FR2560984A1 - Dispositif electrique d'initiation pyrotechnique du genre detonateur et fusee incorporant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF ELECTRONIQUE D'INITIATION PYROTECHNIQUE, DU GENRE DETONATEUR, QUI COMPREND UN CARTER 11 ALLONGE ELECTRIQUEMENT CONDUCTEUR ET FORMANT ELECTRODE PRINCIPALE QUI PRESENTE UN EPAULEMENT INTERNE RADIAL 15, UNE DOUILLE 20 ELECTRIQUEMENT ISOLANTE, MUNIE D'UN ALESAGE INTERNE 23 ET DONT LA SURFACE RADIALE 22 INTERNE AU CARTER EST SENSIBLEMENT COPLANAIRE A L'EPAULEMENT RADIAL 15 DU CARTER, UNE ELECTRODE CENTRALE 30 EN UN MATERIAU ELECTRIQUEMENT CONDUCTEUR, INTRODUITE DANS L'ALESAGE INTERNE 23 DE LA DOUILLE, DE TELLE SORTE QUE SA SURFACE RADIALE EXTREME 31 INTERNE AU CARTER SOIT EGALEMENT SENSIBLEMENT COPLANAIRE A L'EPAULEMENT 15 DU CARTER, ET UNE COMPOSITION PYROTECHNIQUE 40 LOGEE DANS LE CARTER AU CONTACT DUDIT EPAULEMENT 15 DU CARTER ET DES SURFACES RADIALES 22, 31 DE LA DOUILLE 20 ET DE L'ELECTRODE CENTRALE 30. LA PRESENTE INVENTION CONCERNE EGALEMENT UNE FUSEE INCORPORANT UN TEL DETONATEUR.

Description

La présente invention concerne les dispositifs
électriques d'initiation pyrotechnique.

La présente invention concerne plus précisément
un dispositif électrique du genre détonateur, pour initia
tion pyrotechnique, ainsi qu'une fusée incorporant
un tel dispositif. Dans la suite de la description, on
appellera fusée l'ensemble d'une munition éjectée par un
lanceur.

Les dispositifs électriques d'initiation pyrotechnique les plus classiques comprennent un élément électriquement résistif reliant deux plots de contact électrique, et disposé dans ou à proximité d'une composition pyrotechnique. L'initiation de ladite composition est réalisée par échauffement de l'élément résistif, à la suite du pass d'un courant dans celui-ci, résultant de l'application d'une tension sur les plots de contact électrique reliés à cet élément résistif.

Des dispositifs électriques d'initiation pyrotechnique généralement similaires utilisent les propriétés de conduction électrique de la composition pyrotechnique elle-même et sont de ce fait dépourvus d'élément-résistif.

De tels dispositifs électriques, dénommés géné- ralement "dispositif à filament chaud" sont en général déclenchés par des tensions de l'ordre de quelques Volts ou quelques dizaines de Volts générées par des systèmes du type batterie électrique ou équivalent.

Toutefois, on a constaté dans ia pratique que de tels dispositifs électriques d'initiation pyrotechnique à filament chaud sont très sensibles, en raison notamment de leur faible tension de commande, à l'électricité statique, cu encore à la propagation d'ondes radar environnante.

Il en résulte que de tels dispositifs peuvent
être amorces accidentellement
On a tenté d'éliminer cet inconvénient en proposant, comme cela est décrit et représenté dans les demandes de brevet publiées en France sous les no 2 311 272 et 2 408 812, des ensembles de mise à feu électriques compor tant deux électrodes indépendantes adjacentes à une composition pyrotechnique. L'amorçage de celle -ci est réalisée lorsque la tension appliquée aux bornes desdites électrodes dépasse la tension de claquage électrique de l'élément diélectrique intercalé entre celles-ci.

Sur le plan de la théorie, une telle disposition.

donne effectivement satisfaction dans la mesure où les systèmes de mise à feu sont alors quasi insensibles aux basses tensions appliquées accidentellement entre les électrodes.

Toutefois, les différents dispositifs jusqu'ici proposés et relevant de ce principe, s'avèrent à la fois particulièrement complexes, coûteux et peu fiables.

La présente invention rient maintenant améliorer la situation en proposant un nouveau dispositif électrique d'initiation pyrotechnique du genre détonateur qui comprend:
- un carter allongé réalisé en un matériau électriquement conducteur, qui présente un épaulement interne radial, et forme électrode principale.

- une douille auxiliaire réalisée en un matériau électriquement isolant s'étendant dans l'axe du carter allongé, munie d'un alésage interne et dont la surface radiale interne au carter est sensiblement coplanaire à l'épaulement radial du carter,
- une électrode centrale réalisée en un matériau électriquement conducteur, introduite dans l'alésage interne de la douille, de telle sorte que sa surface radiale extrême interne au carter soit également sensiblement coplanaire à l'épaulement du carter, et
- une composition pyrotechnique logée dans le carter au contact dudit épaulement de celui-ci et des surfaces radiales de la douille et de l'électrode centrale.

Selon un mode de réalisation avantageux, l'épaulement interne du carter est formé d'un fourreau réalisé en un matériau électriquement conducteur, inséré dans l'enveloppe cylindrique du carter et en appui contre une nervure annulaire interne prévue dans celle-ci.

Plus précisément encore, de préférence, la douille est immobilisée dans le carter par filetage tandis que l'électrode centrale est immobilisée dans la douille grâce à un emmanchement serré, complété le cas échéant par un encliquetage de structures de forme complémentaire.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la composition pyrotechnique comprend de l'azoture de plomb dextriné.

Plus précisément, selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, la composition pyrotechnique comprend d'une part une charge primaire d'azoture de plomb dextriné en contact avec l'épaulement interne du carter, et les surfaces radiales de la douille et de l'électrode centrale, d'autre part une charge de tétranitrate de pentaérythritol en contact avec la charge primaire.

Des essais réalisés par le Demandeur sur un tel dispositif électrique d'initiation pyrotechnique ont donné pleinement satisfaction, en particulier sur le plan robustesse et fiabilité.

