EP0592292A1 - Amorce électrique à composition conductrice - Google Patents

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EP0592292A1
EP0592292A1 EP93402426A EP93402426A EP0592292A1 EP 0592292 A1 EP0592292 A1 EP 0592292A1 EP 93402426 A EP93402426 A EP 93402426A EP 93402426 A EP93402426 A EP 93402426A EP 0592292 A1 EP0592292 A1 EP 0592292A1
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EP
European Patent Office
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primer
conductive
electrical
resistive element
resistance
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EP93402426A
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German (de)
English (en)
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EP0592292B1 (fr
Inventor
Guy Lagofun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giat Industries SA
Original Assignee
Giat Industries SA
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Publication date
Application filed by Giat Industries SA filed Critical Giat Industries SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/12—Primers; Detonators electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/18—Safety initiators resistant to premature firing by static electricity or stray currents
    • F42B3/182—Safety initiators resistant to premature firing by static electricity or stray currents having shunting means

Definitions

  • the field of the present invention is that of electrical primers comprising a conductive pyrotechnic composition.
  • WO90 / 14572 describes an electrical primer with conductive composition more particularly intended for automotive safety applications.
  • a layer of carbon is deposited between the electrodes in order to improve the behavior of the primer with respect to electromagnetic radiation and electrostatic discharges.
  • the carbon layer isolates the conductive composition from the central contact pad and therefore has the effect of directly initiating the composition by heating.
  • Such a primer is of the type with a resistive heating element, it therefore does not have the simplicity of implementation of the primers with conductive composition in which it is the pyrotechnic composition itself which constitutes the heating element.
  • this primer comprises a conductive pyrotechnic composition of the metal / oxidizing type and which is therefore devoid of primary explosive.
  • the conductive composition proposed by this patent is less sensitive than a pyrotechnic composition based on primary explosive. It therefore has a much longer operating time, which makes it unusable in military applications, in particular in priming ammunition at high rates of fire.
  • Patent FR7826751 proposes to have a resistive element connected to the electrodes of the primer, in parallel with the conductive composition.
  • Such an arrangement makes it possible to increase the reliability of the primers with conductive composition by limiting the dispersion of the values of the electrical resistances of the primers of the same manufacturing batch.
  • This patent recommends the use of a resistive element whose resistance is between 0.8 and 2 times that of the pyrotechnic composition. This gives a value of the equivalent resistance of the primer which is close to that of the resistance of the pyrotechnic composition but which is much more stable.
  • the conductive pyrotechnic composition used is generally a primary explosive (such as lead azide, lead trinitroresorcinate or tetrazene) mixed with particles of a conductive material such as graphite. .
  • the primer according to the invention can withstand the main existing safety tests such as the electrostatic safety test according to the MIL STD 1512 standard (method 205) (which provides for a discharge of 25 kilo Volts on a primer connected in series with a resistance 5000 ohms) or the heating test according to MIL STD 1512 (method 202) (which plans to apply for 5 minutes a current delivering 1 Ampere under 1 Watt minimum or a power of 1 Watt with a current of 1 ampere minimum).
  • This primer nevertheless remains simple in design, therefore easy to produce in series and at a lower cost, and it has a much higher operating reliability than that of primers with conductive composition according to the state of the art.
  • the invention makes it possible to obtain excellent reproducibility of the operating times.
  • the subject of the invention is an electrical primer comprising a conductive initiating pyrotechnic composition placed in contact with a useful pyrotechnic charge and two electrodes in electrical contact with the conductive pyrotechnic composition, primer also comprising a resistive element connected in parallel with the conductive pyrotechnic composition, primer characterized in that the electrical resistance of the resistive element has a non-zero value less than 0.8 times that of the static electrical resistance of the conductive pyrotechnic composition contained in the primer.
  • the resistive element will have an electrical resistance of less than 20 ohms.
  • the resistive element will have an electrical resistance between 0.5 ohms and 10 ohms, and preferably an electrical resistance of the order of 2 ohms.
  • one of the electrodes is in contact with an external envelope of the primer and the other electrode is constituted by a metallic body coaxial with the envelope, and the resistive element consists of a pinched conductive cup. between the metal body and the envelope.
