IT9067979A1

IT9067979A1 - NOZZLE CLOSING DEVICE FOR A GAS GENERATOR PROVIDED WITH A FLYING ORDER

Info

Publication number: IT9067979A1
Application number: IT067979A
Authority: IT
Inventors: Marc Bernard; Rene Thouron
Original assignee: Thomson Brandt Armements
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1990-12-07
Publication date: 1991-06-09
Also published as: FR2655723B1; GB2238857A; IT1241020B; IT9067979A0; FR2655723A1; GB9026535D0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:

"Dispositivo di otturazione di un ugello per un generatore di gas ohe equipaggia un ordigno volante" "Nozzle plugging device for a gas generator which equips a flying device"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L'invenzione riguarda un dispositivo di otturazione automatica di almeno un ugello di un generatore di gas che equipaggia un ordigno volante. Riguarda più particolarmente un propulsore di un ordigno volante che deve essere espulso dopo una fase attiva di propulsione. The invention relates to a device for automatic shut-off of at least one nozzle of a gas generator which equips a flying device. More particularly it concerns a propeller of a flying device which must be ejected after an active propulsion phase.

Alcuni ordigni volanti, per esempio missili, razzi autopropulsi o ordigni simili, sparati per effetto cannone comprendono differenti moduli (propulsore, paracadute, carico militare, ecc.) che agiscono ciascuno, per un periodo determinato, sulla traiettoria dell'ordigno volante. Nel corso di questa traiettoria, alcuni moduli devono essere espulsi per(da una parte, permettere la messa in opera degli altri moduli e, d’altra parte, migliorare le prestazioni di detto ordigno in particolare mediante una riduzione di massa. Si conoscono sistemi di espulsione che permettono la separazione di moduli contenuti all'interno di un ordigno volante; questi sistemi di espulsione costituiti, per esempio, da elementi a molla, liberati ad un istante predeterminato, permettono lo sganciamento, per esempio, di un propulsore quando quest'ultimo è al termine del suo funzionamento. Some flying devices, for example missiles, self-propelled rockets or similar devices, fired by the cannon effect include different modules (propeller, parachute, military load, etc.) which each act, for a determined period, on the trajectory of the flying device. During this trajectory, some modules must be ejected to (on the one hand, allow the installation of the other modules and, on the other hand, improve the performance of said device in particular by means of a reduction in mass. ejection systems that allow the separation of modules contained within a flying device; these ejection systems consisting, for example, of spring elements, released at a predetermined instant, allow the release, for example, of a propeller when the latter is at the end of its operation.

Altri sistemi utilizzano, per esempio, un generatore di gas che, quando è innescato, trasmette gas verso una camera di pressione. Aumentando la pressione nella camera di pressione e, d'altra parte, la camera essendo preliminarmente resa fragile in uno o più punti, la camera si comporta come uno stantuffo che permette l'espulsione del modulo considerato, nel nostro caso, un propulsore. Questo sistema è costoso e difficile da applicare poiché richiede da una parte sistemazioni speciali all'interno dell'ordigno, specialmente per quanto riguarda i condotti di gas del generatore di gas verso la camera di pressione, e i fili di alimentazione elettrica e d'altra parte, un volume di spazio disponibile rilevante all'interno dell’ordigno. Other systems use, for example, a gas generator which, when triggered, transmits gas to a pressure chamber. By increasing the pressure in the pressure chamber and, on the other hand, the chamber having been preliminarily made fragile in one or more points, the chamber behaves like a plunger that allows the expulsion of the module considered, in our case, a propeller. This system is expensive and difficult to apply as it requires on the one hand special arrangements inside the bomb, especially as regards the gas ducts of the gas generator towards the pressure chamber, and the electrical power supply wires and on the other hand , a significant volume of available space within the device.

Lo scopo dell'invenzione è di rimediare gli inconvenienti citati proponendo un dispositivo di otturazione di almeno un ugello di un generatore di gas che permette di immagazzinare il gas al termine della combustione per facilitare, per esempio, 1'autoespulsione del propulsore che equipaggia l'ordigno le cui prestazioni sono migliorate quando la sua massa è ridotta. The object of the invention is to remedy the aforementioned drawbacks by proposing a shutter device for at least one nozzle of a gas generator which allows the gas to be stored at the end of combustion to facilitate, for example, the self-expulsion of the propeller that equips the device whose performance is improved when its mass is reduced.

