EP1403611A1 - Inflammateur à double effet et procédé d'allumage mettant en oeuvre un tel inflammateur - Google Patents

Inflammateur à double effet et procédé d'allumage mettant en oeuvre un tel inflammateur Download PDF

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EP1403611A1
EP1403611A1 EP03020980A EP03020980A EP1403611A1 EP 1403611 A1 EP1403611 A1 EP 1403611A1 EP 03020980 A EP03020980 A EP 03020980A EP 03020980 A EP03020980 A EP 03020980A EP 1403611 A1 EP1403611 A1 EP 1403611A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
igniter
fuse
electrodes
insulating tube
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03020980A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean Francois Pierrot
Jean Luc Taillandier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KNDS Ammo France SA
Original Assignee
Giat Industries SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giat Industries SA filed Critical Giat Industries SA
Publication of EP1403611A1 publication Critical patent/EP1403611A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/0823—Primers or igniters for the initiation or the propellant charge in a cartridged ammunition
    • F42C19/0826—Primers or igniters for the initiation or the propellant charge in a cartridged ammunition comprising an elongated perforated tube, i.e. flame tube, for the transmission of the initial energy to the propellant charge, e.g. used for artillery shells and kinetic energy penetrators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B5/00—Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
    • F42B5/02—Cartridges, i.e. cases with charge and missile
    • F42B5/08—Cartridges, i.e. cases with charge and missile modified for electric ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/0811—Primers; Detonators characterised by the generation of a plasma for initiating the charge to be ignited
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/12—Primers; Detonators electric
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/52—Generating plasma using exploding wires or spark gaps

Definitions

  • the technical field of the invention is that of igniters for ammunition and more particularly that of igniters comprising a plasma torch.
  • Patent WO01 / 78470 discloses a torch igniter which comprises two electrodes separated by a sufficiently short distance so that a starting arc appears between them when a supply voltage of a sufficient level, supplied by a electric generator, is applied between them.
  • This igniter has the main advantage of not having a fusible wire which increases its reliability and reduces its manufacturing cost.
  • Such a torch does not allow precise regulation of the combustion regime of a propellant charge. It has an essentially axial effect which occurs for an energy level which can vary between 50 kilo Joules and 1 Mega Joule, for an air gap between electrodes of approximately 20mm and a voltage of approximately 20,000 volts.
  • the subject of the invention is an igniter for a propellant charge of a munition comprising at least two electrodes separated by a sufficiently short distance so that a priming arc appears between them when a supply voltage of a sufficient level supplied by an electric generator is applied between them, an igniter characterized in that the two electrodes are also connected by at least one fuse comprising at least one conductive material associated with at least one energetic material or capable of reacting with the conductive material, the fuse being placed inside an insulating tube interposed between the two electrodes, tube comprising at least two transverse openings allowing a radial diffusion of the flame generated by the ignition of the fuse, the front electrode being of annular shape and delimiting an axial hole.
  • the igniter will then include an annular cavity disposed between the insulating tube and the fuse.
  • the openings of the insulating tube may have the form of substantially rectangular openings.
  • the igniter will comprise a substantially cylindrical axial electrode and a front annular electrode, and it will comprise an insulating tubular separator which will be interposed between the fuse and the axial electrode.
  • the front electrode may be applied to a front face of the insulating tube and be made integral with the insulating tube by at least one rod, with an axis parallel to that of the insulating tube, rod of which another end will be integral with an applied back plate against a rear face of the insulating tube.
  • the rod may be conductive and provide an electrical connection between the front electrode and the generator via the rear plate.
  • the back plate can be screwed into a conductive base.
  • the axial electrode may include a first conical surface, the fuse being pinched between this first conical surface and a retaining ring.
  • the front electrode may include a second conical bearing which will cooperate with a complementary bearing of the tube insulating, the fuse being pinched between these two conical surfaces.
  • the igniter may include a front cap delimiting a chamber and carrying at least one flexible diffusing tube intended to guide the flame generated by the igniter.
  • the object of the invention is also to propose a method for igniting a propellant charge, a method making it possible to control the level of energy communicated by the igniter as a function of time.
  • This process thus makes it possible to adapt an igniter according to the invention to a type of charge without structurally modifying the igniter.
  • the time interval separating the two stages may be between 500 micro seconds and 20 milliseconds.
  • the first pulse may have an intensity between 2 and 5 kilo Volts, the second pulse having an intensity between 6 and 20 kilo Volts.
  • an igniter 1 according to a first embodiment of the invention comprises at least two electrodes 2 and 3 which are arranged at a distance from each other. These electrodes are metallic (made for example of a copper alloy) and they are separated by an insulating tube 4.
  • the rear electrode 2 (or axial electrode) is produced in the form of a cylinder extending axially over more than half the length of the igniter 1. It has an enlarged rear flange 6 which is extended by a rod cylindrical 7. This rod engages in an axial bore 8 of a conductive base 9 which is intended to allow the attachment of the igniter 1 to a base of an ammunition (not shown) as well as to ensure the return of current to an electric generator 26.
  • An insulating cup 10 is interposed between the base 9 and the axial electrode 2.
