Dispositif d'allumage capacitif pour charge propulsive

Abstract

 L'invention concerne un dispositif d'allumage pour charge propulsive d'une munition (3) tirée à partir d'une arme (1), constitué par un générateur de tension alternative (10) alimentant un circuit de mise à feu comprenant une ou plu­sieurs capacités et un initiateur électrique (6).
Au moins une des liaisons électriques entre l'initiateur et le générateur est constituée par une capacité (4), dite capacité de liaison, dont une armature (4b) appar­tient à la munition (3) et dont l'autre armature (4a) est so­lidaire de l'arme (1) ; la fréquence de la tension alternative délivérée par le générateur (10) est la fréquence de résonance du circuit de mise à feu. L'une des bornes de l'initiateur est reliée à un dépôt superficiel de matière conductrice (7) ap­pliqué sur tout ou partie de la surface externe de la charge propulsive.
Application dans le domaine de l'artillerie.

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif d'allumage pour charges propulsives de munition ou de tout au­tre dispositif pyrotechnique tiré à partir d'une arme ou d'un lanceur.

[0002] Ce dispositif doit permettre la mise à feu de la substance pyrotechnique d'allumage sans contact mécanique en­tre la munition et l'arme, car ces contacts, étant soumis à des contraintes importantes lors des tirs en rafales, se dété­riorent rapidement.

[0003] On connaît déjà des dispositifs de mise à feu sans contact utilisant divers phénomènes physiques, par exemple acoustique (charge sous-marine), optique ou électro-magnéti­que. Un système couramment utilisé et proposé dans le brevet FR-A-2 438 820, surtout pour les armes de gros calibre, est un système utilisant le champ magnétique créé par un bobinage lié à l'arme pour créer un courant induit dans une bobine liée à la munition, bobine alimentant elle-même l'initiateur électri­que. L'inconvénient majeur de ces dispositifs à bobine d'induction est de nécessiter un grand nombre de spires pour pouvoir être utilisés avec une alimentation basse fréquence, permettant la réalisation d'un bouclier thermique métallique. Ce grand nombre de spires est gênant pour plusieurs raisons: d'abord, il rend délicat la fabrication des bobines ainsi que leur enrobage ; ensuite dans le cas d'une utilisation avec une munition à douille combustible, la disparition et la combusti­bilité de la bobine liée à la munition n'est pas aisément as­surée. De plus, la munition présente alors une grande susceptibilité aux rayonnements électromagnétiques.

[0004] Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de mise à feu sans contact, facile à réaliser, fia­ble, dont les éléments internes à la munition sont en grande partie combustibles.

[0005] L'invention a donc pour objet un dispositif d'allumage pour charge propulsive d'une munition tirée à par­tir d'une arme, constitué par un générateur de tension alter­native alimentant un circuit de mise à feu comprenant une ou plusieurs capacités et un initiateur électrique, caractérisé en ce que au moins une des liaisons électriques entre l'initiateur et le générateur est constituée par une capacité, dite capacité de liaison, dont une armature appartient à la munition et dont l'autre armature est solidaire de l'arme, et en ce que la fréquence de la tension alternative délivrée par le générateur est la fréquence de résonance du circuit de mise à feu.

[0006] L'une des bornes de l'initiateur est reliée à un dé­pôt superficiel de matière conductrice appliqué sur tout ou partie de la surface externe de la charge propulsive.

[0007] Un écran de conducteurs très fins relié à la masse de l'arme est interposé entre les deux armatures de la capa­cité de liaison.

[0008] La partie du circuit de mise à feu intégrée dans la charge propulsive de la munition comporte au moins un élément inductif.

[0009] Appliqué à l'allumage de charges propulsives de mu­nitions tirées à partir d'une arme comportant une culasse mo­bile, la liaison électrique entre le générateur, la pièce mobile et la munition est réalisée par des capacités, l'armature étant solidaire de la culasse mobile et l'armature étant intégrée à l'arme.

[0010] Appliqué à l'allumage de charges propulsives de mu­nitions tirées à partir d'une arme comportant une pièce mobi­le, la liaison électrique entre le générateur et la pièce mobile est réalisée par des inductances.

[0011] Un avantage du dispositif selon l'invention réside dans le fait qu'il est facilement transposable d'une munition de gros calibre à une munition de moyen calibre ainsi qu'à tout autre dispositif pyrotechique.

[0012] D'autres avantages que procurent l'invention appa­raîtront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard d'un dessin qui représente, à titre illustra­tif, un mode d'exécution de l'invention:

- la figure 1 représente le schéma de principe d'un dispositif d'allumage pour charges propulsives selon l'invention,

- la figure 2 représente un mode de réalisation d'une inductance interne à la munition selon l'invention,

- la figure 3 représente un autre mode de réalisa­tion d'une inductance interne à la munition,

- les figures 4a et 4b représentent un mode de réa­lisation de l'écran électrostatique selon l'invention,

- la figure 5 représente le schéma de principe d'un dispositif d'allumage pour charge propulsive de munition tirée à partir d'une arme comportant une pièce mobile ; les liaisons électriques entre le générateur, la pièce mobile et la muni­tion étant réalisées par capacité,

- la figure 6 représente le schéma de principe d'un dispositif d'allumage pour charge propulsive ; les liaisons électriques entre le générateur, la pièce mobile et la muni­tion étant réalisées par induction.

