FR3005725A1

FR3005725A1 - Generateur de gaz pyrotechnique

Info

Publication number: FR3005725A1
Application number: FR1356293A
Authority: FR
Inventors: Frederic Marlin; Romain Lorenzon; Raphael Teoldi
Original assignee: Herakles SA
Current assignee: ArianeGroup SAS
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-11-21
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: DE112014002455B4; WO2014184505A2; BR112015028812A2; BR112015028812B1; FR3005725B1; US20160131459A1; DE112014002455T5; US10072912B2; CA2912652C; CA2912652A1; FR3005724A1; WO2014184505A3

Abstract

Un générateur de gaz pyrotechnique (10) pour actionner un vérin (100), comprend un corps délimitant une chambre de combustion (12) abritant un chargement pyrotechnique principal (14), et un allumeur (16, 18) pour initier la combustion dudit chargement pyrotechnique principal (14). Le générateur de gaz pyrotechnique (10) comprend au moins une chambre de retardement (22) adaptée pour communiquer avec la chambre de combustion (12) par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'entrée (62) et la chambre de retardement (22) est munie d'au moins un orifice de sortie (63) pour la passage des gaz hors dudit générateur de gaz, ledit au moins un orifice de sortie étant muni d'un opercule (73) adapté pour passer d'un état fermé à un état ouvert lorsque la pression à l'intérieur de la chambre de retardement atteint une pression limite de rupture (P1).

Description

05 72 5 1 L'invention concerne un générateur de gaz pyrotechnique. Plus particulièrement, l'invention concerne un générateur de gaz pyrotechnique pour actionner un vérin, notamment un vérin destiné à fermer et/ou ouvrir une structure telle qu'une porte, une cloison ou une 5 vanne dans un bâtiment, un navire ou un avion. Le générateur de gaz selon l'invention est tout particulièrement adapté pour être intégré dans un vérin à déclenchement manuel. Des générateurs de gaz pyrotechniques utilisés pour l'actionnement de vérins sont bien connus. Le document FR 2 880 659, par exemple, 10 décrit un générateur de gaz destiné à actionner un vérin commandant l'ouverture en urgence d'une porte d'avion. Dans certains cas, il peut arriver que la commande de déclenchement du générateur de gaz soit située à proximité immédiate de la porte à actionner. Dans ce contexte, le déclenchement du générateur peut présenter un danger pour l'opérateur, 15 si celui-ci ne dispose pas du temps suffisant pour s'éloigner de la porte avant sa brusque mise en mouvement. La présente invention a pour objectif de fournir un générateur de gaz pour actionner un vérin, permettant une utilisation plus sûre. Cet objectif est atteint grâce à un générateur de gaz pyrotechnique 20 pour actionner un vérin, comprenant un corps délimitant une chambre de combustion abritant un chargement pyrotechnique principal, et un allumeur pour initier la combustion dudit chargement pyrotechnique principal, caractérisé en ce que ledit générateur de gaz pyrotechnique comprend au moins une chambre de retardement adaptée pour 25 communiquer avec ladite chambre de combustion par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'entrée et en ce que ladite chambre de retardement est munie d'au moins un orifice de sortie pour la passage des gaz hors dudit générateur de gaz, ledit au moins un orifice de sortie étant muni d'un opercule adapté pour passer d'un état fermé à un état ouvert lorsque la 30 pression à l'intérieur de la chambre de retardement atteint une pression limite de rupture. Avec le générateur de gaz selon l'invention, les gaz générés par la combustion du chargement pyrotechnique principal à l'intérieur de la chambre de combustion ne sont pas évacués hors du générateur de gaz dès leur sortie de la chambre de combustion, mais transitent par une chambre de retardement du générateur de gaz. Dans l'état initial du générateur de gaz, un orifice de sortie de la chambre de retardement, permettant la sortie des gaz à l'extérieur du 5 générateur de gaz, est obturé. Ainsi, la pression à l'intérieur de la chambre de retardement augmente à mesure que les gaz pénètrent dans cette chambre. Seulement lorsque la pression à l'intérieur de la chambre de retardement atteint la pression limite de rupture pour laquelle l'opercule 10 est rompu ou effacé, le ou les orifices de sortie de ladite chambre est/sont ouvert(s), de sorte que les gaz peuvent s'échapper hors de la chambre de retardement et hors du générateur de gaz. Dans le présent exposé, on entend par chambre de retardement une chambre qui, à l'inverse de la chambre de combustion, n'abrite aucun 15 chargement pyrotechnique. Le temps de montée en pression de la chambre de retardement entre l'allumage du chargement pyrotechnique principal et la rupture de l'opercule obturant chaque orifice de sortie de la chambre de retardement assure une fonction de retard entre le déclenchement de l'allumeur et la 20 délivrance des gaz hors du générateur de gaz. Lorsque le générateur de gaz est destiné à actionner un vérin, le temps séparant le déclenchement de l'allumeur et l'actionnement effectif du vérin (déplacement de l'ensemble coulissant comprenant notamment le piston) est augmenté. Ainsi, si le vérin est destiné à actionner le mouvement d'une structure, les 25 personnes situées à proximité de cette structure disposent du délai nécessaire pour s'en écarter après le déclenchement de l'allumeur. La chambre de retardement a, en outre, un effet amortisseur (fréquentiel et impulsionnel) sur le fonctionnement du vérin auquel est associé le générateur de gaz. 30 Selon un exemple de réalisation, le corps du générateur de gaz est allongé selon une direction principale, la chambre de combustion et la chambre de retardement étant disposées l'une à la suite de l'autre à l'intérieur dudit corps dans la direction principale.

