BE481852A - - Google Patents

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BE481852A
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Description


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  Fusée, notamment pour le décollage assisté, et son   procédé,de   chargement. 



     'La   présente invention se rapporte 'à la propulsion par réac- tion, et plus particuliÚrement aux procédés et dispositifs permettant d'accroßtre la sûreté de fonctionnement des fusées utilisant des combustibles propulsifs solides. 



   D'une façon générale, une fusée comporte une chambre de combustion munie dans sa paroi d'une tuyÚre,, une charge de combustible disposée dans cette chambre, et un dispositif assu- rant l'allumage de la charge. Les fusées du type considéré uti- lisent des mélanges propulsifs solides. Lors de la combustion de la charge, du gaz est engendré à haute température et à pression élevéeà l'intérieur de la chambre de combustion, et ce gaz s'échappe par la tuyÚre, en produisant une poussée qui peut 

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 ĂȘtre utilisĂ©e pour la propulsion ou la commande d'un vĂ©hicule, par exemple d'un avion, sur'lequel est montĂ©e la fusĂ©e. 



   Dans une application importante de la propulsion par rĂ©action, les fusĂ©es montĂ©es sur un avion sont utilisĂ©es pour engendrer une poussĂ©e auxiliaire pendant le dĂ©collage; permet-' tant ainsi de rĂ©duire la distance nĂ©cessaire Ă  ce dĂ©collage. Or la rĂ©duction de la distance de dĂ©collage est extrĂȘmement im- portante, par exemple lorsqu'on dĂ©sire faire dĂ©coller des avions lourdement chargĂ©s du pont d'envol d'un porte-avions ou sur des pistes de faible longueur. 



   Pour le décollage assisté  d'un avion, il est désirable de provoquer le fonctionnement de la fusée pendant que l'avion est encore immobile, ou pendant qu'il se déplace encore à une vitesse réduite, de façon que le pilote soit sûr que la fusée fonctionne et puisse en conséquence commander les gouvernes de   l'avion.   Dans ce cas, l'efficacité de la fusée pour la. réduction de la distance décollage ne dépend pas seulement de l'impulsion totale engendrée par une fusée, mais également de l'intervalle de temps pendant lequel cette poussée est disponible. Cette particularité est due au fait que cette efficacité ne dépend pas seulement de l'impulsion engendrée, mais de la vitesse moyenne du véhicule dans l'intervalle de temps pendant lequel cette      impulsion est appliquée.

   Ainsi, d'une façon générale, si le fonctionnement de la fusée commence au début de la période de décollage, une fusée de ce type produisant une poussée de 450 kg pendant 10 secondes sera. plus efficace pour la réduction de la. 



  ' distance de décollage qu'une fusée produisant une poussée de 
2250 kg. pendant 2 secondes, bien que l'impulsion soit dans les 

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 deux cas de 4500 kg. 



   Pour le dĂ©collage assistĂ©, il apparaĂźt par suite dĂ©si- rable de rĂ©aliser des fusĂ©es capables de fonctionner pendant de longs intervalles de temps. MĂȘme dans d'autres applications / des fusĂ©es, un temps de fonctionnement plus long que celui dis- ponible jusqu'ici (une ou deux secondes) est dĂ©sirable, Ă  cause de la rĂ©duction qui en rĂ©sulte dans les efforts ou fatigues auxquels sont soumis les Ă©lĂ©ments du bĂąti supportant la fusĂ©e, et Ă©galement Ă  cause de la rĂ©duction qui en rĂ©sulte dans le poids de la fusĂ©e nĂ©cessaire pour l'obtention avec certitude d'une impulsion donnĂ©e. 



   On peut obtenir le fonctionnement des fusées pendant de longs intervalles de.temps en limitant la combustion d'un mélange propulsif à combustion lente à une partie limitée (ou exposée) de sa surface,   'de   sorte que la combustion progresse lentement de cette surface limitée vers la partie voisine de la charge pour constituer une nouvelle surface de combustion limi- tée, et ainsi de suite d'une extrémité de la charge à l'autre, progressivement. Lorsque la combustion de la charge est détermi- née de cette   façon,',   on dénomme ce phénomÚne "combustion   limitée ".   



  Dans le cas contraire, on dira "combustion illimitée". 



   Les essais antérieurs pour adapter les fusées à la pro- pulsion des véhicules se sont avérés impraticables par suite' des poussées excessives qui,se   maniféstaient   pendant de courts -laps de temps. Cette caractéristique était due principalement à l'absence de "combustion limitée". 



   En conséquence, le but principal de l'invention est de réaliser une fusée à combustion limitée qui soit d'une sûreté de fonctionnement supérieure à celles connues jusqu'ici. 

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     D' autres     buts,de   l'invention sont notamment: de rĂ©aliser une fusĂ©e prĂ©sentant un meilleur rapport entre la propulsion et      le poids; de rĂ©aliser une fusĂ©e Ă©tudiĂ©e spĂ©cialement pour le dĂ©collage assistĂ© d'un avion; de rĂ©aliser une fusĂ©e sur laquelle on puisse se reposer pour l'obtention d'une poussĂ©e sensiblement constante pendant un temps de fonctionnement prolongĂ© ; de rĂ©a- liser un mĂ©lange combustible pour les fusĂ©es de ce type, et par- ticuliĂšrement un mĂ©lange combustible fonctionnant avec sĂ©curitĂ© sur une vaste,gamme de tempĂ©ratures;,et de rĂ©aliser une fusĂ©e chargĂ©e pouvant ĂȘtre remise   en.Ă©tat   de fonctionnement si elle a Ă©tĂ© soumise Ă  des tempĂ©ratures extrĂȘmes ou Ă  d'autres conditions aptes Ă  rendre son fonctionnement   non'sur.   



   D'autres buts sont également de fournir un procédé de préparation de ces fusées et un procédé convenable pour l'obten- tion de ces mélanges combustibles propulsifs. 



   Sous l'une de ses formes gĂ©nĂ©rales, l'invention concerne le chargement d'une fusĂ©e Ă  l'aide d'un mĂ©lange   propulsif ther-   moplastique prĂ©sentant une surface exposĂ©e limitĂ©e sur laquelle on engendre la combustion, celle-ci Ă©tant ensuite propagĂ©e len-   i   tement et progressivement au reste de la charge, et l'adhĂ©rence Ă  la paroi de la chambre de combustion des parties de la surface de la charge dans lesquelles la combustion est empĂȘchĂ©e. La combustion, de cette charge est limitĂ©e, Ă  une extrĂ©mitĂ© exposĂ©e. 



  Dans une rĂ©alisation prĂ©fĂ©rentielle de l'invention, on coule un mĂ©lange propulsif thermoplastique de deux constituants dans un rĂ©cipient cylindrique muni d'un revĂȘtement thermoplastique Ă©tudiĂ© pour adhĂ©rer Ă  la fois Ă  la paroi du rĂ©cipient et Ă  la charge propulsive. 

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   Bien que l'on puisse utiliser pour l'obtention de la "combustion limitée" désirée une grande variété de mélanges propulsifs, on utilise selon une réalisation préférée un mélange propulsif formé par de fines particules d'un oxydant solide uniformément dispersé dans un combustible plastique en une quan- tité au moins suffisante pour remplir les interstices entre les particules de l'oxydant pulvérisé. 



   Comme oxydant, on utilise de préférence du perchlorate de potassium (K Cl 04) parce qu'il renferme une quantité importante d'oxygÚne disponible pour la combustion à cause de sa stabilité, à la fois seul et en combinaison avec des combustibles plastiques, à came de sa facilité d'obtention dans ,le commerce et de son prix comparativement bas, et également à cause de son caractÚre non hygroscopique. 



   Comme combustible, on utilise de préférence un combustible organique semi-solide, et particuliÚrement un combustible pré- sentant une teneur prédominante en hydrogÚne et en carbone. On préfÚre les hydrocarbures aux autres solides organises à cause de leur chaleur de combustion élevée. Pour cette raison, on a pensé que les bitumes, et particuliÚrement les asphaltes, étaient particuliÚrement convenables, 
On donnera la préférence aux asphaltes sur les autres hydrocarbures $ cause de la vaste gamme de températures atmos- phériques dans laquelle ils demeurent plastiques.

   Parmi les as- phaltes eux-mĂȘmes, on a'pu dĂ©terminer que les asphaltes oxydĂ©s par insufflation   dair,   Ă  base naphtĂ©nique seule ou naphtĂ©nique mĂ©langĂ©e Ă  de la paraffine, Ă©taient les plus satisfaisants, notamment lorsqu'ils Ă©taient mĂ©langĂ©s avec une faible proportion      d'une huile Ă  indice de viscositĂ© Ă©levĂ©e, avec laquelle ils sont compatibles. 

