FR2479905A1 - Rocket solid propellant charge - is partially housed in case with ignition and priming - Google Patents
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Abstract
Description
BLOC PROPULSIF DE PROJECTILE
Le secteur technique de la présente invention est celui des blocs propulsifs à poudre, situe > dans l'ogive des projectilerjdestinés à l'autre propulsion principale ou additionnelle, le projectile étant du type obus ou roquette et comportant des tuyeres d'éjection des gaz placées à la base de l'ogive.PROPULSIVE BLOCK OF PROJECTILE
The technical sector of the present invention is that of the propellant powder units, located> in the warhead of the projectiles intended for the other main or additional propulsion, the projectile being of the shell or rocket type and comprising nozzles for ejecting the gases placed at the base of the warhead.
Il est connu de fabriquer des blocs propulsifs à poudre pour les disposer dans l'ogive d'un projectile entre la tête militaire et la fusée. Le brevet français 1 455 403 décrit un tel bloc collé par le fond sur une cloison transversale. La forme externe du bloc est quelconque et sa surface externe n'adhère pas à la paroi interne de lgogive. Une tuyère annulaire est ménagée à la base de l'ogive O Aucune limitation de la surface de combustion n'est prévue et le problème de l'optimisation du bloc de propergol compte tenu de la forme ogivale qu'il doit épouser n'a pas été résolu dans ce brevet. It is known to manufacture propellant powder blocks for placing them in the warhead of a projectile between the military head and the rocket. French patent 1,455,403 describes such a block glued from the bottom to a transverse partition. The external shape of the block is arbitrary and its external surface does not adhere to the internal wall of the log. An annular nozzle is provided at the base of the warhead O No limitation of the combustion surface is provided and the problem of optimizing the propellant block given the ogival shape which it must marry has not been resolved in this patent.
En effet, du point de vue de la propulsion des projectiles un bloc de propergol doit posséder les caractéristiques suivantes. Indeed, from the point of view of projectile propulsion, a propellant block must have the following characteristics.
Il faut en premier lieu obtenir un taux de remplissage maximum, c'est à dire que le rapport entre le volume occupe au départ par le propergol et le volume interne de l'ogive doit être aussi élevé que possible, ce qui permet d'obtenir le maximum de masse de propergol embarqué. It is first necessary to obtain a maximum filling rate, that is to say that the ratio between the volume occupied at the start by the propellant and the internal volume of the warhead must be as high as possible, which makes it possible to obtain the maximum mass of propellant on board.
Il faut ensuite que la variation de la surface de combustion en fonction du temps soit aussi faible que possible autour de la valeur moyennef ce qui permet d'obtenir un debit masse de gaz éjectes constant et par conséquent une poussée constante durant le temps de fonctionnement du propulseur. It is then necessary that the variation of the combustion surface as a function of time is as small as possible around the average valuef which makes it possible to obtain a constant mass flow rate of ejected gases and therefore a constant thrust during the operating time of the propellant.
I1 faut également que la masse des produits résiduels de combustion soit la plus faible possible, ceci afin d'utiliser au mieux la masse de propergol de départ. It is also necessary that the mass of the residual combustion products is as small as possible, in order to make the best use of the mass of starting propellant.
La géométrie et la mise en oeuvre du bloc doivent être les plus simples possibles afin de minimiser le prix de revient. The geometry and the implementation of the block must be as simple as possible in order to minimize the cost price.
Bien entendu, le bloc doit permettre la transmission des informations en provenance de la fusée : instant d'impact, proximité, temporisation etc... vers la tête militaire. Of course, the block must allow the transmission of information from the rocket: instant of impact, proximity, time delay etc ... to the military head.