  • the flange 6 of the axial electrode 2 is housed in a countersink 11 of this insulating cup 10.
  • the front electrode 3 is annular and thus comprises an axial hole 5. It also has a thinned crown 14 which is oriented towards a point 2a of the axial electrode 2.
  • An insulating tubular separator 13 surrounds the axial electrode 2. It abuts against a rear shoulder 15 of this electrode and it also abuts against a shoulder 16 of the front electrode 3. This separator thus maintains a determined distance between the two electrodes 2 and 3.
  • Such a structure corresponds substantially to that of the plasma igniter described by patent application WO01 / 78470.
  • the tubular separator 13 is made of a thermoplastic material capable of ablating, that is to say of generating light gases by the action of a plasma.
  • This separator can for example be made of polyoxymethylene, polytetrafluoroethylene, polyamide or high density polyethylene.
  • the front 3 and axial 2 electrodes are separated axially by a distance (or air gap) which is chosen such that (for the chosen electric voltage) the electric field between the electrodes is of the order of 1 Megavolt / m. For example, for a voltage between electrodes of 10,000 volts, the distance will be 10 mm. This reduced spacing between the electrodes 2 and 3 as well as the pointed shapes 2a and 14 of the two electrodes makes it possible to promote the formation of an electric arc in the air gap separating the electrodes.
  • the electrodes 2 and 3 are also connected by a fuse 17.
  • the latter is produced in the form of a cylindrical case which surrounds the insulating tubular separator 13.
  • the fuse 17 is itself disposed inside the insulating tube 4 interposed between the two electrodes 2 and 3.
  • a cylindrical annular cavity 24 is arranged between the insulating tube 4 and the fuse 17. This cavity 24 extends over substantially the entire length of the insulating tube 4.
  • the axial electrode 2 has a first conical surface 12 which cooperates with a complementary conical surface produced on a retaining ring 18.
  • the fuse 17 is pinched between these two conical surfaces. This ensures a reliable electrical connection between the fuse 17 and the axial electrode 2.
  • the ring 18 carries a thread on its external cylindrical surface which allows it to be fixed inside the insulating cup 10 (which therefore carries a tapping ) and also secures the axial electrode 2 and the insulating cup 10.
  • the front electrode 3 has a second conical surface 19 which cooperates with a complementary surface of the insulating tube 4.
  • the fuse 17 is pinched between these two conical surfaces.
  • the front electrode 3 is applied to a front face of the insulating tube 4 and it is made integral with this insulating tube by three rods 20 regularly distributed angularly (see FIG. 2).
  • the rods 20 are screws each having their axis parallel to that of the insulating tube 4.
  • the head of each screw is housed in a countersink arranged on a flange 3a of the front electrode 3.
  • the threaded end of each screw is integral with a rear plate 21 which is applied against a rear face of the insulating tube 4.
  • the fixing of the screws ensures both the joining of the tube 4 and the front electrode 3 as well as the pinching of the fuse 17 between the complementary conical surfaces of the front electrode 3 and of the tube 4.
  • the back plate 21 is made of a conductive material. It carries a thread on its external cylindrical surface which makes it possible to make it integral by screwing the conductive base 9 (which for this carries a thread).
  • An insulating spacer ring 22 is interposed between the rear plate 21 and the insulating cup 10. This ring 22 surrounds part of the fuse 17 and of the tubular separator 13. It comprises a thinned sheath 25 which ensures the centering of the tube 4 relative to the fuse 17. She is by elsewhere positioned in a counterbore made on the insulating cup 10.
  • the tube 4 has transverse openings 23, regularly distributed angularly (here six openings). These openings 23 extend over substantially the entire length of the insulating tube 4. They have the shape of substantially rectangular openings.
  • the fuse 17 is made of a material comprising at least one conductive material associated with at least one energetic material or capable of reacting with the conductive material.
  • the fuse can be made from a homogeneous material.
  • the fuse can be produced by depositing at least one metal sheet (for example aluminum) on an energy sheet, for example based on nitrocellulose.
  • at least one metal sheet for example aluminum
  • an energy sheet for example based on nitrocellulose.
  • Patent application WO01 / 77604 thus describes different types of materials that can be used to make such a fuse.
  • An end cap 30 is screwed onto the front electrode 3.
  • This cap is made of an insulating material. It covers the heads of the screws 20 and covers most of the external surface of the front electrode 3. It notably has a flange which covers the end of the insulating tube 4. This cap makes it possible to complete the electrical insulation of the 'squib.
  • the igniter according to the invention is connected to an electrical generator 26 by electrical connections 27, 28.
  • a first connection 27 is in electrical contact by an appropriate means (for example a spring touch not shown) with the rod 7 of the axial electrode 2.
  • a second connection 28 is in electrical contact with the metal body of the base 9, for example by a spring touch resting on the rear part thereof.
  • the front electrode 3 is electrically connected to the base 9 via the rear plate 21 and the rods 20.
  • the generator 26 will be chosen so as to be able to deliver energy of an adjustable level and which can reach the order of 1 million Joules under a voltage of around 20 kilo Volts. Such an arrangement ensures, if necessary, the presence between the tip 2a of the electrode 2 and the crown 14 of the electrode 3 of an electric field of up to 1 MegaVolt / meter which will allow the torch to be started. regardless of fuse 17.
