FR3020059A1 - POT OF FUMIGENE COMPOSITION - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un pot (1) de composition fumigène qui est destiné à être mis en place dans un étui de munition. Ce pot (1) comprend une enveloppe (2) renfermant au moins un tronçon (6a, 6b) d'une composition fumigène comprimée génératrice de gouttelettes ainsi qu'au moins un moyen d'allumage (7) de la composition fumigène. Ce pot est caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux couches (8a, 8b) d'une composition pyrotechnique renforçatrice (8) qui sont disposés de part et d'autre du ou de l'ensemble des tronçons (6a, 6b) de composition fumigène.The invention relates to a pot (1) of smoke composition which is intended to be placed in a case of ammunition. This pot (1) comprises an envelope (2) enclosing at least one section (6a, 6b) of a compressed fumigant composition generating droplets and at least one ignition means (7) of the smoke composition. This pot is characterized in that it comprises at least two layers (8a, 8b) of a reinforcing pyrotechnic composition (8) which are arranged on either side of or all of the sections (6a, 6b) of smoke composition.
Description
Le domaine technique de l'invention est celui des pots de compositions fumigènes destinés à être mis en place dans un étui de munition. Les munitions fumigènes sont de différents types. 5 Certaines sont destinées à être tirées par les lanceurs de défense rapprochée équipant les véhicules blindés. D'autres sont tirées par des systèmes d'artillerie de campagne (calibre 155 mm par exemple) ou bien par des mortiers (de calibre 81 mm ou 120 mm). 10 A titre d'exemple, le brevet EP0293273 décrit une munition fumigène connue qui est tirée par un système de défense rapprochée et le brevet FR2280876 décrit un obus d'artillerie fumigène. Toutes les munitions connues comportent un étui dans 15 lequel est disposé un ou plusieurs pots fumigènes. Ces munitions comportent aussi un dispositif d'allumage de l'ensemble des pots fumigènes. Chaque pot fumigène est constitué par une enveloppe qui renferme un ou plusieurs tronçons d'une composition fumigène 20 comprimée ainsi qu'un moyen d'allumage de ce ou ces tronçons, moyen qui est initié par le dispositif d'allumage de la munition. Différents types de compositions fumigènes sont connues. Certaines sont efficaces dans le domaine visible 25 uniquement, par exemple celles à base d'hexachloréthane (oxydant) et d'oxyde de zinc (réducteur). D'autres permettent aussi un masquage dans le domaine infrarouge (bande 3-5 micromètres et/ou bande 7-14 micromètres). Le brevet FR2583037 décrit ainsi une composition fumigène 30 efficace dans le domaine infrarouge et qui associe un composé générateur de particules de carbone (tel que le naphtalène chloré), un composé fluoré (le poly-fluorure de vinylidène) et une poudre métallique (magnésium).The technical field of the invention is that of pots of smoke compositions intended to be put in place in an ammunition case. Smoke ammunition is of different types. 5 Some are intended to be fired by close defense launchers equipping armored vehicles. Others are fired by field artillery systems (155 mm caliber for example) or by mortars (81 mm or 120 mm caliber). By way of example, patent EP0293273 describes a known smoke munition which is pulled by a close defense system and patent FR2280876 describes a smoke artillery shell. All known ammunition includes a case in which is disposed one or more smoke pots. These ammunition also include a device for igniting all the smoke pots. Each fumigant pot is constituted by an envelope containing one or more sections of a compressed fumigant composition and a means of ignition of this or these sections, which means is initiated by the ignition device of the ammunition. Different types of smoke compositions are known. Some are effective in the visible range only, for example those based on hexachloroethane (oxidizer) and zinc oxide (reducer). Others also allow masking in the infrared range (3-5 micron band and / or 7-14 micron band). The patent FR2583037 thus describes an infrared-efficient fumigant composition which combines a carbon-particle generating compound (such as chlorinated naphthalene), a fluorinated compound (polyvinylidene fluoride) and a metal powder (magnesium). .
