CA2661695A1 - Dispositif de propulsion de liquide incorporant dans sa structure un generateur de gaz pyrotechnique - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un dispositif (50) de propulsion d'un liquide (L) comprenant un réservoir (51) équipé d'un organe mobile de sépara tion (57) et un générateur de gaz pyrotechnique (1), agencé à l'intérieur du dit réservoir (51), équipé de tuyères (4a,4b,4a',4b'). De façon caractéristi que, lesdites tuyères (4a, 4b, 4a1, 4b') dudit générateur de gaz (1) sont di sposées radialement sur la(les) paroi(s) dudit corps (2) et ledit générateur de gaz (1), agencé de sorte que son axe correspond à l'axe de déplacement d udit organe mobile de séparation (57), est équipé d'un déflecteur (8) pour d évier lesdits gaz de combustion générés (G) selon ledit axe de déplacement d udit organe mobile de séparation (57).
Description
Dispositif de propulsion de liauide incorporant dans sa structure un générateur de gaz pyrotechnique La présente invention concerne des dispositifs de propulsion de liquide, comportant dans leur structure un générateur de gaz pyrotechnique.
Les dispositifs d'extinction de feux (exemples de dispositifs de propuision de liquide) comprennent généralement un réservoir contenant un agent extincteur. Ledit agent est destiné à être diffusé sur la zone du feu, en vue d'éteindre ledit feu mais aussi de prévenir son extension.
Les extincteurs à réservoir classiques sont à pressurisation permanente. L'inconvénient de ces extincteurs est le stockage, en continu, sous pression, d'un agent extincteur ou d'un gaz propulseur d'un tel agent extincteur, avec les nécessaires opérations de surveillance et de vérification (comme la pesée périodique) que cela implique. Le stockage de l'agent extincteur sous pression est particulièrement sensible (problème des microfuites).
En alternative à ces systèmes à pressurisation permanente, on a proposé des s,vstPmes qui utiiisent un générateur de gaz pyrotechnique, notamment pour lutter contre les feux dans les moteurs d'aéronefs. De nombreux documents, notamment EP-A-0 956 883, EP-A-1 609 507, EP-A-1 552 859, US-A-2005/150665 et BE-A-1 010 421, décrivent de tels systèmes. Les plus grandes efficacité et compacité des générateurs de gaz pyrotechniques permettent de propulser des agents liquides, tout en conservant un indice de performance élevé. L'inconvénient principal de ces systèmes est de mettre au contact direct les gaz de combustion du générateur de gaz pyrotechnique et l'agent d'extinction liquide. II peut alors y avoir mélange entre lesdits gaz et ledit agent liquide (c'est-à-dire la formation d'une émulsion), ce qui rend difficile la maîtrise des conditions de décharge et implique un refroidissement desdits gaz, refroidissement d'autant plus conséquent que ledit agent liquide en cause est un liquide à
fort pouvoir calorifique et toujours préjudiciable à l'effet de pressurisation recherché.
La demande de brevet WO-A-2006/061539 décrit un dispositif d'extinction de feu comportant un réservoir d'agent extincteur (liquide) et
Les dispositifs d'extinction de feux (exemples de dispositifs de propuision de liquide) comprennent généralement un réservoir contenant un agent extincteur. Ledit agent est destiné à être diffusé sur la zone du feu, en vue d'éteindre ledit feu mais aussi de prévenir son extension.
Les extincteurs à réservoir classiques sont à pressurisation permanente. L'inconvénient de ces extincteurs est le stockage, en continu, sous pression, d'un agent extincteur ou d'un gaz propulseur d'un tel agent extincteur, avec les nécessaires opérations de surveillance et de vérification (comme la pesée périodique) que cela implique. Le stockage de l'agent extincteur sous pression est particulièrement sensible (problème des microfuites).
En alternative à ces systèmes à pressurisation permanente, on a proposé des s,vstPmes qui utiiisent un générateur de gaz pyrotechnique, notamment pour lutter contre les feux dans les moteurs d'aéronefs. De nombreux documents, notamment EP-A-0 956 883, EP-A-1 609 507, EP-A-1 552 859, US-A-2005/150665 et BE-A-1 010 421, décrivent de tels systèmes. Les plus grandes efficacité et compacité des générateurs de gaz pyrotechniques permettent de propulser des agents liquides, tout en conservant un indice de performance élevé. L'inconvénient principal de ces systèmes est de mettre au contact direct les gaz de combustion du générateur de gaz pyrotechnique et l'agent d'extinction liquide. II peut alors y avoir mélange entre lesdits gaz et ledit agent liquide (c'est-à-dire la formation d'une émulsion), ce qui rend difficile la maîtrise des conditions de décharge et implique un refroidissement desdits gaz, refroidissement d'autant plus conséquent que ledit agent liquide en cause est un liquide à
fort pouvoir calorifique et toujours préjudiciable à l'effet de pressurisation recherché.
La demande de brevet WO-A-2006/061539 décrit un dispositif d'extinction de feu comportant un réservoir d'agent extincteur (liquide) et
2 des moyens pour générer un gaz sous pression, lesdits moyens pouvant consister en un générateur de gaz pyrotechnique. Un élément de séparation, par exemple une membrane flexible, est prévu pour séparer ledit générateur de gaz dudit agent extincteur. Lors du fonctionnement dudit générateur, la membrane se déploie sous l'effet de la pression des gaz et chasse ledit agent extincteur du réservoir via un opercule taré qui se rompt sous l'effet de la pression dudit agent extincteur. Ladite membrane limite fortement, voire empêche tout mélange entre les gaz de combustion et ledit agent extincteur. Le générateur de gaz pyrotechnique est équipé d'au moins un orifice de sortie, permettant de diriger les gaz. Il est, sur la variante spécifiquement décrite, équipé de deux orifices de sortie, ménagés axialement, en vis-à-vis de la membrane. Une telle configuration sollicite très fortement ladite membrane, sur les plans thermique et mécanique et risque de conduire à sa détérioration, à son percement. En effet, tout particulièrement dans les premiers instants de fonctionnement du générateur, le générateur de gaz débite, très localement, des dards de gaz chauds sur ladite membrane.
Un cahier des charges rigoureux, pour de tels systèmes avec générateur de gaz pyrotechnique, comporte notamment les exigences ci-aprés :
- durée d'application de l'agent liquide de plusieurs secondes.
Ceci nécessite des générateurs à durée de fonctionnement plus longue que ceux usuellement utilisés pour les applications en sécurité automobile (quelques dizaines de millisecondes pour les airbags conducteurs). Les chargements pyrotechniques en cause seront ainsi avantageusement de dimensions plus importantes et à vitesse de combustion réduite par rapport à ceux utilisés en sécurité automobile ;
- régulation de fonctionnement : assurer une pression de fonctionnement uniforme, dans une plage de températures de conditionnement donnée. Une des particularités des générateurs pyrotechniques appliqués aux systèmes embarqués, notamment aéronautiques, est de fonctionner dans des gammes extrêmes de température (lesdits systèmes sont soumis aux conditions de températures locales au soi des aéroports (désertiques ou polaires) et aux conditions de température en altitude, en vol). Or, l'homme du métier connaît la dépendance de la vitesse de combustion des matériaux
Un cahier des charges rigoureux, pour de tels systèmes avec générateur de gaz pyrotechnique, comporte notamment les exigences ci-aprés :
- durée d'application de l'agent liquide de plusieurs secondes.
