FR2655723A1

FR2655723A1 - DEVICE FOR FILLING A TUBE FOR A GAS GENERATOR EQUIPPING A FLYING DEVICE.

Info

Publication number: FR2655723A1
Application number: FR8916263A
Authority: FR
Inventors: Bernard Marc; Thouron Rene
Original assignee: Thomson Brandt Armements SA
Current assignee: Thomson Brandt Armements SA
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1991-06-14
Anticipated expiration: 2009-12-08
Also published as: GB9026535D0; IT1241020B; FR2655723B1; GB2238857A; IT9067979A1; IT9067979A0

Abstract

L'invention assure le stockage d'une quantité d'énergie en fin de combustion d'un générateur de gaz équipant, par exemple, un engin volant. Cette énergie, non nécessaire à la motricité de l'engin peut permettre, par exemple, une auto-éjection du compartiment contenant le générateur de gaz. Pour cela l'invention concerne un dispositif d'obturation d'au moins une ouverture d'un générateur de gaz comprenant un bouchon (10) et un système d'accrochage (19 ) du bouchon au générateur de gaz, Lors de la combustion du produit contenu à l'intérieur du générateur de gaz, le système d'accrochage est libéré ce qui permet au bouchon (10), positionné pris de l'ouverture, de se déplacer sous l'effet de la dépression créée un niveau de l'ouverture par la combustion du produit et donc de venir obturer l'ouverture. Applicatlon pour l'auto-éjection d'un générateur de gaz.The invention ensures the storage of a quantity of energy at the end of combustion of a gas generator equipping, for example, a flying machine. This energy, not necessary for the motricity of the machine, can allow, for example, self-ejection from the compartment containing the gas generator. For this, the invention relates to a device for closing at least one opening of a gas generator comprising a plug (10) and a system for attaching the plug (19) to the gas generator, during combustion of the gas generator. product contained inside the gas generator, the hooking system is released which allows the plug (10), positioned taken from the opening, to move under the effect of the vacuum created at the level of the opening by combustion of the product and therefore closing the opening. Applicatlon for self-ejection of a gas generator.

Description

L'invention concerne un dispositif d'obturation automatique d'au moins uneThe invention relates to a device for automatically sealing at least one

tuyère d'un générateur de gaz équipant un engin volant Elle concerne plus particulièrement un propulseur d'un engin volant qui doit être éjecté après une phase active de propulsion. Certains engins volant, par exemple des missiles, des roquettes auto-propulsés ou des engins similaires, tirés par effet canon comportent différents modules (propulseur, parachute, charge militaire, etc) agissant chacun, pendant une période déterminée, sur la trajectoire de l'engin volant Au cours de cette trajectoire, certains modules doivent être éjectés pour, d'une part, permettre la mise en oeuvre des autres modules et, d'autre part, améliorer les performances dudit engin notamment par une réduction de masse On connaît des systèmes d'éjection permettant la séparation de modules contenus à l'intérieur d'un engin volant; ces systèmes d'éjection constitués, par exemple, d'éléments ressorts, déclenchés à un instant pré- déterminé, autorisent le largage, par exemple, d'un nozzle of a gas generator equipping a flying machine It relates more particularly to a thruster of a flying machine which must be ejected after an active propulsion phase. Some flying craft, for example missiles, self-propelled rockets or similar machines, fired by cannon, have different modules (propeller, parachute, military load, etc.) each acting, for a specified period, on the trajectory of the During this trajectory, certain modules must be ejected in order to, on the one hand, allow the implementation of the other modules and, on the other hand, to improve the performance of said machine in particular by a reduction in mass. ejection device for separating modules contained inside a flying machine; these ejection systems consisting, for example, spring elements, triggered at a predetermined time, allow the release, for example, of a

propulseur lorsque ce dernier est en fin de fonctionnement. thruster when the latter is at the end of operation.

D'autres systèmes utilisent, par exemple, un générateur de gaz, qui, lorsqu'il est allumé, transmet des gaz vers une chambre de verrin La pression dans la chambre de verrin augmentant et, d'autre part, la chambre étant au préalable fragilisée en un ou plusieurs emplacement, la chambre se comporte comme un piston qui permet l'éjection du module considéré, dans notre cas, un propulseur Ce système est coûteux et difficile à mettre en place puisqu'il nécessite d'une part des aménagements spéciaux à l'intérieur de l'engin, spécialement en ce qui concerne les conduits de gaz du générateur de gaz vers la chambre du verrin, et les fils d'alimentation électrique et d'autre part, Other systems use, for example, a gas generator, which, when turned on, transmits gas to a barrel chamber. The pressure in the barrel chamber increases and, on the other hand, the chamber is in advance. weakened in one or more locations, the chamber behaves like a piston that allows the ejection of the considered module, in our case, a thruster This system is expensive and difficult to implement because it requires on the one hand special facilities inside the machine, especially with respect to the gas pipes of the gas generator to the chamber of the canopy, and the power supply wires and secondly,

un volume d'espace disponible important à l'intérieur de l'engin. a large volume of available space inside the machine.

Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant un dispositif d'obturation d'au moins une tuyère d'un générateur de gaz permettant de stocker les gaz en fin de combustion pour faciliter, par exemple, l'auto-éjection du propulseur équipant l'engin dont les The object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks by proposing a device for closing off at least one nozzle of a gas generator making it possible to store the gases at the end of combustion to facilitate, for example, the self-heating ejection of the thruster fitted to the machine whose

performances sont améliorées lorsque sa masse est réduite. performance is improved when its mass is reduced.

L'objet de l'invention est un dispositif d'obturation d'une tuyère pour un générateur de gaz d'un engin volant, le générateur contenant un produit, qui, sous l'effet d'une combustion, libère des gaz éjectés par au moins une ouverture, caractérisé en ce qu'il comporte un bouchon et un système d'accrochage du bouchon au propulseur tels que la combustion du produit libère, le système d'accrochage, le bouchon se déplaçant sous l'effet d'une dépression créée au niveau de la tuyère par la combustion du produit, pour venir obturer la tuyère. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention The object of the invention is a device for closing a nozzle for a gas generator of a flying machine, the generator containing a product, which, under the effect of a combustion, releases gas ejected by at least one opening, characterized in that it comprises a cap and a fastening system of the cap to the propellant such that the combustion of the product releases, the attachment system, the cap moving under the effect of a depression created at the nozzle by the combustion of the product, to come close the nozzle. Other features and advantages of the invention

apparaîtront à la lecture de la description détaillée will appear on reading the detailed description

ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 montre une vue d'un engin volant selon un axe longitudinal XX', cet engin volant étant équipé de différents modules; la figure 2 montre un propulseur de l'engin de la figure 1 équipé du dispositif d'obturation selon l'invention; la figure 3 montre un propulseur de l'engin de la figure 1 équipé, selon un autre mode de réalisation, du below, with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 shows a view of a flying machine along a longitudinal axis XX ', the flying machine being equipped with different modules; FIG. 2 shows a thruster of the machine of FIG. 1 equipped with the closure device according to the invention; FIG. 3 shows a thruster of the machine of FIG. 1 equipped, according to another embodiment, with the

dispositif d'obturation selon l'invention. shutter device according to the invention.

La figure 1 représente le schéma d'un engin volant 1 équipé d'un dispositif d'obturation automatique selon l'invention pour un propulseur 2, ce dispositif étant non visible sur la figure 1 L'engin 1 comporte un certain nombre de modules dont une partie est représentée sur la figure 1 L'engin 1 est équipé, par exemple, d'un propulseur 2 positionné à l'arrière de l'engin, d'une chambre de pression 3 placée entre le propulseur 2 et un parachute 4 servant, par exemple, de dispositif de freinage quand l'engin volant voit le sol grâce à un auto-directeur non représenté et d'une partie avant 5 contenant, entre autre, une charge militaire non représentée. Après le tir de l'engin 1, par exemple, d'un poste de lancement, des ailes non représentées à la périphérie de l'engin sont déployées; certaines sont positionnées, par exemple, à l'arrière de l'engin pour assurer la stabilité de celui-ci, d'autres, sont positionnées au milieu de l'engin pour permettre le pilotage de ce dernier Les ailes étant passées de la position repliée le long de l'axe longitudinal de l'engin à la position dépliée dans laquelle le profil de l'aile est parallèle à l'axe longitudinal de l'engin, le propulseur, après un retard FIG. 1 represents the diagram of a flying machine 1 equipped with an automatic shutter device according to the invention for a thruster 2, this device being not visible in FIG. 1. The vehicle 1 comprises a certain number of modules of which a part is shown in Figure 1 The machine 1 is equipped, for example, with a thruster 2 positioned at the rear of the machine, a pressure chamber 3 placed between the propellant 2 and a parachute 4 serving for example, braking device when the flying machine sees the ground through a self-director not shown and a front portion 5 containing, inter alia, an unrepresented military load. After the firing of the machine 1, for example, a launch station, wings not shown at the periphery of the machine are deployed; some are positioned, for example, at the rear of the machine to ensure the stability of the latter, others are positioned in the middle of the machine to allow the steering of the latter The wings having moved from the position folded along the longitudinal axis of the machine to the unfolded position in which the profile of the wing is parallel to the longitudinal axis of the craft, the propeller, after a delay

prédéfini, est allumé pour augmenter la portée de l'engin. predefined, is lit to increase the range of the machine.