L'oggetto dell'invenzione è un dispositivo di' otturazione di un ugello per un generatore di gas di un ordigno volante, il generatore contenendo un prodotto, che, sotto l'effetto di una combustione, libera gas espulsi attraverso almeno un'apertura, caratterizzato dal fatto che comprende un tappo e un sistema di ancoraggio del tappo al propulsore tali che la combustione del prodotto libera il sistema di ancoraggio, il tappo spostandosi sotto l’effetto di una depressione creata a livello dell’ugello dalla combustione del prodotto, per andare a otturare l'ugello. Altre caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno con la lettura della descrizione dettagliata qui sotto, fatta in riferimento ai disegni allegati sui quali: The object of the invention is a device for blocking a nozzle for a gas generator of a flying device, the generator containing a product which, under the effect of a combustion, releases gases expelled through at least one opening, characterized in that it includes a cap and a system for anchoring the cap to the propeller such that the combustion of the product frees the anchoring system, the cap moving under the effect of a depression created at the level of the nozzle by the combustion of the product, for go and clog the nozzle. Other features and advantages of the invention will appear upon reading the detailed description below, made with reference to the attached drawings on which:

- la figura 1 illustra una vista di un ordigno volante secondo un asse longitudinale XX', questo ordigno volante essendo equipaggiato di differenti moduli; Figure 1 illustrates a view of a flying device along a longitudinal axis XX ', this flying device being equipped with different modules;

- la figura 2 illustra un propulsore dell'ordigno della figura 1 equipaggiato del dispositivo di otturazione secondo 1 'invenzione; Figure 2 illustrates a propeller of the device of Figure 1 equipped with the shutter device according to the invention;

- la figura 3 illustra un propulsore dell'ordigno della figura 1 equipaggiato, secondo un'altra forma di realizzazione, del dispositivo di otturazione secondo l'invenzione. Figure 3 illustrates a propeller of the device of Figure 1 equipped, according to another embodiment, with the shutter device according to the invention.

La figura 1 rappresenta lo schema di un ordigno volante 1 equipaggiato di un dispositivo di otturazione automatico secondo l'invenzione per un propulsore 2, questo dispos itivo essendo non visibile sulla figura 1. L'ordigno 1 comprende un certo numero di moduli di cui una parte è rappresentata sulla figura 1. L'ordigno 1 è equipaggiato, per esempio, di un propulsore 2 posizionato nella parte posteriore dell'ordigno, di una camera di pressione 3 posta tra il propulsore 2 e un paracadute 4 che serve, per esempio, da dispositivo di frenaggio quando l'ordigno volante vede la terra grazie a un autodirettore non rappresentato e di una parte anteriore 5 che contiene inoltre, un carico militare non rappresentato. Figure 1 represents the diagram of a flying device 1 equipped with an automatic shutter device according to the invention for a propeller 2, this device not being visible on figure 1. The device 1 comprises a certain number of modules, one of which part is represented on figure 1. The device 1 is equipped, for example, with a thruster 2 positioned in the rear part of the device, with a pressure chamber 3 placed between the thruster 2 and a parachute 4 which serves, for example, as a braking device when the flying device sees the earth thanks to a self-director not shown and a front part 5 which also contains a military load not shown.

Dopo il tiro dell’ordigno, per esempio, da una postazione di lancio, si dispiegano ali non rappresentate alla periferia dell'ordigno; alcune sono posizionate, per esempio, nella parte posteriore dell'ordigno per assicurare la sua stabilità, altre, sono posizionate al centro dell'ordigno per permettere il pilotaggio di quest'ultimo. Essendo le ali passate dalla posizione ripiegata lungo l'asse longitudinale dell’ordigno alla posizione dispiegata nella quale il profilo dell'ala è parallelo all'asse longitudinale dell'ordigno, il propulsore, dopo un ritardo prestabilito, è innescato per aumentare la portata dell'ordigno. After the bomb is fired, for example, from a launch station, wings not represented on the periphery of the device are deployed; some are positioned, for example, in the rear part of the device to ensure its stability, others are positioned in the center of the device to allow the device to be piloted. Since the wings have passed from the folded position along the longitudinal axis of the device to the unfolded position in which the profile of the wing is parallel to the longitudinal axis of the device, the thruster, after a predetermined delay, is triggered to increase the range of the device. 'bomb.