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   En incorporant environ 3 parties de (K Cl 04) Ă  une partie d'asphalte, on peut produire un mĂ©lange propulsif suffisamment plastique, sensiblement impermĂ©able et qui renferme en mĂȘme temps du combustible en excĂšs. 



   Bien qu'un mĂ©lange propulsif de ce type puisse ĂȘtre utilisĂ© seul lorsqu'il est coulĂ© dans une fusĂ©e pour fournir un ensemble combustible Ă  combustion limitĂ©e fonctionnant avec plus de certitude, des essais ont permis de dĂ©terminer que l'on peut accroĂźtre sensiblement sa sĂ©curitĂ© de fonctionnement en utilisant un revĂȘtement Ă  base d'asphalte comme liant entre la charge et la paroi de la chambre de combustion. 



   Suivant un procĂ©dĂ© prĂ©fĂ©rĂ© de ,fabrication d'une 'fusĂ©e conformĂ©ment Ă  l'invention, on recouvre tout d'abord le rĂ©cipient Ă©tudiĂ© pour constituer une partie d'une chambre de combustion Ă  l'aide d'un revĂȘtement thermoplastique Ă©tudiĂ© pour adhĂ©rer Ă  la fois Ă  la paroi de la, chambre et   au mĂ©lange   propulsif que l'on dĂ©sire utiliser, puis on coule ce mĂ©lange propulsif dans le rĂ©ci- pient muni de son revĂȘtement, en versant ledit mĂ©lange dans ce rĂ©cipient Ă  una tempĂ©rature Ă©levĂ©e telle que le mĂ©lange propulsif s'Ă©coule aisĂ©ment sans provoquer la fusion du revĂȘtement. 



   Si les fusées chargées à l'aide de mélanges propulsifs thermoplastiques fonctionnant à une température trop basse ou trop élevée des défaillances (extinctions) peuvent aisément se   produire.   



   Bien que l'on ne connaisse pas avec certitude la cause exacte de ces défaillances survenant à basse température, on admet qu'elles se produisent par suite de la tendance de la charge propulsive à la fracture comme conséquence de la fragilité excessive ou de la-tendance à se séparer de la paroi de la chambre   'de   combustion par suite de la contraction et du manque de plastici- 

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 té 'suffisante aux basses températures, Indépendamment de l'ex- plication de ces'défaillances, des recherches expérimentales ont permis de déterminer qu'elles se produisent fréquemment si la pénétration de la charge propulsive est inférieure à environ 6.

   déterminée par les essais décrits ci-dessous, 
La limite supérieure, de température au-dessus de laquelle des explosions peuvent se produire n'est pas aussi bien détermi- née, Aux températures élevées, des défaillances se produisent lorsque la charge propulsive est excessivement fluide. Ainsi, si (la viscosité de) la charge propulsive est trop fluide, elle peut s'écouler aisément et se séparer par suite de la paroi de la chambre lorsqu'on la laissé reposer dans une position inclinée pendant un temps supérieur à quelques heures, en exposant par suite une plus grande surface.

   Bien que la limite exacte de la valeur supĂ©rieure de sĂ©curitĂ© pour''la pĂ©nĂ©tration dĂ©pende.du temps Ă©coulĂ© entre la modification de la position de la fusĂ©e et la mise de feu Ă  la fusĂ©e et d'autres facteurs analogues, on a pu dĂ©terminer qu'une "combustion limitĂ©e" satisfaisante peut ĂȘtre ordinairement obtenue si la pĂ©nĂ©tration est infĂ©rieure Ă  100 environ.' 
Ainsi, la charge propulsive plastique préférée présente une pénétration comprise entre environ 6 et 100 à la température de fonctionnement de cette fusée, et de préférence une pénétra- tion d'environ 25 à la température moyenne, de la gamme de tem- pératures à l'intérieur dé laquelle on désire provoquer le fonctionnement d'une fusée chargée avec ce mélange propulsif.      



   Bien que l'invention soit décrite ici comme se rap- portant à dés charges propulsives de composition spécifique et à 

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 des procĂ©dĂ©s particuliers de prĂ©paration et de coulĂ©e de ces charges propulsives, les techniciens comprendront que les principes de l'invention peuvent ĂȘtre .appliquĂ©s Ă    d'autres   mĂ©langes propulsifs et Ă  d'autres   procĂ©dĂ©s.de   prĂ©paration et de coulĂ©e sans pour cela sortir du cadre de cette invention. 



  On comprendra également que l'invention n'est pas limitée aux explications théoriques données ici, car elles sont fournies principalement pour aider à   lacompréhension   de l'invention. 



   D'autres buts et avantages de l'invention, ainsi que      des réalisations et caractéristiques, seront mieux compris de la description qui va suivre, faite en regard des dessins anne-      xés sur lesquels 
La fig. 1 est un graphique montrant la relation entre la vitesse d'écoulement et,la force appliquée pour une matiÚre plastique. 



   La   fige 2   est une vue en coupe d'une fusĂ©e construite suivant l'invention et utilisant un revĂȘtement de liaison. entre la charge propulsive et la. chambre de cette fusĂ©e., 
La fig. 3 est une vue partielle de profil, en élévation et avec coupe partielle, de la tuyÚre et du couvercle de. la fusée, cette coupe étant faite par la ligne 3-3 de la   fige 2.   



   La fig. 4 est une vue semblable d'une autre réalisation utilisant une cartouche à laquelle la matiÚre propulsive est liée. 



   La fig. 5 représente des courbes montrant comment la pression régnant à   l'intérieur.de   la chambre d'une fusée varie en fonction du temps que dure son fonctionnement, avec application de l'invention et sans cette application. 

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   La fig. 6 est un schéma montrant les opérations principales d'un procédé de préparation d'une fusée suivant l'invention. 



   La fig. 7 est un graphique montrant les courbes représentant la pénétration en fonction de la température pour certains des mélanges explosifs de   l'invention.   



   DEFINITIONS 
On a donné ci-dessous quelques définitions pour aider à l'explication de l'invention. 



   Mélange propulsif: on fait une   distinction,   dans la pré- sente description entre les mélanges propulsifs et les explo- sifs. 



   Selon le sens utilisé ici, l'expression "mélange   propul-   sif" désigne une substance qui, lors de l'allumage en un point quelconque de sa surface, peut brûler progressivement à partir de ce point vers les autres, à une vitesse de propagation per- ceptible à   l'oeil.   Des mélanges propulsifs enfermés par exemple dans une chambre perforée peuvent brûler à une vitesse de l'or- dre d'environ 7 mm à 75 cm par seconde lorsque la pression des gaz de combustion en contact avec la surface de combustion est respectivement de l'ordre de 14 kilos à 4.200 kilos environ par cm2. 



   D'autre part, le terme "explosif" est utilisĂ© pour dĂ©si- gner une substance dans laquelle la combustion se propage pres- que instantanĂ©ment. Ainsi, la combustion, peut par exemple se propager dans le cas de la plupart des explosifs Ă  des vitesses comparables Ă  la vitesse du son et mĂȘme plus grande que celle-ci. 

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   PlasticitĂ© : Une matiĂšre est dite "plastique" si elle est capable d'ĂȘtre dĂ©formĂ©e de façon continue et permanente dans une direction quelconque et sans rupture sous une tension dĂ©pas- sant l'indice de dĂ©formation. En d'autres termes, une substance est plastique si elle ne revient pas Ă  sa forme primitive lors- qu'on supprime la force qui lui est appliquĂ©e. La plasticitĂ© d'une substance est une mesure de son aptitude Ă  une telle dĂ©- formation. 



   On a représenté en fig. 1 un graphique montrant les pro- priétés d'une substance plastique type, Sur ce graphique, les abscisses représentent la tension (ou force) de cisaillement. 



  Les ordonnées représentent les taux résultants de déformation permanente. On remarquera que, en dessous d'une certaine valeur de tension (connue sous la dénomination indice de déformation), il ne se produit aucune déformation permanente, tandis que, pour des tensions de cisaillement plus importantes, le taux de   déformation   croßt en fonction de la tension. Pour des tensions inférieures à l'indice de déformation, la matiÚre présente des propriétés élastiques.   Au-dessus   de cette valeur, elle présente certaines des propriétés d'un fluide visqueux. I,'indice de dé-   f ormati on   dépend de l'effort de   traction   et détermine par- tiellement la ductilité ou la cohésion.