La simplicité de réalisation et le faible coût sont également à souligner et ressortiront en particulier de la description détaillée qui va suivre.

La présente invention concerne également une fusée comprenant un détonateur électrique à étincelage d'initiation pyrotechnique du type Fécité,qui comprend par ailleurs
- un manchon externe réalisé en un matériau électriquement isolant qui loge
- un corps réalisé en un matériau électriquement conducteur définissant une voie de guidage sur laquelle est guidé à déplacement
- un tiroir portant le détonateur électrique à étincelage-, entre une première position, de sécurité, et une seconde position, d'utilisation,
- une composition pyrotechnique formant relais disposée en regard du détonateur électrique lorsque celuici est disposé dans sa seconde position,
- des moyens élastiques sollicitant le déplacement du tiroir vers la seconde position,
- des moyens d'arrêt immobilisant initialement le tiroir dans sa première position, de sécurité,
- des éléments électriquement conducteurs disposés sur la voie de guidage du corps, au niveau de la première position du tiroir,pour relier les électrodes du détonateur électrique entre elles et à la masse lorsque le tiroir est dans la première position, et
- deux plots de contact électriquement conducteurs disposés sur le manchon et portés respectivement au contact des électrodes du détonateur électrique lorsque le tiroir est déplacé dans la deuxième position.

De façon préférentielle, le tiroir porte détonateur et le corps guidant celui-ci sont réalisés en un matériau électriquement conducteur, le corps étant en contact électrique permanent avec l'un des plots de contact disposés sur le manchon tandis que le tiroir est lui-même en contact permanent avec le corps et que le tiroir porte un piston sollicité par ressort et qui vient en appui contre l'autre plot lorsque le tiroir est dans la première position de sécurité.

Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, l'une des électrodes du détonateur électrique est reliée au tiroir tandis que la seconde électrode du détonateur électrique est reliée à un piston auxiliaire sollicité par ressort et porté en appui contre ledit autre plot lorsque le tiroir est déplacé dans la seconde position d'utilisation.

Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le piston auxiliaire est adapté pour reposer contre lesdits éléments électriquement conducteurs disposés sur la voie de guidage lorsque le tiroir est dans la première position, de sécurité.

De façon avantageuse, les moyens d'arrêt comprennent des moyens sensibles à la décélération de la fusée suivant l'expulsion de celle-ci et un organe de butée initialement en saillie sur la voie de guidage pour immobiliser le tiroir dans la première position, de sécurité, les moyens sensibles à la décélération de la fusée étant adaptés pour induire le retrait dudit organe de butée après détection d'une telle décélération.

Selon un mode de réalisation particulier, l'organe de butée est formé d'une bille de sécurité et les moyens sensibles à la décélération de la fusée comprennent une masselotte chargée par ressort et guidée en translation dans l'axe de la fusée, ainsi qu'une bille d'armement qui limite initialement le déplacement de la masselotte sollicité par ressort de telle sorte que celle-ci maintienne la bille de sécurité en saillie sur la voie de guidage, pour immobiliser le tiroir en première position, de sécurité, la bille d'armement étant cependant susceptible d'être délogée lorsque la masselotte se déplace à l'encontre de la force du ressort lors d'une phase de décé- lération pour autoriser à la fin de celle-ci, une course supérieure de la masselotte en retour, afin de libérer alors la bille de sécurité et le tiroir.

Selon une autre variante avantageuse de réalisation, susceptible également d'être combinée avec l'organe de butée et les moyens sensibles à la décélération précités, les moyens d'arret comprennent un verrou disposé initialement en saillie sur la voie de guidage pour bloquer le tiroir dans la première position, de sécurité, une composition pyrotechnique en appui contre le verrou et des moyens pyrotechniques auxiliaires aptes à initier la combustion de ladite composition pyrotechnique pour libérer le verrou.

De préférence, les moyens pyrotechniques auxiliaires comprennent un percuteur et une amorce qui est initiée par le percuteur lors d'un impact, ladite amorce communiquant par l'intermédiaire d'un canal de transmission de feu avec la composition pyrotechnique isposée en appui contre le verrou.

Par ailleurs, de façon préférentielle, la
fusée comprend en outre une chai ne pyrotechnique munie d'un retard pyrotechnique sensible à l'initiation des moyens pyrotechniques auxiliaires pour assurer la destruction de la fusée à la fin de la combustion du retard, si cette destruction n'est pas encore intervenue.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif, qui doivent être considérés comme intégrés à la description par la référence qui leur est faite ici, et sur lesquels
- la figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif électrique d'initiation électrique pyrotechnique, du genre détonateur, conforme à la présente invention,
- la figure 2 représente une vue en coupe axiale longitudinale, selon un plan de coupe référencé II-II sur la figure 4, d'un ensemble destiné à être intégré à une tête de fusée conforme à la présente invention et comprenant un détonateur à étincelage tel que représenté sur la figure 1, le tiroir porte-détonateur étant disposé en première position, de sécurité,
- la figure 3 représente une vue en coupe trans versale selon des demi-plans de coupe non coplanaires référencés III-III sur la figure 5, du même ensemble,
- la figure 4 représente une vue en coupe transversale du même ensemble selon un plan de coupe référencé
IV-IV sur la figure 2,
- la figure 5 représente une vue schématique, partiellement en coupe longitudinale axiale, du même ensemble selon un plan de coupe référencé V-V sur la figure 3 et orthogonal au plan de coupe de la figure 2,
- la figure 6 représente une vue partielle en coupe longitudinale du même ensemble selon un plan de coupe référencé VI-VI sur la figure 3,
- la figure 7 représente schématiquement une tête de fusée incorporant un tel ensemble muni d'un détonateur à étincelage.

On va dans un premier temps décrire la structure du dispositif électrique d'initiation pyrotechnique, du genre détonateur à étincelage, représenté sur la figure 1.

