EP1273875B1 - Dispositif d'allumage pour un chargement propulsif - Google Patents

Dispositif d'allumage pour un chargement propulsif Download PDF

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EP1273875B1
EP1273875B1 EP02291470A EP02291470A EP1273875B1 EP 1273875 B1 EP1273875 B1 EP 1273875B1 EP 02291470 A EP02291470 A EP 02291470A EP 02291470 A EP02291470 A EP 02291470A EP 1273875 B1 EP1273875 B1 EP 1273875B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ignition
block
diffuser tube
igniter
propellant charge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02291470A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1273875A1 (fr
Inventor
Jean-Francois Pierrot
Jean-Luc Taillandier
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giat Industries SA filed Critical Giat Industries SA
Publication of EP1273875A1 publication Critical patent/EP1273875A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1273875B1 publication Critical patent/EP1273875B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00Details of fuzes
    • F42C19/08Primers; Detonators
    • F42C19/0811Primers; Detonators characterised by the generation of a plasma for initiating the charge to be ignited
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B5/00Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
    • F42B5/02Cartridges, i.e. cases with charge and missile
    • F42B5/16Cartridges, i.e. cases with charge and missile characterised by composition or physical dimensions or form of propellant charge, with or without projectile, or powder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00Details of fuzes
    • F42C19/08Primers; Detonators
    • F42C19/0823Primers or igniters for the initiation or the propellant charge in a cartridged ammunition
    • F42C19/083Primers or igniters for the initiation or the propellant charge in a cartridged ammunition characterised by the shape and configuration of the base element embedded in the cartridge bottom, e.g. the housing for the squib or percussion cap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00Details of fuzes
    • F42C19/08Primers; Detonators
    • F42C19/0823Primers or igniters for the initiation or the propellant charge in a cartridged ammunition
    • F42C19/0834Arrangements of a multiplicity of primers or detonators dispersed within a propellant charge for increased efficiency
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00Details of fuzes
    • F42C19/08Primers; Detonators
    • F42C19/0838Primers or igniters for the initiation or the explosive charge in a warhead

Definitions

  • the technical field of the invention is that of ignition devices in particular for propellant loading of ammunition.
  • Known ignition devices use a pyrotechnic ignition component or igniter.
  • Patent FR2593905 which covers the features of the preamble of claim 1, describes such an igniter tube.
  • current ammunition encharphase generally have projectiles of great length whose rear part or empennage is housed in the vicinity of the igniter. It is therefore not possible to install in such ammunition a sufficiently long igniter tube.
  • EP 344098 discloses such an ignition device.
  • This device has the disadvantage of implementing a cord containing a pyrotechnic substance. This substance is likely to be initiated accidentally, leading to an unexpected ignition of the propellant charge.
  • Patent FR-2794855 discloses an electrothermal ignition device comprising lead wires guided axially by radially perforated explosive powder tubes. The explosion of the electric wires leads to the fragmentation and the initiation of the tubes which in turn initiate the propellant powder contained in the socket. This document therefore describes an igniter and not a propellant charge.
  • US Pat. No. 5,090,327 describes a device for igniting a powder charge inside which a rigid tube delimiting a channel is provided. An initiation tube is placed inside this channel. The tube ensures the initiation and not the conduct of the flame.
  • Known plasma igniters have a cylindrical structure close to that of a conventional igniter tube and are difficult to associate with a munition in which the projectile penetrates deep inside the propellant charge.
  • the ignition device according to the invention can be associated with a munition incorporating a projectile penetrating deeply inside the load.
  • the ignition device according to the invention can be set up safely in a load and it allows to control precisely the ignition of an agglomerated load.
  • the invention relates to an ignition device for a propellant charge, comprising at least one ignition means, characterized in that it comprises at least one inert diffuser tube extending through a portion of the propellant charge and for guiding the flame generated by the igniter means to a receiving zone of the propellant charge.
  • the diffuser tube will preferably be made of flexible plastic material and may have a thickness of between 0.7 and 1.5 mm.
  • the diffuser tube may have an internal diameter of between 3 and 6 mm.
  • the igniter means may be an electrical igniter generating a plasma (plasma torch).
  • the device may comprise an expansion chamber disposed between the output of the plasma igniter and the diffuser tube or tubes.
  • the invention also relates to a propellant charge incorporating such an ignition device.
  • This propellant charge for ammunition is of the type comprising at least one blind channel diffuser, is in the form of at least one block of agglomerated propellant powder within which said channel is defined, and comprises an ignition device according to such as defined above, said channel being intended to receive a diffuser tube of the ignition device for guiding the flame generated by it.
  • the load may comprise at least two blocks of agglomerated propellant powder stacked one on the other, at least one first block carrying at least one opening connecting channel which is intended to receive a through diffuser tube said first block to be housed in an ignition channel arranged on a second block.
  • Each block may thus comprise three blind ignition channels regularly distributed angularly and intended to receive a diffuser tube.