Ceci nécessite des générateurs à durée de fonctionnement plus longue que ceux usuellement utilisés pour les applications en sécurité automobile (quelques dizaines de millisecondes pour les airbags conducteurs). Les chargements pyrotechniques en cause seront ainsi avantageusement de dimensions plus importantes et à vitesse de combustion réduite par rapport à ceux utilisés en sécurité automobile ;
- régulation de fonctionnement : assurer une pression de fonctionnement uniforme, dans une plage de températures de conditionnement donnée. Une des particularités des générateurs pyrotechniques appliqués aux systèmes embarqués, notamment aéronautiques, est de fonctionner dans des gammes extrêmes de température (lesdits systèmes sont soumis aux conditions de températures locales au soi des aéroports (désertiques ou polaires) et aux conditions de température en altitude, en vol). Or, l'homme du métier connaît la dépendance de la vitesse de combustion des matériaux
3 pyrotechniques avec la température ambiante (ceci pouvant conduire à
des variations de fonctionnement du générateur de gaz qui ne permettent pas de répondre aux exigences fonctionnelles du système à toute température d'utilisation) et la dépendance de ladite vitesse de combustion avec la pression régnant dans la chambre de combustion, pression pilotée par l'intermédiaire d'une tuyère. Face à ce problème technique, de nombreux systèmes de régulation de fonctionnement ont déjà été proposés. Ils visent à assurer une pression de fonctionnement uniforme du générateur dans une plage de température de conditionnement donnée ;
- limitation du mélange entre les gaz émis par le générateur de gaz pyrotechnique et l'agent d'extinction liquide ;
- limitation des sollicitations thermique et mécanique de l'organe mobile de séparation (par exemple, membrane flexible), lorsqu'un tel organe est présent.
Dans un tel contexte, les inventeurs proposent un dispositif de propulsion d'un liquide, avec générateur de gaz pyrotechnique, particu-lièrement intéressant.
De façon classique, ledit dispositif comprend - un réservoir pour le stockage du liquide (et de son ciel gazeux. Pour des raisons de sécurité (au regard de l'éventuelle dilatation du liquide), ledit liquide est en effet toujours stocké avec un ciel gazeux) à
sa pression de vapeur saturante, équipé d'un moyen pour la délivrance dudit liquide mis sous pression ;
- un générateur de gaz pyrotechnique, agencé à l'intérieur dudit réservoir, pour la pressurisation dudit liquide à l'intérieur dudit réservoir et la propulsion de celui-ci mis sous pression hors dudit réservoir, via ledit moyen de délivrance ouvert ; ledit générateur de gaz présentant un corps, de géométrie cylindrique (ledit corps est avantageusement un cylindre de révolution, mais ceci ne constitue qu'une variante avantageuse nullement limitative), apte à recevoir et maintenir de façon stable une charge pyrotechnique susceptible de brûler en son sein en générant des gaz de combustion, avec des tuyères, dont au moins certaines sont initialement totalement obturées par des moyens d'obturation susceptibles de se déchirer sous la pression desdits gaz de combustion générés (c'est-
des variations de fonctionnement du générateur de gaz qui ne permettent pas de répondre aux exigences fonctionnelles du système à toute température d'utilisation) et la dépendance de ladite vitesse de combustion avec la pression régnant dans la chambre de combustion, pression pilotée par l'intermédiaire d'une tuyère. Face à ce problème technique, de nombreux systèmes de régulation de fonctionnement ont déjà été proposés. Ils visent à assurer une pression de fonctionnement uniforme du générateur dans une plage de température de conditionnement donnée ;
- limitation du mélange entre les gaz émis par le générateur de gaz pyrotechnique et l'agent d'extinction liquide ;
- limitation des sollicitations thermique et mécanique de l'organe mobile de séparation (par exemple, membrane flexible), lorsqu'un tel organe est présent.
Dans un tel contexte, les inventeurs proposent un dispositif de propulsion d'un liquide, avec générateur de gaz pyrotechnique, particu-lièrement intéressant.
De façon classique, ledit dispositif comprend - un réservoir pour le stockage du liquide (et de son ciel gazeux. Pour des raisons de sécurité (au regard de l'éventuelle dilatation du liquide), ledit liquide est en effet toujours stocké avec un ciel gazeux) à
sa pression de vapeur saturante, équipé d'un moyen pour la délivrance dudit liquide mis sous pression ;
- un générateur de gaz pyrotechnique, agencé à l'intérieur dudit réservoir, pour la pressurisation dudit liquide à l'intérieur dudit réservoir et la propulsion de celui-ci mis sous pression hors dudit réservoir, via ledit moyen de délivrance ouvert ; ledit générateur de gaz présentant un corps, de géométrie cylindrique (ledit corps est avantageusement un cylindre de révolution, mais ceci ne constitue qu'une variante avantageuse nullement limitative), apte à recevoir et maintenir de façon stable une charge pyrotechnique susceptible de brûler en son sein en générant des gaz de combustion, avec des tuyères, dont au moins certaines sont initialement totalement obturées par des moyens d'obturation susceptibles de se déchirer sous la pression desdits gaz de combustion générés (c'est-
4 à-dire des moyens d'obturation frangibles), pour la délivrance desdits gaz de combustion sous pression ;
- un organe mobile de séparation, agencé à l'intérieur dudit réservoir, pour séparer ledit liquide dudit générateur et desdits gaz de combustion générés.
Le générateur de gaz est ainsi agencé à l'intérieur du réservoir de liquide (il est avantageusement solidarisé à la paroi dudit réservoir) et est séparé dudit liquide par un organe mobile de séparation. Ledit organe mobile est apte à transmettre la pression des gaz générés audit liquide, pour provoquer l'expulsion dudit liquide dudit réservoir.
De façon caractéristique, dans la structure du dispositif de l'invention :
- les tuyères du générateur de gaz sont disposées radialement sur la(les) paroi(s) du corps dudit générateur ; et - ledit générateur de gaz, agencé de sorte que son axe correspond à l'axe de déplacement dudit organe mobile de séparation, est équipé d'un déflecteur pour dévier lesdits gaz de combustion générés selon ledit axe de déplacement dudit organe mobile de séparation.
De façon caractéristique, au sein de la structure du dispositif de l'invention, le générateur pyrotechnique, posit'ionné au sommet du réservoir" (en vis-à-vis de la surface du liquide), associe dans sa structure, tuyères radiales et déflecteur, de sorte que les gaz générés sont émis perpendiculairement à l'axe du générateur (via lesdites tuyères radiales) et, après impact sur le déflecteur, finalement délivrés dans l'axe dudit générateur.
Ledit générateur est ainsi positionné de façon stable (l'effet propulsif des gaz est minimisé) et l'action, indirecte, des gaz générés sur l'organe mobile de séparation est optimisée : peu, voire pas, de mélange entre lesdits gaz et le liquide, sollicitations mécanique et thermique dudit organe mobile de séparation minimisées (les gaz agissent sur ledit organe mobile de séparation après avoir été freinés et refroidis par le déflecteur), dépôt sur la(les) paroi(s) interne(s) du déflecteur des résidus de combustion (résidus de combustion susceptibles d'endommager localement ledit organe mobile de séparation, de créer des points chauds).
L'homme du métier a compris tout l'intérêt du dispositif de l'invention.
L'organe mobile de séparation en cause, prévu au sein du réservoir, peut notamment consister en une membrane déformable, flexible.
Dans le cadre d'une variante de réalisation avantageuse, le déflecteur intervenant est muni, sur sa(ses) face(s) en vis-à-vis desdites tuyères (radiales), d'un revêtement endothermique ablatable. Un tel revêtement endothermique ablatable (érodable, susceptible de s'éliminer par couches sous l'action des gaz de combustion, chauds et rapides) est per se connu. Il peut notamment comprendre de l'aluminium trihydraté ou de l'hydroxyde de magnésium. Des revêtements de ce type ont par exemple été décrits dans le brevet US 5,059,637. Un tel revêtement est avantageusement prévu pour, à la fois, protéger le déflecteur et augmenter le refroidissement des gaz de combustion générés (avant qu'ils impactent l'organe mobile de séparation).