Ce détonateur 10 comprend un carter allongé 11 généralement cylindrique, d'axe 0-0, réalisé en un matériau électriquement conducteur, et qui loge une douille auxiliaire 20 réalisée en un matériau électriquement isolant, une électrode centrale 30 de section circulaire réalisée en un matériau électriquement conducteur, et une composition pyrotechnique portant la référence générale 40.

Plus précisément encore, le carter cylindrique 11 loge un fourreau 12 réalisé en un matériau électriquement conducteur d'enveloppe cylindrique coaxiale au carter 11 et dont le diamètre externe correspond sensiblement au diamètre interne dudit carter Comme cela est représenté sur la figure 1, le fourreau 12 est par ailleurs porté en appui contre une nervure annulaire interne 13 prévue à une extrémité du carter 11. Ainsi, l'une des surfaces radiales extrêmes 14 du fourreau repose contre la nervure annulaire 13, tandis que la surface radiale extrême opposée 15, en forme de couronne, délimite un épaulement interne radial à l'intérieur du carter 11.

De plus, le fourreau 12 est muni d'un taraudage 16 apte à recevoir en fixation la douille 20 filetée sur une partie de sa périphérie en 21. On remarquera d'une part que le diamètre externe de la douille 20 sur sa portion non filetée correspond sensiblement au diamètre interne de la nervure annulaire 13, et que d'autre part en position assemblée, la surface radiale 22 de la douille 20, interne au carter 11, est sensiblement coplanaire à l'e- paulement 15 du carter.

L'électrode centrale 30 est introduite dans l'alésage interne 23 de la douille 2Q, coaxialement au carter 11, de telle sorte que, là encore, sa surface radiale extrême 31, interne au carter 11 soit également sensiblement coplanaire à l'épaulement 15 du carter.

Le cas échéant, cette surface radiale 31 de l'électrode centrale 30 peut faire légèrement saillie au-delà d'un plan transversal défini par les surfaces radiales 15 et 22 de l'épaulement et de la douille.

Enfin, la composition pyrotechnique 40 logée dans le carter 11 est disposée au contact de l'épaulement 15 et des surfaces radiales 22 et 31 de la douille 20 et de l'électrode centrale 30.

Ainsi, le carter 11 forme une électrode principale périphérique, tandis que l'électrode 30 forme une électrode centrale isolée de l'électrode principale grâce à la douille 20 électriquement isolante.

Lorsqu'une tension supérieure à la tension de claquage ou d'amorçage est appliquée entre les deux électrodes 11 et 30, la combustion de la composition pyrotechnique 40 est initiée,
Par contre, l'homme de l'art comprendra aisément que les signaux parasites de faible tension appliqués au détonateur ne peuvent en aucune façon amorcer ladite composition pyrotechnique.

Par ailleurs, on remarquera que le nombre de pièces intervenant dans la conception du détonateur conforme à la présente invention est particulièrement limité, ce qui conduit à une bonne fiabilité d'une part, à un assemblage simple et rapide et un coût avantageux d'autre part
L'électrode centrale 30 est assemblée sur la douille 20 grâce à un emmanchement serré complété le cas écant par un encliquetage de structures référencdes 24, 32 sur la figure 1, de forme complémentaire (par exemple par moulage).

On notera tout particulièrement que l'électrode centrale 30 est fermement positionnée coaxialement à l'électrode périphérique grâce à la douille isolante.

Par ailleurs, de préférence, la composition pyrotechnique 40 comprend d'une part une charge primaire 41 adjacente à l'épaulement 15 et à la surface radiale 31 de l'électrode centrale, à base d'azoture de plomb dextriné, et d'autre part une charge 42 en contact contre la charge primaire, et formée de tétranitrate de pentaérythritol
Plus précisément encore, selon un mode de réalisation particulier testé par le demandeur et ayant donné pleinement satisfaction, la charge 41 est formée d'environ 120 mg d'azoture de plomb de,Striné tassé sous une pression de l'ordre de 750 daN/cm2, tandis que la charge 42 comprend une première partie 42A adjacente à la charge primaire 41 et formée d'environ 60 mg de tétranitrate de pentaérythritol tassé sous une pression de l'ordre de 500 daN/cm2, ainsi que d'une seconde partie 42B adjacente à la partie 42A précitée et formée d'environ 80 mg de tétranitrate de pentaérythritol tassé sous une pression de l'ordre de 920 daN/cm2.

Par ailleurs, les essais du Demandeur ont été réalisés sur un prototype dont l'électrode centrale cylindrique 30 possédait un diamètre de l'ordre de 2 mm, tandis que l'épaisseur de la douille 20 considérée dans le plan radial de la surface 22 était de l'ordre de 0,3mm.

On notera enfin que la composition pyrotechnique est immobilisée dans le carter 11 grâce à un capuchon 17 engagé à l'intérieur du carter 11 par l'extrémité de celui-ci opposée à la nervure annulaire 13.

On va maintenant décrire la structure de l'ensemble 90 représenté sur les figures 2 à 6, incorporant un détonateur électrique à étincelage du type représenté sur la figure 1.

Comme cela est représenté schématiquement sur la figure 7, sur laquelle on a esquissé une tête de fusée référencée FUS, cet ensemble 90 comporte deux plots de contacts électriques 154, 120 reliés aux électrodes du détonateur, à l'utilisation, et connectés par ailleurs, par l'intermédiaire de liaisons filairesFI , aux bornes d'un générateur haute tension 91, tel qu'un générateur piézoélectrique actionné lors de l'impact de la fusée sur un objectif.

La tête de fusée représentée sur les figures comprend un manchon externe cylindrique 50 d'axe O-O parallèle à l'axe de la fusée, réalisé en un matériau électriquement isolant, qui loge un corps 60 réalisé en un matériau électriquement conducteur définissant une voie de guidage 61 sur laquelle est guidé en déplacement un tiroir 100 portant le détonateur électrique à étincelage 10 précédemment décrit.

Le tiroir est ainsi susceptible de coulisser entre une position initiale, dite de sécurité, telle que représentée sur les figures, et une seconde position dite d'utilisation qui sera décrite plus en détail ultérieurement.

