FR2835571A1

FR2835571A1 - Free pyrotechnic charge e.g. for rocket motor has channel of starshaped cross-section to limit residual pyrotechnic material

Info

Publication number: FR2835571A1
Application number: FR0201212A
Authority: FR
Inventors: Bernard Lassus; Claude Magni; Robert Maleq; Christian Soler
Original assignee: Celerg
Current assignee: Celerg
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: FR2835571B1

Abstract

The free pyrotechnic charge, covered by an outer inhibitor (4), has a cylindrical body (1) with a central channel (3) of star-shaped cross-section having alternating recesses (5) and teeth (6) with flat ends (7), designed to limit the residual pyrotechnic material at the end of the burn. The star-shaped channel has eight regularly-spaced teeth, and the length of each flat end is about 2 mm for a charge with a length of about 787 mm and a diameter of 63 mm.

Description

La présente invention se rapporte à un chargement pyrotechnique libre, revêtu d'un inhibiteur extérieur et destiné à être incorporé dans le moteur d'un engin autopropulsé muni d'une tuyère de sortie de gaz, comprenant un corps de forme cylindrique traversé par un canal central possédant un profil étoilé. The present invention relates to a free pyrotechnic charge, coated with an external inhibitor and intended to be incorporated in the engine of a self-propelled machine provided with a gas outlet nozzle, comprising a body of cylindrical shape crossed by a channel central with a star profile.

Il est connu depuis longtemps, dans le domaine de l'autopropulsion, d'utiliser des chargements pyrotechniques réalisés sous la forme de corps cylindriques allongés pourvus d'un ou de plusieurs canaux. Il est également connu d'utiliser un corps doté d'un canal central à profil étoilé qui possède des pointes et des creux alternativement répartis. It has long been known, in the field of self-propulsion, to use pyrotechnic charges produced in the form of elongated cylindrical bodies provided with one or more channels. It is also known to use a body provided with a central channel with a star profile which has alternately distributed points and hollows.

Néanmoins, l'utilisation dans un moteur d'un chargement pyrotechnique libre, revêtu par un inhibiteur extérieur, comprenant un corps muni d'un canal central à profil étoilé pose le problème suivant. En fonctionnement, la combustion érosive initiale se traduit par une augmentation de la vitesse de combustion à l'arrière du chargement. De ce fait, des résiduels subsistent en fin de tir dans la partie avant seulement. However, the use in a motor of a free pyrotechnic charge, coated with an external inhibitor, comprising a body provided with a central channel with a star profile poses the following problem. In operation, the initial erosive combustion results in an increase in the combustion speed at the rear of the load. As a result, residuals remain at the end of the shot in the front part only.

Par ailleurs, le phénomène de dépressurisation entraîne un collapsage de l'inhibiteur extérieur qui est amené à venir obstruer le col de la tuyère. Par la suite, la combustion des résiduels situés en partie avant provoque l'évacuation de l'inhibiteur et il en découle une réapparition de la poussée non souhaitée en fin de fonctionnement. Furthermore, the depressurization phenomenon leads to a collapse of the external inhibitor which is brought to obstruct the throat of the nozzle. Thereafter, the combustion of the residuals located in the front part causes the evacuation of the inhibitor and there results a reappearance of the unwanted thrust at the end of operation.

L'homme du métier est donc à la recherche d'une solution permettant de répondre au problème soulevé cidessus. Ceci est obtenu en utilisant un profil étoilé présentant une géométrie qui le rend apte, en fin de fonctionnement, à limiter la matière pyrotechnique Those skilled in the art are therefore looking for a solution which makes it possible to respond to the problem raised above. This is obtained by using a star profile having a geometry which makes it suitable, at the end of operation, for limiting the pyrotechnic material.

résiduelle de façon à éviter l'évacuation de l'inhibiteur par la tuyère. Ce profil étoilé est avantageusement réalisé à l'aide de creux et de dents munies de méplats. residual so as to avoid evacuation of the inhibitor through the nozzle. This star profile is advantageously produced using recesses and teeth provided with flats.

La figure 1 est une vue en coupe radiale d'un chargement pyrotechnique selon l'invention. Figure 1 is a radial sectional view of a pyrotechnic charge according to the invention.

La figure 2 est une vue schématique partielle en coupe radiale d'un chargement pyrotechnique doté d'un profil étoilé de type connu, avant fonctionnement. Figure 2 is a partial schematic view in radial section of a pyrotechnic charge having a star profile of known type, before operation.

