FR2765319A1

FR2765319A1 - Procede d'amorcage electrique et de commande de la combustion d'une charge propulsive ainsi qu'une charge propulsive obtenue

Info

Publication number: FR2765319A1
Application number: FR9507219A
Authority: FR
Inventors: Henrik Almstrom; Gert Bjarnholt
Original assignee: Forsvarets Forskningsanstalt (FOA)
Current assignee: Forsvarets Forskningsanstalt (FOA)
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 1998-12-31
Also published as: SE9402148L; GB9511649D0; NO952378L; NO952378D0; US5854439A; DE19521385A1; GB2326701A; SE509310C2; GB2326701B

Abstract

a) Procédé d'amorçage électrique et de commande de la combustion d'une charge propulsive ainsi qu'une charge propulsive obtenue. b) Charge propulsive contenant un agent propulseur compact, caractérisée par des surfaces conductrices d'électricité (19) dans l'agent propulseur et les moyens (17, 21) pour fournir le courant électrique aux surfaces pour dégager l'énergie électrothermique dans l'agent propulseur et ces surfaces et/ ou les moyens d'alimentation conduisent le courant à travers différentes parties ou zones (16) de la charge propulsive en différents instants pendant la combustion.

Description

" Procédé d'amorçage électrique et de commande de la com-

bustion d'une charge propulsive ainsi qu'une charge pro-

pulsive obtenue " La présente invention concerne un procédé d'amorçage électrique et de commande de la combustion d'une charge propulsive ainsi qu'une la charge propulsive mettant

en oeuvre ce procédé. L'invention concerne plus particuliè-

rement une charge propulsive contenant un propulseur com-

pact. Le développement moderne dans l'armement exige

des densités d'énergie plus élevées et un procédé de com-

bustion plus rapide des charges propulsives pour servir dans les canons et les moteurs de fusées. Il est également

possible de régler l'énergie fournie par la charge propul-

sive en fonction du temps, par exemple pendant l'accélération d'un projectile dans le fût d'un canon. On

obtient une combustion efficace dans le canon si la pres-

sion y est au niveau prévu pendant une durée aussi longue

que possible.

De façon habituelle, on a une vitesse de com-

bustion spécifique élevée (masse par unité de temps:dm/dt)

dans des charges propulsives si l'on utilise des propul-

seurs poreux et à conditionnement lâche, ayant une densité de charge d'environ 50 % par rapport à la densité théorique

maximale (TDM) d'agents propulseurs qui offre ainsi la sur-

face de combustion spécifique requise. Toutefois cela con-

duit à une densité d'énergie faible de la charge et limite la quantité d'agents propulseurs, possible en pratique, en

général dans un canon.

Les charges de propulsion, compactes ayant une densité proche de TDM ont une densité d'énergie élevée et

peuvent également avoir une résistance mécanique plus éle-

vée que les charges à faible compactage. La difficulté d'une charge à agents propulseurs compacts est toutefois

que la combustion de la masse d'agents propulseurs, com-

pacte, prend beaucoup de temps.

La présente invention a pour but de réaliser une vitesse de combustion élevée dans la masse d'une charge

d'agents propulseurs, compacte.

L'invention a également pour but de créer un

procédé pour combiner l'énergie fournie par l'agent propul-

seur et l'alimentation en énergie électrothermique.

L'invention a également pour but d'augmenter

l'efficacité d'une charge de propulseur d'un missile.

A cet effet, l'invention concerne un procédé caractérisé en ce qu'on fournit l'énergie électrothermique à la charge propulsive en fournissant du courant électrique par les surfaces conductrices d'électricité à la charge

propulsive et en ce que cette alimentation se fait en dif-

férentes parties ou zones de la charge propulsive, en des

instants différents pendant la combustion.

Le procédé selon l'invention permet d'obtenir une vitesse de combustion massique, très élevée dm/dt, c'est-à-dire dans des agents propulseurs compacts ayant une

densité proche de TMD. Dans les charges propulsives de ca-

nons et de moteurs de fusées, on peut ainsi sensiblement doubler la densité énergétique par rapport à celle possible

avec les charges classiques correspondantes.

