FR2633384A1

FR2633384A1 - ELECTRIC ROCKET FOR FLYING MACHINES

Info

Publication number: FR2633384A1
Application number: FR8808645A
Authority: FR
Inventors: Andre Winaver; Jean Boucard; Yves De Gouville; Henri Tron
Original assignee: Thomson Brandt Armements SA
Current assignee: Thomson Brandt Armements SA
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1989-12-29
Also published as: EP0349375A1

Abstract

L'invention concerne une fusée électrique pour engins volants. Cette fusée comporte des moyens d'alimentation 7, 8 et 9, des moyens de mise à feu 11, 12, 13 et 15, une chaîne d'amorçage 3, 4 et 5 et des moyens de sécurité et d'armement 18, 19, 20, 21 et 22. Grâce au remplacement dans la chaîne d'amorçage d'éléments en compositions pyrotechniques primaires exclusivement sensibles par des éléments en compositions pyrotechniques secondaires, on réalise un nouvel agencement des différents modules constituant la fusée et on permet ainsi de simplifier la constitution et la réalisation de la fusée, tout en augmentant la sécurité et la sûreté de fonctionnement.The invention relates to an electric rocket for flying vehicles. This rocket comprises supply means 7, 8 and 9, firing means 11, 12, 13 and 15, an ignition chain 3, 4 and 5 and safety and arming means 18, 19 , 20, 21 and 22. Thanks to the replacement in the priming chain of elements made from exclusively sensitive primary pyrotechnic compositions by elements made from secondary pyrotechnic compositions, a new arrangement of the various modules constituting the fuse is produced and thus makes it possible to simplify the constitution and production of the rocket, while increasing the safety and reliability of operation.

Description

FUSEE ELECTRIQUE POUR ENGINS VOLANTSELECTRIC ROCKET FOR FLYING MACHINES

La présente invention se rapporte aux fusées pour engins volants notamment aux munitions sol-sol ou air-sol; elle concerne, plus précisément une fusée électrique comprenant des éléments d'alimentation, d'armement, de sécurité, de mise à feu et d'amorçage dont la constitution, le positionnement ainsi que le fonctionnement permettent d'améliorer la fabrication, le The present invention relates to rockets for flying machines, in particular ground-to-ground or air-to-ground ammunition; more specifically, it relates to an electric rocket comprising power, armament, security, firing and priming elements, the constitution, positioning and operation of which make it possible to improve the manufacture,

contrôle, la sûreté de fonctionnement et la sécurité. control, operational safety and security.

Une fusée électrique pour engins volants, telle qu'une bombe d'aviation ou un projectile de mortier, a pour fonction d'armer le projectile dans un délai prédéterminé suivant l'instant de largage, puis de générer un ordre de mise à feu à proximité ou au contact de l'objet visé. Les fusées conventionnelles comportent différentes parties, généralement au nombre de six, à savoir: le support de la fusée, l'alimentation, le dispositif de sécurité et d'armement, le générateur d'ordre de mise à feu, le dispositif de mise à feu et la chaîne d'amorçage. Ces fusées exigent des précautions de sécurité. En effet, l'utilisation conventionnelle d'une charge pyrotechnique primaire sensible dans la chaine d'amorçage, notamment au niveau du détonateur, implique une sensibilité de la fusée aux effets des chocs, vibrations, variations thermiques, rayonnements radioélectriques et ionisants. Cette sensibilité est présente dans toutes les phases d'emploi de la fusée; par exemple, au cours de la fabrication de la fusée, on est obligé de prendre certaines précautions, notamment en ce qui concerne l'assemblage et les contrôles des éléments de la chaîne d'amorçage, qui contraignent la production en grandes séries de cette fusée. De plus, l'utilisation d'une charge pyrotechnique primaire sensible dans une chaine d'amorçage, oblige le z633384 constructeur A déterminer et A réaliser une architecture de la fusée comportant des éléments de protections renforcées contre les environnements accidentels tels que, par exemple, l'incendie en soute o le choc résultant de "la double allmentatlon". Ces protections renforcées semblent difficiles A élaborer, et An electric rocket for flying machines, such as an aviation bomb or a mortar projectile, has the function of arming the projectile within a predetermined period following the moment of release, then of generating a firing order at near or in contact with the target object. Conventional rockets have different parts, generally six in number, namely: the rocket support, the power supply, the safety and arming device, the firing order generator, the firing device fire and the priming chain. These rockets require safety precautions. Indeed, the conventional use of a sensitive primary pyrotechnic charge in the priming chain, in particular at the level of the detonator, implies a sensitivity of the rocket to the effects of shocks, vibrations, thermal variations, radioelectric and ionizing radiation. This sensitivity is present in all phases of use of the rocket; for example, during the manufacture of the rocket, one is obliged to take certain precautions, in particular with regard to the assembly and the controls of the elements of the priming chain, which constrain the mass production of this rocket . In addition, the use of a sensitive primary pyrotechnic charge in a priming chain, obliges the manufacturer z633384 to determine and carry out an architecture of the rocket comprising reinforced protection elements against accidental environments such as, for example, the fire in the hold or the shock resulting from "the double allmentatlon". These reinforced protections seem difficult to develop, and

