FR2484075A1 - Relais pyrotechnique de securite, notamment relais pyrotechnique de propulsion - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN RELAIS PYROTECHNIQUE DE SECURITE. LE RELAIS COMPORTE UN CORPS DE RETARD 23 PROPRE A EMETTRE UN SIGNAL DE SORTIE UN TEMPS DETERMINE APRES RECEPTION D'UN SIGNAL D'ENTREE, MOBILE ENTRE UNE PREMIERE POSITION DANS LAQUELLE IL EST EN LIAISON FONCTIONNELLE AVEC DES MOYENS EMETTEURS 18, ET UNE DEUXIEME POSITION DANS LAQUELLE IL EST EN LIAISON FONCTIONNELLE AVEC DES MOYENS RECEPTEURS 12; DES MOYENS 26 TENDENT A FAIRE PASSER LE CORPS DE RETARD 23 DE LA PREMIERE A LA DEUXIEME POSITION; DES MOYENS 27 INTERDISENT CE PASSAGE; DES MOYENS 28, 29, 36, 38, 19 SONT EN OUTRE PREVUS POUR ESCAMOTER CES DERNIERS, UN TEMPS DETERMINE APRES L'EMISSION D'UN SIGNAL D'INITIATION PAR LES MOYENS EMETTEURS 18, CE DEUXIEME TEMPS ETANT AU PLUS EGAL AUDIT PREMIER TEMPS DETERMINE, ET POUR AUTORISER ALORS LE PASSAGE DU CORPS DE RETARD 23 DE SA PREMIERE A SA DEUXIEME POSITION. APPLICATION NOTAMMENT AUX RELAIS PYROTECHNIQUES DE PROPULSION.

Description

La présente invention concerne un relai pyrotechnique de sécurité.

On peut notamment trouver l'utilisation de tels relais dans les dispositifs propulseurs de fusée, comportant un propulseur principal et un propulseur auxiliaire, lequel est mis en service en premier et met en service le propulseur principal un temps déterminé après l'obtention d'une pression prédéterminée au niveau de ce propulseur auxiliaire, en pratique pour que le propulseur principal n'entre en fonctionnement que lorsque la fusée à subi une accélération considérée comme suffisante.

Pour assurer l'initiation temporisée du propulseur principal par le propulseur auxiliaire après que celui-ci ait atteint des conditions déterminées de pression; on a envisagé d'utiliser l'intermédiaire d'un système retardateur pyrôtechnique, comportant une charge a combustion lente initiée par le propulseur auxiliaire lorsque les conditions de pression à son niveau atteignent un seuil prédéterminé, et initiant le propulseur principal en fin de combustion.

Pour des raisons de sécurité, il est apparu indispensable d'assurer que l'initiation du propulseur principal ne puisse avoir lieu de façon anticipée, par exemple à la suite d'une combustion anormalement rapide de la charge du retard pyrotechnique, c'est-à-dire que le propulseur principal ne puisse être mis en service alors que l'accélération de la fusée est insuffisante.

A cet effet, la présente invention propose un relai pyrotechnique constituant au repos, par exemple en position de stockage de la fusée si l'on se réfère à l'application évoquée ci-dessus, une chaîne de transmission pyrotechnique discontinue entre le propulseur auxiliaire et le propulseur principal, et comportant des moyens temporisés n'établissant la continuité de la chaine qu'après que se soit écoulé un temps prédéterminé à compter de l'initiation de l'élément de retard par exemple pyrotechnique ; ces moyens sont choisis tels que le temps qui s'écoule ainsi entre l'initiation de l'élément de retard notamment pyrotechnique et l'établissement d'une chaîne pyrotechnique continue soit au plus égal au temps séparant de cette initiation l'émission par l'élément de retard d'un signal propre à initier le propulseur principal, si l'on se réfère à l'application évoquée plus haut, lorsque cet élément de retard fonctionne correctement en cas de fonctionnement anormalement rapide de l'élément de retard, par exemple par combustion anormalement rapide de la charge de celui-ci s'il est de nature pyrotech-.

nique, cet élément de retard émet un signal d'initiation par exemple du propulseur principal alors que la chaîne pyrotechnique n'est pas établie entre eux, ce qui signifie en d'autres termes qu'il n'y a pas transmission de ce signal et mise en service prématurée du propulseur principal.

Pour accroître encore la sécurité de fonctionnement du dispositif, la présente invention propose en outre, selon un mode de mise en oeuvre préféré, d'interdire l'etablissement de la continuité de la chaîne pyrotechnique tant que certaines conditions d'accélération ne sont pas atteintes ou dépassées, disposition présentant un intérêt tout particulier dans le cas d'une application en tant que relai pyrotechnique dans le système de propulsion d'une fusée.

Ainsi, dans le cas de cet exemple d'application, l'initiation du propulseur principal est possible non seulement s'il s'est écoule un temps prédéterminé que l'on estime suffisant pour que la fusée ait atteint un niveau d'accélération désiré, mais en outre uniquement si ce niveau d'accélération est effectivement atteint.