Le but de la présente invention est de fournir un bloc propulsif répondant aux résultats précités . A cette fin, l'invention a pour objet un bloc propulsif du type sensiblement ogival et possédant une surface avant sensiblement plane, destiné à la propulsion principale ou additionnelle d'un projectile, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour générer après initiation d'une part un front de combustion evoluant de l'avant vers l'arrière parallèlement à la surface frontale du bloc et d'autre part un fronde combustion lateral dont une partie évolue de l'extérieur vers l'intérieur parallèlement à au moins un plan contenant l'axe longitudinal du bloc et dont une autre partie évolue de l'extérieur vers l'intérieur parallèlement à la surface ogivale du bloc. The object of the present invention is to provide a propellant unit which meets the above-mentioned results. To this end, the subject of the invention is a propellant unit of the substantially ogival type and having a substantially planar front surface, intended for the main or additional propulsion of a projectile, characterized in that it comprises means for generating after initiation on the one hand, a combustion front moving from front to rear parallel to the front surface of the block and, on the other hand, a lateral combustion sling, part of which moves from the outside to the inside parallel to at least one plane containing the longitudinal axis of the block and another part of which moves from the outside towards the inside parallel to the ogival surface of the block.
Plus particulièrement, le front de combustion latéral se développe parallèlement à deux plans sécants définissant un dièdre rentrant dont l'arête est parallèle à l'axe longitudinal du bloc; le front de combustion lateral se développe suivant n dièdres rentrants régulièrement répartis autour du bloc dont les arêtes sont parallèles à 'axe osgituuinal. More particularly, the lateral combustion front develops parallel to two intersecting planes defining a re-entrant dihedral whose edge is parallel to the longitudinal axis of the block; the lateral combustion front develops along n re-entering dihedrons regularly distributed around the block whose edges are parallel to the osgituuinal axis.
Dans une réalisation préférée, le bloc propulsif, muni d'un canal central, comporte une surface inhibee comprenant le fond, la surface interne délimitant le canal central et la surface latérale arriere de hauteur F comprise entre 45% et 65% de la hauteur totale L de la surface latérale du bloc, et une surface nue comprenant des rainures pratiquées à partir du fond arrière le long de génératrices longitudinales du bloc sur une longueur partielle, la surface latérale restante et la surface frontale. In a preferred embodiment, the propulsion unit, provided with a central channel, comprises an inhibited surface comprising the bottom, the internal surface delimiting the central channel and the rear lateral surface of height F of between 45% and 65% of the total height L of the lateral surface of the block, and a bare surface comprising grooves made from the rear bottom along longitudinal generatrixes of the block over a partial length, the remaining lateral surface and the front surface.
Les bords plans de chaque rainure forment un angle sensiblement égal à 1200, le fond de la rainure étant parallèle à l'axe longitudinal du bloc. The flat edges of each groove form an angle substantially equal to 1200, the bottom of the groove being parallel to the longitudinal axis of the block.
La hauteur G de chaque rainure est comprise entre 0% et 90% de la hauteur totale L. The height G of each groove is between 0% and 90% of the total height L.
Le bloc propulsif peut comporter trois rainures disposées régulièrement autour du bloc, les plans passant par le fond de chaque rainure et l'axe longitudinal du bloc délimitant entre eux des secteurs d'angle au sommet égal à 1200 . The propellant unit may have three grooves regularly arranged around the unit, the planes passing through the bottom of each groove and the longitudinal axis of the unit delimiting between them sectors of angle at the top equal to 1200.
Un chanfrein inhibé est pratiqué à l'arrière du bloc. An inhibited chamfer is made at the back of the block.
Le bloc propulsif peut être appliqué à un projectile comprenant une fusee, une tete militaire et des tuyères d'éjection des gaz situées à la base de l'ogive, le bloc étant placé dans l'enveloppe ogivale reliant la fusée à la tête militaire et épouse au maximum sa surface interne, le canal central recevant les moyens de transmission des informations de la fusée vers la tête militaire R le bloc peut posséder les dimensions approximatives suivantes
L = 270 mm, F = 152 mm et G = 210 mm.The propellant unit can be applied to a projectile comprising a rocket, a military head and gas ejection nozzles situated at the base of the warhead, the block being placed in the ogival envelope connecting the rocket to the military head and conforms as much as possible to its internal surface, the central channel receiving the means of transmitting information from the rocket to the military head R the block can have the following approximate dimensions
L = 270 mm, F = 152 mm and G = 210 mm.