  • the metal body may have a flat surface on which an insulating washer is arranged and the second electrode may consist of a metal washer in contact with the insulating washer. A cylindrical cavity created by the two washers is then filled with the conductive pyrotechnic composition.
  • the bucket can be made of plastic material loaded with conductive powder, for example thermoplastic material loaded with 3 to 10% graphite powder.
  • the conductive pyrotechnic composition will preferably contain at least one primary explosive.
  • One of the advantages of the invention is therefore to make it possible, with respect to electromagnetic radiation and electrostatic discharges, to initiate initiating components comprising primary explosives, therefore components which are in principle extremely sensitive to such environmental constraints. .
  • a primer 1 according to the invention comprises a substantially cylindrical metal casing 2 which contains a useful pyrotechnic charge 3 and a conductive pyrotechnic composition 4.
  • the payload 3 is an ignition composition of known type, for example a mixture of lead trinitroresorcinate, potassium chlorate, barium nitrate, calcium silicide and graphite in the respective proportions by mass of 48%, 28%, 12%, 10% and 2%.
  • This payload 3 is contained in a metal cell 11, the bottom of which is provided with a central opening 14.
  • a metal flake 12 closes the cell 11.
  • the conductive composition 4 is placed in contact with two electrodes 5 and 9.
  • the electrode 5 is constituted by a metal body coaxial with the envelope 2 and having a flat surface 10 in contact with the conductive composition 4.
  • the electrode 9 is a metal washer placed under the metal cell 11 and parallel to the flat surface 10. It is in electrical contact with the casing 2 via the cell 11.
  • a washer 8 made of electrically insulating material separates the metal washer 9 from the body 5.
  • the washer 8 will for example be made of epoxy resin or glass. Its dimensions are substantially identical to that of the metal washer 9.
  • the two washers 8 and 9 define a cylindrical cavity which is filled with the conductive composition 4.
  • the latter consists of an explosive of the primary type (or a mixture comprising one or more of these explosives) added with a particulate conductive material such as graphite.
  • the primary explosive may be chosen from the following compounds: mercury fulminate, lead trinitroresorcinate, lead azide or tetrazene.
  • a cup 6 of conductive material is pinched between the metal body 5 and the casing 2.
  • This cup 6 is therefore both in contact with an internal cylindrical surface 7 of the casing 2 and with the external surface of the metal body 5.
  • the cup 6 is also in contact with the external cylindrical surfaces of the washers 8 and 9.
  • the cup 6 constitutes a resistive element connected to the electrodes 5 and 9 and in parallel with the resistance formed by the conductive pyrotechnic composition 4.
  • the resistance of this cup will be different from zero and less than 0.8 times the inherent resistance of the conductive composition 4.
  • the bucket could be made of a material of the thermoplastic type, for example polyethylene terephthalate loaded with graphite.
  • thermosetting plastic loaded with graphite directly into the shell of the primer.
  • the bucket can finally be made of ceramic on which deposits of conductive or semiconductor materials will be produced, carrying out electrical bridging between the metal body 5 and the casing 2.
  • the proportion by mass of graphite will preferably be chosen between 3 and 10% of the total mass of the bucket.
  • compositions used in the primers with conductive composition have a resistivity such that the static resistance of the composition contained in the primer is between 30 and 300 ohms. These values ensure in principle a certain non-operation for voltages from 6 to 10 volts.
  • the preferred value for the resistance of the bucket will be the lowest compatible with the electrical supply of the firing generator of the weapon, ie practically a resistance comprised between 1 and 2.5 ohms.
  • the electrical energy supplied by a generator is divided between the two resistors, the lowest resistance absorbing the maximum of energy.
  • the conductive composition absorbs the quantity of energy which it needs to be initiated, regardless of the value of the weak resistance which is mounted in parallel. Quite constant operating times are thus obtained for resistance values placed in parallel which vary from 2 to 20 ohms.
  • the resistive element of low resistance which is mounted in parallel therefore does not affect operation. However, it makes it more resistant, both to electrostatic discharges and to overheating by the Joule effect.
  • the resistive element also makes it possible to limit the dispersions of the values of the resistances to a level substantially equivalent to that of a filament primer.