  • the charging comprises at least three agglomerated blocks which each comprise three blind ignition channels regularly distributed angularly and intended to receive a diffuser tube, the nearest block of the igniter also comprising six connecting channels. through and a block intermediate having three through channels.
  • FIGS. 1 and 2 thus show an ignition device 1 according to a first embodiment of the invention.
  • This device comprises an igniter means 2 to which three diffuser tubes 3 are connected.
  • the device is shown here alone.
  • the igniter means 2 is intended to be secured to a base of an ammunition (not shown).
  • the body 5 of the igniter means carries for this purpose a thread 4 which is intended to cooperate with a tapping of the base.
  • the igniting means is here a plasma generator and it comprises two electrodes 6 and 7 separated by an insulating cylindrical case 8 made of a plastic material capable of being settled, that is to say of generating light gases by the action of a plasma.
  • the case 8 may be made of polyethylene, polyoxymethylene or polytetrafluoroethylene.
  • the case 8 could also be made of an energetic material, for example nitrocellulose.
  • Such a case is generally called a capillary in known plasma igniters.
  • the electrodes 6 and 7 are made for example of a cuprous alloy. They are intended to be connected to an electric generator 35 via electrical connections 36 and 37.
  • a first connection 36 is in electrical contact by appropriate means (for example a spring not shown) with the rear electrode 6
  • a second connection 37 is in electrical contact with the metal body, for example by a spring-loaded contact on the rear part thereof or on the metallic base of the munition (not shown).
  • the generator 35 is designed to be able to deliver an energy of 10 3 Joule to 10 6 Joule in the form of voltage pulses of 10 3 Volts at 20.10 3 Volts.
  • a generator is conventional and includes for example capacitances, inductance, thyristors and a stabilized power supply.
  • the rear electrode 6 is generally cylindrical and of the same axis as the body 5. It extends inside the case 8.
  • the front electrode 7 is tubular and its axial bore has a nozzle profile having a convergent conical profile 9 which is open on the side of the rear electrode 7 and which is followed by a diverging conical profile 10.
  • This nozzle makes it possible to reduce the thermal losses at the plasma generated by the torch. Indeed the nozzle allows to bring back into the axis of the torch gases located at the periphery. These gases are thus heated by the plasma.
  • the front electrode 7 is electrically connected to the body 5 of the igniter by the tight fit of its outer cylindrical surface.
  • the stack of the two electrodes and the case 8 is immobilized by a nut 11, which is screwed into a tapping 12 of the body 5, and which is applied on a shoulder 6a of the rear electrode 6.
  • the nut 11 is made of an insulating material.
  • a fuse 13 is arranged between the electrodes 6 and 7. It has the shape of a tube made of a conductive material associated with at least one energetic material or capable of reacting with the conductive material.
  • energetic material is meant a material capable of supplying chemical energy in the form of a flame when it is initiated by the Joule effect generated by the passage of the current in the conductive material with which it is intimately associated.
  • reactive material or capable of reacting with the conductive material is meant a material, inert in isolation, but capable of reacting chemically with the conductive material during the heating thereof by the Joule effect. Chemical energy is then provided by this reaction in the form of a flame.
  • the conductive material may consist of carbon or a metal such as copper, aluminum, silver, tungsten or magnesium.
  • a tube 13 formed of a layer of chlorofluoroethylene copolymer (known under the trademark Viton) deposited on an aluminum layer.
  • Viton chlorofluoroethylene copolymer
  • the ignition device comprises diffuser tubes 3 integral with the igniter.
  • diffuser tubes are made of plastic and are completely inert because they do not contain a pyrotechnic composition.
  • the tubes are made integral with the igniter by a connecting sleeve 14 which is screwed at a threaded front end 5a of the body 5 of the igniter 2.
  • This sleeve 14 carries three tapped holes 15 regularly distributed angularly and whose axes 17 form an angle with the axis 16 of the body 5 of the igniter 2.
  • Each tapping 15 receives a tubular screw 18 on which is fixed a locking nut 19.
  • the tubular screw 18 has a conical bearing surface 18a which cooperates with a complementary conical bearing surface 19a of the nut to ensure pinching, thus immobilizing and sealing the diffuser tube 3.
  • the latter is made of a flexible plastic material, for example polyamide, polyethylene or polyolefin.
  • the thickness of the diffuser tube is included between 0.7 and 1.5 mm, and the inner diameter of the diffuser tube is between 3 and 6 mm.
  • the screw 18 and the nut 19 thus constitute a means of securing the diffuser tube 3 with the connection sleeve 14, thus with the igniter means 2.
  • Each diffuser tube 3 is intended to extend through a portion of the propellant charge (not shown). It guides the flame generated by the igniter means to a receiving zone of the propellant charge (not shown here). For example, it is possible to fix the diffuser tubes on the inner wall of a socket of the munition.
  • the flame produced by the igniter means 2 is accurately driven to a desired location of the load without a radial ignition effect through the diffuser tube is to be feared.