Le relai pyrotechnique de sécurité selon l'in- vention, notamment utilisable à titre de relai pyrotechnique de propulsion, comportant
- un corps de retard comportant une entrée, une sortie, et des moyens pour émettre un signal de sortie un temps déterminé après réception d'un signal d'initia- tion à l'entrée,
- des moyens émetteurs, aptes à mettre un signal d'initiation à l'entrée du corps de retard,
- des moyens récepteurs, aptes à recevoir un signal de sortie du corps de retard, est caractérisé en ce que le corps de retard est mobile, par rapport atux moyens émetteurs et aux moyens récepteurs, entre une première position dans laquelle son entrée est en liaison fonctionnelle avec les moyens émetteurs, pour recevoir un éventuel signal d'initiation, et une deuxième position dans laquelle sa sortie est en liaison fonctionnelle avec les moyens récepteurs, pour transmettre à ces derniers un éventuel signal de sortie, et en ce qu'il est prévu
- des moyens tendant à faire passer le corps de retard de sa première à sa deuxième position,
- des moyens interdisant le passage-du corps de retard à la deuxieme position,
- des moyens pour escamoter les moyens interdisans le passage du corps de retard à sa deuxième posi tion, un temps déterminé après l'émission d'un signal d'initiation par les moyens émetteurs, ce deuxième temps étant au plus egal audit premier temps déterminé et pour autoriser alors le passage du corps de retard de sa première position à sa deuxième position.

D'autres caractéristiques et avantages de la presente invention ressortiront de la description ci-dessous, relative à un mode de mise en oeuvre non limitatif, ainsi que des dessins annexés qui font partie intégrante de cette description.

- la figure 1 montre une vue d'un relai de propulsion réalisé conformément à l'invention, en position de stockage, en coupe par des demi-plans radiaux, suivant la ligne I-I de la figure 3 ;
- la figure 2 montre une vue analogue du relai en position armée, en coupe suivant le plan radial II-II de la figure 3 ;
- la figure 3 montre une vue du relai en position armée, en coupe suivant le plan transversal III-III de la figure 2 ;
- la figure 4 montre une vue du relai en position de stockage, la paroi enveloppant l'ensemble de ses constituants étant coupée suivant un plan radial.

Dans cet exemple d'application, le relai selon l'invention 1 constitue la chaîne pyrotechnique entre une chambre d'éjection 2 d'un propulseur auxiliaire (non représenté) et une charge 3 d'initiation de la charge d'un propulseur principal (non représenté) ; dans cette application, lorsque la pression dans la chambre d'éjection 2 atteint un seuil prédéterminé, le relai 1 assure après un délai prédéterminé par exemple de 370 millisecondes l'initiation de la charge 3, si par ailleurs l'accélération de l'engin équipé est suffisante compte tenu de valeurs d'accélération prédéterminées.On notera que le domaine d'application de l'invention n'est pas limité au domaine de la propulsion des engins et qu'un tel relai pourra être utilisé avantageusement chaque fois que l'on désire émettre un signal notamment d'initiation d'une charge après que se soit écoulé un délai prédéterminé depuis la réception par le relai d1 un signal d'initiation de celui-ci, témoignant par exemple de ce qu'une grandeur a atteint une valeur prédéterminée dans ses diverses applications, le relai pourra Faire l'objet de variantes de réalisation par rapport à l'exemple décrit et représenté, mais ces variantes ne sortiront pas du cadre de la présente invention.

On entendra par la suite par "position de stockage" un état du relai 1 dans lequel la chaîne pyrotechnique entre la chambre d'éjection 2 du propulseur auxiliaire et la charge 3 d'initiation du propulseur princio pal est interrompue parce que l'une au moins des conditions de fonctionnement prédéterminées de l'engin propulsé suivantes n'est pas remplie : pression dans la chambre 2 ayant atteint le seuil prédéterminé, accélé- ration de l'engin propulsé suivant une direction predé- terminée 4 ayant atteint un seuil d'accélération prédéterminé ; aucune de ces deux conditions n'est remplie notamment lors du stockage de l'engin ; on appellera "position armée" un état du relai dans lequel ces deux conditions sont remplies, et où la chaîne pyrotechnique se trouve de ce fait fermée ; cette position armée suppose en outre que le retard pyrotechnique qui constitue l'un des éléments du relai 1 n'ait pas fonctionné accidentéllement de façon accélérée, c'est-à-dire en d'autres termes que sa charge ne se soit pas consumée intégralement avant l'expiration d'un délai prédéterminé à compter de son initiation.

Dans l'exemple de mise en oeuvre illustré, le relai 1 est intégralement situé à l'intérieur d'une paroi étanche 5, tubulaire de révolution autour d'un axe 6 parallèle à la direction 4 de déplacement de l'engin propulsé, laquelle paroi délimite respectivement de part et d'autre du relai 1 suivant l'axe la chambre d'éjection 2 du propulseur auxiliaire et le logement de la charge 3 d'initiation du propulseur principal.

Le relai 1 est par ailleurs délimité par deux parois transversales par rapport à l'axe 6, respectivement 7 et 8, l'une et l'autre étanches et en contact étanche avec la paroi 5, à l'intérieur de celle-ci.

Chacune de ces parois 7 et 8 est percée suivant l'axe 6 d'un orifice de révolution autour de cet axe, respectivement 9 et 10, dont le premier est fermé de façon étanche vers la chambre d'éjection 2 du propulseur auxiliaire par une membrane il choisie telle qu'elle se rompe lorsque la pression dans la chambre 2 dépasse un seuil prédéterminé, ce qui constitue l'une des conditions d'initiation du propulseur principal, et dont l'autre est fermé également de façon étanche par une charge pyrotechnique 12 constituant un relai d'allumage de la charge 3 d'initiation du propulseur principal.

Les orifices 9 et 10 constituent les deux extrémités d'un conduit pour l'essentiel cylindrique de révolu- tion autour de l'axe 6, délimité par la face intérieure d'une enveloppe tubulaire 13, extérieurement pour l'essentiel cylindrique de révolution autour de l'axe 6, laquelle enveloppe 13 joint de façon étanche les deux parois étanches 7 et 8.