Selon un exemple, la chambre de combustion est située en aval de l'allumeur, et la chambre de retardement est située en aval de la chambre de combustion. Selon un exemple, la chambre de retardement est délimitée, dans la direction principale, par une paroi amont et une paroi aval, et l'orifice d'entrée est ménagé dans ladite paroi amont et l'orifice de sortie est ménagé dans ladite paroi aval. Dans le présent exposé, sauf précision contraire, une direction axiale est une direction parallèle à l'axe principal du corps du générateur de gaz. En outre, une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe principal du corps et coupant cet axe. Sauf précision contraire, les adjectifs et adverbes axial, radial, axialement et radialement sont utilisés en référence aux directions axiale et radiale précitées. De la même manière, un plan axial est un plan parallèle à l'axe principal du corps de générateur et un plan radial est un plan perpendiculaire à cet axe. Enfin, les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de déplacement des gaz à l'intérieur du générateur de gaz. Lorsque le générateur de gaz est couplé à un vérin, les termes amont et aval correspondent généralement au sens de coulissement du piston sous l'effet du déclenchement du générateur de gaz. Selon un exemple de réalisation, la chambre de combustion et la chambre de retardement présentent une paroi intermédiaire commune s'étendant sensiblement transversalement à ladite direction principale et dans laquelle est ménagé ledit au moins un orifice d'entrée de la chambre de retardement. Selon un exemple, la chambre de retardement est délimitée par des parois fixes les unes par rapport aux autres. Selon un exemple de réalisation, l'orifice de sortie de la chambre de 30 retardement est ménagé dans la paroi de ladite chambre qui, dans la direction principale, est opposée à la chambre de combustion. Selon une disposition avantageuse, le corps du générateur de gaz est cylindrique. Selon un exemple de réalisation, le chargement pyrotechnique 35 principal est agencé à l'intérieur de la chambre de combustion de telle sorte qu'un espace formant passage pour les gaz est défini radialement entre la paroi de la chambre de combustion et le chargement. Dans ce cas, le chargement pyrotechnique peut se présenter sous la forme d'un bloc plein ou d'un empilement de disques pleins. L'espace ainsi défini s'étend alors sur toute la longueur du chargement pyrotechnique, dans la direction principale du générateur de gaz, de telle sorte que les gaz puissent transiter jusqu'à l'orifice de sortie de la chambre de combustion. Par exemple, le chargement pyrotechnique est espacé de la paroi de la chambre de combustion par des moyens d'espacement, notamment lo des tiges de centrage. Selon un autre exemple, le chargement pyrotechnique comprend localement, sur sa périphérie, au moins une partie en saillie adaptée à venir en appui contre la paroi de la chambre de combustion. Le chargement pyrotechnique est ainsi éloigné de la paroi de la chambre de 15 combustion aux abords de la partie en saillie et un passage pour les gaz est défini de part et d'autre de ladite partie en saillie. Selon une disposition de l'invention, l'orifice d'entrée de la chambre de retardement est muni d'un opercule adapté pour passer d'un état fermé à un état ouvert lorsque la pression des gaz à l'intérieur de la 20 chambre de combustion atteint une pression limite de rupture. Cette disposition a comme premier effet d'assurer une montée en pression rapide de la chambre de combustion à l'allumage du chargement pyrotechnique principal. L'allumage est fiable et reproductible, sans risque d'extinction. Une deuxième conséquence est que le retard avec lequel les 25 gaz générés par le chargement pyrotechnique s'échappent du générateur de gaz est accentué. Selon un exemple avantageux de réalisation, l'allumeur comprend un initiateur pyrotechnique. Pour solliciter l'initiateur pyrotechnique, l'allumeur peut comprendre 30 des moyens de déclenchement mécaniques (par exemple un relais piézo- électrique ou d'un percuteur à amorce) ou des moyens de déclenchement électriques de l'initiateur pyrotechnique (initiateur électro pyrotechnique), notamment reliés à un boîtier de commande.