Cette composition présente l'inconvénient de comporter un halogène polychloré qui est toxique et dont la mise en oeuvre est aujourd'hui interdite. Diverses solutions sont recherchées pour trouver des 5 formulations fumigènes à toxicité réduite et pouvant avoir une efficacité de masquage vis à vis du rayonnement infrarouge. Parmi les compositions non toxiques connues et pouvant engendrer des fumées, on connaît des compositions à base d'acides organiques, c'est à dire comportant des chaînes 10 carbonées (par exemple l'acide sébacique, l'acide adipique, l'acide azélaïque, l'acide téréphtalique, l'acide cinnamique). On connaît aussi des compositions à base d'acide sulfamique (une telle composition est décrite par les brevets 15 US2842502 et US2637678), ou des compositions à base d'acide orthophosphorique. Ces compositions associent l'acide à un oxydant approprié tel qu'un perchlorate (de sodium, d'ammonium ou de potassium) ou un nitrate. 20 Ces compositions génèrent une fumée qui est formée de gouttelettes d'eau et également dans certains cas des gouttelettes d'acide chlorhydrique ou phosphorique (suivant la composition). L'efficacité du masquage infrarouge est liée aux 25 dimensions des gouttelettes. La fumée engendrée par ces compositions est donc très différente de celle engendrée par les compositions connues à base d'hydrocarbures aromatiques polycycliques qui est formée de particules de carbone. 30 Un inconvénient associé à ces compositions est que pratiquement toute l'énergie nécessaire à la réaction est fournie par l'oxydant. La vitesse de réaction est lente (inférieure à 5 mm/seconde) et les produits liquides ou gouttelettes engendrées ont un effet réfrigérant abaissant la température au niveau de la zone de réaction, ce qui peut conduire à l'extinction de la composition. Le mélange peut avoir par ailleurs une énergie de réaction qui est insuffisante pour vaporiser l'ensemble des 5 produits liquides générés par la décomposition du mélange. Le nuage généré à l'extérieur du pot comporte moins de gouttelettes et il est donc moins efficace. Les dimensions des munitions étant imposées, il n'est pas possible par ailleurs d'accroître la quantité d'oxydant sans 10 réduire aussi la quantité d'acide générateur de fumée, donc aussi la quantité de fumée engendrée par la composition et l'efficacité de la munition. L'invention a pour objet de proposer une architecture de pot fumigène permettant d'éviter cet arrêt de combustion de 15 la composition. L'architecture de pot proposée par l'invention peut être mise en oeuvre avec différents types de compositions fumigènes génératrices de gouttelettes. Dans tous les cas elle fiabilisera le fonctionnement en évitant les extinctions et 20 en assurant un régime de combustion soutenu. Ainsi l'invention a pour objet un pot de composition fumigène destiné à être mis en place dans un étui de munition, pot comprenant une enveloppe renfermant au moins un tronçon d'une composition fumigène comprimée génératrice de 25 gouttelettes ainsi qu'au moins un moyen d'allumage de la composition fumigène, pot caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux couches d'une composition pyrotechnique renforçatrice qui sont disposées de part et d'autre du tronçon unique ou de l'ensemble des tronçons de composition 30 fumigène. Selon un mode de réalisation, le pot de composition fumigène comporte au moins deux tronçons de composition fumigène et au moins une couche de composition pyrotechnique renforçatrice disposée entre deux tronçons de composition fumigène. Avantageusement, le pot comportera une cheminée d'allumage axiale et le moyen d'allumage sera constitué par 5 un bloc annulaire disposé sensiblement au niveau d'une partie médiane de la cheminée axiale. Selon un autre mode de réalisation, le pot comportera une cheminée d'allumage axiale et le moyen d'allumage sera constitué par un bloc annulaire s'étendant sur sensiblement 10 toute la longueur de la cheminée axiale. L'enveloppe pourra renfermer au moins une couche d'isolant inerte interposée entre l'enveloppe et une couche de composition pyrotechnique renforçatrice. Selon un mode de réalisation, la composition fumigène 15 génératrice de gouttelettes pourra comprendre une composition de base associant au moins un oxydant et un acide choisi parmi les acides suivants : acides organiques, acide sulfamique, acide orthophosphorique. Selon un mode particulier de réalisation, la composition 20 fumigène pourra comprendre une composition de base associant : 38% à 58% en masse d'acide sulfamique, et 62% à 42% en masse d'oxydant, les pourcentages étant calculés par rapport à la masse totale de la composition de base associant acide et oxydant. 25 Avantageusement, l'acide pourra être enrobé par un liant tel que la nitrocellulose, le liant étant ajouté dans une proportion relative de 2% à 10% de la masse totale de la composition de base. La composition de base de la composition fumigène pourra 30 associer de 53% à 58% en masse d'acide sulfamique, de 37% à 42% en masse de perchlorate d'ammonium et de 0 à 10% en masse de poudre d'aluminium, de magnésium de bore ou d'oxyde ferrique.This composition has the drawback of comprising a polychlorinated halogen which is toxic and whose implementation is now prohibited. Various solutions are being sought to find low-toxicity fumigant formulations which may have masking efficacy against infrared radiation. Among the known non-toxic compositions which can generate fumes, compositions based on organic acids, that is to say comprising carbon chains (for example sebacic acid, adipic acid or azelaic acid) are known. , terephthalic acid, cinnamic acid). Sulfamic acid-based compositions (such a composition is disclosed in US2842502 and US2637678) or compositions based on orthophosphoric acid are also known. These compositions associate the acid with a suitable oxidant such as perchlorate (sodium, ammonium or potassium) or nitrate. These compositions generate smoke which is formed of water droplets and also in some cases droplets of hydrochloric or phosphoric acid (depending on the