La présente invention a pour objet un dispositif de mise à feu électrique de la charge explosive d'un projectile comprenant un générateur électrique présentant un élément piézo-électrique branché en sérine dans le circuit d'allumage d'une amorce électrique de mise à feu de la charge explosive et un dispositif de compression de cet élément piézo-électrique agencé de manière à être actionné par les forces dues à la pression du gaz de combustion d'une charge lors du lancement du projectile, caractérisé par le fait qu'il comporte d'une part un dispositif de verrouillage du dispositif de compression dans sa position active pour laquelle l'élément piézoélectrique a été comprimé lors du lancement du projectile et d'autre part un dispositif limiteur de l'effort de compression appliqué à l'élément piézeélectrique.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple différentes formes d'exécution du dispositif de mise à feu selon l'invention.
La fig. 1 illustre en coupe partielle un projectile autopropulsé muni d'un générateur de courant.
La fig. 2 illustre en coupe une variante du générateur de courant.
La fig. 3 est une coupe partielle du générateur d'une seconde forme d'exécution.
Le projectile illustré comprend dans le circuit d'alimentation électrique de l'amorce électrique de la charge explosive, un interrupteur, normalement ouvert, et qui est fermé par l'impact du projectile. Cet interrupteur est réalisé par une double coiffe entourant la partie frontale du projectile, chaque enveloppe étant conductrice de l'électricité et isolée par rapport à l'autre enveloppe.
Chacune de ces enveloppes constitue l'un des contacts de l'interrupteur branché dans le circuit d'alimentation de l'amorce électrique. Ainsi on voit que cette amorce ne peut être alimentée en courant électrique que si les deux enveloppes viennent en contact à la suite d'une déformation mécanique due à l'impact du projectile.
Le projectile comporte une double ogive ou double coiffe formée de deux enveloppes 1, 2 situées l'une à l'intérieur de l'autre.
Toutes deux sont en un matériau conducteur de l'électricité, par exemple en métal ou en matière plastique recouverte d'une couche conductrice et sont isolées l'une par rapport à l'autre. L'enveloppe interne 2 est reliée électriquement à une pièce de contact 3 connectée à un pôle d'une amorce ou détonateur électrique tandis que l'enveloppe exteme I est reliée à la masse du projectile.
Situé dans l'axe du projectile, se trouve le générateur de couran
Dans la forme d'exécution illustrée, le générateur de courant forme un ensemble amovible vissé dans l'extrémité arrière d'un manchon 4 entourant la charge explosive du projectile. Ce générateur de courant est donc situé immédiatement en avant de la charge propulsive contenue dans une douille 5 également vissée sur l'extrémité arrière du corps 4 du projectile.
Ce générateur de courant comporte un boîtier 6 présentant un filetage en vue de sa fixation dans le corps 4 et renfermant d'une part un élément piézo-électrique 7 et d'autre part un dispositif de compression de cet élément 7.
Dans cette forme d'exécution, I'élément piézo-électrique est constitué par une plaquette circulaire ou disque 7 de zirconatetitanate de plomb ou de titanate de baryum par exemple qui, sous l'effet d'une compression axiale, produit une différence de potentiel entre ses deux surfaces planes. D'une façon générale, la plaquette 7 peut être en un quelconque matériau piézo-électrique tel que le quartz, les céramiques piézo-électriques, etc.
La partie frontale du boitier 6 présente un premier logement tandis que la paroi frontale dudit boitier comporte un perçage axial. La partie avant de ce premier logement ainsi que le perçage axial sont munis d'un revêtement isolant 8 électriquement, par exemple en matière plastique. La piéce de contact 3 est fixée dans le perçage axial du boitier 6, et isolée électriquement par rapport à celuici. Cette piéce de contact 3 est connectée électriquement à un disque de contact 9 placé dans ledit premier logement et prenant appui contre la face interne de la paroi frontale du boitier 6 par l'intermédiaire du revêtement isolant 8. Ce disque de contact mécanique et électrique présente un diamètre tel qu'il soit ajusté librement dans la partie frontale revêtue du premier logement.
L'élément piézo-électrique 7 est placé contre le disque de contact 9 et est également centré par le revêtement isolant 8. La face arrière de cet élément piézo-électrique 7, située en retrait du plan arrière de la piéce isolante 8, est en contact avec un disque de pression 10 guidé dans l'entrée arrière du premier logement du boîtier 6.