Pour des raisons de commodité de fabrication, l'enveloppe 13 est constituée sur une partie de sa longueur par un manchon 13a formant partie intégrante de la paroi 7 par rapport à laquelle il forme saillie suivant l'axe 6 vers la paroi 8, et par un manchon indépendant 13b d'une part vissé sur le manchon 13a, dans le prolongement de celui-ci suivant l'axe 6, et d'autre part embol- té autour d'un rebord annulaire 14 que la paroi 8 présen- te vers la paroi 7, autour de l'orifice 10que la face intérieure de ce rebord 14 prolonge pour délimiter avec lui le réceptacle de la charge pyrotechnique 12.

Naturellement, d'autres modes de réalisation pourraient etre choisis sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention.

Dans une zone de l'enveloppe tubulaire 13 située plus pres de la paroi 7 que de la paroi 8, et en pratique dans l'exemple illustré à l'extrémité du manchon 13a la plus éloignée de la paroi 7, deux couronnes 16 et 17 formant saillie vers l'axe 6 par rapport à la face intérieu- re de l'enveloppe 13 délimitent respectivement vers la paroi 7 et vers la paroi 8 une chambre 15, ouverte sui- vant l'axe 6 respectivement vers la paroi 7 et vers la paroi 8, et qui reçoit interieurement une amorce fixe 18.

Entre la couronne 16 et l'orifice 9, le diamètre intérieur de l'enveloppe 13, c'est-à-dire du manchon 13a, est constant et cette zone de l'enveloppe 13 reçoit intérieurement un percuteur 19 dont la périphérie extérieure est au moins par tronçons cylindrique de révolution autour de l'axe 6,avec un diamètre voisin de celui de la face intérieure de la zone 13a de l'enveloppe 13, et se trouve placée en contact coulissant, et suivant l'axe 6, avec cette face.

Dans sa zone la plus proche de l'orifice 9, le percuteur 19 présente dans sa périphérie cylindrique de révolution autour de l'axe 6 une gorge annulaire continue 20 qui reçoit un joint torique 21 assurant l'étanchéité à ce niveau entre le percuteur et la face intérieure de la partie 13a de l'enveloppe 13 ; ainsi, le percuteur 19 constitue un piston apLe à etre poussé de l'orifice 9, qu'il jouxte en position de stockage, vers la chambre 15 lorsque la pression dans la chambre de pression 2 dépasse le seuil prédéterminé entraînant la rupture de la membrane 11 et s'applique de ce fait sur sa face tournée vers cette membrane, en provoquant alors la rupture d'une goupille radiale 50 reliant les périphéries en contact coulissant du percuteur, en position de stockage, et de la partie 13a de l'enveloppe.

A son extrémité transversale opposée, le percuteur 19 présente un téton 22 distant de la chambre 15 en position de stockage mais apte à pénétrer dans cette chambre 15 pour initier l'amorce 18, par l'orifice central de la couronne 16, lors du mouvement decrit ci-dessus du percuteur 19 de la position de stockage vers la chambre 15.

La zone 13b de l'enveloppe tubulaire 13 reçoit également intérieurement un élément coulissant suivant l'axe 6 ; cet élément est constitué par un corps de retard 23 présentant une périphérie extérieure cylindrique de révolution autour de l'axe 6 avec un diamètre voisin du diamètre intérieur de la zone 13b pour assurer un contact coulissant, suivant l'axe 6, du corps de retard 23 avec la face intérieure de cette zone 13b.

Le corps 23 est percé de part en part, suivant l'axe 6, d'une chambre recevant, de l'extrémité transversale du corps 23 la plus proche de la chambre 15 à son extrémité transversale la plus proche du rebord 14 de la paroi transversale 8, une charge pyrotechnique de retard 24 se caractérisant par une durée déterminée de combustion, et un relai pyrotechnique 25 ; ainsi, lorsque le corps de retard chargé 23-24-25 reçoit au niveau de son extrémité transversale tournée vers la chambre 15 un signal d'entrée en provenance-de l'amorce 18, il émet après un temps prédéterminé, à son autre extrémité transversale, un signal de sortie propre à initier la charge 12.

I1 ressort de l'examen des figures 1 et 2 que la longueur du corps de charge 23 suivant l'axe 6 est sensiblement plus faible que la distance séparant la couronne annulaire 17 du rebord 14 de la paroi 8.

Entre la couronne 17 et la face du corps de charge 23 la plus proche est intercalé un ressort à boudin 26, comprimé, poussant élastiquement le corps de retard 23 vers le rebord 14 de façon à les amener en contact mutuel, c'est-à-dire d placer le relai 25 à proximité immédiate de la charge 12, lorsque le dispositif est en position armée, illustrée à la figure 2.

Toutefois, en position de stockage, des moyens s'opposent au mouvement du corps de retard 23 jusqu'S cette position, pour interrompre la chaîne pyrotechnique entre l'amorce 18 et le relai d'allumage 12.

Selon le mode de réalisation préféré illustré, ces moyens constitutnt un écran entre le corps de retard 23 et le relai d'allumage 12, et consistent en un matériau fluide 27 emplissant, en position de stockage, l'enceinte déformable définie par la face intérieure du tron çon 13b de l'enveloppe 13, la face du rebord 14 et du relai d'allumage 12 tournée vers le corps de retard 23, et la face transversale correspondante de ce corps de retard 23 alors placé dans sa position la plus proche de la couronne 17, avec compression maximale du ressort 26 (figure 1).

Avantageusement, le matériau fluide 27 est cons- titué par des microbilles d'un matériau solide, matériau à l'encontre duquel il est aisé de réaliser une étanchéi té notamment entre la périphérie extérieure cylindrique du corps de retard 23 et la périphérie intérieure également cylindriqXle du tronçon 13b de l'enveloppe 13 ; un tel matériau présente en outre l'avantage d'un écoulement facilement réglable, indépendamment des conditions ambiantes de température.

