Brevet FR2965044A1 — publié le 20120323

Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs d'amorçage (fusées) de projectiles gyrostabilisés et en particulier celui des dispositifs de sécurité et d'armement équipant ces dispositifs d'amorçage. Les projectiles explosifs gyrostabilisés, et en particulier les projectiles de moyen calibre (calibre inférieur à 50 mm), comportent le plus souvent un dispositif de sécurité et d'armement qui incorpore un rotor porte amorce qui est libéré consécutivement au tir du projectile. Ce rotor présente un balourd qui assure un alignement de l'amorce avec le reste de la chaîne pyrotechnique d'amorçage. Les brevets FR2689972 et FR2533686 décrivent de tels dispositifs de sécurité et d'armement. Le rotor balourdé est mis en place dans une cage qui est libre en rotation par rapport à l'axe du projectile. Un inconvénient de ces dispositifs connus est qu'ils imposent la mise en place d'une amorce (donc un composant pyrotechnique) sur le rotor. L'amorce doit par ailleurs être de dimensions relativement réduites pour les applications moyen calibre (calibre inférieur à 50 mm). Un autre inconvénient est que si cette solution est bien adaptée aux projectiles dans lesquels l'amorce du rotor est initiée par percussion, elle est plus délicate à mettre en oeuvre pour un projectile dans lequel l'amorce est initiée par un courant électrique fourni par un moyen électronique de commande de mise à feu. De tels modes de fonctionnement sont adoptés lorsque l'on cherche à réaliser des projectiles utilisant une fusée chronométrique programmable. Il est en effet délicat de réaliser des conducteurs souples susceptibles d'accompagner le pivotement du rotor porte amorce sans perturber le mouvement de ce dernier. On connaît par ailleurs par le brevet EP1780495 un dispositif de sécurité et d'armement comprenant un écran formé de deux demi-écrans qui viennent obturer un canal de transmission reliant un détonateur et un relais pyrotechnique. Ces demi-écrans sont mobiles par l'action de moyens moteurs, par exemple d'un ou plusieurs ressorts, qui sont 5 libérés par des verrous commandés électriquement. Une telle solution est particulièrement bien adaptée à une réalisation sous la forme de circuits intégrés micro électro mécaniques. Cependant pour une réalisation d'écrans de dimensions supérieures, les moyens moteurs ou bien les 10 verrous de commande deviennent difficiles à intégrer en particulier dans un projectile de moyen calibre. L'invention a pour objet de proposer un dispositif de sécurité et d'armement qui est facilement intégrable dans un projectile, même de calibre réduit. Ce dispositif permet 15 l'utilisation d'un détonateur à initiation électrique sans imposer sa mise en place dans un rotor. L'invention propose ainsi un dispositif de sécurité et d'armement qui peut se loger dans l'encombrement des dispositifs à rotor connus. 20 Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de sécurité et d'armement pour projectile explosif gyrostabilisé, dispositif comportant un écran obturant un canal de transmission reliant pyrotechnique, l'écran 25 pouvant se déplacer un détonateur et un relais étant constitué par deux demi-écrans l'un par rapport à l'autre et transversalement par rapport au canal de transmission, les deux demi-écrans obturant le canal lorsqu'ils sont en contact l'un avec l'autre, dispositif caractérisé en ce que les deux demi-écrans sont montés coulissants dans un alésage porté par 30 un rotor coaxial au projectile, rotor qui est lui-même monté pivotant par rapport à l'axe du projectile et qui porte le canal de transmission, les deux demi-écrans étant par ailleurs verrouillés en position d'obturation du canal par au moins deux verrous, un premier verrou ou verrou inertiel qui s'efface lors du tir du projectile et un deuxième verrou ou verrou centrifuge qui est constitué par un ressort spiral entourant une surface cylindrique externe du rotor et appliqué ainsi contre les extrémités des demi-écrans, spiral se déroulant sous l'effet de la force centrifuge. Avantageusement, les demi-écrans sont réalisés sous la forme de tiges cylindriques, ayant une extrémité en contact avec le spiral qui est sous la forme d'une calotte sphérique. Les tiges formant les demi-écrans seront de préférence en contact mutuel par leurs extrémités comportant des usinages coniques de formes complémentaires. Le premier verrou