  • Table 1 gives the values of equivalent resistances (Rr in Ohms), measured with a measurement current between 0.5 and 1 milliamps. These equivalent resistance values are given as a function of the values of the resistors connected in parallel (Rs in Ohms). The table also gives the standard deviations, the manipulations being carried out in each case with batches of 20 primers. The last column of the table gives for memory the values measured for a primer with conductive composition devoid of resistance mounted in parallel. Table 1. Rs ( ⁇ ) 1 2 5 8 10 15 20 Absent Rr ( ⁇ ) 0.98 1.92 4.67 7.05 8.58 12.21 15.83 65 to 85 3 ⁇ / Rr (%) 1.5 2.3 1.9 5.4 5.9 11.5 11.1 50 to 90
  • Table 2 gives, as a function of the values of the resistors connected in parallel (Rs in Ohms), the values of the operating times Tt (in microseconds), that is to say the times separating the electrical supply from the initiation primer (judged by the appearance of the first glow at the exit of the component). It also gives the associated standard deviations for lots of 20 primers for each manipulation as well as the number of initiation misfires.
  • the power supply at 27 Volts is provided by a firing capacity of 23 micro Farad.
  • this operation is certain for relatively low values of the resistance connected in parallel and for a relatively low ignition voltage (27 volts).
  • the first column corresponds to a primer according to the state of the art (without resistive element mounted in parallel).
  • Table 4 Rs ( ⁇ ) absent 20 15 10 8 5 2 1 25 kV 20/20 9/20 8/20 3/20 2/20 0/20 0/20 0/20 20 kV 20/20 7/20 1/20 1/20 0/20 15 kV 19/20 2/20 0/20 0/20 10 kV 10/20 0/20
  • the cup 6 has a large contact surface both with the metal body 5 and with the casing 2, which has the effect of reducing the electrical resistance between these two elements.
  • the metal cell 11 is positioned.
  • An annular crimp 13 is made to immobilize the stack of the cell 11, the washers 8 and 9, the metal body 5 and the cup 6 relative to the casing 2.
  • the metallic body is thus held firmly in abutment against the bucket, which ensures the reproducibility of the electrical resistance of the latter.
  • the conductive composition 4 is placed in the cylindrical space delimited by the washers and the bottom of the cell 11.
  • the payload 3 is placed in the cell 11 and then covered with the paillet 12.
  • the paillet and the charge 3 are compressed, which brings the latter into contact with the conductive composition 4.

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Abstract

Le domaine de l'invention est celui des amorces électriques. L'amorce (1) selon l'invention comprend une composition pyrotechnique d'amorçage conductrice (4) placée au contact d'une charge pyrotechnique utile (3) et deux électrodes (5,9) en contact électrique avec la composition pyrotechnique conductrice. Cette amorce comporte également un élément résistif (6) branché en parallèle avec la compo- sition pyrotechnique conductrice (4), elle est caractérisée en ce que la résistance électrique de l'élément résistif (6) a une valeur non nulle inférieure à 0.8 fois celle de la résistance électrique statique de la composition pyrotechnique conductrice (4) contenue dans l'amorce. Application à la mise à feu électrique de dispositifs pyrotechniques. <IMAGE>

Description

  • Le domaine de la présente invention est celui des amorces électriques comprenant une composition pyrotechnique conductrice.
  • Ces amorces sont bien connues et sont relativement bon marché. En effet, la composition pyrotechnique s'échauffe elle même suite au passage du courant qui lui est appliqué et il n'est donc plus nécessaire de mettre en place un filament résistif en contact avec la composition pyrotechnique.
  • Cependant elles sont très sensibles aux décharges électrostatiques. De plus il est très difficile d'obtenir une composition pyrotechnique conductrice homogène et on constate des écarts considérables entre les valeurs des résistances électriques des différentes amorces d'un même lot.
  • Le brevet WO90/14572 décrit une amorce électrique à composition conductrice plus particulièrement destinée aux applications de sécurité automobile.
  • Une couche de carbone est déposée entre les électrodes afin d'améliorer le comportement de l'amorce vis à vis du rayonnement électromagnétique et des décharges électrostatiques. La couche de carbone isole la composition conductrice du plot de contact central et a donc pour effet d'initier directement la composition par échauffement.
  • Une telle amorce est du type à élément résistif chauffant, elle ne présente donc pas la simplicité de mise en oeuvre des amorces à composition conductrice dans lesquelles c'est la composition pyrotechnique elle même qui constitue l'élément chauffant.
