FR2692346A1 - Amorce optique de générateur pyrotechnique à basse énergie. - Google Patents
Amorce optique de générateur pyrotechnique à basse énergie. Download PDFInfo
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Abstract
L'amorce optique de générateur pyrotechnique à basse énergie à couche projetée dont la rupture résulte de la pression générée par la combustion d'une charge pyrotechnique 3, comporte dans un étui 1 un explosif secondaire 3 à détoner, un canon 4, un disque 5 formant couche projetée, une charge 6 destinée par sa combustion à rompre ledit disque 5, une entretoise 7, et un élément de conduction optique 8a, 8b permettant de conduire une impulsion lumineuse d'initiation jusqu'à la charge de rupture 6.
Description
La présente invention est relative à une amorce optique de générateur pyrotechnique à basse énergie et à couche projetée dont la rupture résulte de la pression générée par la combustion d'une charge pyrotechnique (qui peut être un explosif secondaire ou toute composition pyrotechnique).
Les amorces électriques de ce type de générateur pyrotechnique sont connues depuis longtemps.
Le brevet US 3.978.791 fait notamment état d'une amorce d'explosif secondaire comportant reliés à un canon d'éjection, d'un côté un explosif secondaire à détoner disposé par exemple dans une cartouche et, de l'autre côté, un ensemble comportant dans un étui solidaire du canon, un disque à projeter, une charge pyrotechnique (par exemple un explosif secondaire) destinée à rompre ledit disque pour en envoyer la portion centrale à travers le canon sur l'explosif secondaire de la cartouche.
La charge pyrotechnique est actionnée par des moyens électriques. Un pont résistant est à cet effet disposé au niveau de ladite charge pyrotechnique et, par application d'une tension entre ses extrémités, chauffé jusqu'à une température initiant la combustion de ladite charge.
La demanderesse propose quant à elle une amorce d'un type nouveau dans laquelle les moyens mis en oeuvre pour déclencher la combustion de la charge pyrotechnique ne sont pas du type électrique mais sont optiques. L'excitation déclenchant la combustion y est une impulsion lumineuse, par exemple laser.
L'amorce optique, selon l'invention, est capable, tout comme son homologue électrique décrit dans les brevets US 3.978.791 ou US 4.144.814 d'initier des explosifs secondaires parmi ceux agréés par les normes de sécurité dans le domaine (par exemple MIL-STD 1316C), mais elle présente un certain nombre d'avantages énoncés ci-après.
Un premier avantage est sa haute insensibilité aux perturbations électromagnétiques, et ceci malgré son aptitude à fonctionner avec des énergies faibles. -
Un deuxième avantage est sa simplicité qui est un gage de fiabilité et de facilité d'intégration notamment dans un système d'arme.
Un deuxième avantage est sa simplicité qui est un gage de fiabilité et de facilité d'intégration notamment dans un système d'arme.
L'ensemble de ces points fait que l'amorce optique selon l'invention peut trouver des applications nouvelles par exemple dans le cadre du programme militaire MURAT de développement de MUnitions à Risque ATténué, ou dans les systèmes d'armes dits embarqués ou encore dans le domaine de la prospection pétrolière.
La présente invention a donc pour objet une amorce optique de générateur pyrotechnique à basse énergie dont la rupture résulte de la pression générée par la combustion d'une charge pyrotechnique (un explosif secondaire ou toute autre composition pyrotechnique) comportant, disposés dans au moins un étui, un explosif secondaire à détoner, un canon, un disque formant couche projetée, une entretoise, une charge pyrotechnique de rupture destinée par sa combustion à rompre ledit disque, des moyens pour initier la combustion de la charge de rupture, caractérisée en ce que les moyens pour initier la charge de rupture comportent au moins un élément optique permettant de conduire une impulsion lumineuse d'initiation jusqu'à ladite charge, ladite charge étant placée dans l'entretoise, entre ledit disque et ledit élément optique.
Ladite amorce peut également présenter les caractéristiques ci-après prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles:
- l'élément de conduction est une fibre optique;
- l'élément de conduction est une fenêtre ou une lentille optique;
- le disque à projeter est réalisé en au moins un matériau choisi peu résilient;
- le matériau du disque est choisi d'impédance acoustique aussi proche que possible de celle de l'explosif secondaire récepteur de façon à améliorer- l'efficacité du choc;
- le disque à projeter possède une préforme centrale plus épaisse de nature à augmenter la durée du choc sur l'explosif et à améliorer l'efficacité du choc sur l'explosif à détoner;
- les arêtes délimitant la préforme centrale par rapport au reste du disque sont des arêtes vives;
- le canon est à arêtes vives;;
- l'entretoise est constituée d'un matériau rigide, par exemple un métal; elle permet à la fois de maintenir le disque à projeter plaqué sur le canon et de présenter une butée d'enfoncement de l'élément optique;
- l'explosif secondaire, le canon, le disque à projeter, la charge pyrotechnique et au moins une portion de l'élément de conduction sont disposés dans un même étui;
- l'explosif secondaire à détoner et la charge pyrotechnique de rupture sont choisis pour leur bonne propriété de tenue en température;
- les constituants sont associés de façon hermétique.