En référence au générateur de gaz pyrotechnique équipant le dispositif de l'invention, on peut encore préciser ce qui suit.
On a indiqué que certaines des tuyères dudit générateur sont initialement totalement obturées par des moyens d'obturation frangibles.
Avantageusement, toutes les tuyères radiales du corps du générateur de l'invention sont initialement totalement obturées par des moyens d'obturation frangibles. Une telle obturation totale isole, protège, totalement, l'intérieur du générateur et permet une meilleure maîtrise de l'allumage de la charge pyrotechnique.
Une telle obturation totale ne s'impose pas systématiquement, notamment du fait de la présence de l'organe mobile de séparation.
Les moyens d'obturation frangibles des tuyères peuvent consister en tout moyen connu, susceptible de convenir à cette fin. Il peut notamment s'agir de films ou d'opercules, avantageusement calibrés. Un unique film ou au moins deux films superposés peuvent intervenir pour obturer une tuyère.
Les moyens d'obturation frangibles des tuyères peuvent être agencés à l'intérieur et/ou à l'extérieur du corps du générateur. Ils sont avantageusement agencés - films ou opercules - à l'intérieur dudit corps.
De façon avantageuse, au moins deux des tuyères radiales présentent un seuil d'ouverture en pression différent. Le générateur en cause est alors particulièrement intéressant en référence à la deuxième exigence du cahier des charges invoqué ci-dessus : la régulation de fonctionnement. Le générateur en cause est alors un générateur à
régulation de pression, particulièrement performant. Ils présentent des tuyères radiales étagées. A cette fin, on peut notamment avoir :
- au moins deux desdites tuyères radiales qui présentent un diamètre d'ouverture différent ;
et/ou - au moins deux desdites tuyères radiales, initialement obturées totalement avec des moyens d'obturation ; lesdits moyens d'obturation présentant des seuils de rupture en pression différents.
Ainsi donc, le réglage du seuil d'ouverture en pression d'une tuyère peut-il être principalement obtenu en modulant le diamètre de ladite tuyère et/ou le seuil de rupture des moyens d'obturation obturant initialement totalement ladite tuyère.
Au moins deux des tuyères équipant la(les) paroi(s) du corps du générateur sont généralement différentes par leur diamètre d'ouverture et/ou par le seuil de rupture en pression des moyens d'obturation les obturant totalement initialement.
On a généralement 2 à 20 tuyères aménagées sur le corps du générateur. On en a évidemment au moins deux. On en a avantageusement plus de deux, de façon à pouvoir notamment modérer, le plus efficacement possible, l'effet de la température de conditionnement sur le fonctionnement du générateur. Le nombre de tuyères est toutefois raisonnablement limité, au vu notamment des dimensions du générateur.
Selon une variante avantageuse de réalisation, les tuyères, présentant un seuil d'ouverture en pression et un diamètre (quasi) identiques ((quasi) identique = identique ou quasiment identique), sont agencées, par famille, sur une même hauteur de la(des) paroi(s) du corps du générateur, de telle sorte que la somme des projections dans un repère plan, perpendiculaire à l'axe de symétrie du générateur, des vecteurs menant dudit axe de symétrie du générateur aux orifices des tuyères est nulle. Ainsi, dans le contexte d'un corps de générateur du type cylindre de révolution, on a avantageusement les n tuyères (de seuil d'ouverture en pression et de diamètre identiques) agencées sur un même fl 360 plan, espacées de n Dans le cadre de cette variante avantageuse, on a compris que les tuyères intervenantes sont agencées, comme indiqué, sur plusieurs plans (à différentes hauteurs de la(des) paroi(s) du corps du générateur).
Un tel agencement des tuyères est particulièrement intéressant.
Il permet de minimiser, voire d'éviter, tout effet propulsif. Il permet de stabiliser le générateur de l'invention, lors de son fonctionnement.
Lorsque les tuyères, présentant un seuil d'ouverture en pression et un diamètre (quasi) identiques, sont en nombre pair, elles sont donc idéalement agencées par couple, en vis-à-vis, sur une même hauteur de la(des) paroi(s) du corps dudit générateur (sur un même diamètre de la paroi d'un corps présentant la forme d'un cylindre de révolution).
Le gaz délivré via les tuyères radiales provient de la combustion d'une charge pyrotechnique maintenue de façon stable dans le volume interne du corps du générateur.
Ladite charge pyrotechnique peut consister en un ensemble en vrac de pastilles pyrotechniques. Elle consiste toutefois avantageusement en des éléments pyrotechniques de plus importantes dimensions, à vitesse de combustion plus lente. On a vu dans l'introduction de la présente description que l'invention a plus particulièrement pour objet des générateurs à durée de fonctïonnement longue.
Pour l'obtention du résultat recherché - une vitesse de combustion lente - l'homme du métier sait qu'il dispose principalement des paramètres ci-après : la composition, la géométrie et les dimensions des éléments constitutifs de la charge pyrotechnique.
Ainsi, la charge pyrotechnique des générateurs équipant les dispositifs de l'invention consiste-t-elle avantageusement en au moins un bloc monolithe (plein ou à canal central) de grandes dimensions : un bloc monolithe sensiblement cylindrique dont les deux dimensions, épaisseur et diamètre équivalent (diamètre, s'il s'agit d'un parfait cylindre), sont comprises entre 10 et 75 mm.
Ledit bloc monolithe présente avantageusement une faible porosité, très avantageusement une porosité comprise entre 1 et 8 lo (ce paramètre, exprimé en pourcentage, correspond au rapport entre la masse volumique réelle et la masse volumique théorique ; il s'agit en fait de l'écart à la densité théorique).
Il est avantageusement obtenu par un procédé qui comprend les étapes successives ci-aprés : mélange de poudres + granulation +
calibrage des granulés obtenus + mise en forme desdits granulés calibrés par compression.
En référence à la composition de la charge pyrotechnique, on peut ajouter que ladite composition est avantageusement à base de nitrate basique de cuivre et de nitrate de guanidine. Le choix de cette composition est fait en référence au paramètre vitesse de combustion mais aussi en référence à d'autres paramètres. Ce type de charge (BCN +
NG) ne génère pas en combustion de composé acide, susceptible de causer des dégradations. Ses résidus de combustion se retrouvent principalement sous la forme d'agrégats de dimensions très supérieures à
celles des tuyères du générateur. Ils sont donc aisément filtrables.
A l'issue de cette "digression" sur la charge pyrotechnique susceptible d'alimenter les générateurs équipant les dispositifs de l'invention, on en revient à la structure interne desdits générateurs et l'on précise, logiquement, qu'avantageusement, le volume interne du corps desdits générateurs est agencé pour recevoir et maintenir, de façon stable, au moins un bloc monolithe pyrotechnique sensiblement cylindrique, dont l'épaisseur et le diamètre équivaient sont compris entr e 10 et 75 mm.
De manière plus générale, on peut indiquer que ledit volume interne des générateurs est agencé avec des moyens pour recevoir et maintenir de façon stable la charge pyrotechnique, ainsi qu'avec des moyens utiles à l'allumage de ladite charge pyrotechnique.
Lesdits moyens pour recevoir et maintenir de façon stable la charge pyrotechnique consistent avantageusement en au moins une étagère ou un panier. Une telle étagère ou un tel panier convient notamment pour recevoir et maintenir de façon stable un bloc monolithe, tel que décrit ci-dessus ou au moins deux blocs monolithes de ce type superposés...