Selon un exemple de réalisation, l'initiateur pyrotechnique est agencé pour pouvoir allumer directement le chargement pyrotechnique principal contenu dans la chambre de combustion. Selon une variante, l'initiateur est espacé du chargement 5 pyrotechnique principal et l'allumeur comprend, outre l'initiateur pyrotechnique, un relais d'allumage. Dans le présent exposé, on entend par relais d'allumage un chargement pyrotechnique intermédiaire adapté pour recevoir un signal d'amorçage de l'initiateur pyrotechnique et pour transmettre ce signal au 10 chargement pyrotechnique principal. Selon un exemple de réalisation, le générateur de gaz comprend une chambre d'allumage adaptée pour communiquer avec ladite chambre de combustion par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'allumage, et l'initiateur pyrotechnique et le relais d'allumage sont logés dans cette 15 chambre d'allumage. Sous l'effet d'une commande de déclenchement, l'initiateur pyrotechnique initie la combustion du relais d'allumage, qui génère des gaz à l'intérieur de la chambre d'allumage. Ces gaz, en pénétrant dans la chambre de combustion par l'orifice d'allumage, initient la combustion du chargement pyrotechnique principal. 20 L'orifice d'allumage est éventuellement operculé pour assurer une montée en pression rapide de la chambre d'allumage et la fiabilité de l'allumage du relais d'allumage. La durée de combustion dudit relais d'allumage est typiquement de 0,1 à 1 s. De façon caractéristique, la chambre de combustion présente un 25 volume libre faible (typiquement entre 1 à 20 centimètre cubes) de façon à assurer sa mise en pression rapide et la combustion stable du chargement pyrotechnique principal. Par volume libre d'une chambre on entend, dans le présent exposé, le volume initial (avant déclenchement du générateur de gaz) de cette 30 chambre pouvant être occupé par des gaz. De préférence, le volume libre de la chambre de retardement est supérieur à 4 fois, de préférence supérieur à 20 fois, le volume libre de la chambre de combustion. La montée en pression dans la chambre de retardement est donc généralement plus lente que celle de la chambre de 35 combustion. 3 0 0 5 72 5 6 De façon générale, l'homme du métier saura déterminer le volume optimal de la chambre de retardement en fonction de la section d'écoulement respective de l'orifice d'entrée et de l'orifice de sortie de la chambre de retardement, afin d'assurer une pression suffisante dans la chambre de combustion. En particulier, si l'orifice d'entrée de la chambre de retardement, de section suffisamment faible, forme une tuyère, le volume de la chambre de retardement pourra être important. Si, au contraire, l'orifice d'entrée de la chambre de retardement présente une section importante, le volume de la chambre de retardement sera de préférence limité, de même que la section de son orifice de sortie, afin d'éviter l'extinction de la combustion du chargement pyrotechnique principal. Le chargement pyrotechnique principal peut présenter des configurations et notamment des formes et dimensions très diverses. Il peut par exemple se présenter sous la forme de grains, de pastille(s), ou encore de disque(s) ou de bloc(s) pleins, à canal/canaux et/ou lobés. La forme de ces éléments peut par exemple être sphérique, ovoïde ou cylindrique. Les grains ont généralement une masse de quelques milligrammes, les pastilles une masse de quelques dixièmes de grammes à quelques grammes, et les disques et les blocs, de quelques dizaines de grammes à une centaine de grammes. Le chargement pyrotechnique principal peut par exemple présenter une composition du type décrit dans les demandes de brevets WO 2006/134 311 et WO 2007/042 735, notamment une composition constituée majoritairement de nitrate de guanidine et de nitrate basique de cuivre. L'homme du métier pourra aisément régler la vitesse de combustion de ces composés et dimensionner le chargement pyrotechnique principal de façon à obtenir les séquences de pressurisation adéquate.

Selon un exemple de réalisation de l'invention, une partie de la surface de combustion du chargement pyrotechnique principal peut être recouverte d'un revêtement de protection inhibiteur de combustion. Généralement, la partie inhibée en combustion est recouverte d'une couche de matériau inhibiteur de combustion se présentant sous la forme 35 d'un vernis (non combustible). Ce procédé, de même que des exemples 3 0 0 5 72 5 7 de matériaux inhibiteurs pouvant être mis en oeuvre, sont décrits notamment dans la demande de brevet FR 2 275 425 et le brevet US 5,682,013. Dans le cas d'un chargement de type courant à surface entièrement 5 libre, le débit de gaz est très élevé à l'allumage, ce qui permet une montée en pression rapide de la chambre de combustion puis de la chambre de retardement, entraînant la rupture rapide de l'opercule en sortie de la chambre de retardement. Mais à mesure que le chargement se consume, la surface de combustion diminue et le débit de gaz générés 10 décroît. Dans certains cas, la quantité de gaz générés après ouverture de l'orifice de sortie de la chambre de retardement n'est plus suffisante, par exemple pour déplacer efficacement un piston situé en sortie du générateur de gaz ou_ pour maintenir une pression suffisante en amont d'un tel piston pour assurer son amortissement. 15 L'utilisation d'un chargement pyrotechnique principal ayant une partie de sa surface recouverte d'un revêtement inhibiteur de combustion permet d'adapter la surface de combustion et donc le débit de gaz, de façon à optimiser l'allumage, les conditions (durée notamment) de pressurisation des chambres de combustion et de retardement, et les 20 conditions de délivrance des gaz de combustion en dehors du générateur de gaz. Parmi les chargements pyrotechniques convenant pour générer, par combustion, un temps long de combustion et un débit de gaz quasi constant, on peut, à titre non limitatif, citer un chargement pyrotechnique 25 présentant une forme sensiblement cylindrique, notamment en forme de cylindre droit, par exemple de type bloc monolithe plein ou de type empilement de disques, définie par une première et une deuxième face d'extrémité et une surface latérale s'étendant entre lesdites faces d'extrémités, la première face d'extrémité étant recouverte d'un 30 revêtement de protection inhibiteur de combustion, la deuxième face d'extrémité étant libre et la surface latérale étant recouverte d'un revêtement inhibiteur de combustion sur une partie de sa longueur à partir de ladite première face d'extrémité et étant libre sur le reste de sa longueur.