  • De plus, cette amorce comporte une composition pyrotechnique conductrice du type métal/oxydant et qui est donc dépourvue d'explosif primaire.
  • La composition conductrice proposée par ce brevet est moins sensible qu'une composition pyrotechnique à base d'explosif primaire. Elle présente donc un temps de fonctionnement bien plus long, ce qui la rend inutilisable dans les applications militaires en particulier dans l'amorçage des munitions à grandes cadences de tir.
  • Le brevet FR7826751 propose de disposer un élément résistif branché sur les électrodes de l'amorce, en parallèle avec la composition conductrice.
  • Une telle disposition permet d'augmenter la fiabilité des amorces à composition conductrice en limitant la dispersion des valeurs des résistances électriques des amorces d'un même lot de fabrication.
  • Ce brevet recommande l'emploi d'un élément résistif dont la résistance est comprise entre 0.8 et 2 fois celle de la composition pyrotechnique. On obtient ainsi une valeur de la résistance équivalente de l'amorce qui est voisine de celle de la résistance de la composition pyrotechnique mais qui est bien plus stable.
  • Cependant une telle amorce reste très sensible aux décharges électrostatiques et ne peut donc pas être utilisée pour les applications nécessitant des composants de sécurité.
  • Cette sensibilité aux décharges électrostatiques est d'autant plus grande que la composition pyrotechnique conductrice employée est généralement un explosif primaire (tel l'azoture de plomb, le trinitrorésorcinate de plomb ou le tétrazène) mélangé à des particules d'une matière conductrice tel le graphite.
  • Or il est nécessaire en particulier dans le domaine militaire d'avoir recours à des amorces à compositions primaires afin d'assurer une initiation très rapide par exemple d'une munition.
  • C'est le but de la présente invention que de proposer une amorce électrique à composition conductrice (en particulier une composition à base d'explosifs primaires) et ne présentant pas de tels inconvénients.
  • Ainsi l'amorce selon l'invention peut résister aux principaux essais de sécurité existant tel le test de sécurité électrostatique suivant la norme MIL STD 1512 (méthode 205) (qui prévoit une décharge de 25 kilo Volts sur une amorce montée en série avec une résistance de 5000 ohms) ou encore le test d'échauffement suivant la norme MIL STD 1512 (méthode 202) (qui prévoit d'appliquer pendant 5 minutes un courant délivrant 1 Ampère sous 1 Watt minimum ou une puissance de 1 Watt avec un courant de 1 ampère minimum).
  • Cette amorce reste néanmoins simple de conception, donc facile à produire en série et à moindre coût, et elle présente une sûreté de fonctionnement bien supérieure à celle des amorces à composition conductrice selon l'état de la technique.
  • Notamment l'invention permet d'obtenir une excellente reproductibilité des temps de fonctionnement.
  • Ainsi l'invention a pour objet une amorce électrique comprenant une composition pyrotechnique d'amorçage conductrice placée au contact d'une charge pyrotechnique utile et deux électrodes en contact électrique avec la composition pyrotechnique conductrice, amorce comportant également un élément résistif branché en parallèle avec la composition pyrotechnique conductrice, amorce caractérisée en ce que la résistance électrique de l'élément résistif a une valeur non nulle inférieure à 0.8 fois celle de la résistance électrique statique de la composition pyrotechnique conductrice contenue dans l'amorce.
  • Le choix délibéré d'une valeur de la résistance montée en parallèle qui soit inférieure à 0.8 fois celle de la composition pyrotechnique permet de définir une amorce dont le niveau de sûreté est amélioré sans pour autant pénaliser la fiabilité.
  • Pratiquement l'élément résistif aura une résistance électrique inférieure à 20 ohms.
  • Avantageusement l'élément résistif aura une résistance électrique comprise entre 0.5 ohms et 10 ohms, et de préférence une résistance électrique de l'ordre de 2 ohms.
  • Selon un mode particulier de réalisation, une des électrodes est en contact avec une enveloppe externe de l'amorce et l'autre électrode est constituée par un corps métallique coaxial à l'enveloppe, et l'élément résistif est constitué par un godet conducteur pincé entre le corps métallique et l'enveloppe.