  • Such a generator is conventional and includes, for example, capacitors, an inductor, thyristors and a stabilized power supply.
  • the method of igniting a propellant charge according to the invention comprises two stages.
  • the electric generator 26 is controlled in a first step so as to cause it to deliver a first voltage pulse ensuring the initiation of the fuse 17 but having a level insufficient to initiate the dielectric breakdown between the two electrodes 2 and 3.
  • the fuse is initiated by the Joule effect.
  • the flame generated by this combustion is conductive and allows the creation of a first plasma between the electrodes.
  • This first plasma develops in the annular space 24 surrounding the fuse and it is directed towards the propellant charge through the radial openings 23.
  • the body of the tube 4 is ablated by the plasma which allows its chemical enrichment.
  • the first voltage pulse will have a maximum value between 2 and 5 kilo Volts.
  • the electric generator is controlled in a second step so as to cause it to deliver a second voltage pulse which will be chosen with a level sufficient to ensure breakdown . dielectric between the tip 2a of the axial electrode 2 and the crown 14 of the front electrode 3.
  • This second pulse will have a maximum value between 6 and 20 kilo Volts.
  • the arc is confined in chamber 29 (FIG. 3) which is delimited by the insulating tubular separator 13 and the electrodes 2 and 3.
  • the high pressure (of the order of 100 Mega Pascals) which then prevails in this chamber goes cause the ablation of the material of the separator 13 and the creation of a plasma which will flow axially out of the igniter 1 through the hole 5.
  • This axial diffusion of the plasma makes it possible to reinforce the combustion of the powder which has already been initiated by the radial ignition ensured as a result of the first voltage peak.
  • the igniter according to the invention has the advantage of having increased reliability because it can be initiated according to two separate plasma circuits. It will thus be possible to deliver with the generator a single pulse of a level sufficient to strike the arc between the two electrodes. Due to the lower resistance of the fuse 17, the priming will be carried out in a privileged manner in the radial direction, the ignition of the fuse then initiating a plasma in the annular chamber 24. Nevertheless if the fuse 17 is faulty, the priming axial will be ensured.
  • the igniter according to the invention can be adapted to different types of ammunition and propellant charge, depending on the space available in the propellant charge.
  • Figure 4 shows a second embodiment of the invention.
  • the longitudinal section is made just like that of FIG. 3 at the level of the openings 23. This mode differs from the previous one only by the structure of the front cap 30.
  • the latter thus defines a chamber 33 and it carries at least one flexible diffuser pipe 34.
  • These diffusing pipes are made of plastic and are completely inert because they do not contain any pyrotechnic composition.
  • Each pipe 34 is made integral with the cap 30 by a connection sleeve 35 which is screwed at the level of a thread arranged in the cap 30.
  • the initiator shown here comprises three diffusing pipes 34 regularly angularly distributed.
  • the axes of the sleeves 35 form an angle with the axis 36 of the igniter 2.
  • the pipes 34 are made of a flexible plastic material, for example polyamide, polyethylene or polyolefin. Their thickness is between 0.7 and 1.5 mm, and the internal diameter is between 3 and 6 mm.
  • Each diffuser pipe 34 is intended to extend through a part of the propellant charge (not shown). It guides the flame generated by the igniter 1 to a receiving zone for the propellant charge (not shown here). We can for example fix the diffuser tubes on the inner wall of a shell of the ammunition.
  • the flame produced by the igniter 1 is conducted in a precise manner to a desired location of the charge without any fear of a radial ignition effect through the diffuser tube.
  • the thermal inertia of the material used is sufficient for the flame to be conducted in this way without destroying the diffuser pipes, even when the igniter 1 generates a plasma (temperature of the order of 5000 K).
  • Chamber 33 constitutes an expansion chamber which makes it possible to homogenize the pressure of the plasma as well as its chemical composition.
  • the method and the igniter according to the invention could of course be used in any type of ammunition fired by cannon or mortar and whatever the caliber.
  • the method and the igniter according to the invention may also be used for the ignition of rocket, rocket or missile propellants.

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Abstract

L'invention a pour objet un inflammateur (1) pour un chargement propulsif d'une munition, inflammateur comprenant au moins deux électrodes (2,3) séparées par une distance suffisamment réduite pour qu'il apparaisse un arc d'amorçage entre elles lorsqu'une tension d'alimentation d'un niveau suffisant fournie par un générateur électrique (26) est appliquée entre ces dernières. Cet inflammateur est caractérisé en ce que les deux électrodes (2,3) sont également reliées par un fusible (17) comprenant au moins un matériau conducteur associé à au moins un matériau énergétique ou susceptible de réagir avec le matériau conducteur. L'invention vise également un procédé d'allumage d'un chargement propulsif de munition qui met en oeuvre un tel inflammateur. <IMAGE>

Description

  • Le domaine technique de l'invention est celui des inflammateurs pour munitions et plus particulièrement celui des inflammateurs comportant une torche à plasma.