Dans ce cas, le chargement pyrotechnique présente un premier tronçon avec une surface libre (i.e. non inhibée) de dimensions suffisantes pour assurer l'allumage et une mise en combustion rapide et reproductible du chargement, puis un second tronçon inhibé assurant une progression 5 axiale du front de combustion et donc un temps long de fonctionnement, de préférence à débit quasi constant. Selon un autre exemple de réalisation, la première face d'extrémité du chargement et toute sa surface latérale sont recouvertes d'un revêtement inhibiteur de combustion tandis que la deuxième face 10 d'extrémité est libre. La surface latérale du chargement est donc inhibée en combustion sur toute sa longueur (i.e. de sa première à sa deuxième face d'extrémité axiale). L'homme du métier saura aussi appliquer les principes précités sur un chargement pyrotechnique principal sous forme de bloc cylindrique à 15 canal central cylindrique droit ou étoilé, en inhibant en combustion une partie de sa surface pour répondre aux spécifications d'allumage. Dans ce cas, généralement, le revêtement inhibiteur de combustion est réparti conformément aux exemples précités, la surface interne du bloc restant libre. 20 L'invention concerne également un ensemble comprenant un vérin muni d'un corps de vérin abritant un ensemble mobile comportant un piston et une tige faisant saillie à une extrémité dudit corps, et un générateur de gaz pyrotechnique tel que décrit précédemment, dans lequel la chambre de retardement du générateur de gaz est agencée par 25 rapport au piston du vérin de sorte que la pression des gaz s'échappant par l'orifice d'échappement applique un effort sur le piston. Selon un exemple de réalisation, le vérin et le générateur de gaz sont reliés l'un à l'autre de sorte que le ou les orifices de sortie de la chambre de retardement sont positionnés en regard du piston. 30 Selon un exemple de réalisation, une chambre d'actionnement est définie entre la chambre de retardement et le piston, la chambre de retardement communiquant avec ladite chambre d'actionnement par l'orifice de sortie. 3005 72 5 9 Par exemple, la chambre d'actionnement est délimitée par la chambre de retardement et le piston d'une part, par le corps du générateur et/ou par le corps du vérin d'autre part. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages propres à celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un ensemble formé par un générateur de gaz pyrotechnique et un vérin selon l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective, partiellement arrachée, d'un io ensemble selon l'invention comprenant un générateur de gaz pyrotechnique et un vérin actionnable par ledit générateur de gaz ; la figure 2 est une section du générateur de gaz selon le plan II-II de la figure 2, - la figure 3 est une section du générateur de gaz selon le plan 15 de la figure 2, illustrant une variante de positionnement du chargement pyrotechnique principal à l'intérieur de la chambre de combustion ; - la figure 4 est une section du générateur de gaz selon le plan IV-IV de la figure 2, illustrant encore une autre variante de configuration 20 du chargement pyrotechnique principal à l'intérieur de la chambre de combustion ; - la figure 5 est un graphique illustrant la séquence de pressurisation des différentes sections de l'ensemble de la figure 1, après déclenchement du générateur de gaz. 25 La figure 6 est une vue en coupe axiale montrant un exemple particulier de chargement pyrotechnique pouvant être utilisé dans le générateur de gaz selon l'invention ; La figure 7 est une vue en coupe axiale montrant un autre exemple de chargement pyrotechnique pouvant être utilisé. 30 La figure 1 montre un ensemble comprenant un vérin 100 et un générateur de gaz 10 selon l'invention coopérant avec ledit vérin 100 pour l'actionner sous l'effet d'une commande de déclenchement. Le vérin 100 comprend un corps cylindrique creux 102 d'axe X, dans lequel est disposé un ensemble mobile formé par un piston 104 35 monté coulissant le long de la paroi radiale interne du corps 102 et par 3005 72 5 une tige 106 solidaire du piston 104 et faisant saillie à l'extrémité aval du corps 102. Bien que cela ne soit pas représenté, l'extrémité aval de la tige 106 est reliée directement ou indirectement à une structure à actionner, par 5 exemple une porte, notamment une porte d'avion. Le générateur de gaz 10 comprend, lui, un corps de générateur 60, de forme générale cylindrique (d'axe X), dont l'extrémité aval est reliée, par des moyens adaptés, à l'extrémité amont du corps de vérin 102. Le corps de générateur 60 abrite une chambre de combustion 12 10 dans laquelle est logé un chargement pyrotechnique principal 14, une chambre d'allumage 32 qui communique avec la chambre de combustion 12 et contient un allumeur destiné à initier la combustion du chargement pyrotechnique principal 14, et une chambre de retardement 22 communiquant avec la chambre de combustion 12.