  • the thermal inertia of the material used is sufficient so that the flame is thus conducted without destruction of the diffuser tube and this even when the ignition means generates a plasma (temperature of the order of 5000 K).
  • the diffuser tube will be destroyed later by the temperature and pressure of the gases developed during the combustion of the entire propellant charge.
  • the sleeve 14 delimits with the body 5 of the igniter 2 an expansion chamber 20 which is disposed between the output of the plasma igniter 2 and the diffuser tubes 3. This expansion chamber allows to homogenize the pressure of the plasma as well as its chemical composition.
  • the body 5 of the igniter means will contain a pyrotechnic composition generating flame.
  • She may include a flame enhancer relay associated with an ignition igniter electrical.
  • FIG. 3 shows in partial longitudinal section a munition 21 equipped with an ignition device according to a second embodiment of the invention.
  • This embodiment differs essentially from the previous one in that it comprises nine diffuser tubes 3, divided into three groups, the tubes of the different groups having different lengths (here for the sake of clarity, only a few tubes are shown).
  • the munition 21 comprises a bushing 22 made of a combustible material, for example a cardboard impregnated with nitrocellulose, a socket at the base of which is fixed a shutter base 23 which carries the igniter means 2 and receives on its internal surface a bolus 40 of material plastic.
  • the base is fixed to the sleeve 22 by radial rivets 41 regularly distributed angularly.
  • the munition 21 also comprises a projectile 24 (here a stabilized stabilized projectile stabilized projectile) which is fixed to the sleeve 22 by a connecting piece 25 made for example of plastic.
  • a projectile 24 here a stabilized stabilized projectile stabilized projectile
  • the fixing of the sleeve 22 on the connecting piece 25 will be provided by rivets (not shown).
  • the propellant charge of this munition comprises at least one block of agglomerated propellant powder (here four blocks 26a, 26b, 26c, 26d).
  • the blocks are made for example by uniaxial compression (about 30 MPa) and hot (about 80 ° C) of propellant powder grains impregnated with a thermoplastic or energetic binder.
  • the compression will be in a mold whose shape makes it possible to obtain the geometry of the desired block.
  • the rear block 26a bears against the bowl 40 disposed in the base 23.
  • This block comprises a recess 42 which allows the radial deployment of the different diffuser tubes 3 around the igniter means 2.
  • the other three agglomerated blocks 26b, 26c and 26d carry three blind ignition channels 28, regularly distributed angularly, intended to each receive a diffuser tube 3.
  • the block 26b thus carries three ignition channels 28b, the block 26c three channels of light. ignition 28c and block 26d three ignition channels 28d.
  • FIG. 7 shows in an enlarged manner the blind end of an ignition channel 28.
  • This channel has an axis 29 parallel to the axis 30 of the munition 21 and it receives a diffuser tube 3.
  • the tube 3 is not fixed to the block 26.
  • a clearance 43 of a few tenths of a millimeter remains between the tube 3 and the channel 28.
  • the diffuser tube 3 does not extend to the bottom of the ignition channel 28. There thus remains an ignition chamber 31 in which the flame driven by the diffuser tube 3 can act and provide a localized ignition (but distributed in three zones) of the propulsion unit 26.
  • each block 26 simultaneously receives the flame supplied by the igniter 2 and at its three ignition zones. This results in a better control of the evolution of the pressure in the chamber of the weapon and better ballistic performances.
  • some agglomerated blocks also comprise through connecting channels 32 whose axis is also parallel to the axis 30 of the ammunition 21 (see Figures 4, 5 and 6).
  • a first intermediate block 26c carries (in addition to its three blind ignition channels 28c) three connecting channels 32c which allow the passage of 3d diffuser tubes for ignition of the upper block 26d (see Figure 5).
  • the second intermediate block 26b carries (in addition to its three blind ignition channels 28b) six connecting channels 32b which allow the passage of the diffuser tubes 3c and 3d for the ignition of the intermediate block 26c and the upper block 26d (see Figure 6).
  • the angular distributions of the various channels are more particularly visible on the sections of the ammunition 21 shown in FIGS. 4, 5 and 6.
  • each agglomerated block 26b, 26c and 26d has an axial housing having a shape corresponding to that of the projectile 24, and in particular to receive the fins 34 of the empennage 33 of the projectile.
  • Pions 38 made of plastic, are arranged between the propellant blocks 26b and 26c and between the propellant blocks 26c and 26d. These pins are evenly distributed angularly and make it possible to ensure the angular joining of the different blocks to prevent any shearing of the diffuser tubes 3. They also ensure the angular indexing of the blocks which allows the alignment of the different channels, thus allowing the introduction tubes 3 after stacking blocks.
  • the upper block 26d is first fixed on the projectile 24, and then the indexing pins 38 are placed on the latter.
  • the intermediate block 26c and the intermediate block 26b are then successively put on the projectile by interposing indexing pins 38 between them.
