EP1170568A2 - Dispositif de minimisation des effets déflagrants d'une enceinte métallique en cas de surpression interne accidentelle. - Google Patents
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- EP1170568A2 EP1170568A2 EP01401693A EP01401693A EP1170568A2 EP 1170568 A2 EP1170568 A2 EP 1170568A2 EP 01401693 A EP01401693 A EP 01401693A EP 01401693 A EP01401693 A EP 01401693A EP 1170568 A2 EP1170568 A2 EP 1170568A2
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Classifications
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- F42B39/14—Explosion or fire protection arrangements on packages or ammunition
Definitions
- the present invention relates to a minimization device explosion effects of a metal enclosure in the event of overpressure accidental internal.
- the subject of the present invention is a device making it possible to minimize the explosion effects of a metal enclosure subjected to internal overpressure, for example a missile booster enclosure, overpressure in the event of a fire to which it would be subjected, this device being simple to adapt to different kinds of speakers, while being inexpensive, and effective in almost all cases.
- the device according to the invention comprises a system pyrotechnic fixed to the enclosure which is triggered as soon as there is detection of a phenomenon causing the rise in overpressure in the enclosure, the fire of this pyrotechnic system causing, by heating, the fall limited local mechanical characteristics of the enclosure.
- the present invention is described below with reference to a missile booster subjected to fire in its storage hangar accidental, but it is understood that it is not limited to this alone application, and that it can be implemented in other applications comprising a metal enclosure, already under internal pressure, or containing products which can put it under normal pressure, and overpressure in the event of an accident, this overpressure causing the explosion of the enclosure with violent projection of significant fragments of this enclosure.
- the propellant 1 shown in the single figure comprises essentially an enclosure 2 of circular cylindrical shape enclosing a coaxial inner central channel 3, the space between this channel 3 and enclosure 2 being filled with propellant 4.
- a binding agent 7 (known as "liner"), which is generally made of polybutadiene or polyurethane.
- a box 5 containing a pyrotechnic composition 6 there is fixed on the external face of the enclosure 2 a box 5 containing a pyrotechnic composition 6.
- This composition 6 releases, when ignited, a large amount of calories, sufficient to locally degrade the mechanical properties of enclosure 2 to the point that during the auto-ignition of the propellant 4 due to its heating due to a fire, the pressure thus generated in the enclosure does not have the time to reach a too high value and to provoke the violent reaction supra.
- this internal pressure begins to increase, while remaining relatively low (at a value easily supported by the enclosure under normal conditions)
- the part of the enclosure weakened by the significant heating due to composition 6 opens without practically produce splinters, and lets escape the gases under pressure produced by propellant inflammation.
- composition 6 is propellant or a pyrotechnic composition, and its volume is approximately 10 cm 3 for a steel enclosure, with a thickness of approximately 1.5 mm and length 10 cm.
- the nature and the quantity of composition 6 are adapted to the characteristics of the enclosure 2, and of the propellant 4.
- composition 6 can be either spontaneous by following its heating due to the fire, or triggered by a appropriate firing connected to a thermal sensor fixed to the enclosure 2.
- a layer of thermal insulating material which allows delay the heating of propellant 4 to allow time for composition 6 to sufficiently weaken the local mechanical characteristics of enclosure 2.
- the box 5 with the composition 6 are fixed inside the enclosure 2, in contact with the latter.
- Such a mode of realization although less easy to realize than the embodiment described above, may have advantages in other applications, for example of the fact that the box 5 does not constitute a "wart" outside of the enclosure and therefore is not likely to be torn off accidentally, by example during handling of the enclosure, or does not constitute embarrassment, for example to move the enclosure.
- the device of the invention makes it possible to avoid the violent explosion of an enclosure which either contains products capable of ignite by self-ignition or explode as a result of overheating of the enclosure, or is under internal pressure in normal conditions, but this internal pressure can rise excessively under abnormal conditions (overheating, modification content composition, internal short circuit ).
- the ignition of composition 6 is triggered spontaneously or by a suitable physical or chemical condition sensor ( pressure, temperature, gas sensor ).
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Abstract
Pour éviter l'éclatement violent de l'enceinte (2) d'un propulseur
contenant du propergol (4) lors d'un incendie accidentel de son
environnement, on fixe sur cette enceinte, une composition pyrotechnique (5,
6) qui échauffe localement l'enceinte lors de cet incendie, et fragilise donc
cette enceinte, qui s'ouvre à cet endroit avant que la pression intérieure soit
trop importante, ce qui évite la fragmentation de l'enceinte et la projection
violente de tels fragments.
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif de minimisation
des effets déflagrants d'une enceinte métallique en cas de surpression
interne accidentelle.
Certains propulseurs de missile, possédant une structure
métallique, réagissent violemment quand ils sont soumis à l'épreuve du feu,
dû à un incendie environnant. Dans ce cas, un grand nombre d'éclats de la
structure métallique, de taille significative, sont violemment projetés à longue
distance. Cette réaction est la conjonction de deux phénomènes :
- quelle que soit l'architecture du propulseur, l'échauffement dû à l'incendie provoque la réaction pyrotechnique du propulseur. l'énergie ainsi dégagée provoque une montée en pression dans l'enveloppe du propulseur ;
- simultanément, les propriétés de résistance mécanique de l'enveloppe ne sont pas suffisamment affaiblies par l'incendie. La rupture de l'enveloppe se produit donc à une pression élevée, génératrice d'éclats métalliques importants.
La présente invention a pour objet un dispositif permettant de
minimiser les effets déflagrants d'une enceinte métallique soumise à une
surpression interne, par exemple une enceinte de propulseur de missile,
mise en surpression en cas d'incendie auquel elle serait soumise, ce
dispositif étant simple à adapter à différentes sortes d'enceintes, tout en
étant peu onéreux, et efficace dans pratiquement tous les cas.