- l'élément de conduction est une fibre optique;
- l'élément de conduction est une fenêtre ou une lentille optique;
- le disque à projeter est réalisé en au moins un matériau choisi peu résilient;
- le matériau du disque est choisi d'impédance acoustique aussi proche que possible de celle de l'explosif secondaire récepteur de façon à améliorer- l'efficacité du choc;
- le disque à projeter possède une préforme centrale plus épaisse de nature à augmenter la durée du choc sur l'explosif et à améliorer l'efficacité du choc sur l'explosif à détoner;
- les arêtes délimitant la préforme centrale par rapport au reste du disque sont des arêtes vives;
- le canon est à arêtes vives;;
- l'entretoise est constituée d'un matériau rigide, par exemple un métal; elle permet à la fois de maintenir le disque à projeter plaqué sur le canon et de présenter une butée d'enfoncement de l'élément optique;
- l'explosif secondaire, le canon, le disque à projeter, la charge pyrotechnique et au moins une portion de l'élément de conduction sont disposés dans un même étui;
- l'explosif secondaire à détoner et la charge pyrotechnique de rupture sont choisis pour leur bonne propriété de tenue en température;
- les constituants sont associés de façon hermétique.
La description qui suit d'un mode de réalisation particulier de l'invention est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels:
La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une amorce conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention, avant que la combustion de la charge pyrotechnique déclenchant la rupture de la plaque projetée n'ait été initiée.
La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une amorce conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention, avant que la combustion de la charge pyrotechnique déclenchant la rupture de la plaque projetée n'ait été initiée.
La Figure 2 est une vue en coupe semblable à celle de la Figure 1 de la même amorce dans laquelle la charge pyrotechnique précitée a déflagré, l'explosif secondaire de ladite amorce n'ayant pas encore été activé par la portion de plaque projetée dans sa direction.
La Figure 3 est une vue en coupe lbngitudinale d'un autre mode de réalisation possible pour l'invention dans lequel l'élément de conduction est une simple fenêtre ou lentille optique.
L'amorce amorce qui a été plus particulièrement représentée sur ces figures comprend principalement un étui 1 ouvert à l'une de ses extrémités et fermé à son autre extrémité par un fond 2, ainsi qu'un explosif secondaire 3 à détoner, un canon 4, un disque à projeter 5, une charge pyrotechnique 6 destinée par la pression générée par sa combustion à déclencher la rupture dudit disque 5, une entretoise 7 et un élément optique 8a ou 8b, disposés les uns derrière les autres dans l'étui 1 depuis le fond 2 jusqu'à l'extrémité ouverte dudit étui l.
L'élément optique est soit une fibre optique 8a dont l'extrémité est insérée au niveau de l'ouverture d'extrémité de l'étui 1 (Figures 1 et 2), soit une simple fenêtre ou lentille optique 8b sertie dans ledit étui 1.
La fibre optique 8a est de diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur de l'étui 1 dans lequel elle est emboîtée éventuellement jusqu'en butée sur l'entretoise 7. Cette fibre 8a sert a véhiculer l'impulsion de faisceau laser générée par la source extérieure non représentée, jusqu'à la charge pyrotechnique de rupture 6 disposée entre ladite fibre et le disque à projeter 5.
Dans la réalisation représentée sur la Figure 3, l'élément optique 8b est simplement encastré dans l'étui, éventuellement en butée sur l'entretoise 7 et serti. Cet élément 8b permet à l'énergie optique de pénétrer dans l'amorce jusqu'au niveau de la charge pyrotechnique 6 disposée dans l'entretoise entre ledit élément optique 8b et le disque à projeter 5.
La charge pyrotechnique de rupture 6 peut être un explosif secondaire ou une autre composition pyrotechnique.
Elle se présente par exemple sous forme d'une pastille compactée.
Le disque à projeter 5 comporte une ortie principale 5a qui est celle réellement projetée et qui présente une surépaisseur par rapport au reste dudit disqùe 5, de façon à améliorer l'efficacité du choc sur l'explosif 3 à détoner, ainsi qu'un anneau 5b entourant la préforme 5a et par lequel l'ensemble du disque prend appui sur le canon 4. Le disque 5 est réalisé en une matière qui est choisie d'une part peu résiliente, de façon à ce que la pression générée par la combustion de la charge pyrotechnique 6 ne déforme pas la matière choisie et la casse de façon nette, et d'autre part présentant une impédance acoustique aussi proche que possible de celle de l'explosif à détoner, ceci pour améliorer l'efficacité du choc.Un tel matériau est, par exemple, choisi comme étant un alliage Aluminium-Zinc, du type connu sous la dénomination Z ICRAL.