composition). The effectiveness of infrared masking is related to the size of the droplets. The smoke generated by these compositions is therefore very different from that generated by the known compositions based on polycyclic aromatic hydrocarbons which is formed of carbon particles. A disadvantage associated with these compositions is that substantially all of the energy required for the reaction is provided by the oxidant. The reaction rate is slow (less than 5 mm / second) and the liquid products or droplets generated have a cooling effect lowering the temperature in the reaction zone, which can lead to the extinction of the composition. The mixture may also have a reaction energy which is insufficient to vaporize all the liquid products generated by the decomposition of the mixture. The cloud generated outside the pot has fewer droplets and is therefore less efficient. Since the dimensions of the ammunition are imposed, it is not possible to increase the quantity of oxidant without also reducing the amount of smoke-generating acid, thus also the amount of smoke generated by the composition and the efficiency. ammunition. The object of the invention is to propose a smoke pot architecture that makes it possible to avoid this combustion stoppage of the composition. The pot architecture proposed by the invention can be implemented with different types of fumigant compositions generating droplets. In all cases it will make the operation reliable by avoiding the extinctions and by ensuring a sustained combustion regime. Thus, a subject of the invention is a pot of smoke composition intended to be put in place in an ammunition case, pot comprising an envelope containing at least one section of a compressed fumigant composition generating droplets and at least one means ignition of the fumigene composition, pot characterized in that it comprises at least two layers of a reinforcing pyrotechnic composition which are disposed on either side of the single section or all the sections of smoke composition. According to one embodiment, the fumigant composition pot comprises at least two sections of smoke composition and at least one reinforcing pyrotechnic composition layer disposed between two sections of smoke composition. Advantageously, the pot will comprise an axial ignition chimney and the ignition means will be constituted by an annular block disposed substantially at a central portion of the axial chimney. According to another embodiment, the pot will comprise an axial ignition chimney and the ignition means will be constituted by an annular block extending over substantially the entire length of the axial chimney. The envelope may contain at least one layer of inert insulation interposed between the envelope and a reinforcing pyrotechnic composition layer. According to one embodiment, the fumigant composition 15 generating droplets may comprise a base composition combining at least one oxidant and an acid selected from the following acids: organic acids, sulfamic acid, orthophosphoric acid. According to a particular embodiment, the smoke composition may comprise a base composition combining: 38% to 58% by weight of sulfamic acid, and 62% to 42% by weight of oxidant, the percentages being calculated with respect to the total mass of the base composition associating acid and oxidant. Advantageously, the acid may be coated with a binder such as nitrocellulose, the binder being added in a relative proportion of 2% to 10% of the total mass of the base composition. The basic composition of the fumigene composition may combine from 53% to 58% by weight of sulfamic acid, from 37% to 42% by weight of ammonium perchlorate and from 0 to 10% by weight of aluminum powder. , boron magnesium or ferric oxide.
L'oxydant pourra associer un oxydant fort et un sel de potassium ou de sodium. Selon un mode particulier de réalisation, la composition fumigène pourra associer de 38% à 58% en masse d'acide 5 sulfamique, de 22% à 42% en masse de perchlorate d'ammonium et 20% en masse d'un sel de sodium ou de potassium. La composition pyrotechnique renforçatrice pourra par ailleurs associer de la poudre noire et une composition oxydo-réductrice. 10 La composition oxydo réductrice sera avantageusement choisie parmi les compositions suivantes : thermite, Tungstène/Chromate de Baryum, Bore/Nitrate de potassium, Magnésium/Nitrate de Potassium/Nitrate de Calcium/polymère fluoré, Manganèse/Oxyde de manganèse/Oxyde de Bismuth. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - La figure 1 montre un premier exemple d'architecture d'un pot de composition fumigène selon l'invention. - La figure 2 montre un second exemple d'architecture d'un pot de composition fumigène selon l'invention. 25 - La figure 3 montre un autre exemple d'architecture d'un pot de composition fumigène selon l'invention. - La figure 4 montre un autre exemple d'architecture d'un pot de composition fumigène selon l'invention. - La figure 5 montre un autre exemple d'architecture 30 d'un pot de composition fumigène selon l'invention. En se reportant à la figure 1, un pot 1 de composition fumigène selon un premier mode de réalisation, comprend une enveloppe 2 cylindrique qui comporte un couvercle 15 20 d'obturation 3. L'enveloppe 2 et le couvercle 3 sont réalisés en matériau métallique, par exemple en acier (ou bien en carton ou en un matériau à base de fibre de carbone). L'enveloppe 2 est globalement cylindrique d'axe 4 et elle 5 porte une cheminée axiale 5 réalisée par exemple en carton. Cette cheminée est destinée à servir de passage pour les flammes issues d'une composition d'allumage (non représentée) qui est solidaire de la munition. La cheminée permet aussi l'évacuation de la fumée engendrée par la composition 10 fumigène. Cette architecture générale d'un pot et d'une munition associée est connue par exemple du brevet EP293273 et il n'est pas nécessaire de la décrire plus en détails. Le pot 1 renferme au moins un tronçon 6a,6b qui est formé d'un comprimé d'une composition fumigène 6 génératrice de 15 gouttelettes (ici deux