EP1319920B1 - Separateur pyrotechnique et dispositif de separation equipe d'un tel separateur - Google Patents

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EP1319920B1
EP1319920B1 EP20020293074 EP02293074A EP1319920B1 EP 1319920 B1 EP1319920 B1 EP 1319920B1 EP 20020293074 EP20020293074 EP 20020293074 EP 02293074 A EP02293074 A EP 02293074A EP 1319920 B1 EP1319920 B1 EP 1319920B1
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EP
European Patent Office
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separator
pyrotechnic
fuse
flanks
plane
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP20020293074
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1319920A1 (fr
Inventor
Bernard Louis Martin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dassault Aviation SA
Original Assignee
Dassault Aviation SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Dassault Aviation SA filed Critical Dassault Aviation SA
Publication of EP1319920A1 publication Critical patent/EP1319920A1/fr
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Publication of EP1319920B1 publication Critical patent/EP1319920B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/36—Means for interconnecting rocket-motor and body section; Multi-stage connectors; Disconnecting means
    • F42B15/38—Ring-shaped explosive elements for the separation of rocket parts

Definitions

  • the present invention relates to a pyrotechnic separator designed to be installed along a junction line of two mechanical parts temporarily assembled and designed to separate in a predetermined direction, and, more particularly, to such a separator comprising first and second flanks assembling said parts, sandwiching between them a current crushed pyrotechnic cord along said junction line, first and second weakening zones current on said first and second flank respectively, parallel and vicinity of said cord, and means for selectively activating said cord and causing thus breaking said flanks along said weakening zones.
  • Such a separator is well known, see for example the United States patent No. 3 698 281 in the name of Brandt, and finds particular application in the aerospace industry, where it is used in particular to ensure the separation of space launchers.
  • FIG. 1 of the drawing it is shown in Figure 1 of the drawing. annexed a first mechanical part 1, in the form of a ferrule, cylindrical of revolution, constituting the upper part of the casing of such a launcher, this first piece being surmounted by an ovoid cap consisting of second and third parts 2a, 2b in form half-caps, this cap having the function of protecting a payload (no represented), such as an artificial satellite for example, during the crossing of the layers dense of the atmosphere.
  • a payload no represented
  • the half-caps 2a, 2b and the shell 1 are assembled conventionally, as described in United States Patent No. 3,453,960 to Qualls name, following first and second junction lines respectively, equipped with first and second separators 3 and 4 respectively.
  • the first pyrotechnic separator runs along a junction line circular on which rests the two semicircular half-bases of the half-caps 2a and 2b. That is why this first separator can also consist, as shown, of two semicircular half-separators.
  • the second separator 4 runs along a section of the cap by a plane passing through the X axis of the launcher.
  • first and second separators 3 and 4 are installed in planes P 1 and P 2 respectively, the plane P 1 being perpendicular to the axis X of the launcher while the plane P 2 passes through this axis, between the two half-caps 2a and 2b symmetrical with respect to this plane, itself perpendicular to the direction D according to which the half-caps deviate from each other to clear the payload carried by the launcher.
  • the separator 4 is of a known type, ensuring the lateral disengagement of the two half-caps 2a, 2b according to the arrows f 1 , f 2 respectively. It may be pyrotechnic, as the first or, alternatively, spring.
  • the separator 3 is currently of one or the other of two known types, known as “symmetrical” and “asymmetrical” respectively.
  • An example of a “symmetric” separator is described in the aforementioned Brandt patent, whereas an example of an "asymmetric" separator is represented in FIGS. 3 and 4 of the Qualls patent also mentioned above.
  • a pyrotechnic separator includes classically a pyrotechnic cord comprising an expandable tube consisting of a metal envelope of oblong or "squashed" cross-section, the tube being filled with a explosive charge. The tube is placed between two flanks, plates, flanges or shoulders, integral with the two parts assembled by the separator.
  • flanks When the separator is asymmetrical, one of these flanks, plates, flanges, etc. is dug a line of weakness, a groove for example, at the tube expandable.