Une composition pyrotechnique 160 formant relais est disposée en regard du détonateur électrique lorsque celui-ci est dans sa seconde position, d'utilisation.

Par contre, dans sa position initiale, de sécurité, le détonateur électrique à étincelage est éloigné de ladite composition pyrotechnique.

Par ailleurs, bien qu'étant sollicité vers sa seconde position par des moyens élastiques 140, le tiroir porte-détonateur 100 est initialement immobilisé dans sa première position, de sécurité, grâce à des moyens d'arrêt 200, 300,disposés en saillie sur la voie de guidage 61.

On remarquera que la représentation du détonateur 10 sur les figures 2 et suivantes est schématique.

Sur la figure 2, on reconnaît en particulier le carter 11 formant électrode périphérique, la composition pyrotechnique 40, la douille électriquement isolante 20 et l'électrode centrale électriquement conductrice 30.

Pour faciliter la compréhension de la structure de l'ensemble 90, la description qui va suivre sera faite en liaison avec la position de cet ensemble dans une tête de fusée FUS en ce qui concerne notamment l'utilisation des termes "avant" et "arrière".

Plus précisément, la partie arrière de l'ensemble 90 est représentée sur le haut des figures 2 et 5, tandis que la partie avant de cet ensemble est représentée sur le bas des mêmes figures.

Le corps 60 d'enveloppe générale cylindrique est immobilisé dans le manchon 50, en appui contre une nervure annulaire 51 prévue à l'extrémité arrière de celui-ci, avec interposition d'un joint 52 et d'une collerette annulaire externe 151 d'un corps de booster 150 dont la structure sera décrite plus en détail par la suite.

Le corps 60 introduit dans le manchon 50 par l'extrémité avant de celui-ci, est immobilisé dans ledit manchon 50 grâce à une coupelle de contact électriquement conductrice 120 immobilisée sur l'extrémité avant du manchon 50.

Pour cela, la coupelle 120 est formée d'une paroi discale 121 munie d'un prolongement 122 cylindrique taraudé intérieurement pour venir en prise avec un filetage 53 ménagé sur la périphérie extérieure du manchon 50 à proximité de l'extrémité avant de celui-ci.

Comme cela est représenté sur la figure 2, on remarquera également la présence d'une protubérance cylindrique centrale 123 solidaire de la paroi discale 121 et coaxiale à celle-ci, en saillie vers l'intérieur du manchon 50.

Par ailleurs, une rondelle isolante 130 est intercalée entre le corps 60 et la coupelle de contact 120 afin d'assurer une isolation électrique entre ces divers éléments.

Le serrage de la coupelle 120 sur le manchon 50 avec interposition de la rondelle 130 est réalisé grâce à l'engagement d'outils appropriés dans des structures prévues sur la coupelle 120 d'une part (cavités 124) et sur le manchon 50 d'autre part (saillies 54).

Le corps de booster est formé d'une paroi cylindrique 152 coaxiale au manchon 50 et dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre interne de la nervure annulaire 51, paroi qui comporte d'une part à son extrémité avant la collerette externe radiale 151 précitée reposant contre-la nervure annulaire 51 du manchon 50 par l'intermédiaire du joint 52, et d'autre part, à son extrémité arrière, un voile 153 discal radial obturant la paroi cylindrique 152.

La paroi discale 153 est munie vers l'extérieur d'une fiche 154 coaxiale à l'axe O-O du manchon-50.

La fiche 154 et la coupelle 120 constituent les deux plots de contacts électriques précités connectés aux moyens d'alimentation électrique haute tension 91.

Pour faciliter une telle connexion, la coupelle de contact électrique 120 est munie au niveau de la surface extérieure de sa paroi 121, en regard du prolonge ment 123, d'un orifice borgne taraudé 126 central adapté pour recevoir l'extrémité d'un fil FI relié à l'une des bornes desdits moyens d'alimentation électrique 91 aptes à initier le détonateur 10.

Pour assurer un tel amorçage du détonateur 10, les électrodes de celui-ci doivent donc être reliées respectivement à la fiche 154 et à la coupelle de contact 120, ces éléments étant isolés grâce au manchon 50 d'une part et à la rondelle isolante 130 d'autre part.

Cependant, comme cela a été précédemment évoqué, à l'origine, le tiroir porte-détonateur 100 est immobilisé dans une première position représentée sur la figure 2, de sécurité, dans laquelle les électrodes 11 et 30 du détonateur électrique 10 sont reliées entre elles d'une part et à la masse d'autre part par l'intermédiaire d'éléments électriquement conducteurs 170, 171 dont la structure sera définie plus en détail par la suite, afin d'interdire en toute sécurité l'amorçage du détonateur. De plus, le détonateur est alors éloigné de la composition 160.

Par ailleurs, les moyens élastiques 140 sollicitent le déplacement du tiroir 100 vers la seconde position dite d'utilisation dans laquelle les électrodes 11 et 30 sont reliées respectivement à la fiche 154 et à la coupelle de contact 120, et le détonateur 10 est disposé en regard de la composition pyrotechnique 160 formant relais.

On rappelle que le tiroir est initialement immobilisé en position de sécurité grâce à des moyens d'arrêt 200, 300 dont la structure sera déciite plus en détail ultérieurement.

Comme cela est représenté sur les figures, la voie de guidage 61 pour le tiroir porte-détonateur 100 est formée d'un logement d'enveloppe générale parallélé pipédique ménagé dans le corps 60 en position adjacente à sa face avant et s'étendant symétriquement par rapport à un plan diamétral de ensemble 90 confondu avec le plan de coupe II-II représenté sur la figure 4 pour guider le tiroir en translation perpendiculairement à l'axe
O-O dans un plan confondu avec le plan de coupe II-II.

Le tiroir 100 possède une enveloppe générale parallélépipédique délimitée par une paroi plane avant 104 et une paroi plane arrière 105 parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe O-O, deux parois planes latérales principales 101 et 102 parallèles entre elles et à l'axe-O-O et également parallèles à la direction de déplacement du tiroir (confondue avec le plan de coupe II-II) et enfin deux parois latérales secondaires 108, 118, légèrement incurvées, parallèles à l'axe O-O et transversale à la direction de déplacement du tiroir et donc au plan de coupe II-II.