Dans l'exemple, la chambre d'allumage 32, la chambre de combustion 12 et la chambre de retardement 22 sont disposées, dans cet ordre, de l'amont vers l'aval le long de l'axe X. Chacune de ces chambres 32, 12, 22 est délimitée, en direction radiale, par le corps 60 et en direction axiale, par des parois 20 respectivement amont et aval s'étendant transversalement à la direction longitudinale X du corps 60. Un orifice d'entrée 61 de la chambre de combustion 12, formé ici dans sa paroi amont 40, permet la communication de ladite chambre 12 avec la chambre d'allumage 32.

25 Comme il ressort de la figure 1, la chambre de retardement 22 communique avec la chambre de combustion 12 par le biais d'un orifice d'entrée 62 formé ici dans la paroi amont 42 de la chambre de retardement 22. La chambre de retardement 22 est par ailleurs pourvue d'un orifice de sortie 63 formé dans sa paroi aval 44 et qui constitue un 30 orifice de sortie vers l'extérieur du générateur de gaz 10. Dans l'exemple, l'orifice d'entrée 61 de la chambre de combustion 12 et les orifices amont et aval 62, 63 de la chambre de retardement 22 sont tous obturés par un opercule détachable ou cassable, respectivement 71, 72 et 73. Chaque opercule 71, 72, 73 est adapté à passer d'un état 35 fermé dans lequel l'orifice respectivement 61, 62, 63 avec lequel il coopère 3 0 0 5 72 5 11 est fermé, à un état ouvert dans lequel l'orifice est ouvert, lorsqu'une pression limite de rupture lui est appliquée. A noter que l'opercule 73 adapté à obturer l'orifice de sortie de la chambre de retardement est de préférence non fragmentable pour éviter l'introduction de pièces, 5 notamment de pièces métalliques si l'opercule est en métal, dans le corps du vérin. L'allumeur comprend ici un initiateur pyrotechnique 16, des moyens de déclenchement 15 de cet initiateur pyrotechnique 16 et un relais d'allumage 18 formé d'un chargement pyrotechnique intermédiaire. io L'initiateur pyrotechnique 16, de type connu, comprend par exemple un élément résistif chauffant (non représenté) placé au contact d'un matériau pyrotechnique formant un chargement dit d'initiation. Les moyens de déclenchement 15 peuvent par exemple être constitués d'une amenée de courant reliée à un boîtier de commande 17 15 d'une part et à l'élément résistif chauffant (non représenté) de l'initiateur d'autre part. Un tel initiateur électro-pyrotechnique 16 est adapté à initier la combustion du relais d'allumage 18, ladite combustion engendrant des gaz adaptés à initier la combustion du chargement pyrotechnique principal 14 comme il sera décrit plus en détail dans la suite. Dans l'exemple des figures 1 et 2, le chargement pyrotechnique principal 14 présente une forme de bloc cylindrique creux en matériau pyrotechnique, bordant la paroi périphérique de la chambre de combustion 12. L'espace libre de la chambre de combustion 12 est noté F sur la figure 2. Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 3, le chargement pyrotechnique principal 114 peut aussi prendre la forme d'un bloc cylindrique, plein ou creux. Dans ce cas, afin de préserver un espace libre F' pour l'expansion et le passage des gaz dans la chambre de 30 combustion 12, le chargement 114 est maintenu espacé de la paroi périphérique de la chambre 12, de préférence sur toute sa circonférence, par des moyens d'espacement 50. Dans l'exemple illustré, plus particulièrement, le bloc de chargement pyrotechnique principal est un bloc plein lobé, en particulier trilobé, et les moyens d'espacement sont des 35 tiges de centrage, par exemple fixées aux parois amont et aval de la 3005 72 5 12 chambre 12, et coopérant avec des rainures axiales formées à la périphérie du chargement 114, à la jonction entre les lobes du bloc. Selon une autre variante de réalisation illustrée sur la figure 4, le chargement pyrotechnique 214 est un bloc plein pourvu de nervures 5 longitudinales 13, de préférence réparties régulièrement sur sa périphérie. Chaque nervure 13 vient en appui contre la paroi périphérique de la chambre de combustion 12. Entre chaque nervure, la périphérie du bloc est ainsi éloignée de la paroi de la chambre de combustion, formant un espace F" permettant le passage des gaz jusqu'à l'orifice de sortie de la 10 chambre. Les nervures 13 sont obtenues facilement lors de l'opération de moulage du bloc, et permettent de limiter le nombre de pièces du générateur de gaz. Dans certains cas nécessitant la génération de gaz durant une période longue et avec un débit sensiblement constant, il peut être 15 envisagé de traiter une partie de la surface du chargement pyrotechnique principal avec un revêtement de protection inhibiteur de combustion, ce qui permet de privilégier un sens de propagation du front de combustion au cours du temps. On dit alors que le chargement pyrotechnique est inhibé en combustion sur une partie de sa surface.

