Dispositif de séparation pyrotechnique de deux éléments

Abstract

 La présente invention a pour objet un dispositif de séparation pyrotechnique entre deux éléments (2, 4), par exemple des éléments en forme de panneaux.
Le premier élément (2) comporte deux parties saillantes (6, 8) relièes au reste de l'élément par des zones de faible épaisseur (10, 12). Les parties saillantes (6, 8) sont fixées sur le deuxième élément (4) par des vis (30) et des écrous (32). Une enveloppe déformable (20) contenant un cordeau détonant est placée dans la cavité (16) formée par les parties saillantes (6, 8), le corps du premier élément (2) et le deuxième élément (4). Lors de la mise à feu, l'enveloppe (20) se déforme et provoque la rupture au niveau des zones de raccordement (10, 12). Les parties amincies (10, 12) se trouvant au voisinage de l'extrémité de la cavité (16) la plus éloignée du point de fixation des parties saillantes (10, 12) sur le deuxième élément (4), on a un bras de levier plus important et donc une efficacité accrue.

Description

[0001] La présente invention a pour objet un dispositif pour la séparation de deux éléments au moyen d'une charge pyrotechnique utilisable notamment pour séparer des éléments en forme de panneaux dans les engins aéronautiques ou spatiaux.

[0002] L'utilisation d'une charge pyrotechnique pour séparer des éléments d'un engin aéronautique ou spatial est connue et largement utilisée à l'heure actuelle. Par exemple, le document US-A-3 698 281 décrit un système de ce genre dans lequel la charge explosive se présente sous la forme de deux cordeaux détonants placés à l'intérieur d'une enveloppe déformable de forme oblongue, l'espace entre les cordeaux détonants et l'enveloppe étant rempli d'un matériau souple, tel que du caoutchouc par exemple. Les panneaux à séparer sont reliès l'un à l'autre par deux plaques métalliques, une sur chacune de leur face, ces plaques étant boulonnées sur les panneaux. L'enveloppe déformable est placée entre ces plaques dans un logement formé par des évidements prévus sur les plaques et qui épouse la forme de l'enveloppe. De plus, les plaques comportent, sur leurs faces opposées à ce logement, des rainures définissant une zone amincie, donc affaiblie, le long de laquelle doit se faire la fracture. Ces rainures se trouvent au niveau de la partie centrale des plaques, donc vers le milieu de la cavité dans laquelle est placée l'enveloppe déformable qui contient les cordeaux détonants. Lorsque le cordeau détonant est mis à feu, ceci provoque l'expansion de l'enveloppe déformable. Celle-ci tend à prendre une configuration circulaire, ce qui a pour effet de déformer la partie centrale des deux plaques reliant les panneaux à séparer et de provoquer la rupture le long des sections affaiblies. Si un tel dispositif donne satisfaction, il ne permet cependant de briser que des épaisseurs de tôles relativement faibles, par exemple de l'ordre d'1 mm.

[0003] La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de séparation pyrotechnique entre deux éléments, par exemple des éléments en forme de panneaux, permettant de découper une épaisseur de tôle plus importante avec une même charge d'explosif.

[0004] Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif de séparation pyrotechnique entre un premier élément et un deuxième élément à l'aide d'une charge pyrotechnique placée dans une enveloppe déformable.

[0005] De manière connue, le premier élément comporte deux parties saillantes qui définissent entre elles un certain espace, le dispositif comportant en outre des premiers moyens de fixation pour fixer le premier élément sur le deuxième par l'intermédiaire desdites parties saillantes, définissant ainsi une cavité dans laquelle est placée ladite enveloppe déformable, cette cavité ayant une première extrémité proche desdits premiers moyens de fixation et une deuxième extrémité éloignée de ces premiers moyens de fixation, et le premier élément présente des parties amincies qui se rompent lors de l'explosion de la charge pyrotechnique.

[0006] Selon l'invention, les parties amincies se trouvent approximativement au niveau de la deuxième extrémité de ladite cavité.