tronçons 6a et 6b) ainsi qu'au moins un moyen d'allumage 7 de la composition fumigène 6. Le moyen d'allumage 7 est constitué par un bloc comprimé annulaire d'une composition associant par exemple de la poudre noire et une composition fumigène identique à celle 20 des tronçons. Les proportions massiques relatives entre fumigène et poudre noire pourront être de 50%/50% ou de 75% de fumigène pour 25% de poudre noire. On pourrait également mettre en oeuvre une composition d'allumage associant la poudre noire et une composition oxydo-réductrice du type de 25 la composition renforçatrice qui sera décrite plus loin. Le bloc du moyen d'allumage 7 est disposé sensiblement au milieu du pot 1 et en regard de l'interface de séparation des deux tronçons 6a,6b de composition fumigène 6. Ainsi la flamme d'allumage qui traverse la cheminée 30 axiale 5 assure l'allumage du moyen d'allumage 7 qui lui-même initie simultanément les deux tronçons de composition 6. Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, le pot 1 renferme aussi deux couches 8a,8b d'une composition pyrotechnique renforçatrice 8. Ces deux couches 8a et 8b sont disposées de part et d'autre de l'ensemble des tronçons 6a,6b de composition fumigène 6, donc à chaque extrémité de l'empilement des tronçons 6a et 6b. Il y a donc ici une première couche 8a de composition 5 renforçatrice 8 disposée au fond du pot 1 et une seconde couche 8b de composition renforçatrice 8 disposée au niveau du couvercle 3. Les couches 8a,8b de composition renforçatrice sont annulaires. Elles sont toutes les deux traversées par la 10 cheminée 5. La flamme d'allumage traversant la cheminée 5 assure également leur initiation, parallèlement à celle du moyen d'allumage 7. Du point de vue fabrication, chaque tronçon 6a ou 6b de composition fumigène 6 est comprimé en même temps que la 15 couche 8a ou 8b de composition renforçatrice qui lui est associée. Pour assurer la cohésion des différentes couches et éviter un éventuel arrêt de combustion à l'interface entre couche renforçatrice et tronçon fumigène, il est possible de prévoir entre couche renforçatrice et tronçon fumigène une 20 couche intermédiaire homogène formée d'un mélange de la composition fumigène et de la composition renforçatrice (dans des proportions de 50% en masse chacune). On réalise ainsi deux blocs comprimés identiques formés chacun d'un tronçon fumigène et d'une couche renforçatrice. 25 Il pourrait être envisagé de réaliser des comprimés de composition fumigène ainsi que des comprimés de composition renforçatrice puis d'assembler les différents comprimés dans l'enveloppe 2. Cependant l'épaisseur réduite des couches renforçatrices impose pratiquement une compression simultanée 30 dans un même moule de la composition fumigène ainsi que de sa ou de ses couches renforçatrices. La composition fumigène 6 génératrice de gouttelettes comprend essentiellement une composition de base qui associe au moins un oxydant et un acide choisi parmi les acides suivants : acides organiques, acide sulfamique, acide orthophosphorique. Ces compositions engendrent des fumées formées de 5 gouttelettes. La composition fumigène pourra ainsi comprendre une composition de base associant : 38% à 58% en masse d'acide sulfamique, et 62% à 42% en masse d'oxydant, les pourcentages étant calculés par rapport à la masse totale de la 10 composition de base associant acide et oxydant A titre d'exemple on pourra réaliser la composition fumigène suivante : Exemple 1 Perchlorate d'ammonium (NH4C1O4) : 41,5 % 15 Acide sulfamique : 57,5 % Graphite : 1 % Selon un autre mode de réalisation, la composition de base de la composition fumigène pourra associer de 53% à 58% 20 en masse d'acide sulfamique, de 37% à 42% en masse de perchlorate d'ammonium et de 0 à 10% en masse de poudre d'aluminium, de magnésium, de bore ou d'oxyde ferrique. L'adjonction de poudres métalliques ou d'oxydes métalliques permet d'augmenter la température de réaction ou 25 de catalyser la réaction de décomposition. On pourra ainsi réaliser les compositions suivantes : Exemple 2 Perchlorate d'ammonium (NH4C1O4) : 37 % 30 Acide sulfamique : 53 % Aluminium : 10 % Composition de base à laquelle on ajoute de l'Oxyde ferrique (Fe2O3) dans une proportion de 0,1% de la masse de la composition de base (perchlorate / acide sulfamique / aluminium). Exemple 3 Perchlorate d'ammonium (NH4C1O4) : 20 % Acide sulfamique :66 % Magnésium : 13 % Graphite : 1 % Avantageusement on réalisera un enrobage de l'acide à l'aide d'un liant. Une telle disposition permet d'isoler l'acide du reste de la composition, en particulier des poudres métalliques ou d'oxyde métallique.The oxidant may combine a strong oxidant and a salt of potassium or sodium. According to one particular embodiment, the fumigene composition may combine from 38% to 58% by weight of sulfamic acid, from 22% to 42% by weight of ammonium perchlorate and 20% by weight of a sodium salt. or potassium. The reinforcing pyrotechnic composition may also associate black powder and an oxido-reducing composition. The redox composition will advantageously be selected from the following compositions: Thermite, Tungsten / Barium Chromate, Boron / Potassium Nitrate, Magnesium / Potassium Nitrate / Calcium Nitrate / Fluoropolymer, Manganese / Manganese Oxide / Bismuth Oxide. The invention will be better understood on reading the following description of particular embodiments, description made with reference to the accompanying drawings and in which: FIG. 1 shows a first example of architecture of a pot of smoke composition according to the invention. FIG. 2 shows a second example of architecture of a pot of smoke composition according to the invention. FIG. 3 shows another example of architecture of a pot of smoke composition according to the invention. FIG. 4 shows another example of architecture of a pot of smoke composition according to the invention. FIG. 5 shows another example of architecture of a pot of smoke composition according to the invention. Referring to Figure 1, a pot 1 of smoke composition according to a first