20 La figure 6 illustre de façon schématique, à l'intérieur de la chambre de combustion, un chargement pyrotechnique principal 314 du type décrit en liaison avec la figure 3, recouvert, sur une partie de sa surface, d'un vernis inhibiteur de combustion 90. Dans l'exemple, la surface latérale 319 du chargement 25 pyrotechnique 314 est recouverte d'un revêtement de protection anti- combustion sur toute sa longueur L1, c'est-à-dire depuis l'une jusqu'à l'autre de ses faces d'extrémité, sur l'ensemble de sa circonférence. L'une des faces d'extrémité 311a, 311b (ici celle 311a orientée vers l'allumeur) est libre (i.e. non inhibée en combustion) tandis que sa face d'extrémité opposée 311b est, elle, recouverte du revêtement inhibiteur de combustion. Avec un tel agencement, le front de combustion se propage axialement dans le chargement 314, et la surface de combustion, qui correspond sensiblement à la section radiale du chargement, reste 35 relativement constante tout au long de la combustion. Le débit de gaz 3005 72 5 13 générés dans la chambre de combustion 12 est modéré du fait de la faible surface de combustion, mais reste ainsi sensiblement constant. La figure 7 illustre une variante de réalisation de la figure 6, dans laquelle sont inhibées une face d'extrémité 411b du chargement 5 pyrotechnique 414 et la surface latérale 419b d'un premier tronçon axial dudit chargement 414 s'étendant depuis ladite face d'extrémité inhibée 411b, sur une longueur limitée L2 du chargement. La surface latérale 419a n'est pas inhibée en combustion sur un second tronçon du chargement s'étendant à partir de l'autre de ses faces d'extrémité 411a non-inhibée. lo La surface de combustion initiale du chargement, correspondant à toute la surface non inhibée du cylindre (une de ses faces d'extrémité et une partie de sa surface latérale à partir de ladite face d'extrémité) décroit ensuite pour être limitée à la surface frontale de la partie du cylindre inhibée. Selon une variante (non illustrée), le chargement pyrotechnique 15 pourra aussi se présenter sous la forme d'un bloc cylindrique à canal central de section circulaire ou en étoile, notamment un bloc à canal étoilé comportant au moins cinq branches, inhibé en combustion sur tout ou partie de la longueur de sa face latérale externe, la paroi dudit canal restant libre, et les autres caractéristiques décrites précédemment en 20 liaison avec les figures 6 et 7 restant applicables. Dans les modes de réalisation des figures 3, 4, 6 et 7, on prendra soin d'espacer axialement le chargement pyrotechnique des parois d'extrémités axiales de la chambre de combustion. Tout au moins, plus généralement, on veillera à libérer les orifices 25 de la chambre de combustion formés dans ces parois et destinés au passage des gaz. Le principe de fonctionnement du générateur de gaz pyrotechnique 10 ainsi décrit, lors de l'actionnement d'un vérin 100 du type précité, va à présent être explicité en référence aux figures 1 et 5.

30 A un instant T=TO, un opérateur initie une commande de déclenchement, par laquelle un courant est transmis à l'élément résistif de l'initiateur pyrotechnique 16. Sous l'effet du courant, l'élément résistif chauffe par effet joule, initiant la combustion du chargement d'initiation. La combustion du chargement d'initiation initie rapidement en 35 combustion le chargement intermédiaire du relais d'allumage 18.

3 0 0 5 72 5 14 En brûlant, le relais d'allumage 18 entraîne la libération de gaz dans la chambre d'allumage 32, de sorte que la pression à l'intérieur de ladite chambre augmente rapidement (phase PH1 sur la figure 3). Le volume libre de la chambre d'allumage 32 (i.e. le volume 5 pouvant être occupé par des gaz) est très faible. La montée en pression à l'intérieur de cette chambre 32 (phase PH1 sur la figure 5) et ainsi la transmission du signal d'amorçage de l'initiateur pyrotechnique 16 au chargement pyrotechnique principal 14 est ainsi rapide et fiable. A un instant T=TA, la pression à l'intérieur de la chambre lo d'allumage 32 atteint la pression limite de rupture P1 de l'obturateur 71, de sorte que celui-ci passe de son état fermé à son état ouvert, permettant le passage des gaz depuis la chambre d'allumage 32 jusque dans la chambre de combustion 12. A cet instant TA, la pression dans la chambre d'allumage 32 connaît 15 une chute rapide et simultanément, la pression augmente dans la chambre de combustion 12 jusqu'à l'équilibre des pressions dans les deux chambres (instant TB sur la courbe de la figure 5). Dans le même temps, les gaz issus du chargement intermédiaire 18 initient en combustion le chargement pyrotechnique principal 14, qui libère 20 à son tour une quantité importante de gaz dans la chambre de combustion 12. Au fur et à mesure que la combustion s'effectue, la pression à l'intérieur de la chambre de combustion 12 et de la chambre d'allumage 32 augmente (phase PH2 sur la figure 5).

