FR2665254A1 - Systeme d'allumage pour une composition pyrotechnique. - Google Patents
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Abstract
Le secteur technique de l'invention est celui des systèmes d'allumage pour les compositions pyrotechniques. Le système d'allumage selon l'invention comprend un relais d'allumage (4), disposé dans un boîtier (3), et qui est en contact avec la composition pyrotechnique (2), il est caractérisé en ce que le boîtier (3) est fermé par un treillis (5) en contact avec une composition sensible à la flamme (6) elle même en contact avec le relais d'allumage (4). Application à l'allumage des compositions pyrotechniques à retard.
Description
Le domaine de la présente invention est celui des systèmes d'allumage pour
les compositions pyrotechniques et en particulier pour les compositions pyrotechniques à retard. De telles compositions sont généralement allumées au moyen d'une composition dite composition chaude (telle un mélange de Titane et de Bore), elle-même initiée par une composition sensible à la percussion ou à l'échauffement
d'un conducteur électrique.
Les compositions sont enfermées dans un boîtier dont la fonction est de les isoler de l'humidité' ambiante qui
dégrade leurs caractéristiques.
Ainsi, dans le cas d'une initiation par percussion, le boîtier est fermé par une feuille métallique appelée "paillet" (généralement de l'aluminium ou de l'étain) qui est suffisamment mince pour pouvoir être percée par un
percuteur (voir par exemple le brevet U 54841856).
Lorsque l'on souhaite mettre en place un tel système à retard dans un dispositif d'amorçage non électrique pour un projectile ou une charge militaire, il est indispensable de disposer le système d'allumage en regard d'un percuteur, la sortie du retard devant se trouver en regard de la chaîne
pyrotechnique à commander.
La forme du composant à retard dépendra donc de la structure finale du dispositif d'amorçage, ce qui implique qu'une modification de la définition dudit système obligera
à re-concevoir le composant à retard.
Il a déjà été prévu dans le cas des dispositifs d'amorçages pour fusées de projectile, de séparer par un conduit l'amorce percutante d'une composition pyrotechnique réceptrice On se re Dortera en particulier aux brevets
U 52730046 et FR 2533687.
Cependantla composition réceptrice est dans tous les cas une autre amorce qui est initiée par le choc résultant de la projection de fragments métalliques, ce choc pouvant
parfaitement initier l'amorce au travers du paillet.
Orles compositions chaudes nécessaires pour allumer les retards pyrotechniques ne sont pas suffisamment sensibles au choc pour pouvoir être initiées ainsi directement, et il sera donc nécessaire de prévoir une amorce supplémentaire en amont de la composition chaude, amorce qui sera initiée directement par un percuteur (avec les 'problèmes de définition de la géométrie du retard évoqués précédemment),
ou par l'intermédiaire d'un conduit.
Dans tous les cas, la sensibilité au choc du système d'allumage se trouve augmentée Si un conduit est utilisé, il devra être rectiligne afin de ne pas diminuer l'énergie
des particules projetées.
C'est le but de l'invention que de pallier de tels inconvénients en proposant un système d'allumage qui n'est pas sensible aux chocs, et qui peut être initié à distance
au moyen d'un inflammat 6 ur.
Ainsi l'invention a pour objet un système d'allumage pour une composition pyrotechnique comprenant, disposé dans un boîtier, un relais d'allumage qui est en contact avec la composition pyrotechnique; il est caractérisé en ce que le boîtier est fermé par un treillis en contact avec une composition sensible à la flamme elle-même en contact avec
le relais d'allumage.
Ainsil la tenue mécanique de la composition est assurée et
l'allumage est possible au travers du treillis.
De façon préferentielle, la finesse des mailles du treillis est inférieure à la granulométrie de la composition sensible à la flamme; ainsi, il est possible d'utiliser une
composition peu compactée.
La composition sensible à la flamme comprend un mélange constitué par 25 % à 50 % en masse de Zirconium et 50 % à 75 % en masse de Chromate de Baryum, etde préférence est un comprimé comprennent 37 % en masse de Zirconium et 63 % en masse de Chromate de Baryum, la granulométrie du mélange
étant comprise entre 40 pm et 100 pm.
Selon d'autres caractéristiques, le relais d'allumage comprend un mélange constitué par 20 % à 60 % en masse de Zirconium, 30 % à 70 % en masse de Chromate de Baryum et 0 % à % en masse de perchlorate de Potassium, et de préférence le relais est un comprimé comprennant: 40 % en masse de Zirconium, 50 % en masse de Chromate de Baryum et 10 % en
masse de perchlorate de Potassium.