  • the indexing pins 39 are placed.
  • the sleeve 22 is slid around the propulsion blocks and the latter is riveted on the connecting piece 25.
  • the different tubes 3 are then put in place through the channels 28.
  • the tubes have been previously connected to the sleeve 14 of the ignition means.
  • the bowl 40 is mounted on the base 23 and then the rear propulsion unit 26a is glued into the bowl 40 (by means of silicone glue).
  • the igniter is screwed onto the sleeve 14 and the latter is capped with the base which will be fixed to the igniter, for example by an axial nut (see patent FR2799831) and then fixed by the rivets 41 to the socket 22.

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Description

  • Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs d'allumage notamment pour chargement propulsif de munition.
  • Les dispositifs d'allumage connus mettent en oeuvre un composant pyrotechnique d'allumage ou inflammateur.
  • Il est connu d'assurer un allumage réparti sur sensiblement toute la longueur d'un chargement propulsif en utilisant un inflammateur qui initie un tube allumeur formé d'un empilement de comprimés de poudre noire.
  • Le brevet FR2593905, qui couvre les particularités du préambule de la revendication 1, décrit un tel tube allumeur. Cependant les munitions encartouchées actuelles présentent généralement des projectiles de grande longueur dont la partie arrière ou empennage vient se loger au voisinage de l'inflammateur. Il n'est donc pas possible de mettre en place dans de telles munitions un tube allumeur suffisamment long.
  • Pour résoudre le problème de l'allumage de ces chargements il est connu d'utiliser des moyens d'allumage souples sous la forme de cordeaux pyrotechniques dont l'action d'allumage est à la fois axiale et radiale.
  • Le brevet EP344098 décrit un tel dispositif d'allumage. Ce dispositif présente l'inconvénient de mettre en oeuvre un cordeau renfermant une substance pyrotechnique. Cette substance est susceptible d'être initiée accidentellement, conduisant à un allumage inopiné du chargement propulsif.
  • Un tel risque est encore plus important lors des phases de montage et d'intégration d'un chargement propulsif.
  • Le brevet FR-2794855 décrit un dispositif d'allumage électrothermique comprenant des fils conducteurs guidés axialement par des tubes en poudre explosive perforés radialement. L'explosion des fils électriques conduit à la fragmentation et à l'initiation des tubes qui initient à leur tour la poudre propulsive contenue dans la douille. Ce document décrit donc un allumeur et non pas un chargement propulsif.
  • Le brevet US-5090327 décrit un dispositif d'allumage d'un chargement en poudre à l'intérieur duquel est prévu un tube rigide délimitant un canal. Un tube d'initiation est placé à l'intérieur de ce canal. Le tube assure l'initiation et non pas la conduite de la flamme.
  • On cherche par ailleurs aujourd'hui à accroître la densité des chargements propulsifs, donc les performances de tir, par la mise en oeuvre de chargements agglomérés.
  • Afin d'améliorer la balistique de tir, il est souhaitable de maîtriser l'instant et la localisation de l'allumage de tels blocs agglomérés. Cette maîtrise est rendue difficile par la mise en oeuvre des cordeaux d'allumage classiques qui assurent un allumage réparti sur toute leur longueur.
  • Enfin, il est prévu dans les années à venir d'accroître les performances de tir par la mise en oeuvre d'allumeurs à plasma. Ces allumeurs utilisent une part d'énergie électrique pour augmenter la température et la pression des gaz propulsifs, donc la vitesse initiale du projectile.
  • Les allumeurs (ou torches) à plasma connus ont une structure cylindrique proche de celle d'un tube allumeur classique et ils sont difficiles à associer à une munition dans laquelle le projectile pénètre profondément à l'intérieur du chargement propulsif.
  • C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif d'allumage permettant de pallier de tels inconvénients.
  • Ainsi le dispositif d'allumage selon l'invention peut être associé à une munition incorporant un projectile pénétrant profondément à l'intérieur du chargement.
  • Le dispositif d'allumage selon l'invention peut être mis en place sans risque dans un chargement et il permet de maîtriser de façon précise l'allumage d'un chargement aggloméré.
  • Ainsi l'invention a pour objet un dispositif d'allumage pour un chargement propulsif, comprenant au moins un moyen inflammateur, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tube diffuseur inerte s'étendant au travers d'une partie du chargement propulsif et permettant de guider la flamme engendrée par le moyen inflammateur jusqu'à une zone réceptrice du chargement propulsif.
  • Le tube diffuseur sera de préférence réalisé en matière plastique souple et il pourra avoir une épaisseur comprise entre 0,7 et 1,5 mm.
  • Le tube diffuseur pourra avoir un diamètre interne compris entre 3 et 6 mm.
  • Selon un mode particulier de réalisation, le moyen inflammateur pourra être un inflammateur électrique engendrant un plasma (torche à plasma).