  • On connaît par le brevet WO01/78470 un inflammateur à torche qui comprend deux électrodes séparées par une distance suffisamment réduite pour qu'il apparaisse un arc d'amorçage entre elles lorsqu'une tension d'alimentation d'un niveau suffisant, fournie par un générateur électrique, est appliquée entre celles ci.
  • Cet inflammateur présente comme principal avantage de ne pas comporter de fil fusible ce qui augmente sa fiabilité et permet de réduire son coût de fabrication.
  • Cependant une telle torche ne permet pas de régler de façon précise le régime de mise en combustion d'un chargement propulsif. Elle a un effet essentiellement axial qui intervient pour un niveau d'énergie qui peut varier entre 50 kilo Joules et 1 Méga Joule, pour un entrefer entre électrodes d'environ 20mm et une tension d'environ 20000 volts.
  • Il n'est pas possible avec une telle torche de communiquer une énergie d'allumage moindre, au moins dans les premiers instants de l'initiation du chargement propulsif.
  • Or, si une forte énergie d'allumage plasma permet de renforcer le régime de combustion de la poudre, il est généralement nécessaire d'assurer dans les phases initiales de l'allumage une mise en combustion progressive du chargement, avec en particulier une diffusion radiale du plasma d'allumage autour de l'inflammateur.
  • C'est le but de l'invention que de proposer un inflammateur permettant de mieux maîtriser le régime d'initiation d'un chargement propulsif.
  • Ainsi l'invention a pour objet un inflammateur pour un chargement propulsif d'une munition comprenant au moins deux électrodes séparées par une distance suffisamment réduite pour qu'il apparaisse un arc d'amorçage entre elles lorsqu'une tension d'alimentation d'un niveau suffisant fournie par un générateur électrique est appliquée entre ces dernières, inflammateur caractérisé en ce que les deux électrodes sont également reliées par au moins un fusible comprenant au moins un matériau conducteur associé à au moins un matériau énergétique ou susceptible de réagir avec le matériau conducteur, le fusible étant disposé à l'intérieur d'un tube isolant interposé entre les deux électrodes, tube comportant au moins deux ouvertures transversales permettant une diffusion radiale de la flamme engendrée par l'allumage du fusible, l'électrode avant étant de forme annulaire et délimitant un trou axial.
  • L'inflammateur comportera alors une cavité annulaire disposée entre le tube isolant et le fusible.
  • Les ouvertures du tube isolant pourront avoir la forme de lumières sensiblement rectangulaires.
  • Selon une autre caractéristique, l'inflammateur comprendra une électrode axiale sensiblement cylindrique et une électrode avant annulaire, et il comportera un séparateur tubulaire isolant qui sera interposé entre le fusible et l'électrode axiale.
  • L'électrode avant pourra être appliquée sur une face avant du tube isolant et être rendue solidaire du tube isolant par au moins une tige, d'axe parallèle à celui du tube isolant, tige dont une autre extrémité sera solidaire d'une plaque arrière appliquée contre une face arrière du tube isolant.
  • La tige pourra être conductrice et assurer une liaison électrique entre l'électrode avant et le générateur par l'intermédiaire de la plaque arrière.
  • La plaque arrière pourra être vissée dans une embase conductrice.
  • L'électrode axiale pourra comporter une première portée conique, le fusible étant pincé entre cette première portée conique et une bague de maintien.
  • L'électrode avant pourra comporter une deuxième portée conique qui coopérera avec une portée complémentaire du tube isolant, le fusible étant pincé entre ces deux portées coniques.
  • Selon un mode particulier de réalisation, l'inflammateur pourra comporter un capuchon avant délimitant une chambre et portant au moins un tuyau diffuseur souple destiné à guider la flamme engendrée par l'inflammateur.
  • L'invention a également pour but de proposer un procédé d'allumage d'un chargement propulsif, procédé permettant de maîtriser le niveau d'énergie communiqué par l'inflammateur en fonction du temps.
  • Ce procédé permet ainsi d'adapter un inflammateur selon l'invention à un type de chargement sans pour autant modifier structurellement l'inflammateur.
  • Ainsi l'invention vise un procédé d'allumage d'un chargement propulsif mettant en oeuvre un tel inflammateur, procédé dans lequel :
    • on commande dans une première étape le générateur électrique de façon à lui faire délivrer une première impulsion de tension assurant l'initiation du fusible mais ayant un niveau insuffisant pour amorcer le claquage diélectrique entre les deux électrodes,
    • on commande dans une deuxième étape le générateur électrique de façon à lui faire délivrer une deuxième impulsion de tension assurant un claquage diélectrique entre les deux électrodes.
  • L'intervalle de temps séparant les deux étapes pourra être compris entre 500 micro secondes et 20 millisecondes.
  • La première impulsion pourra avoir une intensité comprise entre 2 et 5 kilo Volts, la deuxième impulsion ayant une intensité comprise entre 6 et 20 kilo Volts.
  • D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels:
    • la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un inflammateur selon un premier mode de réalisation de l'invention, coupe réalisée suivant le plan dont la trace AA est repérée à la figure 2,
    • la figure 2 est une vue en coupe transversale de ce même inflammateur, coupe réalisée suivant le plan dont la trace BB est repérée à la figure 3,
    • la figure 3 est une autre vue en coupe longitudinale de l'inflammateur des figures 1 et 2, coupe réalisée suivant le plan dont la trace CC est repérée à la figure 2,
    • la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un inflammateur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
    • les figures 5a et 5b montrent les impulsions de tension appliquées à l'inflammateur conformément au procédé selon l'invention et la courbe de pression qui en résulte.