   L'indice de dĂ©formation des asphaltes et des mĂ©langes propulsifs considĂ©rĂ©s est trĂšs fa.ible, mais l'indice de dĂ©formation de l'asphalte oxydĂ© par insufflation d'air est plus Ă©levĂ© que celui de l'asphalte raffi- nĂ© par la vapeur ayant la mĂȘme origine. 



   Ductilité : Tel qu'il est utilisé ici,'le terme "ductilité" est une mesure en cms de la cohésion d'une matiÚre plastique, déterminée par la méthode bien connue de   Dow   (voir par exemple l'ouvrage intitulé "Asphalte and Allied Substances" de H.Abraham, 

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 page 848, 4  édition, publié chez Van Nostrand en 1938).      



   PĂ©nĂ©tration : Tel qu'il est utilisĂ© ici,   le'terme   "pĂ©nĂ©tration " est le degrĂ© de plasticitĂ© mesurĂ© Ă  une tempĂ©- rature quelconque par la distance en centiĂšmes de cms. de laquelle une aiguille dĂ©terminĂ©e peut ĂȘtre introduite par pression dans une matiĂšre plastique sous l'action d'une force de 100 grammes agissant pendant 5 secondes. 



   Le processus appliqué pour ces essais est décrit sous le titre "Test N    D5-25"   de la Société dite:American Society for Testing   Materials     (A.S.T.M.).   Une substance dont la péné- tration varie avec la température est dite "thermoplastique". 



   SensibilitĂ© de pĂ©nĂ©tration : Tel qu'elle est utilisĂ©e ici l'expression "sensibilitĂ© de pĂ©nĂ©tration"doit ĂȘtre con- sidĂ©rĂ©e comme la variation du logarithme ordinaire de la pĂ©nĂ©- tration pour une variation de tempĂ©rature de 1  (d log 10 p)/dT. 



  La sensibilité de pénétration des combustibles et des mélanges propulsifs décrits ici est pratiquement indépendante de la température sur une vaste gamme, et elle est ainsi représentée approximativement par une ligne droite lorsqu'on trace la courbe représentant le logarithme de la pénétration en fonction de la température.      



   ETUDE GENERALE 
On a reprĂ©sentĂ© sur la fig. 2 une fusĂ©e renfermant une charge propulsive plastique coulĂ©e dans une chambre de combustion Ă  revĂȘtement en matiĂšre plastique. Pour plus de simplicitĂ©, la fusĂ©e sera dĂ©crite dans sa position verticale (son axe Ă©tant vertical) qui est la position normale de cette fusĂ©e pendant son emmagasinage. 



   Cette fusée comporte un récipient cylindrique allongé 

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17 dont la   sectiari   est uniformément circulaire sur une partie notable de sa longueur, et dont l'axe de poussée X-X est vertical. Le fond (fermé) du récipient est   arrondi.L'extrémité   supérieure est filetée pour permettre sa fermeture par un capuchon fileté 19. Le capuchon porte un dispositif d'allumage 21 et une tuyÚre convergente-divergente 23 du type de lavai représenté. Sous réserve de l'ouverture de l'ajutage   2 5   de la tuyÚre, le récipient et le capuchon forment une chambre de combustion close. 



   Le dispositif d'allumage et la tuyÚre ne sont pas ' représentés à l'échelle. Dans la pratique, ce dispositif et la tuyÚre ont des proportions et une disposition telles sur le capuchon que les gaz s'échappant par la tuyÚre ne risquent lias de brûler le dispositif   d'allumage.   



   La tuyĂšre peut ĂȘtre fixĂ©e sur la plaque terminale par fout dispositif convenable, par exemple Ă  l'aide d'un collier 31 faisant saillie par rapport Ă  la pĂ©riphĂ©rie externe de cette tuyĂšre et s'ajustant avec un certain jeu dans un alĂ©sage de plus grand diamĂštre prĂ©vu sur la face interne du capuchon 19. 



  La tuyĂšre peut ĂȘtre retenue en place Ă  l'aide d'une bague de butĂ©e 33 maintenue contre sa face infĂ©rieure Ă  l'intĂ©rieur de la chambre de combustion au moyen de ,vis 35 implantĂ©es dans la paroi du capuchon, comme reprĂ©sentĂ© plus en dĂ©tail sur la fig.3. 



  La section minimum de l'ajutage de la tuyÚre est   notablement'   plus réduite que la section transversale de la chambre de com- bustion, de maniÚre à, permettre aux gaz engendrés à haute pres- sion et à température élevée à l'intérieur de la chambre de combustion de s'échapper à grande vitesse par la tuyÚre. 

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   Le dispositif' d'allumage comporte un corps creux allongé 36 présentant une extrémité ouverte plus réduite.37 fixée par vissage sur le capuchon, dans un taraudage 38 traversant la paroi de celui-ci. Ce dispositif d'allumage renferme une charge de mise de feu 39 comp,ortant un filament d'alliage nickel-chrome 40 logé dans cette charge vers son extrémité supérieure. Une seconde charge de mise de feu 43 présente un canal aligné avec l'axe du corps du dispositif et enfermé dans la partie de grande largeur de ce corps, entre la charge de mise de feu 31 et l'ex- trémité ouverte 37. Des conducteurs électriques isolés 41 connec- tés au filament traversent des canaux isolés dans la paroi d'un capuchon 42, qui ferme de façon étanche l'extrémité supérieure du corps 36 du dispositif d'allumage. 



   Une charge explosive 27, composĂ©e   d'une   matiĂšre thermo- plastique, remplit ce rĂ©cipient jusqu'Ă  un niveau prĂ©dĂ©terminĂ© et prĂ©sente une surface exposĂ©e (libre) horizontale 28 sensible- ment plane vers son extrĂ©mitĂ© supĂ©rieure. Un revĂȘtement 29 relie la charge propulsive Ă  la paroi du rĂ©cipient au moins vers la partie supĂ©rieure de la surface latĂ©rale de la charge, mais de prĂ©fĂ©rence sur toute cette surface latĂ©rale. Pour plus de sim- plicitĂ© dans la fabrication, le revĂȘtement est coulĂ© dans le rĂ©- cipient et recouvre toute la surface de la partie du rĂ©cipient qui renferme la charge propulsive.      



   Ce revĂȘtement est, en une matiĂšre qui peut adhĂ©rer aisĂ©- ment Ă  la paroi de la chambre et Ă  la charge propulsive, et il est de prĂ©fĂ©rence de nature   ther moplastique.   Ce revĂȘtement plas- tique accroĂźt la sĂ©curitĂ© de fonctionnement de la fusĂ©e, parti- culiĂšrement si la charge propulsive renferme une substance fine- ment granulĂ©e; il est, de prĂ©fĂ©rence, en une matiĂšre plus plas- 

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 tique que le mĂ©lange propulsif lui-mĂȘme, de maniĂšre Ă  rĂ©duire toute tendance Ă  la fracture de la charge propulsive lorsqu'elle est soumise Ă  des chocs ou Ă  des tensions thermiques. 



   Cette fusĂ©e peut ĂȘtre fixĂ©e sur la partĂŻe infĂ©rieure d'un avion de toute maniĂšre convenable, par exemple par des pattes (non reprĂ©sentĂ©es) fixĂ©es sur l'avion et rendues soli- daires avec un certain jeu de la paroi de 'la chambre de combus- tion. On peut dĂ©terminer le fonctionnement de cette fusĂ©e en faisant passer dans le filament 40 un courant Ă©lectrique, par connexion des conducteurs, Ă  l'aide d'un commutateur placĂ© dans le poste de pilotage, avec une batterie ou une autre source d'Ă©nergie Ă©lectrique. Lorsque la tempĂ©rature de combustion de cette charge de mise Ă  feu 39 est atteinte, ladite charge explose et allume la charge secondaire 43,qui projette Ă  nou- veau des gaz chauds contre la surface exposĂ©e 28 de la charge, propulsive, engendrant par suite la combustion de celle-ci. 



