FR2616900A1 - Reseau pyrotechnique - Google Patents

Abstract

Le réseau pyrotechnique objet de l'invention comprend un certain nombre de pyromécanismes 23a à 23cplacés en série dont chacun est relié au suivant par une chaîne de transmission pyrotechnique 21. Le montage de ces chaînes est tel qu'une onde de choc arrivant dans un pyromécanisme 23a par une chaîne 21a assure le fonctionnement de ce pyromécanisme et se propage dans la chaîne suivante 21b. De plus, comme le réseau ainsi constitué se referme en boucle sur le dispositif d'amorçage 10, l'onde de choc initiale est transmise simultanément dans les deux sens, ce qui assure une redondance sans qu'il soit nécessaire de doubler tous les composants. Application à la commande de pyromécanismes dans des engins spatiaux.

Description

RESEAU PYROTECHNIQUE

DESCRIPTION

La présente invention a pour objet un réseau pyrotechnique capable de mettre à feu plusieurs pyromécanismes avec une meilleure sOreté de fonctionnement et un encombrement

plus réduit que dans les réseaux de l'art antérieur.

De tels réseaux sont avantageusement utilisés dans l'industrie spatiale pour la commande de pyromécanismes se trouvant à bord d'engins spatiaux. Mais ils peuvent aussi trouver des applications intéressantes dans les industries aéronautiques,

nautiques et terrestres.

Un réseau pyrotechnique selon l'art antérieur, prévu pour faire fonctionner simultanément plusieurs pyromécanismes à partir d'un seul dispositif d'amorçage, est représenté sur la

figure 1 ci-jointe.

Une amorce détonateur 10, placée à l'intérieur d'un bottier d'initiation 12, produit une onde de choc lorsqu'on lui fournit une énergie déterminée. Cette énergie peut lui être fournie par une source énergétique 14 qui peut être d'origine mécanique, électrique ou photonique. Dans le cas particulier illustré ici, La source 14 est un générateur électrique relié à l'amorce 10 par des fils 16. A l'intérieur du bottier d'initiation, l'onde de choc est communiquée à un réseau de chaînes de transmission pyrotechnique 20 ayant à leurs extrémités des relais renforçateurs 18 et 19. Les relais 18 et 19 se trouvent dans le bottier d'initiation 12 et dans le pyromécanisme 22 respectivement. Les chaînes 20 servent à transmettre l'onde de choc à différents pyromécanismes 22. La transmission peut être directe comme dans le cas du pyromécanisme 22a qui est relié au

bottier d'initiation 12 par une seule chaîne de transmission 20a.

La transmission peut également tre multiple grâce à un boÂtier de dérivation ou distributeur 24. Le boîtier d'initiation 12 est relié au distributeur 24 par la chaîne 20b. Le relais renforçateur 19 équipant l'extrémité de celle-ci opposée au boÂtier 12 est placé au voisinage d'un relais de distribution 26 prévu sur le distributeur 24. Le relais 26 transmet l'onde de choc à plusieurs chaînes de transmission 20c (4 dans l'exemple illustré ici) dont chacune relie le boîtier 24 à un pyromécanisme 22b. Chaque pyromécanisme 22 est mis en action par une charge explosive spécifique 28 qui est initiée par la chaîne de

transmission associée à ce pyromécanisme.

Le document FR-A-2 130 888 décrit un réseau de ce type comprenant plusieurs mines dont chacune est reliée à un piège

central par une chaîne de transmission pyrotechnique.

Si un tel réseau permet d'initier plusieurs pyromécanismes à partir d'un seul dispositif d'amorçage, il présente cependant un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, l'onde de choc parvenant à chaque pyromécanisme est arrêtée par ce dernier, ce qui fait que les pyromécanismes doivent être commandés indépendamment les uns des autres. De plus, la sOreté de fonctionnement impose de relier chaque pyromécanisme à deux chaînes de transmission, ce qui conduit à doubler tous les composants pyrotechniques pour assurer une redondance effective du système. Enfin, la fourniture d'énergie de fonctionnement à chaque pyromécanisme par une charge explosive spécifique distincte de la chaîne pyrotechnique transmettant l'ordre de fonctionnement confère aux pyromécanismes existants un caractère pyrotechniquement actif. Il en résulte que le stockage, la manutention et le montage de ces pyromécanismes doivent être

effectués avec soin.

