EP1170569A2 - Dispositif maítrisant le comportement d'une enceinte métallique, contenant des matières spontanément inflammables, en cas d'incendie extérieur - Google Patents
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- EP1170569A2 EP1170569A2 EP01401694A EP01401694A EP1170569A2 EP 1170569 A2 EP1170569 A2 EP 1170569A2 EP 01401694 A EP01401694 A EP 01401694A EP 01401694 A EP01401694 A EP 01401694A EP 1170569 A2 EP1170569 A2 EP 1170569A2
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F42B39/00—Packaging or storage of ammunition or explosive charges; Safety features thereof; Cartridge belts or bags
- F42B39/20—Packages or ammunition having valves for pressure-equalising; Packages or ammunition having plugs for pressure release, e.g. meltable ; Blow-out panels; Venting arrangements
Definitions
- the present invention relates to a device controlling the behavior of a metal enclosure containing materials spontaneously flammable in the event of an outdoor fire.
- the subject of the present invention is a device making it possible to control the behavior of a metal enclosure containing materials spontaneously flammable, in case of outdoor fire, without risk of violent projection of large fragments of the enclosure, this device being simple to adapt to different kinds of speakers, while being inexpensive, and effective in almost all cases.
- the device according to the invention comprises, in the wall of the enclosure, at least one weakening zone which does not affect the qualities mechanical enclosure under normal operating conditions.
- the present invention is described below with reference to a missile booster subjected to fire in its storage hangar accidental, but it is understood that it is not limited to this alone application, and that it can be implemented in other applications comprising a metal enclosure, already under internal pressure, or containing products which can put it under normal pressure, and overpressure in the event of an accident, this overpressure causing the explosion of the enclosure with violent projection of significant fragments of this enclosure.
- the propellant 1 shown in the single figure of the drawing essentially comprises a cylindrical metallic enclosure 2, generally made of steel inside which a charge of solid propellant 3 inside which a coaxial central channel is formed 4, intended to allow the radial combustion of the propellant 3 over the entire length of channel 4.
- a bonding agent says: "liner”
- liner is generally made of polybutadiene or polyurethane.
- each embrittlement zone which, in normal times (in absence of surrounding fire), do not degrade the mechanical qualities of the enclosure, that is to say that the behavior of the propellant in normal operation (propelling a missile, for example) is not not changed.
- these areas of each embrittlement comprises a hole 6 of small diameter (for example 3). for an enclosure with a diameter of approximately 160 mm, the number of these holes is about 5 and they are evenly distributed over the entire surface enclosure device.
- Each of these holes can be, like shown in the drawing, a through hole, closed by a plug 7 forced into the hole and can be ejected when the pressure interior exceeds a determined threshold.
- This plug can be made of material fuse at a temperature significantly lower than the melting temperature of the enclosure material 2.
- This fusible material may for example be of tin.
- the holes 6 are blind holes (counterbores) made from outside the enclosure, or many rectilinear, polygonal or circular notches made on the outer peripheral face of the enclosure, and whose depth is less than the thickness of the enclosure.
- the enclosure of the invention When the enclosure of the invention is subjected to a fire outside, the heating of its wall 2 causes the spontaneous inflammation of the propellant 3.
- the gases generated by this ignition cause the pressure inside the enclosure.
- the shutters 7 of the orifices 6 are ejected (or melt under the effect heat if they are made of fusible material at such a temperature). In the blind or notched holes, these drop out well before the internal pressure does not reach a value that can cause the explosion of the enclosure.
- the exhaust of hot combustion gases through the orifices thus cleared heats the edges of these orifices, which enlarges them and allows faster evacuation of gases.
- the enclosure can be covered with an insulator thermal (paint or layer of insulating material) in order to adapt the behavior of embrittlement zones at changes in temperature the enclosure, by delaying this rise in temperature.
- an insulator thermal paint or layer of insulating material
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Abstract
Pour éviter l'éclatement brutal d'une enceinte (2) contenant un combustible tel qu'un propergol en cas d'incendie environnant, avec projection violente de gros éclats, l'invention prévoit des zones de fragilisation relative dans l'enceinte, sous forme d'orifices (6) bouchés par des bouchons (7) en matériau plus facilement fusible que celui de l'enceinte. <IMAGE>
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif maítrisant le
comportement d'une enceinte métallique, contenant des matières
spontanément inflammables, en cas d'incendie extérieur.
Certains propulseurs de missile, possédant une structure
métallique, réagissent violemment quand ils sont soumis à l'épreuve du feu,
dû à un incendie environnant. Dans ce cas, un grand nombre d'éclats de la
structure métallique, de taille significative, sont violemment projetés à longue
distance. Cette réaction est la conjonction de deux phénomènes :
- quelle que soit l'architecture du propulseur, l'échauffement dû à l'incendie provoque la réaction pyrotechnique du propulseur. l'énergie ainsi dégagée provoque une montée en pression dans l'enveloppe du propulseur ;
- simultanément, les propriétés de résistance mécanique de l'enveloppe ne sont pas suffisamment affaiblies par l'incendie. La rupture de l'enveloppe se produit donc à une pression élevée, génératrice d'éclats métalliques importants.
La présente invention a pour objet un dispositif permettant de
maítriser le comportement d'une enceinte métallique, contenant des matières
spontanément inflammables, en cas d'incendie extérieur, sans risque de
projection violente de gros éclats de l'enceinte, ce dispositif étant simple à
adapter à différentes sortes d'enceintes, tout en étant peu onéreux, et
efficace dans pratiquement tous les cas.