   En brĂ»lant, la charge propulsive se transforme en gaz Ă  haute tempĂ©rature et Ă  pression Ă©levĂ©e. Comme la pression rĂ©gnant dans la partie ouverte 43 de la chambre de combustion augmente, cette combustion se propage dans toute la section de la fusĂ©e, et la charge brĂ»le plus rapidement. Si la charge fonc- tionne de façon satisfaisante, c'est-Ă -dire lorsque la combus- tion est convenablement limitĂ©e, celle-ci progresse dans la charge dans une direction parallĂšle Ă  l'axe X-X de la fusĂ©e,. en laissant toujours une surface exposĂ©e sensiblement plane normale Ă  l'axe de la fusĂ©e, jusqu'Ă  ce que toute la charge soit consumĂ©e. La propagation de la combustion Ă  la surface externe restante de la charge propulsive est empĂȘchĂ©e par suite du fait qu'une liaison,Ă©tanche aux gaz est rĂ©alisĂ©e entre cette surface et la paroi du rĂ©cipient.

   Dans ce cas, la liaison convenable 

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 est assurĂ©e par l'intermĂ©diaire du revĂȘtement plastique. 



   Lorsque la fusée fonctionne, les gaz s'échappent à grande vitesse par l'ajutage de   la - tuyÚre   23. Pendant le stade primi- tif de fonctionnement, la pression des gaz à l'intérieur de la chambre de combustion augmente rapidement, en atteignant bien- tÎt une valeur maximum indiquée par la partie a de la courbe R représentée en fig. 5, en un court laps de temps de l'ordre de 1 sec. environ. La combustion se poursuivant, le volume de la partie non chargée 43 de la chambre de combustion augmente, , et la pression diminue habituellement de façon progressive jus- qu'à un taux plus bas, comme indiqué par la partie légÚrement inclinée b de cette courbe, Enfin, à la fin de la période de fonctionnement de la fusée, la pression décroßt rapidement comme indiqué par la partie abrupte c de cette courbe.

   La tempĂ©rature des gaz varie de la mĂȘme maniĂšre. Ainsi, pendant le laps de temps correspondant Ă  la diminution progressive de la pression, la poussĂ©e produite par la fusĂ©e lors de l'Ă©chappement des gaz par la tuyĂšre est sensiblement constante. Cette constante est obtenue en limitant la combustion de la charge Ă  un moment quel- conque Ă  la surface plane, de section uniforme transversale au rĂ©cipient, et en poursuivant cette combustion pendant un laps de temps Ă©levĂ©. MĂȘme, si l'extrĂ©mitĂ© libre de la charge n'est pas primitivement plane, elle prend bientĂŽt cette forme, et la combustion se poursuit progressivement dans la direction de l'axe de la fusĂ©e. 



   Si, pour une raison quelconque, la charge propulsive est écartée de la paroi de la chambre vers l'extrémité exposée, cette charge propulsive peut brûler sur la partie séparée et donner en conséquence naissance à l'intérieur de la chambre de 

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 combustion, Ă  une pression avec un taux excessif inattendu, Cet- te combustion latĂ©ralement Ă  la charge peut s'Ă©tendre trĂšs rapidement sur une plus grande, surface et produire par suite une combustion illimitĂ©e de cette charge. Dans ce cas, la com- bustion de la charge propulsive est accĂ©lĂ©rĂ©e, engendrant ainsi des gaz Ă  une pression moyenne plus importante et pendant un laps de temps plus court, et elle peut se consumer elle-mĂȘme rapidement comme indiquĂ© par la courbe Ă  crĂȘte pointue u 'de la fig. 5. 



   Des défaillances semblables peuvent se produire par suite de fissures profondes qui peuvent exister sur l'extrémité exposée de la charge propulsive. Ces fissures peuvent se pro- duire par exemple par une fracture produite par des tensions thermiques engendrées à l' intérieur de la charge lors de va- riations de température rapides avant le fonctionnement. Il se produit dans ce cas une combustion qui n'est pas assez limitée donnant ainsi naissance à une pression s'élevant à un taux excessif et consommait la charge propulsive endu laps de temps réduit. 



   Toutefois, si la charge se sépare de la paroi de la chambre en un point éloigné de son extrémité exposée, ou s'il se produit'des fissures dans la masse de la'   charge,'le   danger 'd'une combustion illimitée est moindre. Ceci est probablement dû ,au fait que, lors de l'établissement de la pression des gaz à l'intérieur de la. chambre de combustion, la charge plastique est appliquée vers l'extrémité fermée de la chambre, appliquant par suite avec certitude la charge sur la paroi en ce point de séparation, et refermant ces fissures. 



   Une seconde réalisation est représentée en fig. 4. Ici la chambre de combustion est plane à l'extrémité   éloignée   de la 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 tuyÚre et est étudiée pour contenir une cartouche renfermant une charge propulsive plastique. 



   Ainsi,, comme représenté, une cartouche molle en papier 
50, de section cylindrique, est remplie d'une charge propulsive plastique reliée à la paroi de la cartouche. Celle-ci vient s'ajuster librement dans le récipient   17   formant la chambre de combustion, l'extrémité ouverte de cette cartouche se trouvant vers la tuyÚre de la fusée. 



   Dans ce cas, la combustion de la charge propulsive est limitĂ©e Ă  l'extrĂ©mitĂ© exposĂ©e de cette charge par suite du fait que ladite charge est reliĂ©e fortement Ă  la paroi de la cartouche, et que la matiĂšre qui constitue cette paroi brĂ»le plus lentement que la. charge propulsive elle-mĂȘme. Dans ce ces Ă©galement, il est conseillĂ© d'emmagasiner les cartouches ou les fusĂ©es chargĂ©es dans une position verticale pour Ă©viter la sĂ©paration,de la charge propulsive et de la paroi de la cartou- che et pour assurer le colmatage automatique de toutes les fissures qui pourraient se produire dans la charge propulsive ou vers son extrĂ©mitĂ© ouverte. 



   Les mélanges propulsifs qui se sont révélés parti- culiÚrement convenables à cet effet renferment de fines parti- cules d'agents oxydants solides, dispersés d'une façon sensi- blement uniforme dans une matrice formée par un combustible 'plastique. Ces   matrices   servent de liants pour les oxydants et, utilisées en quantité suffisante, elles rendent les mélanges propulsifs qui en résultent sensiblement imperméables, mené s'ils sont légÚrement poreux par suite d'une compacité incomplÚ- te. Une matrice de ce type donne à la charge propulsive résul- tante à la fois sa cohérence et sa plasticité.

   Outre qu'elle 

 <Desc/Clms Page number 18> 

 agit comme   iant   et matiĂšre de charge, cette matrice sert d'amortisseur entre les particules d'oxydant,, rĂ©duisant par suite la transmission des chocs d'une partie Ă  l'autre de   l'oxydant.   Sans cet effet d'amortissement, les chocs pourraient ĂȘtre propagĂ©s rapidement, et il s' ensuivrait une dĂ©tonation. 



   Pour tous les mĂ©langes propulsifs plastiques pour lesquels on a effectuĂ© des mesures de pĂ©nĂ©tration,' on a trouvĂ© que ces mĂ©langes propulsifs deviennent trop cassants pour agir      avec certitude si la pĂ©nĂ©tration est infĂ©rieure Ă  6 environ, et que ces cĂ© langes propulsifs deviennent trop fluides pour fonctionner de façon satisfaisante si la pĂ©nĂ©tration dĂ©passe 100 environ. Suivant les particularitĂ©s individuelles des mĂ©- langes propulsifs, on peut obtenir un fonctionnement   satisfai-'   sant sur une gamme plus large ou plus Ă©troite. La limite de pĂ©nĂ©tration exacte sur laquelle on peut se reposer pour un mĂ©- lange propulsif particulier peut ĂȘtre dĂ©terminĂ©   empiriquement.   



  A la tempĂ©rature moyenne de la   ga.mme     a'l'intĂ©rieur   de laquelle on dĂ©sire que fonctionne la fusĂ©e, la pĂ©nĂ©tration doit ĂȘtre d'environ 25. Des exemples reprĂ©sentatifs de certains de ces mĂ©langes propulsifs spĂ©cifiques et de leur procĂ©dĂ© de fabrica- tion qui se sont avĂ©rĂ©s satisfaisants vont ĂȘtre donnĂ©s ci-des- sous. 



   Dans tous ces exemples de mélanges propulsifs considérés, la composition est de 75 % de K Cl O4 et de 25 % de combustible en poids, bien   ayue   l'on puisse faire varier la quantité d'oxydant entre environ 50 et 90 % tout en produisant encore un mélange propulsif satisfaisant. Tous ces mélanges propulsifs sont légÚ- rement poreux, bien qu'imperméables, et ont des densités spé- cifiques allant d'environ 1,5 à 1,8. 

 <Desc/Clms Page number 19> 

 



   Les opérations principales effectuées pour le, chargement d'une fusée sont indiquées sur le schéma et le tableau de travail de la fig. 6. On se reportera à ce schéma dans   l'étu--   de qui va suivre. 