Lesdits moyens augmentent la tenue mécanique de la charge pyrotechnique aux sollicitations vibratoires du générateur.
Les moyens utiles à l'allumage peuvent comprendre un dispositif de réception et de maintien d'une charge pyrotechnique relais d'allumage (agencée généralement au centre du volume interne des générateurs) et un dispositif d'allumage relié à ladite charge pyrotechnique relais d'allumage. L'allumage peut être commandé à
distance par l'intermédiaire d'un allumeur électro-pyrotechnique.
Avantageusement, on prévoit également, dans le volume interne du corps des générateurs , un filtre positionné de façon à entourer la charge pyrotechnique.
Un tel filtre est généralement constitué d'une ou plusieurs épaisseurs d'une grille métallique. Un tel filtre est destiné à retenir les résidus de combustion (au moins les plus volumineux), plus spécialement à retenir, à l'intérieur du corps des générateurs, le squelette solide résiduel de la charge pyrotechnique, obtenu après combustion. La surface totale des mailles d'ouverture d'un tel filtre est très supérieure à celle cumulée des tuyères.
Le dispositif de l'invention, avec générateur de gaz pyrotechnique à tuyères radiales et déflecteur, avantageusement avec générateur de gaz pyrotechnique de ce type à régulation de pression, convient particulièrement pour la propulsion d'un liquide extincteur dans un contexte d'extinction de feux ; il convient tout particulièrement à cette fin dans un contexte aéronautique.
On se propose maintenant de décrire, de façnn nuilement limitative, en référence aux figures annexées, un dispositif de l'invention et son fonctionnement ainsi que, plus en détail, des générateurs susceptibles d'équiper un tel dispositif.
La figure 1 montre, schématiquement, un dispositif de l'invention en fonctionnement.
La figure 2 montre, en coupe, de façon très schématique, le générateur pyrotechnique équipant le dispositif de la figure 1.
La figure 3 montre, en coupe, un autre générateur pyrotechnique susceptible d'équiper un dispositif de l'invention.
Sur la figure 1, on montre un dispositif de propulsion 50 d'un liquide L en fonctionnement.
Ledit dispositif 50 consiste principalement en le réservoir 51 équipé du générateur de gaz pyrotechnique 1 (de la figure 2). L'allumeur 12 et le bouchon dudit générateur 1 reste en dehors dudit réservoir 51.
Ledit réservoir 51 de la figure 1 renferme le liquide L. Ledit liquide L est délivré dans le tuyau 54 via le moyen de délivrance 53 ouvert.
Ledit réservoir 51 de la figure 1 est équipé d'un organe mobile
- un organe mobile de séparation, agencé à l'intérieur dudit réservoir, pour séparer ledit liquide dudit générateur et desdits gaz de combustion générés.
Le générateur de gaz est ainsi agencé à l'intérieur du réservoir de liquide (il est avantageusement solidarisé à la paroi dudit réservoir) et est séparé dudit liquide par un organe mobile de séparation. Ledit organe mobile est apte à transmettre la pression des gaz générés audit liquide, pour provoquer l'expulsion dudit liquide dudit réservoir.
De façon caractéristique, dans la structure du dispositif de l'invention :
- les tuyères du générateur de gaz sont disposées radialement sur la(les) paroi(s) du corps dudit générateur ; et - ledit générateur de gaz, agencé de sorte que son axe correspond à l'axe de déplacement dudit organe mobile de séparation, est équipé d'un déflecteur pour dévier lesdits gaz de combustion générés selon ledit axe de déplacement dudit organe mobile de séparation.
De façon caractéristique, au sein de la structure du dispositif de l'invention, le générateur pyrotechnique, posit'ionné au sommet du réservoir" (en vis-à-vis de la surface du liquide), associe dans sa structure, tuyères radiales et déflecteur, de sorte que les gaz générés sont émis perpendiculairement à l'axe du générateur (via lesdites tuyères radiales) et, après impact sur le déflecteur, finalement délivrés dans l'axe dudit générateur.
Ledit générateur est ainsi positionné de façon stable (l'effet propulsif des gaz est minimisé) et l'action, indirecte, des gaz générés sur l'organe mobile de séparation est optimisée : peu, voire pas, de mélange entre lesdits gaz et le liquide, sollicitations mécanique et thermique dudit organe mobile de séparation minimisées (les gaz agissent sur ledit organe mobile de séparation après avoir été freinés et refroidis par le déflecteur), dépôt sur la(les) paroi(s) interne(s) du déflecteur des résidus de combustion (résidus de combustion susceptibles d'endommager localement ledit organe mobile de séparation, de créer des points chauds).
L'homme du métier a compris tout l'intérêt du dispositif de l'invention.
L'organe mobile de séparation en cause, prévu au sein du réservoir, peut notamment consister en une membrane déformable, flexible.
Dans le cadre d'une variante de réalisation avantageuse, le déflecteur intervenant est muni, sur sa(ses) face(s) en vis-à-vis desdites tuyères (radiales), d'un revêtement endothermique ablatable. Un tel revêtement endothermique ablatable (érodable, susceptible de s'éliminer par couches sous l'action des gaz de combustion, chauds et rapides) est per se connu. Il peut notamment comprendre de l'aluminium trihydraté ou de l'hydroxyde de magnésium. Des revêtements de ce type ont par exemple été décrits dans le brevet US 5,059,637. Un tel revêtement est avantageusement prévu pour, à la fois, protéger le déflecteur et augmenter le refroidissement des gaz de combustion générés (avant qu'ils impactent l'organe mobile de séparation).
En référence au générateur de gaz pyrotechnique équipant le dispositif de l'invention, on peut encore préciser ce qui suit.
On a indiqué que certaines des tuyères dudit générateur sont initialement totalement obturées par des moyens d'obturation frangibles.
Avantageusement, toutes les tuyères radiales du corps du générateur de l'invention sont initialement totalement obturées par des moyens d'obturation frangibles. Une telle obturation totale isole, protège, totalement, l'intérieur du générateur et permet une meilleure maîtrise de l'allumage de la charge pyrotechnique.
Une telle obturation totale ne s'impose pas systématiquement, notamment du fait de la présence de l'organe mobile de séparation.
Les moyens d'obturation frangibles des tuyères peuvent consister en tout moyen connu, susceptible de convenir à cette fin. Il peut notamment s'agir de films ou d'opercules, avantageusement calibrés. Un unique film ou au moins deux films superposés peuvent intervenir pour obturer une tuyère.
Les moyens d'obturation frangibles des tuyères peuvent être agencés à l'intérieur et/ou à l'extérieur du corps du générateur. Ils sont avantageusement agencés - films ou opercules - à l'intérieur dudit corps.
De façon avantageuse, au moins deux des tuyères radiales présentent un seuil d'ouverture en pression différent. Le générateur en cause est alors particulièrement intéressant en référence à la deuxième exigence du cahier des charges invoqué ci-dessus : la régulation de fonctionnement. Le générateur en cause est alors un générateur à
régulation de pression, particulièrement performant. Ils présentent des tuyères radiales étagées. A cette fin, on peut notamment avoir :
- au moins deux desdites tuyères radiales qui présentent un diamètre d'ouverture différent ;
et/ou - au moins deux desdites tuyères radiales, initialement obturées totalement avec des moyens d'obturation ; lesdits moyens d'obturation présentant des seuils de rupture en pression différents.
Ainsi donc, le réglage du seuil d'ouverture en pression d'une tuyère peut-il être principalement obtenu en modulant le diamètre de ladite tuyère et/ou le seuil de rupture des moyens d'obturation obturant initialement totalement ladite tuyère.
