PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX ENGINS A MOTEUR-FUSEE A LIQUIDE MUNI D'UNDISPOSITIF D'ALLUMAGE, NOTAMMENT AUX FUSEES A LIQUIDE DE CE GENRE A MISE EN
PRESSION PAR POUDRE.
L'invention est relative aux engins comportant un moteurfusée à liquide, notamment à au moins deux liquides-.9' muni d'un dispositif
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de combustion; et elle concerne plus particulièrement, parce que c'est dans leur cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement., parmi ces engins, les fus.ées a liquide, notamment celles à au moins deux liquides, à alimentation par pression ga- zeuse, notamment à mise en pression par poudre.
Il paraît dès à présent opportun, pour écarter toute ambiguïté au sujet du domaine d'application de l'invention, de commenter certaines expressions employées 'dans le cours de la description et, notamment dans le paragraphe précédent qui a précisément pour objet de définir le susdit domaine d'application.
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On entend alors, d'une façon générale; par l'expression "engin a moteur-fusée a liquide": tout engin muni d'un moteur a combustion
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tible et du comburant (par opposition aux systèmes empruntant le comburant dans le milieu ambiant) , l'une au moins de ces composantes (combustible et comburant) du système étant sous forme liquide. Lorsque les deux composantes sont liquides, on parle de "moteur-fusée à au moins deux liquides", Cette dernière définition englobe aussi bien les engins à moteur-fusée pour lesquels le système à deux liquides est hypergolique,. c'est-à-dire est constitué par un combustible et un comburant s'enflammant spontanément lorsqu'ils sont mis en présence l'un de l'autre, que ceux pour lesquels le sys-tème à deux liquides n'est pas hypergolique, c'est-à-dire nécessite un dis= positif d'allumage spécial.
Il y a lieu de noter que la définition générale du moteur-fusée ne préjuge en aucune fagon des fins ni.des modes d'utilisation de la veine gazeuse résultant de la réaction des deux composantes. Lorsque cette veine gazeuse est utilisée à des fins de propulsion de l'engin sous forme d'au moins un jet réactif, l'engin est qualifié de "fusée à liquide" et, lorsque le système comporte au moins deux composantes liquides, de "fusée à au moins deux liquides".
On dit qu'une fusée à liquide est à alimentation par pression gazeuse lorsque l'acheminement du liquide depuis au moins un réservoir jusqu'à une chambre de combustion est obtenu par l'action d'une pression gazeuse s'exerçant sur la surface libre du liquide dans le susdit réservoir. Lorsque la pression gazeuse est obtenue par l'explosion d'une composition pyrotechnique, généralement d'une cartouche de poudre, on utilise l'expression "mise en pression par poudre".
L'invention a pour but, surtout, de rendre tels, les engins du genre en question, qu'ils répondent mieux que jusqu'à ce jour aux divers desiderata de la pratique.
L'engin à moteur-fusée selon l'invention comporte, d'une part, des moyens contrôlés par un premier circuit électrique, pour l'acheminement (vers la chambre de combustion) de liquide destiné à participer à la
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le de combustible et de comburant, et, d'autre part, un dispositif d'allumage, contrôlé par un deuxième circuit électrique,-destiné à favoriser ou
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premier circuit électrique comporte un interrupteur électromagnétique sollicité vers sa position de fermeture par un système de rappel et vers sa position d'ouverture par un circuit d'excitation comportant une partie ca-
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aide du susdit deuxième circuit électrique, ce grâce à quoi le déclenchement des moyens pour l'acheminement de liquide ne peut se produire qu'après mise en service du dispositif d'allumage.
Le complément de description qui suit, ainsi que le dessin ci-annexé, sont, bien entendu; donnés surtout à titre d'indication.
La figure 1, de ce dessin, représente, de façon schématique <EMI ID=7.1>
formément à l'invention.
La figure 2, enfin, est un schéma électrique illustrant un dispositif de sécurité faisant l'objet de la disposition principale de l'invention.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple, d'établir une fusée à deux liquides munie d'un dispositif d'allumage et à mise sous pression par poudre, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On établit cet engin, dans son ensemble, de n'importe quelle manière appropriée sous réserve seulement qu'il comporte deux réservoirs
à liquide, respectivement pour le combustible et pour le comburant, dont la mise en pression soit assurée au moment voulu par la combustion d'une
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on fait comporter à cet engin, de façon en soi connue, un réservoir central A et un réservoir annulaire B entourant ledit réservoir central, la paroi externe 1 du sisdit réservoir annulaire constituant avantageusement l'enveloppe- du corps de la fusée, -.