25 La chambre de combustion 12 présentant un volume libre faible, par exemple compris entre 1 et 20 centimètres cubes, sa mise en pression est rapide et la combustion du chargement pyrotechnique principal 14, stable. Lorsque la pression atteint la pression limite de rupture P2 de 30 l'obturateur 72, celui-ci passe dans son état ouvert, permettant le passage des gaz depuis la chambre de combustion 12 jusque dans la chambre de retardement 22. A cet instant T=TC, la pression chute très rapidement dans la chambre de combustion 12 et dans la chambre d'allumage 32 et dans le même temps, augmente très rapidement dans la chambre de retardement 22.

3005 72 5 15 A un instant T=TD, les pressions dans les trois chambres 12, 22, 32 sont sensiblement équilibrées. Le chargement pyrotechnique principal 14 continuant cependant à émettre des gaz, la pression à l'intérieur du générateur de gaz 10 continue à augmenter progressivement.

5 Selon une disposition préférentielle, le volume libre de la chambre de retardement 22 est supérieur à 4 fois, de préférence supérieure à 20 fois, celui de la chambre de combustion 12. La durée de mise en pression de la chambre de retardement 22 est donc augmentée par rapport à celle de la chambre de combustion 12 (phase PH3 plus longue que PH2 sur la 10 figure 5). A un instant TE, la pression à l'intérieur du générateur de gaz atteint la pression limite de rupture P3 de l'obturateur 73, de sorte que celui-ci passe dans son état ouvert, permettant le passage des gaz hors de la chambre de retardement 22. A cet instant T=TE, les gaz sont transmis 15 au piston 104 pour l'actionnement du vérin 100. Dans l'exemple, l'orifice de sortie 63 de la chambre de retardement 22 est situé directement en regard de la face amont du piston 104. Comme il ressort de la figure 1, le piston 602 et la paroi aval 44 de la chambre de retardement 22 délimitent avec le corps de vérin 102 une 20 chambre d'actionnement 80 du vérin recevant les gaz provenant de ladite chambre 22 une fois l'opercule 73 à l'état ouvert. Les gaz contenus dans la chambre d'actionnement 80 exercent sur le piston un effort proportionnel à la pression régnant cette chambre 80. Pour une pression prédéterminée, le piston est finalement déplacé vers l'aval, actionnant le vérin 100.

25 On comprend que la phase PH3 de montée en pression de la chambre de retardement 22, depuis l'ouverture de l'orifice d'entrée 62 jusqu'à l'obtention d'une pression suffisante et l'ouverture de l'orifice de sortie 63 de la chambre, permet de retarder la sortie des gaz hors du générateur 10, et donc l'actionnement du vérin 100, par rapport aux 30 générateurs de gaz pyrotechniques connus de l'art antérieur. A noter que le générateur de gaz selon l'invention utilisé pour l'acquisition de la courbe illustrée sur la figure 5 présentait les caractéristiques non limitatives suivantes: un volume libre de la chambre d'allumage de 2 centimètres cube, un volume libre de la chambre de 35 combustion de 12 centimètres cube, un volume libre de la chambre de 3005 72 5 16 retardement de 48 centimètres cube, un chargement pyrotechnique de masse égale à 33 grammes, une pression limite de rupture de l'opercule 71 obturant l'orifice d'entrée 61 de la chambre de combustion 12 de 150 bars, une pression limite de rupture de l'opercule 72 obturant l'orifice 5 d'entrée 62 de la chambre de retardement 22 de 90 bars et une pression limite de rupture de l'opercule 73 obturant l'orifice de sortie 63 de la chambre de retardement 22 de 80 bars.