  • both flanks When the separator is symmetrical, both flanks are hollowed out of such line of weakness, which are then arranged symmetrically with respect to a plane median of the separator.
  • lines of weakening Also known from the United States patent nr. 6,298,786 (which forms a basis for the claims) to the names of Grosskrüger et al various separators with such flanks, lines of weakening being arranged symmetrically or asymmetrically with respect to the plane.
  • An asymmetric separator offers the advantage, when used to constitute the separator 3, to contribute to the lateral disengagement of the two half-caps, by the very fact of its asymmetry.
  • the explosion of the charge contained in the pyrotechnic cord applies high level shocks to assembled structures, which propagate in these structures and may then damage equipment mounted on them (particularly launcher payload).
  • a symmetrical separator offers, on an asymmetrical separator, the advantage to apply lower level shocks to structures. On the other hand, because of its symmetrical geometry, it does not contribute to the lateral dislocation of the two half-caps, it can even hinder.
  • the present invention therefore aims to achieve a pyrotechnic separator to constitute, in particular, the separator 3 of the cap shown in FIG. separator combining the advantages of separators of the two types discussed above, without presenting the disadvantages.
  • the present invention also aims to provide a separation device pyrotechnic of at least first, second and third mechanical parts temporarily assembled, comprising the separator according to the invention.
  • a pyrotechnic separator designed to be installed at along a junction line of two temporarily assembled mechanical parts and designed to separate in a predetermined direction, this separator comprising first and second assembly flanks of said parts enclosing a cord between them crushed pyrotechnic current along said junction line, first and second areas of weakening current on said first and second sidewalls respectively, parallel and in the vicinity of said cord, and means for selectively activating said cord and thus cause the rupture of said flanks along said weakening zones, this separator being remarkable in that said zones together define a surface break envelope tangent to said pyrotechnic cord and inclined at any point on said predetermined direction, said inclination being oriented so as to allow a mutual clearance of the two parts in said predetermined direction, without interference mechanical, activation of said cord.
  • the separator according to the invention makes it possible to constitute a separation device pyrotechnic of at least first, second and third mechanical parts temporarily assembled following first and second connecting lines equipped first and second pyrotechnic separators running between the first piece and said second and third pieces, and between said second and third pieces, respectively, said first and second joining lines developing in first and second planes perpendicular to each other and said second and third parts being symmetrical with respect to the second plane, this device being remarkable in what said first pyrotechnic separator is as stated above and in that said second pyrotechnic separator is equipped with activation means triggered by synchronism with those of the first pyrotechnic separator, to cooperate with the spacing of said second and third parts along said predetermined direction, perpendicular to said second plane.
  • FIGS. 2 and 3 of the accompanying drawings which represent a separator pyrotechnic designed, in particular, to constitute the separator 3 of FIG. application being given by way of illustrative and nonlimiting example only.
  • the separator 3 comprises two semi-circular halves placed end to end.
  • the sectional views of this separator shown in FIGS. 2 and 3 are taken in the sectional plane P 3 of FIG. 1, where the separator establishes a frangible connection between the ferrule-shaped part 1 and the half-shaped part 2b. -cap. Only part of the separator 3 placed between the ferrule 1 and the half-cap 2b will be described in the following, the other part of this separator being identical.
  • the separator 3 comprises first and second flanks 5 1 , 5 2 projecting from the piece 1 in a clevis-shaped cross-section, an edge portion of the cap 2b inserted between these two flanks for delimiting an annular chamber in which is housed a pyrotechnic cord with oblong or "crushed" cross-section, clamped between the flanks 5 1 , 5 2 .
  • the ferrule 1 and the half-cap 2b are assembled by a series of bolts such as that referenced 6 which passes through the shell 1 and the flanks 5 1 , 5 2 .
  • the pyrotechnic cord conventionally comprises an expandable metal tube 7 internally lined with a string of pyrotechnic material 8 centered in the tube by a cushioning product 9, for example.
  • Each of the two cords (7, 8, 9) forming part of the separator 3 is equipped with each of its two ends coming out of the cap 2a, 2b by windows 10a, 10b visible in FIG. 1, conventional activation means 11 shown in more detail in FIG. Figure 4.