Le document FR-A-2 561 743 décrit un pyromécanisme présentant les caractéristiques ci-dessus, avec notamment deux

charges explosives incorporées pour en assurer le fonctionnement.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un réseau pyrotechnique qui permet une grande sûreté de fonctionnement sans qu'il soit nécessaire de doubler tous les composants et sans qu'il soit nécessaire d'incorporer une charge pyrotechnique spécifique à chaque pyromécanisme. Le réseau pyrotechnique objet de l'invention comprend, de manière connue: - un dispositif d'amorçage produisant un signal pyrotechnique lorsqu'on lui fournit une énergie déterminée, - au moins un pyromécanisme, et - au moins une chaîne pyrotechnique pour transmettre le signal pyrotechnique à ce pyromécanisme, cette chaîne pyrotechnique ayant une première extrémité reliée au dispositif d'amorçage et

une deuxième extrémité reliée au pyromécanisme.

Selon l'invention, le pyromécanisme est relié au dispositif d'amorçage par deux chaînes pyrotechniques dont chacune a une première extrémité reliée au dispositif d'amorçage et une deuxième extrémité reliée au pyromécanisme, formant ainsi un réseau en boucle. De plus, les deuxièmes extrémités desdites chaînes sont montées dans le pyromécanisme de sorte qu'un signal pyrotechnique arrivant par l'une quelconque des deux chaînes provoque d'une part le fonctionnement du pyromécanisme et, d'autre part, la création d'un signal pyrotechnique se propageant

dans l'autre chaîne à partir du pyromécanisme.

Si le réseau pyrotechnique objet de l'invention comprend plusieurs pyromécanismes, ceux-ci sont montés en série par l'intermédiaire de chaînes pyrotechniques, le premier et le dernier pyromécanismes de la série étant chacun relié au dispositif d'amorçage par une chaîne pyrotechnique. Dans tous les cas, tous les pyromécanismes du réseau sont conçus de la même façon, c'est-à-dire que les extrémités des deux chaînes aboutissant à un pyromécanisme donné sont montées dans ce pyromécanisme de sorte qu'un signal pyrotechnique arrivant par l'une quelconque des chaînes provoque d'une part le fonctionnement du pyromécanisme et, d'autre part, la création d'un signal pyrotechnique se propageant dans l'autre chaîne. On peut donc considérer que chaque pyromécanisme du réseau est relié au dispositif d'amorçage par deux chaînes pyrotechniques dont chacune peut éventuellement comporter un ou plusieurs autres pyromécanismes. Ainsi, une onde de choc produite par le dispositif d'amorçage est transmise successivement à chacun des pyromécanismes du réseau. Comme, d'autre part, celui-ci se referme en boucle sur le dispositif d'amorçage, l'onde de choc initiale est transmise simultanément dans les deux sens à travers le réseau, ce qui donne deux ondes se propageant à travers le réseau. Un pyromécanisme donné peut donc fonctionner sous l'effet de l'une ou de l'autre des deux ondes initiales, ou éventuellement des deux. Ceci présente l'avantage que, en cas de défaut dans le réseau empêchant la transmission de l'onde de choc au-delà d'un certain point, un pyromécanisme situé au-delà de ce point, si l'on considère le sens de propagation de l'une des deux ondes de choc, sera initié par la deuxième onde de choc se

propageant dans l'autre sens.

D'autre part, comme les extrémités des chaînes pyrotechniques sont montées dans le pyromècanisme de manière à ce qu'un signal pyrotechnique se propageant dans l'une des deux chaînes provoque d'une part le fonctionnement du pyromécarisme et, d'autre part, la création d'un signal pyrotechnique se propageant dans l'autre chaîne, le fonctionnement du pyromècanisme est assuré par les seules chaînes pyrotechniques et il n'est plus nécessaire de prévoir une charge spécifique à

l'intérieur de chaque pyromécanisme.

De préférence, les deuxièmes extrémités desdites chaînes, c'est-à-dire celles qui sont reliées au pyromécanisme,

sont équipées de relais renforçateurs.

Le rôle de ces relais est de renforcer l'onde de choc transmise à travers la chaÂne de transmission afin d'obtenir une énergie suffisante pour assurer le fonctionnement du pyromécanisme. Le réseau pyrotechnique objet de l'invention trouve une application particulièrement intéressante dans le cas o le pyromécanisme considéré comprend: - un corps,

Z616900

- une chambre de détonation formée dans ce corps, et - un organe mobile à l'intérieur de ce corps selon une direction

donnée et dont une face est située dans ladite chambre.