on prolonge ce corps, d'une part, vers l'avant, par une ogive 2 abritant notamment la charge à véhiculer et le dispositif de mise en pres-
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liquides contenus respectivement dans le réservoir central A et dans le réservoir annulaire B (il y a lieu de noter que l'on peut envisager de loger
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annulaire B, le comburant étant logé dans l'autre réservoir),
on constitue avantageusement le dispositif de mise en pression des réservoirs A et B par une cartouche de poudre 8 logée dans une cloche
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membrane destructible par le susdit dégagement gazeux, et, de préférence, deux membranes distinctes-, à savoir une membrane circulaire 10 et une membrane annulaire 11 disposées respectivement en bout du réservoir A et en bout du réservoir B,
et l'on dispose, vers l'arrière de la chambre de combustion 3, une cartouche d'allumage 12 destinée, lorsque mise à feu, à déclencher
(cas où le système à deux liquides n'est pas hypergolique) ou favoriser (cas où le système est hypergolique)la réaction de combustion entre le combustible et l'oxydant pénétrant dans la chambre de combustion 3 par les orifices calibrés de la buse d'injection 5. -
Pour faciliter l'exposé et pour éviter toute confusion,
on qualifiera ci-après les cartouches 8 et 12 respectivement de "cartouche de pression� et "cartouche d'allumage".
Il convient ici, pour bien mettre en évidence la disposition principale de l'invention et les avantages inhérents à cette disposition, de rappeler une préoccupation qui ne doit jamais être perdue de vue lorsqu'on établit une fusée à deux liquides. On sait que le système d'alimentation d'une telle fusée est formé de composantes dont la réaction de combustion est relativement violente, ce qui oblige à doser avec précision les débits desdites composantes; on doit également tenir compte, pour ce dosage, du retard à l'inflammation qui est lui-même fonction, lors du démarrage de l'engin, de la température ambiante.
Ces diverses considérations amènent donc finalement à adopter pour les débits des susdites composantes, un réglage qui doit être respecté avec des marges de variation relativement étroites :
On conçoit aisément que toutes ces précautions deviendraient complètement illusoires si la cartouche de pression 8 était mise à feu avant la cartouche d'allumage 12, c'est-à-dire si ladite cartouche d'allumage 12 entrait en fonction après que se serait produite, dans la chambre de combustion 3, une accumulation intempestive de combustible et de comburant. En effet, la mise à feu de cette quantité accrue de mélange combustible oxydant
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gin, voire au matériel de lancement et au personnel servant ce matériel.
La disposition principale de l'invention a précisément pour but d'éliminer complètement ces risques d'accumulation et, par suite,
de supprimer les dangers dont il vient d'être question.
Conformément à cette disposition, on prévoit, entre les systèmes de mise à feu respectifs de la cartouche de pression 8 et de la cartouche d'allumage 12, un asservissement agencé de façon telle que la susdite cartouche de.pression 8 puisse être mise à feu seulement lorsque la susdite cartouche d'allumage 12 fonctionne de façon effective.
A cet effet, on pourra avantageusement, comme montré figure 2, constituer les systèmes de mise à feu des cartouches 8 et 12 par des <EMI ID=14.1>
d'une part, le circuit 13 de la cartouche de pression 8 comporte un interrupteur électromagnétique 15 dont le propre circuit de com-
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cartouches, l'alimentation du circuit de commande 16 provoquant l'ouverture de l'interrupteur et le contact mobile 15a de ce dernier étant soumis à l'action d'un système de rappel de fermeture (tel par exemple qu'un ressort 17)
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excité, l'ouverture de l'interrupteur,
et, d'autre part, le circuit de commande 16 de l'interrupteur électromagnétique 15 comporte une partie destructible 18 (par exemple fusible) sous l'effet de la combustion de la cartouche d'allumage 12, en sorte que la mise à feu de cette dernière provoque la rupture du circuit 16 et;
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l'action du ressort 17, la fermeture du circuit de commande 13 de la cartouche de pression 8 dont la mise à feu intervient bien alors après l'entrée en action effective de la susdite cartouche d'allumage 12.