La figure 3 est une vue schématique partielle en coupe radiale du chargement pyrotechnique doté d'un profil étoilé de type connu, en fin de fonctionnement. Figure 3 is a partial schematic view in radial section of the pyrotechnic charge with a star profile of known type, at the end of operation.

La figure 4 est une vue schématique partielle en coupe radiale du chargement pyrotechnique selon l'invention, avant fonctionnement. Figure 4 is a partial schematic view in radial section of the pyrotechnic charge according to the invention, before operation.

La figure 5 est une vue schématique partielle en coupe radiale du chargement pyrotechnique selon l'invention, en fin de fonctionnement. Figure 5 is a partial schematic view in radial section of the pyrotechnic charge according to the invention, at the end of operation.

La figure 6 représente un graphe simplifié typique de la variation de pression en fonction du temps lors de la combustion du chargement pyrotechnique doté d'un profil étoilé de type connu dans le moteur d'une roquette. FIG. 6 represents a simplified graph typical of the pressure variation as a function of time during the combustion of the pyrotechnic charge endowed with a star profile of known type in the engine of a rocket.

La figure 7 représente un graphe simplifié typique de la variation de pression en fonction du temps lors de la combustion du chargement pyrotechnique selon l'invention dans le moteur d'une roquette. FIG. 7 represents a typical simplified graph of the pressure variation as a function of time during the combustion of the pyrotechnic charge according to the invention in the engine of a rocket.

Dans la présente description, les notions de dents et de creux sont prises par rapport au canal central vide et non par rapport à la matière pleine. In the present description, the concepts of teeth and hollows are taken with respect to the empty central channel and not with respect to the solid material.

En se référant à la figure 1, on observe qu'un chargement pyrotechnique selon l'invention présente un corps 1 cylindrique muni d'une paroi latérale 2 et d'un canal central 3 cylindrique dont la directrice suit un profil en étoile, la paroi latérale étant par ailleurs revêtue d'un inhibiteur 4 extérieur. Plus précisément, le profil étoilé du canal central 3 est constitué, d'une part, de creux 5, et d'autre part, de dents 6 munies de méplats 7. Lesdits creux 5 et lesdites dents 6 sont chacun par exemple au nombre de huit et alternativement répartis sur le pourtour du canal central 3, comme représenté en figure 1. L'écart angulaire entre un creux 5 et la dent 6 qui le succède sera par exemple égal à 22, 50. La longueur totale de la paroi latérale 2 sera par exemple d'environ 787 millimètres et le diamètre du corps 1 sera par exemple d'environ 63 millimètres. Referring to FIG. 1, it can be seen that a pyrotechnic charge according to the invention has a cylindrical body 1 provided with a side wall 2 and a cylindrical central channel 3, the director of which follows a star profile, the wall side being also coated with an external inhibitor 4. More specifically, the star profile of the central channel 3 consists, on the one hand, of hollows 5, and on the other hand, of teeth 6 provided with flats 7. Said hollows 5 and said teeth 6 are each for example of the number of eight and alternately distributed around the periphery of the central channel 3, as shown in FIG. 1. The angular distance between a hollow 5 and the tooth 6 which succeeds it will be for example equal to 22, 50. The total length of the side wall 2 will be for example about 787 millimeters and the diameter of the body 1 will be for example about 63 millimeters.

L'épaisseur de l'inhibiteur 4 sera par exemple de 1,2 millimètres. Chaque dent 6 présente dans sa partie supérieure un méplat 7 ayant une longueur par exemple d'environ 2 millimètres. Sur chaque dent, le méplat 7 est orienté suivant un plan sensiblement parallèle au plan comportant les génératrices extrêmes de chacun des deux creux 5 adjacents à chacune des dents 6. The thickness of the inhibitor 4 will for example be 1.2 millimeters. Each tooth 6 has in its upper part a flat 7 having a length for example of about 2 millimeters. On each tooth, the flat 7 is oriented along a plane substantially parallel to the plane comprising the end generatrices of each of the two recesses 5 adjacent to each of the teeth 6.

A la figure 2 est décrit un chargement pyrotechnique 101 libre, qui est revêtu d'un inhibiteur 104 extérieur, et qui possède un canal central 103 muni d'un profil étoilé de type connu de l'homme du métier. In FIG. 2 is described a free pyrotechnic charge 101, which is coated with an external inhibitor 104, and which has a central channel 103 provided with a star profile of the type known to those skilled in the art.