La figure 2 représente le schéma d'un propulseur 2 de l'engin 1 équipé du dispositif selon l'invention Le propulseur 2 délimité, par exemple, par une enveloppe 6 possède, par exemple, au moins une tuyère 7 positionnée, par exemple, sur la face arrière 8 du propulseur 2 Le propulseur 2 contient un produit 9 qui, sous l'effet d'une combustion, dégage des gaz éjectés par la tuyère 7 pour donner la propulsion nécessaire à l'engin afin d'augmenter sa portée Le produit est, par exemple, un propergol solide; il peut être également une poudre Le propulseur 2 comporte un dispositif d'obturation de la tuyère qui est décrit à titre d'exemple de réalisation; ce dispositif est placé, par exemple, dans le produit 9 et comprend un bouchon 10 positionné, par exemple, au voisinage du col 11 de la tuyère Le bouchon à nécessairement un diamètre supérieur au diamètre de la tuyère pour assurer une complète obturation La forme de ce bouchon est, par exemple, triangulaire de façon à être adapté à la forme de la tuyère Ce bouchon 10 est fixé, par exemple, sur une première extrémité 12 d'un bras 13 parallèle à un axe XX' qui est l'axe longitudinal de l'engin 1 Une deuxième extrémité 14 du bras 13 comporte un système de guidage et un système d'accrochage dans le produit permettant le maintien de l'ensemble constitué du bouchon et du bras dans la position représentée à la figure 2 pendant une phase de combustion; cette phase de combustion ne correspond pas à la combustion complète du produit contenu à l'intérieur du propulseur mais elle correspond à la phase de propulsion de l'engin permettant de donner audit engin une portée maximale La deuxième extrémité 14 du bras 13 est lié au système de guidage constitué, par exemple, d'un cylindre plein 15 à l'intérieur duquel est usiné une cavité 16 qui autorise une insertion de l'ensemble dans un arbre 17 positionné sur la partie avant 18 du propulseur 2 Le cylindre 15 comporte, par exemple, un échappement 19 servant de système d'accrochage à l'intérieur du produit 9 Cet échappement 19 est placé, par exemple, à la périphérie du cylindre 15 La section de cet échappement 19 est déterminée de manière à ce que le système d'accrochage tel que défini soit libéré dès que le front de combustion a atteint l'échappement Cette étape est représentée en pointillés sur la figure 2 L'emplacement du système d'accrochage, à l'intérieur du produit 9, est déterminé, d'une part en fonction du volume de combustion nécessaire à la propulsion de l'engin pour lui donner une portée optimale et d'autre part en fonction du volume de combustion minimum pour assurer l'auto-éjection du FIG. 2 shows the diagram of a thruster 2 of the vehicle 1 equipped with the device according to the invention. The thruster 2 delimited, for example, by an envelope 6 has, for example, at least one positioned nozzle 7, for example on the rear face 8 of the thruster 2 The thruster 2 contains a product 9 which, under the effect of a combustion, releases gases ejected by the nozzle 7 to give the necessary propulsion to the vehicle to increase its range. product is, for example, a solid propellant; It may also be a powder. The propellant 2 comprises a device for closing off the nozzle which is described by way of example embodiment; this device is placed, for example, in the product 9 and comprises a plug 10 positioned, for example, in the vicinity of the collar 11 of the nozzle The plug necessarily has a diameter greater than the diameter of the nozzle to ensure a complete closure The shape of this plug is, for example, triangular so as to be adapted to the shape of the nozzle This plug 10 is fixed, for example, on a first end 12 of an arm 13 parallel to an axis XX 'which is the longitudinal axis of the machine 1 A second end 14 of the arm 13 comprises a guide system and a fastening system in the product for holding the assembly consisting of the plug and the arm in the position shown in Figure 2 during a phase combustion; this combustion phase does not correspond to the complete combustion of the product contained inside the propellant, but it corresponds to the propulsion phase of the machine making it possible to give the vehicle a maximum reach. The second end 14 of the arm 13 is connected to the guiding system consisting, for example, of a solid cylinder 15 inside which is machined a cavity 16 which allows insertion of the assembly in a shaft 17 positioned on the front portion 18 of the thruster 2 The cylinder 15 comprises, for example, an exhaust 19 acting as a fastening system inside the product 9 This exhaust 19 is placed, for example, at the periphery of the cylinder 15 The section of this exhaust 19 is determined so that the system of hooking as defined is released as soon as the combustion front has reached the exhaust This step is shown in dashed lines in Figure 2 The location of the attachment system, at the i the bottom of the product 9, is determined, firstly as a function of the combustion volume necessary for the propulsion of the machine to give it an optimal range and secondly depending on the minimum combustion volume to ensure the self- ejection from

générateur de gaz.gas generator.

