FR2998566A1 - Composant generateur de gaz pyrotechnique - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un composant (1) générateur de gaz pyrotechnique comportant un étage d'entrée (4) formé par une composition pyrotechnique détonante, un étage intermédiaire (8) interposé entre l'étage d'entrée (4) et un étage de sortie (6) formé par au moins une composition génératrice de gaz, étage intermédiaire (8) formé par une couche de poudre noire comprimée.
Description
Le domaine technique de l'invention est celui des composants pyrotechniques et en particulier des composants générateurs de gaz. Il est classique de réaliser des générateurs de gaz 5 pyrotechniques, en particulier dans le domaine des systèmes de sécurité automobile. Les générateurs connus utilisent le plus souvent une ou plusieurs compositions génératrices de gaz, par exemple une composition oxydo-réductrice telle que celle décrite par le 10 brevet FR2871457, ou une poudre propulsive. Ces compositions sont de façon classique initiées à l'aide d'un composant générateur de flamme (inflammateur pyrotechnique). Il est cependant parfois difficile d'intégrer un 15 inflammateur, par exemple dans une munition qui est déjà équipée d'un dispositif d'armement doté d'une sortie en détonation. En effet, le remplacement d'un détonateur par un inflammateur impose une redéfinition complète du système 20 d'amorçage pyrotechnique. Pourtant un tel besoin d'intégration d'un composant générateur de gaz existe, par exemple pour définir une variante d'une munition, variante ayant une fonction différente de celle de la munition de base qui est explosive. 25 Cette fonction pourra être une fonction de dispersion ou d'éjection d'une charge utile par exemple, pour cette fonction il est nécessaire d'avoir un générateur de gaz et non un relais de détonation. Par ailleurs dans certaines applications munitionnaires, 30 il est nécessaire que la génération de gaz soit provoquée de façon extrêmement rapide, par exemple pour une munition de dispersion de sous projectiles sur trajectoire, munition pour laquelle la précision de l'instant de dispersion est très importante. L'invention permet donc de définir un composant générateur de gaz dont le temps de fonctionnement est plus bref que celui des générateurs actionnés par un inflammateur pyrotechnique. Ainsi l'invention a pour objet un composant générateur de 5 gaz pyrotechnique comprenant au moins une composition génératrice de gaz, composant caractérisé en ce qu'il comporte un étage d'entrée formé par une composition pyrotechnique détonante, et un étage intermédiaire interposé entre l'étage d'entrée et l'étage de sortie formé par la ou 10 les compositions génératrices de gaz, étage intermédiaire formé par au moins une couche de poudre noire comprimée. Selon un mode de réalisation, les différents étages sont disposés dans un godet comportant une partie tronconique recevant tout ou partie de l'étage intermédiaire, le petit 15 diamètre de la partie tronconique étant en communication avec un premier logement recevant la composition détonante. Selon un autre mode de réalisation, les différents étages sont disposés dans un godet comportant un alésage cylindrique recevant l'étage d'entrée, l'étage intermédiaire et l'étage 20 de sortie. Dans tous les cas, l'étage d'entrée pourra comprendre 30 à 60 milligrammes d'hexogène et l'étage intermédiaire renfermera de la poudre noire de granulométrie comprise entre 0,1 mm et 0,6 mm et comprimée sous 30 à 70 MPa. 25 L'étage de sortie pourra comprendre une couche de 150 à 300 milligrammes de poudre propulsive. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans 30 lesquels : - la figure 1 représente un composant selon un premier mode de réalisation de l'invention en coupe longitudinale, - la figure 2 représente en coupe longitudinale un composant selon un second mode de réalisation de l'invention. En se reportant à la figure 1, un composant 1 générateur de gaz pyrotechnique selon l'invention comprend un godet métallique 2 qui délimite deux logements cylindriques 3 et 5. Le godet 2 porte un filetage externe 2a qui permet sa fixation dans une munition (non représentée). Un premier logement cylindrique 3 renferme une 10 composition pyrotechnique détonante 4 qui constitue un étage d'entrée du composant 1. Un second logement cylindrique 5 renferme une composition génératrice de gaz 6 qui constitue un étage de sortie du composant 1. Le godet 2 comporte une partie tronconique 7 qui reçoit 15 essentiellement un étage intermédiaire 8 qui est constitué par une couche de poudre noire comprimée. Essentiellement signifie que la plus grande partie de l'étage intermédiaire 8 est située dans la partie tronconique 7 et que par ailleurs le volume de cette dernière est occupé pour sa plus grande 20 partie par l'étage intermédiaire 8. On aura ainsi de l'ordre de 90% du volume de la partie tronconique 7 occupé par l'étage intermédiaire 8. Il est en effet difficile industriellement d'assurer un chargement des différents étages 4,8 et 6 qui est strictement limité à une 25 partie bien définie. L'étage d'entrée 4 du premier logement 3 pourra ainsi s'étendre légèrement dans la partie tronconique 7 et l'étage intermédiaire 8 pourra s'étendre légèrement dans le second logement 5. 30 Le petit diamètre d de la partie tronconique 7 est en communication avec le premier logement 3 recevant la composition détonante 4. Le diamètre du premier logement cylindrique 3 est donc égal au petit diamètre d de la partie tronconique 7.
Le grand diamètre D de la partie tronconique 7 est en communication avec le second logement 5. Le diamètre du second logement cylindrique 5 est donc égal au grand diamètre D de la partie tronconique 7.
Le godet 2 est obturé au niveau de son étage de sortie 6 par un paillet 9 métallique serti. Le godet 2 comporte au niveau de son étage d'entrée 4 une cloison mince 10. Suivant un mode particulier d'exécution, on pourra 10 réaliser un étage d'entrée 4 comprenant 30 à 60 milligrammes d'hexogène. Cet étage d'entrée 4 comprend donc une composition détonante. Cette composition est facilement initiable par l'onde de choc fournie par un détonateur (non représenté) d'une chaîne pyrotechnique de munition (non 15 représentée). L'onde de choc pourra initier l'étage d'entrée 4 directement au travers de la cloison 10 dont l'épaisseur est de l'ordre de 0,3 mm. Suivant le mode de réalisation représenté, l'étage de sortie 6 comprend une couche de 150 à 300 milligrammes de 20 poudre propulsive, par exemple une poudre sphérique simple base. L'étage de sortie pourrait aussi être constitué par une composition oxydo-réductrice telle qu'une composition associant perchlorate de potassium (oxydant) et acide 25 tartrique, citrique ou myristique (réducteur), ou encore une composition associant bore (réducteur) et nitrate de potassium (oxydant). Le composant voit donc en entrée un phénomène pyrotechnique qui est une détonation (célérité de l'onde de 30 détonation de l'ordre de plusieurs milliers de mètres par seconde). L'étage de sortie 6 du composant fournit par contre un gaz, et la vitesse de combustion dans l'étage de sortie 6 est de quelques centaines de mètres par seconde.
Afin que la détonation issue de l'étage d'entrée 4 ne détruise pas l'étage de sortie 6, il est nécessaire de définir un étage intermédiaire 8 qui transforme l'onde de détonation en signal d'inflammation.
Cette fonction est assurée par une charge de poudre noire 8 de granulométrie fine (par exemple une PN7, appellation classique pour une poudre noire dont la granulométrie est comprise entre 0,2mm et 0,5mm) qui est comprimée sous 30 à 70 Méga Pascals.