pourra être constitué par une bague montée coulissante par rapport au rotor et comportant une portée conique interne qui vient en appui contre les demi- écrans, la bague comportant une gorge externe recevant un jonc métallique circulaire qui est en appui sur une butée solidaire du dispositif, jonc assurant l'immobilisation axiale de la bague avant le tir du projectile et qui se déforme par l'effet de l'accélération axiale lors du tir pour échapper à la butée et permettre la translation de la bague. Le jonc métallique est porté par un rebord circulaire de la bague qui s'introduit lors de la translation de la bague dans une gorge d'une plaque fixe. L'invention a également pour objet un dispositif d'amorçage mettant en oeuvre un tel dispositif de sécurité et d'armement, dispositif d'amorçage incorporant un détonateur à initiation électrique dont le montage et l'intégration sont facilités. Ce dispositif d'amorçage est caractérisé en ce que le détonateur est disposé suivant l'axe du projectile et connecté à une carte électronique d'un module de mise à feu. La carte électronique pourra porter une coupelle entourant au moins en partie le détonateur, coupelle assurant un contact électrique entre la carte et le détonateur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - la figure la représente en coupe longitudinale partielle un dispositif d'amorçage d'un projectile moyen calibre incorporant un dispositif de sécurité et d'armement selon l'invention, le dispositif de sécurité étant représenté à l'état de sécurité, - la figure lb est une vue agrandie d'une partie du dispositif de la figure la, - les figures 2a, 2b et 2c représentent trois états successifs de ce dispositif de sécurité, la figure 2a montrant le dispositif après la libération du premier verrou, la figure 2b après celle du deuxième verrou et la figure 2c à l'état armé. En se reportant à la figure 1, un dispositif d'amorçage (ou fusée) 1 selon l'invention comporte un module de mise à feu 2 qui incorpore une carte électronique 3 sur laquelle est fixé un détonateur 4. Le détonateur 4 est à initiation électrique. Il comporte une broche axiale 4a qui est directement connectée à la carte électronique 3. Par ailleurs la carte électronique 3 porte une coupelle 5 conductrice (soudée à la carte) qui entoure au moins en partie le détonateur 4 et assure un autre contact électrique entre la carte 3 et le détonateur 4. Le détonateur 4 est donc ici fixe, disposé suivant l'axe 6 du projectile et connecté à la carte électronique 3 du module de mise à feu 2. Il en résulte un montage mécanique simplifié de cet élément pyrotechnique. Le module électronique 2 est disposé dans un culot 7 qui ferme l'arrière d'un projectile et il se fixe au corps 8 de ce dernier. Le projectile complet n'est pas représenté sur les figures. On a fait figurer par des traits interrompus 8 une partie de son profil externe. Le culot 7 porte une ceinture 9 destinée à assurer l'étanchéité aux gaz lors du tir dans une arme. Le dispositif d'amorçage 1 incorpore également un dispositif de sécurité et d'armement qui comporte un écran 10 obturant un canal de transmission 11 reliant le détonateur 4 et un relais pyrotechnique 12. Le canal de transmission 11 a même axe 6 que le projectile. Le relais de détonation 12 est destiné à venir initier un chargement explosif (non représenté) disposé à l'intérieur du corps 8. L'écran 10 est constitué par deux demi-écrans 10a et 10b qui peuvent se déplacer l'un par rapport à l'autre et transversalement par rapport au canal de transmission 11. Ces deux demi-écrans 10a,10b obturent le canal 11 lorsqu'ils sont en contact l'un avec l'autre, dans la position de sécurité représentée à la figure la. Chaque demi-écran 10a,10b est réalisé sous la forme d'une tige cylindrique qui est montée coulissante dans un alésage cylindrique 13 aménagé dans un rotor 14 qui est coaxial au projectile (figure lb). L'alésage 13 est perpendiculaire au canal de transmission 11 qui est lui aussi percé dans le rotor 14. Les tiges 10a,10b formant les demi-écrans sont en contact mutuel par leurs extrémités 25a,25b qui comportent des usinages coniques de formes complémentaires (figure lb). Ainsi le demi-écran 10b présente une extrémité 25b comportant un cône mâle, tandis que le demi-écran 10a comporte à son extrémité 25a un cône femelle. Les formes coniques complémentaires facilitent l'adaptation des demi-écrans