  • Le corps métallique peut présenter une surface plane sur laquelle est disposée une rondelle isolante et la deuxième électrode être constituée par une rondelle métallique en contact avec la rondelle isolante. Une cavité cylindrique créée par les deux rondelles est alors remplie par la composition pyrotechnique conductrice.
  • Le godet pourra être réalisé en matière plastique chargée de poudre conductrice, par exemple en matériau thermoplastique chargé de 3 à 10% en poudre de graphite.
  • La composition pyrotechnique conductrice contiendra de préférence au moins un explosif primaire.
  • Un des avantages de l'invention est donc de permettre de rendre sûrs vis à vis du rayonnement électromagnétique et des décharges électrostatiques des composants d'amorçage comportant des explosifs primaires, donc des composants qui sont en principe extrêmements sensibles à de telles contraintes d'environnement.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence à la figure unique annexée qui représente en coupe axiale une amorce selon l'invention.
  • En se reportant à la figure annexée une amorce 1 selon l'invention comprend une enveloppe métallique 2 sensiblement cylindrique qui renferme une charge pyrotechnique utile 3 et une composition pyrotechnique conductrice 4.
  • La charge utile 3 est une composition d'allumage de type connu, par exemple un mélange de trinitrorésorcinate de plomb, de chlorate de potasse, de nitrate de baryum, de silicure de calcium et de graphite dans les proportions en masse respectives de 48%, 28%, 12%, 10% et 2%.
  • Cette charge utile 3 est contenue dans une alvéole métallique 11 dont le fond est muni d'une ouverture centrale 14. Un paillet métallique 12 referme l'alvéole 11.
  • La composition conductrice 4 est placée en contact avec deux électrodes 5 et 9. L'électrode 5 est constituée par un corps métallique coaxial à l'enveloppe 2 et présentant une surface plane 10 en contact avec la composition conductrice 4. L'électrode 9 est une rondelle métallique disposée sous l'alvéole métallique 11 et parallèlement à la surface plane 10. Elle est en contact électrique avec l'enveloppe 2 par l'intermédiaire de l'alvéole 11.
  • Une rondelle 8 en matériau isolant électriquement sépare la rondelle métallique 9 du corps 5. La rondelle 8 sera par exemple réalisée en résine ou verre epoxy. Elle a des dimensions sensiblement identiques à celle de la rondelle métallique 9. Les deux rondelles 8 et 9 délimitent une cavité cylindrique qui est remplie par la composition conductrice 4.
  • Cette dernière est constituée par un explosif de type primaire (ou un mélange comportant un ou plusieurs de ces explosifs) additionné d'une matière conductrice particulaire telle que du graphite.
  • On pourra choisir l'explosif primaire parmi les composés suivants: fulminate de mercure, trinitrorésorcinate de plomb, azoture de plomb ou tétrazène.
  • On pourra par exemple adopter du trinitrorésorcinate de plomb chargé de graphite (2 à 5% en masse).
  • Un godet 6 en matériau conducteur se trouve pincé entre le corps métallique 5 et l'enveloppe 2.
  • Ce godet 6 est donc à la fois en contact avec une surface cylindrique interne 7 de l'enveloppe 2 et avec la surface externe du corps métallique 5.
  • Le godet 6 se trouve également en contact avec les surfaces cylindriques externes des rondelles 8 et 9.
  • Le godet 6 constitue un élément résistif branché sur les électrodes 5 et 9 et en parallèle avec la résistance constituée par la composition pyrotechnique conductrice 4.
  • La résistance de ce godet sera différente de zéro et inférieure à 0.8 fois la résistance propre de la composition conductrice 4.
  • On pourra par exemple réaliser le godet en un matériau du type thermoplastique par exemple en Polytéréphtalate d'éthylène chargé de graphite.
  • Il est également possible de réaliser le godet par injection d'un matière plastique thermodurcissable chargée de graphite directement dans l'enveloppe de l'amorce.
  • Le godet peut enfin être réalisé en céramique sur laquelle seront réalisés des dépôts de matériaux conducteurs ou semi-conducteurs réalisant des pontages électriques entre le corps métallique 5 et l'enveloppe 2.
  • La proportion en masse de graphite sera choisie de préférence comprise entre 3 et 10% de la masse totale du godet.