Naturellement, le matériau 27 est choisi tel qu'il empêche la transmission pyrotechnique du relai 25 au relai d'allumage 12 lorsque le dispositif est en position de stockage.

Pour autoriser le passage à la position armée, il est prévu dans la paroi du tronçon 13b de l'enveloppe 13, à proximité immédiate de l'extrémité du rebord 14 tournée vers le corps de retard 23, un ou plusieurs orifices 28 obturés en position de stockage par une virole 29 présentant en contact glissant avec la périphérie extérieure cylindrique du tronçon 13b de l'enveloppe 13 une périphérie intérieure également cylindrique de révolution autour de l'axe 6, avec un diamètre voisin, de fa çon à pouvoir se déplacer par glissement notamment suivant la direction de l'axe 6, en sens inverse du sens de déplacement 4 de l'engin propulse, de la position illustrée à la figure 1 ot elle obture les orifices 28 à la position illustrée à la figure 2 ofl elle les dégage pour autoriser l'échappement du matériau fluide 27 sous l'action de la poussée exercée par le ressort 26 par l'intermédiaire du corps de retard 23 ; le matériau27 s'échappant ainsi est recueilli dans le volume étanche 30 deli- mité autour du relai 1 par les parois 5, 7 et 8.

On notera que ce mouvement de la virole 29 s'accompagne d'un mouvement de rotation de celle-ci autour de l'axe 6 et que, en fonction de cette rotation, la virole 29 est conformée en volant d'inertie.

En effet, la périphérie extérieure du tronçon 13b de l'enveloppe -13, par ailleurs cylindrique de révolution autour de l'axe 6, présente dans sa zone couverte par la virole 29 deux tétons 31 formant saillie radialement, dans des positions diamètralement opposées par rapport à l'axe 6, dont chacun est engagé dans une fente héli cotidale complémentaire 32 de la virole 29, les deux fentes 32 étant identiques et placées dans des positions diametralement opposées par rapport à l'axe 6 comme le montre notamment la figure 4.

En position de stockage, la virole 29 est- ret?nue dans sa position la plus proche de la paroi 8, où elle obture les orifices 28, par une bague 33 présentant éga- lement une inertie déterminée, laquelle bague 33 est interposée entre l'extrémité transversale de la virole 29 la plus proche de la paroi 7 et cette paroi 7.

La bague 33 présente une périphérie intérieure en contact coulissant, suivant l'axe 6, avec la périphé- rie extérieure de l'enveloppe 13, et est repoussée dans le sens d'un éloignement par rapport à la paroi 72 c'està-dire dans le sens d'un maintien de la virole 29 dans la position illustrée à la figure 1 où elle obture les orifices 28, par un ressort à boudin 34 logé entre la périphérie extérieure de la bague 33 et la paroi 5, en butée d'une part contre une entretoise 35 elle-même en contact avec la paroi 7 et d'autre part contre un épau- lement 36 que la bague 33 présente à proximité de son extrémité transversale en contact avec la virole 29.

Ainsi, lorsque l'accélération dans le sens 4 de l'engin propulsé dépasse un seuil prédéterminé, la bague 33 tend par inertie à se rapprocher de la paroi 7 en comprimant le ressort 34, c'est-à-dire à libérer la virole 29 qui peut à son tour, par inertie, se déplacer de la position où elle obture les orifices 28 à la position où elle les dégage, pour autoriser l'échappement du ma matériau fluide 27, c'est-à-dire l'établissement de la continuité de la chaîne pyrotechnique.

Pour éviter que cette continuité s'établisse sous l'effet d'une accélération accidentelle, non liée au fonctionnement du propulseur auxiliaire dont la pression est utilisée pour l'actionnement du percuteur 19, des moyens- sont prévus pour verrouiller la bague 33, et par son intermédiaire la virole 29, dans la position correspondant à l'obturation par cette dernière des orifices 28, et pour n'autoriser la libération de ces orifices, sous l'action d'une accélération de l'engin dans le sens 4 au-delà d'un seuil d'accélération prédéterminé, que lorsque le percuteur 19 a été actionné par la pres sion régnant dans la chambre 2, après rupture de la
et de la goupille 50 membrane 11/consécutive au dépassement par cette pres- sion d'un seuil prédéterminé, c'est-à-dire lorsque le percuteur 19 est parvenu dans sa position où le téton 22 est.engagé dans la chambre 15 et a actionné l'amorce 18 (position du percuteur illustrée à la figure 2).

A cet effet, il est prévu dans la paroi du tron çon 13a de l'enveloppe tubulaire 13, à proximité de la paroi 7, un orifice 37, cylindrique de révolution autour d'une direction radiale par rapport à l'axe 6 avec un diamètre supérieur à l'épaisseur de la paroi du tronçon 13a dans cette zone ; cet orifice 37 reçoit intérieurement, à coulissement radial, une bille 38 d'un diamètre voisin, c'est-à-dire supérieur à l'épaisseur de la paroi du tronçon 13a de l'enveloppe tubulaire 13.

Lorsque le percuteur 19 occupe sa position illustrée à la figure 1, c'est-à-dire sa position la plus proche de la face de la paroi 7 tournée vers la chambre déjection 2, il présente face à l'orifice 37 un tron çon proche de son extrémité transversale portant le téton 22, tronçon présentant extérieurement -ne forme cylin drique de révolution autour de ì l'axe 6 avec un diamètre voisin du diamètre intérieur de la zone 13a de l'enveloppe tubulaire 13 ; ainsi, dans cette position du percuteur préalable à l'actionnement de celui-ci par la pression de la chambre d'éjection 2 du propulseur auxiliaire, la bille 38 est en appui sur le percuteur 19 au niveau de la périphérie intérieure de la paroi du tronçon 13a de l'en veloppe 13, et forme une saillie sur la périphérie exté- rieure de cette paroi.