augmentent le coût de la fusée.increase the cost of the rocket.

Le but principal de l'invention est d'utiliser une chaine d'amorçage sans composition pyrotechnique primaire The main object of the invention is to use a priming chain without primary pyrotechnic composition

sensible élirminant les difficultés énoncées précédemment. sensitive eliminating the difficulties stated above.

L'objet de l'invention est une fusée électrique comportant un support à l'intérieur duquel est disposé un générateur d'ordre de mise A feu relié à des moyens de mise à feu déclenchant une chaîne d'amorçage, ces éléments étant alimentés et rendus actifs par un dispositif commandé par les moyens de sécurité et d'armement, caractérisé an ce que la chaîne d'amorçage ne comporte que des compositions The object of the invention is an electric rocket comprising a support inside which is placed a firing order generator connected to firing means triggering a priming chain, these elements being supplied and made active by a device controlled by security and arming means, characterized in that the priming chain only comprises compositions

pyrotechniques secondaires.secondary pyrotechnics.

L'invention sera mieux comprise et d'autres détails The invention will be better understood and other details

apparaitront à l'aide de la description ci-dessus et de la will appear using the description above and the

figure l'accompagnant, celle-ci représentant un exemple de accompanying figure, this one representing an example of

réalisation d'une fusée électrique selon l'invention. realization of an electric rocket according to the invention.

La fusée électrique i est constituée de différents modules: Tout d'abord, pour disposer les différents éléments contenus à l'intérieur de la fusée, il est nécessaire d'utiliser un support 1 représenté par des lignes hachurées; ce support 1 est composé de plusieurs parties parmi lesquelles on trouve des moyens d'étanchéité 2 protégeant la chaîne d'amorçage, constituée des éléments 3,4 et 5, contre les effets d'une possible double alimentation et un couvercle 6 du relais renforçateur 5 qui protège la chaine d'amorçage pour les mêmes raisons que celles évoquées précédemment. L'amorçage du relais renforçateur 5 à travers le couvercle 6 est possible grâce, par exemple, à l'architecture particulière, par exemple, en forme de The electric rocket i is made up of different modules: First, to arrange the different elements contained inside the rocket, it is necessary to use a support 1 represented by hatched lines; this support 1 is composed of several parts among which there are sealing means 2 protecting the priming chain, consisting of elements 3, 4 and 5, against the effects of a possible double supply and a cover 6 of the reinforcing relay 5 which protects the priming chain for the same reasons as those mentioned above. Priming of the reinforcing relay 5 through the cover 6 is possible thanks, for example, to the particular architecture, for example, in the form of

charge creuse, du fond du détonateur 4. shaped charge, from the bottom of the detonator 4.