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tre dit, s'y prendre de multiples manières pour constituer l'ensemble d'un tel système de commande électriques il semble plus particulièrement avantageux d'avoir recours, à cet effet, au mode de réalisation qu'illustre en détail la figure 2 et selon lequel,
un même générateur de courant G alimente l'ensemble des circuits
12, 13, 16,
un interrupteur général 19 (dont la fermeture est nécessaire, mais non suffisante, pour l'alimentation des circuits d'allumage 13 et 14) assure, lorsqu'il est fermé, la mise en tension du circuit d'excitation 16 de l'interrupteur électromagnétique 15,
et un contacteur multiple 20, monté en série avec l'interrup-
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la cartouche d'allumage 12 (plot 20a) , puis le circuit de mise à feu 13 de la cartouche de pression 8 (plot 20b), d'autres plots tels que 20c et 20d pouvant être prévus pour le lancement d'autres fusées, par l'intermédiaire du même contacteur tournant dont l'organe mobile 21 peut être commandé, par exemple, par une télécommande électrique ou une minuterie.
En suite de quoi, on a réalisé une fusée à deux liquides à dispositif d'allumage et à mise en pression par gaz dont l'ensemble du dispositif- de mise à feu fonctionne de la façon suivante :
Au repos, c'est-à-dire lorsque l'interrupteur général 19 est ouvert et que l'organe mobile 21 du contacteur 20 est en position neutre
(position 0), aucun courant ne traverse les divers circuits et le contact mobile 15a est en position de fermeture sous l'action de soi ressort de
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contacteur 20 demeurant en position neutre), le circuit 16 est alimenté
et l'interrupteur électromagnétique 15 rappelle le contact mobile 15a et provoque l'ouverture du circuit de mise à feu 13 de la cartouche de pression
8. l'organe mobile 21 du contacteur 20 est alors amené sur le plot 20a et le
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cartouche est mise à feu et les' jets de flamme qu'elle dégage provoquent la fusion du coupe-circuit 18; le circuit 16 est interrompu et le contact mobile 15a reprend sa position initiale sous l'action du ressort 17, ce qui assure la fermeture du circuit de mise à feu 13 de la cartouche de pression
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circuit de mise à feu 16, qui vient d'être fermé, est alimenté et la cartouche de pression 8 est mise à feu, cette dernière opération déclenchant
-1-'acheminement des liquides contenus dans les réservoirs A et B vers la chambre de combustion 3. à l'intérieur de laquelle la cartouche d'allpmage 12 est déjà en action.
On voit que les opérations de lancement se sont alors déroulées selon un processus assurant les conditions de sécurité désirables puisque les liquides ne pénètrent dans la chambre de combustion 3 que lorsque la cartouche d'allumage 12 est en mesure d'assurer (ou de favoriser) la combustion.
De toute façon et que soit le mode de réalisation adopté,,
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sultent suffisamment de la description qui vient d'en être faite pour qu' il soit inutile d'entrer, à ce sujet, dans aucune explication complémentaire.
Comme il va de soi et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
REVENDICATIONS
1.- Engin à moteur-fusée à liquide comportant, d'une part, des moyens, contrôlés par un premier circuit électrique, pour l'acheminement (vers la chambre de combustion) de liquide destiné à participer à la réaction, notamment de deux liquides distincts jouant respectivement le rôle de combustible et de comburant, et, d'autre part, un dispositif d'allumage, contrôlé par un deuxième circuit électrique, destiné à favoriser ou à déclencher la susdite réaction, caractérisé en ce que le susdit premier circuit électrique comporte un interrupteur électromagnétique sollicité vers sa position de fermeture par un système de rappel et vers sa position d'ouverture par un circuit d'excitation comportant une partie capable d'être détruite par la mise en service du dispositif d'allumage à l'aide du susdit deuxième circuit électrique,
ce grâce à quoi le déclenchement des moyens pour l'acheminement de liquide ne peut se produire qu'après mise en service du dispositif d'allumage.
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IMPROVEMENTS MADE TO LIQUID ROCKET MOTOR UNITS EQUIPPED WITH IGNITION DEVICE, IN PARTICULAR LIQUID ROCKETS OF THIS KIND TO BE SET IN
POWDER PRESSURE.
The invention relates to devices comprising a liquid rocket motor, in particular to at least two liquids-.9 'provided with a device
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combustion; and it concerns more particularly, because it is in their case that its application seems to be of the most interest, but not exclusively., among these devices, liquid rockets, in particular those with at least two liquids, feed by gas pressure, in particular pressurization by powder.
It now seems opportune, in order to avoid any ambiguity concerning the field of application of the invention, to comment on certain expressions used in the course of the description and, in particular in the preceding paragraph which precisely aims to define the above field of application.
