection thermique 28, 29 de forme cylindrique est glissée et vient en butee contre la zone annulaire élargie 2. Le corps amont 24 et le corps aval 25, comme leur protection thermique associée 28, 29, comportent respectivement une extrémité non représentée se terminant à 'avant du moteur 100 et une extrémité non représentée se terminant à proximité d'une tuyere de sortie de gaz à l'arrière dudit moteur 100. Un chargement pyrotechnique 30 de forme cylindrique et de diamètre sensiblement égal à celui la protection thermique 28 est introduit dans le corps amont 24 et est placé à proximité du chargement pyrotechnique d'allumage 15. De même, un chargement pyrotechnique 31 de forme cylindrique mais de diamètre inférieur à celui du chargement pyrotechnique 30 est glissé dans le corps aval 25. Une protection thermique supplémentaire 32 est positionné entre ledit chargement pyrotechnique 31 et ladite protection thermique 29 pour combler l'espace existant entre ces derniers. Ces deux chargements pyrotechniques 30, 31, qui sont représentés de façon schématique avec un canal central, peuvent en fait être constitués aussi bien par des blocs pleins sans canaux que par des blocs multiperforés par des canaux de différentes sections. Par ailleurs, il est possible à tout moment d'introduire un allumeur 33, 34 électro-pyrotechnique dans chacun des deux évidements 4, 5. Il est évidemment plus judicieux de le faire après que le moteur 100 a été transporté sur le site d'utilisation ou sur le lieu de stockage final. Chacun des deux allumeurs 33, 34 est alors fixé par vissage dans l'évidement 4, 5 qui lui correspond. De plus, ces deux allumeurs 33, 34 sont chacun reliés à une source d'énergie électrique à l'aide de conducteurs électriques non représentés situés à l'extérieur du moteur 100. Plus précisément, la source d'énergie électrique peut être au choix positionnée 11 avant à l'arrière du moteur 100 et les conducteurs électriques, qui peuvent par exemple être logés dans des gouttières externes, courent sur la presque totalité de leur longueur le long du corps amont 24 ou du corps aval 25 selon l'emplacement de ladite source d'énergie électrique. En fonctionnement, le moteur 100 placé à l'arrière d'un missile est activé lorsque l'allumeur 34 est mis feu et gaz ainsi générés viennent au contact de la charge pyrotechnique d'allumage 23 après avoir traversés le canal 7 et la zone 21. Cette charge pyrotechnique d'allumage 23 est immédiatement initiée et provoque l'allumage en combustion du sachet combustible 22 puis du chargement pyrotechnique 31. Ce dernier génére alors des gaz de combustion qui s'échappent par la tuyère de sortie située à l'arrière du moteur 100. Le second allumeur est mis à feu selon un retard prédéterminé et les gaz générés viennent à la rencontre de la charge pyrotechnique d'allumage 15 après avoir traversés le canal 6 et l'alésage 17. Cette charge pyrotechnique d'allumage 15 est ainsi initiée en combustion et elle entraîne l'allumage du chargement pyrotechnique 30. Ce dernier libère alors des gaz de combustion qui exercent une pression telle sur l'opercule 18 frangible ainsi que sur la protection thermique souple 40, que ceux-ci se fracturent niveau des orifices 3 de la cloison 1, les gaz pouvant finalement s'échapper par la tuyère de sortie. P,eyendications 1. Moteur (100) situé à l'arrière d'un missile et comprenant au moins deux étages (24, 25) contenant chacun un chargement pyrotechnique (30, particulier, caractérisé en ce que, i) les deux étages sont séparés un de 1 1 autre par une cloison (1) multiperforée et recouverte par un opercule (18) frangible, ii) chacun des deux chargements pyrotechniques dispose d'un système d'allumage (33, 34) spécifique, ces deux systèmes 'allumage étant fixés dans ladite cloison manière à ce qu'ils soient situés dans un plan perpendiculaire au sens du f lux de gaz généré par la combustion desdits chargements pyrotechniques. 2. Moteur (100) selon la revendication caractérisé en ce que ladite cloison (1) possède une zone annulaire élargie (2) dans laquelle il est aménagé deux évidements (4, 5) diamétralement opposés contenant chacun l'un des deux systèmes d'allumage (33, 34). 3. Moteur (100) selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'un canal spécifique (6, 7) est creusé dans la cloison (1) au niveau de chacun des deux systèmes d'allumage (33, 34) de manière à ce que chacun de ces derniers soit en libre communication avec le chargement pyrotechnique (30, 31) auquel il est associé. 4. Moteur (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une charge pyrotechnique d'allumage (15, 23) de forme annulaire est intercalée entre chaque chargement pyrotechnique (30, 31) son système d'allumage (33,34) spécifique. 5. Moteur (100) selon revendication 2, caractérisé en ce que, i) la cloison est bombée, ii) l'opercule (18) frangible présente une couronne périphérique (19) soudée directement sur ladite cloison, iii) une protection thermique souple (40) recouvre ledit opercule. 6. Moteur (100) selon revendication 2, caractérisé en ce que, i) chacun des deux étages (24, 25) est réalisé à l'aide d'un corps spécifique, ii) la cloison 1) assure la liaison mécanique entre ces deux corps au niveau de sa zone annulaire élargie (2). 7. Moteur (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux corps 25) sont fixés sur ladite cloison (1) par soudure. 8. Système de séparation 1) destiné à être incorporé entre deux étages (24, 25) d'un moteur (100) situé à l'arrière d'un missile, caractérisé en ce que, ledit système de séparation est réalise à l'aide d'une pièce métallique bombée qui porte une pluralité d'orifices (3) initialement recouverts, ii) cette pièce métallique présente une zone annulaire élargie (2) dans laquelle il a été amenagé deux évidements (4, 5) diamétralement opposés destinés à recevoir chacun un système dl lumage (33, 34), iii) un canai spécifique (6, 7) est creusé dans ladite pièce métallique au niveau de chacun deux évidements de manière à ce que chacune des deux faces (la, lb) de la pièce metallique soit en libre communication avec l'un de ces derniers. 9. Système de séparation (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les orifices (3) sont recouverts par un opercule (18) frangible soudé directement la pièce métallique. 10. Système de séparation (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'opercule (18) frangible est recouvert par une protection thermique souple (40).