[0007] Ainsi, lors de la mise à feu, l'enveloppe se déforme et provoque la rupture au niveau de ces parties amincies. Comme ces dernières se trouvent au niveau de l'extrémité de la cavité la plus éloignée des premiers moyens de fixation, l'enveloppe déformable agit au moment de l'explosion sur un bras de levier relativement important correspondant à la longueur des parties saillantes : ceci permet d'avoir une meilleure efficacité, pour une charge donnée, qu'avec un dispositif tel que celui décrit dans le document US-A-3 698 281. En effet, dans ce dernier cas, les parties affaiblies des plaques de liaison se trouvent au milieu de celles-ci, donc à mi-chemin entre les fixations des plaques sur les éléments à séparer, et le bras de levier est plus faible.

[0008] Selon un mode préféré de réalisation de la présente invention, les premiers moyens de fixation comprennent au moins une vis passant à travers un trou ménagé dans chaque partie saillante et un trou ménagé dans le deuxième élément, et un écrou, le serrage de cet écrou sur la vis entraînant l'application desdites parties saillantes sur le deuxième élément. Dans ce cas, on peut prévoir en outre au moins un étrier dont une partie entoure au moins partiellement l'enveloppe déformable en étant en contact avec cette dernière et dont une autre partie comporte un trou à travers lequel peut passer la vis.

[0009] Dans le cas général où les éléments à séparer sont en forme de panneaux, le cordeau détonant et l'enveloppe déformable sont de forme allongée et il y a plusieurs dispositifs de fixation tels que celui qui vient d'être décrit avec des vis, des écrous et éventuellement des étriers, régulièrement répartis le long de la zone de séparation.

[0010] Dans un premier mode de réalisation, les parties saillantes font partie intégrante du premier élément et sont raccordées au reste de cet élément par des zones de raccordement de faible épaisseur qui constituent lesdites parties amincies.

[0011] Dans un deuxième mode de réalisation, les parties saillantes sont constituées par des plaques fixées au premier élément par des deuxièmes moyens de fixation, chacune de ces plaques présentant une zone de faible épaisseur qui constitue l'une desdites parties amincies.

[0012] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif conforme à l'invention avant la mise à feu de la charge,

- la figure 2 est une vue schématique en perspective montrant comment l'enveloppe déformable peut être maintenue à l'aide d'étriers, et

- la figure 3 est une vue semblable à la figure 1 montrant le dispositif objet de l'invention après mise à feu de la charge.

[0013] Si l'on se reporte à la figure 1, on voit les deux éléments à séparer qui portent les références 2 et 4. Dans le mode de réalisation décrit ici, le premier élément 2 comporte deux parties saillantes 6 et 8, raccordées respectivement au corps de l'élément 2 par des zones de faible épaisseur 10 et 12. Dans cet exemple, les parties saillantes 6 et 8 ne sont pas des éléments rapportés, mais font partie intégrante du corps 2, celui-ci ayant été usiné afin de réaliser les parties saillantes 6 et 8. On voit encore sur la figure 1 que l'élément 2, y compris les parties saillantes 6 et 8, présente, vu en coupe, une symétrie par rapport à un plan P perpendiculaire au plan de la figure, représenté schématiquement en traits mixtes.

[0014] D'autre part, le deuxième élément 4 présente, le long de son bord le plus proche du premier élément 2, une partie élargie 14 dont la largeur est légèrement inférieure à la largeur de la cavité 16 définie entre les parties saillantes 6 et 8. La charge pyrotechnique se présente sous la forme d'un cordeau détonant 18 placé à l'intérieur d'une enveloppe déformable 20, l'espace entre le cordeau détonant et l'enveloppe déformable étant rempli par un matériau souple 22, par exemple une gaine de caoutchouc silicone.

[0015] La gaine 22 remplit plusieurs fonctions. Tout d'abord, elle supporte et maintient le cordeau détonant 18 dans la bonne position, c'est-à-dire sensiblement suivant l'axe de symétrie de l'enveloppe 20. Dans le cas particulier décrit ici, cette enveloppe présente deux parties aplaties reliées par des parties semi-circulaires, mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en lui donnant une autre forme, ovale par exemple. De plus, si on utilise du caoutchouc silicone, celui-ci se comporte comme un isolant thermique et protège le cordeau 18 des brusques variations de températures que peuvent subir les composants d'un engin spatial. Enfin, les qualités d'amortissement du caoutchouc protègent le cordeau détonant des chocs externes auxquels un vaisseau spatial peut être soumis au moment du départ ou lors de la mise à feu de certains moteurs de propulsion.