Le bouchon 10, placé au voisinage du col 11 de la tuyère 7 étant soumis à une légère dépression, est attiré vers le col 11 de la tuyère 7 en entraînant avec lui l'ensemble qui lui est fixé Cette translation de l'ensemble permettant de venir obturer le col 11 de la tuyère 7 s'effectue parallèlement 33 à l'axe longitudinal XX' de l'engin En effet, l'arbre 17 inséré dans le cylindre 15 assure le guidage de l'ensemble du dispositif permettant de garantir le trajet de celui-ci à l'intérieur du propulseur 2 Il est indispensable que le système d'accrochage reste fixe lors du tir de l'engin pour éviter certains problèmes pouvant nuire au bon fonctionnement dudit engin La section des différents éléments du dispositif selon l'invention est adaptée pour faciliter la réalisation Le bouchon 10, le bras 13, le cylindre 15, l'échappement 19 et l'arbre 17 sont réalisés, par exemple, à partir du tungstène ou de composite carboné c'est à dire à partir de matériaux tenant The plug 10, placed in the vicinity of the neck 11 of the nozzle 7 being subjected to a slight depression, is attracted to the neck 11 of the nozzle 7 by driving with it the assembly that is attached to it This translation of the assembly allowing closing the neck 11 of the nozzle 7 is parallel to the longitudinal axis XX 'of the machine. In fact, the shaft 17 inserted into the cylinder 15 guards the entire device to guarantee the its path inside the thruster 2 It is essential that the attachment system remains fixed when firing the craft to avoid certain problems that may affect the proper operation of the machine The section of the various elements of the device according to the l The invention is adapted to facilitate the realization The plug 10, the arm 13, the cylinder 15, the exhaust 19 and the shaft 17 are made, for example, from tungsten or carbon composite, that is to say from of tena materials nt

l'érosion et la contrainte thermique des gaz de combustion. erosion and thermal stress of the flue gases.

Après l'obturation du col 11 de la tuyère 7, la combustion du produit contenu à l'intérieur du propulseur 2 continue, la pression à l'intérieur de ce dernier augmente Pour Io éviter une augmentation trop importante de pression, à l'intérieur du propulseur 2, qui entraînerait, par exemple, une explosion, des opercules 20, par exemple au nombre de deux sur la figure 1 sont positionnées sur la face avant 18 du propulseur 2 en liaison avec la chambre de pression 3 Ces opercules, par exemple, en alumine, ont une section déterminée qui, sous l'action d'une certaine pression contenue à l'intérieur du propulseur, laisse échapper des gaz, par exemple, à l'intérieur de la chambre de pression 3 Cette chambre de pression 3 étant alimentée par des opercules fragilisés au préalable en différents emplacements, la chambre se comporte donc comme un After closing the neck 11 of the nozzle 7, the combustion of the product contained inside the propellant 2 continues, the pressure inside the latter increases To avoid a too great increase in pressure, inside propellant 2, which would lead, for example, an explosion, caps 20, for example two in number in Figure 1 are positioned on the front face 18 of the propellant 2 in connection with the pressure chamber 3 These caps, for example , of alumina, have a determined section which, under the action of a certain pressure contained inside the thruster, let out gas, for example, inside the pressure chamber 3 This pressure chamber 3 being fed by operculas weakened beforehand in different locations, the chamber behaves like a

piston qui assure l'éjection du propulseur. piston which ensures the ejection of the thruster.