  • D'une façon générale les compositions utilisées dans les amorces à composition conductrice ont une résistivité telle que la résistance statique de la composition contenue dans l'amorce est comprise entre 30 et 300 ohms. Ces valeurs assurent en principe un non fonctionnement certain pour des tensions de 6 à 10 volts.
  • On adoptera donc en pratique un godet dont la résistance est inférieure à 20 ohms.
  • La valeur préférée pour la résistance du godet sera la plus faible compatible avec l'alimentation électrique du générateur de mise à feu de l'arme, soit pratiquement une résistance comprise entre 1 et 2,5 ohms.
  • Dans le cas du montage de deux résistances en parallèle, l'énergie électrique fournie par un générateur se partage entre les deux résistances, la résistance la plus faible absorbant le maximum d'énergie.
  • On pouvait donc craindre qu'en montant un élément résistif de valeur très faible en parallèle avec la composition conductrice, cette dernière ne pourrait pas être initiée (on notera d'ailleurs que, d'une manière générale, on évite les initiations intempestives en court-circuitant les électrodes d'une amorce).
  • En réalité l'expérience montre que d'une façon surprenante la composition conductrice absorbe la quantité d'énergie qui lui est nécessaire pour être initiée et cela quelle que soit la valeur de la résistance faible qui est montée en parallèle. On obtient ainsi des temps de fonctionnement quasi constants pour des valeurs de résistances mises en parallèles qui varient de 2 à 20 ohms.
  • L'élément résistif de résistance faible qui est monté en parallèle ne nuit donc pas au fonctionnement. Mais il permet de rendre celle-ci plus résistante, tant aux décharges électrostatiques qu'aux échauffements par effet joule.
  • L'élément résistif permet également de limiter les dispersions des valeurs des résistances à un niveau sensiblement équivalent à celui d'une amorce à filament.
  • Les tableaux suivants résument les manipulations effectuées et les résultats obtenus.
  • On a utilisé des amorces présentant des résistances statiques en l'absence de godet conducteur comprises entre 25 et 150 ohms.
  • On a réalisé un certain nombre d'essais en branchant en parallèle divers éléments résistifs dont la valeur de résistance est comprise entre 2 et 20 ohms.
  • Le tableau 1 ci-dessous donne les valeurs des résistances équivalentes (Rr en Ohms), mesurées avec un courant de mesure compris entre 0.5 et 1 milliampères. Ces valeurs de résistance équivalentes sont données en fonction des valeurs des résistances montées en parallèle (Rs en Ohms). Le tableau donne également les écarts types, les manipulations étant effectuées dans chaque cas avec des lots de 20 amorces. La dernière colonne du tableau donne pour mémoire les valeurs mesurées pour une amorce à composition conductrice dépourvue de résistance montée en parallèle. Tableau 1.
    Rs (Ω) 1 2 5 8 10 15 20 Absente
    Rr (Ω) 0.98 1.92 4.67 7.05 8.58 12.21 15.83 65 à 85
    3σ/Rr (%) 1.5 2.3 1.9 5.4 5.9 11.5 11.1 50 à 90
  • On constate que la présence d'un élément résistif disposé en parallèle avec la composition pyrotechnique permet de stabiliser la valeur de la résistance de l'amorce (écart type inférieur à 15%). Un tel résultat est la conséquence directe de l'enseignement du brevet FR7826751.
  • On notera cependant qu'avec une résistance en parallèle de valeur relativement faible, les écarts types obtenus sont proches de ceux obtenus avec les amorces à filaments (de l'ordre de 10%).
  • Le tableau 2 donne, en fonction des valeurs des résistances montées en parallèle (Rs en Ohms), les valeurs des temps de fonctionnements Tt (en micro-secondes), c'est à dire les temps séparant l'alimentation électrique de l'initiation de l'amorce (jugée par l'apparition de la première lueur à la sortie du composant). Il donne également les écarts type associés pour des lots de 20 amorces pour chaque manipulation ainsi que le nombre de ratés d'initiation. L'alimentation sous 27 Volts est fournie par une capacité de mise à feu de 23 micro Farad. Tableau 2
    Rs (Ω) 1 2 5 8 10 15 20
    Tt (µs) - 78 84 79 78 76 77
    σ/Tt (%) - 9 12.5 11 15 10 9
    Ratés 20/20 9/21 0/20 0/20 0/20 0/20 0/20
  • Ces résultats montrent que sous 27 volts il n'y a pas de ratés d'initiation pour des valeurs de résistance montées en parallèle comprises entre 5 et 20 ohms. Ils montrent surtout que les temps de fonctionnement sont pratiquement identiques quelle que soit la valeur de la résistance qui est mise en parallèle avec la composition pyrotechnique.