Ensuite, Il existe les moyens d'alimentation 7,8 et 9 permettant le fonctionnement des générateurs d'ordre de mise à feu 10 et des moyens de mise à feu représentés par des ronds sur la figure et constitués d'un normallsateur 11, d'un commutateur de décharge 12, d'une capacité réservoir 13, d'un sélecteur de commutation 14 et d'un axe 15. Le moyen d'alimentation 8 est une alimentation régulée du générateur d'ordre de mise à feu proximétrique 10. Le moyen d'alimentation 9 est un dispositif de conversion basse tension/haute tension pour les moyens de mise à feu. Le moyen d'alimentation 7 est un turbo-alternateur permettant de tester par son fonctionnement, une des conditions d'armement; ce turboalternateur 7 est muni d'une turbine 16 qui est entraînée par le courant d'air admis, après le décoiffement de la fusée, dans un canal axial 17 de celle-ci. L'agencement des moyens d'alimentation a été réalisé, de manière que, avant armement complet, il n'y ait pas d'énergie potentielle à bord de la fusée capable d'alimenter les moyens de mise à feu composés des éléments 11,12,13 et 15 qui seront décrit ultérieurement et que l'alimentation des moyens de mise à feu ne soit possible que par les moyens de sécurité et d'armement 18,19, 20,21 et 22 et ce, du fait d'une mise en Then, there are the supply means 7, 8 and 9 allowing the operation of the firing order generators 10 and the firing means represented by circles in the figure and consisting of a normalizer 11, d a discharge switch 12, a tank capacity 13, a switching selector 14 and an axis 15. The supply means 8 is a regulated supply of the proximetric firing order generator 10. The supply means 9 is a low voltage / high voltage conversion device for the firing means. The supply means 7 is a turbo-alternator making it possible to test, by its operation, one of the arming conditions; this turbo alternator 7 is provided with a turbine 16 which is driven by the admitted air stream, after the rocket's hair has been disheveled, in an axial channel 17 of the latter. The supply means have been arranged so that, before complete arming, there is no potential energy on board the rocket capable of supplying the firing means composed of the elements 11, 12, 13 and 15 which will be described later and that the supply of the firing means is only possible by the security and arming means 18, 19, 20, 21 and 22 and this, due to a setting

oeuvre complète et normale de la munition. complete and normal work of the ammunition.

D'autre part la fusée comporte un générateur d'ordre de mise à feu 10; ce générateur peut être, par exemple, un détecteur d'impact rasant, un proximètre, un chronomètre, un magnétomètre. La liste des différents générateurs que l'on peut utiliser pour servir de générateur d'ordre de mise à feu n'est pas litrmitative. En effet, il se peut, pour les besoins de la cause, que l'on soit amené à effectuer des combinaisons de différents générateurs pour obtenir un générateur d'ordre de On the other hand, the rocket includes a firing order generator 10; this generator can be, for example, a grazing impact detector, a proximeter, a chronometer, a magnetometer. The list of different generators that can be used to serve as a firing order generator is not limited. Indeed, it may be, for the needs of the cause, that we have to make combinations of different generators to obtain a generator of order of

mise à feu avec des caractéristiques recherchées. firing with sought after characteristics.

En ce qui concerne les moyens de mise à feu constituant un module important de la fusée, ils se composent d'une normalisateur 11 qui réceptionne l'ordre émis par le générateur de mise à feu 10, d'un commutateur de décharge 12 de l'énergie de mise à feu chargée dans la capacité réservoir 13; ce commutateur 12 peut être, par exemple, à moteur pyrotechnique en agissant par percement du diélectrique solide séparant des électrodes principales du circuit de décharge, le choix du commutateur 12 étant fonction du délai de fonctionnement par rapport au générateur de mise à feu 10 utilisé. La capacité réservoir 13 installée, par exemple, à plat à l'intérieur de la fusée est un élément composant la charge de la mise à feu; il en est de même pour le sélecteur de commutateur 14 qui définit le mode de fonctionnement de la fusée; ce sélecteur de commutation 14 permet de prendre, par exemple, deux options différentes: - soit l'option "proximité" Regarding the firing means constituting an important module of the rocket, they consist of a normalizer 11 which receives the order issued by the firing generator 10, a discharge switch 12 of the firing energy charged in the tank capacity 13; this switch 12 can be, for example, with a pyrotechnic motor by acting by piercing the solid dielectric separating from the main electrodes of the discharge circuit, the choice of switch 12 being a function of the operating time with respect to the ignition generator 10 used. The tank capacity 13 installed, for example, flat inside the rocket is an element making up the firing charge; it is the same for the selector switch 14 which defines the operating mode of the rocket; this switching selector 14 makes it possible to take, for example, two different options: - either the "proximity" option

- soit l'option "impact".- either the "impact" option.