[0016] Dans le cas particulier décrit ici, il n'y a qu'un seul cordeau détonant 18, mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en en mettant plusieurs, deux par exemple, afin que le deuxième puisse fonctionner en cas de défaillance du premier. Dans ce cas, la gaine souple 22 a aussi pour rôle d'empêcher la mise à feu du deuxième cordeau par les ondes de choc dues à l'explosion du premier.

[0017] Les figures 1 et 2 montrent également les moyens de fixation du premier élément 2 sur le deuxième élément 4 par l'intermédiaire des parties saillantes 6 et 8. On voit que ces dernières présentent, à leurs extrémités opposées aux zones de raccordement 10 et 12, des trous 24 et 26 respectivement, qui peuvent être alignés avec un trou 28 ménagé dans la partie élargie 14 de l'élément 4, ces différents trous étant de même diamètre. Une vis 30 passe dans les trous 24, 28 et 26 et elle est maintenue par un écrou 32, le serrage de l'écrou 32 sur la vis 30 ayant pour effet d'appliquer les parties saillantes 6 et 8 du premier élément sur la partie élargie 14 du deuxième élément. Eventuellement, on peut placer une douille 34 à l'intérieur du passage formé par les trous 24, 28 et 26, afin de mieux ajuster la vis 30.

[0018] On voit encore sur les figures 1 et 2 que le dispositif de fixation peut être complété à l'aide d'un ou plusieurs étriers tels que 36, répartis de place en place le long de l'enveloppe déformable 20. Ceux-ci peuvent être réalisés en tout matériau ductile tel que de l'acier doux.

[0019] On voit sur la figure 2 que chaque étrier 36 se compose d'une partie supérieure 38 en forme de demi-cercle prolongée par deux branches 40 et 42. La partie supérieure 38 se trouve en contact avec la partie supérieure de l'enveloppe déformable 20 qui est, elle aussi, en forme de demi-cercle. Quant aux branches 40 et 42, elles sont sensiblement parallèles et leur écartement est tel qu'elles peuvent être placées entre la face interne des parties saillantes 6 et 8 et la face externe de la partie élargie 14 de l'élément 4 (figure 1). Les branches 40 et 42 de l'étrier 36 comportent en outre des trous 44 et 46 respectivement (figure 2) de même diamètre que les trous 24, 26 et 28, la vis 30 passant également à travers les trous 44 et 46.

[0020] Si l'on se reporte à nouveau à la figure 1, on voit que l'enveloppe déformable 20 est maintenue contre les faces internes de chaque partie saillante 6 et 8, contre la paroi de la cavité 16 située du côté du corps de l'élément 2 et, enfin, contre un bossage 48 prévu sur la partie élargie 14 de l'élément 4. Cette disposition fait que l'enveloppe 20 est tenue de tous les côtés, mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant un montage équivalent, pourvu que l'enveloppe 20 soit maintenue de façon à ce que l'énergie de l'explosion provoque la déchirure au niveau des zones de raccordement 10 et 12.

[0021] On va maintenant décrire le fonctionnement de ce dispositif en référence à la figure 3. Lors de la mise à feu, le cordeau détonant 18 explose et l'énergie de l'explosion est transmise à travers la gaine souple 22 jusqu'à l'enveloppe déformable. Celle-ci se déforme donc et tend à prendre une section plus ou moins circulaire. Un effort est donc exercé sur les faces internes des parties saillantes 6 et 8, sensiblement perpendiculairement à ces faces. Les parties saillantes 6 et 8 subissent un couple et ont tendance à pivoter autour d'une zone voisine de leur extrémité maintenue contre l'élément 4 (zones 6a et 8a sur la figure 3). C'est à l'extrémité des parties saillantes 6 et 8 la plus éloignée de la vis 30 que s'exerce le couple le plus important, c'est-à-dire au niveau des zones de raccordement 10 et 12 car c'est là que le bras de levier est le plus important. C'est donc à cet endroit que se fait la rupture.