Dans une charge propulsive ayant une longueur axiale entre une première et une seconde extrémité, l'énergie électrothermique peut être fournie à la charge propulsive en commençant par la première extrémité, puis en progressant successivement vers la seconde extrémité, en fournissant du courant à chaque instant au niveau d'une partie axialement limitée de la charge propulsive. Cela constitue un avantage en particulier dans le cas des char-

ges propulsives de projectiles, lorsque la première extré-

mité (extrémité d'amorçage) de la charge propulsive est du côté du projectile et que la seconde extrémité est du côté de l'arrière de l'arme. Au cours d'une telle combustion, on atteint un rendement considérablement plus élevé, défini par le rapport entre l'énergie cinétique du projectile et l'énergie d'origine chimique résultant de la combustion de la charge propulsive, par comparaison avec le rapport dans

le cas d'une charge propulsive classique d'un projectile.

Cela est en particulier le cas pour des vitesses de projec-

tiles, élevées.

Le procédé selon l'invention pour amorcer et

régler la combustion d'une charge propulsive permet égale-

ment de choisir plus librement l'explosif constituant la

charge propulsive. On peut par exemple utiliser des explo-

sifs tels que HMX, TNAZ et CL-20. Ces explosifs ont une densité énergétique plus élevée que les agents propulsifs

actuels utilisant NC/NG.

Un agent propulsif sous forme compacte avec une

densité de 90-99 % de TMD présente non seulement une résis-

tance beaucoup plus grande à l'amorçage accidentel par com-

paraison avec celle d'un agent propulsif à l'état faiblement compacté. Combiné à l'utilisation d'explosif à

faible sensibilité on peut atteindre une faible vulnérabi-

lité (LOVA, IM).

La présente invention concerne également une

charge propulsive pour la mise en oeuvre du procédé.

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels:

- la figure 1 est une coupe longitudinale sché-

matique d'un canon avec une charge propulsive selon l'invention,

- la figure 2 montre la même coupe longitudi-

nale qu'à la figure 1, peu après l'amorçage de la charge propulsive, - la figure 3 est une vue en coupe d'un détail d'un agent propulseur ayant des surfaces électriquement conductrices sous la forme de fibres mélangées à l'agent propulseur proprement dit, - la figure 4 est une vue en coupe d'un détail d'un agent propulseur ayant des surfaces électriquement

conductrices sous la forme de couches conductrices appli-

quées aux particules d'agent propulseur, - la figure 5 montre les conditions de pression

et de vitesse dans le fût du canon juste après la combus-

tion complète de l'agent propulseur, - la figure 6 montre les conditions de pression régnant dans le fût du canon au moment o le projectile quitte le fût,

- la figure 7 est une coupe longitudinale sché-

matique d'un canon comme celui de la figure 1 mais dans le cas d'une charge propulsive formée de plusieurs charges propulsives élémentaires amorcées individuellement, - la figure 8 est la même coupe longitudinale que celle de la figure 7, montrant la situation directement après l'allumage de la charge propulsive, - la figure 9 est une coupe longitudinale d'une charge propulsive formée de plusieurs éléments de charge propulsive, - la figure 10 est une vue en coupe de la charge propulsive selon la figure AA de la figure 9, - la figure 11 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'une feuille conductrice électrique pour une charge propulsive, - la figure 12 montre un procédé de préparation d'une charge propulsive selon la figure 9,

- la figure 13 est une vue en coupe correspon-

dant à la figure 10 d'une variante de réalisation d'une charge propulsive selon l'invention,

- la figure 14 montre une technique de prépara-

tion d'une charge propulsive selon la figure 13,

- la figure 15 montre une variante de la dispo-

sition d'une feuille de matière conductrice d'électricité

dans une charge propulsive selon l'invention.

Dans les différentes figures on a utilisé les

mêmes références pour désigner les mêmes éléments.

La charge propulsive selon l'invention comporte un agent propulseur 5 compact et des surfaces conductrices d'électricité 6, 7, 19 dans l'agent propulseur ainsi que des moyens 12, 17, 21 pour alimenter électriquement ces

surfaces, pour dégager l'énergie électrothermique néces-

saire à l'agent propulseur. Les surfaces conductrices d'électricité et/ou le moyen d'alimentation sont disposés pour fournir en courant les différentes parties ou zones

, 16 de la charge propulsive à différents instants pen-

dant la combustion.

L'agent propulseur peut être à l'état solide, plastique ou liquide, par exemple un liquide sous forme de

gel; il peut également s'agir par exemple d'un agent pro-

pulseur, composé, ou d'un explosif lié par du plastique ba-

sé sur des matières explosives à base de PBX telles que HMX, RDX, PETN, HNS, NTO, TNT, TNAZ, CL-20 (HNIW), NC ou des mélanges. L'agent propulseur peut avoir une densité de charge correspondant à 90-99 % de la densité théorique

maximale de l'agent propulseur.