Cet organe peut être par exemple un piston mobile à l'intérieur d'un cylindre de manière à commander un déverrouilleur ou une cisaille. Dans ce cas, les deuxièmes extrémités desdites chaÂnes sont placées à l'intérieur de la chambre de détonation directement en vis-à-vis l'une de l'autre, sans interposition de matière, de sorte qu'un signal pyrotechnique arrivant par l'une quelconque des deux chaînes est transmis à l'autre chaine et a pour effet de déplacer l'organe

mobile selon ladite direction.

Selon un mode particulier de réalisation, notamment lorsqu'il s'agit d'un déverrouilleur ou d'une cisaille, les extrémités des deux chaînes sont placées suivant un axe commun dans la chambre de détonation, cet axe commun étant de préférence

orthogonal à la direction de déplacement de l'organe mobile.

L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la

description qui va suivre, donnée à titre d'exemple purement

illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un réseau pyrotechnique selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue schématique d'un réseau pyrotechnique conforme à l'invention, - la figure 3 est une vue schématique en coupe illustrant le dispositif de raccordement placé aux extrémités des chaînes de transmission pyrotechniques de l'invention pour leur montage dans un pyromécanisme, et - la figure 4 est une vue schématique en coupe montrant les extrémités de deux chaÂnes pyrotechniques montées dans la

chambre de détonation d'un pyromécanisme.

La figure 2 illustre un réseau servant à mettre à feu cinq pyromécanismes 23. Ceux-ci sont reliés entre eux et au

boîtier d'initiation 12 par des chaÂnes de transmission 21.

Sur cette figure, on retrouve l'amorce détonateur 10 placée à l'intérieur du bottier 12 et équipée de fils 16 lui permettant d'être reliée à une source d'alimentation électrique (non représentée sur la figure 2). Une première chaÂne de transmission 21a a une première extrémité équipée d'un relais renforçateur 18 et une deuxième extrémité équipée d'un relais renforçateur 19. Sa première extrémité se trouve à l'intérieur du bottier 12 de sorte qu'une onde de choc produite par l'amorce détonateur 10 est transmise à travers la chaÂne 21a depuis le relais 18 jusqu'au relais 19. Ce dernier est placé à l'intérieur d'un premier pyromécanisme 23a. Celuici est relié à un deuxième pyromécanisme 23b par une deuxième chaÂne de transmission 21b dont les deux extrémités sont également équipées de relais renforçateurs. L'un de ceux-ci se trouve dans le pyromécanisme 23a et l'autre dans le pyromécanisme 23b. Chacun des pyromécanismes 23a à 23e est ainsi relié au suivant par une chaîne de transmission unique (ces chaînes étant référencés 21b à 21e sur la figure 2). Le dernier pyromécanisme de la série (23e) est relié au boîtier d'initiation 12 par une chaîne 21f, laquelle a une première extrémité équipée d'un relais renforçateur 18 placé dans le boîtier 12 et une deuxième extrémité équipée d'un

relais renforçateur 19 placé dans le pyromécanisme 23e.

Le fonctionnenent du réseau illustré à la figure 2 est le suivant: Lorsqu'on fournit une énergie électrique (ou autre) à l'amorce détonateur 10, celle-ci produit une onde de choc qui est

transmise simultanément a la chaîne 21a et à la chaÂne 21f.

Ainsi, une première onde de choc est transmise à travers le réseau dans le sens indiqué par la flèche F et est communiquée successivement aux pyromécanismes 23a, 23b, 23c, 23d et 23e dans cet ordre. Quant à l'onde de choc transmise dans la chaÂne 21f, elle est transmise à travers le réseau dans le sens de la flèche G et elle est communiquée successivement aux pyromécanismes 23e, 23d, 23c, 23b et 23a dans cet ordre. Ainsi, tout pyromécanisme placé sur le réseau peut être mis à feu soit par l'onde qui se propage dans le sens de la flèche F, soit par l'onde qui se propage dans le sens de La flèche 6. On conçoit qu'un pyromecanisme donné sera mis à feu par la première des deux ondes qui Lui parviendra. Il est possible cependant que l'un des pyromécanismes soit mis à feu simultanément par les deux ondes si le temps de parcours depuis le bottier d'initiation 12 pour lui parvenir est te même. Dans le mode de réalisation illustré à la

figure 2, ce peut être le cas pour le pyromêcanisme 23c.