lors du montage. Grâce à une telle disposition l'interface entre les deux demi-écrans n'est pas plane et l'arrêt d'un effet pyrotechnique est assuré d'une façon aussi efficace que si l'écran était monobloc. Le rotor 14 est monté libre en rotation par rapport à l'axe 6 du projectile donc par rapport au dispositif d'amorçage 1. Il comporte ainsi des tourillons cylindriques 14a et 14b qui sont positionnés dans des portées complémentaires solidaires du dispositif d'amorçage 1. On remarque sur les figures la,lb que le dispositif d'amorçage renferme une douille 15 qui se loge dans un alésage 16 du culot 7 et qui porte une cloison 15a percée et entourant le détonateur 4. Cette douille 15 reçoit une plaque 17 qui présente une portée cylindrique recevant le tourillon arrière 14b du rotor 14. La plaque 17 comporte aussi une gorge 18 circulaire et ayant même axe 6 que le projectile, gorge dont la fonction sera précisée par la suite. A l'intérieur de l'alésage 16 du culot 7 se logent également une rondelle 19 et une cage entretoise 20 qui est appliquée contre la rondelle 19 par un bouchon fileté arrière 21 qui ferme le dispositif de sécurité et d'armement. Le bouchon fileté 21 comporte une paroi 21a (figure lb) qui présente une portée cylindrique recevant le tourillon avant 14a du rotor 14. Le bouchon fileté 21 est vissé dans une bague de liaison 22 qui est elle-même vissée au culot 7 du dispositif. On remarque sur les figures la,lb que le vissage du bouchon 21 permet de lier axialement au culot 7 les différentes pièces du dispositif de sécurité et d'armement et en particulier : l'entretoise 20, la rondelle 19, la plaque 17 et le rotor 14. On remarque sur les figures la,lb la présence d'une bague 26 entre l'entretoise 20 et la plaque 17. Cette bague 26 constitue un premier verrou (ou verrou inertiel) assurant le maintien des deux demi-écrans 10a,10b verrouillés en position d'obturation du canal 11. La bague 26 est montée coulissante par rapport au rotor 14 et elle comporte une portée conique interne 26a qui (dans la position verrouillée du dispositif) vient en appui contre les demi-écrans 10a,10b et les verrouille en position de sécurité (obturation du canal). La bague 26 comporte également une gorge externe qui reçoit un jonc métallique 23 circulaire. Dans la position verrouillée (figures la,lb) du dispositif, ce jonc 23 est en appui sur une butée qui est formée par une surface conique portée par la rondelle 19. La gorge externe de la bague 26 portant le jonc 23 est portée par un rebord circulaire de la bague qui a une épaisseur inférieure à la largeur de la gorge 18. Ainsi lors du déverrouillage du dispositif, la bague 26 peut s'introduire dans la gorge 18 de la plaque 17. Le dispositif de sécurité et d'armement comprend enfin un deuxième verrou (ou verrou centrifuge) qui est constitué par un ressort spiral 24 qui entoure la surface cylindrique externe du rotor 14. Ce spiral est donc appliqué contre les extrémités des demi-écrans 10a,10b. Un tel ressort spiral est déjà connu notamment des brevets FR2689972 et FR2533686. Il se déroule progressivement comme suite à la force centrifuge due à la rotation du projectile. Ce déroulement est rendu possible en raison de la liberté de pivoter du rotor 14 par rapport au reste du dispositif 1. Il entraîne un différentiel de rotation entre le rotor 14 et le corps du dispositif 1. Ainsi, lors de la mise en rotation du projectile, une extrémité externe du spiral va s'écarter du rotor 14 pour s'appliquer contre la surface cylindrique interne de l'entretoise 20. Le spiral va se dérouler progressivement en induisant un différentiel de rotation entre le rotor 14 et l'entretoise 20 et finira par se dégager complètement du rotor 14 pour être entièrement appliqué contre l'entretoise 20. On remarque sur les figures la,lb que chaque tige 10a,10b a une extrémité en contact avec le spiral 24 qui est sous la forme d'une calotte sphérique (de rayon égal à celui du rotor). Une telle disposition permet d'avoir un contact linéique (circulaire) entre les tiges 10a, 10b et le spiral 24. On évite ainsi de marquer le ressort spiral 24. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de sécurité et d'armement en référence aux figures 2a à 2c. La figure 2a montre l'état du dispositif au moment du tir. L'accélération axiale reçue par le projectile a provoqué le recul de la bague 26, ce qui a provoqué la déformation du jonc 23 qui échappe donc à sa surface de butée sur la rondelle 19. La bague 26 se translate et son rebord circulaire s'introduit dans la gorge 18 de la plaque 17. La portée conique interne 26a de la bague 26 n'est donc plus en appui contre les demi-écrans 10a,10b. La bague 26 ne verrouille donc plus les demi-écrans qui restent cependant encore immobilisés en position de sécurité par le spiral 24. Le jonc 23 s'engage lui aussi dans la gorge 18 et il assure une immobilisation de la bague 26 dans sa position déverrouillée (figure 2a). La figure 2b montre le dispositif après sa sortie du tube 25 de l'arme et une fois parcourue une distance de sécurité de bouche de l'ordre de quelques dizaines de mètres. La rotation du projectile a provoqué le déroulement complet du spiral 24 jusqu'à son application contre la surface interne de l'entretoise 20. Le deuxième verrou des 30 demi-écrans 10a,10b est donc libéré. Cet état est fugitif car les demi-écrans 10a,10b, entraînés eux même par la force centrifuge, s'écartent l'un de l'autre et s'appliquent contre le spiral 24 libérant ainsi complètement le canal axial de transmission 11 (figure 2c). Le dispositif est alors à l'état armé et le détonateur 4 peut initier le relais 12 à l'instant souhaité et programmé avant tir. REVENDICATIONS1- Dispositif de sécurité et d'armement pour projectile explosif gyrostabilisé, dispositif comportant un écran (10) obturant un canal de transmission (11) reliant un détonateur (4) et un relais pyrotechnique (12), l'écran étant constitué par deux demi-écrans (10a,10b) pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre et transversalement par rapport au canal de transmission (11), les deux demi-écrans obturant le canal lorsqu'ils sont en contact l'un avec l'autre, dispositif caractérisé en ce que les deux demi-écrans (10a,10b) sont montés coulissants dans un alésage porté par un rotor (14) coaxial au projectile, rotor qui est lui-même monté pivotant par rapport à l'axe (6) du projectile et qui porte le canal de transmission (11), les deux demi-écrans (10a,10b) étant par ailleurs verrouillés en position d'obturation du canal (11) par au moins deux verrous (26,24), un premier verrou (26) ou verrou inertiel qui s'efface lors du tir du projectile et un deuxième verrou (24) ou verrou centrifuge qui est constitué par un ressort spiral entourant une surface cylindrique externe du rotor (14) et appliqué ainsi contre les extrémités des demi-écrans (10a,10b), spiral se déroulant sous l'effet de la force centrifuge. 2- Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les demi-écrans (10a,10b) sont réalisés sous la forme de tiges cylindriques, ayant une extrémité en contact avec le spiral (24) qui est sous la forme d'une calotte sphérique. 3- Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tiges formant les demi-écrans (10a,10b) sont en contact mutuel par leurs extrémités comportant des usinages coniques (25a,25b) de formes complémentaires. 4- Dispositif de sécurité et d'armement selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier verrou (26) est constitué par une bague montée coulissante par rapport au rotor (14) et comportant une portée conique interne (26a) qui vient en appui contre les demi-écrans (10a,10b), la bague comportant une gorge externe recevant un jonc métallique circulaire (23) qui est en appui sur une butée (19) solidaire du dispositif, jonc assurant l'immobilisation axiale de la bague (26) avant le tir du projectile et qui se déforme par l'effet de l'accélération axiale lors du tir pour échapper à la butée (19) et permettre la translation de la bague (26). 5- Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le jonc métallique (23) est porté par un rebord circulaire de la bague (26) qui s'introduit lors de la translation de la bague dans une gorge (18) d'une plaque fixe (17). 6- Dispositif d'amorçage (1) mettant en oeuvre un dispositif de sécurité et d'armement selon une des revendications 1 à 5, dispositif d'amorçage caractérisé en ce que le détonateur (4) est disposé suivant l'axe (6) du projectile et connecté à une carte électronique (3) d'un module de mise à feu (2). 7- Dispositif d'amorçage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la carte électronique (3) porte une coupelle (5) entourant au moins en partie le détonateur (4), coupelle assurant un contact électrique entre la carte (3) et le détonateur (4).