FR2557969A1 - Braking device for a pyrotechnic movable element and its use in a shell-nose fuse - Google Patents

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Abstract

The technical sector of the present invention is that of shell-nose fuses comprising a pyrotechnically active movable element. The device according to the invention comprises: an explosive relay charge 1 intended to be primed by means of a movable element 2. The movable element 2 is surmounted by a percussion igniter 8 initiated upon impact by a striker 7. Under the effect of the pressure of the gases released by the igniter 8, the movable element is projected along a conduit 9, at the bottom of which a braking tube 10 is arranged. The movable element 2 is braked by being forced into the braking tube 10, the inside diameter of the latter being slightly smaller than the outside diameter of the movable element. After the combustion of a delayed-action composition 4, the primary explosive 5, then the secondary explosive 6, then the relay charge 1 and the charge 15 are initiated. The invention is used in the sector of armaments and especially for medium-calibre projectiles.

Description

DISPOSITIF DE FREINAGE D'UN MOBILE PYROTECHNIQUE
ET APPLICATION A UNE FUSEE D'OGIVE D'OBUS
Le secteur technique de la présente invention est celui des systèmes d'amorçage de charges explosives du type nécessitant le déplacement d'un mobile pyrotechniquement actif.
BRAKING DEVICE OF A PYROTECHNIC MOBILE
AND APPLICATION TO A SHELL HEAD ROCKET
The technical sector of the present invention is that of initiating systems for explosive charges of the type requiring the movement of a pyrotechnically active mobile.

L'utilisation d'un mobile dans les systèmes d'amorçage est très connue pour initier une charge explosive d'un projectile muni d'une fusée d'ogive. Ces systèmes fonctionnent de la façon suivante : au moment de l'impact de la fusée d'ogive sur la cible un mobile se met en mouvement pour aller initier au bout de sa course une charge relais capable d'exciter la charge explosive. A titre indicatif, on peut citer les brevets français 2 417 746 et belge 522 213. Toutefois, lorsque la force de projection du mobile est grande, on peut constater une déformation du mobile a son arrivée qui risque de le désorganiser et de provoquer soit un non fonctionnement, soit une auto-excitation du mobile qui ferait fonctionner prématurément la munition et avec une puissance inférieure, si le mobile comporte un retard de fonctionnement. The use of a mobile in initiation systems is well known for initiating an explosive charge of a projectile provided with a warhead rocket. These systems work in the following way: at the moment of the impact of the warhead rocket on the target, a mobile sets in motion to go and initiate, at the end of its travel, a relay charge capable of exciting the explosive charge. As an indication, we can cite the French patents 2 417 746 and Belgian 522 213. However, when the force of projection of the mobile is large, one can note a deformation of the mobile on its arrival which is likely to disorganize it and cause either a non-operation, ie self-excitation of the mobile which would operate the munition prematurely and with lower power, if the mobile has an operating delay.

La force de propulsion est le plus souvent générée par les gaz produits par un élément pyrotechnique auxiliaire excité a l'impact de la fusée sur la cible ; elle peut donc varier dans de très grandes proportions, ne serait-ce qu'a cause des utilisations aux températures extrêmes. L'emploi de ce type d'amorçage nécessite de concevoir des moyens interdisant cette déformation du mobile pour accroitre la fiabilité de la chaîne pyrotechnique. The propelling force is most often generated by the gases produced by an auxiliary pyrotechnic element excited at the impact of the rocket on the target; it can therefore vary in very large proportions, if only because of use at extreme temperatures. The use of this type of ignition requires the design of means prohibiting this deformation of the mobile to increase the reliability of the pyrotechnic chain.

Le but de la présente invention est de fournir un dispositif permettant de freiner un mobile actif à retard incorporé afin de provoquer un fonctionnement correct quelle que soit la vitesse de propulsion du mobile dans une très grande plage de grandeurs.  The object of the present invention is to provide a device making it possible to brake an active mobile with incorporated delay in order to cause correct operation whatever the propulsion speed of the mobile in a very large range of quantities.