Le dispositif conforme à l'invention comporte un système
pyrotechnique fixé à l'enceinte qui est déclenché dès qu'il y a détection d'un
phénomène provoquant la montée en surpression dans l'enceinte, la mise à
feu de ce système pyrotechnique provoquant, par échauffement, la chute
locale limitée des caractéristiques mécaniques de l'enceinte.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la
description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non
limitatif et illustré par le dessin annexé, dont la figure unique est une vue
partielle en coupe d'un propulseur de missile muni d'un dispositif conforme à
l'invention.
La présente invention est décrite ci-dessous en référence à un
propulseur de missile soumis, dans son hangar de stockage, à un feu
accidentel, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à cette seule
application, et qu'elle peut être mise en oeuvre dans d'autres applications
comportant une enceinte métallique, déjà sous pression interne, ou bien
contenant des produits pouvant la mettre en pression normale, et en
surpression en cas d'accident, cette surpression provoquant l'explosion de
l'enceinte avec projection violente d'éclats importants de cette enceinte.
Le propulseur 1 représenté en figure unique comporte
essentiellement une enceinte 2 de forme cylindrique circulaire enfermant un
canal central intérieur coaxial 3, l'espace compris entre ce canal 3 et
l'enceinte 2 étant rempli de propergol 4. Afin d'assurer une bonne adhérence
entre le propergol et l'enceinte, on tapisse la face interne de celle-ci avec un
agent de liaison 7 (dit : « liner »), qui est généralement en polybutadiène ou
polyuréthane.
Selon l'invention, on fixe sur la face externe de l'enceinte 2 un
coffret 5 renfermant une composition pyrotechnique 6. Cette composition 6
dégage, lorsqu'elle est mise à feu, une forte quantité de calories, suffisante
pour dégrader localement les propriétés mécaniques de l'enceinte 2 au point
que lors de l'auto-inflammation du propergol 4 par suite de son échauffement
dû à un incendie, la pression ainsi engendrée dans l'enceinte n'a pas le
temps d'atteindre une valeur trop élevée et de provoquer la réaction violente
précitée. En fait, dès que cette pression interne commence à croítre, tout en
restant relativement basse (à une valeur facilement supportée par l'enceinte
dans des conditions normales), la partie de l'enceinte fragilisée par
l'échauffement important dû à la composition 6 s'ouvre sans pratiquement
produire d'éclats, et laisse s'échapper les gaz sous pression produits par
l'inflammation du propergol.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la composition 6 est
du propergol ou une composition pyrotechnique, et son volume est d'environ
10 cm3 pour une enceinte en acier, d'une épaisseur d'environ 1,5 mm et de
longueur 10 cm. Bien entendu, la nature et la quantité de composition 6 sont
adaptées aux caractéristiques de l'enceinte 2, et du propergol 4.
La mise à feu de la composition 6 peut être soit spontanée par
suite de son échauffement dû à l'incendie, soit déclenché par un dispositif de
mise à feu approprié relié à un capteur thermique fixé à l'enceinte 2.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on dispose autour
de l'enceinte une couche de matériau isolant thermique qui permet de
retarder l'échauffement du propergol 4 pour laisser le temps à la composition
6 d'affaiblir suffisamment les caractéristiques mécaniques locales de
l'enceinte 2.
Selon une variante de l'invention, le coffret 5 avec la composition
6 sont fixés à l'intérieur de l'enceinte 2, au contact de celle-ci. Un tel mode de
réalisation, bien que moins simple à réaliser que le mode de réalisation décrit
ci-dessus, peut présenter des avantages dans d'autres applications, par
exemple du fait que le coffret 5 ne constitue pas de « verrue » à l'extérieur de
l'enceinte et donc ne risque pas d'être arraché accidentellement, par
exemple au cours de manipulations de l'enceinte, ou ne constitue pas de
gêne, par exemple pour déplacer l'enceinte.
De façon générale, le dispositif de l'invention permet d'éviter
l'explosion violente d'une enceinte qui, soit contient des produits pouvant
s'enflammer par auto-inflammation ou exploser par suite d'un
suréchauffement de l'enceinte, soit est sous pression interne dans des
conditions normales, mais cette pression interne pouvant s'élever
exagérément dans des conditions anormales (suréchauffement, modification
de la composition du contenu, court-circuit interne ...). Dans de tels cas, la
mise à feu de la composition 6 est déclenchée spontanément ou par un
capteur de conditions physiques ou chimiques approprié (capteur de
pression, de température, capteur de gaz ...).
Claims (7)
- Dispositif de minimisation des effets déflagrants d'une enceinte métallique en surpression accidentelle, caractérisé par le fait qu'il comporte un système pyrotechnique (6) fixé à l'enceinte (2), qui est déclenché dès qu'il y a détection d'un phénomène provoquant la montée en surpression dans l'enceinte, la mise à feu de ce système pyrotechnique provoquant, par échauffement, la chute locale limitée des caractéristiques mécaniques de l'enceinte.
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le système pyrotechnique est fixé à l'extérieur de l'enceinte, au contact de celle-ci.
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le système pyrotechnique est fixé à l'intérieur de l'enceinte, au contact de celle-ci.
- Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la mise à feu du système pyrotechnique est provoquée par échauffement.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la mise à feu du système pyrotechnique est déclenchée par un capteur de conditions physiques ou chimiques.
- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'enceinte est recouverte d'une couche de matériau isolant thermique.
- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'enceinte est celle d'un propulseur de missile.
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