   Les mesures de pénétration des différents mélanges propul- sifs sont représentées sur le graphique de la fig,   7.   Les indices joints aux lettres? sur les courbes données indiquent la rangée de l'exemple ci-dessous, dans laquelle on étudie le mélange propulsif correspondant. Sur cette figure, les ordon- nées représentent les logarithmes ordinaires de la pénétration, et les abscisses les températures en   C. 



   Sur les courbes de pénétration, les points marqués d'une petite croix (+) indiquent les limites de la gamme de tempé- ratures en dehors de laquelle des essais ont révélé que des extinctions ont tendance à se produire. 



   Le perchlorate de potassium utilisé habituellement pré- sente une pureté de 99   %   'et renferme moins de   0,2 %   d'humidité à 1 %, moins de 0,15 de chlorate de potassium à 1 % (K Cl O3), et moins de 0,15 de chlorure de potassium à 1 % (K Cl). 



   On broie et on filtre le perchlorate de 'potassium de maniÚre à obtenir l'un des états suivants : 
Etat N  1 : 
A travers le tamis de 100 mailles 100 % 
A travers le tamis de 200 mailles 15 % 
Etat ? 2 : 
A travers le tamis de 125 mailles 100 % 
A travers le tamis de 150 mailles 97 Ă    99,75 %   
A travers le tamis de 200 mailles 90 Ă  96 % 
A travers   le.tamis   de 325 mailles 70 Ă  80 % 

 <Desc/Clms Page number 20> 

 
On utilise dans les exemples 1   .et 2   du perchlorate de potassium à l'état ? 1,'et dans les autres exemples du per-      chlorate de potassium de,   l'état ?   2. 



   Exemple 1 : On munit un rĂ©cipient d'un revĂȘtement d'as- phalte dĂ©nommĂ© "Floatine S", ce revĂȘtement -ayant une Ă©paisseur comprise environ entre 1,75 et 2,5 mm. Si le revĂȘtement est beaucoup plus mince, il peut se former entre la charge   propul-   sive et la paroi du rĂ©cipient une partie nue lors de la coulĂ©e de cette charge. Si l'Ă©paisseur dĂ©passe 'notablement   2,5   mm, il se produit une rĂ©duction qui n'est pas nĂ©cessaire de la poussĂ©e pouvant ĂȘtre obtenue Ă  partir de la fusĂ©e. 



   Le processus utilisĂ© pour l'obtention du revĂȘtement' con- siste Ă  verser dans le rĂ©cipient une quantitĂ© suffisante d'as- phalte Ă  une tempĂ©rature d'environ 175  C, l'extrĂ©mitĂ© ouverte Ă©tant dirigĂ©e ver's le bas, en faisant un angle rĂ©duit avec l'horizontale, et Ă  faire tourner rapidement le rĂ©cipient pen- dant quel'asphalte se dĂ©place par gravitĂ© vers le bas le long des faces latĂ©rales du rĂ©cipient. L'Ă©paisseur du revĂȘtement obtenu dĂ©pend partiellement de l'angle d'inclinaison, de la vi- tesse de rotation, de la tempĂ©rature de la. substance de revĂȘ- tement au moment de la coulĂ©e et de sa viscositĂ©. 



   On prépare ensuite un mélange propulsif en ajoutant gra- duellement du perchlorate de potassium finement pulvériséà une masse d'asphalte "Floatine S" maintenu à une température de 175  C dans un bain d'huile. Lors de l'addition du perchlorate de potassium, on agite le mélange afin d'incorporer complÚtement ce perchlorate de potassium, pour l'obtention d'une dispersion uni- forme de l'oxydant dans le mélange qui en résulte. Le mélange propulsif résultant présente une pénétration d'environ 18 à 21 C 

 <Desc/Clms Page number 21> 

 et une sensibilité d'environ 0,016. Les variations de la pé- nétration avec la température du mélange propulsif résultant sont indiquées par la courbe P1 de la fig. 7. 



   AprĂšs refroidissement et durcissement du revĂȘtement sur la paroi intĂ©rieure du rĂ©cipient, on verse le mĂ©lange propulsif Ă  une tempĂ©rature de   175    C dans le rĂ©cipient muni de ce   revĂȘtement,\et on   l'y laisse refroidir Ă  la tempĂ©rature atmosphĂ©rique pendant que le rĂ©cipient est dressĂ© dans sa position normale d'emmagasinage,   c' est-Ă -dire   avec son axe X-X vertical. 



   Des fusées du type représenté en fig. 2 chargées sui- vant ce processus fonctionnent de façon satisfaisante-dans un grand nombre de conditions. Ce mélange propulsif agit de façon satisfaisante entre 7  C et 55  C environ. Les limites de température entrelesquelles on peut obtenir un fonctionne- ment satisfaisant sont indiquées par des x sur la courbe P1. 

 <Desc/Clms Page number 22> 

 



  TABLEAU I 
 EMI22.1 
 .#--##--#------#---#---####'-##----#---#--#"""-"""'"*"""""'"""""* 
 EMI22.2 
 
<tb> 
<tb> 
<tb> Floatine <SEP> S <SEP> Floatine <SEP> S
<tb> 
 
 EMI22.3 
 ÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻ ÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻ ÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻ ÂŻÂŻ.[ÂŻÂŻ,ÂŻÂŻÂŻÂŻ ; +15 %Ăą\ dAristo 
 EMI22.4 
 
<tb> point <SEP> d'ignition <SEP> (déterminé <SEP> à <SEP> la
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> coupelle <SEP> ouverte <SEP> de <SEP> Cleveland) <SEP> :

   <SEP> 240  <SEP> C <SEP> 207  <SEP> C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Point <SEP> de <SEP> ramollissement <SEP> (déterminé <SEP> par
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> anneau <SEP> et <SEP> bille) <SEP> 72  <SEP> C <SEP> 58  <SEP> C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> -Pénétration <SEP> (0,01 <SEP> cm/100 <SEP> g/5 <SEP> sec.)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0  <SEP> C <SEP> ll
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 7 C <SEP> ------ <SEP> 23
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 25  <SEP> C <SEP> 26 <SEP> 71
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 38  <SEP> C <SEP> 59 <SEP> 166
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Ductilité <SEP> (5cm/min)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0  <SEP> C <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> cm <SEP> 4,

  5 <SEP> cm
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 7  <SEP> C <SEP> ------- <SEP> 5,7 <SEP> cm
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 13  <SEP> C <SEP> ------- <SEP> 7,2 <SEP> cm
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 25  <SEP> C <SEP> 5,8 <SEP> cm <SEP> 53 <SEP> cm
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 38  <SEP> C <SEP> 24,7 <SEP> cm <SEP> plus <SEP> de <SEP> 100 <SEP> cm
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Solubilité <SEP> dans <SEP> CS2 <SEP> 99,98 <SEP> % <SEP> 99,90 <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Solubilité <SEP> dans <SEP> CCl4 <SEP> 99,85 <SEP> % <SEP> 99,80
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Densité <SEP> spécifique <SEP> (25 C/25 C) <SEP> 1,0375 <SEP> 1,0229
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Valeur <SEP> calorifique <SEP> (grandes <SEP> calories)

   <SEP> 4673,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Soufre <SEP> 3,3% <SEP> Ă  <SEP> 4,2%
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> HydrogĂšne <SEP> 7,8% <SEP> Ă  <SEP> 10,0%
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Carbone <SEP> 81,8% <SEP> Ă  <SEP> 84,60%
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 23> 

 "Floatine S" est la marque de fabrique désignant un asphalte oxydé par insufflation d'air produit par la Société dite :   Paraffin,Companies   Inc. dont le siÚge se trouve   à E meryville   (Californie) Etats Unis. Cet asphalte est dérivé du pétrole brut obtenu dans un champ pétrolifÚre situé à Orcutt (Californie) Etats Unis. 



   Exemple 2 : Un combustible étudié pour un fonctionnement satisfaisant sur une vaste gamme de températures est'obtenu en ajoutant 15 % d'huile "Aristo" présentant un taux de viscosité de SAE de 10,, à 85 % d'asphalte "Floatine S"pour .former un mélange combustible. Les deux constituants du combustible sont intimement mélangés par chauffage et agitation à une   tempé-   rature de 175  C. 



     L'huile   "Aristo" est produite par la Société dite : Union Oil Company de Wilmington(Californie) Etats Unis par un processus applicable aux solvants. Les caractéristiques dp cette huile sont indiquées sur le tableau   II.   Les caractéris- tiques du mélange combustible résultant sont indiquées dans la colonne 2 du tableau I. 