La figura 2 rappresenta lo schema di un propulsore 2 dell'ordigno 1 equipaggiato di un dispositivo secondo l'invenzione. Il propulsore 2 delimitato, per esempio, da un involucro 6 possiede, per esempio, almeno<'>· un ugello 7 posizionato^ per esempio, sulla faccia posteriore 8 del propulsore 2. Il propulsore 2 contiene un prodotto 9 che, sotto l'effetto di una combustione, sviluppa gas espulsi dall'ugello 7 per dare la propulsione necessaria all'ordigno al fine di aumentare la sua portata. Il prodotto è, per esempio, un propellente solido; può essere anche una polvere. Il propulsore 2 comprende un dispositivo di otturazione dell'ugello che è descritto a titolo di esempio di realizzazione; questo dispositivo è posto, per esempio, nel prodotto 9 e comprende un tappo 10 posizionato, per esempio in vicinanza del collo 11 dell'ugello. Il tappo ha necessariamente un diametro superiore al diametro dell'ugello per assicurare una completa otturazione. La forma di questo tappo è, per esempio, triangolare in modo da essere adattato alla forma dell'ugello. Questo tappo 10 è fissato, per esempio, su una prima estremità 12 di un braccio 13 parallelo ad un asse XX' che è l'asse longitudinale dell'ordigno 1. Una seconda estremità 14 del braccio 13 comprende un sisteina di guida ed un sistema di ancoraggio nel prodotto che permette la tenuta dell'insieme costituito dal tappo e dal braccio nella posizione rappresentata alla figura 2 durante una fase di combustione; questa fase di combustione non corrisponde alla combustione completa del prodotto contenuto all'interno del propulsore ^"corrisponde.. alla fase di propulsione dell'ordigno che permette di dare a detto ordigno una portata massima. La seconda estremità 14 del braccio 13 è legata al sistema di guida costituito, per esempio, da un cilindro pieno 15 all'interno del quale è ricavata una cavità 16 che permette un inserimento dell'insieme in un albero 17 posizionato sulla parte anteriore 18 del propulsore 2. Il cilindro 15 comprende, per esempio, uno scarico 19 che serve da sistema di ancoraggio all’interno del prodotto 9. Questo scarico 19 è posto, per esempio, alla periferia del cilindro 15. La sezione di questo scarico 19 è determinata ir modo che il sistema di ancoraggio quale definito sia liberato dal momento in cui il fronte di combustione ha raggiunto lo scarico. Questa fase è rappresentata a punti sulla figura 2. Il posizionamento del sistema di ancoraggio, all'interno del prodotto 9, è determinato, da una parte in funzione del volume di combustione necessario alla propulsione dell'ordigno per dargli una portata ottimale e d'altra parte in funzione del volume di combustione minimo per assicurare 1'autoespulsione del generatore di gas. Figure 2 represents the diagram of a propeller 2 of the device 1 equipped with a device according to the invention. The thruster 2 delimited, for example, by a casing 6 has, for example, at least a nozzle 7 positioned ^ for example, on the rear face 8 of the thruster 2. The thruster 2 contains a product 9 which, under the effect of a combustion, it develops gases expelled from the nozzle 7 to give the necessary propulsion to the device in order to increase its range. The product is, for example, a solid propellant; it can also be a powder. The propeller 2 comprises a nozzle obturation device which is described as an exemplary embodiment; this device is placed, for example, in the product 9 and comprises a cap 10 positioned, for example in the vicinity of the neck 11 of the nozzle. The cap necessarily has a diameter greater than the diameter of the nozzle to ensure complete clogging. The shape of this cap is, for example, triangular in order to be adapted to the shape of the nozzle. This cap 10 is fixed, for example, on a first end 12 of an arm 13 parallel to an axis XX 'which is the longitudinal axis of the device 1. A second end 14 of the arm 13 comprises a guide system and a system anchoring in the product which allows the sealing of the assembly consisting of the cap and the arm in the position shown in Figure 2 during a combustion phase; this combustion phase does not correspond to the complete combustion of the product contained inside the propeller ^ "corresponds to the propulsion phase of the device which allows to give said device a maximum range. The second end 14 of the arm 13 is connected to the guide system consisting, for example, of a solid cylinder 15 inside which a cavity 16 is obtained which allows the assembly to be inserted into a shaft 17 positioned on the front part 18 of the propeller 2. The cylinder 15 comprises, for example , a drain 19 which serves as an anchoring system inside the product 9. This drain 19 is placed, for example, at the periphery of the cylinder 15. The section of this drain 19 is determined so that the anchoring system as defined is released from the moment in which the combustion front has reached the exhaust. This phase is represented in dots on figure 2. The positioning of the anchoring system, inside the product 9, it is determined, on the one hand, according to the combustion volume necessary for the propulsion of the bomb to give it an optimal flow rate and, on the other hand, according to the minimum combustion volume to ensure the self-expulsion of the gas generator.