  • En se reportant à la figure 1, un inflammateur 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention comprend au moins deux électrodes 2 et 3 qui sont disposées à distance l'une de l'autre. Ces électrodes sont métalliques (réalisées par exemple en un alliage cuivreux) et elles sont séparées par un tube isolant 4.
  • L'électrode arrière 2 (ou électrode axiale) est réalisée sous la forme d'un cylindre s'étendant axialement sur plus de la moitié de la longueur de l'inflammateur 1. Elle comporte une collerette arrière élargie 6 qui est prolongée par une tige cylindrique 7. Cette tige s'engage dans un alésage axial 8 d'une embase conductrice 9 qui est destinée à permettre la fixation de l'inflammateur 1 sur un culot d'une munition (non représenté) ainsi qu'à assurer le retour de courant vers un générateur électrique 26.
  • Un godet isolant 10 est interposé entre l'embase 9 et l'électrode axiale 2. La collerette 6 de l'électrode axiale 2 se loge dans un lamage 11 de ce godet isolant 10.
  • L'électrode avant 3 est annulaire et comporte ainsi un trou axial 5. Elle présente aussi une couronne amincie 14 qui est orientée vers une pointe 2a de l'électrode axiale 2.
  • Un séparateur tubulaire isolant 13 entoure l'électrode axiale 2. Il est en butée contre un épaulement arrière 15 de cette électrode et il est également en butée contre un épaulement 16 de l'électrode avant 3. Ce séparateur maintient ainsi une distance déterminée entre les deux électrodes 2 et 3.
  • Une telle structure correspond sensiblement à celle de l'inflammateur à plasma décrit par la demande de brevet WO01/78470.
  • Le séparateur tubulaire 13 est réalisé en une matière thermo plastique susceptible de s'ablater, c'est à dire d'engendrer des gaz légers par l'action d'un plasma. Ce séparateur pourra par exemple être réalisé en polyoxyméthylène, en polytétrafluoréthylène, en Polyamide ou en Polyéthylène haute densité.
  • Les électrodes avant 3 et axiale 2 sont séparées axialement par une distance (ou entrefer) qui est choisie telle que (pour la tension électrique choisie) le champ électrique entre les électrodes soit de l'ordre de 1 Mégavolt/m. A titre d'exemple pour une tension entre électrodes de 10000 Volts, la distance sera de 10 mm. Cet espacement réduit entre les électrodes 2 et 3 ainsi que les formes pointues 2a et 14 des deux électrodes permet de favoriser la formation d'un arc électrique dans l'entrefer séparant les électrodes.
  • Conformément à l'invention les électrodes 2 et 3 sont également reliées par un fusible 17. Ce dernier est réalisé sous la forme d'un étui cylindrique qui entoure le séparateur tubulaire isolant 13.
  • Le fusible 17 est lui-même disposé à l'intérieur du tube isolant 4 interposé entre les deux électrodes 2 et 3. Une cavité annulaire cylindrique 24 est aménagée entre le tube isolant 4 et le fusible 17. Cette cavité 24 s'étend sur sensiblement toute la longueur du tube isolant 4.
  • L'électrode axiale 2 comporte une première portée conique 12 qui coopère avec une portée conique complémentaire réalisée sur une bague de maintien 18. Le fusible 17 est pincé entre ces deux portées coniques. On assure ainsi une liaison électrique fiable entre le fusible 17 et l'électrode axiale 2. La bague 18 porte un filetage sur sa surface cylindrique externe ce qui permet de la fixer à l'intérieur du godet isolant 10 (qui porte pour cela un taraudage) et assure également la solidarisation de l'électrode axiale 2 et du godet isolant 10.
  • L'électrode avant 3 comporte une deuxième portée conique 19 qui coopère avec une portée complémentaire du tube isolant 4. Le fusible 17 est pincé entre ces deux portées coniques.
  • Là encore on assure de cette façon une liaison électrique fiable entre le fusible 17 et l'électrode avant 3.
  • L'électrode avant 3 est appliquée sur une face avant du tube isolant 4 et elle est rendue solidaire de ce tube isolant par trois tiges 20 régulièrement réparties angulairement (voir figure 2).
  • Les tiges 20 sont des vis ayant chacune leur axe parallèle à celui du tube isolant 4. La tête de chaque vis se loge dans un lamage aménagé sur un rebord 3a de l'électrode avant 3. L'extrémité filetée de chaque vis est solidaire d'une plaque arrière 21 qui est appliquée contre une face arrière du tube isolant 4.
  • Ainsi la fixation des vis assure à la fois la solidarisation du tube 4 et de l'électrode avant 3 ainsi que le pincement du fusible 17 entre les portées coniques complémentaires de l'électrode avant 3 et du tube 4.