L'invention a donc pour objet un dispositif de freinage d'un mobile pyrotechniquement actif, destiné à équiper une fusée d'ogive d'un obus, ledit mobile se déplaçant à grande vitesse le long d'un conduit et s'immobilisant à l'extrémité de ce conduit dans le but d'amorcer une charge explosive, caractérisé en ce que le dispositif de freinage est constitué par un tube placé à l'extrémité du conduit, dont le diamètre intérieur est sensiblement inférieur au diametre extérieur du mobile, le freinage étant réalisé par forcement du mobile dans le tube. The invention therefore relates to a braking device of a pyrotechnically active mobile, intended to equip a warhead rocket with a shell, said mobile moving at high speed along a conduit and coming to rest at end of this conduit for the purpose of initiating an explosive charge, characterized in that the braking device consists of a tube placed at the end of the conduit, the internal diameter of which is substantially less than the external diameter of the mobile, the braking being achieved by forcing the mobile in the tube.

Selon une autre caractéristique, le tube est évasé à son extrémité par laquelle entre le mobile, et est muni d'un fond troué placé en regard d'un relais de détonation ou d'une charge explosive.According to another characteristic, the tube is flared at its end by which between the mobile, and is provided with a perforated bottom placed opposite a detonation relay or an explosive charge.

Selon une autre caractéristique, le mobile est mis en mouvement au moment de l'impact du projectile sur la cible par une amorce génératrice de gaz. According to another characteristic, the mobile is set in motion at the time of the impact of the projectile on the target by a gas-generating primer.

Selon un mode de réalisation particulier, le mobile comporte un retard d'initiation qui peut être réalisé par exemple par un retard pyrotechnique placé dans le mobile et initié à l'impact du projectile. According to a particular embodiment, the mobile comprises an initiation delay which can be achieved for example by a pyrotechnic delay placed in the mobile and initiated at the impact of the projectile.

Un avantage de la présente invention réside en ce que le freinage du mobile d'amorçage est réalisé sans déformation de celui-ci, et lui conservant de ce fait ses qualités initiales. An advantage of the present invention resides in that the braking of the initiating mobile is carried out without deformation thereof, and thereby retaining its initial qualities.

Un autre avantage réside en ce que le freinage peut être ajusté de façon simple, fiable et de manière reproductible. Another advantage is that the braking can be adjusted simply, reliably and reproducibly.

Un autre avantage réside en ce qu'on évite la détonation anormale du relais détonateur que comporte le mobile. Another advantage is that it avoids the abnormal detonation of the detonator relay that the mobile comprises.

Un autre avantage réside en ce qu'on évite la détonation prématurée du détonateur par choc lorsqu'un retard de fonctionnement est intégré au mobile.  Another advantage is that it avoids premature detonation of the detonator by impact when an operating delay is integrated into the mobile.

D'autres avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide du complément de description qui va suivre de modes de réalisation donnés à titre d'exemple en relation avec des dessins dans lesquels
- la figure la illustre un mode de réalisation de l'invention
- la figure lb représente un mode particulier de réalisation
du tube-frein,
- la figure 2 illustre le fonctionnement du dispositif,
- la figure 3 illustre un exemple d'application du dispositif
selon l'invention,
- la figure 4 illustre l'un des avantages de l'invention.
Other advantages of the invention will be better understood with the aid of the additional description which follows of embodiments given by way of example in relation to the drawings in which
- Figure la illustrates an embodiment of the invention
- Figure lb shows a particular embodiment
brake tube,
FIG. 2 illustrates the operation of the device,
- Figure 3 illustrates an example of application of the device
according to the invention,
- Figure 4 illustrates one of the advantages of the invention.