On peut préparer les surfaces conductrices

d'électricité en mélangeant des fibres 6 de matière conduc-

trice d'électricité avec l'agent propulseur (figure 3). Les fibres peuvent être par exemple des fibres métalliques, des

fibres de carbone ou des fibres de matière plastique con-

ductrices d'électricité. Lorsque l'agent propulseur est formé de particules solides 8, les surfaces conductrices d'électricité peuvent se préparer en appliquant des couches conductrices d'électricité 7 sur ou au voisinage immédiat

des particules solides de l'agent propulseur (figure 4).

Cette mise en place peut se faire par exemple en mélan-

geant, en pulvérisant une peinture, par pulvérisiation ca-

thodique ou par dépôt sous vide.

Les surfaces conductrices d'électricité peuvent également être constituées par une feuille mince de matière

conductrice d'électricité, cette feuille étant noyée et ré-

partie dans l'agent propulseur de façon que cet agent se trouve dans les feuilles minces entre les surfaces de la matière constituant la feuille (figures 5-15). L'invention

est destinée tout d'abord à servir à accélérer un projec-

tile à une vitesse élevée dans un fût de canon;

l'invention sera décrite ci-après dans un tel contexte.

Elle peut également servir de manière générale lorsqu'on souhaite commander (régler) la combustion dans le temps et

dans l'espace, c'est-à-dire commander la vitesse de combus-

tion ainsi que l'étalement de la déflagration à travers la

charge à partir de la zone d'allumage ou d'amorçage.

La figure 1 est une coupe longitudinale schéma-

tique d'un canon ayant un fût 2 et une culasse 3 chargée d'une cartouche 1 avec un projectile 4, une enveloppe 11 et

une charge propulsive selon l'invention. La référence 5 dé-

signe l'agent propulseur compact dans lequel des surfaces conductrices d'électricité sont réparties à travers tout l'agent propulseur sous la forme de fibres 6 mélangées ou

en appliquant des couches 7 aux particules d'agents propul-

seurs 8 comme cela est montré respectivement dans les vues de détail des figures 3 et 4. La charge propulsive s'étend

axialement entre une première extrémité 9 du côté du pro-

jectile 4 et une seconde extrémité 10 du côté de la culasse 3; la charge est entourée d'une surface périphérique en

liaison électrique avec l'enveloppe 11. Dans ce cas 1' ca-

ractérisé en ce qu'on fournit l'énergie électrothermique à la charge propulsive en fournissant du courant électrique par les surfaces conductrices d'électricité (6, 7, 19) à la charge propulsive et en ce que cette alimentation se fait en différentes parties ou zones de la charge propulsive, en des instants différents pendant la combustion. 11 est en matière conductrice d'électricité. Le moyen pour fournir du

courant aux surfaces conductrices est constitué par un con-

ducteur 12 disposé axialement dans la charge propulsive en-

tre un moyen de contact à l'arrière de l'enveloppe et ce conducteur a une surface libre 13 à la première extrémité de la charge. Jusqu'à son extrémité libre, le conducteur

est entouré d'un isolant 14 qui peut être en matière explo-

sive. Le courant est fourni aux surfaces conductrices d'électricité dans l'agent propulseur à partir de l'extrémité libre 13 du conducteur et il sort du fût 2 du

canon à travers l'enveloppe 11. Le conducteur est de préfé-

rence en aluminium; il se consume pendant la combustion de

l'agent propulseur.

Dans les agents propulseurs compacts, proposes

pour des canons, l'énergie de l'impulsion de courant néces-

saire est de l'ordre de 50-150 kJ/kg d'agents propulseurs

ce qui correspond environ à 1-3 % de l'énergie de combus-

tion de l'agent propulseur pour que la vitesse de combus-

tion de la masse (dm/dt) soit suffisamment élevée.

L'énergie électrique nécessaire peut être four-

nie par une alimentation à impulsion électrique, par exem-

ple l'énergie stockée dans des condensateurs. L'unité impulsionnelle correspond alors à un poids de 100-300 kg/kg

de poids de charge d'agents propulseurs.