  • La plaque arrière 21 est réalisée en un matériau conducteur. Elle porte un filetage sur sa surface cylindrique externe ce qui permet de la rendre solidaire par vissage de l'embase conductrice 9 (qui porte pour cela un taraudage).
  • Une bague entretoise isolante 22 est interposée entre la plaque arrière 21 et le godet isolant 10. Cette bague 22 entoure une partie du fusible 17 et du séparateur tubulaire 13. Elle comporte un fourreau aminci 25 qui assure le centrage du tube 4 par rapport au fusible 17. Elle est par ailleurs positionnée dans un lamage réalisé sur le godet isolant 10.
  • Comme cela est plus particulièrement visible sur les figures 2 et 3, le tube 4 comporte des ouvertures transversales 23, régulièrement réparties angulairement (ici six ouvertures). Ces ouvertures 23 s'étendent sur sensiblement toute la longueur du tube isolant 4. Elles ont la forme de lumières sensiblement rectangulaires.
  • Ces ouvertures mettent en communication l'extérieur de l'inflammateur 1 avec le fusible 17. Elles permettent ainsi une diffusion radiale de la flamme engendrée par l'allumage du fusible 17.
  • Le fusible 17 est réalisé en un matériau comprenant au moins un matériau conducteur associé à au moins un matériau énergétique ou susceptible de réagir avec le matériau conducteur.
  • On pourra réaliser le fusible en un matériau homogène.
  • D'une façon préférée on pourra réaliser le fusible par le dépôt d'au moins une feuille métallique (par exemple de l'aluminium) sur une feuille énergétique, par exemple à base de nitrocellulose.
  • La demande de brevet WO01/77604 décrit ainsi différents types de matériaux pouvant être utilisés pour réaliser un tel fusible.
  • Un capuchon d'extrémité 30 est vissé sur l'électrode avant 3. Ce capuchon est réalisé en un matériau isolant. Il coiffe les têtes des vis 20 et recouvre la plus grande partie de la surface externe de l'électrode avant 3. Il comporte notamment un rebord qui recouvre l'extrémité du tube isolant 4. Ce capuchon permet de compléter l'isolation électrique de l'inflammateur.
  • L'inflammateur selon l'invention est relié à un générateur électrique 26 par des connexions électriques 27,28. Une première connexion 27 est en contact électrique par un moyen approprié (par exemple un toucheau à ressort non représenté) avec la tige 7 de l'électrode axiale 2. Une seconde connexion 28 est en contact électrique avec le corps métallique de l'embase 9, par exemple par un toucheau à ressort en appui sur la partie arrière de celle ci.
  • L'électrode avant 3 est reliée électriquement à l'embase 9 par l'intermédiaire de la plaque arrière 21 et des tiges 20.
  • Ainsi le courant électrique va pouvoir circuler entre les deux électrodes 2 et 3 au travers du fusible 17.
  • Il pourra également, si le champ électrique est suffisant, circuler directement au travers de l'entrefer séparant les deux électrodes 2 et 3.
  • Le générateur 26 sera choisi pour pouvoir délivrer une énergie d'un niveau réglable et pouvant atteindre de l'ordre de 1 million de Joules sous une tension d'environ 20 kilo Volts. Une telle disposition permet d'assurer, si nécessaire, la présence entre la pointe 2a de l'électrode 2 et la couronne 14 de l'électrode 3 d'un champ électrique pouvant atteindre 1 MégaVolt/mètre ce qui permettra d'amorcer la torche indépendamment du fusible 17.
  • Un tel générateur est classique et comprend par exemple des capacités, une inductance, des thyristors et une alimentation stabilisée.
  • Le procédé d'allumage d'un chargement propulsif selon l'invention comprend deux étapes.
  • On commande tout d'abord dans une première étape le générateur électrique 26 de façon à lui faire délivrer une première impulsion de tension assurant l'initiation du fusible 17 mais ayant un niveau insuffisant pour amorcer le claquage diélectrique entre les deux électrodes 2 et 3.
  • L'initiation du fusible est assurée par effet Joule. La flamme engendrée par cette combustion est conductrice et elle permet la création d'un premier plasma entre les électrodes. Ce premier plasma se développe dans l'espace annulaire 24 entourant le fusible et il est dirigé vers le chargement propulsif par les ouvertures radiales 23. Le corps du tube 4 est ablaté par le plasma ce qui permet l'enrichissement chimique de celui ci.
  • La première impulsion de tension aura une valeur maximale comprise entre 2 et 5 kilo Volts.
  • A l'issue d'un intervalle de temps compris entre 500 micro secondes et 6 millisecondes, on commande dans une deuxième étape le générateur électrique de façon à lui faire délivrer une deuxième impulsion de tension qui sera choisie avec un niveau suffisant pour assurer un claquage. diélectrique entre la pointe 2a de l'électrode axiale 2 et la couronne 14 de l'électrode avant 3.
  • Cette deuxième impulsion aura une valeur maximale comprise entre 6 et 20 kilo Volts.
  • Comme décrit par la demande de brevet WO01/78470, du fait des formes pointues des extrémités d'électrodes et de l'entrefer réduit séparant ces dernières, il se produit un arc électrique entre les électrodes.
