Dispositif électropyrotechnique destiné à déclencher le fonctionnement d'un générateur de gaz

Description

[0001] L'invention concerne un dispositif électropyrotechnique destiné à déclencher le fonctionnement d'un générateur de gaz.

[0002] Une des applications de ces dispositifs se trouve par exemple dans le domaine de l'éjection des sous-munitions air-sol à partir d'un cargo faisant appel à l'utilisation de gaz formés par des générateurs à poudre. Des difficultés apparaissent lorsque le nombre de générateurs de gaz s'accroît, notamment au niveau de la fiabilité, car les précautions nécessaires pour assurer un taux de fiabilité acceptable deviennent alors très coûteuses en coût et en place.

[0003] Ces deux exigences, augmentation de la fiabilité et diminution de l'encombrement et du poids, ont conduit la Demanderesse, et c'est le but de l'invention, à agencer une combinaison optimisée de moyens.

[0004] Il est connu, d'après le document US-A-3.945.322, des dispositifs TBI, TBI étant les initiales anglo-saxonnes de Through-Bulkead explosion Initiation, ces dispositifs comprenant une cavité amont contenant un explosif donneur qui engendre, sous l'effet d'une détonation, une onde de choc, laquelle onde de choc traverse une paroi ou barrière étanche pour venir initier un explosif receveur contenu dans une chambre aval.

[0005] La présente invention a pour objet un dispositif électropyrotechnique tel que décrit dans les revendications 1 à 8.

[0006] L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles :

• les figures 1 et 2 sont des coupes selon deux plans orthogonaux d'un dispositif selon l'invention ;
• la figure 3 est un autre exemple de mise en oeuvre d'une combinaison électropyrotechnique conforme à l'invention ;
• la figure 4 est un exemple illustrant le profil d'un pain de poudre servant au chargement des générateurs de gaz équipés d'une combinaison électropyrotechnique selon l'invention ;
• la figure 5 est une illustration d'une grille servant au chargement des générateurs de gaz.

[0007] Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les mêmes références dans toutes les figures.

[0008] Comme le montrent les figures 1 et 2, un dispositif électropyrotechnique (E) selon l'invention est essentiellement constitué, pour sa partie allumage, d'une amorce à couche projetée (1), plus connue sous la terminologie anglosaxonne de "EFI" (Exploding Foil Initiator).Celui-ci engendre une détonation dans une cavité amont (Ca) qui contient un explosif secondaire donneur (2). Quand ce dernier détone, il engendre une onde de choc qui se propage à travers une barrière étanche (3) vers une chambre aval (Ch) contenant un explosif secondaire récepteur (4), capable en détonant de provoquer des flammes qui, à leur tour, provoquent la combustion du chargement de poudre (P) du générateur de gaz (g) concerné. L'allumeur du générateur de gaz est ainsi assuré, conformément à l'invention, au moyen de la combinaison d'un EFI et d'un IFOC (Inflammateur fonctionnant par onde de choc).

[0009] Une telle combinaison présente l'avantage d'éviter la mise en place dans la chaîne pyrotechnique, comme c'est le cas dans l'art connu, de moyens de sécurité entre les inflammateurs classiques et les charges pyrotechniques. En outre, on évite ainsi l'introduction de moyens électriques à l'intérieur des générateurs de gaz.

[0010] La mise en oeuvre d'un tel dispositif électropyrotechnique (E) selon l'invention est, selon une autre caractéristique de l'invention, intégrable au moins partiellement dans la structure même du générateur de gaz (g). Il en résulte un produit fini compact et sûr.

[0011] Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif décrit est constitué d'un allumeur tel que décrit ci-dessus, capable d'assurer le démarrage correct de la combustion, d'un chargement de propergol à double base ayant un profil et des caractéristiques de combustion tels que la pression se maintienne à une valeur quasi-constante durant toute la durée de la combustion. Un pallet (22) de fermeture est mis en place pour fermer la chambre (ch) de l'IFOC.