  • the separator according to the invention comprises two weakening zones 14 1 , 14 2 , defined by notches or grooves (15a, 15b) and (16a, 16b) respectively, hollowed in both faces by look at the flanks 5 1 , 5 2 respectively, at the base of these flanks.
  • the thickness of the weakening zones and the geometry of the separator in the vicinity of the expansible tube 7 are defined so as to minimize the pyrotechnic shock during the firing of the pyrotechnic cord (7, 8, 9) as well as the shock due to the relaxation of the pieces separated.
  • the optimization carried out relates to the stiffness and the inertia of each of the flanks 5 1 , 5 2 as well as the arrangement and the thickness of the weakening zones.
  • the thickness of the flanks is optimized so as to make the zones work weakening as much as possible in shear.
  • the thickness of the flanks must be at least equal to that of the pyrotechnic cord, as shown in FIG. thus the deformation of the flanks during and after operation.
  • the breakout of zones weakening is thus obtained for a weak deformation of the cord, and thus also of flanks that rest on this cord.
  • these two weakening zones are arranged dissymmetrically with respect to the median plane P 4 of the separator (see FIG. 2) so as to define, after their rupture, an "envelope" surface of fracture S whose trace, in the plane of Figure 3, is inclined to the direction D according to which the two half-caps 2a, 2b must deviate from each other (see Figure 1).
  • This trace is defined by a straight line passing substantially through the middle of the weakening zones. As shown in the area 14 1 , the break in these areas is not necessarily parallel to the trace of the surface S.
  • FIG. 3 which represents the separator after the firing of the pyrotechnic cord (7, 8, 9), it appears that the trace of the surface S in the plane of the figure is inclined so as to allow the lateral sliding of the half-cap 2b, for example, in the direction of the arrow f 2 , without risk of attachment or other mechanical interference with the ferrule 1. It is the same for the other half-cap 2a.
  • the surface S takes a frustoconical shape (when the ferrule 1 is cylindrical of revolution), the top of the cone tangent to this shape being on the X axis, on the side of the cap (2a, 2b), by report to plan P 1 .
  • the weakening zone 14 1 whose radius is smaller than that of the zone 14 2 , is then above the zone 14 2 when it is located with respect to the axis X, as it is oriented in Figure 1.
  • Activation of the pyrotechnic separator according to the invention is effected as has been seen above, using means 11 mounted at the ends of the cord (7, 8, 9), means commonly called “detonators” or " pyrotechnic transmission lines ".
  • An initiation unit (not shown) coordinates and synchronizes the activations of the detonators or transmission lines associated with the various cords forming part of the separators 3 and 4 of the device shown in FIG. 1, so as to ensure the separation and the ejection half-caps 2a, 2b according to the arrows f 1 and f 2 respectively.
  • the impetus required for this ejection is obtained by firing the separator 4. Indeed, the firing of the separator 3 does not develop a radial force sufficient to ensure this ejection.
  • the detonation of the pyrotechnic charge inflates the expansible tube 7, which then transmits the shock wave produced by the detonation to the sidewalls 1 , 5 2 on which he relies.
  • This shock wave shows in the weakening zones 14 1 , 14 2 shear stresses such that these zones break by revealing the fracture surface S.
  • the swelling of the tube 7 makes it lose its oblong shape and gives it a substantially elliptical shape (as shown in FIG. 3) which causes the tube to lock against the facing faces of the flanks 5 1 , 5 2 . This is made possible by the thickness of the flanks 5 1 , 5 2 , which limits their permanent deformations, after activation of the separator.
  • the tube 7 then remains integral with the ejected half-cap 2a or 2b, which avoids any dangerous dispersion of its components in the environment of the launcher.
  • the tube 7 After swelling, the tube 7 also remains tangent to the fracture surface S (see 3), which allows the half-cap which it is integral to move freely from the launcher, thanks to the impetus provided by the separator 4, and this without any risk mechanical catching on the surface facing the ferrule 1, in accordance with one of the purposes of the present invention.