  • L'arc se trouve confiné dans la chambre 29 (figure 3) qui est délimitée par le séparateur tubulaire isolant 13 et les électrodes 2 et 3. La pression importante (de l'ordre de 100 Méga Pascals) qui règne alors dans cette chambre va provoquer l'ablation du matériau du séparateur 13 et la création d'un plasma qui s'écoulera axialement hors de l'inflammateur 1 au travers du trou 5.
  • Cette diffusion axiale du plasma permet de renforcer la combustion de la poudre qui a déjà été initiée par l'allumage radial assuré comme suite au premier pic de tension.
  • Les figures 5a et 5b permettent d'illustrer le procédé selon l'invention, ces courbes montrent ainsi :
    • Figure 5a : les deux impulsions 31 et 32 délivrées successivement par le générateur (courbe donnant l'intensité de courant en fonction du temps),
    • Figure 5b la pression dans la chambre de l'arme en Méga pascals en fonction du temps.
  • Il est bien entendu possible de mettre en oeuvre l'inflammateur selon l'invention indépendamment du procédé décrit. Dans ce cas l'inflammateur selon l'invention présente comme avantage d'avoir une fiabilité accrue du fait qu'il peut être initié suivant deux circuits à plasma distincts. On pourra ainsi délivrer avec le générateur une seule impulsion d'un niveau suffisant pour amorcer l'arc entre les deux électrodes. Du fait de la résistance moindre du fusible 17, l'amorçage s'effectuera de façon privilégiée suivant la direction radiale, l'allumage du fusible amorçant alors un plasma dans la chambre annulaire 24. Néanmoins si le fusible 17 est défaillant, l'amorçage axial sera assuré.
  • On pourra adapter l'inflammateur selon l'invention a différents types de munitions et de chargement propulsifs et cela en fonction de l'espace disponible dans le chargement propulsif.
  • Il suffira pour cela de choisir une longueur appropriée pour l'initiateur. Un raccourcissement du tube 4 et donc de l'initiateur est en effet tout à fait possible sans modifier l'entrefer séparant les électrodes 2 et 3. On réduira tout simplement la longueur de l'électrode axiale 2 avec celle du tube 4.
  • La figure 4 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention. La coupe longitudinale est réalisée tout comme celle de la figure 3 au niveau des ouvertures 23. Ce mode diffère du précédent uniquement par la structure du capuchon avant 30.
  • Ce dernier délimite ainsi une chambre 33 et il porte au moins un tuyau 34 diffuseur souple. Ces tuyaux diffuseurs sont réalisés en matière plastique et sont totalement inertes car ils ne renferment pas de composition pyrotechnique.
  • Chaque tuyau 34 est rendu solidaire du capuchon 30 par un manchon de connexion 35 qui est vissé au niveau d'un taraudage aménagé dans le capuchon 30.
  • L'initiateur représenté comporte ici trois tuyaux diffuseurs 34 régulièrement répartis angulairement. Les axes des manchons 35 forment un angle avec l'axe 36 de l'inflammateur 2.
  • Les tuyaux 34 sont réalisés en une matière plastique souple, par exemple en polyamide, en polyéthylène ou en polyoléfine. Leur épaisseur est comprise entre 0,7 et 1,5 mm, et le diamètre interne est compris entre 3 et 6 mm.
  • Chaque tuyau diffuseur 34 est destiné à s'étendre au travers d'une partie du chargement propulsif (non représenté). Il permet de guider la flamme engendrée par l'inflammateur 1 jusqu'à une zone réceptrice du chargement propulsif (non représentée ici). On pourra par exemple fixer les tubes diffuseurs sur la paroi interne d'une douille de la munition.
  • Ainsi grâce à l'invention la flamme produite par l'inflammateur 1 est conduite de façon précise en un endroit souhaité du chargement sans qu'un effet d'allumage radial au travers du tube diffuseur ne soit à craindre.
  • L'inertie thermique du matériau utilisé est suffisante pour que la flamme soit ainsi conduite sans destruction du tuyaux diffuseur et cela même lorsque l'inflammateur 1 engendre un plasma (température de l'ordre de 5000 K).
  • La chambre 33 constitue une chambre de détente qui permet d'homogénéiser la pression du plasma ainsi que sa composition chimique.
  • A titre de variante il est bien entendu possible de faire varier le nombre de tuyaux diffuseurs reliés à l'inflammateur.
  • Le procédé et l'inflammateur selon l'invention pourront bien entendu être utilisés dans tout type de munition tirée par canon ou mortier et quel que soit le calibre.
  • Le procédé et l'inflammateur selon l'invention pourront également être utilisés pour l'allumage des propulseurs de fusées, roquettes ou missiles.

Claims (13)

  1. Inflammateur (1) pour un chargement propulsif d'une munition comprenant au moins deux électrodes (2,3) séparées par une distance suffisamment réduite pour qu'il apparaisse un arc d'amorçage entre elles lorsqu'une tension d'alimentation d'un niveau suffisant fournie par un générateur électrique (26) est appliquée entre ces dernières, inflammateur caractérisé en ce que les deux électrodes sont également reliées par au moins un fusible (17) comprenant au moins un matériau conducteur associé à au moins un matériau énergétique ou susceptible de réagir avec le matériau conducteur, le fusible (17) étant disposé à l'intérieur d'un tube isolant (4) interposé entre les deux électrodes (2,3), tube comportant au moins deux ouvertures transversales (23) permettant une diffusion radiale de la flamme engendrée par l'allumage du fusible, l'électrode avant (3) étant de forme annulaire et délimitant un trou axial (5).