Claims

REVENDICATIONS1. Générateur de gaz pyrotechnique (10) pour actionner un vérin (100), comprenant un corps (60) délimitant une chambre de combustion (12) abritant un chargement pyrotechnique principal (14), et un allumeur (16, 18) pour initier la combustion dudit chargement pyrotechnique principal (14), caractérisé en ce que ledit générateur de gaz pyrotechnique (10) comprend au moins une chambre de retardement (22) adaptée pour communiquer io avec ladite chambre de combustion (12) par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'entrée (62) et en ce que ladite chambre de retardement (22) est munie d'au moins un orifice de sortie (63) pour la passage des gaz hors dudit générateur de gaz, ledit au moins un orifice de sortie étant muni d'un opercule (73) adapté 15 pour passer d'un état fermé à un état ouvert lorsque la pression à l'intérieur de la chambre de retardement atteint une pression limite de rupture (P1).
2. Générateur de gaz (10) selon la revendication 1, dans lequel le 20 corps de générateur (60) est allongé selon une direction principale (X), la chambre de combustion (12) et la chambre de retardement (22) étant disposées l'une à la suite de l'autre à l'intérieur dudit corps (60) dans ladite direction principale (X). 25
3. Générateur de gaz (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la chambre de retardement (22) est délimitée, dans la direction principale (X), par une paroi amont (42) et une paroi aval (44), l'orifice d'entrée (62) étant ménagé dans ladite paroi amont (42) et l'orifice de sortie (63) étant ménagé dans ladite 30 paroi aval (44).
4. Générateur de gaz (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le corps (60) est cylindrique. 3005 72 5 18
5. Générateur de gaz (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le chargement pyrotechnique principal (114, 214, 314, 414) est agencé à l'intérieur de la chambre de combustion de telle sorte qu'un espace formant 5 passage pour les gaz est défini radialement entre la paroi de la chambre de combustion (12) et ledit chargement (114, 214, 314, 414).
6. Générateur de gaz (10) selon l'une quelconque des io revendications 1 à 5, dans lequel le chargement pyrotechnique (114) est espacé de la paroi de la chambre de combustion (12) par des moyens d'espacement (50), notamment des tiges de centrage. 15
7. Générateur de gaz (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le chargement pyrotechnique (214) comprend localement, sur sa périphérie, au moins une partie en saillie (13) adaptée à venir en appui contre la paroi de la chambre de combustion (12). 20
8. Générateur de gaz (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel une partie de la surface du chargement pyrotechnique principal (314, 414) est recouverte d'un revêtement de protection inhibiteur de combustion. 25
9. Générateur de gaz (10) selon la revendication 8, dans lequel le chargement pyrotechnique principal (414) présente une forme sensiblement cylindrique définie par une première et une deuxième face d'extrémité (411a, 411b) et une surface latérale 30 (419) s'étendant entre lesdites faces d'extrémités, la première face d'extrémité (411b) étant recouverte d'un revêtement de protection inhibiteur de combustion, la deuxième face d'extrémité (411a) étant libre et la surface latérale (419) étant recouverte d'un revêtement inhibiteur de combustion sur une 3005 72 5 19 partie de sa longueur à partir de ladite première face d'extrémité (411b) et libre sur le reste de sa longueur.
10.Générateur de gaz (10) selon la revendication 8, dans lequel le 5 chargement pyrotechnique principal (314) présente une forme sensiblement cylindrique définie par une première et une deuxième face d'extrémité (311a, 311b) et une surface latérale (319) s'étendant entre lesdites faces d'extrémités, la première face d'extrémité (311b) et toute sa surface latérale (319) étant io recouvertes d'un revêtement inhibiteur de combustion tandis que la deuxième face d'extrémité (311a) est libre.
11.Générateur de gaz (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la chambre de retardement 15 (22) est délimitée par des parois fixes les unes par rapport aux autres.
12. Générateur de gaz (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le volume libre de la chambre 20 de retardement (22) est supérieur à 4 fois, de préférence supérieur à 20 fois le volume libre de la chambre de combustion (12).
13.Générateur de gaz (10) selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 12, dans lequel l'orifice d'entrée (62) de la chambre de retardement (22) est muni d'un opercule (72) adapté pour passer d'un état fermé à un état ouvert lorsque la pression des gaz à l'intérieur de la chambre de combustion atteint une deuxième pression limite de rupture (P2). 30
14. Générateur de gaz (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel l'allumeur comprend un initiateur pyrotechnique (16). 3005 72 5 20
15.Générateur de gaz (10) selon la revendication 14, dans lequel l'allumeur comprend des moyens de déclenchement (15) mécaniques de l'initiateur pyrotechnique (16). 5
16. Générateur de gaz (10) selon la revendication 14 ou 15, dans lequel l'allumeur comprend des moyens de déclenchement (15) électriques de l'initiateur pyrotechnique (16).
17. Générateur de gaz (10) selon l'une quelconque des io revendications 14 à 16, dans lequel l'allumeur comprend en outre un relais d'allumage (18).
18.Générateur de gaz (10) selon la revendication 17, comprenant en outre une chambre d'allumage (32) adaptée pour 15 communiquer avec la chambre de combustion (12) par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'entrée (61) de la chambre de combustion, l'initiateur pyrotechnique (16) et le relais d'allumage (18) étant logés dans ladite chambre d'allumage (32). 20
19. Ensemble comprenant un vérin (100) muni d'un corps de vérin (102) abritant un ensemble mobile comportant un piston (104) et une tige (106) faisant saillie à une extrémité dudit corps (102), et un générateur de gaz pyrotechnique (10) selon l'une 25 quelconque des revendications 1 à 18, dans lequel la chambre de retardement (22) du générateur de gaz est agencée par rapport au piston (104) du vérin (100) de sorte que la pression des gaz s'échappant par l'orifice de sortie (63) applique un effort sur le piston (104). 30
20. Ensemble selon la revendication 19, dans lequel une chambre d'actionnement (80) est définie entre la chambre de retardement (22) et le piston (104), la chambre de retardement communiquant avec ladite chambre d'actionnement par l'orifice 35 de sortie (63).