Ce boitier 6 comporte encore un second logement ou logement arrière, présentant un diamètre supérieur au premier logement, à l'intérieur duquel coulisse axialement un piston creux 11 dont la jupe s'étend vers l'avant à l'intérieur du boîtier 6. Un empilage de rondelles élastiques 12 dont la force de compression est tarée est placé entre la face arrière du disque de pression 10 et la face interne du piston Il. Ces rondelles élastiques 12 sont guidées par la jupe du piston 11. Un joint d'étanchéité 13 est placé entre le piston 11 et le boitier 6.
Il faut noter que le diamètre exteme de la jupe du piston 11 est plus grand que le diamètre inteme du premier logement. renfermant l'élément piézo-électrique 7, de sorte que l'épaulement 14 inteme du boîtier 6 constitue une butée de fin de course pour le piston 11 contre laquelle la jupe de ce piston vient buter en position avancée.
Ainsi par l'intermédiaire du disque de pression 10, des rondelles 12 et du piston 11, la face arrière de l'élément piézo-électrique est reliée électriquement au boîtier 6 et donc à la masse du projectile par le corps 4.
Lorsque le générateur de courant est en position de service, fixé sur un projectile, sa face avant, soit la pièce de contact 3 est reliée élastiquement à un pôle de l'amorce électrique tandis que l'autre pôle de cette amorce vient en contact avec un élément métallique de la partie supérieure du projectile qui le relie électriquement à la coiffe interne 2 de la double ogive de ce projectile.
Ainsi en position de service dans un projectile, L'amorce électrique destinée à être alimentée par le générateur de courant comprend un pôle en contact électrique avec l'enveloppe interne 2 et un autre pôle en contact électrique avec l'une des faces planes du disque piézo-électrique 7. L'autre face plane de ce disque 7 est elle reliée électriquement à la masse du projectile donc à la coiffe exteme 1 de son ogive.
Enfin le générateur de courant décrit comporte encore un dispositif de maintien .du piston 11 fixant les positions axiales de repos et de service de ce piston 11. Ce dispositif de maintien est constitué dans cette forme d'exécution par une bague 15 solidaire de l'extrémité de la jupe du piston 11. Cette bague 15 comporte des pattes 16 tendant, sous l'effet de leur élasticité propre, à s'écarter radialement. En position de repos du piston 11, position illustrée, ces pattes sont plaquées contre des plans inclinés 17. formant retenue, pratiqués dans la surface interne du boitier 6.
Lorsque le piston 1 1 s'est déplacé vers l'avant, les pattes 16 échappent aux plans inclinés 17 correspondants et s'écartent radialement. Les extrémités arrière de ces pattes viennent alors buter contre l'épaulement 18 du boîtier 6 et interdisent le recul du piston 11, sous l'action de l'élasticité des rondelles comprimées 12, ce piston 11 est alors maintenu dans sa position de service avancée.
Grâce à ce dispositif de maintien, le piston est verrouillé après le départ du coup en position avancée, maintenant l'élément pié zodectrique dans son état comprimé pour lequel ses faces frontales sont portées à des potentiels électriques différents.
Il est à noter que par l'élasticité propre des pattes 16 de la bague 15, il est possible de régler la force axiale nécessaire pour déplacer le piston de sa position de repos illustrée jusque dans sa position de service avancée à une valeur désirée.
Dans la forme d'exécution illustrée à la fig. 1, un organe de
verrouillage 19 verrouille le boîtier 6 en position de service sur le
corps 4.
Le fonctionnement du générateur de courant décrit est le suivant:
Au repos, c'est-à-dire pendant son stockage, son transport et d'une façon générale avant le départ du coup, le projectile est désamorcé. En effet le générateur de courant, étant dans sa position inactive illustrée, I'élément piézo-électrique 7 n'est pas comprimé et ne fournit aucun courant ou différence de potentiel. Ainsi même si par inavertance les deux coiffes 1, 2 devaient se toucher sous l'effet d'un choc, la charge explosive du projectile ne serait pas mise à feu.