La charge de propulseur est amorcée en partant de la surface de l'extrémité libre de l'agent propulseur du côté du projectile 4 par une impulsion de courant fournie par le conducteur 12. Le courant passe de l'extrémité libre 13 du conducteur essentiellement radialement pour sortir vers le fût 2 du canon, comme l'indiquent les flèches à la figure 1. Ainsi, le courant passe principalement par les surfaces conductrices dans la partie axialement limitée de la charge propulsive. La combustion se produit comme une

combustion d'extrémité progressant vers la culasse 3 du ca-

non et la vitesse de combustion est commandée par

l'alimentation en courant pendant toute la phase de combus-

tion.

Lorsqu'une impulsion de courant traverse la charge propulsive, les surfaces conductrices sont chauffées par effet joule. L'énergie thermique fournie ET est donnée par l'expression suivante: ET = R.I.t dans cette expression: R = résistance I = courant t = temps

L'allumage est amorcé pratiquement instantané-

ment à la surface de l'agent propulseur lorsque la tempéra-

ture est élevée de quelques centaines de degrés par

l'impulsion de courant.

La figure 2 montre la même coupe longitudinale qu'à la figure 1 mais peu de temps après l'amorçage de la charge propulsive. Le conducteur 12 se consume en même temps que la surface de combustion se déplace vers l'arrière 3 du canon. La distance occupée par l'isolant 14 est reliée à l'extrémité 13 par un plasma conducteur. Le

courant est fourni à chaque instant sur une partie axiale-

ment limitée, 15 de la charge propulsive. Une intensité de courant élevée donne des températures élevées aux surfaces conductrices dans la charge propulsive et se traduit ainsi

par une réaction plus rapide. Le volume d'agents propul-

seurs par unité de temps, qui est amorcé, augmente égale-

ment avec le courant du fait qu'un volume plus important d'agents propulseurs atteint la température d'allumage et commence à brûler. La vitesse de combustion massique est

commandée électriquement pendant toute la phase de combus-

tion ce qui maintient la pression dans les produits de réaction au niveau de pression prévu (Pd) pour le fût du

canon, pour permettre d'optimiser sa résistance mécanique.

Par cette technique de combustion, la chute de pression est faible dans la zone comprise entre la surface

de combustion et le projectile au cours de la phase de com-

bustion et ainsi la vitesse des produits de réaction entre la surface de combustion et le projectile est pratiquement égale à la vitesse du projectile. En conséquence, l'efficacité de la conversion de l'énergie de combustion de l'agent propulseur en énergie cinétique du projectile sera considérablement plus élevée que dans le cas d'une charge

propulsive classique.

La figure 5 montre schématiquement l'évolution de la pression sur la longueur du fût du canon au moment o l'agent propulseur termine sa combustion. La vitesse et la

pression des produits de réaction sont pratiquement cons-

tantes dans tout le fût du canon derrière le projectile.

Pour cela, il faut que la vitesse de combustion soit sensi-

blement proportionnelle à la longueur de la charge qui doit brûler.

La figure 6 montre la pression suivant la lon-

gueur du fût du canon au moment o le projectile quitte le fût. A partir de la position correspondant à la fin de la combustion de l'agent propulseur, les produits de réaction se détendent sensiblement de manière adiabatique et donnent

le profil de pression selon la figure 6.

La figure 7 est une coupe schématique longitu-

dinale d'un canon comme celui de la figure 1 mais dans le cas d'une charge propulsive avec une succession d'éléments 16 de charges propulsives (ou charges élémentaires), ayant

des surfaces conductrices d'électricité, distinctes. Lors-

que la charge propulsive se compose ainsi de plusieurs élé-

ments de charge, on peut régler ou commander la vitesse de

combustion en choisissant l'instant de l'amorçage des dif-

férents éléments. Chaque élément de charge correspond à une partie axialement limitée 15 de la charge entre la première extrémité 9 du côté du projectile 4 et la seconde extrémité 10 du côté de la culasse 3 du canon. Le courant électrique alimente les différents éléments un à un en commençant de la première extrémité 9 de la charge puis successivement vers la seconde extrémité 10; l'intervalle compris entre l'alimentation en courant de chaque charge se fait élément de charge par élément de charge en commençant à la première

extrémité 9 de la charge et progressant vers la seconde ex-

trémité 10, du côté de la culasse 3 du canon. Le courant électrique alimente une à une les charges élémentaires en commençant à la première extrémité 9 de la charge et en