Les dimensions de la bague 33 suivant l'axe 6 sont choisies telles que l'extrémité transversale de cette bague 33 la plus proche de la paroi 7 prenne alors appui contre la bille 38 dans le sens d'un rapprochement par rapport à la paroi 7, l'autre extrémité transversale de la bague 33 étant au contact de la virole 29 alors placée dans sa position la plus proche de la paroi 8 position dans laquelle elle obture les orifices 28 ainsi, la bille 38 assure un verrouillage de la bague 33, et de ce fait de la virole 29, tant que le percuteur 19 n'a pas été actionné par la pression régnant dans la cham- bre de pression 2.

Lorsque cette pression excède le seuil predéter- miné, ce qui provoque le mouvement du percuteur 19 vers la chambre 15, la pénétration du téton 22 dans celle-ci, c'est-à-dire l'actionnement de l'amorce 18 et l'initiation par celle-ci de la charge 24 du corps de retard 23, le percuteur 19 présente face à l'orifice 37 une dépression 39 par exemple en forme de gorge annulaire, de ré- volution autour de l'axe 6, aménagée entre la zone cylindrique sur laquelle butait au préalable la bille 38 et la zone cylindrique dans laquelle est aménagée la gorge 20 recevant le joint d'étanchéité 21 (position du percuteur illustrée à la figure 2).

La dimension radiale de la gorge 39 est au moins égale à la différence entre l'épaisseur de la paroi de la zone 13a de l'enveloppe tubulaire 13 et le diamètre de la bille 38, de telle sorte que celle-ci puisse en pénétrant dans la gorge 39 s'escamoter par rapport à la périphérie extérieure de la zone 13a de l'enveloppe tubulaire 13 et libérer de ce fait la bague 33, et indirectement la virole 29, dans le sens d'un rapprochement par rapport à la paroi 7.

Ce mouvement peut etre facilité lorsque, comme dans 1 'exemple illustré, on donne à 1 'extrémité transversale de la bague 33 en butée contre la bille 38 en position de stockage une forme en biseau, illustrée en 40.

Ainsi, pour que la virole 29 puisse passer de la position de stockage, illustrée à la figure 1, dans laquelle elle obture les orifices 28, à la position armée, illustrée à la figure 2, où elle libère ces orifices 28, il faut en premier lieu que le percuteur 19 ait lui-meme atteint la position armée, et ensuite que l'accélération de l'engin propulsé dans le sens 4 ait dépassé un seuil prédéterminé tel que, successivement, la bague 33 surcompensant l'action du ressort 34 puis la virole 29 se dépltsur l'enveloppe 13 en sens in- verse du sens 4.

Avantageusement, cette course est limitée en ce qui concerne la bague 33 par venue en butée d'une zone de celle-ci par exemple contre un épaulement 41 de la périphérie extérieure cylindrique de l'enveloppe 13.

Compte tenu de l'inertie de la bague 33 et de la virole 29, l'accomplissement du mouvement de ces éléments en sens inverse du sens de déplacement 4 de l'engin sous l'effet de l'accélération de celui-ci dans ce sens 4 nécessite un maintien de cette ecélération pendant un temps suffisant ; on notera en outre que c'est en fin de course, ctest- -dire immédiatement avant d'atteindre sa position la plus proche de la paroi 7, que la virole 29 libère les orifices 28 pour autoriser lUevacuation du matériau fluide 27 sous l'action du ressort 26, par l'intermédiaire du corps de retard 23.

Dans sa position de fin de course la plus proche de la paroi 7, la virole 29 se verrouille à la rotation, et de ce fait également a la translation, sur la périphé- rie extérieure cylindrique du tronçon 13b de l'enveloppe tubulaire 13 ; à cet effet comme le montrent les figures 1 et 3, il est prévu dans 1a virole 29 un orifice radial 42, fermé au niveau de la périphérie extérieure de la virole mais ouvert au niveau de sa périphérie intérieure, c'est-à-dire vers la périphérie extérieure de la zone 13b de l'enveloppe tubulaire 13 à l'intérieur de cet orifice 42 est monté à coulissement radial un doigt 43 qu'un ressort à boudin 44, travaillant a Le compression entre le doigt 43 et le fond de l'orifice, applique élastique- ment contre la périphérie extérieure cylindrique de la zone 13b de l'enveloppe tubulaire 13 g complEmen'cairement, face a la position qu'occupe l'orifice 42 lorsque la viro- le 29 atteint sa position la plus proche de la paroi 7, la périphérie extérieure cylindrique de la zone 13b de l'enveloppe tubulaire 13 présente une empreinte 45 dans laquelle le doigt 43 s'engage lorsque cette position de fin de course est atteinte.

Dans l'exemple de mise en oeuvre préféré illustré, le déplacement de la bague 33 jusqu'S sa venue en butée contre l'épaulement 41 autorise non seulement le passage de la virole 29 de la position de stockage à la position armée, dans laquelle elle est immobilisée par engagement du doigt 43 dans l'empreinte 45, mais assure par ailleurs un déverrouillage du corps de charge 23, qui peut alors se déplacer dans le sens 4 à l'intérieur du tronçon 13b de l'enveloppe tubulaire 13, par rapport à laquelle il est immobilisé en position de stockage par des moyens analogues aux moyens assurant alors l'immobilisation de la bague 33.