Il tappo 10, posto in vicinanza del collo 1 dell'ugello 7 essendo sottoposto ad una leggera depressione, è attirato verso il collo 11 dell'ugello 7 trascinando con sé l'insieme che vi è fissato. Questa traslasione dell'insieme che permet-te di otturare il collo 11 dell’ugello 7 si effettua parallelamente all'asse longitudinale.XX' dell'ordigno. Infatti, l'albero 17 inserito nel cilindro 15 assicura la guida dell'insieme del dispositivo permettendo di garantire il tragitto di questo all'interno del propulsore 2. E* indispensabile che il sistema di ancoraggio rimanga fisso al momento del tiro dell'ordigno per evitare alcuni problemi che possono nuocere al buon funzionamento di detto ordigno. La sezione dei differenti elementi del dispositivo secondo l'invenzione è adattata per facili are . la realizzazione. Il tappo 10, il braccio 13, il cilindro 15, lo scarico 19 e l'albero 17 sono realizzati, per esempio, partendo dal tungsteno o da composito carbonioso cioè a partire da materiali che resistono alla erosione e alla sollecitazione termica dei gas di combustione. The cap 10, placed in proximity to the neck 1 of the nozzle 7 being subjected to a slight depression, is attracted towards the neck 11 of the nozzle 7, dragging with it the assembly which is fixed to it. This translation of the whole which allows to block the neck 11 of the nozzle 7 is carried out parallel to the longitudinal axis XX 'of the device. In fact, the shaft 17 inserted in the cylinder 15 ensures the guiding of the device as a whole, allowing to guarantee its travel inside the propeller 2. It is essential that the anchoring system remains fixed when the device is fired in order to avoid some problems that can harm the proper functioning of said device. The section of the different elements of the device according to the invention is adapted for ease of use. the realization. The cap 10, the arm 13, the cylinder 15, the exhaust 19 and the shaft 17 are made, for example, starting from tungsten or carbonaceous composite, i.e. starting from materials that resist erosion and the thermal stress of the combustion gases. .

Dopo l'otturazione del collo 11 dell'ugello 7, la combustione del prodotto contenuto all'interno del propulsore 2 continua, la pressione all'interno di quest'ultimo aumenta. Per evitare un aumento troppo rilevante di pressione, all'interno del propulsore 2, che genererebbe, per esempio, una esplosione, opercoli 20, per esempio in numero di due sulla figura 1 sono posizionati sulla faccia anteriore 18 del propulsore 2 in collegamento con la camera di pressione 3. Questi opercoli, per esempio, di allumina, hanno una sezione determinata che, sotto l'azione di una certa pressione contenuta all'interno del propulsore, lascia sfuggire gas, per esempio, all'interno -della camera· di pressione 3..Questa camera di pressione 3 essendo alimentata attraverso opercoli resi fragili preliminarmente in differenti punti, la camera si comporta quindi come uno stantuffo che assicura l'espulsione del propulsore. After the neck 11 of the nozzle 7 is blocked, the combustion of the product contained inside the propeller 2 continues, the pressure inside the latter increases. To avoid an excessively significant increase in pressure, inside the thruster 2, which would generate, for example, an explosion, caps 20, for example two in number on Figure 1, are positioned on the front face 18 of the thruster 2 in connection with the pressure chamber 3. These caps, for example, of alumina, have a specific section which, under the action of a certain pressure contained inside the propeller, lets gas escape, for example, inside the chamber. pressure 3. This pressure chamber 3 being fed through caps made fragile in advance at different points, the chamber therefore behaves like a piston which ensures the expulsion of the propeller.

Per questo, il propulsore autorizza lui stesso espulsione dall'ordigno e ciò in forma più veloce e più affidabile e indipendente dal tempo di combustione del propellente che è generalmente tributario della temperatura. Infatti, nella maggior parte dei casi citati, l'espulsione del propulsore è seguita dallo spiegamento di un sistema di frenaggio di tipo paracadute che si espelle lungo l'asse longitudinale dell'ordigno e ciò, quando un autodirettore ha rivelato la terra in modo da inclinare, per esempio, la direzione dell'ordigno di un angolo vicino a 45°. Per impedire qualsiasi deterioramente del sistema di frenaggio da parte del propulsore dotato di una certa velocità, è necessario aumentare il tempo che separa l'espulsione del propulsore e lo spiegamento del sistema di frenaggio. Utilizzando il termine della combustione del prodotto contenuto nel propulsore non necessari all'aumento della portata dell'ordigno, si favorisce una espulsione più veloce diminuendo i rischi e conservando le prestazioni dell'ordigno. For this reason, the propeller itself authorizes expulsion from the device and this in a faster and more reliable way and independent of the combustion time of the propellant which is generally dependent on the temperature. In fact, in most of the cases cited, the ejection of the thruster is followed by the deployment of a parachute-type braking system that ejects along the longitudinal axis of the device and this, when a self-director has revealed the earth so as to for example, tilt the direction of the bomb by an angle close to 45 °. In order to prevent any deterioration of the braking system by the thruster having a certain speed, it is necessary to increase the time between the ejection of the thruster and the deployment of the braking system. By using the term of the combustion of the product contained in the propeller not necessary to increase the range of the bomb, a faster expulsion is favored, reducing the risks and preserving the performance of the bomb.