   On forme dans le rĂ©cipient un revĂȘtement ayant une Ă©paisseur comprise entre 1,6 et 2,4 mm en y versant une quan- titĂ© suffisante de mĂ©lange combustible Ă  une tempĂ©rature de   1750   C, et en inclinant et tournant le rĂ©cipient comme dĂ©crit plus haut dans l'exemple 1. 



   On incorpore du perchlorate de potassium au mélange d'huile et d'asphalte en l'ajoutant progressivement, et en agitant soigneusement le mélange, tout en maintenant la tem- pérature du mélange qui en résulte entre environ 105 et 175 C. 



  Si, par inadvertance, la température du mélange propulsif est 

 <Desc/Clms Page number 24> 

 trop élevée (au-dessus de 205  C environ), le perchlorate de potassium peut se décomposer. En dessous d'une température de 105  C environ, le mélange devient difficile à traiter. 



   On verse ensuite le mĂ©lange propulsif dans le rĂ©cipient muni de son revĂȘtement pendant que ce ne lange est Ă  une tem- pĂ©rature de coulĂ©e comprise entre 115 et 127 ,C, et on le rĂ©- partit rĂ©guliĂšrement en agitant avec une barre pour rĂ©duire la formation de bulles et de poches   d'air   dans la charge. 



   Il a paru dĂ©sirable de dĂ©terminer exactement la tempĂ©- rature de coulĂ©e. A la tempĂ©rature indiquĂ©e, le mĂ©lange propul- sif prĂ©sente une consistance qui est comparable Ă  celle du mastic DU de la pĂąte Ă  pain, et peut ĂȘtre coulĂ© aisĂ©ment. En dessous de cette tempĂ©rature, le mĂ©lange propulsif devient plus difficile Ă  traiter. Si ce mĂ©lange propulsif est versĂ© Ă  une tempĂ©rature plus Ă©levĂ©e, le revĂȘtement peut fondre en certains points. 



   TABLEAU II propriétés de l'huile "Aristo"   SAE 10   
 EMI24.1 
 
<tb> Température <SEP> d'écoulement <SEP> - <SEP> 1  <SEP> C
<tb> 
<tb> Densité <SEP> 20, <SEP> 5 <SEP> A.1.1
<tb> 
<tb> Viscosité <SEP> (Indice <SEP> universel <SEP> de <SEP> Saybolt)
<tb> 
<tb> Ă  <SEP> 33  <SEP> C <SEP> 210,5 <SEP> sec. <SEP> 
<tb> 
<tb> Ă  <SEP> 100  <SEP> C <SEP> ' <SEP> 44 <SEP> sec.
<tb> 
<tb> 



  Soufre <SEP> 0,75 <SEP> %
<tb> 
<tb> Carbone <SEP> 87.11 <SEP> %
<tb> 
<tb> HydrogĂšne <SEP> 12,14 <SEP> %
<tb> 
<tb> Coefficient <SEP> thermique <SEP> (kilos/calories) <SEP> 4834.
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 25> 

 



   La pénétration en fonction de la température pour le mé- lange propulsif de l'exemple 2 est'indiquée par la courbe P2 de la fig. 7. Le mélange propulsif présente une pénétration d'environ 20 à 21  C et une sensibilité de pénétration d'envi- ron   0,016.        



   Les fusées  construit:'sa   par application de ce procédé fonctionnent de façon satisfaisante entre - 1  Cet 50  C. Les limites étant indiquées par des x sur la courbe de la péné-      tration en fonction des températures. 



     . Exemple,.   3 : On prĂ©pare un autre combustible de composi- tion renfermant 70 % de "Floatine S" et 30   %   d'huile "Aristo" , et on prĂ©pare une charge propulsive en en chargeant une fusĂ©e par application sensiblement du mĂȘme processus que dans l'exem- ple 2. 



   Les fusĂ©es revĂȘtues de ce combustible et chargĂ©es d'un mĂ©lange propulsif renfermant un combustible de ce type, se sont avĂ©rĂ©s de fonctionnement satisfaisant sur une gamme de   tempĂ©ratures  allant   de -22    Ă  32  C. Les limites de la gamme de fonctionnement de sĂ©curitĂ© sont Ă©galement indiquĂ©es par des x sur la courbe. La pĂ©nĂ©tration en fonction des donnĂ©es de la tempĂ©rature pour cette charge propulsive est reprĂ©sentĂ©e par la courbe P3 en fig. 7. La charge propulsive prĂ©sente une pĂ©nĂ©- tration d'environ 80 Ă  21  C, et une sensibilitĂ© de pĂ©nĂ©tra- tion d'environ   0,016.   



   On remarquera que les charges propulsives des exemples 1 et 2 prĂ©sentent Ă  peu prĂšs la mĂȘme sensibilitĂ© de pĂ©nĂ©tra- tion bien que les   pĂ©nĂ©trations   des compositions diffĂšrent nettement Ă  une tempĂ©rature donnĂ©e quelconque. L'addition d'huile lĂ©gĂšre rend ainsi la charge propulsive plus molle et permet un fonctionnement Ă  des tempĂ©ratures plus basses. 

 <Desc/Clms Page number 26> 

 



   Exemple 4: On prĂ©pare une charge propulsive en utili- sant un combustible renfermant 85 % de "Floatine S"et 15 % d'huile   de Pensylvanie   vendue sous la marque de fabrique 'pure Penn Oil" par la SociĂ©tĂ© dite: Union Oil Company. Sauf en ce qui concerne l'huile et le broyage du perchlorate cette charge propulsive Ă  la mĂȘme composition que celle de l'exemple 
2. La courbe représentant la pénétration en fonction-de la température pour la charge   propulsive, qui   en résulte est indi- quée en P4 sur la fig.   7.   Cette charge propulsive présente une pénétration de 22 environ à 21  C et une sensibilité de péné- . tration d'environ   0,0137.   



   Cette charge propulsive est plastique sur une vaste gamme de températures, plus large que celle décrite dans les exemples 1 à 3 inclusivement. L'amélioration de la sensibilité de pénétration est due au fait que l'huile du mélange a une nature paraffinique et présente un indice de viscosité relati- vement élevé (100). 



   Des fusĂ©es munies de cette charge et construites sensiblement de la mĂȘme maniĂšre que -dĂ©crit en fig. 3 se sont avĂ©rĂ©es fonctionner de façon satisfaisante sur une gamme de tempĂ©ratures allant de -11  Ă  50  C. Les limites de tempĂ©ratures sont indiquĂ©es par des x sur la courbe de pĂ©nĂ©tration en fonc- tion de la tempĂ©rature. 



   Exemple 5 : On prĂ©pare une charge propulsive de mĂȘme composition que dans l'exemple 3 ci-dessous, sauf que l'on utilise de'la "Pure Penn Oil" au lieu d'huile "Aristo". Cette charge propulsive prĂ©sente une pĂ©nĂ©tration de 45 Ă  21  C et une sensibilitĂ© de pĂ©nĂ©tration de 0,0116 . Cette charge propulsive fonctionne avec sĂ©curitĂ©   entre -20    et 40  C. 

 <Desc/Clms Page number 27> 

 



   Exemple 6 : On prépare une charge propulsive à partir d'un combustible composé de 85 % d'asphalte dénommé "Economy" et de 15 % de   pure   Penn Oil". La courbe de pénétration en fonc- tion de la température est représentée pour cette charge propulsive par la ligne P6 de la fig. 7. Cette charge propul- sive a une pénétration d'environ 20 à 21  C et une sensibilité de pénétration d'environ   0,0065.   



   On munit les fusĂ©es d'un revĂȘtement et on les charge sui- vant les procĂ©dĂ©s dĂ©crits ci-dessus, et ces fusĂ©es s'avĂšrent      fonctionner avec sĂ©curitĂ© au=dessus de -7  C. Toutefois, la tempĂ©rature limite supĂ©rieure de sĂ©curitĂ© n'a pu ĂȘtre dĂ©ter- minĂ©e, bien qu'elle soit nettement supĂ©rieure Ă  50  C. 



   L'asphalte dénommé "Economy" est fabriqué par la Société dite :   Whishire   Oil Company (Los AngelÚs, Californie) à partir du pétrole brut extrait à   Ojai   Californie. 