[0022] Ainsi, le dispositif objet de l'invention présente des avantages intéressants dont le principal est qu'il permet, pour une masse d'explosif donnée, de couper une épaisseur de tôle plus importante qu'avec les dispositifs de l'art antérieur. Des essais comparatifs ont été réalisés avec un dispositif conforme à celui décrit dans le document US-A-3 698 281 et avec un dispositif conforme à celui de l'invention, tel qu'illustré à la figure 1. Dans le premier cas, on n'a pu couper qu'un ensemble de deux tôles d'épaisseur faible, c'est-à-dire pour chacune de l'ordre de 0,85 mm, tandis qu'avec le dispositif de l'invention, on a pu découper un élément dans lequel les zones amincies 10 et 12 avaient chacune une épaisseur de 1,70 mm, soit une capacité de découpage doublée.

[0023] Les zones 10 et 12 peuvent donc avoir une épaisseur relativement importante, ce qui contribue à maintenir la rigidité de l'ensemble de l'élément 2.

[0024] Enfin, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais qu'on peut envisager des variantes sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Par exemple, les parties saillantes peuvent faire partie intégrante du premier élément, comme dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, mais peuvent aussi être réalisées sous forme de plaques indépendantes. Dans ce cas, les plaques sont fixées au premier élément par des deuxièmes moyens de fixation, qui peuvent être identiques aux premiers. Chaque plaque présente une face externe et une face interne, les faces internes des plaques constituant des parois de la cavité contenant l'enveloppe déformable. Les plaques comportent des gorges ou rainures longitudinales (c'est-à-dire sensiblement parallèles au cordeau détonant) ménagées à partir de leur face externe et situées approximativement au niveau de la deuxième extrémité de la cavité. Les parties amincies sont alors constituées par les zones se trouvant entre le fond des gorges et la face interne des plaques.

Revendications

1. Dispositif de séparation pyrotechnique entre un premier élément (2) et un deuxième élément (4) à l'aide d'une charge pyrotechnique (18) placée dans une enveloppe déformable (20), le premier élément (2) comportant deux parties saillantes (6, 8) qui définissent entre elles un certain espace, le dispositif comportant en outre des premiers moyens de fixation (30, 32) pour fixer le premier élément (2) sur le deuxième (4) par l'intermédiaire desdites parties saillantes (6, 8), définissant ainsi une cavité (16) dans laquelle est placée ladite enveloppe déformable (20), cette cavité (16) ayant une première extrémité proche desdits premiers moyens de fixation (30, 32) et une deuxième extrémité éloignée de ces premiers moyens de fixation, le premier élément (2) présentant des parties amincies (10, 12) qui se rompent lors de l'explosion de la charge pyrotechnique (18), caractérisé en ce que lesdites parties amincies (6, 8) se trouvent approximativement au niveau de la deuxième extrémité de ladite cavité (16).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens de fixation comprennent au moins une vis (30) passant à travers un trou (24, 26) ménagé dans chaque partie saillante (6, 8) et un trou (28) ménagé dans le deuxième élément (4), et un écrou (32), le serrage de cet écrou (32) sur la vis (30) entraînant l'application desdites parties saillantes sur le deuxième élément (4).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premiers moyens de fixation comprennent en outre au moins un étrier (36) dont une partie entoure au moins partiellement l'enveloppe déformable (20) en étant en contact avec cette dernière et dont une autre partie comporte un trou (44) à travers lequel peut passer ladite vis (30).

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites parties saillantes (6, 8) font partie intégrante du premier élément (2) et sont raccordées au reste de cet élément (2) par des zones de raccordement de faible épaisseur qui constituent lesdites parties amincies (10, 12).

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites parties saillantes (6, 8) sont constituées par des plaques fixées au premier élément par des deuxièmes moyens de fixation, chacune de ces plaques présentant une zone de faible épaisseur qui constitue l'une desdites parties amincies (10, 12).

Dessins