embodiment, comprises a cylindrical casing 2 which has a cover 20 20 shutter 3. The casing 2 and the lid 3 are made of metal material for example steel (or of cardboard or a material based on carbon fiber). The casing 2 is generally cylindrical axis 4 and 5 carries an axial chimney 5 made for example of cardboard. This chimney is intended to serve as a passage for the flames from an ignition composition (not shown) which is secured to the munition. The chimney also allows the evacuation of the smoke generated by the smoke composition. This general architecture of a pot and an associated ammunition is known for example from EP293273 and it is not necessary to describe it in more detail. The pot 1 contains at least one section 6a, 6b which is formed of a tablet of a fumigant composition 6 generating droplets (here two sections 6a and 6b) and at least one ignition means 7 of the composition The ignition means 7 is constituted by an annular compressed block of a composition combining, for example, black powder and a smoke composition identical to that of the sections. The relative mass proportions between fumigene and black powder may be 50% / 50% or 75% fumigene for 25% black powder. It would also be possible to use an ignition composition combining the black powder and an oxidation-reducing composition of the type of the reinforcing composition which will be described later. The block of the ignition means 7 is disposed substantially in the middle of the pot 1 and facing the separation interface of the two sections 6a, 6b of smoke composition 6. Thus the ignition flame which passes through the axial chimney 5 ensures ignition of the ignition means 7 which itself simultaneously initiates the two composition sections 6. According to an essential characteristic of the invention, the pot 1 also contains two layers 8a, 8b of a reinforcing pyrotechnic composition 8. These two layers 8a and 8b are disposed on either side of all the sections 6a, 6b of smoke composition 6, so at each end of the stack of sections 6a and 6b. There is therefore here a first layer 8a of reinforcing composition 8 disposed at the bottom of the pot 1 and a second layer 8b of reinforcing composition 8 disposed at the lid 3. The layers 8a, 8b of reinforcing composition are annular. They are both crossed by the chimney 5. The ignition flame passing through the chimney 5 also ensures their initiation, parallel to that of the ignition means 7. From the manufacturing point of view, each section 6a or 6b of smoke composition 6 is compressed together with the layer 8a or 8b of reinforcing composition associated therewith. In order to ensure the cohesion of the various layers and to avoid any stopping of combustion at the interface between the reinforcing layer and the smoke section, it is possible to provide between the reinforcing layer and the smoke section a homogeneous intermediate layer formed of a mixture of the fumigene composition. and the reinforcing composition (in proportions of 50% by mass each). Two identical compressed blocks are thus produced, each formed of a smoke section and a reinforcing layer. It could be envisaged to produce tablets of smoke composition as well as tablets of reinforcing composition and then to assemble the various tablets in the casing 2. However, the reduced thickness of the reinforcing layers practically imposes simultaneous compression in the same mold. of the smoke composition as well as its reinforcing layer or layers. The fumigant composition 6 generating droplets essentially comprises a base composition which combines at least one oxidant and an acid selected from the following acids: organic acids, sulfamic acid, orthophosphoric acid. These compositions generate fumes formed from 5 droplets. The fumigene composition may thus comprise a base composition combining: 38% to 58% by weight of sulfamic acid, and 62% to 42% by weight of oxidant, the percentages being calculated with respect to the total mass of the composition By way of example, the following fumigene composition can be produced: Example 1 Ammonium perchlorate (NH 4 ClO 4): 41.5% Sulphamic acid: 57.5% Graphite: 1% According to another embodiment of In this embodiment, the basic composition of the fumigene composition may comprise from 53% to 58% by weight of sulphamic acid, from 37% to 42% by weight of ammonium perchlorate and from 0% to 10% by weight of powder. aluminum, magnesium, boron or ferric oxide. The addition of metal powders or metal oxides makes it possible to increase the reaction temperature or to catalyze the decomposition reaction. The following compositions can thus be produced: EXAMPLE 2 Ammonium perchlorate (NH 4 ClO 4): 37% Sulfamic acid: 53% Aluminum: 10% Base composition to which ferric oxide (Fe 2 O 3) is added in a proportion of 0 , 1% of the mass of the base composition (perchlorate / sulfamic acid / aluminum). Example 3 Ammonium perchlorate (NH4C1O4): 20% Sulfamic acid: 66% Magnesium: 13% Graphite: 1% Advantageously, the acid is coated with a binder. Such an arrangement makes it possible to isolate the acid from the rest of the composition, in particular metal powders or metal oxide.
Une telle disposition permet d'améliorer la tenue de la composition au stockage. Le liant pourra par ailleurs participer à la réaction en apportant un complément d'énergie. On pourra par exemple utiliser comme liant de la nitrocellulose.Such an arrangement makes it possible to improve the behavior of the composition during storage. The binder can also participate in the reaction by providing additional energy. For example, it is possible to use nitrocellulose as a binder.
On pourra aussi utiliser un liant fluoré tel qu'un fluoro-élastomère (plus connu sous la marque déposée Viton). Le liant sera ajouté dans une proportion relative de 2% à 10% de la masse totale de la composition de base.It will also be possible to use a fluorinated binder such as a fluoroelastomer (better known under the trademark Viton). The binder will be added in a relative proportion of 2% to 10% of the total mass of the base composition.