Au moins deux des tuyères équipant la(les) paroi(s) du corps du générateur sont généralement différentes par leur diamètre d'ouverture et/ou par le seuil de rupture en pression des moyens d'obturation les obturant totalement initialement.
On a généralement 2 à 20 tuyères aménagées sur le corps du générateur. On en a évidemment au moins deux. On en a avantageusement plus de deux, de façon à pouvoir notamment modérer, le plus efficacement possible, l'effet de la température de conditionnement sur le fonctionnement du générateur. Le nombre de tuyères est toutefois raisonnablement limité, au vu notamment des dimensions du générateur.
Selon une variante avantageuse de réalisation, les tuyères, présentant un seuil d'ouverture en pression et un diamètre (quasi) identiques ((quasi) identique = identique ou quasiment identique), sont agencées, par famille, sur une même hauteur de la(des) paroi(s) du corps du générateur, de telle sorte que la somme des projections dans un repère plan, perpendiculaire à l'axe de symétrie du générateur, des vecteurs menant dudit axe de symétrie du générateur aux orifices des tuyères est nulle. Ainsi, dans le contexte d'un corps de générateur du type cylindre de révolution, on a avantageusement les n tuyères (de seuil d'ouverture en pression et de diamètre identiques) agencées sur un même fl 360 plan, espacées de n Dans le cadre de cette variante avantageuse, on a compris que les tuyères intervenantes sont agencées, comme indiqué, sur plusieurs plans (à différentes hauteurs de la(des) paroi(s) du corps du générateur).
Un tel agencement des tuyères est particulièrement intéressant.
Il permet de minimiser, voire d'éviter, tout effet propulsif. Il permet de stabiliser le générateur de l'invention, lors de son fonctionnement.
Lorsque les tuyères, présentant un seuil d'ouverture en pression et un diamètre (quasi) identiques, sont en nombre pair, elles sont donc idéalement agencées par couple, en vis-à-vis, sur une même hauteur de la(des) paroi(s) du corps dudit générateur (sur un même diamètre de la paroi d'un corps présentant la forme d'un cylindre de révolution).
Le gaz délivré via les tuyères radiales provient de la combustion d'une charge pyrotechnique maintenue de façon stable dans le volume interne du corps du générateur.
Ladite charge pyrotechnique peut consister en un ensemble en vrac de pastilles pyrotechniques. Elle consiste toutefois avantageusement en des éléments pyrotechniques de plus importantes dimensions, à vitesse de combustion plus lente. On a vu dans l'introduction de la présente description que l'invention a plus particulièrement pour objet des générateurs à durée de fonctïonnement longue.
Pour l'obtention du résultat recherché - une vitesse de combustion lente - l'homme du métier sait qu'il dispose principalement des paramètres ci-après : la composition, la géométrie et les dimensions des éléments constitutifs de la charge pyrotechnique.
Ainsi, la charge pyrotechnique des générateurs équipant les dispositifs de l'invention consiste-t-elle avantageusement en au moins un bloc monolithe (plein ou à canal central) de grandes dimensions : un bloc monolithe sensiblement cylindrique dont les deux dimensions, épaisseur et diamètre équivalent (diamètre, s'il s'agit d'un parfait cylindre), sont comprises entre 10 et 75 mm.
Ledit bloc monolithe présente avantageusement une faible porosité, très avantageusement une porosité comprise entre 1 et 8 lo (ce paramètre, exprimé en pourcentage, correspond au rapport entre la masse volumique réelle et la masse volumique théorique ; il s'agit en fait de l'écart à la densité théorique).
Il est avantageusement obtenu par un procédé qui comprend les étapes successives ci-aprés : mélange de poudres + granulation +
calibrage des granulés obtenus + mise en forme desdits granulés calibrés par compression.
En référence à la composition de la charge pyrotechnique, on peut ajouter que ladite composition est avantageusement à base de nitrate basique de cuivre et de nitrate de guanidine. Le choix de cette composition est fait en référence au paramètre vitesse de combustion mais aussi en référence à d'autres paramètres. Ce type de charge (BCN +
NG) ne génère pas en combustion de composé acide, susceptible de causer des dégradations. Ses résidus de combustion se retrouvent principalement sous la forme d'agrégats de dimensions très supérieures à
celles des tuyères du générateur. Ils sont donc aisément filtrables.
A l'issue de cette "digression" sur la charge pyrotechnique susceptible d'alimenter les générateurs équipant les dispositifs de l'invention, on en revient à la structure interne desdits générateurs et l'on précise, logiquement, qu'avantageusement, le volume interne du corps desdits générateurs est agencé pour recevoir et maintenir, de façon stable, au moins un bloc monolithe pyrotechnique sensiblement cylindrique, dont l'épaisseur et le diamètre équivaient sont compris entr e 10 et 75 mm.
De manière plus générale, on peut indiquer que ledit volume interne des générateurs est agencé avec des moyens pour recevoir et maintenir de façon stable la charge pyrotechnique, ainsi qu'avec des moyens utiles à l'allumage de ladite charge pyrotechnique.
Lesdits moyens pour recevoir et maintenir de façon stable la charge pyrotechnique consistent avantageusement en au moins une étagère ou un panier. Une telle étagère ou un tel panier convient notamment pour recevoir et maintenir de façon stable un bloc monolithe, tel que décrit ci-dessus ou au moins deux blocs monolithes de ce type superposés...
Lesdits moyens augmentent la tenue mécanique de la charge pyrotechnique aux sollicitations vibratoires du générateur.
Les moyens utiles à l'allumage peuvent comprendre un dispositif de réception et de maintien d'une charge pyrotechnique relais d'allumage (agencée généralement au centre du volume interne des générateurs) et un dispositif d'allumage relié à ladite charge pyrotechnique relais d'allumage. L'allumage peut être commandé à
distance par l'intermédiaire d'un allumeur électro-pyrotechnique.
Avantageusement, on prévoit également, dans le volume interne du corps des générateurs , un filtre positionné de façon à entourer la charge pyrotechnique.
Un tel filtre est généralement constitué d'une ou plusieurs épaisseurs d'une grille métallique. Un tel filtre est destiné à retenir les résidus de combustion (au moins les plus volumineux), plus spécialement à retenir, à l'intérieur du corps des générateurs, le squelette solide résiduel de la charge pyrotechnique, obtenu après combustion. La surface totale des mailles d'ouverture d'un tel filtre est très supérieure à celle cumulée des tuyères.
Le dispositif de l'invention, avec générateur de gaz pyrotechnique à tuyères radiales et déflecteur, avantageusement avec générateur de gaz pyrotechnique de ce type à régulation de pression, convient particulièrement pour la propulsion d'un liquide extincteur dans un contexte d'extinction de feux ; il convient tout particulièrement à cette fin dans un contexte aéronautique.
On se propose maintenant de décrire, de façnn nuilement limitative, en référence aux figures annexées, un dispositif de l'invention et son fonctionnement ainsi que, plus en détail, des générateurs susceptibles d'équiper un tel dispositif.
La figure 1 montre, schématiquement, un dispositif de l'invention en fonctionnement.
La figure 2 montre, en coupe, de façon très schématique, le générateur pyrotechnique équipant le dispositif de la figure 1.
La figure 3 montre, en coupe, un autre générateur pyrotechnique susceptible d'équiper un dispositif de l'invention.
Sur la figure 1, on montre un dispositif de propulsion 50 d'un liquide L en fonctionnement.
Ledit dispositif 50 consiste principalement en le réservoir 51 équipé du générateur de gaz pyrotechnique 1 (de la figure 2). L'allumeur 12 et le bouchon dudit générateur 1 reste en dehors dudit réservoir 51.
Ledit réservoir 51 de la figure 1 renferme le liquide L. Ledit liquide L est délivré dans le tuyau 54 via le moyen de délivrance 53 ouvert.