Le bloc propulsif étant réalisé à partir de propergol homogène sans dissolvant, la matière d'inhibage est à base d'élastomère silicone ou de polyuréthane. The propellant block being produced from a homogeneous propellant without solvent, the inhibiting material is based on silicone elastomer or polyurethane.
Un chanfrein inhibé peut être prévu à l'arrière du bloc propulsif pour assurer la libre circulation des gaz de combustion. An inhibited chamfer can be provided at the rear of the propulsion unit to ensure the free circulation of combustion gases.
L'invention sera mieux comprise à la lumière du complément de description qui va suivre d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple sans caractère limitatif en relation avec les dessins. The invention will be better understood in the light of the additional description which follows of an embodiment given by way of example without limitation in relation to the drawings.
La figure 1 représente une coupe longitudinale d'un bloc propulsif conforme à l'invention logé dans l'ogive d'un projectile:
La figure 2 est une vue suivant X du bloc propulsif selon la figure 1.FIG. 1 represents a longitudinal section of a propellant block according to the invention housed in the warhead of a projectile:
FIG. 2 is a view along X of the propulsion unit according to FIG. 1.
La figure 3 représente une coupe longitudinale du bloc montrant l'évolution des surfaces de combustion
La figure 4 est une coupe i-I de la figure 3 montrant l'évolution de la surface de combustion dans les rainures.FIG. 3 represents a longitudinal section of the block showing the evolution of the combustion surfaces
Figure 4 is a section iI of Figure 3 showing the evolution of the combustion surface in the grooves.
La figure s représente la variation de la surface de combustion S en fonction du temps. FIG. S represents the variation of the combustion surface S as a function of time.
Sur la figure 1, on a représenté partiellement un projectile de type classique, par exemple un obus, équipé d'un bloc propulsif conforme à l'invention. Ce projectile comporte une fusée 1 de type connu prolongée par une enveloppe ogivale 2; à l'arrière de celle-ci est disposée une tête militaire 3 par exemple du type charge creuse, charge explosive à fragmentation ou charge à éjection de sous projectiles. In Figure 1, there is partially shown a conventional type projectile, for example a shell, equipped with a propulsion unit according to the invention. This projectile comprises a rocket 1 of known type extended by an ogival envelope 2; behind the latter is a military head 3, for example of the hollow charge, explosive charge with fragmentation or charge with ejection of sub-projectiles.
La fusée 1 a un double rôle en assurant d'une part la mise à feu du bloc propulsif à un instant determine lors de la trajectoire et d'autre part l'amorçage d'une chaîne pyrotechnique initiant la tête militaire 3. The rocket 1 has a double role by ensuring on the one hand the firing of the propellant unit at a determined moment during the trajectory and on the other hand the initiation of a pyrotechnic chain initiating the military head 3.
La mise à feu du bloc est réalisée à l'aide de la composition d'allumage 4 de type classique à travers la grille 5. L'initiation de la tête militaire 3 est assurée par le moyen d'amorçage 6 de type connu commandé par la chaîne pyrotechnique placée dans le tube 7 protégé par la gaine 8. Le tube 7 et la gaine 8 sont tous deux centrés sur l'axe longitudinal y-Y du projectile. The block is ignited using the ignition composition 4 of the conventional type through the grid 5. The initiation of the military head 3 is ensured by the ignition means 6 of known type controlled by the pyrotechnic chain placed in the tube 7 protected by the sheath 8. The tube 7 and the sheath 8 are both centered on the longitudinal axis yY of the projectile.
Dans l'enveloppe ogivale 2 est placé le bloc propulsif 9 percé d'un canal central 11. Le bloc épouse au maximum 11 espace interne de l'enveloppe sans toutefois dépasser les limites de serrage pour éviter une pression trop élevée, ce qui aurait pour effet de dépasser les caractéristiques mecaniques de l'enveloppe mince 2(cette limite est donnée par le rapport entre l'aire de passage des gaz de combustion dans une section transversale et la surface de combustion en amont de cette section) . Pour ce faire une partie de la surface externe du bloc est inhibée; une hauteur E de la surface latérale dU bloc est donc nue et n'est pas en contact avec la paroi interne de l'enveloppe. In the ogival envelope 2 is placed the propellant block 9 pierced with a central channel 11. The block conforms to the maximum 11 internal space of the envelope without however exceeding the tightening limits to avoid excessive pressure, which would have effect of exceeding the mechanical characteristics of the thin envelope 2 (this limit is given by the ratio between the area of passage of the combustion gases in a cross section and the combustion surface upstream of this section). To do this, part of the external surface of the block is inhibited; a height E of the lateral surface of the block is therefore bare and is not in contact with the internal wall of the envelope.