progressant vers la seconde extrémité 10; l'intervalle en-

tre l'alimentation en courant destinée à chaque charge élé-

mentaire est choisi. Le moyen pour fournir le courant aux surfaces conductrices de l'agent propulseur se compose de

conducteurs d'entrée 17, séparés, pour le courant électri-

que vers les différents charges élémentaires. La sortie du

courant se fait de différentes manières à partir des posi-

tions de chaque charge élémentaire à travers l'enveloppe 11 jusque dans le fût 2 du canon ou encore par un conducteur de sortie, central, jusqu'aux moyens de contact à l'arrière de l'enveloppe, d'une manière correspondante à celle du

conducteur 12 des figures 1 et 2. La charge peut être iso-

lée de l'enveloppe; elle peut également être réalisée en

une matière composite, isolante électriquement. Les surfa-

ces conductrices d'électricité peuvent être des fibres ou des couches ajoutées de particules d'agents propulseurs

comme cela est représenté aux figures 3 et 4. Il peut éga-

lement s'agir d'une mince feuille conductrice d'électricité

comme cela sera décrit de manière plus détaillée en réfé-

rence aux figures 9 à 15.

Lors de l'amorçage et de la commande de la com-

bustion de la charge propulsive selon la figure 7, le cou-

rant est fourni par une unité d'alimentation à une unité de commande (cela est représenté par un contact de curseur 18 à la figure 7) pour fournir le courant au conducteur

d'entrée de la charge élémentaire respective, dans une sé-

quence de temps choisie. En premier lieu on branche la pre-

mière charge élémentaire propulsive de la série, c'est-à-

dire la charge élémentaire la plus proche derrière le pro-

jectile. Suivant une succession rapide on met en contact

les autres charges élémentaires en reculant dans cette sé-

rie.

La chaleur dégagée dans les surfaces conductri-

ces d'électricité dans l'agent propulseur fournit l'énergie

électrothermique à la masse de l'agent propulseur augmen-

tant la vitesse de combustion de l'agent propulseur. En plus du choix de l'instant de l'amorçage des différentes charges élémentaires d'agents propulseurs on peut également commander la vitesse de combustion par la puissance fournie

par le courant.

La figure 8 est un schéma montrant la situation

qui suit directement l'amorçage de la combustion. Les char-

ges élémentaires sont amorcées successivement et la vitesse

de combustion massique de la charge propulsive est totale-

ment commandée par les impulsions électriques. En utilisant

une charge qui se compose de nombreuses charges élémentai-

res propulsives 16 et en choisissant les points d'amorçage d'une manière appropriée, il est possible d'obtenir une pression pratiquement constante dans le fût du canon au cours de la phase de combustion et la pression derrière le projectile peut être maintenue à un niveau élevé pendant

l'accélération du projectile dans le fût du canon. On réa-

lise ainsi une vitesse pratiquement constante des produits de réaction entre la surface de combustion et le projectile et une distribution de pression analogue à celle décrite ci-dessus en référence aux figures 2, 5 et 6. La figure 9 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'une charge propulsive formée d'une succession de charges élémentaires ou éléments de charge

16. Les éléments de charge peuvent être des éléments dis-

tincts reliés pour former la charge propulsive; il peut

également s'agir de parties intégrées à un corps propul-

seur, cohérent. Dans ce dernier cas, les éléments de charge sont définis par des parties axiales ayant des surfaces

conductrices, distinctes. Dans le mode de réalisation re-

présenté, les surfaces conductrices électriques sont cons-

tituées par une mince feuille conductrice d'électricité 19,

qui est intégrée et répartie dans l'agent propulseur de fa-

çon que l'agent propulseur se présente sous la forme de minces couches 20 entre les faces de la feuille. Chaque élément est formé d'un conducteur d'entrée, 17, distinct, alors que le conducteur de sortie 21 est commun à tous les

éléments constituant la charge propulsive. Entre les diffé-

rents éléments de la charge propulsive il y a une couche d'isolation 22 avec le même agent propulseur que celui du restant de la charge mais sans surface conductrice d'électricité ou sans matière correspondante qui se consume

pendant que la charge brûle. Les éléments de charges pro-

pulsives 16 peuvent être déclenchés individuellement par l'envoi de courant à la feuille de matière conductrice 19 de chaque élément de charge. La charge propulsive peut être munie d'une enveloppe isolante 23 à travers laquelle se

font les branchements vers les conducteurs d'entrée.