[0012] Selon un exemple de réalisation et comme cela est illustré au moyen des figures 1 et 2, le chargement de poudre (P) est réalisé à l'intérieur d'une virole (10) dont le fond avant (15) est hémisphérique et dont le fond arrière (16) qui porte les tuyères (12, 13), est rendu solidaire de la virole (10) au moyen par exemple d'un pas de vis (14). Ce fond arrière (16) a la forme d'un tronc de cône convergent, les tuyères (12) et 13 débouchant dans la paroi latérale de ce tronc de cône. Dans l'exemple décrit, les tuyères sont au nombre de deux, diamétralement opposées, mais ce nombre n'est pas limitatif.

[0013] L'élément de fermeture (21) du fond arrière (16) présente au niveau du sommet du tronc de cône deux alésages disposés tête-bêche, l'un délimite le volume de la chambre aval (Ch) contenant l'explosif secondaire récepteur (4), l'autre le volume de la cavité (Ca) contenant l'explosif secondaire donneur (2); une zone de l'élément de fermeture (21) constitue la barrière étanche (3) de l'IFOC, barrière capable de permettre la propagation de l'onde de choc tout en présentant des qualités de résistance mécanique suffisante.

[0014] Le fond arrière (16) est coiffé d'un boîtier en matière plastique métallisée étanche (17) dont le fond (18) est lui aussi en forme de tronc de cône, complémentaire du tronc de cône convergent défini précédemment.

[0015] Les deux extrémités de ces deux troncs de cônes s'emboîtent l'une dans l'autre, emprisonnant la cavité (Ca) contenant l'explosif secondaire donneur (2). Le couvercle (30) de ce boîtier (17) maintient en position l'EFI (1) posé sur le sommet du tronc de cône du boîtier (17). Ce dernier contient l'électronique de commande (non représentée) qui est alimentée à travers sa paroi, via des filtres (31) et des moyens de traversée étanche (37), au moyen d'une liaison électrique (32) elle-même reliée à un séquenceur non représenté. Ce boîtier (17) est posé sur un coussin (33) jouant le rôle d'amortisseur tandis qu'un jeu de joints (34) assure l'étanchéité à tous les niveaux. Le boîtier est réalisé par exemple en matière plastique métallisée et constitue un logement idéal pour l'électronique de commande de l'EFl (1).

[0016] Le tout est fermé par un capot (35) rendu solidaire du fond arrière (16) par tous moyens connus tels qu'un système de vis (40). On a représenté sur ces figures un seul générateur mais, comme cela a été dit précédemment, l'invention s'applique plus particulièrement lorsque ces générateurs sont regroupés en batterie.

[0017] La figure 3 illustre un autre exemple de réalisation de la combinaison (EFI-IFOC) intégré dans le fond arrière (16) porte-tuyères. On y retrouve comme précédemment les deux alésages délimitant la cavité amont (Ca), la chambre aval (Ch) et la barrière étanche (3), mais dans cette forme de réalisation, l'EFI (1) est directement rendu solidaire du fond arrière (16) porte-tuyères, au moyen par exemple d'un filetage (60). Une telle architecture contribue à rendre l'ensemble encore plus compact.

[0018] Comme le montrent la figure 4 et la figure 5, le chargement de propergol est constitué de sept pains de poudre (P) dont le profil de combustion est en étoile (figure 3). Ces pains de poudre (propergol à double base) sont maintenus à l'aide de deux grilles métalliques (50) munies de griffes de coincement (55) et d'éléments d'écartement (56).

[0019] Comme cela a déjà été dit précédemment dans une architecture telle que décrite conformément à l'invention, on assure un allumage du propergol, dont la combustion se fait à pression constante, sans devoir introduire de moyens électriques à l'intérieur de la charge. L'allumage nécessite la mise en oeuvre uniquement d'explosifs secondaires, ce qui contribue à la fiabilité du dispositif. Le fait de faire appel à la combinaison d'un EFI et d'un IFOC permet en outre d'intégrer ces moyens ainsi que les moyens de commande électronique de l'EFI (1) à l'intérieur de la structure générale du générateur de gaz (g) et ceci sans risque de passage de gaz étant donné l'existence du capot (35) d'une part et de l'élément de fermeture (21) d'autre part, élément qui assure une seconde fonction, à savoir celle de propager l'onde de choc au niveau de la barrière étanche (3) de l'IFOC.

[0020] Les moyens de commande électronique sont compactés au maximum à l'intérieur d'un boîtier lui-même situé à l'intérieur de la structure générale du générateur de gaz.