Le bloc propulsif est donc logé dans 11 enveloppe 2 et comporte selon l'invention une surface inhibée délimitée par le fond 10, la surface interne délimitant le canal central li et par la surface latérale arrière 12. The propellant unit is therefore housed in an envelope 2 and comprises, according to the invention, an inhibited surface delimited by the bottom 10, the internal surface delimiting the central channel li and by the rear lateral surface 12.
La hauteur F de cette surface dépend de la hauteur totale de la surface latérale du bloc et on a découvert que les performances sont conserves lorsque F est compris entre 45k et 65% de L. Un collage sur le fond 13 permet d' éviter toute rotation relative du bloc par rapport au projectile.The height F of this surface depends on the total height of the lateral surface of the block and it has been discovered that the performances are preserved when F is between 45k and 65% of L. A bonding on the bottom 13 makes it possible to avoid any rotation relative of the block with respect to the projectile.
La surface restante du bloc est laissée nue et comprend la surface frontale 14, la surface latérale avant 12a de hauteur E et la surface délimitée par des rainures 15 pratiquées le long de génératrices longitudinales du bloc. la hauteur G de chaque rainure à partir du fond est comprise entre 600 et 90% de L. En principe, chaque rainure est prolongée par une tuyère 16 pour l'éjection des gaz. Chaque tuyère est positionnee de façon connue au niveau du fond 13.The remaining surface of the block is left bare and comprises the front surface 14, the front lateral surface 12a of height E and the surface delimited by grooves 15 formed along the longitudinal generatrices of the block. the height G of each groove from the bottom is between 600 and 90% of L. In principle, each groove is extended by a nozzle 16 for the ejection of the gases. Each nozzle is positioned in a known manner at the bottom 13.
Sur la figure 2, on a représenté en coupe le profil des rainures 15. In FIG. 2, the profile of the grooves 15 is shown in section.
Il est avantageux que les bords de chacune des rainures forment un angle sensiblement egal à 1200, le fond étant arrondi et disposé sensiblement parallèle à l'axe Y-Y du bloc.It is advantageous that the edges of each of the grooves form an angle substantially equal to 1200, the bottom being rounded and disposed substantially parallel to the axis Y-Y of the block.
A titre indicatif, on peut realiser conformément à l'invention un bloc propulsif comportant trois rainures et sur la figure 2 on voit que les plans passant par le fond de chaque rainure et l'axe longitudinal délimi- tent entre eux des secteurs d'angle au sommet égal à 1200. La profondeur de chaque rainure est déterminée en fonctionde ia section de passage des gaz désirée. As an indication, a propellant unit can be produced in accordance with the invention comprising three grooves and in FIG. 2 it can be seen that the planes passing through the bottom of each groove and the longitudinal axis define between them sectors of angle at the top equal to 1200. The depth of each groove is determined as a function of the desired gas passage section.
Sur les figures 3 et 4, on a représente l'évolution des fronts de combustion se développant lors de la combustion du bloc. On a représenté sur la figure 3 le front de combustion avant 17 se développant de l'avant vers l'arrière, le front de combustion latéral 18 issu de la surface laterale non inhibée ainsi que sa progression ulterieure 18a sous la surface inhibée se développant de l'extérieur vers I0intérieur du bloc et enfin le front de combustion 19 dû aux rainures 15. Le front 19 est schématisé sur la fig.4 et se développe de llexterieur vers l'intérieur du bloc et selon un profil homothétique à celui de la rainure elle-même. In FIGS. 3 and 4, the evolution of the combustion fronts developing during the combustion of the block is shown. FIG. 3 shows the front combustion front 17 developing from front to rear, the lateral combustion front 18 coming from the uninhibited lateral surface as well as its subsequent progression 18a under the inhibited surface developing from outside towards I0intérieur of the block and finally the combustion front 19 due to the grooves 15. The front 19 is shown diagrammatically in fig.4 and develops from the inside towards the inside of the block and according to a profile homothetic to that of the groove herself.