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Description

La présente invention est relative à un séparateur pyrotechnique conçu pour être installé au long d'une ligne de jonction de deux pièces mécaniques temporairement assemblées et conçues pour se séparer selon une direction prédéterminée, et, plus particulièrement, à un tel séparateur comprenant des premier et deuxième flancs d'assemblage desdites pièces, enserrant entre eux un cordon pyrotechnique écrasé courant au long de ladite ligne de jonction, des première et deuxième zones d'affaiblissement courant sur lesdits premier et deuxième flancs respectivement, parallèlement et au voisinage dudit cordon, et des moyens pour activer sélectivement ledit cordon et provoquer ainsi la rupture desdits flancs au long desdites zones d'affaiblissement.
Un tel séparateur est bien connu, voir par exemple le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 698 281 au nom de Brandt, et il trouve notamment application dans l'industrie aérospatiale, où on l'utilise en particulier pour assurer la séparation d'éléments de lanceurs spatiaux.
A titre d'exemple illustratif et non limitatif, on a représenté à la figure 1 du dessin annexé une première pièce mécanique 1,en forme de virole, cylindrique de révolution, constituant la partie supérieure de l'enveloppe d'un tel lanceur, cette première pièce étant surmontée d'une coiffe ovoïde constituée de deuxième et troisième pièces 2a, 2b en forme de demi-coiffes, cette coiffe ayant pour fonction de protéger une charge utile (non représentée) telle qu'un satellite artificiel par exemple, pendant la traversée des couches denses de l'atmosphère.
A l'approche de l'orbite nominale sur laquelle le satellite doit être installé, il convient naturellement d'éjecter latéralement les deux demi-coiffes 2a, 2b dans le sens des flèches f1 et f2 de sens opposés, définissant ensemble une direction D.
Pour permettre cette éjection, les demi-coiffes 2a, 2b et la virole 1 sont assemblées classiquement, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 453 960 au nom de Qualls, suivant des première et deuxième lignes de jonction respectivement, équipées de premier et deuxième séparateurs 3 et 4 respectivement.
Le premier séparateur, pyrotechnique, court au long d'une ligne de jonction circulaire sur laquelle s'appuie les deux demi-bases semi-circulaires des demi-coiffes 2a et 2b. C'est pourquoi ce premier séparateur peut aussi être constitué, comme représenté, de deux demi-séparateurs semi-circulaires.
Le deuxième séparateur 4 court au long d'une section de la coiffe par un plan passant par l'axe X du lanceur.
Ainsi les premier et deuxième séparateurs 3 et 4 sont-ils installés dans des plans P1 et P2 respectivement, le plan P1 étant perpendiculaire à l'axe X du lanceur alors que le plan P2 passe par cet axe, entre les deux demi-coiffes 2a et 2b symétriques par rapport à ce plan, lui-même perpendiculaire à la direction D suivant laquelle les demi-coiffes s'écartent l'une de l'autre pour dégager la charge utile portée par le lanceur.
Le séparateur 4 est d'un type connu, assurant le déboítement latéral des deux demi-coiffes 2a, 2b suivant les flèches f1, f2 respectivement. Il peut être pyrotechnique, comme le premier ou, en variante, à ressort.
Le séparateur 3 est couramment de l'un ou de l'autre de deux types connus, dits "symétriques" et "asymétriques" respectivement. Un exemple de séparateur "symétrique" est décrit au brevet Brandt précité alors qu'un exemple de séparateur "asymétrique" est représenté aux figures 3 et 4 du brevet Qualls également précité. Qu'il soit du type "symétrique" ou du type "asymétrique", un séparateur pyrotechnique comprend classiquement un cordon pyrotechnique comprenant un tube expansible constitué d'une enveloppe métallique de section droite oblongue ou "écrasée", le tube étant rempli avec une charge explosive. Le tube est placé entre deux flancs, plaques, flasques ou épaulements, solidaires des deux pièces assemblées par le séparateur.