Le système d'allumage s'appliquera avantageusement à la réalisation d'un cordeau retard intégré dans une gaine métallique. Le système d'allumage s'emploira dans un dispositif d'amorçage dans lequel une composition d'amorçage sensible à la percussion est reliée à la composition sensible à la
flamme par un conduit.
De façon préférentielle, la composition d'amorçage sensible à la percussion comprend un comprimé d'un mélange de 52 % en masse de perchlorate de Potassium, de 25 % en masse de Thiocyanate de Plomb, de 13 % en masse de Sulfure
d'Antimoine et de 10 % en masse de Tricinate de Plomb.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description d'un mode particulier de réalisation,
description faite en référence aux dessins annexés dans
lesquels: La figure 1 représente un système d'allumage selon l'invention associé à un cordeau à retard pyrotechnique et à un dispositif d'amorçage représenté schématiquement,
La figure 2 montre le treillis seul.
En se reportant à la figure 1, un système d'allumage 1 selon l'invention est représenté solidaire d'un cordeau 9 contenant une composition pyrotechnique à retard 2 Il se compose d'un boîtier 3 en alliage d'alluminium, dont l'épaisseur est de l'ordre de quelques dixièmes de mm, et
qui est fixé sur le cordeau 9 par des crantages.
A l'intérieur du boîtier est disposé un relais d'allumage 4 qui est ici un mélange de 40 % en masse de Tungstène (W), de 50 % en masse de Chromate de Baryum (Ba Cr O 4) et de 10 % en
masse de perchlorate de Potassium (KC 104), la granulo-
métrie des composants étant de préférence choisie inférieure
à 100 um.
Les proportions en masses précédentes pourront varier dans les fourchettes suivantes: Tungstène entre 20 % et 60 %, Chromate de Baryum entre 30 %
et 70 %, perchlorate de Potassium entre 0 % et 20 %.
Toute autre composition chaude comprenant un oxydant et un réducteur pourrait être envisagée, tel un mélange d'alluminium et d'oxyde de cuivre Al Cu O dans les proportions en masses respectives 20 %/80 %, ou encore un mélange de Zirconium et de Chromate de Plomb dans les proportions en masses respectives 60 %/40 %, ou encore un mélange de Bore et de Nitrate de Potassium dans les proportions en masses
respectives 60 %/40 %.
On pourrait également utiliser une composition inter-
métallique, telle le Titane-Bore (Ti B) Le choix des carac-
téristiques de cette composition chaude du relais d'allumage 4 dépendra essentiellement du type de composition
pyrotechnique retard à allumer.
L'exemple précédent (W/Ba Cr O 4/K C 104) est particulièrement bien adapté au retard pyrotechnique qui sera décrit par la suite. En contact avec le relais d'allumage est disposée une composition sensible à la flamme 6, qui est ici un mélange de Zirconium et de Chromate de Baryum dans les proportions respectives en masses 37 %/63 %, ave C une granulométrie
comprise entre 50 jim et 100 pm.
Les proportions en masses pourront varier dans les fourchettes suivantes: Zirconium entre 25 % et 50 %, Chromate de Baryum entre 50 %
et 75 %.
Toute autre composition comprenant un oxydant et un réducteur pourrait être adoptée, par exemple une composition
Magnésium, Teflon (marque déposée pour le Polytétra-
fluoréthylène), Viton (marque déposée pour un copolymère de fluorure de vinylidène/hexafluoropropylène), mais le critère de choix de la composition sera sa sensibilité à la flamme. Cette dernière sera appréciée par exemple au moyen du test standardisé par le Groupement Français d'étude des
modes opératoires (GEMO) sous la référence FA 505 A 1.
Ce test est le suivant: -on utilise une colonne permettant de régler la distance entre un inflammateur de référence et une composition à tester, -l'inflammateur de référence comprend 0,034 gramme d'une composition qui est un mélange dans les proportions en masses de 15 % de Silicure de Calcium, 17 % de Sulfure d'antimoine, 30 % de Nitrate de Baryum, 35 % de Styphnate de plomb et 3 % de tétrazène, l'ensemble étant comprimé à 108 Pascal, -l'inflammateur est initié par une percussion par écrasement, -la composition à tester est disposée en vrac dans une coupelle. On considérera une composition donnée comme sensible à la flamme si, pour dix essais consécutifs, elle présente 100 % d'initiation par l'inflammateur ainsi décrit à une distance
d'au moins 470 mm.