  2. Inflammateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une cavité annulaire (24) disposée entre le tube isolant (4) et le fusible (17).
  3. Inflammateur selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les ouvertures (23) du tube isolant (4) ont la forme de lumières sensiblement rectangulaires.
  4. Inflammateur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une électrode axiale (2) sensiblement cylindrique et une électrode avant (3) annulaire, et en ce qu'il comporte un séparateur tubulaire isolant (13) qui est interposé entre le fusible (17) et l'électrode axiale (2).
  5. Inflammateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'électrode avant (3) est appliquée sur une face avant du tube isolant (4) et en ce qu'elle est rendue solidaire du tube isolant (4) par au moins une tige (20) d'axe parallèle à celui du tube isolant (4), tige dont une autre extrémité est solidaire d'une plaque arrière (21) appliquée contre une face arrière du tube isolant (4).
  6. Inflammateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige (20) est conductrice et assure une liaison électrique entre l'électrode avant (3) et le générateur (26) par l'intermédiaire de la plaque arrière (21).
  7. Inflammateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la plaque arrière (21) est vissée dans une embase conductrice (9).
  8. Inflammateur selon une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que l'électrode axiale (2) comporte une première portée conique (12), le fusible (17) étant pincé entre cette première portée conique et une bague de maintien (18) .
  9. Inflammateur selon une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'électrode avant (3) comporte une deuxième portée conique (19) qui coopère avec une portée complémentaire du tube isolant (4), le fusible (17) étant pincé entre ces deux portées coniques.
  10. Inflammateur selon une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un capuchon avant (30) délimitant une chambre (33) et portant au moins un tuyau diffuseur souple (34) destiné à guider la flamme engendrée par l'inflammateur (1).
  11. Procédé d'allumage d'un chargement propulsif mettant en oeuvre un inflammateur selon une des revendications 1 à 10, procédé dans lequel:
    on commande dans une première étape le générateur électrique (26) de façon à lui faire délivrer une première impulsion de tension (31) assurant l'initiation du fusible (17) mais ayant un niveau insuffisant pour amorcer le claquage diélectrique entre les deux électrodes,
    on commande dans une deuxième étape le générateur électrique (26) de façon à lui faire délivrer une deuxième impulsion de tension (32) assurant un claquage diélectrique entre les deux électrodes (2,3).
  12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'intervalle de temps séparant les deux étapes est compris entre 500 micro secondes et 20 millisecondes.
  13. Procédé selon une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la première impulsion a une intensité comprise entre 2 et 5 kilo Volts, la deuxième impulsion ayant une intensité comprise entre 6 et 20 kilo Volts.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115179233A (zh) * 2021-04-06 2022-10-14 四川广融紧固器材有限公司 用于塑料吊顶弹发火的电点火具

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5549046A (en) * 1994-05-05 1996-08-27 General Dynamics Land Systems, Inc. Plasma generator for electrothermal gun cartridge
FR2754969A1 (fr) * 1996-10-18 1998-04-24 Giat Ind Sa Torche a plasma a etancheite amelioree
FR2768810A1 (fr) * 1997-09-24 1999-03-26 Giat Ind Sa Composant d'allumage pour composition pyrotechnique ou charge propulsive
WO2001078470A1 (fr) * 2000-04-11 2001-10-18 Giat Industries Torche a plasma comportant des electrodes separees par un entrefer et allumeur incorporant une telle torche
WO2001077604A1 (fr) * 2000-04-11 2001-10-18 Giat Industries Torche a plasma incorporant un fusible d'amorcage reactif et tube allumeur integrant une telle torche
EP1273875A1 (fr) * 2001-07-06 2003-01-08 Giat Industries Dispositif d'allumage pour un chargement propulsive

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5549046A (en) * 1994-05-05 1996-08-27 General Dynamics Land Systems, Inc. Plasma generator for electrothermal gun cartridge
FR2754969A1 (fr) * 1996-10-18 1998-04-24 Giat Ind Sa Torche a plasma a etancheite amelioree
FR2768810A1 (fr) * 1997-09-24 1999-03-26 Giat Ind Sa Composant d'allumage pour composition pyrotechnique ou charge propulsive
WO2001078470A1 (fr) * 2000-04-11 2001-10-18 Giat Industries Torche a plasma comportant des electrodes separees par un entrefer et allumeur incorporant une telle torche
WO2001077604A1 (fr) * 2000-04-11 2001-10-18 Giat Industries Torche a plasma incorporant un fusible d'amorcage reactif et tube allumeur integrant une telle torche
EP1273875A1 (fr) * 2001-07-06 2003-01-08 Giat Industries Dispositif d'allumage pour un chargement propulsive

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115179233A (zh) * 2021-04-06 2022-10-14 四川广融紧固器材有限公司 用于塑料吊顶弹发火的电点火具

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