De ce fait, le propulseur autorise lui-même son éjection de l'engin et ceci de manière plus rapide et plus fiable et indépendante du temps de combustion du propergol qui est généralement tributaire de la température En effet, dans la plupart des cas cités, l'éjection du propulseur est suivi du déploiement d'un système de freinage de type parachute s'expulsant dans l'axe longitudinal de l'engin et ce, lorsqu'un autodirecteur a détectée le sol de manière à incliner, par exemple, la direction de l'engin d'un angle voisin de 45 Pour empêcher toute détérioration du système de freinage par le propulseur animé d'une certaine vitesse, il est nécessaire d'augmenter le temps séparant l'éjection du propulseur et le déploiement du système de freinage En utilisant la fin de la combustion du produit contenu dans le propulseur non nécessaire à l'augmentation de la portée de l'engin, on favorise une éjection plus rapide en diminuant les risques et en conservant Therefore, the thruster itself allows its ejection of the vehicle and this faster and more reliable and independent of the burning time of the propellant which is generally temperature dependent Indeed, in most cases cited, the ejection of the thruster is followed by the deployment of a parachute braking system expelling in the longitudinal axis of the vehicle and this, when a homing device has detected the ground so as to incline, for example, the direction of the machine from an angle close to 45 To prevent any deterioration of the braking system by the thruster driven by a certain speed, it is necessary to increase the time between the throwing of the thruster and the deployment of the thruster system. braking Using the end of the combustion of the product contained in the thruster not necessary to the increase of the range of the machine, one favors a faster ejection by reducing the risks and retaining

les performances de l'engin.the performance of the machine.

D'autres dispositifs d'obturation comprenant un bouchon et un système d'accrochage peuvent être réalisés Il faut pour cela modifier, par exemple, la forme, la taille, les mécanismes de liaison et les fixations des éléments composant le dispositif Dans le cas d'un système d'accrochage, on peut utiliser, par exemple, au moins un fil 21 représenté sur la figure 3 qui se détachent de points de fixation 22 sous l'effet de la combustion, dans l'exemple décrit, on utilise deux fils 21 Ces fils 21 étant attachés, par exemple, à l'une de leur extrémité 23 à l'enveloppe 6 du propulseur et à l'autre extrémité 24 au cylindre 15, lorsque le front de combustion arrive au niveau du fil 21, ce dernier se consume et libère ainsi le dispositif d'obturation qui peut coulisser parallèlement à l'axe longitudinal XX' de l'engin et venir ainsi Other closure devices comprising a plug and an attachment system can be made It is necessary for this purpose to modify, for example, the shape, size, the connecting mechanisms and the fasteners of the components of the device. a fastening system can be used, for example, at least one wire 21 shown in Figure 3 which detach from fixing points 22 under the effect of combustion, in the example described, two wires are used 21 These wires 21 being attached, for example, at one of their end 23 to the casing 6 of the propellant and at the other end 24 to the cylinder 15, when the combustion front reaches the level of the wire 21, the latter is consumed and thus releases the closure device which can slide parallel to the longitudinal axis XX 'of the machine and come as well

fermer le col 11 de la tuyère.close the collar 11 of the nozzle.

L'invention permet donc le stockage d'une quantité de gaz dans un générateur de gaz et plus particulièrement dans un propulseur Ces gaz peuvent servir, par exemple, pour une auto-éjection dudit propulseur mais peuvent être utilisés à d'autres fins, par exemple, le déploiement d'un système de freinage. The invention therefore makes it possible to store a quantity of gas in a gas generator and more particularly in a propellant. These gases can be used, for example, for self-ejection of said propellant but can be used for other purposes, for example by example, the deployment of a braking system.

Claims

1 Device for closing a nozzle for a gas generator of a flying machine (1), the generator containing a product, which, under the effect of a combustion, releases gases ejected by at least one nozzle ( 7), characterized in that it comprises a plug (10) and a fastening system (19, 21) of the plug to the gas generator such that the combustion of the product (9) releases, the attachment system 19) , the plug (10) moving under the effect of a depression created at the nozzle (7) by the gas exhaust, to obturate

the nozzle (7).

2 shutter device according to claim 1, characterized in that the attachment system is an exhaust (19) positioned on a cylinder (15) in connection with the cap (10) by an arm (13) and in that 'he is placed in

the product (9).

3 shutter device according to claim 2, characterized in that the cylinder (15) has a cavity (16) inside which is inserted a shaft (17) to ensure

guiding the plug (10) to the nozzle (7).

4 shutter device according to claim 1, characterized in that the product (9) contained inside the

gas generator (2) is a solid propellant.

Shutter device according to claim 1 characterized in that the product (9) contained inside the

Gas generator is a powder.

6 shutter device according to claim 1, characterized in that the gas generator is a propellant

(1) -

7 shutter device according to claim 1, characterized in that the attachment system comprises at least one wire (21) fixed at a first end (23) at a point of attachment (22) to a casing (6) of gas generator and at a second end (24) to a cylinder (15) connected to the plug (10)

by an arm (13).

8 shutter device according to claim 1,

characterized in that the plug has a triangular shape.

9 shutter device according to claim 1, characterized in that the plug is positioned in the vicinity

a neck (11) of the nozzle (7).