Au moment du départ du coup, la pression des gaz de combustion de la charge propulsive dans la chambre de combustion adjacente à la face arrière du générateur de courant, provoque le déplacement vers l'avant, et contre l'action élastique des rondelles 12, du piston 11. Ce piston 11 vient buter contre l'épaulement 14 de sorte que l'élément piézo-électrique 7 est mis sous pression, cette pression étant déterminée par la compression des rondelles tarées 12. Grâce à la limitation de la course du piston 11, I'élément piézo-électrique ne peut pas être endommagé par une compression trop violente. Lorsque la pression a diminué dans la chambre de combustion, le piston 11 est maintenu dans sa position avancée par le dispositif de maintien 17, 18 de sorte que l'élément piézo-électrique 7 est maintenu dans son état comprimé.
Du fait de ces caractéristiques, les faces opposées de l'élément 7 sont portées'à des potentiels différents et un courant électrique a tendance à s'écouler dans le circuit d'allumage de l'amorce électrique. La valeur de la différence de potentiel et donc du courant pouvant être envoyé, dépend des caractéristiques de.l'élément 7 et de la force de compression de celui-ci.
Le courant d'allumage ne peut toutefois pas circuler puisque le circuit d'excitation de l'amorce électrique est interrompu par l'espace séparant les deux coiffes 1, 2.
Au moment de l'impact du projectile, les deux coiffes 1, 2 viennent en contact et le circuit d'excitation de l'amorce électrique est fermé. Un courant électrique, dépendant de la différence de potentiel créée entre les faces de l'élément 7, provoque alors l'allumage de l'amorce électrique et par conséquent la mise à feu de la charge explosive du projectile.
La fig. 2 illustre une variante du générateur de courant décrit dont le boitier est formé de deux parties 6a, 6b vissées l'une sur l'autre. La partie 6a de ce boîtier renferme comme dans la première forme d'exécution, la pièce isolante 8, le disque de contact 9, I'élément piézo-électrique 7, le disque de pression 10 et la pièce de contact 3.
La partie 6b de ce boitier présente un alésage de grand diamètre 20, dans lequel sont disposées les rondelles élastiques 12 du type Belleville, débouchant dans un alésage de plus faible diamètre 21 à l'intérieur duquel le piston de compression 1 1 coulisse librement. Ce piston comporte un corps et une tête lia formée par une vis vissée axialement dans ce corps. Un tournage 22 ménage une gorge annulaire sur une certaine partie de ce piston dont une des faces latérales est constituée par la face inférieure de la vis formant la tête 1 la.
Le dispositif de maintien de ce piston en position avancée ou de service est constitué ici par une bague élastique 23, tendant à s'écarter, placée dans la gorge formée par le tournage 22.
En position de repos ou de recul illustré, cette bague 23 est maintenue dans ladite gorge par une butée annulaire 24 de la pièce 6b du boîtier. La position axiale de repos du piston 11 est celle pour laquelle il est appliqué par les rondelles élastiques 12, contre un circlips 25 introduit dans une gorge de la partie 6b du boîtier.
Lorsque le piston 1 1 est déplacé vers l'avant contre l'action des rondelles élastiques, sa course d'avance est limitée par l'entrée en contact d'une saillie annulaire 26 avec la face inférieure de la butée annulaire 24, ainsi toute détérioration de l'élément 7 est évitée et la compression que celui-ci subit est calibrée par les rondelles 12.
Simultanément, la bague ressort 23 échappe à la paroi latérale de la butée annulaire 24 et s'expand sous l'effet de son élasticité propre. Ainsi la tranche inférieure de cette bague vient reposer sur la face supérieure de la butée annulaire 24 fixant le piston dans sa position avancée.
Le fonctionnement de cette variante est identique à celui de la première forme d'exécution.
Il est bien évident que de nombreuses variantes peuvent être conçues en modifiant la forme des pièces constitutives de ce générateur de courant sans sortir du cadre de la protection revendiquée. Notamment le piston et le boitier pourraient être différents.
La seconde forme d'exécution du générateur de courant illustrée à la fig. 3 se différencie des formes d'exécution décrites ci-dessus par le fait que le piston 11 n'est pas déplacé vers l'avant par la pression du gaz due à la combustion de la charge propulsive, mais par un dispositif d'actionnement indépendant permettant notamment d'obtenir un retard de l'armement, c'est-à-dire de la compression de l'élément piézo-électrique, du projectile lors du départ du coup. Ceci permet de réaliser une sécurité de bouche empêchant la mise à feu de la charge explosive du projectile au cas où il rencontrerait un obstacle dans les premiers mètres de sa course.