[0021] L'invention s'applique chaque fois qu'une batterie de générateurs est mise en oeuvre, comme c'est le cas dans le domaine de l'éjection des sous-munitions air-sol à partir d'un cargo.

Revendications

1. Dispositif électropyrotechnique destiné à déclencher le fonctionnement d'un générateur à poudre (P), le dispositif étant du type comprenant une cavité amont (Ca) contenant un explosif donneur (2) qui engendre, sous l'effet d'une détonation, une onde de choc, laquelle onde de choc traverse une barrière étanche (3) pour venir initier un explosif récepteur (4) contenu dans une chambre aval (Ch), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une amorce à couche projetée (1) dite EFI engendrant, lorsqu'elle est initiée, une détonation dans la cavité amont (Ca) et positionnée en vis-à-vis de la cavité amont (Ca), en ce que l'explosif donneur (2) est un explosif secondaire et l'explosif récepteur (4) est un explosif secondaire dit IFOC, capable en détonant sous l'action de l'onde de choc, de provoquer des flammes entraînant le déclenchement du générateur de poudre (P),
et en ce que, le générateur étant placé à l'intérieur d'une virole (10) possédant un fond avant (15) et un fond arrière (16),

- La chambre aval (Ch) est réalisée dans un premier alésage d'un élément de fermeture (21) du fond arrière (16) de la virole qui a une forme d'un tronc de cône, des tuyères (12, 13) débouchant dans la paroi latérale du fond arrière (16) ;

- La cavité amont (Ca) est réalisée dans un deuxième alésage disposé tête-bêche par rapport au premier alésage et séparé de ce dernier par la barrière étanche, celle-ci étant constituée par une zone de l'élément de fermeture (21) du fond arrière (16) de la virole (10) ;

- Un boîtier (17), ayant un fond (18) en forme de tronc de cône complémentaire du tronc de cône du fond arrière (16) de la virole (10), coiffe ce fond arrière (16).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (17) possède un couvercle (30) qui enserre l'EFI (1) disposé entre ce couvercle et le sommet du tronc de cône du boîtier (17).

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'EFI est rendu solidaire du sommet du fond arrière (16) de la virole (10).

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une électronique de commande de l'EFI (1) est contenue à l'intérieur du boîtier (17).

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un capot (35) recouvre l'ensemble constitué par le boîtier (17), l'EFI (1), l'IFOC, la virole (10) et le fond arrière (16).

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un chargement de la virole (10) est réalisé au moyen d'une pluralité de pains de poudre (P) à double base dont un profil en étoile et une composition assurent une pression quasi-constante durant le temps de combustion.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les pains de poudre (P) sont maintenus par un couple de grilles métalliques (50).

8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au mois deux tuyères diamétralement opposées débouchent dans la paroi latérale du fond arrière (16).

Ansprüche

1. Elektropyrotechnische Vorrichtung zum Auslösen eines mit Pulver (P) arbeitenden Generators, wobei die Vorrichtung eine vordere Kammer (Ca) mit einem steuernden Explosivstoff (2) enthält, der aufgrund einer Detonation eine Stoßwelle erzeugt, die eine dichte Barriere (3) durchquert und einen gesteuerten Explosivstoff in einer hinteren Kammer (Ch) auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen EFI-Zünder (1) besitzt (EFI = Exploding Foil Initiator = Zünder mit explodierender Folie), der bei der Zündung eine Detonation in der vorderen Kammer (Ca) erzeugt und gegenüber der vorderen Kammer (Ca) liegt, daß der steuernde Explosivstoff (2) ein Sekundärexplosivstoff und der gesteuerte Explosivstoff (4) ein sekundärer IFOC-Explosivstoff (IFOC = Explosivstoff mit Stoßwellenauslösung) ist, der bei der Detonation unter der Wirkung der Stoßwelle Flammen hervorruft, die die Auslösung des mit Pulver (P) arbeitenden Generators nach sich zieht, und daß der Generator in einem mit einem vorderen Boden (15) und einem hinteren Boden (16) versehenen Mantelring (10) untergebracht ist und