Il sera possible de doser la sensibilité en jouant sur le taux de compression de la composition Une composition sera d'autant plus sensible qu'elle sera faiblement comprimée, on adoptera de préférence un taux de compression compris entre 107 et 8 107 Pascal La composition du relais d'allumage 4 ainsi que celle sensible à la flamme 6 sont fabriquées par des procédés connus, par exemple celui dans lequel on trouve les phases suivantes: enrobage par un liant (par exemple de la nitrocellulose) dans un solvant, séchage, granulation, mise
en place dans le boîtier et compression.
Un treillis métallique 5 est déposé sur la composition 6 et le boîtier 3 est refermé sur l'ensemble par un sertissage annulaire. Le treillis est représenté en détail sur la figure 2 Il comporte des fils 15, en acier inoxydable, entrecroisés et dont le diamètre est de l'ordre du centième de mm La finesse du treillis (a), qui est définie comme le diamètre de la plus grosse particule pouvant passer au travers des mailles, sera choisie inférieure à la granulométrie du
mélange, soit ici une finesse de 40 jm.
L'intérêt d'une telle disposition est de permettre un contact direct entre une flamme et la composition 6 à travers les mailles du treillis sans nuire à la tenue mécanique du composant, qui pourrait éventuellement même être non compacté. Le matériau du treillis sera choisi en fonction de la résistance mécanique souhaitée, les matériaux métalliques, et en particulier l'acier inoxydable, permettent d'obtenir des treillis aux mailles fines et présentant une rigidité
convenable.
A titre comparatif une composition identique, enfermée dans un boîtier identique fermé par un paillet d'alluminium
de 0,03 mm d'épaisseur, n'est pas allumée par la flamme.
En effet la conductibilité thermique du paillet en permettant de dissiper la chaleur reçue interdit tout allumage. Dans le mode d'application décrit ici, le boîtier 3 est ajusté de façon libre dans un alésage 16 réalisé dans un
dispositif d'amorçage 11-(non représenté en détail).
C'est là un autre avantage présenté par l'invention.
Ainsi, il n'est pas indispensable d'assurer un confi-
nement, la finesse du treillis garantit un allumage conve-
nable de la composition même dans le cas d'écoulements des
gaz à la périphérie du boîtier 3.
Un conduit 8 relie la composition sensible à la flamme 6 à une composition d'amorçage 7 sensible à la percussion et qui pourra être associée à une composition renforcatrice de
flamme, l'ensemble constituant un inflammateur.
On pourra par exemple utiliser comme composition d'amorçage un comprimé d'un mélange de perchlorate de Potassium, de Thiocyanate de Plomb, de Sulfure d'Antimoine et de Tricinate de Plomb dans les proportions respectives
en masses 52 % 20 %, 25 % 10 %, 13 % 10 % et 10 % 10 %.
Et comme composition renforcatrice de flamme, un mélange de Zirconium et de Chromate de Plomb dans les proportions en
masses respectives 60 % 10 %, 40 % 10 %.
Généralement et d'une façon connue, la composition d'amorçage associera un oxydant (tel le perchlorate de Potassium), un réducteur (tel le Thiocyanate de Plomb), un agent augmentant la friction (tel le Sulfure d'Antimoine), et éventuellement un sensibilisant (tel le Tricinate de Plomb), la composition renforcatrice de flamme étant une
composition oxydant/réducteur.
L'inflammateur et le conduit s'associent ainsi au système d'allumage précédemment décrit pour compléter la chaîne pyrotechnique d'allumage de la composition à retard 2 du
cordeau 9.
La composition d'amorçage 7 est initiée par un percuteur 14 qui se déplace vers elle dans la direction F. On voit qu'il est possible grâce au système d'allumage selon l'invention d'éloigner la composition à retard du
mécanisme de percussion.
Il est ainsi possible avec l'inflammateur décrit ci-
dessus associé à la composition sensible à la flamme Zirconium 37 % Chromate de Baryum 63 %, de disposer un conduit d'une longueur développée de l'ordre de 20 mm entre
l'inflammateur et le treillis.
Le conduit pourra présenter des formes et des profils variés, le treillis n'isolant pas la composition sensible
à la flamme des projections issues de l'inflammateur.