  • Avantageusement, le dispositif pourra comporter une chambre de détente disposée entre la sortie de l'inflammateur à plasma et le ou les tubes diffuseurs.
  • L'invention a également pour objet un chargement propulsif incorporant un tel dispositif d'allumage.
  • Ce chargement propulsif pour munition est du type comportant au moins un canal borgne diffuseur, se présente sous la forme d'au moins un bloc de poudre propulsive agglomérée à l'intérieur duquel ledit canal est délimité, et comprend un dispositif d'allumage selon tel que défini précédemment, ledit canal étant destiné à recevoir un tube diffuseur du dispositif d'allumage pour guider la flamme engendrée par celui-ci.
  • Selon un mode particulier de réalisation, le chargement pourra comporter au moins deux blocs de poudre propulsive agglomérée empilés l'un sur l'autre, au moins un premier bloc portant au moins un canal de liaison débouchant qui est destiné à recevoir un tube diffuseur traversant ledit premier bloc pour venir se loger dans un canal d'allumage aménagé sur un deuxième bloc.
  • Chaque bloc pourra ainsi comporter trois canaux d'allumage borgnes régulièrement répartis angulairement et destinés à recevoir un tube diffuseur.
  • Selon un autre mode de réalisation, le chargement comprend au moins trois blocs agglomérés qui comportent chacun trois canaux d'allumage borgnes régulièrement répartis angulairement et destinés à recevoir un tube diffuseur, le bloc le plus proche de l'allumeur comportant également six canaux de liaison débouchants et un bloc intermédiaire comportant trois canaux de liaison débouchants.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels :
    • la figure 1 représente en coupe longitudinale un dispositif d'allumage selon un premier mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 2 est une vue externe de ce premier mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 3 représente en coupe longitudinale partielle une munition équipée d'un dispositif d'allumage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention et renfermant un chargement propulsif selon l'invention,
    • les figures 4, 5 et 6 sont des coupes transversales de cette munition, coupes réalisées respectivement suivant les plans DD, CC et AA dont la trace est représentée à la figure 3,
    • la figure 7 est une vue d'un détail du chargement propulsif selon l'invention.
  • Les figures 1 et 2 montrent ainsi un dispositif d'allumage 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention.
  • Ce dispositif comprend un moyen inflammateur 2 auquel sont reliés trois tubes diffuseurs 3.
  • Le dispositif est représenté ici seul. Le moyen inflammateur 2 est destiné à être rendu solidaire d'un culot d'une munition (non représentée). Le corps 5 du moyen inflammateur porte dans ce but un filetage 4 qui est destiné à coopérer avec un taraudage du culot.
  • Le moyen inflammateur est ici un générateur de plasma et il comporte deux électrodes 6 et 7 séparées par un étui cylindrique isolant 8 réalisé en une matière plastique susceptible de s'ablater, c'est à dire d'engendrer des gaz légers par l'action d'un plasma. On pourra par exemple réaliser l'étui 8 en polyéthylène, en polyoxyméthylène ou en polytétrafluoroéthylène. On pourrait également réaliser l'étui 8 en un matériau énergétique par exemple en nitrocellulose.
  • Un tel étui est généralement appelé capillaire dans les inflammateurs à plasma connus.
  • Les électrodes 6 et 7 sont réalisées par exemple en un alliage cuivreux. Elles sont destinées à être reliées à un générateur électrique 35 par l'intermédiaire de connexions électriques 36 et 37. Une première connexion 36 est en contact électrique par un moyen approprié (par exemple un toucheau à ressort non représenté) avec l'électrode arrière 6. Une seconde connexion 37 est en contact électrique avec le corps 5 métallique, par exemple par un toucheau à ressort en appui sur la partie arrière de celui ci ou bien sur le culot métallique de la munition (non représenté).
  • Le générateur 35 est conçu pour pouvoir délivrer une énergie de 103 Joule à 106 Joule sous forme d'impulsions de tension de 103 Volts à 20.103 Volts. Un tel générateur est classique et comprend par exemple des capacités, une inductance, des thyristors et une alimentation stabilisée.
  • L'électrode arrière 6 est globalement cylindrique et de même axe que le corps 5. Elle s'étend à l'intérieur de l'étui 8.
  • L'électrode avant 7 est tubulaire et son perçage axial a un profil de tuyère comportant un profil conique convergent 9 qui est ouvert du côté de l'électrode arrière 7 et qui est suivi par un profil conique divergent 10. Cette tuyère permet de diminuer les pertes thermiques au niveau du plasma engendré par la torche. En effet la tuyère permet de ramener dans l'axe de la torche les gaz situés en périphérie. Ces gaz se trouvent ainsi réchauffés par le plasma.
  • L'électrode avant 7 est reliée électriquement au corps 5 de l'inflammateur par l'ajustement serré de sa surface cylindrique externe.
  • L'empilement des deux électrodes et de l'étui 8 est immobilisé par un écrou 11, qui se visse dans un taraudage 12 du corps 5, et qui s'applique sur un épaulement 6a de l'électrode arrière 6. L'écrou 11 est réalisé en un matériau isolant.