La section du tiroir 100 considérée dans un plan perpendiculaire à sa direction de translation est généralement complémentaire de celle de la voie de guidage.

Le tiroir est immobilisé à l'origine à une première extrémité de la voie de guidage 61, dans la position dite de sécurité, grâce à une bille de sécurité 200 et à un verrou 300 en saillie sur la voie de guidage 61. La bille de sécurité 200 et le verrou 300 sont insérés à laorigine dans des cavités correspondantes 201, 301 ménagées dans les parois latérales principales, 101 et 102 respectivement, du tiroir 100.

Le détonateur électrique 10 est introduit dans un alésage cylindrique 103 ménagé dans le tiroir 100 parallèlement à l'axe O-O à partir de la face avant 104 du tiroir et prolongé par un alésage 107 coaxial de plus faible section débouchant au niveau de la face arrière 105.

L'axe de l'alésage 103 est coplanaire au plan de coupe
II-II coïncidant avec le plan de symétrie de la voie de guidage (61) et passant par l'axe O-O et décentré par rapport au tiroir 100, vers l'arrière en référence à la direction de translation du tiroir.

L'épaulement 106 dirigé vers la surface avant 104 du tiroir 100 formé au niveau du décrochement entre les alésages 103 et 107 sert de butée pour le détonateur 10.

Le détonateur est immobilisé en appui contre cet épaulement grâce à un fourreau 17 fileté extérieurement, engagé dans un taraudage prévu sur la périphérie interne de l'alésage 103 adjacente à la surface avant 104 et venant en appui contre la surface radiale externe de la nervure annulaire 13 comme représenté sur la figure 2.

On notera que l'extrémité arrière du détonateur 10 comportant la composition pyrotechnique 40 communique avec la surface arrière 105 du tiroir 100 adjacente à la composition pyrotechnique formant relais 160 par l'intermédiaire de l'alésage 107 de section réduite, prolongeant l'alésage 103 et formant par rapport à celui-ci l'épaulement 106.

L'électrode centrale 30 du détonateur 11 est reliée à une coupelle électriquement conductrice 35 par l'intermédiaire d'un ressort de sollicitation 36 qui tend à repousser ladite coupelle 35 reliée àl'électrode centrale 30 vers la coupelle de contact 120 assemblée sur le manchon 50 soit vers l'avant de l'ensemble 90.

Toutefois, lorsque le tiroir 100 est placé initialement dans sa première position dite de sécurité, comme cela est représenté sur la figure 2, le déplacement de la coupelle 35 est limité et cette dernière repose contre une aile 170 transversale à l'axe O-O et adjacente à la surface avant 104 du tiroir 100, solidaire d'une lamelle électriquement conductrice dont le corps 171 généralement parallèle à l'axe O-O obture le contour d'ouverture de la voie de guidage 61 adjacente à l'extrémité de la voie de guidage 61 recevant letiroir100 dans sa position dite de sécurité.

La lamelle 171 réalisée en un matériau électriquement conducteur est fixée sur le corps 60 à l'aide de tout moyen classique approprié, tel que des organes filetés référencés 172 sur la figure 4 et engagés dans le corps 60 transversalement à l'axe O-O.

Comme cela apparaît en particulier sur les figures 3 et 4 selon le mode de réalisation représenté, le corps 171 de la lamelle précitée possède une section droite considérée dans un plan perpendiculaire à l'axe
O-O en forme générale de "U". Bien entendu, de nombreuses autres formes sont susceptibles d'être retenues pour une telle lamelle.

On notera par ailleurs la présence de deux ressorts 140 généralement coniques intercalés entre le corps 171 de ladite lamelle et la face latérale adjacente 108 du tiroir, qui s'étend généralement transversalement à la direction de déplacement de celui-ci.

Par ailleurs, comme cela est également représenté sur la figure 2, un alésage borgne 109 ménagé adjacent à l'alésage 103, débouchant également au niveau de la surface avant 104 du tiroir, et coplanaire à l'axe O-O reçoit un piston 110 réalisé en un matériau électriquement conducteur et chargé par ressort 111.

Le ressort 111 sollicite un déplacement du piston 110 en direction de la coupelle de contact 120 soit vers l'avant de l'ensemble 90. L'assemblage et le guidage du piston 110 sur le tiroir 100 sont assurés par un fourreau 112 fileté extérieurement venant en prisse dans un taraudage correspondant ménagé sur la périphérie interne de l'alésage 109.

Plus précisément encore, l'alésage 109 est ménagé dans le tiroir 100 dans une position telle que lorsque le tiroir 100 est immobilisé en première position dite de sécurité grâce à la bille de sécurité 200 et au verrou 300, le piston 110 relié au tiroir 100 par l'intermédiaire du ressort 111 et du fourreau 112, et donc à l'électrode périphérique 11 du détonateur 10, repose étroitement contre la coupelle 120. Dans cette position, la fiche 154 et la coupelle 120 sont reliées électriquement par le piston 110 ce qui permet de court-circuiter tous signaux parasites éventuellement appliqués sur ces éléments.

La charge pyrotechnique 160 formant relais est logée dans le corps 60 coaxialement à l'axe O O, en arrière de la voie de guidage,c'est-à-dire à l'opposé de la coupelle 120 par rapport à la voie de guidage 61, en étant séparée de ladite voie de guidage 61 et donc du tiroir 100 et du détonateur 10 par un voile 62 de faible dimension apte à être éliminé par l'amorçage de la composition pyrotechnique 40 logée dans le détonateur 10, lorsque le tiroir 100 a été déplacé en seconde position et que par conséquent l'alésage 107 du tiroir 100 est coaxial à l'axe O-O et donc aligné sur ladite composition 160.