- die hintere Kammer (Ch) in einer ersten Bohrung eines Verschlußelements (21) des hinteren Mantelringbodens (16) ausgebildet ist, der Kegelstumpfform besitzt, wobei Düsen (12, 13) in der Seitenwand des hinteren Bodens (16) münden,

- die vordere Kammer (Ca) in einer zweiten Bohrung ausgebildet ist, die der ersten Bohrung entgegengerichtet und gegen diese durch die dichte Barriere getrennt ist, wobei letztere von einer Zone des Verschlußelements (21) des hinteren Bodens (16) des Mantelrings (10) gebildet wird,

- ein Gehäuse (17) mit einem Boden (18), dessen Form der Kegelstumpfform des hinteren Bodens (16) des Mantelrings (10) komplementär ist, diesen hinteren Boden (16) bedeckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (17) einen Deckel (30) aufweist, der den EFI-Zünder (1) einklemmt, der zwischen diesem Deckel und dem Scheitel des Kegelstumpfs des Gehäuses (17) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der EFI-Zünder mit dem Scheitel des hinteren Bodens (16) des Mantelrings (10) fest verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerelektronik des EFI-Zünders (1) in dem Gehäuse (17) enthalten ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kappe (35) die von dem Gehäuse (17), dem EFI-Zünder, dem IFOC-Explosivstoff, dem Mantelring (10) und dem hinteren Boden gebildete Einheit bedeckt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelring (10) mit einer Vielzahl von zweibasischen Pulverkuchen (P) geladen wird, die ein sternförmiges Profil und eine Zusammensetzung besitzen, die einen praktisch konstanten Druck während der Brennzeit gewährleisten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverkuchen (P) durch ein Metallgitterpaar (50) gehalten werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Düsen einander diametral gegenüberliegend in der Seitenwand des hinteren Bodens (16) münden.

Claims

1. Electropyrotechnic device intended to trigger the operation of a powder generator (P) the device being of the type comprising an upstream cavity (Ca) containing a donor explosive (2) which generates, under the effect of a detonation, a shock wave, which shock wave passes through a leaktight barrier (3) in order to initiate a receiver explosive (4) contained in a downstream chamber (Ch), the said device being characterised in that it comprises an exploding foil initiator (1) (EFI) generating, when it is initiated, a detonation in the upstream cavity (Ca) and positioned opposite the upstream cavity (Ca), in that the donor explosive (2) is a secondary explosive and the receiver explosive (4) is a secondary explosive called a shock-wave igniter, capable, by detonating under the action of the shock wave, of causing flames leading to the triggering of the powder generator (P), and in that, the generator being placed inside a ferrule (10) having a front base (15) and a rear base (16),

- the downstream chamber (Ch) is made in a first bore of a closure element (21) of the rear base (16) of the ferrule which has the shape of a truncated cone, pipes (12, 13) emerging in the lateral wall of the rear base (16);

- the upstream cavity (Ca) is made in a second bore arranged head-to-tail with respect to the first bore and separated from the latter by a leaktight barrier, this barrier consisting of a zone of the closure element (21) of the rear base (16) of the ferrule (10);

- a casing (17), having a base (18) in the shape of a truncated cone complementary with the truncated cone of the rear base (16) of the ferrule (10), covers this rear base (16).

2. Device according to Claim 1, characterised in that the casing (17) has a lid (30) which holds the EFI (1) arranged between this lid and the vertex of the truncated cone of the casing (17).

3. Device according to Claim 1, characterised in that the EFI is made integral with the vertex of the rear base (16) of the ferrule (10).

4. Device according to Claim 1, characterised in that control electronics for the EFI (1) are contained inside the casing (17).

5. Device according to Claim 1, characterised in that a hood (35) covers the assembly constituted by the casing (17), the EFI (1), the shock-wave igniter, the ferrule (10) and the rear base (16).

6. Device according to Claim 1, characterised in that the ferrule (10) is loaded using a plurality of double-based powder cakes (P) whose star-shaped profile and composition ensure quasi-constant pressure during the combustion time.

7. Device according to Claim 6, characterised in that the powder cakes (P) are held by a pair of metal grids (50).

8. Device according to Claim 1, characterised in that at least two diametrically opposite pipes emerge in the lateral wall of the rear base (16).

Dessins