Exemple 4 Perchlorate d'ammonium (NH4C1O4) : 42 % Acide sulfamique : 58 % Mélange de base auquel on ajoute de la Nitrocellulose dans une proportion de 5 % de la masse totale du mélange de 30 base perchlorate / acide sulfamique. Exemple 5 Perchlorate de potassium (KC1O4) : 35 % Acide sébacique : 40 % Nitrocellulose : 10% Lactose : 10% Aluminium ou magnésium : 5% Dans cette formulation le lactose joue le rôle de réducteur. Exemple 6 Perchlorate de potassium (KC104) : 30 % Acide adipique : 50 % Nitrocellulose : 15% Aluminium ou magnésium : 5% Exemple 7 Perchlorate de potassium (KC104) : 30 % Acide sébacique : 45 % Nitrocellulose : 20 % Hydrogénocarbonate de Sodium (NaHCO3) : 5% Dans cette formulation l'Hydrogénocarbonate de Sodium 20 joue le rôle d'oxydant complémentaire et de modérateur de combustion. Exemple 8 Perchlorate de potassium (KC104) : 25 % 25 Acide azélaïque : 60 % Nitrocellulose : 5 % Sucrose : 5 % Hydrogénocarbonate de Sodium (NaHCO3) : 5% 30 Dans cette formulation le sucrose joue le rôle d'oxydant complémentaire. Exemple 9 Perchlorate de potassium (KC104) : 30 % Acide sébacique : 45 % Lactose : 15% Aluminium ou magnésium : 2 % Fluoro-élastomère (Viton A) : 8 % Exemple 10 Perchlorate de potassium (KC104) : 31 % Acide cinnamique : 44 % Sucrose : 12% Hydrogénocarbonate de Sodium (NaHCO3) : 5% Nitrocellulose : 8 % Exemple 11 Perchlorate de potassium (KC104) : 26 % Acide cinnamique : 33 % Lactose : 24 % Kaolin : 12 % Fluoro-élastomère (Viton A) : 5 % Le Kaolin est ici utilisé comme additif favorisant la compression de la composition. Selon un autre mode de réalisation, lorsque l'acide mis en oeuvre engendre du gaz chlorhydrique on ajoutera à la composition un oxydant permettant de réduire le gaz chlorhydrique, par exemple un sel de potassium ou un sel de sodium. Une telle variante permet de réduire la corrosivité des fumées engendrées. On pourra réaliser les compositions suivantes : Exemple 12 38% en masse d'acide sulfamique 42% en masse de perchlorate d'ammonium 20% en masse de nitrate de potassium Exemple 13 57,5 % en masse d'acide sulfamique 21,5 % en masse de perchlorate d'ammonium 20 % en masse de nitrate de potassium Toutes les compositions génératrices de fumées décrites ci-dessus engendrent des gouttelettes. Lorsqu'elles sont initiées uniquement à partir du moyen d'allumage 7 on a observé, suivant les compositions, des extinctions ou bien une simple fusion de la composition. L'énergie fournie par l'oxydant est insuffisante pour entretenir la combustion. Conformément à l'invention le niveau d'énergie nécessaire 15 à la combustion est maintenu grâce à la mise en place des couches renforçatrices 8 de part et d'autre de la composition fumigène 6 et au moins à chaque extrémité de l'ensemble formé par l'empilement des tronçons. Pour réaliser la composition renforçatrice on utilisera 20 une composition oxydo-réductrice sans fumée ayant une vitesse de combustion relativement lente (inférieure à 5 mm/s) et engendrant des scories chaudes. Cette composition pourra être associée à de la poudre noire. La composition oxydo réductrice pourra être choisie parmi 25 les compositions suivantes (qui sont bien connues de l'Homme du Métier), proportions données en % de la masse totale de la composition : Thermite (par exemple 23,5% d'aluminium et 74,5% d'oxyde 30 ferrique Fe2O3). Tungstène (40%) / Chromate de Baryum (50%). Bore (20%) / Nitrate de potassium (80%). Magnésium (32%) / Nitrate de Potassium (47%) / Nitrate de Calcium (21%) (mélange de base auquel on ajoutera un liant polymère fluoré dans une proportion de 5% de la masse totale du mélange de base). Manganèse (72%) / Oxyde de manganèse (18%) / Oxyde de bismuth (10%).Example 4 Ammonium perchlorate (NH4C1O4): 42% Sulfamic acid: 58% Base mixture to which Nitrocellulose is added in a proportion of 5% of the total weight of the perchlorate / sulfamic acid mixture. Example 5 Potassium perchlorate (KClO 4): 35% Sebacic acid: 40% Nitrocellulose: 10% Lactose: 10% Aluminum or magnesium: 5% In this formulation, lactose acts as a reducing agent. Example 6 Potassium perchlorate (KC104): 30% Adipic acid: 50% Nitrocellulose: 15% Aluminum or magnesium: 5% Example 7 Potassium perchlorate (KC104): 30% Sebacic acid: 45% Nitrocellulose: 20% Sodium hydrogen carbonate ( NaHCO3): 5% In this formulation Sodium hydrogencarbonate 20 plays the role of complementary oxidizer and combustion moderator. Example 8 Potassium Perchlorate (KC104): 25% Azelaic Acid: 60% Nitrocellulose: 5% Sucrose: 5% Sodium Hydrogen Carbonate (NaHCO3): 5% In this formulation, sucrose acts as a complementary oxidant. Example 9 Potassium perchlorate (KC104): 30% Sebacic acid: 45% Lactose: 15% Aluminum or magnesium: 2% Fluoroelastomer (Viton A): 8% Example 10 Potassium perchlorate (KC104): 31% Cinnamic acid: 44% Sucrose: 12% Sodium hydrogen carbonate (NaHCO3): 5% Nitrocellulose: 8% Example 11 Potassium perchlorate (KC104): 26% Cinnamic acid: 33% Lactose: 24% Kaolin: 12% Fluoroelastomer (Viton A) : 5% Kaolin is used here as additive promoting the compression of the composition. According to another embodiment, when the acid used generates hydrochloric acid gas will be added to the composition an oxidizer for reducing the hydrochloric gas, for example a potassium salt or a sodium salt. Such a variant makes it possible to reduce the corrosivity of the fumes generated. The following compositions can be produced: Example 12 38% by weight of sulfamic acid 42% by weight of ammonium perchlorate 20% by weight of potassium nitrate Example 13 57.5% by weight of sulphamic acid 21.5% Ammonium perchlorate by mass 20% by weight of potassium nitrate All the smoke generating compositions described above generate droplets. When they are initiated solely from the ignition means 7, according to the compositions, there have been observed extinctions or a simple melting of the composition. The energy provided by the oxidant is insufficient to sustain combustion. According to the invention the level of energy required for combustion is maintained by placing the reinforcing layers 8 on either side of the smoke composition 6 and at least at each end of the assembly formed by the stacking of the sections. To make the reinforcing composition, a smokeless oxido-reducing composition having a relatively slow combustion rate (less than 5 mm / sec) and generating hot slag will be used. This composition may be associated with black powder. The redox composition may be chosen from the following compositions (which are well known to those skilled in the art), proportions given in% of the total mass of the composition: Thermite (for example 23.5% aluminum and 74% aluminum). 5% Fe 2 O 3 ferric oxide). Tungsten (40%) / Barium Chromate (50%). Boron (20%) / potassium nitrate (80%). Magnesium (32%) / Potassium Nitrate (47%) / Calcium Nitrate (21%) (base mixture to which will be added a fluoropolymer binder in a proportion of 5% of the total mass of the base mixture). Manganese (72%) / Manganese oxide (18%) / Bismuth oxide (10%).