En effet, sur sa périphérie extérieure cylindrique de révolution autour de l'axe 6, le corps de retard 23 porte une encoche 46 et la paroi de la zone 13b de l'enveloppe tubulaire 13 présente, dans une zone située face à l'encoche 46 lorsque le corps de retard 23 occupe la position de stockage illustrée à la figure 1, un orifice traversant 47 cylindrique de révolution autour d'un axe radial avec un diamètre supérieur à l'épaisseur que présente la paroi du tronçon 13b dans cette zone ; à l'intérieur de l'orifice 47 est montée, à coulissement radial, une bille 48 présentant un diamètre voisin et qui s'engage dans l'encoche 46 lorsque le corps de retard 23 occupe la position de stockage illustrée à la figure 1, en prenant appui au niveau de la périphérie extérieure de la zone 13b de l'enveloppe 13 sur une zone étroitement complémentaire de la bague 33, zone placée face à l'orifice 47 dans cette position de stockage.

Lorsque la bague 33 parvient dans sa position la plus proche de la paroi 7, sa périphérie intérieure présente face à l'orifice 47 une gorge annulaire 49 qui autorise un mouvement centrifuge de la bille 48 au moins jusqu'à ce que cette bille ne forme plus saillie par rapport à la périphérie intérieure du tronçon 13b de l'enveloppe tubulaire 13, ce qui libère le corps de retard 23 à coulissement suivant l'axe 6 à l'intérieur du tronçon 13b de l'enveloppe tubulaire 13, dans le sens 4.

Le fonctionnement du relai, à partir de la position de stockage illustrée à la figure 1, va à présent être décrit.

Dans cette position de stockage, le percuteur 19 comme le corps de retard 23 sont situés dans leur position extrême la plus proche de la paroi 7, position dans laquelle ils sont verrouilles par rapport à l'enveloppe tubulaire 13 respectivement par la goupille radiale 50 travaillant au cisaillement et par la bille 48 ; la bague 36 et la virole 29 occupent quant à elles leur position la plus proche de la paroi 8, position dans laquel- le elles sont verrouillées par la bille 38.

A la mise à feu, la pression développée dans la chambre d'éjection 2 augmente, jusqu'à dépasser un seuil prédéterminé qui amène la rupture de la membrane kl et, la pression s'exerçant alors sur le percuteur 19, celle de la goupille 50.

Le percuteur est alors chassé dans le sens 4 et vient frapper l'amorce 18 initiant la charge retardatrice 24 du corps de retard 23 (position du percuteur illustrée à la figure 2).

Ce mouvement du percuteur libère la bille 38 vers l'axe 6 et libère de ce fait la bague à inertie 33 celle-ci se déplace alors par rapport à l'enveloppe 13 en sens inverse du sens 4 de déplacement de l'engin propulsé, sous l'effet de l'accélération de celui-ci dans ce sens, la force d'inertie s'exerçant sur la bague 36 en sens inverse du sens 4 devenant supérieureA la force de rappel du ressort 34.

La bague 36 libère à son tour la virole 29, formant volant d'inertie, ainsi que le corps de retard 23 en libérant la bille 48 dans le sens centrifuge.

L'accélération de l'engin propulsé dans le sens 4 étant maintenue pendant une durée suffisante à un seuil prédéterminé, la virole 29 formant volant d'inertie a le temps d'effectuer son mouvement combiné de translation et de rotation jusqu'à ce qu'efle atteigne sa position la plus proche de la paroi 7, position dans laquelle elle est verrouilldesur l'enveloppe tubulaire 13 par engagement du doigt 43 dans l'empreinte 45.

Ce déplacement complet de la virole 29 dégage les orifices 28 ; sous l'effet du ressort 26, l'ensemble formé par le corps de retard 23 et par sa charge 2425, qui fait office de piston, chasse le matériau fluide 27 vers le volume 30 via les orifices 28 ; au bout d'un temps prédéterminé au plus égal au délai prédéterminé de combustion de la charge de retard 24 du corps de retard 23, le système se trouve dans l'état illustré à la figure 2, ou position armée, le matériau fluide 27 ayant été complètement chassé de l'intérieur de l'enveloppe 13 et le corps de retard 23 se trouvant au contact du rebord 14 de la paroi 8, ce qui place le relai 25 du retardateur à proximité immédiate et en communication directe avec le relai 12 d'allumage de la charge d'initiation 3 du propulseur principal.

Ainsi, à la fin de la combustion de la charge de retard 24 du corps de retard 23, c'est-à-dire lorsque le relai 25 est actionné, il peut lui-même actionner le relai d'allumage 12 qui lui-même provoque l'allumage de la charge 3.

Si, par contre, par accident, la charge de retard 24 du corps de retard 23 parvient en fin de combustion avant l'expiration du délai prédéterminé à cet effet, et notamment avant l'expiration du délai nécessaire à l'éva- cuation du matériau fluide 27 à compter de l'initiation de la chambre 15 par le percuteur 19, c'est-à-dire pratiquement à compter du dégagement des orifices 28 par la virole 29 à supposer que les conditions d'accélération prédéterminées aient été atteintes, il se trouve encore entre le relai 25 du corps de retard 23 et le relai d'allumage 12 une certaine quantité de matériau fluide 27 qui empêche la transmission au relai d'allumage 12 du signal émis de façon anticipée par le relai 25.

On évite ainsi tout risque d'accident par initiation anticipée du propulseur principal.

Naturellement, le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne constitue qu'un mode de mise en oeuvre non limitatif du dispositif objet de la présente demande ; on pourra apporter de nombreuses variantes à ce dispositif sans sortir pour autant du cadre de l'invention, notamment.en vue de l'utilisation à des fins autres qu'un relai de propulsion ; le choix des sécurités et leur mode de dêverrouillage sera alors choisi de la façon la plus appropriée par l'Homme de lArt, sans que celui-ci sorte pour autant du cadre de l'invention.