La figure la représente un dispositif de mise à feu d'une charge-relais explosive 1 à l'aide d'un mobile 2 maintenu par un collet de cisaillement 3. Ce mobile comporte une couche de composition fusante retardatrice 4 placée en amont d'une couche d'explosif primaire 5 capable d'amorcer une charge d'explosif secondaire 6. Le mobile 2 est surmonté par un inflammateur à percussion 8 susceptible d'être initié par un percuteur 7. Un conduit 9 de diametre légèrement supérieur au diamètre extérieur du mobile 2 est placé entre ce dernier et la charge-relais explosive 1. Dans la partie de ce conduit placée au voisinage de la charge 1 est placé un dispositif de freinage. FIG. 1a represents a device for igniting an explosive relay charge 1 using a mobile 2 held by a shear collar 3. This mobile comprises a layer of retardant fusing composition 4 placed upstream of a primary explosive layer 5 capable of initiating a secondary explosive charge 6. The mobile 2 is surmounted by a percussion igniter 8 capable of being initiated by a striker 7. A duct 9 of diameter slightly greater than the outside diameter of the mobile 2 is placed between the latter and the explosive relay load 1. In the part of this conduit placed in the vicinity of the load 1 is placed a braking device.

Ce dispositif de freinage est constitué par un tube 10 calibré en fonction de la géométrie du mobile 2 et de la grandeur moyenne de l'énergie cinétique résiduelle qu'il possède à son arrivée dans le tube situé en fin de sa course. Le tube 10 réalisé
en matériau- déformable n'admet la pénétration du mobile dans-sa
cavité qu'en subissant une déformation selon son diamètre,
permettant ainsi une-décélération progressive du mobile jusqu'à son
arrivée au fond du tube ou très proche de ce fond en évitant le
phénomène de rebond.
This braking device is constituted by a tube 10 calibrated as a function of the geometry of the mobile 2 and of the average magnitude of the residual kinetic energy which it has on its arrival in the tube situated at the end of its travel. The tube 10 produced
in deformable material does not allow the penetration of the mobile into its
cavity that undergoing a deformation according to its diameter,
thus allowing progressive deceleration of the mobile to its
arrival at the bottom of the tube or very close to this bottom avoiding the
rebound phenomenon.

Ce système de freinage peut être constitué
- par un tube en aluminium à l'état recuit dont l'entrée 11 est
évasée et dont on aura ajusté le diamètre intérieur, l'épaisseur de
la paroi et la longueur en fonction des caractéristiques de
diamètre, de masse et de vitesse moyenne du mobile. Ce tube possede
un fond troué 12 (fig.la) qui, en augmentant l'effort de
déformation quand le mobile arrive à cet endroit, évite le choc de
l'extrémité du mobile contre la paroi 13 du réceptacle protégeant
la charge relais 1 à amorcer,
- par un tube simplement évasé (voir fig.lb), également en
aluminium recuit et calibré de la même manière que le tube de
l'exemple de réalisation précédent.Cette vers-ion est de préférence
utilisée lorsque l'on souhaite une mise à poste du mobile sans
qu'il subsiste d'espace d'air entre le fond du mobile 2 et la
paroi 13 du réceptable. Toutefois, il faut admettre qu'il y ait un
choc à l'arrivée du mobile, même s'il est fortement amoindri par
son forcement dans le tube. Cette configuration n'est donc
utilisable que si la structure interne du mobile peut accepter ce
léger choc terminal sans dommage.
This braking system can be constituted
- by an annealed aluminum tube, the inlet 11 of which is
flared and whose inner diameter, the thickness of
the wall and the length according to the characteristics of
diameter, mass and average speed of the mobile. This tube has
a perforated bottom 12 (fig.la) which, by increasing the effort of
deformation when the mobile arrives at this place, avoids the shock of
the end of the mobile against the wall 13 of the receptacle protecting
the relay load 1 to be started,
- by a simply flared tube (see fig.lb), also in
aluminum annealed and calibrated in the same way as the tube
the previous embodiment example. This version is preferably
used when you want an extension of the mobile without
there is air space between the bottom of the mobile 2 and the
wall 13 of the receptacle. However, it must be admitted that there is a
shock upon arrival of the mobile, even if it is greatly reduced by
its forcing in the tube. This configuration is therefore
usable only if the internal structure of the mobile can accept this
slight terminal shock without damage.

Le dispositif selon l'invention fonctionne de la façon suivante. The device according to the invention operates as follows.