La figure 10 est une coupe transversale de la charge propulsive selon la ligne AA de la figure 9. La feuille conductrice d'électricité 19 est enroulée en hélice

et la mince couche 20, propulsive, compacte, est placée en-

tre les différentes spires de la spirale. Le conducteur 17 est relié à une extrémité de la feuille 19 au niveau de

l'enveloppe 23 de l'élément de charge propulsive; le con-

ducteur de sortie 21 est relié à l'autre extrémité, dans la partie centrale de la charge. Le conducteur de sortie est

dirigé axialement par rapport à la charge propulsive.

La feuille 19 est une mince couche 24 conduc-

trice d'électricité, par exemple en métal ou en fibres de

carbone sous la forme d'une feuille, d'une nappe, d'un fi-

let ou autres. On choisit de préférence une feuille d'aluminium ou une nappe de fibres de carbone. La figure 11 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'une feuille. Les références 17 et 21 désignent les conducteurs

d'entrée et de sortie du courant reliés à la couche conduc-

trice 24. Etant donné le risque de claquage entre les par-

ties voisines de la couche conductrice d'électricité, il

est préférable que cette couche comporte un revêtement iso-

lant 25, par exemple en polymère. Le revêtement isolant peut être prévu d'un côté ou, comme représenté à la figure, des deux côtés de la couche conductrice. Dans un mode de réalisation de l'invention, la couche conductrice 24 est une feuille d'aluminium et le revêtement isolant 25 est en PTFE (polytétrafluoroéthylène). La feuille peut également

* être transformée en énergie utile dans la charge sans uti-

liser de manière importante l'oxydant contenu dans l'agent propulseur. A l'amorçage, l'aluminium réagit avec le PTFE constituant l'oxydant, en développant une quantité

d'énergie importante.

La charge propulsive peut se préparer en cou-

lant un agent propulseur susceptible d'être coulé dans un

boîtier dans lequel on aura préalablement disposé la ma-

tière en forme de feuille. Un autre procédé de préparation

d'une charge propulsive selon les figures 9 et 10 est re-

présenté à la figure 12. Sur une mince couche moulable de charge propulsive on place des bandes 26 d'une feuille 19

conductrice d'électricité; ces bandes sont disposées pa-

rallèlement l'une à l'autre et à une certaine distance 27 l'une de l'autre. Les conducteurs d'entrée 17 sont reliés à une extrémité de chaque bande; le conducteur de sortie 27 relie les autres extrémités des bandes. La feuille est alors roulée dans la direction longitudinale des bandes pour former une charge propulsive, cylindrique. La distance 27 séparant les bandes, dans la charge terminée, correspond

o à la couche isolante 22 (figure 9) entre les éléments voi-

sins de la charge propulsive. L'agent propulseur peut être par exemple un plastique propulseur qui se travaille en

couche mince ou encore du PBX ou un agent propulseur compo-

sé, qui n'a pas encore polymérisé complètement. Le produit à l'état de feuille et l'enroulement se font lorsque l'agent propulseur est encore mou et peut se mouler; la prise finale se fait dans la charge propulsive roulée. La charge propulsive peut alors recevoir un revêtement isolant

protecteur 23 (figures 9, 10).

Les éléments de la charge propulsive peuvent se préparer un à un et être réunis pour constituer la charge propulsive. Pour éviter le phénomène d'inductance dans la feuille conductrice d'électricité 19 lorsqu'on applique une impulsion de courant dans la matière, on peut répartir la feuille dans l'agent propulseur comme le montre la figure 13; cela signifie que l'on prévoit une feuille doublée avec des couches intermédiaires d'agents propulseurs, selon

un enroulement hélicoidal dans la masse de l'agent propul-

seur. Le sens de passage du courant sera alors différent

dans deux spires voisines de la feuille résistante.

La figure 14 montre une technique de prépara-

tion d'un élément de charge propulsive selon la figure 13.