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We mean then, in a general way; by the expression "liquid rocket motor vehicle": any vehicle fitted with a combustion engine
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tible and oxidizer (as opposed to systems borrowing the oxidizer from the ambient medium), at least one of these components (fuel and oxidizer) of the system being in liquid form. When the two components are liquids, we speak of "rocket motor with at least two liquids". This last definition encompasses both rocket motor vehicles for which the two-liquid system is hypergolic. that is to say consists of a fuel and an oxidizer that ignites spontaneously when they are placed in the presence of each other, than those for which the two-liquid system is not hypergolic , i.e. requires a special ignition dis = positive.
It should be noted that the general definition of the rocket motor in no way prejudges the purposes or the modes of use of the gas stream resulting from the reaction of the two components. When this gas stream is used for the purpose of propelling the machine in the form of at least one reactive jet, the machine is called a "liquid rocket" and, when the system comprises at least two liquid components, " rocket with at least two liquids ".
It is said that a liquid rocket is supplied by gas pressure when the conveyance of the liquid from at least one tank to a combustion chamber is obtained by the action of a gas pressure exerted on the free surface. liquid in the above-mentioned reservoir. When the gas pressure is obtained by the explosion of a pyrotechnic composition, generally of a powder cartridge, the expression "pressurization by powder" is used.
The object of the invention is, above all, to make such devices of the kind in question, that they respond better than to date to the various desiderata of practice.
The rocket motor vehicle according to the invention comprises, on the one hand, means controlled by a first electrical circuit, for the routing (to the combustion chamber) of liquid intended to participate in the
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the fuel and oxidizer, and, on the other hand, an ignition device, controlled by a second electrical circuit, intended to promote or
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first electrical circuit comprises an electromagnetic switch biased towards its closed position by a return system and towards its open position by an excitation circuit comprising a capacitor part.
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aid of the aforesaid second electrical circuit, whereby the triggering of the means for the delivery of liquid can only occur after commissioning of the ignition device.
The additional description which follows, as well as the accompanying drawing, are, of course; given mainly as an indication.
Figure 1, of this drawing, shows schematically <EMI ID = 7.1>
formally to the invention.
FIG. 2, finally, is an electrical diagram illustrating a safety device forming the subject of the main arrangement of the invention.
According to the invention, and more especially according to that of its modes of application, as well as according to those of the embodiments of its various parts, to which it seems that preference should be given, proposing, for example , to establish a two-liquid rocket equipped with an ignition device and pressurized by powder, the procedure is as follows or similar.
This device, as a whole, is established in any suitable manner, provided only that it has two tanks
liquid, respectively for the fuel and for the oxidizer, the pressurization of which is ensured at the desired moment by the combustion of a
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this machine is made to comprise, in a manner known per se, a central tank A and an annular tank B surrounding said central tank, the outer wall 1 of the said annular tank advantageously constituting the envelope of the body of the rocket, -.
this body is extended, on the one hand, towards the front, by an ogive 2 housing in particular the load to be conveyed and the pressurizing device.
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liquids contained respectively in the central tank A and in the annular tank B (it should be noted that it is possible to envisage accommodating
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annular B, the oxidizer being housed in the other tank),
the device for pressurizing the reservoirs A and B is advantageously constituted by a powder cartridge 8 housed in a bell
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membrane destructible by the aforesaid gas release, and, preferably, two distinct membranes, namely a circular membrane 10 and an annular membrane 11 arranged respectively at the end of the reservoir A and at the end of the reservoir B,
and there is, towards the rear of the combustion chamber 3, an ignition cartridge 12 intended, when fired, to trigger
(case where the two-liquid system is not hypergolic) or promote (case where the system is hypergolic) the combustion reaction between the fuel and the oxidant entering the combustion chamber 3 through the calibrated orifices of the nozzle d 'injection 5. -
To facilitate the presentation and to avoid any confusion,
Cartridges 8 and 12 will be referred to below as "pressure cartridge" and "ignition cartridge" respectively.
It is appropriate here, in order to clearly demonstrate the main arrangement of the invention and the advantages inherent in this arrangement, to recall a concern which must never be overlooked when establishing a two-liquid rocket. It is known that the supply system of such a rocket is formed of components whose combustion reaction is relatively violent, which makes it necessary to precisely dose the flow rates of said components; for this dosage, one must also take into account the ignition delay which is itself a function, when starting the machine, of the ambient temperature.
These various considerations therefore ultimately lead to adopting for the flow rates of the aforementioned components, an adjustment which must be respected with relatively narrow variation margins:
It is easy to see that all these precautions would become completely illusory if the pressure cartridge 8 were fired before the ignition cartridge 12, that is to say if said ignition cartridge 12 came into operation after that would have occurred. , in the combustion chamber 3, an untimely accumulation of fuel and oxidizer. Indeed, the ignition of this increased quantity of oxidizing fuel mixture
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gin, or even to the launch material and personnel serving that material.