Le taux de compression permet d'assurer la tenue mécanique de la poudre noire au coup de canon. Le taux de compression permet aussi d'assurer la transition détonation / combustion. On a en effet pu vérifier qu'une poudre noire d'une telle granulométrie non comprimée adoptait un régime 15 déflagrant ce qui est bien trop vif et ne permet pas d'initier en combustion l'étage de sortie 6. La compression de l'étage intermédiaire permet d'amortir progressivement l'énergie de détonation issue de l'étage d'entrée. Cette énergie se transforme en une énergie 20 thermique allumant la poudre noire qui assure l'allumage de l'étage de sortie 6. La granulométrie sera choisie comprise entre 0,1 mm et 0,6 mm car cet intervalle de valeurs concourt à l'amortissement de l'onde de détonation. On a en effet 25 constaté qu'une poudre de granulométrie plus forte entrait en déflagration (vitesse de progression de la réaction supérieure à quèlques centaines de mètres par seconde) ce qui est trop fort pour un bon régime de combustion. Le profil tronconique de l'étage intermédiaire 7 permet 30 de faciliter le chargement en poudre noire comprimée et assure une progression régulière des fronts d'onde de réaction entre les différentes couches compte tenu de la différence de diamètre entre l'étage d'entrée et l'étage de sortie.
Il est bien entendu nécessaire d'adapter la masse de composition détonante de l'étage d'entrée 4 à la masse de poudre noire de l'étage intermédiaire 8 et à la longueur de cet étage.
Avec un étage intermédiaire 8 de 300 milligrammes de poudre noire PN7 on prévoira un étage d'entrée 4 comportant une masse d'explosif inférieure à 50 milligrammes. Un tel composant selon l'invention a un temps de fonctionnement de l'ordre de 2,5 millisecondes. Ce temps de fonctionnement est celui correspondant à l'intervalle séparant l'instant d'initiation de l'étage d'entrée de l'instant auquel l'effet provoqué par l'étage de sortie intervient (éjection de sous-projectiles par exemple). A titre comparatif, un générateur de gaz ayant une même masse de composition génératrice de gaz mais initié par un inflammateur classique, a un temps de fonctionnement de l'ordre de 10 millisecondes. La figure 2 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention qui diffère du précédent en ce que le godet 2 20 comporte un alésage cylindrique 11 qui reçoit l'étage d'entrée 4, l'étage intermédiaire 8 et l'étage de sortie 6. Chaque couche du composant 1 a donc le même diamètre. Là encore l'étage d'entrée 4 est constitué par une composition pyrotechnique détonante, l'étage intermédiaire 8 est 25 constitué par de la poudre noire comprimée et l'étage de sortie 6 est constitué par une composition génératrice de gaz. Avec ce mode de réalisation, l'étage d'entrée a un diamètre plus important, ce qui conduit à un front de détonation de diamètre également plus important, donc plus 30 proche d'une onde plane. Il est cependant nécessaire avec ce mode de réalisation de prévoir un étage intermédiaire de longueur plus importante pour assurer l'amortissement de la détonation. Ce mode de réalisation est donc plus encombrant que le précédent. 35
Claims (5)
- REVENDICATIONS1- Composant (1) générateur- de gaz pyrotechnique comprenant au moins une composition génératrice de gaz (6), composant caractérisé en ce qu'il comporte un étage d'entrée (4) formé par une composition pyrotechnique détonante, et un étage intermédiaire (8) interposé entre l'étage d'entrée et l'étage de sortie formé par la ou les compositions génératrices de gaz (6), étage intermédiaire (8) formé par au moins une couche de poudre noire comprimée.
- 2- Composant générateur de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différents étages (4,8,6) sont disposés dans un godet (2) comportant une partie tronconique (7) recevant tout ou partie de l'étage intermédiaire (8), le petit diamètre de la partie tronconique (7) étant en communication avec un premier logement (3) recevant la composition détonante (4).
- 3- Composant générateur de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différents étages sont disposés dans un godet (2) comportant un alésage cylindrique (11) recevant l'étage d'entrée (4), l'étage intermédiaire (8) et l'étage de sortie (6).
- 4- Composant générateur de gaz selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étage d'entrée (4) comprend 30 à 60 milligrammes d'hexogène, l'étage intermédiaire (8) renfermant de la poudre noire de granulométrie comprise entre 0,1 mm et 0,6 mm et comprimée sous 30 à 70 MPa.
- 5- Composant générateur de gaz selon une des 30 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étage de sortie (6) comprend une couche de 150 à 300 milligrammes de poudre propulsive.
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