     GAMME   DE   FONCTIONNEMENT   
On remarquera d'aprĂšs les exemples qui prĂ©cĂšdent que, lorsque la pĂ©nĂ©tration d'une charge propulsive tombe au-dessous de 6 environ, c'est-Ă -dire au-dessous d'une valeur comprise entre 4 et 8, la charge propulsive devient si cassante que des dĂ©faillances peuvent aisĂ©ment se produire. De mĂȘme, si la pĂ©nĂ©tration devient nettement supĂ©rieure Ă  100 environ, la char- ge propulsive devient trop   liquide   pour avoir un fonctionnement sur.   Lorsqu'on   utilise ces charges propulsives dans leur con-   dition   de service, la'pĂ©nĂ©tration doit ĂȘtre'comprise entre environ 8 et 80, ou mĂȘme entre 10 et 75. 



   La pénétration à la température moyenne de la gamme de fonctionnement de sécurité pour chacune des charges propulsives étudiées dans les exemples 1 à 6 est désignée par de petitÚs 

 <Desc/Clms Page number 28> 

 circonfĂ©rences sur les courbes indiquant la pĂ©nĂ©tration en fonction de la tempĂ©rature. A partir de ces donnĂ©es, il devient , Ă©vident que, si des fusĂ©es chargĂ©es avec une charge propulsive donnĂ©e doivent ĂȘtre utilisĂ©es sur une gamme de tempĂ©ratures donnĂ©e qui dĂ©pend des conditions atmosphĂ©riques ou de condi-   , tions   analogues   influençant   la tempĂ©rature ambiante de fonc- tionnemerit, cette charge doit avoir une pĂ©nĂ©tration d'environ 
25 (c'est-Ă -dire comprise entre 20 et 30 environ) vers le milieu de sa gamme de fonctionnement.

   La charge propulsive doit de préférence avoir une sensibilité de pénétration ré- duite. On peut obtenir par exemple cette faible sensibilité de pénétration en utilisant comme combustible un mélange d'hui- le à base de paraffine à viscosité élevée et un asphalte mé- langé, tels que ceux obtenus à partir des pétroles bruts du 
Mexique ou du centre, . RECONDITIONNEMENT DES RUSEES   CHARGEES   
On peut utiliser avec sécurité les fusées chargées à l'aide d'un mélange thermoplastique si elles ont été   emmaga-        sinées sans chocs à des températures intérieures à la gamme      de fonctionnement de chaque charge propulsive individuelle. 



   Si, pour une raison quelconque, les fusées ont été soumises à des températures extérieures à cette gamme pendant un.laps de temps notable, ou ont été manipulées brutalement pendant le transport, on peut les reconditionner par un emmagasinage ultérieur à une température convenable intérieure à cette   garnie.   



   Comme autre assitance pour le reconditionnement de la fusée, on peut la tasser en la laissant tomber sur son fond. La lon- gueur de la période de   reconditionnement   nécessaire va dépendre des conditions auxquelles   a été   soumise antérieurement la fusée 

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 et de'la température à laquelle on procÚde à ce   reconditionne-   ment. 



   Une régénération satisfaisante de ce type par traitement à la chaleur de la charge propulsive est renduepossible par suite de la nature thermoplastique de celle-ci. Les charges demeurent aisément dans une condition de fonctionnement sûr partiellement à cause de la ductilité, qui permet à la charge de se maintenir en masse, et partiellement à cause de ces caractéristiques d'écoulement plastique.

   Lors de l'emmagasinage d'une fusée de type décrit avec l'axe de cette fusée dans la position normale d'emmagasinage,, c'est-à-dire verticale, la charge propulsive plastique a tendance à s'écouler lentement sous l'influence de son propre poids et à une vitesse qui dé- pend de sa température, à la fois en colmatant,ainsi toutes les fissurés qui pourraient exister à la surface de cette charge ou dans sa masse, et en la faisant adhérer également à la paroi de la chambre. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