Un produit 28 en forme de couche, allongé est, dans ce cas constitué de deux couches 29 et 30 d'agents propulseurs et de bandes intermédiaires d'une feuille conductrice d'électricité 19. La figure est une coupe longitudinale des

couches. Les bandes sont plus longues que les couches in-

termédiaires d'agents propulseurs et elles sont repliées autour d'une extrémité d'une couche d'agents propulseurs et sont appliquées de nouveau contre l'autre face de l'agent propulseur. Les conducteurs d'entrée 17 et le conducteur de sortie 21 de courant électrique sont reliés auxextrémités libres des bandes. Le produit stratifié 28 ainsi obtenu est

alors enroulé pour former une charge élémentaire propul-

sive, de forme cylindrique. Le produit stratifié est enrou-

lé, comme cela est indiqué, par la flèche à la figure 14 afin que les conducteurs d'entrée 17 et le conducteur de sortie 21 se trouvent dans l'autre partie de la charge. Le positionnement réciproque des conducteurs d'entrée et du conducteur de sortie à la surface extérieure de la charge propulsive peut s'adapter en réalisant les deux couches d'agents propulseurs avec des longueurs différentes comme

le montre la figure 14. Si la différence de longueur cor-

respond à la longueur F.R (demi-périphérie), R étant le

rayon de la charge propulsive une fois terminée, le conduc-

teur d'entrée et le conducteur de sortie se trouveront dans

une position diamétralement opposée comme le montre la fi-

gure 13.

La figure 15 montre la réalisation d'une charge

propulsive formée de disques 31, d'un agent propulseur com-

pact et de disques intermédiaires 32 d'une feuille conduc-

trice électrique. La figure montre deux disques d'agents propulseurs et un disque intermédiaire assemblés en étant respectivement séparés. Une charge propulsive complète peut

se composer d'un grand nombre de disques selon cette réali-

sation. La feuille du disque 32 peut avoir une couche con-

ductrice d'électricité 33 par exemple une feuille d'aluminium qui s'étend en zigzag sur la feuille et est isolée par une couche de PTFE. Un conducteur d'entrée 17 et un conducteur de sortie 21 sont reliés à chacune des deux

extrémités de la couche conductrice d'électricité 33.

Lorsqu'on amorce un élément de charge propul-

sive dans lequel est intégrée une feuille conductrice d'électricité, le courant électrique est fourni à la couche

conductrice avec une intensité au moins suffisante pour al-

lumer l'agent propulseur recouvrant la surface en contact avec la feuille. Si l'agent propulseur entre les couches de la feuille est en général d'une épaisseur de 1 mm, l'agent propulseur est consommé après la distance de combustion de 0,5 mm si bien que l'on arrive à une vitesse de combustion

de toute la charge propulsive qui est très élevée. En choi-

sissant l'épaisseur de l'agent propulseur entre les couches conductrices on peut adapter la vitesse de combustion de la

charge propulsive à différentes applications.

La vitesse de combustion de la charge propul-

sive est affectée par la quantité d'énergie thermique four-

nie à l'amorçage. En appliquant une impulsion de courant plus forte que celle au moins nécessaire à l'amorçage il

est possible d'augmenter la vitesse de combustion. La com-

bustion qui a commencé peut alors être renforcée en four-

nissant une quantité supplémentaire d'énergie thermique.

Après amorçage de la combustion il se forme un plasma con-

ducteur d'électricité dans la partie la plus active de la

flamme. Aussi longtemps que le courant d'entrée et le cou-

rant de sortie sont appliqués au plasma, cela se traduit par la poursuite de l'alimentation électrique qui augmente la température et ainsi l'action de l'agent propulseur. Le fait que la couche conductrice d'électricité est brûlée ou vaporisée rapidement au cours de la combustion n'évite pas

une alimentation continue en courant pour augmenter, de ma-

nière électrothermique, l'effet de l'agent propulseur.

Claims

R E V E N D I C A T IONS

1 ) Procédé d'amorçage électrique et de con-

trôle de la combustion d'une charge propulsive contenant un agent propulseur compact, procédé caractérisé en ce qu'on fournit l'énergie électrothermique à la charge propulsive

en fournissant du courant électrique par les surfaces con-

ductrices d'électricité (6, 7, 19) à la charge propulsive

et en ce que cette alimentation se fait en différentes par-

ties ou zones de la charge propulsive, en des instants dif-

férents pendant la combustion.

2 ) Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la charge propulsive a une longueur axiale entre une première extrémité (9) et une seconde extrémité (10) et l'énergie électrothermique est fournie à la charge

propulsive en commençant à la première extrémité et en pro-

gressant vers la seconde extrémité, par une alimentation en courant à chaque instant sur une partie axialement limitée

(15, 16) de la charge propulsive.