Par contre, l'amorçage de la composition pyrotechnique 160 lors d'un fonctionnement accidentel du détonateur 11 placé en première position dite de sécurité est interdit grâce à la présence d'un insert 63 en acier inséré dans un logement ménagé dans le corps 60, en position adjacente à la surface arrière 105 du tiroir 100 et en regard de l'alésage 107 de celui-ci lorsque le tiroir est placé en première position dite de sécurité.

Cette disposition est également représentée sur la figure 2.

Une charge pyrotechnique formant booster 155 est contenue dans le corps 150 précité en regard de la composition formant relais 160. Une capsule de fermeture 156 et des rondelles en papier 157 sont par ailleurs intercalées entre la charge 155 et le relais 160.

Ces dispositions classiques pour l'homme de l'art ne seront pas décrites plus en détail par la suite.

On va maintenant décrire la structure des moyens contrôlant la position de la bille de sécurité 200.

Ces moyens qui sont sensibles aux phases d'accélération / décélération de- la fusée comprennent une masselotte 210 guidée en translation dans un alésage 220 d'un côté de la voie de guidage 61,ménagé dans le corps 60 et s'étendant parallèlement à l'axe O-O ainsi qu'une bille d'armement 230.

La masselotte 210 comprend un corps cylindrique 213 comportant à son extrémité avant une gorge annulaire 212 et prolongé vers l'avant par un ergot cylindrique coaxial 214.

L'alésage 220 recevant la masselotte 210 est borgne et ménagé dans le corps 60 à partir de l'extré- mité avant de celui-ci. L'alésage 220 débouche par ailleurs à son extrémité avant dans une chambre 223 de section plus importante, adjacente à l'extrémité avant du corps et obturée par un disque 221.

L'alésage 220 communique également comme cela est représenté sur la figure 5 avec un orifice 215 qui lui est perpendiculaire et qui reçoit la bille de sécurité 200.

La masselotte 210 est chargée par un ressort 211 sollicitant son déplacement vers l'arrière en éloignement de la coupelle de contact 120. Le ressort 211 engagé sur l'ergot 214 est pour cela intercalé entre la surface radiale d'appui prévue sur la masselotte 210 à la périphérie de l'ergot 214 et dirigée vers la rondelle 130 d'une part et le disque 221 obturant la chambre 223 d'autre part.

Toutefois, le déplacement de la masselotte 210 vers l'arrière en éloignement de la rondelle 130 et de la coupelle 120 est limité initialement par la bille d'armement 230 insérée dans une rainure 222 ménagé sur la périphérie interne et sur une partie de la longueur de l'alésage 220, parallèlement à l'axe O-O et à partir de l'extrémité de l'alésage 220 adjacente à la chambre 223, la bille 230 étant par ailleurs engagée dans la gorge annulaire 212 ménagée sur la périphérie de la masselotte 210. Comme cela est représenté sur la figure 5, le déplacement de la masselotte 210 vers l'arrière de la tête de fusée est ainsi limité lorsque la bille d'armement 230 repose contre le fond,arrière,de la rainure 222 d'une part et contre le fond, avant, de la gorge 212 d'autre part.

Dans cette position, la bille de sécurité 200 reposant contre le corps cylindrique 213 de la masselotte 210 fait saillie sur la voie de guidage 61, et se trouve immobilisée dans la rainure 201 ménagée sur le tiroir 100, parallèlement à l'axe O-O.

Lors de la phase de propulsion initiale de la fusée, l'accélération induite tend à repousser la masselotte vers l'arrière. Un tel recul est cependant interdit par la bille d'armement.

Par contre1 lors de la phase de décélération successive, la masselotte 210 sollicitée vers l'avant comprime le ressort 211 et se rapproche par conséquent de la rondelle 130. La masselotte 210 entraîne dans sa course vers l'avant la bille d'armement 230. Ainsi, lorsque la bille d'armement 230 échappe à la rainure 222, elle tombe dans la chambre 223 prolongeant l'alésage 220.

La masselotte 210 est alors libérée et peut à la fin de la phase de décélération être déplacée par le ressort 211 à nouveau vers l'arrière en éloignement de la rondelle 130, mais cela selon une course supérieure au déplacement induit lors de la phase de décélération. La masselotte 210 est en d'autres termes,portée en appui contre le fond arrière de l'alésage 220. La gorge 212 étant alors disposée en regard de l'orifice 215 et de la bille de sécurité 200, celle-ci peut reculer dans l'alé 'sage 220 sous l'effet de la sollicitation en déplacement du tiroir 100 induit par les ressorts 140 précités.

Toutefois, un tel déplacement du tiroir 100 n'est autorisé qu'après retrait du verrou 300 représenté sur la figure 4.

Ce verrou 300 est formé d'un pion, par exemple en acier, immobilisé initialement en saillie sur la voie de guidage 61 par une composition pyrotechnique 302 en appui contre le verrou 300 et disposée dans un porte-verrou 303 fileté extérieurement et engagé dans un taraudage correspondant ménagé dans le corps 60. Le verrou 300 débouche dans la voie de guidage 61, sensiblement transversalement au plan de symétrie II-II de la voie de guidage.

La surface libre de la composition pyrotechnique 302 opposée au verrou 300 communique, par l'intermédiaire d'un premier canal 304 généralement parallèle à l'axe
O-O, formé entre le corps 60 et le manchon 50, et d'un second canal 305 généralement transversal à l'axe O-O formé dans le corps 60, avec un alésage 306 ménagé dans le corps 60, parallèlement à l'axe O-O et logeant un percuteur 307 disposé en regard d'une amorce 309 susceptible de coulisser dans l'alésage 306 mais chargée par ressort 308 en éloignement du percuteur.

Comme cela est représenté sur la figure 6, l'amorce 309 est disposée à l'extrémité arrière de l'alésage 306 tandis que le percuteur 307 muni d'un filetage extérieur est immobilisé à l'extrémité avant de l'alésage 306, sa pointe de percussion 311 étant dirigée vers l'arrière de la tête de fusée en direction de l'amorce 309.