  1. CONCLUSIONS En gĂ©nĂ©ral, la gamme de tempĂ©ratures dans laquelle on peut utiliser une charge propulsive avec,un degrĂ© de sĂ©curitĂ© Ă©levĂ©'peut ĂȘtre amenĂ©e Ă  varier par incorporation d'un agent Ă©mollient ou plastifiant convenable au constituant theraioplas- tique. Dans le cas d'asphalte Floatine S, les exemples 1,' 2 et 3 montrent comment la tempĂ©rature moyenne de la gamme de fonctionnement de sĂ©curitĂ© peut ĂȘtre dĂ©placĂ©e par l' incorpora- tion d'une huile Ă  base naphtĂ©nique.
    Les exemples 4,5 et G montrent comment des charges propulsives prĂ©sentant une sensi- bilitĂ© plus rĂ©duite, et par suite des gammes de fonctionnement <Desc/Clms Page number 30> plus larges,' peuvent ĂȘtre obtenues par addition d'huile Ă  base paraffinique . d'indice de viscositĂ© Ă©levĂ© Ă  un asphalte avec lequel elle est compatible. D'une façon gĂ©nĂ©rale, les asphaltes oxydĂ©s par insufflation d'air sont plus satisfaisants, que les asphaltes raffinĂ©s Ă  la va,peur pour les applications envisagĂ©es, car ils prĂ©sentent des facultĂ©s de pĂ©nĂ©tration plus faibles ou des tempĂ©ratures d'Ă©coulement plus Ă©levĂ©es. Tous ces combustibles dĂ©rivent leur propriĂ©tĂ© satisfaisante de ce fait qu'une proportion importante d'hydrocarbures 'bitumeux ou asphaltiques sont suspendus dans l'huile et lui confĂšrent un effet plastifiant.
    Bien que l'on ait matĂ©rialisĂ© l'invention en se reportant spĂ©cifiquement Ă  des combustibles formĂ©s par des mĂ©- ' langes d'asphalte et d'huile Ă  base d'asphalte, on comprendra ,que l'on peut prĂ©parer des charges propulsives thermoplastiques satisfaisantes Ă  partir d'autres combustibles prĂ©sentant des caractĂ©ristiques de combustion convenables et une plasticitĂ© comparable. Des matiĂšres pouvant ĂȘtre utilisĂ©es comme combus-. tible comprennent la graisse lubrifiante Ă  la coupelle, les huiles vĂ©gĂ©tales de type gommeux, les mĂ©langes de goudron de houille et d'Ă©thylcellulose, les mĂ©langes de diffĂ©rents asphal- tes et d'autres matiĂšres thermoplastiques combustibles. On peut utiliser Ă©galement d'autres oxydants.
    En chargeant un rĂ©cipient (ou une cartouche) Ă©tudiĂ© pour constituer une partie de la chambre de combustion d'une fusĂ©e Ă  l'aide d'une charge propulsive thermoplastique de pĂ©nĂ©- tration convenable Ă  l'intĂ©rieur de la gamme de fonctionnement, on peut obtenir une combustion limitĂ©e certaine. On effectue de prĂ©fĂ©rence ce chargement en coulant la charge propulsive dans la <Desc/Clms Page number 31> fusĂ©e Ă  tempĂ©rature Ă©levĂ©e. Dans la rĂ©alisation prĂ©fĂ©rĂ©e de l'invention, le rĂ©cipient est muni d'un revĂȘtement thermo- plastique ne renfermant pas d'oxydant moins dur que,la charge propulsive elle-mĂȘme, et qui est Ă©tudiĂ© pour adhĂ©rer Ă  la fois Ă  cette charge et Ă  la paroi de ce rĂ©cipient.
    Ces revĂȘtements augmentent la sĂ©curitĂ© de fonctionnement de la fusĂ©e aux tem- -pĂ©ratures extrĂȘmes de fonctionnement et particuliĂšrement aux basses'tempĂ©ratures, Par suite de leurs caractĂ©ristiques de combustion limitĂ©e, qui est obtenue d'une façon certaine pen- dant de longues pĂ©riodes aprĂšs le chargement, les fusĂ©es chargĂ©es Ă  l'aide de ces mĂ©langes propulsifs ont un fonctionne- ment prĂ©sentant une sĂ©curitĂ© extrĂȘme, et fournissent en mĂȘme temps une efficacitĂ© poussĂ©e d'utilisation de l'Ă©nergie ther- mique de ces charges, particuliĂšrement pour le dĂ©collage assis- tĂ©.
    On remarquera diaprés ce qui précÚde que l'on obtient ,des charges propulsives meilleures et des fusées étudiées pour l'obtention d'une combustion limitée, ainsi qu'un procédé simple de préparation de ces charges et de chargement de ces fusées.
    REVENDICATIONS 1. - Fusée munie d'une chambre de combustion, caractérisée en ce que la chambre de combustion renferme une charge pro- pulsive thermoplastique dont les ingrédients principaux sont de l'asphalte et un oxydant solide finement divisé et réparti intimement dans cet asphalte, la charge propulsive étant ther- oplastique et présentant une pénétration variant entre environ 6 et 100.' 2. - Fusée suivant la revendication 1, dans laquelle la pro- portion d'oxydant solide varie environ de 50 à 90 % en poids <Desc/Clms Page number 32> du mélange d'asphalte et d'oxydant.
    3. Fusée suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'oxydant solide finement divisé est du perchlorate de p ota ssium.
    4. - FusĂ©e munie d'une chambre de combustion suivant la revendication 1, caractĂ©risĂ©e en ce qu'elle comporte un revĂȘ- tement thermoplastique sur la. paroi interne de la chambre et une charge propulsive thermoplastique remplissant la partie de la chambre munie de ce revĂȘtement, 5, - FusĂ©e suivant la revendication 4, caractĂ©risĂ©e en ce que la chambre de combustion comporte' une, extrĂ©mitĂ© fermĂ©e qui est munie Ă©galement sur sa face interne d'un revĂȘtement ther- moplastique venant en prise avec la charge propulsive ther- moplastique remplissant la partie de la chambre munie de ce revĂȘtement.
    6. - FusĂ©e suivant la revendication 4, caractĂ©risĂ©e en ce que le revĂȘtement thermoplastique est Ă©tudiĂ© pour adhĂ©rer Ă  la charge propulsive aussi bien qu'Ă  la paroi de la chambre de combustion, de.maniĂšre Ă  relier cette charge et cette chambre.
    7. - FusĂ©e suivant les revendications 1 et 4, caractĂ©risĂ©e en ce que la charge propulsive renferme un combustible Ă  base d'asphalte et un oxydant, tandis que le revĂȘtement reliant la charge propulsive Ă  la paroi de la chambre contient un asphalte adhĂ©sif sensiblement dĂ©barrassĂ©d'oxydant et Ă©tudiĂ© pour empĂȘ- cher la combustion des parois latĂ©rales de la charge.
    8. - Fusée suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la charge propulsive thermoplastique présente une consis- tance ductile.
    9. - FusĂ©e suivant les revendications 1 et 4, caractĂ©risĂ©e' en ce que la charge propulsive renferme un oxydant solide fine- <Desc/Clms Page number 33> ment pulvĂ©risĂ©, ,en suspension dans un mĂ©lange combustible d'asphalte et d'huile,. tandis que le revĂȘtement est constituĂ© par un mĂ©lange d'asphalte et d'huile.
    10.- Fusée suivant les revendications 1 et 8, caractérisée en ce que l'oxydant, qui est du chlorate de potassium finement pulvérisé, représente environ de 50 à 90 % en poids de la. char- ge propulsive, tandis que le reste de cette charge est constitué par un mélange combustible d'asphalte' et d'huile.
    11. - FusĂ©e suivant les revendications 1 et 4, caractĂ©risĂ©e en ce .qu'une partie dĂ© la surface de la charge propulsive est agencĂ©e pour ĂȘtre exposĂ©e dans 1'intervalle ouvert de la chambre de combustion,, tandis que la matiĂšre de revĂȘtement assemble la surface restante de cette charge et la paroi de la chambre, 12. - FusĂ©e suivant la revendication 4, caractĂ©risĂ©e en ce que le revĂȘtement formant liant entre la paroi de la chambre de combustion et la charge propulsive thermoplastique est formĂ© par une couche de matiĂšre thermoplastique Ă  combustion relati- vement lente.
    13. - Charge propulsive pour fusée suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un mélange thermoplastique de combustible et d'oxydant, le combustible étant formé de deux constituants à base de pétrole présentant des caractéristiques de viscosité différentes.
    14. - Charge propulsive suivant la revendication 13, dans laquelle les constituants à base de pétrole du mélange combus- tible sont formés par un asphalte mélangé à une huile de faible viscosité.
    15. - Charge propulsive suivant,les revendications 13 et 14, dans laquelle le mélange combustible renferme, pour former l'un <Desc/Clms Page number 34> des constituants, de l'asphalte.oxydé par insufflation d'air.
    16. - Charge 'propulsive. suivant les revendications 13 et 14, caractérisée' en ce que l'oxydant combiné'au mélange combustible renferme au moins 50 %environ en poids de fines particules d'une matiÚre solide dispersée dans le combustible thermoplastique.
    17. - Charge propulsive suivant la revendication 13, carac- térisée en ce que le combustible thermoplastique renferme un oxydant normalement solide et une matiÚre organique solide plastifiée par une faible quantité de solvant liquide.
    18. - Charge propulsive suivant les revendications 13 à 17, caractérisée en ce qu'elle renferme un mélange dont la majeure partie est constituée par une matiÚre renfermant une proportion importante d'oxygÚne, le reste, qui est la partie la moins importante, contenant une matiÚre sensiblement débar- rassée d'oxygÚne, et ces deux matiÚres étant mutuellement com- bustibles.
    19 . -ProcĂ©dĂ© de chargement d'une fusĂ©e comportant une chambre de combustion formĂ©e partiellement par un rĂ©cipient, caractĂ©risĂ©e en ce qu'il consiste Ă  munis: la paroi du rĂ©cipient d'un revĂȘtement en matiĂšre thermoplastique Ă©tudiĂ©e pour adhĂ©rer Ă  cette paroi et Ă  la charge propulsive, Ă  verser une partie de la charge propulsive dans une partie du rĂ©cipient munie de ce revĂȘtement, et Ă  laisser refroidir Ă  la tempĂ©rature atmosphĂ©- rique la partie versĂ©e pour former une charge liĂ©e au rĂ©cipient sauf dans sa partie supĂ©rieure.
    20. -Procédé de chargement d'une fusée suivant la reven- dication 19, caractérisé en'ce qu'il consiste à incorporer de fines particules d'un oxydant solide à un combustible thermoplas- <Desc/Clms Page number 35> tique à haute température, et à verser le mélange résultant dans le récipient à température élevée, en l'y laissant re- froidir.
    21. - Fusée, sensiblement comme décrit et représenté, et pour le but établi.
    22. - Charge propulsive pour fusée sensiblement comme décrit et pour le but établi.
    23. - Procédé de chargement d'une fusée, sensiblement comme décrit et pour le but établi.
    Bruxelles, le 14 avril 1948 P.Pon.. Société dite: A E R O J E T E N G I N E E R I N G .CORPORATION A. & P. HANSSENS
    Monsieur le Ministre, Nous avons l'honneur de vous faire savoir qu'à la date du 14 avril 1948 nous avons opéré une demande de brevet d'invention au nom de la Sté dite : AEROJET ENGINEERING CORPORATION, pour "Fusée, notamment pour le décollage assisté, et son procédé de charge" et délivré sous le n 481.852.
    Dans ce brevet, la fig. 6 des dessins montre schéma- tiquement un plan de répartition des opérations principales d'un procédé de préparation d'une fusée suivant l'invention.
    La prĂ©sente a pour but de faciliter la lecture de ce schĂ©ma et il est joint en annexe une mĂȘme figure comportant un bref rĂ©sumĂ© des principales opĂ©rations du procĂ©dĂ© de char- gement d'une fusĂ©e suivant l'exposĂ© fait Ă  la spĂ©cification du brevet prĂ©citĂ©.
    L'administration est priée de joindre une copie de la présente lettre et du dessin y annexé à la copie du brevet correspondant.
    Pour la bonne rĂšgle, il nous serait agrĂ©able si vous vouliez bien nous accuser rĂ©ception de la prĂ©sente, stipulant que la rectification est admise pour valoir comme de droit et de nous renvoyer, en mĂȘme temps, dĂ»ment paraphĂ© par votre service, le duplicata de la prĂ©sente et du dit des- sin annexĂ© et dont l'original est destinĂ© Ă  ĂȘtre joint au \dossier du brevet.
    Nous joignons Ă  la prĂ©sente, en timbres fiscaux, la taxe de rĂ©gularisation prĂ©vue par l'article 1 de l'arrĂȘtĂ© royal du 29 aoĂ»t 1926 modifiĂ© par l'article 6 de l'arrĂȘtĂ© royal du 30 juin 1933 ainsi que de l'article 1 de l'arrĂȘtĂ© du 25 novembre 1939.
    ±bous lire, nous vous prions d'agréer, Monsieur le Ministre, l'assurance de notre considération distinguée.
BE481852D BE481852A (fr)

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