Altri dispositivi di otturazione che comprendono un tappo ed un sistema di ancoraggio possono essere realizzati. Bisogna per questo modificare,per esempio, la forma, la dimensione, i meccanismi di collegamento e i fissaggi degli elementi che compongono il dispositivo. Nel caso di un sistema di ancoraggio, si può utilizzare, per esempio, almeno un filo 21 rappresentato sulla figura 3 che si stacca dai punti di fissaggio 22 sotto l'effetto della combustione, nell’esempio descritto, si utilizzano due fili 21. Questi fili 21 essendo attaccati, per esempio, a una delle loro estremità 23 all'involucro 6 del propulsore e all'altra estremità 24 al cilindro 15, quando il fronte di combustione arriva a livello del filo 21, quest'ultimo si consuma e libera così il dispositivo di otturazione che può scorrere parallelamente all'asse longitudinale XX' dell'ordigno e andare così a chiudere il collo 11 dell'ugello. Other obturation devices which include a plug and an anchoring system can be made. For this it is necessary to modify, for example, the shape, the size, the connection mechanisms and the fixings of the elements that make up the device. In the case of an anchoring system, it is possible to use, for example, at least one wire 21 shown in Figure 3 which detaches from the fixing points 22 under the effect of combustion; in the example described, two wires 21 are used. threads 21 being attached, for example, to one of their ends 23 to the casing 6 of the propeller and at the other end 24 to the cylinder 15, when the combustion front reaches the level of the thread 21, the latter is consumed and thus frees the shutter device which can slide parallel to the longitudinal axis XX 'of the device and thus close the neck 11 of the nozzle.

L'invenzione permette quindi l'immagazzinamento di una quantità di gas in un generatore di gas e più particolarmente in un propulsore. Questi gas possono servire, per esempio, per una autoespulsione di detto propulsore o possono essere utilizzati ad altri scopi, per esempio, lo spiegamento di un sistema di frenaggio. The invention therefore allows the storage of a quantity of gas in a gas generator and more particularly in a propeller. These gases can be used, for example, for a self-expulsion of said propeller or can be used for other purposes, for example, the deployment of a braking system.

Claims

CLAIMS 1. - Nozzle plugging device for a flying device gas generator (1), the generator containing a product which, under the effect of combustion, releases gases expelled through at least one nozzle (7), characterized in that it includes a cap (10) and an anchoring system (19, 21) of the cap to the gas generator such that the combustion of the product (9) frees the anchoring system (19), the cap (10) moving under the effect of a depression created at the level of the nozzle (17) by the gas discharge, to clog the nozzle (7). 2. - Shut-off device according to Claim 1, characterized in that the anchoring system is a drain (19) positioned on a cylinder (15) in connection with the plug (10) by means of an arm (13) and in that is placed in the product (9). 3. - Shut-off device according to Claim 2, characterized in that the cylinder (15) comprises a cavity (16) inside which a shaft (17) is inserted to ensure the guide of the cap (1Ó) towards the nozzle ( 7). 4. A shutter device according to Claim 1, characterized in that the product (9) contained inside the gas generator (2) is a solid propellant. 5. A shutter device according to Claim 1, characterized in that the product (9) contained inside the gas generator is a powder. 6. A shutter device according to Claim 1, characterized in that the gas generator is a propeller (1). 7. - Shut-off device according to Claim 1, characterized in that the anchoring system comprises at least one wire (21) fixed to a first end (23) in a fastening point (22) to a casing (6) of the generator of gas and at a second end (24) to a cylinder (15) connected to the cap (10) by means of an arm (13). 8. A sealing device according to Claim 1, characterized in that the plug has a triangular shape. 9. A shut-off device according to Claim 1, characterized in that the plug is positioned in the vicinity of a neck (11) of the nozzle (7).