Claims (21)

REVENDICATIONS

1. Relai pyrotechnique de sécurité, notamment relai pyrotechnique de propulsion, comportant

- un corps de retard comportant une entrée, une sortie, et des moyens pour émettre un signal de sortie un temps déterminé après la réception d'un signal d'initiation à l'entrée,

- des moyens émetteurs, aptes à émettre un signal d'initiation à l'entrée du corps de retard,

- des moyens récepteurs, aptes à recevoir un signal de sortie du corps de retard, caractérisé en ce que

- le corps de retard est mobile, par rapport aux moyens émetteurs et aux moyens récepteurs, entre une première position dans laquelle son entrée est en liaison fonctionnelle avec les moyens émetteurs, pour recevoir un éventuel signal d'initiation, et une deuxième position dans laquelle sa sortie est en liaison fonctionnelle avec les moyens récepteurs, pour transmettre à ces derniers un éventuel signal de sortie, et en ce qu'il est prévu.:

- des moyens tendant à faire passer le corps de retard de la première à la deuxième position,

- des moyens interdisant le passage du corps de retard à la deuxième position,

- des moyens pour escamoter les moyens interdisant le passage du corps de retard à la deuxième position, après un temps déterminé-après l'émission d'un signal d'initiation par les moyens émetteurs, ce deuxième temps étant au plus égal audit premier temps déterminé, et pour autoriser alors le passage du corps de retard à la deuxième position.

2. Relai selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens interdisant le passage du corps de retard à la deuxième position comportent un écran interposé entre la sortie du corps de retard en première position et les moyens récepteurs.

3. Relai selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'écran est défini par une enceinte déformable fermée, délimitée entre la sortie du corps de retard en première position et les moyens récepteurs, et par un matériau fluide remplissant ladite enceinte, et en ce que les moyens pour escamoter les moyens interdisant le passage du corps de retard à la deuxième position comportent des moyens pour ouvrir l'enceinte et laisser le ma- matériau fluide s'écouler hors de celle-ci.

49 Relai selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte

- une enveloppe tubulaire définissant intérieure rement une cavité présentant un axe longitudinal et une section transversale constante, les moyens émetteurs et les moyens récepteurs étant disposés respectivement a une première et à une deuxième extrémités transversales de la cavité,

- un piston définissant le corps de retard, ledit piston présentant une dimension Zongitudinale inf rieure à celle de la cavité, étant monté à coulissement longitudinal à l'intérieur de celle-ci et présentant une première extrémité transversale, avec ladite entrée, face à la première extrémité transversale de la cavité et une deuxième extrémité transversale, avec ladite sortie, face à la deuxième extrémité transversale de la cavité, les deuxièmes extrémités transversales respectives du piston et de la cavité délimitant à l'intérieur de celle-ci ladite enceinte déformable fermée, et en ce que les moyens tendant à faire passer le corps de retard de la première à la deuxième position comportent des moyens de poussée interposés entre les premieres extrémités transversales respectives du piston et de la cavité.

5. Relai selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour ouvrir l'enceinte comportent au moins un orifice aménagé dans l'enveloppe, à proximité immédiate de la deuxième extrémité transversale de celle-ci, et des moyens pour fermer ou ouvrir cet orifice.

6. Relai selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour fermer ou ouvrir ledit orifice comportent une virole montée à coulissement le long de la périphérie extérieure de l'enveloppe, entre une pre mière position où cette virole présente face a l'orifice une zone de sa périphérie intérieure et une deuxième position où elle dégage l'orifice, et en ce qu'il est prévu des moyens de verrouillage de la virole dans la pre mièvre position, propres à la libérer et à autoriser son mouvement par inertie vers la deuxième position lorsque le dispositif subit suivant l'axe, dans un sens allant de la deuxième à la première position de la virole, une accélération dépassant un seuil prédéterminé.

7. Relai selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'enveloppe et la virole présentent complémen- tairement respectivement une périphérie extérieure et une périphérie intérieure de révolution autour de l'axe, et en ce qu'il est prévu complémentairement sur la périphérie intérieure de la virole et la périphérie extérieure de l'enveloppe au moins un guide hélicoïdal et un organe en prise avec ce guide, de façon à lier un mouvement de rotation de la virole par rapport à l'enveloppe autour de l'axe au passage de la virole de la première à la deuxième position.

8. Relai selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de verrouillage de la virole dans sa deuxième position.

9. Relai selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage de la virole dans sa deuxième position comportent complémentairement sur la périphérie intérieure de la virole et la périphérie extérieure de l'enveloppe au moins un doigt apte à former saillie élastiquement par rapport à la périphérie correspondante et une empreinte, décalés l'un par rapport à l'autre dans la première position de la virole et placés en regard l'un de l'autre dans la deuxième position de celle-ci pour autoriser alors l'engagement du doigt dans l'empreinte.

10. Relai selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage de la virole en première position comportent un ressort agissant à la compression entre une zone de la virole et une zone fixe par rapport à l'enveloppe, située par rapport à ladite zone de la virole du même côté que la deuxième position de celle-ci par rapport à sa premier re position, ledit ressort autorisant le mouvement de la virole vers sa deuxième position lorsque le dispositif su- bit ladite accélération dépassant le seuil prédéterminé.

11. Relai selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage de la virole dans sa première position comportent, intercalée entre le ressort et la zone eorrespondante de la virole, au moins une zone d'une bague présentant une périphérie intérieure en contact avec la périphérie extérieure de l'enveloppe, à coulissement suivant l'axe, ladite bague présentant une masse telle que l'inertie de l'ensemble virole-masse soit suffisante pour développer une force surcompensant l'action du ressort lorsque le dispositif subit ladite accélération dépassant ledit seuil prédéterminé.