Le but recherché avec les compositions renforçatrices 8 est de maintenir le ou les tronçons 6a,6b de composition fumigène 6 entre deux couches chaudes qui assureront un maintien de la température des tronçons fumigènes au-dessus de la température de décomposition de cette composition fumigène. Les scories chaudes forment par ailleurs des points chauds qui maintiennent de façon permanente les conditions d'allumage de la composition fumigène. On pallie ainsi les effets du refroidissement provoqué 15 par les gouttelettes engendrées et qui sont évacuées par la cheminée 5. On pourra utiliser comme composition renforçatrice les compositions suivantes : 20 Exemple 14 32 % Magnésium 47 % oxyde de potassium 21 % Carbonate de calcium Mélange de base auquel est ajouté un fluoro-élastomère 25 (plus connu sous la marque déposée Viton) dans une proportion de 5 % de la masse totale du mélange de base Magnésium/oxyde de potassium/carbonate de calcium. Exemple 15 30 40 % Tungstène 50 % Chromate de Baryum 10 % perchlorate de potassium Mélange de base auquel est ajouté de la nitrocellulose dans une proportion de 5 % de la masse totale du mélange de base tungstène/Chromate de baryum/perchlorate de potassium.The purpose of the reinforcing compositions 8 is to maintain the section or sections 6a, 6b of smoke composition 6 between two hot layers which will maintain the temperature of the smoke sections above the decomposition temperature of this fumigant composition. The hot slag form also hot spots that permanently maintain the ignition conditions of the smoke composition. The effects of the cooling caused by the droplets generated and which are discharged by the stack 5 are thus overcome. The following compositions may be used as reinforcing composition: Example 14 32% Magnesium 47% Potassium oxide 21% Calcium carbonate Mixture of base to which is added a fluoroelastomer (better known under the trade name Viton) in a proportion of 5% of the total mass of the basic mixture Magnesium / potassium oxide / calcium carbonate. Example 15 40% Tungsten 50% Barium Chromate 10% Potassium Perchlorate A base mixture to which nitrocellulose is added in a proportion of 5% of the total weight of the tungsten base / barium chromate / potassium perchlorate mixture.
La quantité de composition renforçatrice 8 mise en oeuvre est relativement réduite. Chaque couche 8a, 8b a une masse de 30 grammes pour un diamètre de pot 1 de 70 millimètres. La composition renforçatrice n'occupe que 10% du volume du pot et ne réduit que très peu le volume disponible pour la composition fumigène 6. La figure 2 montre un autre mode de réalisation de l'invention. Ce mode diffère du précédent en ce que au moins une couche d'isolant thermique inerte 9 est interposée entre l'enveloppe 2 du pot 1 et une couche 8a ou 8b de composition pyrotechnique renforçatrice 8. Comme isolant thermique inerte 9 on pourra utiliser un isolant thermique du type laine de roche ou laine céramique. Ce mode de réalisation permet d'améliorer les effets des 20 couches de composition renforçatrice 8 en concentrant à l'intérieur du pot 1 la chaleur dégagée par la combustion de ces dernières. A titre de variante (non représentée) il serait possible de prévoir aussi une couche d'isolant thermique cylindrique 25 entourant les tronçons 6a et 6b et les isolant de la surface interne de l'enveloppe 2. La figure 3 montre un autre mode de réalisation d'un pot de composition fumigène selon l'invention. Ce mode diffère des précédents en ce que deux couches de 30 composition pyrotechnique renforçatrice 8c et 8d sont disposées entre les deux tronçons 6a et 6b. Pour limiter la masse globale de composition renforçatrice chaque couche intermédiaire 8c et 8d aura une masse qui est la moitié de celle des couches d'extrémité 8a ou 8b. Ainsi, après assemblage, la couche intermédiaire globale de composition renforçatrice formée par la juxtaposition des couches intermédiaires 8c et 8d aura la même masse que chaque couche d'extrémité 8a et 8b.The amount of reinforcing composition 8 used is relatively small. Each layer 8a, 8b has a mass of 30 grams for a pot diameter of 70 millimeters. The reinforcing composition occupies only 10% of the volume of the pot and reduces only very little the volume available for the smoke composition 6. Figure 2 shows another embodiment of the invention. This mode differs from the previous one in that at least one layer of inert thermal insulation 9 is interposed between the envelope 2 of the pot 1 and a layer 8a or 8b of reinforcing pyrotechnic composition 8. As inert thermal insulation 9 can be used an insulator thermal rock wool type or ceramic wool. This embodiment makes it possible to improve the effects of the layers of reinforcing composition 8 by concentrating inside the pot 1 the heat released by the combustion of the latter. Alternatively (not shown) it would be possible to also provide a layer of cylindrical thermal insulation 25 surrounding sections 6a and 6b and insulating the inner surface of the casing 2. Figure 3 shows another embodiment of a pot of smoke composition according to the invention. This mode differs from the previous ones in that two layers of reinforcing pyrotechnic composition 8c and 8d are arranged between the two sections 6a and 6b. To limit the overall mass of reinforcing composition each intermediate layer 8c and 8d will have a mass that is half that of the end layers 8a or 8b. Thus, after assembly, the overall intermediate layer of reinforcing composition formed by the juxtaposition of intermediate layers 8c and 8d will have the same mass as each end layer 8a and 8b.