  • Un fusible d'amorçage 13 est disposé entre les électrodes 6 et 7. Il a la forme d'un tube réalisé en un matériau conducteur associé à au moins un matériau énergétique ou susceptible de réagir avec le matériau conducteur.
  • On entend par matériau énergétique un matériau susceptible de fournir de l'énergie chimique sous la forme d'une flamme lorsqu'il se trouve initié par l'effet Joule engendré par le passage du courant dans le matériau conducteur auquel il est intimement associé.
  • On entend par matériau réactif ou susceptible de réagir avec le matériau conducteur un matériau, inerte isolément, mais susceptible de réagir chimiquement avec le matériau conducteur lors de l'échauffement de celui ci par effet Joule. De l'énergie chimique se trouve alors fournie par cette réaction sous la forme d'une flamme.
  • Le matériau conducteur pourra être constitué par du carbone ou bien par un métal tel du cuivre, de l'aluminium, de l'argent, du tungstène ou du magnésium.
  • On pourra par exemple réaliser un tube 13 formé d'une couche de copolymère de chlorofluoroéthylène (connu sous la marque déposée Viton) déposée sur une couche d'aluminium.
  • Un tel type d'inflammateur à plasma utilisant un fusible énergétique est décrit par la demande de brevet FR00/04734 et ne sera pas décrit ici plus en détails. On pourra consulter également la demande de brevet FR00/04735 qui décrit un inflammateur à plasma dépourvu de fusible d'amorçage et comportant une électrode avant en forme de tuyère.
  • D'autres exemples d'inflammateurs à plasma, notamment à fil fusible, sont enfin décrits par les brevets FR2754969 et FR2768810.
  • Conformément à l'invention le dispositif d'allumage comprend des tubes diffuseurs 3 solidaires de l'inflammateur.
  • Ces tubes diffuseurs sont réalisés en matière plastique et sont totalement inertes car ils ne renferment pas de composition pyrotechnique.
  • Les tubes sont rendus solidaires de l'inflammateur par un manchon de connexion 14 qui est vissé au niveau d'une extrémité avant filetée 5a du corps 5 de l'inflammateur 2. Ce manchon 14 porte trois taraudages 15 régulièrement répartis angulairement et dont les axes 17 forment un angle avec l'axe 16 du corps 5 de l'inflammateur 2. Chaque taraudage 15 reçoit une vis tubulaire 18 sur laquelle se fixe un écrou de blocage 19.
  • La vis tubulaire 18 comporte une portée conique 18a qui coopère avec une portée conique complémentaire 19a de l'écrou pour assurer le pincement, donc l'immobilisation et l'étanchéité du tube diffuseur 3.
  • Ce dernier est réalisé en une matière plastique souple, par exemple en polyamide, en polyéthylène ou en polyoléfine. L'épaisseur du tube diffuseur est comprise entre 0,7 et 1,5 mm, et le diamètre interne du tube diffuseur est compris entre 3 et 6 mm.
  • La vis 18 et l'écrou 19 constituent ainsi un moyen de solidarisation du tube diffuseur 3 avec le manchon de connexion 14, donc avec le moyen inflammateur 2.
  • Chaque tube diffuseur 3 est destiné à s'étendre au travers d'une partie du chargement propulsif (non représenté). Il permet de guider la flamme engendrée par le moyen inflammateur jusqu'à une zone réceptrice du chargement propulsif (non représentée ici). On pourra par exemple fixer les tubes diffuseurs sur la paroi interne d'une douille de la munition.
  • Ainsi grâce à l'invention la flamme produite par le moyen inflammateur 2 est conduite de façon précise en un endroit souhaité du chargement sans qu'un effet d'allumage radial au travers du tube diffuseur ne soit à craindre.
  • L'inertie thermique du matériau utilisé est suffisante pour que la flamme soit ainsi conduite sans destruction du tube diffuseur et cela même lorsque le moyen d'allumage engendre un plasma (température de l'ordre de 5000 K).
  • Le tube diffuseur sera détruit ultérieurement par la température et la pression des gaz développés lors de la combustion de l'ensemble du chargement propulsif.
  • Le manchon 14 délimite avec le corps 5 de l'inflammateur 2 une chambre de détente 20 qui se trouve disposée entre la sortie de l'inflammateur à plasma 2 et les tubes diffuseurs 3. Cette chambre de détente permet d'homogénéiser la pression du plasma ainsi que sa composition chimique.
  • A titre de variante il est bien entendu possible de faire varier le nombre de tubes diffuseurs reliés à l'inflammateur.
  • Il est également possible d'associer à ces tubes diffuseurs un inflammateur classique mettant en oeuvre une composition pyrotechnique sans génération de plasma. Dans ce cas le corps 5 du moyen inflammateur renfermera une composition pyrotechnique génératrice de flamme. Elle pourra comprendre un relais renforçateur de flamme associé à un inflammateur à initiation électrique.