Cette disposition est particulièrement avantageuse pour le cas o il y aurait une interruption en un point donné des chaînes de transmission, par exemple une rupture de la chaîne 21d au point 30. Dans ce cas, l'onde se propageant dans le sens de la flèche G met à feu successivement les pyromécanismes 23e et 23d, mais ne peut être transmise au pyromécanisme 23c parce que la chaîne 21d est coupée au point 30. Cependant, le pyromécanisme 23c sera mis à feu par l'onde se propageant dans le sens de la fLèche F, qui mettra à feu successivement les pyromécanismes 23a, 23b et 23c. Ainsi, on assure le fonctionnement de tous les pyromecanismes du réseau sans qu'il soit nécessaire de doubler

tous Les composants.

On va maintenant décrire, en référence aux figures 3 et

4, comment Les extrémités des chaînes de transmission sont mon-

tées dans les pyromécanismes.

La figure 3 montre le dispositif de raccordement monté à chaque extrémité d'une chaîne de -transmission 21. On voit que celle-ci se compose d'un cordeau détonant 32 protégé par une gaine interne 34 et une gaine externe 36. Le dispositif de raccordement, portant la référence générale 38, se compose essentiellement d'un tube rigide 40 à l'intérieur duquel passe le cordeau détonant 32. Ce tube peut être coudé, comme c'est le cas pour le tube 40a à l'une des extrémités de la chaîne ou droit comme le tube 40b à L'autre extrémité. Cependant, comme le reste du dispositif de raccordement est exactement le même, seul celui

correspondant au tube coudé 40a sera décrit.

On voit que l'extrémité du cordeau détonant 32 se trouve dans une masse d'explosif qui constitue Le relais renforçateur 18. Celui-ci est maintenu à l'intérieur d'un

fourreau 42, lui-même fixé par vissage à l'extrémité du tube 40a.

Le relais renforçateur 18 est maintenu par un bourrage 44. Le maintien du cordeau détonant 32 à l'extrémité du tube 40a correspondant au pyromécanisme est assuré par un presse-étoupe 46. Celui-ci se compose de joints 48 maintenus sur un épaulement prévu dans les parois du tube 40a par une vis 50, des rondelles 52 étant interposées entre la vis 50 et Le joint 48. L'extrémité correspondante du tube 40a est montée sur le corps du pyromécanisme par L'intermédiaire d'un écrou 54 vissé dans le corps du pyromécanisme, l'étanchéité entre l'écrou 54 et le

pyromécanisme étant assurée par une bague 56.

La fixation des gaines 34 et 36 à l'autre extrémité du tube 40a est assurée d'une part par une bague de sertissage 58 et, d'autre part, par un manchon 60. La bague de sertissage 58 entoure la gaine extérieure 36 et elle est maintenue sur cette dernière grâce à des retreints 62. Le maintien de la bague 58 sur le tube 40a est assuré par un rebord 64 prévu à l'une de ses extrémités et qui pénètre dans une gorge prévue à cet effet sur la paroi externe du tube 40a. Quant au manchon 60, il est interposé entre le cordeau détonant 32 et la gaine interne 34 et

il est fixé par vissage au tube 40a.

La figure 4 illustre Le montage des extrémités des chaînes de transmission à l'intérieur d'un pyromécanisme 23. On voit que celui-ci se compose essentiellement d'un corps 66 à l'intérieur duquel est formée une chambre de détonation 68. Un organe mobile 70, par exemple un piston, peut coulisser à l'intérieur du corps du pyromécanisme 23. Ce piston a une face 72 qui se trouve dans la chambre de détonation dont elle constitue une paroi. On voit également sur la figure 4 le tube de raccordement 40 fixé dans le corps 66 du pyromécanisme 23 à l'aide de l'écrou 54. On voit également le relais renforçateur 18 à L'extrémité des chaÂnes de transmission, celui-ci étant maintenu par un fourreau 42. Dans le cas particulier décrit ici, les extrémités des chaÂnes de transmission sont placées suivant un axe commun qui est perpendiculaire à la direction de déplacement de l'organe 70. Cependant, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant une autre disposition. Les extrémités des deux chaînes aboutissant au pyromécanisme 23 sont placées directement l'une en face de l'autre, sans interposition de matière, de sorte qu'un espace

étroit 74 est ménagé entre les relais 18a et 18b.

Le fonctionnement du pyromécanisme illustré à la figure 4 est le suivant: L'onde de choc arrivant par l'une des deux chaînes pyrotechniques est transmise par le cordeau détonant 32 au relais renforçateur se trouvant à l'extrémité de cette chaîne, par exemple le relais 18a. Le rôle de ce relais est de renforcer l'onde de choc afin de produire des gaz de combustion en quantité suffisante dans la chambre de détonation 68 pour provoquer un

accroissement de pression apte à déplacer l'organe mobile 70.