Ledit réservoir 51 de la figure 1 est équipé d'un organe mobile
5 de séparation ou membrane 57. Ladite membrane 57 sépare les gaz propuisifs G du liquide L.
Le plan de délivrance des gaz (gaz délivrés via des tuyères radiales : voir la figure 2) est perpendiculaire à l'axe principal du générateur 1, pour éviter tout effet propulsif. Toutefois, le déflecteur 8 10 permet de dévier les flux de gaz selon l'axe de déplacement de l'organe mobile de séparation 57. Ledit déflecteur 8 a ainsi pour fonction, comme déjà indiqué, de limiter les sollicitations thermique et mécanique qu'engendrent les gaz très chauds et rapides, en sortie de tuyères, en contact direct avec l'organe mobile de séparation 57, en début de fonctionnement. Ledit déflecteur 8 a aussi pour fonction de stopper des résidus de combustion (qui seraient passés au travers du filtre 7 : voir la figure 2). Ledit déflecteur 8 est recouvert sur sa face 8', en vis-à-vis des tuyères, d'un revêtement endothermique ablatable (voir la figure 2).
On voit clairement sur la figure 1 que le générateur de gaz 1 est aaencé de sorte que son axe correspond à i'axe de déplacement de l'organe mobile de séparation 57 et que le déflecteur 8 convient pour dévier les gaz G selon ledit axe de déplacement dudit organe mobile 57.
Le générateur de gaz 1 des figures 1 et 2 présente un corps 2 de géométrie cylindrique. Des tuyères 4a, 4a', 4b, 4b' sont disposées radialement dans la paroi 3 dudit corps 2. Toutes lesdites tuyères 4a, 4a', 4b, 4b' ne présentent pas le même seuil d'ouverture en pression (variante avantageuse de l'invention).
Le seuil d'ouverture en pression des tuyères représentées sur la figure 2 est déterminé à la fois par le diamètre d'ouverture desdites tuyères et le seuil de rupture de films obturant initialement les ouvertures desdites tuyères.
En effet :
- les tuyères 4a et 4a' du couple 4a/4a' ont un même diamètre d'ouverture : da. Les tuyères 4b et 4b' des couples 4b/4b' ont un méme diamètre d'ouverture : db. Ledit diamètre d'ouverture da desdites tuyères 4a et 4a' est supérieur à celui db desdites tuyères 4b et 4b' : da > db r - des films d'épaisseur calibrée 5a, 5b, 5c interviennent, à
l'intérieur du corps 2 du générateur 1, le long de ses parois 3, pour obturer (initialement = avant le fonctionnement dudit générateur 1) toutes les tuyères 4a, 4a', 4b, 4b'. Les tuyères 4a et 4a' du couple 4a/4a' sont obturées par le film 5a ; les tuyères 4b et 4b' d'un couple 4b/4b' (couple en position haute) sont également obturées par ledit unique film 5a tandis que les tuyères 4b et 4b' de deux autres couples 4b/4b' (couples en position intermédiaire) sont obturées par le film 5a et le film 5b et que les tuyères 4b et 4b' de deux autres couples 4b/4b' (couples en position basse) sont obturées par les trois films 5a, 5b et 5c.
L'agencement des tuyères par couple, en vis-à-vis, est destiné à
minimiser, voir annihiler, tout effet propulsif.
Du fait des seuils d'ouverture en pression différents des couples de tuyères, le générateur présente, en fonctionnement, une faible dépendance avec la température de fonctionnement.
Dans la structure du générateur 1, il est prévu le déflecteur 8, pour dévier les gaz délivrés via les tuyères 4a, 4a', 4b, 4b' (délivrés dans un plan perpendiculaire à l'axe principal dudit générateur 1). Un tel déflecteur 8 est constitué d'une tôle cylindrique. A titre purement illustratif, on peut indiquer ici qu'une telle tôle présente une épaiSS ur de 2 mm et est positionnée à 7 mm des parois 3 du générateur 1. On a vu que la face interne du déflecteur 8 est recouverte d'un revêtement endothermique ablatable 8'.
Le générateur 1 est schématisé, chargé, c'est-à-dire avec la charge pyrotechnique susceptible de brûler en générant des gaz de combustion, disposée en son sein.
Ladite charge pyrotechnique consiste en des blocs monolithes 10. Lesdits blocs sont disposés sur des étagères 6, agencées à l'intérieur du corps 2 du générateur 1.
Un filtre 7 est positionné autour de la charge pyrotechnique, afin de retenir les résidus de combustion.
Les blocs 10 sont initiés en combustion par une charge relais d'allumage principale 11 située dans une canne centrale 17, ajourée, avantageusement en plusieurs endroits, de façon à laisser les gaz d'allumage diffuser vers lesdits blocs 10. Cette charge d'allumage 11 est elle-même initiée par un allumeur 12, implanté sur le générateur 1.
Un tel allumeur 12 est généralement mis en liaison électrique avec le poste de commande, par l'intermédiaire d'un passage étanche, supportant la pression de fonctionnement du générateur 1.
Le générateur de gaz 21 de la figure 3 est également représenté
chargé.
Il est constitué d'un ensemble mécanique (corps 22 de géométrie cylindrique, délimité par la paroi 23) contenant - un module d'initiation (initiateur 32) ;
- une charge pyrotechnique d'allumage 32' ;
- une charge pyrotechnique relais d'allumage 31 ;
- une charge pyrotechnique principale consistant en des blocs monolithes 30.
La charge relais d'allumage 31 est maintenue, au centre du générateur, par le dispositif 37.
La charge principale (blocs 30) est disposée dans un ensemble stabilité par soudure, dont le maintien est assuré à l'aide du ressort 36.
Cet ensemble soudé est composé de tôles percées enroulées puis soudées pour constituer des réceptacles ou paniers 26 pour les blocs 30 (plus précisément des colonnes de tels blocs). Lesdites tôles percées jouent également le rôle de filtYe pour les résidus soiides de combustion.
Les parois 23 du corps 22 du générateur 21 sont percées de douze orifices, obturés chacun (avant le fonctionnement du générateur 21) par un opercule inox de 15 pm d'épaisseur soudé 25a, 25a', 25b, 25b'.
Six orifices 24a, 24a' ont un diamètre de 35 mm ; six orifices 24b, 24b' ont un diamètre de 3 mm. Lesdits orifices sont agencés par couple, sur un même diamètre. On vise ici encore à minimiser, voire annihiler, tout effet propulsif.
Lors du fonctionnement, l'initiateur 32 allume la charge d'allumage 32' qui elle-même allume la charge relais d'allumage 31. Ladite charge relais d'allumage 31 allume alors les blocs 30 et permet la génération des gaz à l'intérieur du corps 22, puis leur délivrance après désoperculage des orifices. Le nombre d'orifices ouverts dépend de la température de conditionnement du générateur de gaz 21.
Un système de désoperculage 41 permet de vidanger le générateur de gaz 21 en cas d'emballement anormal de la composition pyrotechnique (ensemble des blocs 30) en fonctionnement. Ce système 41 est positionné sur le bouchon aluminium du corps 22 du générateur 21 et est constitué d'un insert vissé en inox sur lequel sont soudés des clinquants 42 d'épaisseur 100 pm. Ainsi, la pression de vidange du générateur 21 peut être tarée à 230 bar.
Les précisions données ci-dessus - chiffres, nature des matériaux - le sont à titre purement illustratif.