Quand le séparateur est asymétrique, l'un de ces flancs, plaques, flasques, etc est creusé d'une ligne d'affaiblissement, une rainure par exemple, au niveau du tube expansible. Quand le séparateur est symétrique, les deux flancs sont creusés d'une telle ligne d'affaiblissement, qui sont alors disposées symétriquement par rapport à un plan médian du séparateur. On connait aussi du brevet des Etats -Unis d'Amérique nr. 6.298.786 (qui forme une base pour les revendications) aux noms de Grosskrüger et al divers séparateurs comportant de tels flancs, les lignes d'affaiblissement étant disposées symétriquement ou asymétriquement par rapport à le plan.
A l'allumage de la charge explosive contenue dans le tube, celui-ci tend à prendre une forme circulaire et repousse alors les parois des flancs entre lesquelles il est pincé, ce qui provoque la rupture de la, ou des lignes d'affaiblissement, et donc la séparation physique des pièces auparavant assemblées.
Un séparateur asymétrique offre l'avantage, quand on l'utilise pour constituer le séparateur 3, de contribuer au déboítement latéral des deux demi-coiffes, du fait même de son asymétrie. Par contre l'explosion de la charge contenue dans le cordon pyrotechnique applique aux structures assemblées des chocs de niveau élevé, qui se propagent dans ces structures et peuvent alors endommager les équipements montés sur celles-ci (notamment la charge utile du lanceur).
Un séparateur symétrique offre, sur un séparateur asymétrique, l'avantage d'appliquer aux structures des chocs de plus bas niveaux. Par contre, du fait de sa géométrie symétrique, il ne contribue pas au déboítement latéral des deux demi-coiffes, qu'il peut même gêner.
La présente invention a donc pour but de réaliser un séparateur pyrotechnique propre à constituer, notamment, le séparateur 3 de la coiffe représentée à la figure 1, ce séparateur combinant les avantages des séparateurs des deux types examinés ci-dessus, sans en présenter les inconvénients.
La présente invention a aussi pour but de réaliser un dispositif de séparation pyrotechnique d'au moins des première, deuxième et troisième pièces mécaniques temporairement assemblées, comportant le séparateur suivant l'invention.
On atteint ces buts de l'invention ainsi que d'autres qui apparaítront à la lecture de la description qui va suivre, avec un séparateur pyrotechnique conçu pour être installé au long d'une ligne de jonction de deux pièces mécaniques temporairement assemblées et conçues pour se séparer selon une direction prédéterminée, ce séparateur comprenant des premier et deuxième flancs d'assemblage desdites pièces enserrant entre eux un cordon pyrotechnique écrasé courant au long de ladite ligne de jonction, des première et deuxième zones d'affaiblissement courant sur lesdits premier et deuxième flancs respectivement, parallèlement et au voisinage dudit cordon, et des moyens pour activer sélectivement ledit cordon et provoquer ainsi la rupture desdits flancs au long desdites zones d'affaiblissement, ce séparateur étant remarquable en ce que lesdites zones définissent ensemble une surface enveloppe de cassure tangente audit cordon pyrotechnique et inclinée en tout point sur ladite direction prédéterminée, ladite inclinaison étant orientée de manière à autoriser un dégagement mutuel des deux pièces selon ladite direction prédéterminée, sans interférence mécanique, à l'activation dudit cordon.
Le séparateur suivant l'invention permet de constituer un dispositif de séparation pyrotechnique d'au moins des première, deuxième et troisième pièces mécaniques temporairement assemblées suivant des première et deuxième lignes de jonction équipées de premier et deuxième séparateurs pyrotechniques courant entre la première pièce et lesdites deuxième et troisième pièces, et entre lesdites deuxième et troisième pièces, respectivement, lesdites première et deuxième lignes de jonction se développant dans des premier et deuxième plans perpendiculaires entre eux et lesdites deuxième et troisième pièces étant symétriques par rapport au deuxième plan, ce dispositif étant remarquable en ce que ledit premier séparateur pyrotechnique est tel qu'énoncé ci-dessus et en ce que ledit deuxième séparateur pyrotechnique est équipé de moyens d'activation déclenchés en synchronisme avec ceux du premier séparateur pyrotechnique, pour coopérer à l'écartement desdites deuxième et troisième pièces selon ladite direction prédéterminée, perpendiculaire audit deuxième plan.
