BE625469A - - Google Patents

Description

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  Poudre solide d'agent propulseur pour   fusses.   



   La présenta invention est relative à une construction perfectionnée de poudre propulsive solide pour les moteure à fusées. et plus particulièrement à une construction permettant' de supprimer les contraintes exercées sur la poudre pendant   le .   cycle thermique, ce qui pourrait affecter de manière défavorable ses caractéristiques de combustion. 



   Les agents propulseurs sont brûlés dans un moteur fusées de manière à former des gaz qui s'échappent d'une tuyère à une extrémité et qui produisent une poussée résultante. Un problème. très important au cours du fonctionnement des moteurs à fusées   à   agent propulseur solide consiste à commander l'allure de la combustion de l'agent propulseur en vue de produire la poussée désirée. Les charges d'agent propulseur solide sont connues 

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 dans la technique   soua   la dénomination de grain ou poudre et elles ont des formes conçues de manière à réaliser une surface de combustion ayant l'aire désirée.

   Cependant si des fentes se produisent dans la poudre, la surface de combustion est augmentée et si l'aire de combustion dépasse une limite maximale, il peut en résulter la destruction par explosion de tout moteur à fusées. 



   Des fissures et des fentes peuvent se produire dans une poudre pendant   l'emmagasinage   et peuvent être   produitent   par une contrainte exercée sur la poudre ou entre la poudre et une surface   à   laquelle cette poudre est liée, comme résultat de la dilatation de la construction pendant le cycle thermique normal auquel la poudre est soumise. La formation de ces   fentes   et fissures est particulièrement gênante avec les agents propul- ^ours à double base qui tendent   à   être cassants.

   Par exemple une poudre peut être   soumise, à   une température comprise entre -62 C à 71 C pendant l'emmagasinage, par conséquent la matière de la poudre peut être soumise   à   une différence de température pouvant atteindre environ 133 C, En outre, la poudre peut être soumise   à   des cycles thermiques successifs pendant plusieurs années, cycles qui sont dûs à des changements dans la température ambiante. Cas cycles thermiques normaux pendant l'emmagasinage produisent des contraintes dans la poudre ainsi que des fentes et des fissures. 



   Un   de.3   buts de l'invention est de réaliser dans un moteur à fusédes, une construction de   pouare   qui supprime les contraintes exercées sur la poudre, lesquelles produisent des fentes pendant le cycle thermique et affectent son allure de combustion. 



   Un autre but est de réaliser une poudre qui peut être introduite dans l'enveloppe   d'une   fusée à la manière d'une cartouche et qui est libre de se déplacer par rapport à cette 

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 enveloppe afin d'empêcher des contraintes dues à la dilatation      et à la-contraction. 



   Un autre but est de réaliser dans un moteur à fusées, une poudre qui est liée à sa périphérie à une coquille qui est capable de se dilater et de se contracter dans l'enveloppe. 



   Un autre but est encore de réaliser pour un moteur à fu- sées, une poudre qui produit de faibles contraintes sana com- promettre son rendement ou le taux   d'écoulement   de l'agent propulseur en combustion.      



   Un autre objet est encore de réaliser une pondre du genre indiqué qui est de construction simple et   compactât   qui est. économique à fabriquer et dont le fonctionnement   est   assuré de manière que la poudre brûle à une vitesse déterminée. 



   Ces objets ressortiront plus facilement de la description qui va suivre et des figures du dessin annexé sur lesquelles les mêmes chiffres de référence indiquent des organes similai- res dans les différentes figures. Il est expressément entendu cependant que les figures sont données simplement à titre d'il- lustration et n'ont pas pour? objetde limiter   l'invention.   



   La   figvro   1 est une coupe longitudinale d'un moteur à fusées et représente une poudre   d'un   agent propulseur solide quiy est contenu et qui comprend les nouvelles caractéristi- ques de l'invention. 



   Là figure 2 est une coupe transversale prise le long de la ligne 2-2 de la figure 1 afin d'illustrer la poudre liée   à   une coquille anti-flamme sur sa périphérie et représentant la rai- nure pratiquée dans   ;la   coquille afin de permettre la dilatation et la contraction de la poudre et de   la.coquille   relativement à l'enveloppe du   moteur   à fusées. 



   La figure 3 est   une   vue semblable à la figure 2 et-repré- sentant la coquille anti-flamme déplacée par rapport   à     l'enve- '   loppe du moteur   à   partir de la position représentée sur la      

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 figure 2. 



   Si on ce reporte   maintenant   aux fleures, on voit que l'in-   vention   représentée est appliquée à un moteur 4 fusées 10 ayant une enveloppe génralement cylindrique avec une extrémité anté- rieuro en forme de   dôme   ou arrondie 12 et une tuyère 13 à l'ex- trémité opposée ou postérieure. Dans l'enveloppe 11 est logée une poudre 14 d'un agent propulseur solide et cette poudre est perforée d'un trou intérieur ou axial 15 et comporte une co- quille extérieure périphérique 16 d'une matière anti-flamme à    laquelle la matière de la poudre est liée sur toute an surface. 