Lors de la mise en action du percuteur 7, l'inflammateur à
percussion 8 est initié- et remplit deux fonctions : les gaz chauds qu'il émet allument la couche retardatrice 4 et agissent sur la
tête du mobile 2, cisaillant le collet calibré 3 et propulsant le
mobile dont la couche retardatrice 4 est en cours de combustion.
When the striker 7 is put into action, the igniter
percussion 8 is initiated - and fulfills two functions: the hot gases it emits ignite the retarding layer 4 and act on the
head of mobile 2, shearing the calibrated collar 3 and propelling the
mobile whose retarding layer 4 is being burned.

Le mobile alors en mouvement est reçu par le tube-frein 10 en forçant son passage ce qui crée une décélération progressive jusqu'à son arrivée en position terminale, position pour laquelle il est apte à transmettre la détonation au relais explosif 1, lequel la transmet au chargement explosif principal.The mobile then in motion is received by the brake tube 10 by forcing its passage which creates a progressive deceleration until it arrives in the terminal position, position for which it is able to transmit the detonation to the explosive relay 1, which transmits it at the main explosive charge.

Dans ces deux cas de figure, l'alésage 14 qui entoure le tube-frein 11 est calibré de manière à accepter exactement le gonflement du tube-frein mais pas plus, de façon à éviter le risque du plissage et de tassement du tube.In these two cases, the bore 14 which surrounds the brake tube 11 is calibrated so as to accept exactly the inflation of the brake tube but not more, so as to avoid the risk of wrinkling and packing of the tube.

Dans cet exemple particulier de réalisation
- le mobile 2 est constitué par un étui en acier inoxydable dont les dimensions sont
h = 5,6 mm
ext = 4,2 mm et dont la masse est de 420 mg.,
- le tube-frein 10 est en aluminium A5 à l'état recuit
int = 4,00 mm
ext = 5,00 mm
0 alésage 15 = 5,20 mm
épaisseur du fond 13 = 0,5 mm
trou = 3 mm
h = 6,5 mm
Le forcément du mobile dans la douille-frein à été taré à 800
Newtons à l'aide d'une presse dynamométrique.
In this particular example of realization
- the mobile 2 is constituted by a stainless steel case whose dimensions are
h = 5.6 mm
ext = 4.2 mm and whose mass is 420 mg.,
- the brake tube 10 is made of A5 aluminum in the annealed condition
int = 4.00 mm
ext = 5.00 mm
0 bore 15 = 5.20 mm
bottom thickness 13 = 0.5 mm
hole = 3 mm
h = 6.5 mm
The inevitably of the mobile in the brake sleeve has been tared to 800
Newtons using a torque press.

La vitesse moyenne du mobile pendant son parcours est de l'ordre de 150 m/s. On voit que cette vitesse, dans le cas ou on n'aurait pas utilisé de dispositif de freinage, aurait été très suffisante pour initier l'explosif primaire du mobile sous l'effet de l'onde de choc, ce qui aurait provoqué un mauvais fonctionnement de la fusée en annulant le fonctionnement prévu seulement en fin de combustion de la couche retardatrice.The average speed of the mobile during its journey is around 150 m / s. We see that this speed, in the case where we would not have used a braking device, would have been very sufficient to initiate the primary explosive of the mobile under the effect of the shock wave, which would have caused a bad operation of the rocket by canceling the operation provided only at the end of combustion of the retarding layer.

La figure 3 représente un exemple d'application du dispositif selon l'invention à un obus de moyen calibre renfermant un explosif 15 placé dans un corps 16. L'obus est équipé d'une fusée 17 assurant les sécurités de stockage et de bouche et fonctionnant à l'impact.FIG. 3 represents an example of application of the device according to the invention to a medium caliber shell containing an explosive 15 placed in a body 16. The shell is equipped with a rocket 17 ensuring the security of storage and of muzzle and operating at impact.