D'autres caractéristiques de la présente invention apparaítront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel :
  • la figure 1 est une vue perspective schématique du dispositif de séparation suivant l'invention, appliqué à des pièces constituant la coiffe d'un lanceur spatial, ce dispositif étant partiellement décrit en préambule de la présente description,
  • les figures 2 et 3 représentent des vues en coupe transversale du séparateur suivant l'invention, respectivement avant et après activation de la charge explosive contenue dans le cordon pyrotechnique de ce séparateur, et,
  • la figure 4 est une vue, avec coupe partielle, de moyens d'activation de ladite charge.
On se réfère aux figures 2 et 3 du dessin annexé qui représentent un séparateur pyrotechnique conçu, notamment, pour constituer le séparateur 3 de la figure 1, cette application étant donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif seulement.
Dans cet exemple, le séparateur 3 comprend deux moitiés semi-circulaires mises bout à bout. Les vues en coupe de ce séparateur représenté aux figures 2 et 3 sont prises dans le plan de coupe P3 de la figure 1, où le séparateur établit une liaison frangible entre la pièce 1 en forme de virole et la pièce 2b en forme de demi-coiffe. On ne décrira dans la suite que la partie du séparateur 3 placée entre la virole 1 et la demi-coiffe 2b, l'autre partie de ce séparateur étant identique.
Comme représenté aux figures 2 et 3, le séparateur 3 comprend des premier et deuxième flancs 51, 52 débordant de la pièce 1 selon une section droite en forme de chape, une partie de bord de la coiffe 2b s'insérant entre ces deux flancs pour délimiter une chambre annulaire dans laquelle est logé un cordon pyrotechnique à section droite oblongue, ou "écrasée", serré entre les flancs 51, 52. La virole 1 et la demi-coiffe 2b sont assemblées par une série de boulons tels que celui référencé 6 qui traverse la virole 1 et les flancs 51, 52.
Le cordon pyrotechnique comprend, classiquement, un tube métallique expansible 7 garni intérieurement d'un cordon de matière pyrotechnique 8 centré dans le tube par un produit de calage 9, par exemple.
Chacun des deux cordons (7, 8, 9) formant partie du séparateur 3 est équipé, à chacune de ses deux extrémités sortant de la coiffe 2a, 2b par des fenêtres 10a, 10b visibles sur la figure 1, de moyens d'activation 11 classiques représentés en plus de détail à la figure 4.
Sur cette figure il apparaít que le tube 7 du cordon est maintenu, à sa sortie de la coiffe, par une bague 12 traversée par le tube 7 et fixée sur la virole 1 grâce à une vis 13.
Sur la figure 2 il apparaít que le séparateur suivant l'invention comprend deux zones d'affaiblissement 141, 142, définies par des entailles ou rainures (15a, 15b) et (16a, 16b) respectivement, creusées dans les deux faces en regard des flancs 51, 52 respectivement, à la base de ces flancs.
L'épaisseur des zones d'affaiblissement et la géométrie du séparateur au voisinage du tube expansible 7 sont définies de manière à minimiser le choc pyrotechnique lors de la mise à feu du cordon pyrotechnique(7, 8, 9) ainsi que le choc dû à la relaxation des pièces séparées.
L'optimisation réalisée porte sur la raideur et l'inertie de chacun des flancs 51, 52 ainsi que sur la disposition et l'épaisseur des zones d'affaiblissement.
L'épaisseur des flancs est optimisée de façon à faire travailler les zones d'affaiblissement le plus possible en cisaillement. Pour cela, l'épaisseur des flancs doit être au moins égale à celle du cordon pyrotechnique, comme représenté à la figure 2. On limite ainsi la déformation des flancs pendant et après fonctionnement. La cassure des zones d'affaiblissement s'obtient ainsi pour une faible déformation du cordon, et donc aussi des flancs qui s'appuient sur ce cordon.