Ces couches intermédiaires 8c et 8d sont directement initiées par le moyen d'allumage 7. Leur composition est la même que celle des couches d'extrémité 8a et 8b. Ce mode de réalisation permet de maintenir chaque tronçon 6a,6b de composition fumigène 6 entre deux couches de 10 compositions renforçatrices 8. Il en résulte des performances thermiques supérieures. Ce mode de réalisation est plus particulièrement adapté à des munitions pour lesquelles les masses des tronçons fumigènes sont importantes et pour lesquels l'apport 15 d'énergie supplémentaire nécessaire est également plus important. Ces deux couches permettent de créer deux compartiments dans le pot afin d'optimiser le fonctionnement. Du point de vue fabrication chaque tronçon 6a ou 6b de composition fumigène 6 est comprimé en même temps que les 20 deux couches (8a,8c ou 8b,8d) de composition renforçatrice qui lui sont associées. On met ensuite en place dans l'enveloppe 2 les deux ensembles comprimés identiques ainsi réalisés. Là encore, comme décrit précédemment, on pourra prévoir 25 entre tronçon fumigène et couche renforçatrice une couche intermédiaire homogène formée d'un mélange de la composition fumigène et de la composition renforçatrice dans des proportions de 50% / 50% en masse. La figure 4 montre un autre mode de réalisation d'un pot 30 qui diffère des précédents en ce que le moyen d'allumage 7 s'étend sensiblement sur toute la longueur de la cheminée 5. Le moyen d'allumage 7 assurera alors l'initiation des deux tronçons 6a,6b de composition fumigène 6 mais aussi des trois ou quatre couches de composition renforçatrice 8.These intermediate layers 8c and 8d are directly initiated by the ignition means 7. Their composition is the same as that of the end layers 8a and 8b. This embodiment makes it possible to maintain each section 6a, 6b of smoke composition 6 between two layers of reinforcing compositions 8. This results in higher thermal performance. This embodiment is more particularly suitable for munitions for which the masses of the smoke sections are large and for which the additional energy input required is also greater. These two layers make it possible to create two compartments in the pot in order to optimize the operation. From the manufacturing point of view, each section 6a or 6b of smoke composition 6 is compressed at the same time as the two layers (8a, 8c or 8b, 8d) of reinforcing composition associated therewith. The two identical compressed sets thus produced are then placed in the envelope 2. Again, as previously described, there may be provided between the fumigant section and the reinforcing layer a homogeneous intermediate layer formed of a mixture of the fumigant composition and the reinforcing composition in proportions of 50% to 50% by weight. FIG. 4 shows another embodiment of a pot 30 which differs from the previous ones in that the ignition means 7 extend substantially over the entire length of the chimney 5. The ignition means 7 will then provide the initiation of the two sections 6a, 6b of smoke composition 6 but also of the three or four layers of reinforcing composition 8.
Ce mode de réalisation présente l'avantage de d'optimiser l'allumage par un contact optimal entre les gaz chaud d'allumage et la composition fumigène. La figure 5 représente un autre mode de réalisation qui 5 lui aussi comporte un moyen d'allumage 7 qui s'étend sensiblement sur toute la longueur de la cheminée 5. Suivant ce mode il n'y a qu'un seul tronçon 6a de composition fumigène 6. Ce tronçon est disposé entre deux couches 8a et 8b de composition renforçatrice 8.This embodiment has the advantage of optimizing ignition by optimal contact between the hot ignition gas and the smoke composition. FIG. 5 shows another embodiment which also comprises an ignition means 7 which extends substantially over the entire length of the chimney 5. In this embodiment there is only one section 6a of composition This section is placed between two layers 8a and 8b of reinforcing composition 8.
10 Ce mode de réalisation est plus particulièrement adapté aux pots fumigènes dont le rapport hauteur sur diamètre est très supérieur à 1. la mise en oeuvre est également plus adaptée aux compositions dont la tenue mécanique est faible. La compression est ici réalisée directement à l'intérieur 15 de l'enveloppe 2. Il n'y a pas de couches d'isolant thermique au niveau des extrémités du pot.This embodiment is more particularly adapted to smoke pots whose height to diameter ratio is much greater than 1. the implementation is also more suitable for compositions whose mechanical strength is low. The compression is here carried out directly inside the envelope 2. There are no layers of thermal insulation at the ends of the pot.
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