Cette fusée comprend notamment un percuteur 7, un rotor 18 utilisé comme interrupteur de chaine pyrotechnique représenté en position armée sur cette figure. Dans ce rotor est placé le mobile 2 comme enseigné ci-dessus en relation avec la figure 1. Ce type de munition, avec amorçage retardé de la charge explosive, permet d'agresser plus efficacement des cibles légères en détonant à l'intérieur de la structure.This rocket notably includes a striker 7, a rotor 18 used as a pyrotechnic chain switch shown in the armed position in this figure. In this rotor is placed the mobile 2 as taught above in relation to FIG. 1. This type of ammunition, with delayed initiation of the explosive charge, makes it possible to more effectively attack light targets by detonating inside the structure.

La figure 4 montre que l'adoption du dispositif selon l'invention augmente les probabilités de fonctionnement de la munition lorsque le tir est effectué très obliquement sous des angles supérieurs à 80 degrés d'angle par rapport à la normale ; en effet, avec les fusées classiques à chaines pyrotechniques fixes et à retard de fonctionnement, il arrive alors fréquemment que la fusée d'ogive se casse sous l'effet de la contrainte latérale imposée par la cible désorganisant ainsi la chaine d'amorçage ; l'invention permet de conserver l'efficacité de la transmission puisque le mobile est propulsé de l'ogive de la fusée avant qu'elle ne se détache et qu'il est réceptionné par le frein qui le conserve en bon état jusqu'à l'instant prévu du fonctionnement. FIG. 4 shows that the adoption of the device according to the invention increases the probabilities of operation of the ammunition when the shot is taken very obliquely at angles greater than 80 degrees of angle relative to normal; indeed, with conventional rockets with fixed pyrotechnic chains and delayed operation, it often happens that the warhead rocket breaks under the effect of the lateral stress imposed by the target thus disorganizing the priming chain; the invention makes it possible to maintain the efficiency of the transmission since the mobile is propelled by the rocket warhead before it detaches and it is received by the brake which keeps it in good condition until the 'expected time of operation.

Claims (5)

R E V E N O I C A T I O N SR E V E N O I C A T I O N S 1 - Dispositif de freinage d'un mobile pyrotechniquement actif, destiné par exemple à équiper une fusée d'ogive d'un obus, ledit mobile se déplaçant a grande vitesse le long d'un conduit et s'immobilisant a l'extrémité de ce conduit dans le but d'amorcer une charge explosive, caractérisé en ce que le dispositif de freinage est constitué par un tube placé à l'extrémité du conduit, dont le diamètre intérieur est sensiblement inférieur au diamètre extérieur du mobile, le freinage étant réalisé par forcement du mobile dans le tube.1 - Braking device of a pyrotechnically active mobile, intended for example to equip a warhead rocket with a shell, said mobile moving at high speed along a conduit and immobilizing at the end of this conduit for the purpose of initiating an explosive charge, characterized in that the braking device consists of a tube placed at the end of the conduit, the internal diameter of which is substantially less than the external diameter of the mobile, the braking being carried out by forcing the mobile in the tube. 2 - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube est évasé à son extrémité par laquelle entre le mobile, et est muni d'un fond troué placé en regard d'un relais de détonation ou d'une charge explosive.2 - Device according to claim 1, characterized in that the tube is flared at its end by which between the mobile, and is provided with a perforated bottom placed opposite a detonation relay or an explosive charge. 3-- Dispositif, selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le mobil-e est mis en mouvement au moment de l'impact du projectile sur la cible par une amorce génératrice de gaz.3-- Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the mobil-e is set in motion at the time of impact of the projectile on the target by a gas generating primer. 4 - Dispositif, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mobile comporte un retard d'initiation.4 - Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mobile has an initiation delay. 5 - Dispositif, selon la revendication 4, caractérisé en ce que le retard d'initiation est réalisé par un retard pyrotechnique placé dans le mobile et initié à l'impact du projectile sur la cible par l'amorce génératrice de gaz. 5 - Device according to claim 4, characterized in that the initiation delay is achieved by a pyrotechnic delay placed in the mobile and initiated at the impact of the projectile on the target by the gas-generating primer.
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