  • De plus ce fonctionnement est certain pour des valeurs relativement faibles de la résistance mise en parallèle et pour une tension de mise à feu assez peu élevée (27 volts).
  • D'autres manipulations ont été effectuées en faisant varier la tension de mise de feu.
  • On a ainsi mesuré les valeurs des temps de fonctionnements Tt (en micro-secondes) pour des valeurs de la tension d'alimentation (U) de 27, 36 et 54 volts (capacité de mise à feu de 23 micro Farad) et cela pour des valeurs de la résistance mise en parallèle (Rs) de 1, 2 et 5 ohms. Le tableau 3 ci-dessous donne les résultats obtenus ainsi que les écarts types correspondant (lots de 20 amorces pour chaque manipulation). Tableau 3
    Rs (Ω) 1 1 2 2 2 5 5
    U (V) 27 54 27 36 54 27 36
    Tt (µs) - 79.5 82 78 69 84 79
    σ/Tt (%) - 9 11 14 10 12.5 10
    Ratés 20/20 1/20 9/17 2/20 0/20 0/20 0/20
  • On constate ainsi que pour une valeur faible (1 ou 2 ohms) de la résistance de l'élément résistif mis en parallèle il est possible, en augmentant la tension dans des proportions raisonnables, d'obtenir un fonctionnement certain de l'amorce. Cette augmentation limitée de la tension permet également de diminuer significativement le temps de fonctionnement de l'amorce.
  • On a soumis enfin des lots d'amorces équipées d'éléments résistifs montés en parallèle au test de sécurité électrostatique défini par la norme MIL STD 1512 (méthode 205). Ce test consiste à appliquer une tension de 25 kilo-Volts (fournie par une capacité de mise à feu de 500 pico-farads) sur une résistance de 5000 ohms en série avec l'amorce à tester.
  • 20 amorces ont été essayées pour chaque point de test. Le tableau 4 ci-dessous résume les résultats, c'est à dire le nombre d'initiations obtenues pour chaque valeur de la tension.
  • Ce test a été réalisé pour des tensions de 25kV, 20kV, 15kV et 10kV.
  • La première colonne correspond à une amorce selon l'état de la technique (sans élément résistif monté en parallèle). Tableau 4
    Rs (Ω) absente 20 15 10 8 5 2 1
    25 kV 20/20 9/20 8/20 3/20 2/20 0/20 0/20 0/20
    20 kV 20/20 7/20 1/20 1/20 0/20
    15 kV 19/20 2/20 0/20 0/20
    10 kV 10/20 0/20
  • On constate que la mise en place d'un élément résistif dont la valeur de résistance est inférieure à 20 ohms permet d'améliorer notablement la tenue de l'amorce à ce test. Les amorces équipées d'un élément résistif de résistance inférieure à 8 ohms ne sont pas initiées par la décharge de 25 kV et présentent donc un niveau de sécurité exceptionnel.
  • On a enfin soumis une amorce équipée d'un élément résistif de 2 ohms au test d'échauffement 1A/1W défini par la norme MIL STD 1512 (méthode 202).
  • On a ainsi appliqué une tension de 2 volts continus sous une intensité de 1 ampère minimum. Aucun fonctionnement n'a été enregistré après cinq minutes pour aucune des 20 amorces testées.
  • On constate à la lecture des résultats précédents que contrairement à ce qui pouvait être supposé, la mise en place d'un élément résistif de résistance réduite permet d'augmenter notablement la sûreté de l'amorce à composition conductrice sans nuire à son fonctionnement.
  • Le mode de réalisation précédemment décrit permet d'obtenir facilement des éléments résistifs de résistance réduite. En effet le godet 6 présente une surface de contact importante tant avec le corps métallique 5 qu'avec l'enveloppe 2 ce qui a pour effet de réduire la résistance électrique entre ces deux éléments.
  • On pourra ajuster la valeur de cette résistance en jouant sur la charge en graphite ou encore sur les dimensions du godet (telle la hauteur de contact de ce dernier avec l'enveloppe).