The main provision of the invention is precisely to eliminate completely these risks of accumulation and, consequently,
remove the dangers just discussed.
In accordance with this arrangement, there is provided, between the respective firing systems of the pressure cartridge 8 and of the ignition cartridge 12, a servo-control arranged such that the aforesaid pressure cartridge 8 can be fired. only when the aforesaid ignition cartridge 12 is actually functioning.
For this purpose, it will be possible advantageously, as shown in FIG. 2, to constitute the systems for firing the cartridges 8 and 12 by <EMI ID = 14.1>
on the one hand, the circuit 13 of the pressure cartridge 8 comprises an electromagnetic switch 15 whose own control circuit
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cartridges, the supply of the control circuit 16 causing the opening of the switch and the movable contact 15a of the latter being subjected to the action of a closing return system (such as for example a spring 17)
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excited, opening the switch,
and, on the other hand, the control circuit 16 of the electromagnetic switch 15 comprises a destructible part 18 (for example fuse) under the effect of the combustion of the ignition cartridge 12, so that the ignition of the latter causes the rupture of circuit 16 and;
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the action of the spring 17, the closing of the control circuit 13 of the pressure cartridge 8, the ignition of which then takes place well after the aforementioned ignition cartridge 12 has come into effective action.
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To be said, to go about it in multiple ways to constitute the whole of such an electrical control system it seems more particularly advantageous to have recourse, for this purpose, to the embodiment which is illustrated in detail in FIG. 2 and according to which,
the same current generator G supplies all the circuits
12, 13, 16,
a general switch 19 (the closing of which is necessary, but not sufficient, to supply the ignition circuits 13 and 14) ensures, when it is closed, the energization of the excitation circuit 16 of the switch electromagnetic 15,
and a multiple contactor 20, mounted in series with the switch
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the ignition cartridge 12 (pad 20a), then the firing circuit 13 of the pressure cartridge 8 (pad 20b), other pads such as 20c and 20d can be provided for launching other rockets, by means of the same rotary switch whose movable member 21 can be controlled, for example, by an electric remote control or a timer.
As a result, a rocket with two liquids with an ignition device and pressurized by gas was produced, the whole of the firing device of which operates as follows:
At rest, that is to say when the general switch 19 is open and the movable member 21 of the contactor 20 is in the neutral position
(position 0), no current passes through the various circuits and the movable contact 15a is in the closed position under the action of itself spring from
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contactor 20 remaining in neutral position), circuit 16 is supplied
and the electromagnetic switch 15 recalls the movable contact 15a and causes the opening of the firing circuit 13 of the pressure cartridge
8. the movable member 21 of the contactor 20 is then brought onto the pad 20a and the
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cartridge is ignited and the jets of flame which it releases cause the circuit breaker 18 to melt; the circuit 16 is interrupted and the movable contact 15a returns to its initial position under the action of the spring 17, which closes the firing circuit 13 of the pressure cartridge
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firing circuit 16, which has just been closed, is supplied and the pressure cartridge 8 is fired, the latter operation triggering
-1-routing of the liquids contained in the tanks A and B towards the combustion chamber 3. inside which the ignition cartridge 12 is already in action.
It can be seen that the launching operations then took place according to a process ensuring the desirable safety conditions since the liquids only enter the combustion chamber 3 when the ignition cartridge 12 is able to provide (or promote) combustion.
In any case, and whatever the embodiment adopted,
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Sufficiently follows from the description which has just been given for it to be unnecessary to enter, on this subject, into any additional explanation.
As goes without saying and as it already follows from the foregoing, the invention is in no way limited to that of its modes of application, nor to those of the embodiments of its various parts having been more especially indicated. ; on the contrary, it embraces all the variants.
CLAIMS
1.- Liquid rocket motor vehicle comprising, on the one hand, means, controlled by a first electrical circuit, for conveying (to the combustion chamber) liquid intended to participate in the reaction, in particular two separate liquids respectively playing the role of fuel and oxidizer, and, on the other hand, an ignition device, controlled by a second electrical circuit, intended to promote or trigger the aforesaid reaction, characterized in that the aforesaid first circuit electrical comprises an electromagnetic switch biased towards its closed position by a return system and towards its open position by an excitation circuit comprising a part capable of being destroyed by the commissioning of the ignition device at the using the aforesaid second electrical circuit,
whereby the triggering of the means for conveying liquid can only occur after commissioning of the ignition device.
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