Le disque à projeter 5 sera préférentiellement moulé de façon à présenter entre sa préforme 5a et son anneau de maintien 5b des aretes vives permettant à la préforme 5a de se détacher de façon nette sous l'effet de la pression générée par la combustion de la charge pyrotechnique 6.
L'entretoise 7 est un cylindre aux parois de faible épaisseur, dont le rayon externe correspond sensiblement au rayon interne de l'étui 1. Le canon 4 est quant à lui un cylindre de plus grande épaisseur dont les rayons intérieur et extérieur correspondent à ceux de l'anneau 5b. L'entretoise 7 est destinée à plaquer le disque 5 contre le canon 4 et à servir de butée à l'élément optique 8a ou 8b.
Le canon 4, l'entretoise 7, et l'élément de conduction 8a ou 8b sont ajustés à l'intérieur de l'étui pour assurer leur bon alignement entre eux. Le canon 4 a une longueur de l'ordre de quelques millimètres. I1 est d'aretes vives, de façon à ce que la partie centrale ou préforme 5a du disque 5 se découpe nettement sous la pression due à la combustion de la charge 6, sans que ledit disque 5 se déforme avant cassure.
Ainsi, la préforme 5a arrive sur la pastille d'explosif secondaire 3 avec une énergie cinétique maximum. Pour obtenir les rayons de courbure satisfaisants au niveau de ses arêtes, ce canon 4 sera également préférentiellement moulé. Il pourra être notamment réalisé en des matériaux céramiques.
L'explosif secondaire 3 à détoner est choisi parmi les matériaux classiquement utilisés en la matière de façon à être compactable sous forme de comprimés réalisés par exemple par des pastilleuses de grande cadence et pouvoir fonctionner à des températures extrêmes (par exemple de - 60 C à + 250 C) et accepter sans détérioration des chocs thermiques de grande amplitude.
Le fonctionnement d'une telle amorce est le suivant: un faisceau optique est envoyé dans l'élément optique 8a, 8b par une source laser à son extrémité opposée à l'amorce, sur la charge pyrotechnique 6. L'impulsion énergétique ainsi fournie à cette charge 6 provoque sa combustion. Sous l'effet de la pression engendrée par cette combustion entre le disque 5 et l'extrémité de l'élément 8a ou 8b, la préforme 5a centrale du disque de projection 5 se détache de l'anneau 5b et est projetée à l'intérieur du canon 4 sur la pastille d'explosif secondaire 3 (Figure 2).
La réalisation d'une telle amorce est simple puisqu'elle ne nécessite qu'un empilement de plusieurs pièces dans un étui d'amorce.
Il est à noter que l'amorce peut facilement être rendue hermétique à l'aide d'un scellement matériau optique/métal, ce qui assure une bonne conservation des éléments sensibles.
Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée.
Claims (9)
1. Amorce optique de générateur pyrotechnique à basse énergie et à couche projetée dont la rupture résulte de la pression générée par la combustion d'une charge pyrotechnique, comportant, disposés dans au moins un étui < 1), un explosif secondaire principal (3) à détoner, un canon (4), un disque à projeter (5), une entretoise (7), une charge pyrotechnique de rupture (6) destinée par sa combustion à rompre ledit disque, des moyens (8a, 8b) pour initier la combustion de la charge de rupture, caractérisée en ce que les moyens pour initier la charge de rupture (6) comportent au moins un élément optique (8a, 8b) permettant de conduire une impulsion lumineuse d'initiation jusqu'à ladite charge (6), la charge de rupture (6) étant disposée dans l'entretoise (7) entre ledit élément optique (8a, 8b) et ledit disque à projeter (5).
2. Amorce selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de conduction (8a, 8b) est une fibre optique (8a) ou une fenêtre ou lentille optique (8b).
3. Amorce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le disque (5) à projeter est réalisé en au moins un matériau choisi peu résilient et d'impédance acoustique aussi proche que possible de celle de l'explosif à détoner.
4. Amorce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la charge de rupture est un explosif secondaire.
5. Amorce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le disque (5) à projeter comporte une préforme centrale (5a) plus épaisse de nature à améliorer l'efficacité du choc sur l'explosif à détoner.
6. Amorce selon la revendication 5, caractérisée en ce que les arêtes délimitant la préforme centrale (5a) par rapport au reste (5b) du disque (5) sont des arêtes vives.
7. Amorce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le canon (4) est à arêtes vives.
8. Amorce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'explosif secondaire (3), le canon (4), le disque à projeter (5), la charge de rupture (6), l'entretoise (7) et au moins une portion de l'élément de conduction (8a, 8b) sont disposés dans un même étui (1).
9. Amorce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'explosif secondaire (3) à détoner et la charge de rupture (6) sont choisis pour leurs bonnes propriétés de tenue en température.
1 & Amorce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ses constituants sont associés de façon hermétique.
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