  Dans la forme de réalisation représentée la poudre 14 est rete-   nue   à   son extrémité antérieure par un couvercle élastique 23 et par l'extrémité arrondie 12. La coquille 16 est évidée de manière à recevoir le couvercle 23 lui vient buter sur la sur- face verticale 24 de la coquille. Par conséquent, la poudre 14 poueséde une surface de combustion sur toute la périphérie du trou intérieur ou axial 15 et de la surface annulaire 17 aux deux extrémités. Il est évident cependant que le trou axial 
15 peut s'étendre sur toute la longueur de la poudre 14 ou bien la poudre peut être prévue seulement sur l'une ou sur les deux extrémités. 



   La poudre 14 peut comprendre toute matière solide qui peut être utilisée comme agent propulseur tel qu'un agent propulseur à base de polymère de polysulfure ou toute autre matière appro- priée à base simple ou multiple et particulièrement des agents propulseurs   à   base double. La coquille 16 nti-flamme peut être en une matière plastique telle que l'acétate de cellulose qui brûle dôme complètement   à   une allure moins rapide que la poudre. 



   Le combustible solide 14 est coulé dans la coquille 16 ou collé d'une autre manière quelconque à la coquille' afin de former une cartouche qui est introduite à son tour dans l'enveloppe. Dans ce but l'enveloppe 11, la tuyère 13 ou l'extrémité antérieure 

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 12 sont constituées par des parties séparées avec l'enveloppe ouverte à   l'uno   ou à l'autre extrémité pour recevoir la cartouche. Dans ce but la tuyère 13 a une bride annulaire 18 attendant vers l'arrière   à   son extrémité antérieure et est destinée à être introduite et à s'ajuster étroitement dans la partie de bord postérieure 19 de l'enveloppe 11 adjacente à ion extrémité ouverte.

   La bride 18 de la tuyère 13 et la partie de bord postérieure 19 superposée de l'enveloppe sont ensuite fixées l'une à l'autre d'une manière quelconque convenable. De manière similaire l'extrémité antérieure 12 est construite et est ajustée à la partie antérieure de l'enveloppa   11   et elle bute contre le couvercle   23 à   son côté opposé à la surface ver-   ticale 24.   



   Selon la présente invention on a prévu dans la pondre 14 une construction perfectionnée afin de supprimer les   contrain-   tes duos au cycle thermique qui produit des   fentes   ou des fiacures et qui affecte de manière défavorable ses   caractéristi-   ques de combustion.. Cette construction comprend une rainure longitudinale 20 dans la coquille anti-flamme   16,   dans laquelle   l'agent,   propulsif est coulé et à laquelle l'agent propulseur est lié.

   Par conséquent la rainure 20 permet à la poudre d'agent propulseur solide 14 et à la coquille 16 combinées de fléchir comme un   tout à   la fois radialement et suivant la   biroon-   férence, au cours de la dilatation ou de la contraction due à un changement de température afin de réduire matériellement la contrainte exercée sur la poudre. Ainsi la coquille 16 est libre de se dilater et de se contracter par rapport à l'enveloppe 11 de la fusée puisqu'elle est retenue axialement par le couvercle élastique 23. La poudre 14 est également munie d'une rainure 21 qui engendre la rainure 20 dans la coquille 16 comas on la' représenté sur les figures 2 et 3.

   Dans l'exemple de réalisation représenté la rainure 21 et le trou 15 forment dans 1 

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 la poudre une ouverture en troude   serrure     main     la rainure   et   l'ouverture peuvent avoir une eutre sorme. 



  @ , ;La figure 2 représente la; dilatation maximale de la poudre   d'agent propulseur 14 correspondent   une   température   élevée   tandis que a figure 3   représente     l'espacement   plue étroit entre les   côtés   de la fente 20 aves   un contraction  maximale de la poudre 14 correspondant aux   conditions,

       de@     basses   tempé-   ratures.   Les différences des espacemens des côtés de la   rainu-     re   peuvent   n'être   que   très     petites   mais elles ont été   exagérés$   sur les figures afin de les mieux   représenter.   Un   espace     auffi-   sant est prévu entre la coquille 16 et l'enveloppe 11 de   maniè-   re que cette dernière ne retienne pas la poudre dune des   oondi-     tiens   de contraction thermique. Une forme de l'invention ayant maintenant été décrite en détail on va expliquer ci-dessous son mode de fonctionnement. 



   La matière d'agent propulseur solide   est   coulés ou   fermée   d'autre manière pour s'adapter au contour de la coquille 16 avec la forme du trou 15 et de la rainure 21 située dans   l'en-     veloppe   par des procédés connue du technicien. La matière de la poudre 14 est liée à la coquille 16 de manière à former une        structure   d'un seul bloc et à réaliser le trou central 15 et la rainure 21.

   Lorsque la poudre 14 se refroidit,   elle   se contace, ce qui diminue sa   lonur.   Simultanément, la coquille 16   se   contracte et se   déplace   pour compenser les différences des   vitesses   de contraction dans les différentes   matières.   La pou- dre 14 et la coquille qui   l'enveloppe   16 à laquelle la poudre est liée sous forme de structure d'un seul bloc sont ensuite introduites par une extrémité   ouverte   de l'enveloppe 11, à la manière d'une cartouche, dans la position représentée sur la figure 1.