  • Pratiquement une charge de 3 à 10% de graphite permet d'obtenir les gammes de résistances souhaitées.
  • Le montage se réalise aisément de la façon suivante:
    • On réalise le godet par moulage à la forme désirée d'une matière thermoplastique chargée de graphite,
    • On chauffe le godet à sa température de ramollissement,
    • On le positionne dans l'enveloppe 2,
    • On déforme le godet au moyen d'un poinçon approprié pour l'amener en contact avec l'enveloppe 2,
  • Après refroidissement, ont met en place le corps métallique 5, puis les rondelles 8 et 9.
  • L'alvéole métallique 11 est positionnée.
  • Un sertissage annulaire 13 est réalisé pour immobiliser l'empilement de l'alvéole 11, des rondelles 8 et 9, du corps métallique 5 et du godet 6 relativement à l'enveloppe 2.
  • On maintient ainsi le corps métallique fermement en appui contre le godet ce qui permet d'assurer la reproductibilité de la résistance électrique de ce dernier.
  • La composition conductrice 4 est placée dans l'espace cylindrique délimité par les rondelles et le fond de l'alvéole 11.
  • La charge utile 3 est mise en place dans l'alvéole 11 puis recouverte du paillet 12. On comprime le paillet et la charge 3 ce qui amène cette dernière en contact avec la composition conductrice 4.
  • L'étanchéité est assurée par le dépôt de vernis (non représenté).
  • A titre de variante, il est possible de mettre en place le corps métallique 5 dans le godet 6 ramolli avant de mettre en place cet ensemble dans l'enveloppe 2.
  • D'autres variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.
  • Ainsi il est possible de combiner un godet 6 conducteur avec une rondelle 8 également conductrice.
  • Il est possible de réaliser le godet en matériau isolant et de choisir pour élément résistif une rondelle 8 présentant les caractéristiques de résistance électrique décrites précédemment.
  • On pourra par exemple réaliser une rondelle 8 en céramique sur laquelle seront réalisés des dépôts de matériaux conducteurs ou semi-conducteurs.

Claims (10)

1-Amorce électrique (1) comprenant une composition pyrotechnique d'amorçage conductrice (4) placée au contact d'une charge pyrotechnique utile (3) et deux électrodes (5,9) en contact électrique avec la composition pyrotechnique conductrice (4), amorce comportant également un élément résistif (6) branché en parallèle avec la composition pyrotechnique conductrice (4), amorce caractérisée en ce que la résistance électrique de l'élément résistif (6) a une valeur non nulle inférieure à 0.8 fois celle de la résistance électrique statique de la composition pyrotechnique conductrice (4) contenue dans l'amorce.
2-Amorce électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément résistif (6) a une résistance électrique inférieure à 20 ohms.
3-Amorce électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément résistif (6) a une résistance électrique comprise entre 0.5 ohms et 10 ohms.
4-Amorce électrique selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément résistif (6) a une résistance électrique de l'ordre de 2 ohms.
5-Amorce électrique selon une des revendications 1 à 4, et dans laquelle une des électrodes est en contact avec une enveloppe externe (2) de l'amorce (1) et l'autre électrode est constituée par un corps métallique (5) coaxial à l'enveloppe (2), amorce caractérisée en ce que l'élément résistif (6) est constitué par un godet conducteur pincé entre le corps métallique (5) et l'enveloppe (2).
6-Amorce électrique selon la revendication 5, caractérisée en ce que le corps métallique (5) présente une surface plane (10) sur laquelle est disposée une rondelle isolante (8) et en ce que la deuxième électrode est constituée par une rondelle métallique (9) en contact avec la rondelle isolante, une cavité cylindrique créée par les deux rondelles étant remplie par la composition pyrotechnique conductrice (4).
7-Amorce selon une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que le godet (6) est réalisé en matière plastique chargée de poudre conductrice.
8-Amorce selon la revendication 7, caractérisée en ce que le godet (6) est réalisé en un matériau thermoplastique.
9-Amorce selon la revendication 8, caractérisée en ce que le godet (6) est chargé de 3 à 10% en poudre de graphite.
10-Amorce selon une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la composition pyrotechnique conductrice contient au moins un explosif primaire.
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