Cette dernière étant portée coulissante dans l'alésage 306, lorsque la fusée touche un impact, l'amorce 309 avance sous l'effet de la décélération due à l'impact et de ce fait vient percuter la pointe 311 du percuteur 307 après compression du ressort 308. L'amorce 309, par l'intermédiaire des canaux 305 et 304 précités induit alors la combustion de la composition pyrotechnique 302 de façon à libérer le verrou 300.

On notera par ailleurs la présence d'une chaîne pyrotechnique 320 disposée dans un alésage 321 ménagé dans le corps 60 parallèlement à l'alésage 306 et communiquant par son extrémité avant avec le canal 305.

Cette chaîne pyrotechnique 320 logée dans une enveloppe cylindrique 322 immobilisée par filetage sur le corps 60 comprend plus précisément un élément de retard pyrotechnique 323 adjacent au canal 305 et dommu- niquant avec un détonateur 324 adjacent à l'extrémité arrière de l'alésage 321,
On va maintenant décrire le fonctionnement de la tete de fusée conforme à la présente invention.

A lgorigine, le tiroir 100 est placé dans sa première position dite de sécurité, telle que représentée sur la figure 2.

Le tiroir 100 est immobilisé dans cette position grâce à la bille de sécurité 200 et au verrou 300 en saillie sur la voie de guidage 61.

Dans cette position dite de sécurité, les électrodes 11 et 30 du détonateur 10 sont reliées électriquement par l'intermédiaire de la lamelle électriquement conductrice 171. Par ailleurs, le piston 110 sollicité par ressort et relié électriquement au tiroir 100 est porté en appui contre la coupelle de contact 120
De ce fait, les électrodes du détonateur 10 étant court-circuitées d'une part et la fiche 154 étant reliée à la coupelle de contact 120 d'autre part, un amorçage accidentel du détonateur 10 est interdit en toute sécurité.

Par ailleurs, l'insert 63 forme une barrière de sécurité entre le détonateur 10 et le relais 160.

Lors de la manipulation de la fusée tout risque de mise à feu accidentel est ainsi éliminé.

Après l'éjection de la fusée, la phase de décélération induit l'avance de la masselotte 210 dans un premier temps pour libérer la bille d'armement 230 qui tombe dans la chambre 223 et le recul de la masselotte 210 dans un second temps pour libérer la bille de sécurité 200 qui peut pénétrer dans l'alésage 220 et la gorge 212.

-Seul le verrou 300 retient alors le tiroir 100 en position de sécurité. Une mise à feu est cependant toujours interdite, les électrodes du détonateur étant court-circuitées.

A la suite d'un impact sur un objectif, lorsque l'amorce 309 vient percuter la pointe 311 du percuteur 307, la combustion de la composition 302 bloquant le verrou 300 est initiée.

A la fin de la combustion de cette composition 302 les ressorts 140 provoquent le déplacement en translation du tiroir 100 le long de la voie de guidage 61, pour repousser la bille de sécurité 200 et le verrou 300. Au cours de ce déplacement du tiroir 100, le piston 110 et la coupelle 35 glissent sur le prolongement 123 de la coupelle 120 et sur la rondelle électriquement isolante 130 ainsi que sur l'aile 170 de la lamelle de contact. Le déplacement du tiroir 100 sur la voie de guidage 61 est limité par la venue en butée contre la surface interne du manchon 50 opposée au corps 171 de la lamelle. On remarquera que la coupelle 35, lorsqu'elle échappe à l'aile 170 vient en appui contre une masse 127 solidaire de la rondelle 130 et en saillie vers l'arrière par rapport au prolongement 123, avant de parvenir sur celui-ci.

Dans cette seconde position dite d'utilisation, le détonateur s'étend coaxialement à la tête de fusée et au relais 160. Le piston 110 relié électriquement au tiroir 100 repose contre la lamelle électriquement isolante 130. L'électrode périphérique 11 du détonateur 10 est reliée électriquement à la fiche 154 par l'intermédiaire du corps 60 et du tiroir 100. Enfin, l'électrode centrale 30 du détonateur 10 est reliée à la coupelle 120 par l'intermédiaire du ressort 36 et de la coupelle électriquement conductrice 35 repoussée vers l'avant contre le prolongement cylindrique 123 solidaire de ladite coupelle 120.

L'amorçage du détonateur 10 peut alors être induit par application d'une tension élevée entre la fiche 154 et la coupelle de contact 120, tension susceptible d'être générée par exemple à l'aide de tout système piézoélectrique 91, classique pour l'homme de l'art, actionné lors de l'impact sur l'objectif.

Par ailleurs, en cas de mauvais fonctionnement accidentel du détonateur 10, on notera que le détonateur 324 initié par le retard 323 peut après un délai prédéterminé détruire la fusée.

Bien entendu, la présente invention n'est.pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.

Par ailleurs, on notera que le détonateur à étincelage précédemment décrit est susceptible de nombreuses applications parmi lesquelles on citera par exemple l'allumage de charges explosives pour l'exploitation minière, ou l'exploitation de carrière.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Dispositif électrique d'initiation pyrotechnique, du genre détonateur, caractérisé par le fait qu'il comprend

- un carter (11) allongé réalisé en un matériau électriquement conducteur et formant électrode principale qui présente un épaulement interne radiale (15),

- une douille auxiliaire (20) réalisée en un matériau électriquement isolant s'étendant dans l'axe du carter allongé, munie d'un alésage interne (23) et dont la surface radiale (22) interne au carter est sensiblement coplanaire à l'épaulement radial (15) du carter,

- une électrode centrale (30) réalisée en un matériau électriquement conducteur, introduite dans l'alésage interne (23) de la douille de telle sorte que sa surface radiale extrême (31) interne au carter soit également sensiblement coplanaire à l'épaulement (15) du carter, et

- une composition pyrotechnique (40) logée dans le carter au contact dudit épaulement (15) du carter et des surfaces radiales (22,31) de la douille (20) et de l'électrode centrale (30).