Dans un cas comme dans l'autre les modules 12 et 15 ne sont pas tous les deux utilisés. Pour une option choisie, par exemple, l'option "impact", l'effet du commutateur de décharge 12 est remplacé par l'axe 15, du turboalternateur 7, cet axe étant en liaison avec la turbine 16 du turboalternateur 7. Les moyens de mise à feu doivent être également adaptés au détonateur représenté par les éléments 3 et 4 et décrit ultérieurement, notamment, en ce qui concerne la puissance In either case, modules 12 and 15 are not both used. For an option chosen, for example, the "impact" option, the effect of the discharge switch 12 is replaced by the axis 15 of the turbo alternator 7, this axis being in connection with the turbine 16 of the turbo alternator 7. The means firing must also be adapted to the detonator represented by elements 3 and 4 and described later, in particular, with regard to the power

qu'exige l'excitation du détonateur. that the excitation of the detonator requires.

L'élément principal de l'invention étant les constituants pyrotechniques de la chaîne d'amorçage représentés par les éléments 3,4 et 5. nous nous proposons de décrire la structure de celle-ci. La chaîne d'amorçage comporte un détonateur représenté par les éléments 3 et 4; ce détonateur (3 et 4), comportant des charges pyrotechniques primaires sensibles, dans le cas conventionnel, est, dans notre cas, composé de charges pyrotechniques exclusivement secondaires pour améliorer et simplifier, en évitant tout désalignement de la chaîne d'amorçage, les systèmes de sécurité élaborés pour la cause; ces charges pyrotechniques secondaires sont typiquement les charges explosives permis par la liste citée dans le Milltary Standard 1316 C du 3/1/1984, paragraphes 431 et suivants. Le détonateur 3 et 4 est, par exemple, un détonateur à couche projetée. La disposition de ce détonateur 3 et 4 à l'intérieur de la fusée, a été définie pour permettre de renforcer l'fmmunité à l'effet de la double alimentation, c'est pourquoi, des moyens d'étanchéité 2 et un couvercle 6 ont été disposés de la sorte dans cette fusée. La forme du détonateur 3 et 4 a été réalisée de manière à ce que le fond du détonateur 4 ait une architecture particulière, par exemple, en forme de charge creuse, permettant l'amorçage de l'élément suivant de la chaine d'amorçage, à savoir le relais renforçateur 5, A travers le couvercle 6. Le relais renforçateur 5 transmet la détonation, par exemple, à la charge d'un projectile; la structure interne de cette charge est indépendante des choix préalablement The main element of the invention being the pyrotechnic constituents of the priming chain represented by the elements 3, 4 and 5. we propose to describe the structure thereof. The priming chain comprises a detonator represented by elements 3 and 4; this detonator (3 and 4), comprising sensitive primary pyrotechnic charges, in the conventional case, is, in our case, composed of exclusively secondary pyrotechnic charges to improve and simplify, by avoiding any misalignment of the priming chain, the systems security developed for the cause; these secondary pyrotechnic charges are typically the explosive charges permitted by the list cited in Milltary Standard 1316 C of 3/1/1984, paragraphs 431 et seq. The detonator 3 and 4 is, for example, a projected layer detonator. The arrangement of this detonator 3 and 4 inside the rocket, has been defined to make it possible to strengthen the immunity to the effect of the double supply, this is why, sealing means 2 and a cover 6 have been so arranged in this rocket. The shape of the detonator 3 and 4 has been produced so that the bottom of the detonator 4 has a particular architecture, for example, in the form of a hollow charge, allowing the priming of the next element of the priming chain, namely the reinforcing relay 5, through the cover 6. The reinforcing relay 5 transmits the detonation, for example, to the charge of a projectile; the internal structure of this charge is independent of the choices previously

établis, elle peut être, par exemple, explosive ou Incendlaire. established, it can be, for example, explosive or Incendlary.