Suivant la présente invention, ces deux zones d'affaiblissement sont disposées dissymétriquement par rapport au plan médian P4 du séparateur (voir figure 2) de manière à définir, après leur rupture, une surface "enveloppe" de cassure S dont la trace, dans le plan de la figure 3, est inclinée sur la direction D suivant laquelle les deux demi-coiffes 2a, 2b doivent s'écarter l'une de l'autre (voir figure 1).
Cette trace est définie par une droite passant sensiblement par les milieux des zones d'affaiblissement. Comme cela est représenté dans la zone 141, la cassure dans ces zones n'est pas forcément parallèle à la trace de la surface S.
Sur la figure 3, qui représente le séparateur après la mise à feu du cordon pyrotechnique (7, 8, 9), il apparaít que la trace de la surface S dans le plan de la figure est inclinée de manière à permettre le glissement latéral de la demi-coiffe 2b, par exemple, dans le sens de la flèche f2, sans risque d'accrochage ou d'autre interférence mécanique avec la virole 1. Il en est de même de l'autre demi-coiffe 2a.
Pour ce faire, la surface S prend une forme tronconique (quand la virole 1 est cylindrique de révolution), le sommet du cône tangent à cette forme se trouvant sur l'axe X, du côté de la coiffe (2a, 2b), par rapport au plan P1. La zone d'affaiblissement 141 dont le rayon est plus petit que celui de la zone 142, se trouve alors au-dessus de la zone 142 quand on la repère par rapport à l'axe X, tel qu'il est orienté sur la figure 1.
Il apparaít aussi sur les figures 2 et 3 que la surface S tangente le cordon pyrotechnique (7, 8, 9) aussi bien avant la mise à feu de ce cordon, qu'après cette mise à feu (voir figure 3). On expliquera l'intérêt de cette disposition dans la suite de la présente description, consacrée au fonctionnement du séparateur et du dispositif de séparation suivant l'invention.
L'activation du séparateur pyrotechnique suivant l'invention s'opère comme on l'a vu plus haut, à l'aide de moyens 11 montés aux extrémités du cordon (7, 8, 9), moyens couramment appelés "détonateurs" ou "lignes de transmission pyrotechnique". Une centrale d'initiation (non représentée) coordonne et synchronise les activations des détonateurs ou des lignes de transmission associés aux divers cordons formant partie des séparateurs 3 et 4 du dispositif représenté à la figure 1, de manière à assurer la séparation et l'éjection des demi-coiffes 2a, 2b selon les flèches f1 et f2 respectivement.
L'impulsion nécessaire à cette éjection est obtenue par la mise à feu du séparateur 4. En effet la mise à feu du séparateur 3 ne développe pas un effort radial suffisant pour assurer cette éjection.
A la mise à feu du, ou des, cordons (7, 8, 9) du séparateur 3, la détonation de la charge pyrotechnique fait gonfler le tube expansible 7 qui transmet alors l'onde de choc produite par la détonation aux flancs 51, 52 sur lesquels il s'appuie. Cette onde de choc fait apparaítre dans les zones d'affaiblissement 141, 142 des contraintes de cisaillement telles que ces zones se cassent en faisant apparaítre la surface de cassure S.
Le gonflement du tube 7 lui fait perdre sa forme oblongue et lui donne une forme sensiblement elliptique (comme représenté à la figure 3) qui provoque le blocage du tube contre les faces en regard des flancs 51, 52. Cela est rendu possible par l'épaisseur des flancs 51, 52, qui limite leurs déformations permanentes, après activation du séparateur. Le tube 7 reste alors solidaire de la demi-coiffe 2a ou 2b éjectée, ce qui évite toute dispersion dangereuse de ses composants dans l'environnement du lanceur.
Après gonflement, le tube 7 reste aussi tangent à la surface de cassure S (voir figure 3), ce qui permet à la demi-coiffe dont il est solidaire de s'écarter librement du lanceur, grâce à l'impulsion fournie par le séparateur 4, et ceci sans aucun risque d'accrochage mécanique sur la surface en regard de la virole 1, conformément à un des buts de la présente invention.