  • La figure 3 montre en coupe longitudinale partielle une munition 21 équipée d'un dispositif d'allumage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • Ce mode de réalisation diffère essentiellement du précédent en ce qu'il comprend neuf tubes diffuseurs 3, répartis en trois groupes, les tubes des différents groupes ayant des longueurs différentes (ici pour la clarté de la figure, seuls quelques tubes sont représentés).
  • La munition 21 comprend une douille 22 réalisée en un matériau combustible, par exemple un carton imprégné de nitrocellulose, douille à la base de laquelle est fixé un culot obturateur 23 qui porte le moyen inflammateur 2 et reçoit sur sa surface interne un bol 40 en matière plastique. Le culot est fixé à la douille 22 par des rivets radiaux 41 régulièrement répartis angulairement.
  • La munition 21 comprend également un projectile 24 (ici un projectile sous calibré stabilisé par empennage) qui est fixé à la douille 22 par une pièce de liaison 25 réalisée par exemple en matière plastique. La fixation de la douille 22 sur la pièce de liaison 25 sera assurée par des rivets (non représentés).
  • Cette munition n'est pas décrite en détails, on pourra se reporter avantageusement au brevet FR2620214 qui décrit une telle bague de liaison.
  • Conformément à l'invention le chargement propulsif de cette munition comporte au moins un bloc de poudre propulsive agglomérée (ici quatre blocs 26a,26b,26c,26d).
  • Les blocs sont réalisés par exemple par compression uniaxiale (environ 30 MPa) et à chaud (environ 80°C) de poudre propulsive en grains imprégnés d'un liant thermoplastique ou énergétique. La compression se fera dans un moule dont la forme permet d'obtenir la géométrie du bloc souhaité.
  • Le bloc arrière 26a est en appui contre le bol 40 disposé dans le culot 23. Ce bloc comporte un évidement 42 qui permet le déploiement radial des différents tubes diffuseurs 3 autour du moyen inflammateur 2.
  • Les trois autres blocs agglomérés 26b, 26c et 26d portent trois canaux d'allumage borgnes 28, régulièrement répartis angulairement, destinés à recevoir chacun un tube diffuseur 3. Le bloc 26b porte ainsi trois canaux d'allumage 28b, le bloc 26c trois canaux d'allumage 28c et le bloc 26d trois canaux d'allumage 28d.
  • La figure 7 montre de façon agrandie l'extrémité borgne d'un canal d'allumage 28. Ce canal a un axe 29 parallèle à l'axe 30 de la munition 21 et il reçoit un tube diffuseur 3.
  • Le tube 3 n'est pas fixé au bloc 26. Un jeu 43 de quelques dixièmes de mm subsiste entre le tube 3 et le canal 28. Le tube diffuseur 3 ne s'étend pas jusqu'au fond du canal d'allumage 28. Il subsiste ainsi une chambre d'allumage 31 dans laquelle la flamme conduite par le tube diffuseur 3 peut agir et assurer un allumage localisé (mais réparti en trois zones) du bloc propulsif 26.
  • On maîtrise ainsi parfaitement la localisation de l'allumage des différents blocs. Grâce à l'invention, chaque bloc 26 reçoit simultanément la flamme fournie par l'allumeur 2 et au niveau de ses trois zones d'allumage. Il en résulte une meilleure maîtrise de l'évolution de la pression dans la chambre de l'arme et de meilleures performances balistiques.
  • Afin de permettre le passage des tubes diffuseurs au travers des différents blocs jusqu'à leur canal d'allumage, certains blocs agglomérés comportent également des canaux de liaison débouchants 32 dont l'axe est lui aussi parallèle à l'axe 30 de la munition 21 (voir figures 4, 5 et 6).
  • Ainsi un premier bloc intermédiaire 26c porte (en plus de ses trois canaux d'allumage borgnes 28c) trois canaux de liaison 32c qui permettent le passage des tubes diffuseurs 3d destinés à l'allumage du bloc supérieur 26d (voir la figure 5).
  • Le deuxième bloc intermédiaire 26b porte (en plus de ses trois canaux d'allumage borgnes 28b) six canaux de liaison 32b qui permettent le passage des tubes diffuseurs 3c et 3d destinés à l'allumage du bloc intermédiaire 26c et du bloc supérieur 26d (voir la figure 6).
  • Les répartitions angulaires des différents canaux sont plus particulièrement visibles sur les coupes de la munition 21 représentées aux figures 4, 5 et 6.
  • On notera également que chaque bloc aggloméré 26b, 26c et 26d présente un logement axial ayant une forme correspondant à celle du projectile 24, et permettant notamment de recevoir les ailettes 34 de l'empennage 33 du projectile.