D'autre part, comme les extrémités des relais renforçateurs 18a et 18b sont placées en vis-à-vis l'une de l'autre sans interposition de matière mais avec un faible espace, l'onde de choc qui parvient au relais 18a est transmise à travers cet espace 74 au relais 18b et, de là, à l'autre chaîne pyrotechnique, ce qui permet de mettre en action un autre

pyromécanisme.

Ainsi, le réseau pyrotechnique objet de l'invention présente des avantages particulièrement intéressants dont le principal est d'avoir une redondance effective sans qu'il soit nécessaire de doubler tous les composants. En effet, le réseau étant disposé en boucle, chaque pyromécanisme peut être relié au précédent et au suivant, ou au boitier d'initiation, par une seule chaîne de transmission et on est sûr qu'il sera mis à feu même s'il y a une interruption accidentelle des chaînes de transmission pyrotechnique. En effet, si l'une des deux ondes de choc envoyées dans le réseau ne lui parvient pas, il sera mis à feu par l'autre onde de choc. De plus, le fonctionnement de chaque pyromécanisme est assuré par les relais renforçateurs 18 prévus aux extrémités des cordeaux détonants, ce qui évite de monter une charge spécifique à l'intérieur de chaque pyromecanisme. On évite ainsi toutes les précautions qui étaient nécessaires avec les dispositifs de l'art antérieur pour le transfert et le stockage

des pyromécanismes.

Enfin, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais qu'on peut envisager des variantes sans sortir pour autant du

cadre de l'invention.

Par exemple; le réseau de la figure 2 illustre un montage avec cinq pyromécanismes, mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en modifiant le nombre de pyromécanismes sur La boucle ou en réalisant un réseau avec plusieurs boucles, imbriquées ou non: l'essentiel est que chaque pyromécanisme puisse être atteint par les deux ondes de choc transmises simultanément dans les deux sens à travers le réseau. Enfin, on ne sortirait pas non plus du cadre de l'invention en modifiant la constitution des dispositifs de raccordement 38 ou en modifiant leur système de montage sur les pyromécanismes pourvu que l'onde de choc arrivant par une chaîne assure à la fois le fonctionnement du pyromécanisme et la création ou la transmission

d'une onde de choc dans la chaîne pyrotechnique suivante.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Réseau pyrotechnique comprenant: - un dispositif d'amorçage (10) produisant un signal pyrotechnique lorsqu'on lui fournit une énergie déterminée, - au moins un pyromécanisme (23), et - au moins une chaîne pyrotechnique (21) pour transmettre le signal pyrotechnique à ce dernier, cette chaîne pyrotechnique (21) ayant une première extrémité reliée au dispositif d'amorçage (10) et une deuxième extrémité reliée au pyromécanisme (23), caractérisé en ce que le pyromécanisme (23) est relié au dispositif d'amorçage (10) par deux chaînes pyrotechniques dont chacune a une première extrémité reliée au dispositif d'amorçage (10) et une deuxième extrémité reliée au pyromécanisme (23), formant ainsi un réseau en boucle, les deuxièmes extrémités desdites chaînes étant montées dans le pyromécanisme (23) de sorte qu'un signal pyrotechnique arrivant par l'une quelconque des deux chaînes provoque d'une part le fonctionnement du pyromécanisme (23) et, d'autre part, la création d'un signal pyrotechnique se propageant dans l'autre chaîne à partir du

pyromécanisme (23).

2. Réseau pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxièmes extrémités desdites chaînes

sont équipées de relais renforçateurs (18, 19).

3. Réseau pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pyromécanisme (23) comprend: - un corps (66), - une chambre de détonation (68) formée dans ce corps (66), et - un organe (70) mobile à l'intérieur de ce corps (66) selon une direction donnée et dont une face (72) est située dans ladite chambre, et en ce que les deuxièmes extrémités desdites chaînes sont placées à l'intérieur de la chambre de détonation (68) directement en vis-à-vis l'une de l'autre, sans interposition de matière, de sorte qu'un signal pyrotechnique arrivant par l'une quelconque des deux chaînes est transmis à l'autre chaîne et a pour effet de déplacer l'organe mobile (70) selon ladite direction.

4. Réseau selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités des deux chaînes sont placées suivant un axe

commun dans la chambre de détonation (68).

5. Réseau selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe commun aux extrémités des deux chaînes est orthogonal à

la direction de déplacement de l'organe mobile (70).