Avant fonctionnement, ce profil étoilé est réalisé à l'aide de creux 105 et de pointes 106 régulièrement répartis sur le pourtour du canal central 103. Aux figures 3 et 6, on observe qu'en fin de fonctionnement, Before operation, this star profile is produced using recesses 105 and points 106 regularly distributed around the periphery of the central channel 103. In FIGS. 3 and 6, it can be seen that at the end of operation,

compte tenu de la géométrie retenue et de la combustion du chargement pyrotechnique 101 en couches parallèles, la matière pyrotechnique 110 encore présente est relativement importante. Intégré dans le moteur d'une roquette par exemple, l'inhibiteur 104 est amené au cours du fonctionnement à venir obturer la tuyère de la roquette. La matière pyrotechnique 110 résiduelle est alors suffisante pour provoquer l'expulsion de l'inhibiteur obturant la tuyère et donc un pic 111 de poussée non souhaité. taking into account the geometry selected and the combustion of the pyrotechnic charge 101 in parallel layers, the pyrotechnic material 110 still present is relatively large. Integrated into the engine of a rocket, for example, the inhibitor 104 is brought during operation to seal the nozzle of the rocket. The residual pyrotechnic material 110 is then sufficient to cause the expulsion of the inhibitor blocking the nozzle and therefore an unwanted thrust peak 111.

A la figure 4 est décrit plus précisément le canal central 3 du chargement pyrotechnique selon l'invention. In FIG. 4 is described more precisely the central channel 3 of the pyrotechnic charge according to the invention.

Aux figures 5 et 7, on observe qu'en fin de fonctionnement, compte tenu de la forme particulière de chaque dent 6 qui est munie d'un méplat 7 et de la combustion du chargement pyrotechnique en couches parallèles, la matière pyrotechnique 10 encore présente est fortement réduite. En effet, l'existence du méplat 7 permet de rapprocher les extrémités des dents 6 adjacentes les unes par rapport aux autres et ainsi de limiter la quantité de matière pyrotechnique résiduelle 10 en fin de fonctionnement, notamment au niveau des creux 5, comme représenté en figure 5. Intégré dans le moteur d'une roquette par exemple, l'inhibiteur 4 est amené au cours du fonctionnement à venir obturer la tuyère de la roquette. La matière pyrotechnique 10 résiduelle est alors insuffisante pour provoquer l'expulsion de l'inhibiteur obturant la tuyère, ce qui empêche tout phénomène de réapparition de poussée.In FIGS. 5 and 7, it can be seen that at the end of operation, taking into account the particular shape of each tooth 6 which is provided with a flat 7 and the combustion of the pyrotechnic charge in parallel layers, the pyrotechnic material 10 still present is greatly reduced. Indeed, the existence of the flat 7 makes it possible to bring the ends of the adjacent teeth 6 closer to one another and thus to limit the amount of residual pyrotechnic material 10 at the end of operation, in particular at the level of the recesses 5, as shown in Figure 5. Integrated into the engine of a rocket, for example, the inhibitor 4 is brought during operation to seal the nozzle of the rocket. The residual pyrotechnic material 10 is then insufficient to cause the expulsion of the inhibitor blocking the nozzle, which prevents any phenomenon of reappearance of thrust.

Claims

Claims 1) Free pyrotechnic charge, coated with an external inhibitor (4) and intended to be incorporated in the engine of a self-propelled machine provided with a gas outlet nozzle, comprising a body (1) of cylindrical shape traversed by a central channel (3) having a star profile, characterized in that this star profile alternately has recesses (5) and teeth (6) provided with flats (7), which makes it suitable, at the end of operation, for limit the residual pyrotechnic material (10) so as to avoid the evacuation of the inhibitor through the nozzle.

2) Loading according to claim 1, characterized in that on each tooth 6, the flat 7 is oriented in a plane substantially parallel to the plane comprising the end generatrices of each of the recesses 5 adjacent to the tooth 6.

3) Loading according to claim 1 or 2, characterized in that the star profile has eight teeth (6) regularly spaced.

4) Loading according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the body (1) has, on the one hand, a length of about 787 millimeters, and on the other hand, a diameter of about 63 millimeters, and in that each flat (7) has a length of about 2 millimeters.