Le plan de délivrance des gaz (gaz délivrés via des tuyères radiales : voir la figure 2) est perpendiculaire à l'axe principal du générateur 1, pour éviter tout effet propulsif. Toutefois, le déflecteur 8 10 permet de dévier les flux de gaz selon l'axe de déplacement de l'organe mobile de séparation 57. Ledit déflecteur 8 a ainsi pour fonction, comme déjà indiqué, de limiter les sollicitations thermique et mécanique qu'engendrent les gaz très chauds et rapides, en sortie de tuyères, en contact direct avec l'organe mobile de séparation 57, en début de fonctionnement. Ledit déflecteur 8 a aussi pour fonction de stopper des résidus de combustion (qui seraient passés au travers du filtre 7 : voir la figure 2). Ledit déflecteur 8 est recouvert sur sa face 8', en vis-à-vis des tuyères, d'un revêtement endothermique ablatable (voir la figure 2).
On voit clairement sur la figure 1 que le générateur de gaz 1 est aaencé de sorte que son axe correspond à i'axe de déplacement de l'organe mobile de séparation 57 et que le déflecteur 8 convient pour dévier les gaz G selon ledit axe de déplacement dudit organe mobile 57.
Le générateur de gaz 1 des figures 1 et 2 présente un corps 2 de géométrie cylindrique. Des tuyères 4a, 4a', 4b, 4b' sont disposées radialement dans la paroi 3 dudit corps 2. Toutes lesdites tuyères 4a, 4a', 4b, 4b' ne présentent pas le même seuil d'ouverture en pression (variante avantageuse de l'invention).
Le seuil d'ouverture en pression des tuyères représentées sur la figure 2 est déterminé à la fois par le diamètre d'ouverture desdites tuyères et le seuil de rupture de films obturant initialement les ouvertures desdites tuyères.
En effet :
- les tuyères 4a et 4a' du couple 4a/4a' ont un même diamètre d'ouverture : da. Les tuyères 4b et 4b' des couples 4b/4b' ont un méme diamètre d'ouverture : db. Ledit diamètre d'ouverture da desdites tuyères 4a et 4a' est supérieur à celui db desdites tuyères 4b et 4b' : da > db r - des films d'épaisseur calibrée 5a, 5b, 5c interviennent, à
l'intérieur du corps 2 du générateur 1, le long de ses parois 3, pour obturer (initialement = avant le fonctionnement dudit générateur 1) toutes les tuyères 4a, 4a', 4b, 4b'. Les tuyères 4a et 4a' du couple 4a/4a' sont obturées par le film 5a ; les tuyères 4b et 4b' d'un couple 4b/4b' (couple en position haute) sont également obturées par ledit unique film 5a tandis que les tuyères 4b et 4b' de deux autres couples 4b/4b' (couples en position intermédiaire) sont obturées par le film 5a et le film 5b et que les tuyères 4b et 4b' de deux autres couples 4b/4b' (couples en position basse) sont obturées par les trois films 5a, 5b et 5c.
L'agencement des tuyères par couple, en vis-à-vis, est destiné à
minimiser, voir annihiler, tout effet propulsif.
Du fait des seuils d'ouverture en pression différents des couples de tuyères, le générateur présente, en fonctionnement, une faible dépendance avec la température de fonctionnement.
Dans la structure du générateur 1, il est prévu le déflecteur 8, pour dévier les gaz délivrés via les tuyères 4a, 4a', 4b, 4b' (délivrés dans un plan perpendiculaire à l'axe principal dudit générateur 1). Un tel déflecteur 8 est constitué d'une tôle cylindrique. A titre purement illustratif, on peut indiquer ici qu'une telle tôle présente une épaiSS ur de 2 mm et est positionnée à 7 mm des parois 3 du générateur 1. On a vu que la face interne du déflecteur 8 est recouverte d'un revêtement endothermique ablatable 8'.
Le générateur 1 est schématisé, chargé, c'est-à-dire avec la charge pyrotechnique susceptible de brûler en générant des gaz de combustion, disposée en son sein.
Ladite charge pyrotechnique consiste en des blocs monolithes 10. Lesdits blocs sont disposés sur des étagères 6, agencées à l'intérieur du corps 2 du générateur 1.
Un filtre 7 est positionné autour de la charge pyrotechnique, afin de retenir les résidus de combustion.
Les blocs 10 sont initiés en combustion par une charge relais d'allumage principale 11 située dans une canne centrale 17, ajourée, avantageusement en plusieurs endroits, de façon à laisser les gaz d'allumage diffuser vers lesdits blocs 10. Cette charge d'allumage 11 est elle-même initiée par un allumeur 12, implanté sur le générateur 1.
Un tel allumeur 12 est généralement mis en liaison électrique avec le poste de commande, par l'intermédiaire d'un passage étanche, supportant la pression de fonctionnement du générateur 1.
Le générateur de gaz 21 de la figure 3 est également représenté
chargé.
Il est constitué d'un ensemble mécanique (corps 22 de géométrie cylindrique, délimité par la paroi 23) contenant - un module d'initiation (initiateur 32) ;
- une charge pyrotechnique d'allumage 32' ;
- une charge pyrotechnique relais d'allumage 31 ;
- une charge pyrotechnique principale consistant en des blocs monolithes 30.
La charge relais d'allumage 31 est maintenue, au centre du générateur, par le dispositif 37.
La charge principale (blocs 30) est disposée dans un ensemble stabilité par soudure, dont le maintien est assuré à l'aide du ressort 36.
Cet ensemble soudé est composé de tôles percées enroulées puis soudées pour constituer des réceptacles ou paniers 26 pour les blocs 30 (plus précisément des colonnes de tels blocs). Lesdites tôles percées jouent également le rôle de filtYe pour les résidus soiides de combustion.
Les parois 23 du corps 22 du générateur 21 sont percées de douze orifices, obturés chacun (avant le fonctionnement du générateur 21) par un opercule inox de 15 pm d'épaisseur soudé 25a, 25a', 25b, 25b'.
Six orifices 24a, 24a' ont un diamètre de 35 mm ; six orifices 24b, 24b' ont un diamètre de 3 mm. Lesdits orifices sont agencés par couple, sur un même diamètre. On vise ici encore à minimiser, voire annihiler, tout effet propulsif.
Lors du fonctionnement, l'initiateur 32 allume la charge d'allumage 32' qui elle-même allume la charge relais d'allumage 31. Ladite charge relais d'allumage 31 allume alors les blocs 30 et permet la génération des gaz à l'intérieur du corps 22, puis leur délivrance après désoperculage des orifices. Le nombre d'orifices ouverts dépend de la température de conditionnement du générateur de gaz 21.
Un système de désoperculage 41 permet de vidanger le générateur de gaz 21 en cas d'emballement anormal de la composition pyrotechnique (ensemble des blocs 30) en fonctionnement. Ce système 41 est positionné sur le bouchon aluminium du corps 22 du générateur 21 et est constitué d'un insert vissé en inox sur lequel sont soudés des clinquants 42 d'épaisseur 100 pm. Ainsi, la pression de vidange du générateur 21 peut être tarée à 230 bar.
Les précisions données ci-dessus - chiffres, nature des matériaux - le sont à titre purement illustratif.