[0013] La figure 1 représente le schéma de principe du dis­positif d'allumage pour charge propulsive selon l'invention, dans lequel la munition est tirée à l'aide d'un canon.

[0014] L'arme comprend notamment un tube de canon 1, une culasse de fermeture 2, une munition 3 placée dans une chambre de propulsion 11. Le circuit de mise à feu de la munition com­prend une capacité ou condensateur 4, un initiateur élecrique 6 alimenté par un générateur 10 et se refermant sur une masse 8. Une des bornes 10a du générateur 10 de tension alternative est reliée électriquement à une armature 4a du condensateur. Cette armature 4a est intégrée dans la culasse 2 et noyée dans un matériau diéletrique 5 connu sous la dénomination "Durestos", ou un autre type de matériau composite, ou encore une céramique. La deuxième armature 4b de ce condensateur est intégrée à la munition 3 et est reliée à une des bornes 6a de l'initiateur électrique 6.

[0015] L'autre borne 6b de l'initiateur est reliée élec­triquement à un revêtement conducteur 7, par l'intermédiaire d'une liaison 9. Ce revêtement recouvre la périphérie de la munition 3.

[0016] Lorsque la munition 3 est introduite dans l'arme, le revêtement conducteur 7 est en contact avec la surface interne de la chambre 11 ; le circuit électrique se referme ainsi par la masse métallique du tube 1, le tube étant lui-même relié électriquement à la masse 8 de l'arme, la borne 10b du généra­teur 10 étant également reliée à la masse de l'arme 8.

[0017] Le générateur 10 comporte un oscillateur accordé sur les éléments du circuit électrique de mise à feu de façon à obtenir un transfert optimal de l'énergie électrique per­mettant une mise à feu sans contact mécanique entre le géné­rateur 10 et l'initiateur électrique 6. Autrement dit, la fréquence de la tension alternative délivrée par ce générateur est égale à la fréquence de résonance du circuit de mise à feu.

[0018] Le générateur 10 sera avantageusement choisi de ma­nière à délivrer une tension à haute fréquence de l'ordre de la dizaine de Mégahertz. Il est à noter que si la fermeture du circuit peut se réaliser par un bon contact entre tout ou par­tie du revêtement conducteur 7 et de la chambre de propulsion 11, ce contact n'est pas absolument indispensable. En effet, le revêtement 7 et la surface intérieure de la chambre 11 constituent les deux armatures d'un autre condensateur à arma­tures séparables selon l'invention.

[0019] On voit ici un autre avantage de l'invention, qui est de permettre l'initiation de la munition 3 même lorsqu'un dépôt d'impuretés (graisse ou imbrûlés) vient recouvrir la surface intérieure de la chambre 11.

[0020] Un mode particulier de réalisation de l'invention, dans le cas de l'application à une munition à douille combus­tible, consiste à obtenir le revêtement conducteur 7, par exemple par métallisation sous vide du chargement propulsif de la munition ou par dépôt de graphite, ou encore par l'applica­tion d'une peinture conductrice sur la surface extérieure de la munition. L'armature 4b du condensateur de liaison peut être réalisée suivant ces mêmes technologies. Les éléments conducteurs de la munition obtenus par ces procédés peuvent ainsi être entièrement combustibles.

[0021] Pour éviter une trop grande susceptibilité du dispo­sitif à un environnement électromagnétique perturbateur, il est possible d'adjoindre des composants passifs, tels que des inductances, dans la partie du circuit de mise à feu comprise dans la munition. On peut, par exemple, intercaler une induc­tance entre la borne 6b de l'initiateur et le revêtement conducteur 7. La figure 2 montre un mode de réalisation de cette inductance sous la forme d'un enroulement en hélice cy­lindrique d'un fil conducteur 12 de faible diamètre par exem­ple quelques centièmes de mm.

[0022] La figure 3 montre un autre mode de réalisation de cette inductance, sous la forme d'une spirale conductrice pla­ne 13, cette forme se trouvant particulièrement bien adaptée à la technologie de dépôt, déjà mise en oeuvre pour le revête­ment 7 et l'armature de capacité 4b.

[0023] Pour éviter les risques d'allumage de la charge pro­pulsive par une décharge électrostatique reprise par l'armature 4b du condensateur de liaison, il est avantageux de prévoir sur la munition un écran qui se situera entre les deux armatures 4a et 4b du condensateur de liaison. Cet écran est schématisé sur les figures 4a et 4b. Un écran 14, consitué de fils fins ou de dépôts conducteurs selon de fines bandelettes du même matériau que le revêtement 7, est relié électriquement à ce dernier, et collecte les décharges électrostatiques puis les renvoie par l'intermédiaire du revêtement 7 vers la masse 8 de l'arme, sans risquer de déclencher prématurément l'initiateur.