Un choix approprié du demi-angle au sommet de la surface de cassure S, tronconique, par exemple entre 10° et 20° permet d'éliminer complètement ce risque d'accrochage. La géométrie d'ensemble du séparateur suivant l'invention restant proche de celle d'un séparateur dit "symétrique", on conserve en outre l'avantage de ce dernier, à savoir le faible niveau du choc appliqué à la structure attenante lors de la mise à feu du séparateur, notamment dans la bande de fréquence allant de 500 Hz à 10 000 Hz environ.
Le séparateur suivant l'invention n'est pas limité à son utilisation dans un dispositif du type de celui représenté à la figure 1 du dessin annexé.
Il peut trouver application, au contraire, à chaque fois qu'il faut, lors de la séparation pyrotechnique de deux pièces, supprimer tout risque d'interférence mécanique entre ces deux pièces tout en minimisant le niveau du choc pyrotechnique transmis aux pièces assemblées.

Claims (6)

  1. Séparateur pyrotechnique conçu pour être installé au long d'une ligne de jonction de deux pièces mécaniques (1; 2a, 2b) temporairement assemblées et conçues pour se séparer selon une direction (D) prédéterminée, comprenant des premier (51) et deuxième (52) flancs d'assemblage desdites pièces (1; 2a, 2b) enserrant entre eux un cordon pyrotechnique (7, 8, 9) écrasé courant au long de ladite ligne de jonction, des première (141) et deuxième (142) zones d'affaiblissement courant sur lesdits premier (51) et deuxième (52) flancs respectivement, parallèlement et au voisinage dudit cordon (7, 8, 9), et des moyens (11) pour activer sélectivement ledit cordon (7, 8, 9) et provoquer ainsi la rupture desdits flancs (51, 52) au long desdites zones d'affaiblissement (141, 142), caractérisé en ce que lesdites zones (141, 142) définissent ensemble une surface enveloppe de cassure (S) tangente audit cordon pyrotechnique (7, 8, 9) et inclinée en tout point sur ladite direction (D) prédéterminée, ladite inclinaison étant orientée de manière à autoriser un dégagement mutuel des deux pièces (1; 2a, 2b) selon ladite direction (D) sans interférence mécanique, à l'activation dudit cordon (7, 8, 9) lequel est, après activation, retenu entre et par lesdits flancs (51, 52), entièrement d'un même côté de ladite surface de cassure (S).
  2. Séparateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits flancs (51, 52) sont d'épaisseur au moins égale à celle dudit cordon pyrotechnique (7, 8, 9).
  3. Séparateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la rupture des zones d'affaiblissement résulte essentiellement de l'application d'efforts de cisaillement.
  4. Dispositif de séparation pyrotechnique d'au moins des première (1), deuxième (2a) et troisième (2b) pièces mécaniques temporairement assemblées suivant des première et deuxième lignes de jonction équipées de premier (3) et deuxième (4) séparateurs courant entre la première pièce (1) et lesdites deuxième (2a) et troisième (2b) pièces, et entre lesdites deuxième (2a) et troisième (2b) pièces, respectivement, lesdites première et deuxième lignes de jonction se développant dans des premier (P1) et deuxième (P2) plans perpendiculaires entre eux et lesdites deuxième (2a) et troisième (2b) pièces étant symétriques par rapport au deuxième plan (P2), caractérisé en ce que ledit premier séparateur (3) est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3 et en ce que ledit deuxième séparateur (4) coopère avec le premier séparateur (3), à l'écartement desdites deuxième (2a) et troisième (2b) pièces selon ladite direction (D) prédéterminée, perpendiculaire audit deuxième plan (P2).
  5. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que ladite première pièce (1) forme partie de l'enveloppe d'un lanceur spatial, et en ce que lesdits deuxième (2a) et troisième (2b) pièces sont des demi-coiffes d'un tel lanceur.
  6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins une extrémité dudit cordon (7, 8, 9) est équipée desdits moyens d'activation (11) et en ce que ladite extrémité traverse ladite enveloppe dudit lanceur, et une bague (12) fixée sur cette enveloppe pour retenir ladite extrémité.
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