12. Relai selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage de la virole dans sa première position comportent des moyens de verrouillage mécanique de la virole dans sa première position et de déverrouillage.

13. Relai selon les revendications 11 et 12 en combinaison, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage mécanique de la virole dans sa première position et de déverrouillage comportent des moyens de verrouillage mécanique de la bague dans une position où ladite zone de celle-ci est en contact avec la virole dans sa pre mièvre position, et de déverrouillage.

14. Relai selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le déverrouillage est couplé à l'émission d'un signal d'initiation par les moyens émetteurs.

15. Relai selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens émetteurs comportent a une amorce pyrotechnique, un.percu- teur mobile entre une première position où il est placé à distance de l'amorce et une deuxième position où il est en contact avec celle-ci, et des moyens pour provoquer le passage du percuteur de la première à la deuxième position pour provoquer l'émission d'un signal d'initiation.

16. Relai selon la revendication 15 en combinaison avec l'une quelconque des revendications 4 à 14, caractérisé en ce que l'enveloppe présente, dans le prolongement de la cavité, au-del de la première extrémité de celle-ci suivant l'axe, une chambre de section transver sale constante, en communication avec ladite cavité via un orifice axial dans lequel est logée l'amorce, en ce que le percuteur est monté à coulissement à l'intérieur de ladite chambre, sa première position étant définie par sa position la plus éloignée de la première extremi- té de la cavité et sa deuxième position par sa position où il est adjacent à cette première extrémité.

17. Relai selon les revendications 16 et 13 encombinaison, caractérisé en ce l'enveloppe présente en regard de ladite chambre un orifice traversant radial dont la section présente des dimensions supérieures a l'épaisseur de la paroi de l'enveloppe, en ce qu'une bille dont le diamètre est voisin de ces dimensions de la section de l'orifice est engagée dans celui-ci, en ce que le percuteur présente dans sa première position, face à l'orifice, une zone de sa périphérie extérieure complémentaire de la périphérie intérieure de la chambre pour former un appui dans le sens centripète pour la bille et mettre celle-ci en saillie radiale par rapport à la périphérie extérieure de l'enveloppe1 en ce que la périphérie extérieure du percuteur présente une zone-en dépression décalée par rapport à l'orifice dans la pre mièvre position du percuteur et située en regard de l'orifice dans la deuxième position du percuteur, pour rece- voir au moins partiellement la bille dans cette deuxième position et escamoter la saillie formée par la bille à l'extérieur de l'enveloppe, et en ce que la bague comporte une contrepartie de butée pour la bille, située en regard de l'orifice lorsque la bague occupe sa position correspondant à la première position de la virole, pour être alors en butée contre la bille lorsque celle-ci forme une saillie radiale à l'extérieur de l'enveloppe.

18. Relai selon l'une quelconque des revendications 16 et 17, destiné à assurer un relai temporisé de propulsion entre une chambre d'éjection d'un premier propulseur et une charge d'initiation d'un deuxième propulseur, caractérisé en ce que la chambre de l'enveloppe communique avec la chambre d'éjection a l'opposé de ladite première extrémité, en ce que le percuteur présente une périphérie extérieure en contact étanche avec la périphérie intérieure de la chambre, en ce que les moyens récepteurs sont en liaison fonctionnelle avec la charge d'initiation du deuxième propulseur, et en ce que l'ensemble du relai est logé dans un volume isolé de façon étanche de la chambre d'éjection, de la charge d'initiation du deuxième propulseur, et de l'extérieur.

19. Relai selon la revendication 18, caractériséen ce qu'une membrane se rompant sous 1 'action d'une pression dépassant ledit seuil prédéterminé est interposée entre la chambre d'éjection et la chambre de l'enveloppe.

20. Relai selon l'une quelconque des revendications 18 et 19, caractérisé en ce qu'une clavette radiale travaillant au cisaillement relie la périphérie extérieure du percuteur à la périphérie intérieure de la chambre dans la première position du percuteur, ladite clavette se rompant lorsque le percuteur est soumis, du côté de la chambre d'éjection, à une pression dépassant ledit seuil prédéterminé.

21. Relai selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de verrouillage mécanique du corps de retard dans sa première position, et des moyens pour le déverrouiller quand le dispositif subit, dans un sens allant de la pre mière vers la deuxième position du corps de retard, une accélération dépassant un seuil prédéterminé.

22. Relai selon les revendications 21 et il en combinaison, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage mécanique du corps de retard dans la première position de celui-ci et de déverrouillage comportent1 dans une zone de la paroi de la cavité placée en regard de la périphérie intérieure de la bague dans la position de celle-ci correspondant à la première position de la virole, un orifice traversant radial présentant une section dont les dimensions sont Supérieures à l'épaisseur de ladite paroi, en ce qu'une bille présentant un diamètre voisin desdites dimensions est engagée dans l'orifice, en contact avec la périphérie intérieure de la bague dans la position de celle-ci correspondant à la première position de la virole pour former alors saillie à l'in- térieur de la cavité, en ce que la périphérie extérieure du corps de retard présente, en regard de lorifice dans la première position du corps de retard, une encoche apte à recevoir la saillie formée par la bille et à définir complémentairement avec celle-ci une butée, et en ce que la périphérie intérieure de la bague présente une encoche de-calée par rapport à l'orifice dans la position de la bague correspondant à la première position de la virole et placée en regard de l'orifice dans la position de la bague correspondant a la deuxième position de la virole, pour autoriser alors l'escamotage de la bille par rapport à la périphérie intérieure de la chambre et le mouvement du corps de retard vers sa deuxième position.