[0024] La figure 5 représente un autre exemple de réalisa­tion d'un dispositif d'allumage pour charges propulsives selon l'invention, appliqué à une arme à culasse mobile.

[0025] Le dispositif comprend une culasse mobile 2, se déplaçant par rapport au corps de l'arme 17 et au tube de ca­non 1. Cette culasse mobile porte l'armature 4a du condensa­teur de liaison déjà décrit figure 1, et une armature 15a noyée dans un matériau diélectrique 16a reliée électriquement à cette armature 4a.

[0026] Le corps de l'arme 17 porte une autre armature 15b noyée dans un matériau diélectrique 16b. Cette armature 15b est reliée électriquement à la borne 10a du générateur 10.

[0027] Les armatures 15a et 15b constituent un condensateur permettant une liaison électrique sans contact entre le géné­rateur et l'armature 4a du condensateur de liaison uniquement quand la culasse est fermée.

[0028] La figure 6 représente un autre exemple d'un dispo­sitif d'allumage pour charges propulsives appliqué à une arme à culasse mobile.

[0029] La culasse mobile 2 porte l'armature 4a du condensa­teur de liaison. Cette armature est reliée électriquement à une borne 18a d'une inductance 18, noyée dans un matériau iso­lant 21, lui-même logé dans la culasse mobile 2. Une deuxième borne 18b de cet inductance 18 est reliée à la masse 8 de l'arme.

[0030] Le corps de l'arme 17 porte une inductance 19, noyée dans un matériau isolant 20. Les bornes de cette inductance sont reliées aux bornes 10a et 10b du générateur 10.

[0031] Quand la culasse est fermée, les deux inductances 18 et 19 sont en regard l'une de l'autre et le courant alternatif débité par le générateur 10 dans l'inductance 19 fait naître un courant alternatif induit dans l'inductance 18 et donc à travers le condensateur de liaison et l'initiateur ; le cir­cuit induit est refermé par la liaison d'une borne de l'in­ductance 18 à la masse 8 de l'arme, elle-même reliée au revêtement conducteur 7 et à une des bornes de l'initiateur comme décrit précédemment.

[0032] Les deux inductances 18 et 19 permettent donc de réaliser une liaison sans contact entre le générateur et l'ar­mature 4a du condensateur de liaison uniquement quand la culasse est fermée.

[0033] Il est bien entendu que les modes de réalisation dé­crits ci-dessus ne sont pas limitatifs de l'invention ; un tel dispositif d'allumage capacitif pouvant être réalisé avec des armatures de condensateur par exemple cylindriques, une arma­ture étant constituée par le tube du canon, l'autre étant coaxiale à la première et intégrée à la munition.

[0034] Le dispositif d'allumage par capacité de liaison n'est pas limité aux armes à culasse mobile ou fixe ; il peut être appliqué à l'initiation de roquettes, de missiles ou de toute charge explosive.

Revendications

1 - Dispositif d'allumage pour charge propulsive d'une munition (3) tirée à partir d'une arme (1), constitué par un générateur de tension alternative (10) alimentant un circuit de mise à feu comprenant une ou plusieurs capacités et un initiateur électrique (6), caractérisé en ce que au moins une des liaisons électriques entre l'initiateur et le généra­teur est constituée par une capacité (4), dite capacité de liaison, dont une armature (4b) appartient à la munition (3) et dont l'autre armature (4a) est solidaire de l'arme (1), et en ce que la fréquence de la tension alternative délivrée par le générateur (10) est la fréquence de résonance du circuit de mise à feu.

2 - Dispositif d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des bornes de l'initiateur est reliée à un dépôt superficiel de matière conductrice (7) apli­qué sur tout ou partie de la surface externe de la charge pro­pulsive.

3 - Dispositif d'allumage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un écran de conducteurs très fins (14) relié à la masse de l'arme (8) est interposé entre les deux armatures (4a, 4b) de la capacité de liaison.

4 - Dispositif d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie du cir­cuit de mise à feu intégrée dans la charge propulsive de la munition comporte au moins un élément inductif (12, 13).

5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, appliqué à l'allumage de charges propulsives de munitions ti­rées à partir d'une arme comportant une culasse mobile (2), caractérisé en ce que la liaison électrique entre le généra­teur (10), la pièce mobile (2) et la munition (3) est réalisée par des capacités (15a, 15b), l'armature (15a) étant solidaire de la culasse mobile (2) et l'armature (15b) étant intégrée à l'arme.

6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, appliqué à l'allumage de charges propulsives de munitions ti­rées à partir d'une arme comportant une pièce mobile, carac­térisé en ce que la liaison électrique entre le générateur (10) et la pièce mobile (2) est réalisée par des inductances (18, 19).

Dessins