Claims (10)
1. Dispositif (50) de propulsion d'un liquide (L) comprenant :
- un réservoir (51) pour le stockage dudit liquide (L) à sa pression de vapeur saturante, équipé d'un moyen (53) pour la délivrance dudit liquide (L) mis sous pression ;
- un générateur de gaz pyrotechnique (1 ; 21), agencé à
l'intérieur dudit réservoir (51), pour la pressurisation dudit liquide (L) à
l'intérieur dudit réservoir (51) et la propulsion de celui-ci mis sous pression hors dudit réservoir (51), via ledit moyen de délivrance (53) ouvert ; ledit générateur de gaz (1 ; 21) présentant un corps (2 ; 22), de géométrie cylindrique, apte à recevoir et maintenir de façon stable une charge pyrotechnique (10 ; 30) susceptible de brûler en son sein en générant des gaz de combustion (G), avec des tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a', 24b'), dont au moins certaines sont initialement totalement obturées par des moyens d'obturation (5a, 5b, 5c ; 25a, 25b, 25a', 25b') susceptibles de se déchirer sous la pression desdits gaz de combustion générés (G), pour la délivrance desdits gaz de combustion (G) sous pression ;
- un organe mobile de séparation (57), agencé à l'intérieur dudit réservoir (50), pour séparer ledit liquide (L) dudit générateur (1 ; 21) et desdits gaz de combustion générés (G) ;
caractérisé en ce que lesdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a', 24b') dudit générateur de gaz (1 ; 21) sont disposées radialement sur la(les) paroi(s) dudit corps (2 ; 22) et en ce que ledit générateur de gaz (1 ; 21), agencé de sorte que son axe correspond à l'axe de déplacement dudit organe mobile de séparation (57), est équipé d'un déflecteur (8) pour dévier lesdits gaz de combustion générés (G) selon ledit axe de déplacement dudit organe mobile de séparation (57).
- un réservoir (51) pour le stockage dudit liquide (L) à sa pression de vapeur saturante, équipé d'un moyen (53) pour la délivrance dudit liquide (L) mis sous pression ;
- un générateur de gaz pyrotechnique (1 ; 21), agencé à
l'intérieur dudit réservoir (51), pour la pressurisation dudit liquide (L) à
l'intérieur dudit réservoir (51) et la propulsion de celui-ci mis sous pression hors dudit réservoir (51), via ledit moyen de délivrance (53) ouvert ; ledit générateur de gaz (1 ; 21) présentant un corps (2 ; 22), de géométrie cylindrique, apte à recevoir et maintenir de façon stable une charge pyrotechnique (10 ; 30) susceptible de brûler en son sein en générant des gaz de combustion (G), avec des tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a', 24b'), dont au moins certaines sont initialement totalement obturées par des moyens d'obturation (5a, 5b, 5c ; 25a, 25b, 25a', 25b') susceptibles de se déchirer sous la pression desdits gaz de combustion générés (G), pour la délivrance desdits gaz de combustion (G) sous pression ;
- un organe mobile de séparation (57), agencé à l'intérieur dudit réservoir (50), pour séparer ledit liquide (L) dudit générateur (1 ; 21) et desdits gaz de combustion générés (G) ;
caractérisé en ce que lesdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a', 24b') dudit générateur de gaz (1 ; 21) sont disposées radialement sur la(les) paroi(s) dudit corps (2 ; 22) et en ce que ledit générateur de gaz (1 ; 21), agencé de sorte que son axe correspond à l'axe de déplacement dudit organe mobile de séparation (57), est équipé d'un déflecteur (8) pour dévier lesdits gaz de combustion générés (G) selon ledit axe de déplacement dudit organe mobile de séparation (57).
2. Dispositif (50) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit déflecteur (8) est muni sur sa(ses) face(s) en vis-à-vis desdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a', 24b') d'un revêtement endothermique ablatable (8').
3. Dispositif (50) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que toutes lesdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a', 24b') dudit corps (2 ; 22) dudit générateur (1 ; 21) sont initialement totalement obturées par des moyens d'obturation (5a, 5b, 5c ; 25a, 25b, 25a', 25b') susceptibles de se déchirer sous la pression des gaz de combustion générés (G).
4. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 1 à
3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation desdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a', 24b') consistent en des films (5a, 5b, 5c) ou en des opercules (25a, 25b, 25a', 25b').
3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation desdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a', 24b') consistent en des films (5a, 5b, 5c) ou en des opercules (25a, 25b, 25a', 25b').
5. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 1 à
4, caractérisé en ce qu'au moins deux desdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ;
24a, 24b, 24a, 24b') présentent un seuil d'ouverture en pression différent.
4, caractérisé en ce qu'au moins deux desdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ;
24a, 24b, 24a, 24b') présentent un seuil d'ouverture en pression différent.
6. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 1 à
5, caractérisé en ce qu'au moins deux desdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ;
24a, 24b, 24a', 24b') présentent un diamètre d'ouverture différent et/ou des seuils de rupture en pression différents des moyens d'obturation (Sa, 5b, 5c ; 25a, 25b, 25a, 25b') les obturant initialement totalement.
5, caractérisé en ce qu'au moins deux desdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ;
24a, 24b, 24a', 24b') présentent un diamètre d'ouverture différent et/ou des seuils de rupture en pression différents des moyens d'obturation (Sa, 5b, 5c ; 25a, 25b, 25a, 25b') les obturant initialement totalement.
7. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 1 à
6, caractérisé en ce que 2 à 20 tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a, 24b') sont agencées sur la(les) paroi(s) (3 ; 23) dudit corps (2 ; 22) de géométrie cylindrique dudit générateur (1 ; 21).
6, caractérisé en ce que 2 à 20 tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a, 24b') sont agencées sur la(les) paroi(s) (3 ; 23) dudit corps (2 ; 22) de géométrie cylindrique dudit générateur (1 ; 21).
8. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 1 à
7, caractérisé en ce que lesdites tuyères sont agencées par famille sur une même hauteur de la(des) paroi(s) (3, 23) dudit corps (2 ; 22), de telle sorte que la somme des projections dans un repère plan, perpendiculaire à l'axe de symétrie du générateur, des vecteurs menant dudit axe de symétrie aux orifices des tuyères est nulle ; les tuyères constitutives d'une famille présentant un seuil d'ouverture en pression et un diamètre (quasi) identiques.
7, caractérisé en ce que lesdites tuyères sont agencées par famille sur une même hauteur de la(des) paroi(s) (3, 23) dudit corps (2 ; 22), de telle sorte que la somme des projections dans un repère plan, perpendiculaire à l'axe de symétrie du générateur, des vecteurs menant dudit axe de symétrie aux orifices des tuyères est nulle ; les tuyères constitutives d'une famille présentant un seuil d'ouverture en pression et un diamètre (quasi) identiques.
9. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 1 à
8, caractérisé en ce que lesdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a, 24b') sont agencées par couple (4a/4a', 4b/4b' ; 24a/24a', 24b/24b'), en vis-à-vis, sur une même hauteur de la(des) paroi(s) (3 ; 23) dudit corps (2 ; 22) ; les tuyères constitutives d'un couple présentant un seuil d'ouverture en pression et un diamètre (quasi) identiques.
8, caractérisé en ce que lesdites tuyères (4a, 4b, 4a', 4b' ; 24a, 24b, 24a, 24b') sont agencées par couple (4a/4a', 4b/4b' ; 24a/24a', 24b/24b'), en vis-à-vis, sur une même hauteur de la(des) paroi(s) (3 ; 23) dudit corps (2 ; 22) ; les tuyères constitutives d'un couple présentant un seuil d'ouverture en pression et un diamètre (quasi) identiques.
10. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 1 à
8, caractérisé en ce que le volume interne de son corps (2 ; 22) est agencé pour recevoir et maintenir, de façon stable, au moins un bloc monolithe pyrotechnique (10 ; 30) sensiblement cylindrique, dont l'épaisseur et le diamètre équivalent sont compris entre 10 et 75 mm.
8, caractérisé en ce que le volume interne de son corps (2 ; 22) est agencé pour recevoir et maintenir, de façon stable, au moins un bloc monolithe pyrotechnique (10 ; 30) sensiblement cylindrique, dont l'épaisseur et le diamètre équivalent sont compris entre 10 et 75 mm.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request | ||
| FZDE | Discontinued |
Effective date: 20141212 |