Comme déjà mentionné dans un paragraphe précédent, nous allons évoquer les moyens de sécurité et As already mentioned in a previous paragraph, we will discuss security and

d'armement I8,19,20,21 et 22 figurant A l'intérieur de la fusée. of weapons I8,19,20,21 and 22 appearing inside the rocket.

Le rôle de ce module est,. d'une part d'assurer cue l'armement de la fusée n'est pas possible tant que le module ne constate pas lui-même que la mise en oeuvre de la munition est effectuée complètement et normalement. Pour cela on utilise. par exemple, un accéléromètre 19 qui teste l'accélération axiale dans l'espace 23. Le rôle de ce module est, d'autre part, d'armer la fusée en supprimant la sécurité c'est-à-dire er mettant les moyens de mise à feu en fonctionnement grâce à son alimentation; pour réaliser cela, on utilise, par exemple, un contrôleur de fonctionnement 20, qui, par l'intermédiaire d'un engrenage 21. est en relation avec l'axe 15 du turbo-alternateur 7 permettant, lorsque les' relais 22 établisse-nt la liaison électrique 24 entre le convertisseur basse tension-haute tension 9 et! turbo-alternateur 7, l'alimentatior. des moyens de mise à feu. L'accéléromètre 19 est mis en oeuvre, par exemple, par un verrou transversal 18 qui teste la suppression de la sécurité de stockage c'est-à-dire le décoiffement de la fusée. Afin de mieux comprendre l'articulation des différents modules à l'intérieur de la fusée, une explication du fonctionnement global de la fusée va être donnée. Pendant toutes les opérations de manipulation, par exemple, le stockage ou le transport, la fusée est équipée d'une coiffe évitant aux différents modules de se mettre en fonctionnement. Avant la phase d'utilisation, on retire la coiffe de la fusée qui autorise, dans un premier temps, la libre circulation de l'air à l'intérieur de la fusée provoquant, lorsque la fusée est animée d'un mouvement, la mise en marche du turbo-alternateur 7 par l'intermédiaire de la turbine 16 et qui, dans un deuxième temps, permet le fonctionnement de l'accéléromètre 19 grâce au verrou transversal 18 qui la libère. La turbine 16 du turbo- alternateur permet, d'une part, deemmagasiner de l'énergie à l'intérieur de la capacité réservoir 13 et, d'autre part, par l'intermédiaire de l'axe 15, elle entraine un engrenage 21 qui transmet à l'élément 20 un mouvement de translation vers le bas, obligeant le relais 22 à venir au contact de l'élément 25 et ceci, à condition que toutes les phases du lancement et du vol se soient bien déroulées. Pendant ce temps, l'accéléromètre 19 teste l'accélération axiale dans l'espace 23 jusqu'à ce que l'on obtienne une valeur désirée. A cet instant, l'autre relais 22 vient en appui sur l'élément 26 et la liaison électrique 24, entre le turbo-alternateur 7 et le convertisseur 9 Basse-tension-Haute-tension, est réalisée. Une manipulation, à ne pas oublier avant la phase d'utilisation, est le positionnement du sélecteur de commutation 14 qui détermine le mode de fonctionnement de la fusée. Grâce à ce sélecteur 14, on utilise, soit l'élément 12 ou soit l'élément 15, pour activer l'énergie de mise à feu située dans la capacité réservoir 13; cette énergie déclenche le détonateur 3 et 4 qui, grâce à une architecture particulière, amorce un relais renforçateur 5 lequel transmet la détonation à la charge en présence. Une telle fusée, selon l'invention, convient pour des projectiles de mortiers lancés par des tubes lisses ou rayés et il est aussi envisageable d'utiliser ce type de fusée en continuant à ne pas se servir de composition pyrotechnique primaire, par exemple, dans l'allumage de projectiles éclairants. The role of this module is ,. on the one hand to ensure that the arming of the rocket is not possible as long as the module does not itself observe that the implementation of the ammunition is carried out completely and normally. For this we use. for example, an accelerometer 19 which tests the axial acceleration in space 23. The role of this module is, on the other hand, to arm the rocket by removing safety, that is to say er putting the means firing in operation thanks to its power supply; to achieve this, use is made, for example, of an operation controller 20, which, by means of a gear 21. is in relation to the axis 15 of the turbo-alternator 7 allowing, when the 'relays 22 establish nt the electrical connection 24 between the low voltage-high voltage converter 9 and! turbo-alternator 7, the alimentatior. means of firing. The accelerometer 19 is implemented, for example, by a transverse latch 18 which tests the removal of the storage security, that is to say the unraveling of the rocket. In order to better understand the articulation of the different modules inside the rocket, an explanation of the overall functioning of the rocket will be given. During all handling operations, for example, storage or transport, the rocket is equipped with a cap preventing the various modules from starting up. Before the use phase, the cap of the rocket is removed which allows, firstly, the free circulation of air inside the rocket causing, when the rocket is animated with a movement, the setting in operation of the turbo-alternator 7 via the turbine 16 and which, in a second step, allows the operation of the accelerometer 19 thanks to the transverse latch 18 which releases it. The turbine 16 of the turbo-alternator allows, on the one hand, to store energy inside the reservoir capacity 13 and, on the other hand, via the axis 15, it drives a gear 21 which transmits to the element 20 a downward translational movement, forcing the relay 22 to come into contact with the element 25 and this, provided that all the phases of launching and flight have gone well. During this time, the accelerometer 19 tests the axial acceleration in space 23 until a desired value is obtained. At this instant, the other relay 22 comes to bear on the element 26 and the electrical link 24, between the turbo-generator 7 and the converter 9 Low-voltage-High-voltage, is produced. One manipulation, not to be forgotten before the use phase, is the positioning of the switching selector 14 which determines the operating mode of the rocket. With this selector 14, either element 12 or element 15 is used to activate the ignition energy located in the reservoir capacity 13; this energy triggers the detonator 3 and 4 which, thanks to a particular architecture, initiates a reinforcing relay 5 which transmits the detonation to the charge in presence. Such a rocket, according to the invention, is suitable for mortar projectiles launched by smooth or striped tubes and it is also possible to use this type of rocket while continuing not to use primary pyrotechnic composition, for example in lighting of projectiles.