  • Des pions 38, réalisés en matière plastique, sont disposés entre les blocs propulsifs 26b et 26c ainsi qu'entre les blocs propulsifs 26c et 26d. Ces pions sont régulièrement répartis angulairement et permettent d'assurer la solidarisation angulaire des différents blocs pour empêcher tout cisaillement des tubes diffuseurs 3. Ils assurent également l'indexation angulaire des blocs ce qui permet l'alignement des différents canaux, autorisant ainsi l'introduction des tubes 3 après empilement des blocs.
  • On prévoira par exemple trois pions 38 entre chaque bloc.
  • De même, trois autres pions 39 sont interposés entre le bloc arrière 26a et le bloc intermédiaire 26b.
  • Le montage de cette munition se réalise de la façon suivante :
  • On fixe tout d'abord le bloc supérieur 26d sur le projectile 24, on met ensuite en place sur celui ci les pions d'indexation 38.
  • On met ensuite en place successivement sur le projectile le bloc intermédiaire 26c et le bloc intermédiaire 26b, en interposant entre eux des pions d'indexation 38.
  • On place les pions d'indexation 39. On glisse la douille 22 autour des blocs propulsifs et on rivette celle ci sur la pièce de liaison 25.
  • On met alors en place les différents tubes 3 au travers des canaux 28. Les tubes ont été préalablement raccordés au manchon 14 du moyen d'allumage.
  • On monte le bol 40 sur le culot 23 puis on colle le bloc propulsif arrière 26a dans le bol 40 (par des points de colle silicone). On pourra consulter le brevet FR2799831 qui décrit un mode de fixation d'un bol sur un culot.
  • On visse enfin l'allumeur sur le manchon 14 et on coiffe celui ci avec le culot qui sera fixé à l'allumeur par exemple par un écrou axial (voir le brevet FR2799831) et ensuite fixé par les rivets 41 à la douille 22.
  • Différentes variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.
  • Il est ainsi possible de réaliser un chargement comportant trois blocs propulsifs agglomérés mais dans lequel l'allumage sera assuré à partir du seul bloc intermédiaire 26c. Les tubes diffuseurs traverseront alors le bloc 26b et seul le bloc intermédiaire 26c portera des canaux d'allumage 28.
  • On pourra également faire varier le nombre et la répartition angulaire des tubes diffuseurs. On pourra aussi faire varier la profondeur des canaux d'allumage en prévoyant par exemple pour un bloc donné plusieurs canaux d'allumage de profondeurs différentes.

Claims (10)

  1. Dispositif d'allumage (1) pour un chargement propulsif, comprenant au moins un moyen inflammateur (2), dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tube diffuseur (3) inerte s'étendant au travers d'une partie du chargement propulsif et permettant de guider la flamme engendrée par le moyen inflammateur (2) jusqu'à une zone réceptrice du chargement propulsif.
  2. Dispositif d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube diffuseur (3) est réalisé en matière plastique souple.
  3. Dispositif d'allumage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube diffuseur (3) a une épaisseur comprise entre 0,7 et 1,5 mm.
  4. Dispositif d'allumage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tube diffuseur (3) a un diamètre interne de 3 à 6 mm.
  5. Dispositif d'allumage selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen inflammateur (2) engendre un plasma.
  6. Dispositif d'allumage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de détente (20) disposée entre la sortie de l'inflammateur à plasma (2) et le ou les tubes diffuseurs (3).
  7. Chargement propulsif pour munition du type comportant au moins un canal borgne diffuseur (28b, 28c,28d), caractérisé en ce que le chargement se présente sous la forme d'au moins un bloc de poudre propulsive agglomérée (26b,26c,26d) à l'intérieur duquel ledit canal est délimité, et en ce qu'il comprend un dispositif d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ledit canal étant destiné à recevoir un tube diffuseur (3b,3c,3d) du dispositif d'allumage pour guider la flamme engendrée par celui-ci.
  8. Chargement propulsif pour munition selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux blocs (26b,26c,26d) de poudre propulsive agglomérée empilés l'un sur l'autre, au moins un premier bloc (26b,26c) portant au moins un canal de liaison débouchant (32b,32c) qui est destiné à recevoir un tube diffuseur (3c,3d) traversant ledit premier bloc pour venir se loger dans un canal d'allumage (28c,28d) aménagé sur un deuxième bloc (26c,26d).
  9. Chargement propulsif pour munition selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque bloc (26b,26c,26d) porte trois canaux d'allumage borgnes (28b,28c,28d) régulièrement répartis angulairement et destinés à recevoir un tube diffuseur (3b,3c,3d).
  10. Chargement propulsif pour munition selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois blocs (26b,26c,26d) agglomérés qui comportent chacun trois canaux d'allumage borgnes (28b,28c,28d) régulièrement répartis angulairement et destinés à recevoir un tube diffuseur (3b,3c,3d), le bloc le plus proche de l'allumeur (26b) comportant également six canaux de liaison (32b) débouchants et un bloc intermédiaire (26c) comportant trois canaux de liaison débouchants (32c).
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