Le dispositif conforme à l'invention comporte, dans la paroi de
l'enceinte, au moins une zone de fragilisation n'altérant pas les qualités
mécaniques de l'enceinte dans des conditions normales de fonctionnement.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la
description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non
limitatif et illustré par le dessin annexé, dont la figure unique est une vue
partielle en coupe d'un propulseur de missile muni d'un dispositif conforme à
l'invention.
La présente invention est décrite ci-dessous en référence à un
propulseur de missile soumis, dans son hangar de stockage, à un feu
accidentel, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à cette seule
application, et qu'elle peut être mise en oeuvre dans d'autres applications
comportant une enceinte métallique, déjà sous pression interne, ou bien
contenant des produits pouvant la mettre en pression normale, et en
surpression en cas d'accident, cette surpression provoquant l'explosion de
l'enceinte avec projection violente d'éclats importants de cette enceinte.
Le propulseur 1 représenté sur la figure unique du dessin
comporte essentiellement une enceinte métallique cylindrique 2,
généralement en acier à l'intérieur de laquelle est disposée une charge de
propergol solide 3 à l'intérieur de laquelle est formé un canal central coaxial
4, destiné à permettre la combustion radiale du propergol 3 sur toute la
longueur du canal 4. Afin d'assurer une bonne adhérence entre le propergol
et l'enceinte, on tapisse la face interne de l'enceinte avec un agent de liaison
(dit : « liner ») 5, qui est généralement en polybutadiène ou polyuréthane.
Selon l'invention, on pratique dans l'enceinte 3 une ou, de
préférence, plusieurs zones de fragilisation qui, en temps normal (en
l'absence d'incendie environnant), ne dégradent pas les qualités mécaniques
de l'enceinte, c'est-à-dire que le comportement du propulseur en
fonctionnement normal (en propulsion d'un missile, par exemple) n'en est
pas modifié. Dans le mode de réalisation illustré sur le dessin, ces zones de
fragilisation comportent chacune un trou 6 de petit diamètre (par exemple 3).
pour une enceinte d'un diamètre d'environ 160 mm, le nombre de ces trous
est d'environ 5 et ils sont régulièrement répartis sur toute la surface
périphérique de l'enceinte. Chacun de ces trous peut être, comme
représenté sur le dessin, un trou traversant, obturé par un bouchon 7
enfoncé à force dans le trou et pouvant être éjecté lorsque la pression
intérieure dépasse un seuil déterminé. Ce bouchon peut être en matériau
fusible à une température nettement inférieure à la température de fusion du
matériau de l'enceinte 2. Ce matériau fusible peut être par exemple de
l'étain. Selon un autre mode de réalisation, non représenté, les trous 6 sont
des trous borgnes (lamages) pratiqués depuis l'extérieur de l'enceinte, ou
bien des entailles rectilignes, polygonales ou circulaires pratiquées sur la
face périphérique externe de l'enceinte, et dont la profondeur est inférieure à
l'épaisseur de l'enceinte.
Lorsque l'enceinte de l'invention est soumise à un incendie
extérieur, l'échauffement de sa paroi 2 provoque l'inflammation spontanée du
propergol 3. Les gaz engendrés par cette inflammation font monter la
pression à l'intérieur de l'enceinte. Lorsque cette pression commence à
monter, les obturateurs 7 des orifices 6 sont éjectés (ou fondent sous l'effet
de la chaleur s'ils sont en matériau fusible à une telle température). Dans le
cas de trous borgnes ou d'entailles, ceux-ci lâchent bien avant que la
pression interne n'atteigne une valeur pouvant provoquer l'explosion de
l'enceinte. L'échappement des gaz chauds de combustion par les orifices
ainsi dégagés échauffe les bords de ces orifices, ce qui les agrandit et
permet une évacuation plus rapide des gaz. Dans le cas extrême où la
combustion du propergol divergerait par allumage au niveau du canal central,
la brusque augmentation de la pression de rupture de l'enceinte serait
limitée. En effet, les propriétés de résistance mécanique de l'enceinte sont
dégradées par la présence des trous ou entailles de l'invention, et la pression
accrue dans le canal central est transmise à l'enceinte, dont les zones de
fragilisation finissent par céder avant que la pression n'atteigne la valeur
qu'elle aurait en l'absence de ces zones de fragilisation.
De façon avantageuse, l'enceinte peut être recouverte d'un isolant
thermique (peinture ou couche de matériau isolant) afin d'adapter le
comportement des zones de fragilisation à l'évolution de la température de
l'enceinte, en retardant cette montée en température.
Claims (6)
- Dispositif maítrisant le comportement d'une enceinte métallique, contenant des matières spontanément inflammables, en cas d'incendie extérieur, caractérisé par le fait qu'il comporte, dans la paroi de l'enceinte au moins une zone de fragilisation (6, 7) n'altérant pas les qualités mécaniques de l'enceinte dans des conditions normales de fonctionnement.
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque zone de fragilisation comporte un orifice (6) bouché par un matériau (7) moins résistant que celui de l'enceinte.
- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau de bouchage a une température de fusion inférieure à celle du matériau de l'enceinte.
- Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le matériau de bouchage est enfoncé à force dans l'orifice correspondant et qu'il peut en être éjecté pour une pression interne nettement inférieure à la pression provoquant l'éclatement de l'enceinte.
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque zone de fragilisation comporte des rainures ou entailles pratiquées dans l'enceinte.
- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'enceinte est recouverte d'un isolant thermique.
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