   L'extrémité de la tuyère 13 (ou l'extrémité antérieu- re 12 suivant le cas) est ensuite introduite   dans   l'extrémité ouverte de l'enveloppe de manière que la bride 18 de la tuyère 

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 soit superposée à la   partie   19 de l'enveloppe et les parties en recouvrement sont alors fixées l'une à l'autre. Le moteur de la fusée est ainsi terminé et prêt à être allumé. 



   Il arrive souvent qu'un moteur de fusée tel que celui décrit ici est soumis à de longues périodes d'emmagasinage sans être utilisé. Un tel emmagasinage peut durer pendant de nombreuses années, au cours desquelles le moteur de la fusée   10   sera soumis à des cycles thermiques produits par les change-   ments do   la température environnante, tels que ceux qui se pro-   duisent   au cours des différentes saisons de l'année.

     l'ar   consé- quent, pendant   l'été, l'enveloppe   11 et la poudre composite à la fois, et ainsi que la coquille 16 à laquelle   elles   sont liées, se dilatent de manière à accroître Leur longueur respec- tive, ce qui produit un mouvement coulissait relatif de la coquille 16 et de l'enveloppe 11 afin d'augmenter la largeur des rainures 20 et 21 dans la coquille et dans la poudre.

   Ce mouvement relatif de la coquille rainurée 16 et de l'enveloppe   11   de la fusée empêche que se produise, dans la poudre 14, une contrainte quelconque qui engendrerait des lentes ou des fissu- res dans la matière  En d'autres termes, une contrainte quel- conque se produisant entre la charge 14 d'agent propulseur et la coquille 16 est transformée en un mouvement de la coquille, avant qu'une contrainte quelconque se produise. Pendant l'hiver, l'enveloppe 11 de la poudre composite 14 ainsi que la coquille
16 se contractent en quantité   inégale,   ce qui a aussi pour résultat un mouvement de la coquille 16 par rapport à   l'enve-   loppe il de ia fusée, comme on le voit sur la figure 3 sans produire un effort quelconque qui sépararait la matière de la poudre et y produirait des fentes. 



   On indique maintenant que la présente invention réalise ' dans un moteur à fusées une construction perfectionnéequi ' supprime les   contraihtes   exercées sur la poudre pendant les 

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 cycles thermiques, efforts qui autrement   produiraient   des fentes et engendreraient ainsi ,la production de pressions   excessi-   
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 ves. On notera aussi que la "présente invention réalise une poudre qui est libre de se mouvoir par rapport à la périphérie intérieure de l'enveloppe pour empêcher les efforts   dus à   la dilatation et à la contraction.

   On observera aussi que la pré- sente invention réalise une poudre ayant une surface de combus- . tion intérieure libre et unesurface extérieure anti-flamme laquelle est libre de   ae   dilater et de   ae   contracter sur sa périphérie dans   l'enveloppe.: On   observera en outre que la pré- sente invention réalise une poudre pour fusée qui est de struc- ture simple et compacte, qui est économique à fabriquer et dont le fonctionnement est sûr pour produire la combustion à une .allure commandée et déterminée d'avance. 



   Bien qu'une forme unique de réalisation de l'invention 
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 ait été illuutrés et décrite.ici, i.t est bien évident que l'on peut apporter des changements à la construction et à la dispos! tion des organes sans s'écarter pour cela de l'esprit et de la portée dé l'invention. 
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  REVElY'D.ICATIONS. 



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

Claims (1)

1.- Générateur de gaz du genre dans lequel une poudre de 'matière combustible, disposée sous forme d'un anneau présen- te une surface exposée destinée à brûler à une vitesse contrô- lée avec une couche d'une matière liée à sa surface extérieure et qui est placée dans une enveloppe et qui en est espacée da manière à permettre un mouvement libre de la poudre dans l'en- .veloppe, caractérisé en ce que la couche de matière anti-flamme EMI8.4 comprend une rainure s'étendant longitudinalemént à la poudre afin de lui permettre de se déplacer relativement à l'enveloppe .

pour diminuer le degré de contrainte exercé dans la poudre pen- dant les cycles thermiques et réduire ainsi la tendance à la <Desc/Clms Page number 9> formation de fentes dans la poudre.

2. - Générateur de gaz selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'enveloppe et la poudra sont cylindriques, cette poudre ayant un trou axial comprenant la surface de com- buation exposée et la rainure s'étendant à travers la poudre jusqu'à l'ouverture intérieure de manière à s'adapter à la coquille extérieure de matière anti-flamme pour qu'elle se dé- place suivant une circonférence par rapport à l'enveloppe afin de diminuer les contraintes internes exercées dans la poudre pendant les cycles thermiques.

3.- Générateur de gaz selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la poudre et la coquille extérieure sont. introduites dans l'enveloppe du moteur de la fusée sous forme de cartouche et cette rainure dans la coquille permet à celle- ci de se dilater et de se contracter librement. @ 4. - Générateur de gaz selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que la matière combustible est un agent pro- puiseur à double base.