Comme cela a déjà été noté dans le préambule, dans les dispositifs connus comportant des conduits, la composition réceptrice est une composition sensible à la percussion et le conduit est rectiligne de façon à ne pas freiner le flux de particules chaudes venant impacter la composition
réceptrice.
Avec l'invention il est possible de définir des conduits qui ne sont pas rectilignes, le seul paramètre important
sera la longueur du conduit.
Le plus souvent la longueur de conduit sera imposée par
la définition du dispositif d'amorçage.
On concevra alors le système d'allumage en jouant sur la puissance de l'inflammateur 7 (par exemple en augmentant sa masse) et/ou sur la sensibilité de la composition sensible à
la flamme 6 (par exemple en modifiant le taux de compres-
sion). Le cordeau à retard 9, de type connu comprend par exemple une composition 2 de tungstène, de Chromate de Baryum et de perchlorate de Potassium dans les proportions respectives en masses suivantes: 30 %, 60 % et 10 % (voir par exemple le brevet FR 2464932) Cette composition 2 est enfermée dans une gaine métallique 10, de Plomb ou d'Etain, d'environ 3 mm de
diamètre externe.
L'autre extrémité de ce cordeau est disposée dans un alésage 17 aménagé dans le dispositif d'amorçage 11, elle porte un relais de détonation 12 de type connu, par exemple constitué par une couche d'azoture de Plomb suivie d'une
couche d'hexogène.
Ce relais vient initier une charge réceptrice 13 qui
initiera à son tour une charge explosive non représentée.
Il est bien entendu possible d'adapter le système d'allu-
mage selon l'invention à un mode d'initiation électrique en
remplaçant l'inflammateur à percussion 7 par un inflam-
mateur à initiation électrique (fil chaud ou fil explosé),
les autres éléments du système d'allumage étant inchangés.
Il est possible également d'adapter le système d'allumage selon l'invention à l'allumage d'une autre composition
pyrotechnique que celles à retard par exemple à une compo-
sition génératrice de gaz.
Claims (9)
1-Système d'allumage ( 1) pour une composition pyrotechnique comprenant, disposé dans un boîtier ( 3), un relais d'allumage ( 4) qui est en contact avec la composition pyrotechnique ( 2), caractérisé en ce que le boîtier ( 3) est fermé par un treillis ( 5) en contact avec une composition sensible à la flamme ( 6) elle même en contact avec le relais
d'allumage ( 4).
2-Système d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la finesse (a) des mailles du treillis ( 5) est inférieure à la granulométrie de la composition
sensible à la flamme ( 6).
3-Système d'allumage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la composition sensible à la flamme ( 6) comprend un mélange constitué par 25 % à 50 % en masse de
Zirconium et 50 % à 75 % en masse de Chromate de Baryum.
4-Système d'allumage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la composition sensible à la flamme ( 6) est un comprimé comprennent 37 % en masse de Zirconium et
63 % en masse de Chromate de Baryum.
5-Système d'allumage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la granulométrie de la composition
sensible à la flamme ( 6) est comprise entre 40 im et 100 pm.
6-Système d'allumage selon une des revendications 3 à 5,
caractérisé en ce que le relais d'allumage ( 41 comprend un mélange constitué par 20 % à 60 % en masse de Zirconium, 30 % à 70 % en masse de Chromate de Baryum et 0 % à 20 % en masse de
perchlorate de Potassium.
7-Système d'allumage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le relais d'allumage ( 4) est un comprimé comprennent: 40 % en masse de Zirconium, 50 % en masse de Chromate de Baryum et 10 % en masse de perchlorate
de Potassium.
8-Application du système d'allumage selon une des
revendications 1 à 7 à la réalisation d'un cordeau retard
( 9) intégré dans une gaine métallique ( 10).
9-Application du système d'allumage selon une des
revendications 1 à 7 à un dispositif d'amorçage ( 11) dans
lequel une composition d'amorçage sensible à la percussion ( 7) est reliée à la composition sensible à la flamme ( 6) par un conduit ( 8). Dispositif d'amorçage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la composition d'amorçage sensible à la percussion ( 7) comprend un comprimé d'un mélange de 52 % en masse de perchlorate de Potassium, de 25 % en masse de Thiocyanate de Plomb, de 13 % en masse de Sulfure d'Antimoine
et de 10 % en masse de Tricinate de Plomb.
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