2. Dispositif électrique d'initiation pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'épaulement (15) interne du carter est formé d'un fourreau (12) réalisé en matériau électriquement conducteur, inséré dans l'enveloppe cylindrique (11) du carter et en appui contre une nervure annulaire interne (13) prévue dans celle-ci.

3. Dispositif électrique d'initiation pyrotechnique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la douille (20) est immobilisée dans le carter par filetage (16,21) tandis que l'électrode centrale (30) est immobilisée dans la douille grâce à un emmanchement serré, complété le cas échéant par un encliquetage de structures de formes complémentaires (24, 32).

4. Dispositif électrique d'initiation pyrotechnique, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la composition pyrotechnique (40) comprend de l'azoture de plomb dextriné (41)

5. Dispositif électrique d'initiation pyrotechnique, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la composition pyrotechnique (40) comprend d'une part une charge primaire (41) d'azoture de plomb destrind en contact avec l'épaulement interne (15) du carter, et les surfaces radiales (22, 31) de la douille (20) et de l'électrode centrale (30), d'autre part une charge (42) de tétranitrate de pentaérythritol en contact avec la charge primaire.

6. Fusée du type comprenant un détonateur électrique (10) à étincelage , d'initiation pyrotechnique, selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée parle iait qu'elle comprend

- un manchon externe (50) réalisé en un matériau électriquement isolant qui loge

- un corps (6C) réalisé en un matériau électriquew ment conducteur définissant une voie de guidage (61) sur laquelle est guidée à déplacement

- un tiroir (100) portant le détonateur électrique à étincelage (10), entre une première position, de sécurité, et une seconde position, d'utilisation,

- une composition pyrotechnique (160) formant relais disposée en regard du détonateur électrique (13) lorsque celui-ci est disposé dans sa seconde position,

- des moyens élastiques (140) sollicitant lé déplacement du tiroir vers la seconde position

- des moyens d'arrêt (200, 300) immobilisant initialement le tiroir (100) dans sa première position, de sécurité,

- des éléments électriquement conducteurs (170) disposés sur la voie de-guidage (61) du corps au niveau de la première position du tiroir (100) pour relier les électrodes (11, 30) du détonateur électrique (10) entre elles et à la masse lorsque le tiroir est dans la première position, et

- deux plots de contacts électriquement conducteurs (154, 120) disposés sur le manchon (50) et portés respectivement au contact des électrodes (11, 30) du détonateur électrique (10) lorsque le tiroir (100) est déplacé dans la deuxième position.

7. Fusée selon la revendication 6, caractérisée par le fait que le tiroir porte-détonateur (100) et le corps (60) guidant celui-ci sont réalisés en un matériau électiquement conducteur, que le corps (60) est en contact électrique permanent avec l'un (154) des plots de contact tandis que le tiroir (100) est lui-même en contact permanent avec le corps (60), et par le fait que le tiroir (100) porte un piston (110) sollicité par ressort (111) et qui vient en appui contre l'autre plot (120) lorsque le tiroir (100) est dans la première position de sécurité.

8. Fusée selon la revendication 7, caractérisée par le fait que l'une (11) des électrodes du détonateur électrique (10) est relié au tiroir (100) tandis que la seconde électrode (30) du détonateur électrique (10) est reliée à un piston auxiliaire (36) sollicité par ressort (35) et porté en appui contre ledit autre plot (120) lorsque le tiroir (100) est déplacé dans la seconde position, d'utilisation.

9. Fusée selon la revendication 8, carac térisé par le fait que le piston auxiliaire (36) est adapté pour reposer contre lesdits éléments électriquement conducteurs (170) disposés sur la voie de guidage (61) lorsque le tiroir (100) est dans la première position, de sécurité.

10. Fusée selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée par le fait que les moyens d'arrêt (200) comprennent des moyens (210, 211) sensibles à la décélération de la fusée consécutive à l'éjection de celle-ci et un organe de butée (200) initialement en saillie sur la voie de guidage (61) pour immobiliser le tiroir (100) dans la première position, de sécurité, les moyens sensibles à la décélération de la fusée étant adaptés pour induire le retrait dudit organe de butée (200) après détection d'une telle décélération.

11. Fusée selon la revendication 10, caractérisée par le fait que l'organe de butée est formé d'une bille de sécurité (200) et par le fait que les moyens sensibles à la décélération de la fusée comprennent une masselotte O10) chargée par ressort (211) et guidée en translation dans l'axe de la fusée et une bille d'armement (230) qui limite initialement le déplacement de la masselotte sollicité par ressort de telle sorte que celle-ci maintienne la bille de sécurité (200) en saillie sur la voie de guidage (61), pour immobiliser le tiroir en première position, de sécurité, la bille d'armement (230) étant cependant susceptible dtêtre délogée lorsque la masselotte (210) se déplace à l'encontre de la force du ressort lors d'une phase de décélération pour autoriser à la fin de celle-ci une course supérieure de la masse lotte (210) en retour afin de libérer alors la bille de sécurité (200) et le tiroir (100).

12. Fusée selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les moyens d'arrêt comprennent un verrou (300) disposé initialement en saillie sur la voie de guidage (61) pour bloquer le tiroir (100) dans la première position, de sécurité, une composition pyrotechnique (302) en appui contre le verrou et des moyens pyrotechniques auxiliaires (309) aptes à initier la combustion de ladite composition pyrotechnique (302) pour libérer le verrou (300).

13. Fusée selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisée par le fait que les moyens pyrotechniques auxiliaires comprennent un percuteur (307) et une amorce (309) qui est initié par le percuteur lors d'un impact, ladite amorce communiquant par l'intermédiaire d'un canal de transmission de feu (304, 305) avec la composition pyrotechnique (302) disposée en appui contre le verrou (300).

14. Fusée selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisée par le fait qu'elle compren en outre une chaîne pyrotechnique (320) munie d'un retard pyrotechnique (323), sensible à l'initiation des moyens pyrotechniques auxiliaires (309) pour assurer la destruction de la fusée à la fin de la combustion du retard (323) si cette destruction n'est pas encore intervenue.