Cette forme d'exécution fait usage d'un générateur de courant selon l'une des formes décrites ci-dessus, désigné ci-après par G, qui ne sera donc plus décrit. Le dispositif d'actionnement ou d'armement de ce générateur va être par contre décrit dans ce qui
suit.
A l'intérieur de la chambre contenant la charge propulsive se
trouve un espace 26 fermé, hermétique, à l'abri de la pression des gaz propulsifs. Cet espace 26 peut être délimité par une pièce 27 fixée à la partie du projectile contenant la charge explosive 28 de telle sorte que la face libre du piston 11 soit située dans cet espace.
A l'intérieur de l'espace 26 est disposée une chambre de pression 29 entourant la face libre du piston 1 1 du générateur de cou
rant, dans laquelle est montée une amorce ou charge auxiliaire 30.
La mise à feu de cette charge auxiliaire 30 s'effectue à l'aide d'un percuteur 31 monté sur,une masse coulissant à l'intérieur d'un cylindre 32. Cette masse est soumise à l'action d'un ressort 33 tendant à déplacer le percuteur en direction de la charge auxiliaire 30. Un organe de retenue 34 maintient la masse et le percuteur 31 dans une position inactive pour laquelle le percuteur ne touche pas la charge auxiliaire 30 ou son amorce, mais pour laquelle le ressort 33 n'est pas comprimé. Cet organe de retenue est calibré de telle sorte que son action de verrouillage soit surpassée lorsque la force agissant axialement sur le percuteur dépasse une limite fixée à l'avance.
Le fonctionnement de cette forme d'exécution est le suivant:
Lors du départ du coup, les forces d'inertie afférant au percuteur 31 et à sa masse sont telles que cette masse est déverrouillée et qu'elle comprime le ressort 33. Cette phase de l'opération d'armement du projectile dure tant que celui-ci subit une accélération suffisante pour vaincre la force du ressort 33. Puis lorsque le projectile a fini son accélération, c'est-à-dire lorsque la charge propulsive est consumée, le percuteur 31, sous l'action du ressort 33, percute l'amorce ou la charge auxiliaire 30 provoquant l'explosion de celle-ci dans la chambre de pression 29.
La pression monte donc brusquement dans cette chambre, ce qui provoque le déplacement axial du piston 1 1 et l'activation du générateur de courant et puis la mise à feu de la charge explosive de la façon décrite en référence aux formes d'exécution précédentes.
Ainsi l'armement, soit la compression de l'élément piézo-élec
trique 7, s'effectue avec un certain retard lors de la mise à feu du
projectile de sorte que, même s'il rencontrait un obstacle imprévu
dans ses premiers mètres de parcours, sa charge explosive ne se
rait pas mise à feu.
On voit donc que le générateur de courant proprement dit peut être actionné soit par les gaz de combustion de la charge propulsive, quelle qu'elle soit, soit par un dispositif d'armement per mettant de réaliser un déplacement axial du piston 11 et la compression de l'élément piézo-électrique 7.
Il est à noter que dans cette seconde forme d'exécution le dispositif d'actionnement du piston 1 1 est une combinaison de moyens mécanique et pyrotechnique mais que, dans des variantes, ce dispositif pourrait être purement mécanique et comporter si dé
siré un temporisateur sous la forme d'une minuterie mise en marche par le départ du coup.
Il est bien évident que le générateur de courant décrit peut équiper n'importe quel type de projectile dont la charge explosive est mise à feu par des moyens électriques. Les caractéristiques principales de ce générateur étant l'utilisation d'un élément piézoélectrique comme source de courant; la mise en état actif, comprimé de cet élément piézo-électnque comme conséquence du départ du coup; et enfin que la compression exercée sur cet élément pié zcélectrique est limitée, ajustée et maintenue à une valeur prédéterminée.
Il est évident que dans des variantes du générateur de courant décrit, l'empilage de rondelles 12 constituant un organe de transmission élastique entre le piston 1 1 et l'élément piézo-électrique 7, pourrait être remplacé par un ressort, une masse en une matière
élastique telle que du caoutchouc synthétique ou naturel, ou tout autre organe permettant la transmission d'une compression de va
leur déterminée pour un déplacement donné du piston 11.
II va sans dire que ce type de générateur décrit peut être utilisé avec n'importe quelle arme et quels que soient les projectiles utilises, autopropulsés ou non.