Sur cette même figure, on a représenté le résiduel 20 demeurant après rencontre des fronts de combustion.In this same figure, there is shown the residual 20 remaining after meeting the combustion fronts.
La longueur F d'inhibage ainsi que la géométrie et le nombre de rainures tels qu'enseignes précédemment permettent d'obtenir un débit constant de gaz durant toute la combustion. Sur la figure 5, on a représenté la variation de la surface de combustion en fonction du temps pour un obus de 155 avec les dimensions suivantes . L = 270 mm, E = 118 mm, F = 152 mm,
G = 210 mm, le bloc étant pourvu de trois rainures.On voit sur cette figure que la surface de combustion est constante en fonction du temps et chute brutalement au bout du temps de fonctionnement 4ouf; la partie hachurée du graphique correspond à la combustion du résiduel défini comme étant la masse de propergol restant à brtler lorsque la surface de combustion décrit rapidement avec le temps.The inhibition length F as well as the geometry and the number of grooves as previously taught make it possible to obtain a constant flow of gas throughout the combustion. In FIG. 5, the variation of the combustion surface as a function of time has been shown for a shell of 155 with the following dimensions. L = 270 mm, E = 118 mm, F = 152 mm,
G = 210 mm, the block being provided with three grooves. It can be seen in this figure that the combustion surface is constant as a function of time and drops suddenly at the end of the operating time 4ouf; the hatched part of the graph corresponds to the combustion of the residual defined as the mass of propellant remaining to burn when the combustion surface describes rapidly over time.
La matière d'inhibage est en elle-même connue; toutefois il est préférable de choisir une matière non-inflammable n'ayant pas de sites actifs susceptibles de réagir avec la poudre du bloc propulsif. Ainsi lorsqu'on utilise un bloc propulsif réalisé en propergol homogène sans dissolvant on choisit de préférence un inhibiteur à base d'élastomère silicone ou de polvuréthane. The inhibiting material is known per se; however it is preferable to choose a non-flammable material having no active sites capable of reacting with the powder of the propellant block. Thus when using a propellant block made of homogeneous propellant without solvent, an inhibitor based preferably on silicone elastomer or polyurethane is chosen.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être envisagées. Ainsi, le nombre de rainures peut être mcdifié et chaque rainure peut être prolongée par une tuyère. Si le nombre de rainures est différent de celui des tuyères on pratique un chanfrein inhibé 10a (fige3) à l'arrière du bloc afin d'assurer une libre circulation du gaz. La forme du bloc dans sa partie non adhérente ainsi que le profil et la profondeur des rainures peuvent également être modifiés afin d'ajuster la durée de la combustion à la valeur désirée. La forme du bloc peut etre également modifiée, en particulier pour l'adapter à celle de l'enveloppe. Of course, various modifications can be envisaged. Thus, the number of grooves can be changed and each groove can be extended by a nozzle. If the number of grooves is different from that of the nozzles, an inhibited chamfer 10a (freeze 3) is practiced at the rear of the block in order to ensure free circulation of the gas. The shape of the block in its non-adherent part as well as the profile and the depth of the grooves can also be modified in order to adjust the duration of the combustion to the desired value. The shape of the block can also be modified, in particular to adapt it to that of the envelope.
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| FR2522134A1 (en) * | 1982-02-23 | 1983-08-26 | France Etat | Long range artillery shell - contg. two extra explosive charges, one in the nose cone increasing the range, the other in the shell base reducing drag |
| WO2019211716A1 (en) | 2018-05-02 | 2019-11-07 | Nexter Munitions | Ramjet-propelled projectile |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2479905B1 (en) | 1983-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property |