3 ) Procédé selon la revendication 2, caracté-

risé en ce qu'une extrémité de combustion est amorcée à une

première extrémité (9) de combustion de la charge propul-

sive et pendant la combustion du courant électrique est fourni entre la partie centrale de la surface de

l'extrémité de combustion et une surface périphérique en-

tourant l'extension axiale de la charge propulsive.

4 ) Procédé selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que la charge propulsive est formée d'une suc-

cession d'éléments de charge (16) ayant des surfaces

conductrices d'électricité distinctes et en ce que le cou-

rant électrique est fourni aux éléments de charge, une à

une suivant des intervalles choisis.

) Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 2-4, caractérisé en ce que la charge propulsive est

une charge propulsive de projectile et la première extrémi-

té (9) est située du côté du projectile (4) et la seconde

extrémité (10) du côté de l'arrière (3) de l'arme.

6 ) Charge propulsive contenant un agent pro-

pulseur compact, caractérisée par des surfaces conductrices d'électricité (6, 7, 19) dans l'agent propulseur et les moyens (12, 17, 21) pour fournir le courant électrique aux surfaces pour dégager l'énergie électrothermique dans l'agent propulseur et ces surfaces et/ou les moyens d'alimentation conduisent le courant à travers différentes

parties ou zones (15, 16) de la charge propulsive en diffé-

rents instants pendant la combustion.

7 ) Charge propulsive selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle a une longueur axiale entre une première extrémité (9) et une seconde extrémité (10) et les surfaces conductrices d'électricité et/ou les moyens d'alimentation en courant conduisent le courant à travers

une partie axialement limitée (15, 16) de la charge propul-

sive à chaque instant pendant la combustion.

8 ) Charge propulsive selon la revendication 7, caractérisée en ce que le moyen d'alimentation est formé d'un conducteur (12) de courant électrique qui est prévu

axialement dans la charge propulsive et à une extrémité li-

bre (13) au niveau d'une surface d'extrémité de la charge, d'o le courant est fourni aux surfaces conductrices

d'électricité dans l'agent propulseur et une surface péri-

phérique sur laquelle est amené le courant, cette surface

entourant la charge sur sa longueur axiale.

9 ) Charge propulsive selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle est formée d'une succession d'éléments de charge (16) ayant des surfaces conductrices d'électricité, distinctes, et en ce que le moyen conducteur est formé de conducteurs d'entrée (17), distincts, pour le

courant électrique vers les différents éléments de charge.

) Charge propulsive selon l'une quelconque

des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que la charge

comprend des particules propulsives (8) et les surfaces conductrices d'électricité sont formées d'une couche (7)

conductrice d'électricité appliquée aux particules propul-

sives. 11 ) Charge propulsive selon l'une quelconque

des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les surfa-

ces conductrices d'électricité sont formées de fibres (6) de matière conductrice d'électricité qui sont ajoutées à

l'agent propulseur.

12 ) Charge propulsive selon la revendication 11, caractérisée en ce que les fibres (6) sont choisies dans le groupe formé de fibres métalliques, de fibres de

carbone, de fibres plastiques conductrices d'électricité.

13 ) Charge propulsive selon l'une quelconque

des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les surfa-

ces conductrices d'électricité sont formées d'une mince feuille conductrice d'électricité (19) intégrée et répartie dans l'agent propulseur pour que cet agent propulseur se trouve sous forme de couche mince (20) entre les surfaces

conductrices.

14 ) Charge propulsive selon la revendication

13, caractérisée en ce que la feuille est une feuille mé-

tallique. ) Charge propulsive selon la revendication 14, caractérisée en ce que la feuille métallique est une

feuille d'aluminium.

16 ) Charge propulsive selon la revendication

13, caractérisée en ce que la feuille est une nappe de fi-

bres de carbone.

17 ) Charge propulsive selon la revendication

13, caractérisée en ce que la feuille comporte un revête-

ment isolant (25).

18 ) Charge propulsive selon la revendication 17, caractérisée en ce que le revêtement isolant (25) est

en PTFE (polytétrafluoroéthylène).

19 ) Charge propulsive selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'agent propulseur (5) compact est à base d'une substance explosive choisie dans le groupe formé par PETN, RDX, HMX, NTO, TNT, HNS, TNAZ, HNIW, NC et des mélanges de ces produits. ) Charge propulsive selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'agent propulseur compact est un

explosif lié par du plastique (PBX).

21 ) Charge propulsive selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'agent propulseur compact est un

agent propulseur composite.