Claims

REVEN D I CATIONS

1. Electric rocket comprising a support (1) inside which is placed a firing order generator (10) connected to firing means (11,12,13,13,15) triggering a priming chain (3,4,5), these elements being supplied and made active by a device (7,8,9) controlled by the security and arming means (18,19,20,21 and 22) , characterized in that the boot chain contains only

secondary pyrotechnic compositions.

2. Electric rocket according to claim 1, characterized in that the elements (3, 4, 5) of the chain

are aligned.

3. Electric rocket according to claim 1, characterized in that switching of firing energy in the detonator is carried out by punching the solid dielectric separating the main electrodes of the

discharge circuit.

4. Electric rocket according to claim 1, characterized in that the detonator (4) of the priming chain

is a blast layer detonator.

5. Electric rocket according to claim 4, characterized in that the detonator (4) of the priming chain

has a form of hollow charge.

6. Electric rocket according to claims

above, characterized in that sealing means (2, 6) constitute material and solid separations between each of the elements (3, 4, 5) of the priming chain; these separations thus produced ensuring that: - in normal operation, the detonation generated by the detonator (4) is correctly transmitted to the reinforcing relay (5) (including this); - in abnormal environment. such as the double supply, the hot gases, under high pressure prevailing in the launcher tube, cannot cause their complete and correctly transmitted initiation nor, consequently. Operating

normal corresponding.

7. Projectile, characterized in that: 1 comprises a

electric rocket according to any one o: s claims

previous.