Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~ 1736~3
La présente invention a trait à un agent propulsif pour des
générateurs de gaz du type à "base-bleed", c'est-~-dire pour des
générateurs comportant une charge génératrice de gaz pour augmenter
la portée des projectiles qui en sont équipés et contenant un ou
plusieurs corps solides granuleux ou pulvérulents, dont au moins un
est un oxydant, et un liant, ainsi qu'à un agent propulsif de ce
genre.
Par l'expression "générateurs de gaz du tvpe à base-bleed"
s'entendent des dispositifs moteurs à production de gaz destinés à
augmenter la portée des projectiles qui en sont équipés, et cela
sans que cet effet ne soit obtenu par accélération active du pro-
jectile.
On sait que, pour augmenter la portée des projectiles lancés
par des pièces d'artillerie, tels que par exemple des obus de 155 mm,
une charge propulsive èst disposée dans une chambre de la base du
projectile. Cette charge propulsive provoque par sa combustion une
accélération supplémentaire du projectile. ~n inconvénient de ce
systeme conslste en ce que l'accélération supplémentaire diminue
sensiblement la précision du tir. S'y joint l'inconvénient d'une
augmentation sensible du poids du projectile par la chambre de
combustion prévue à l'arrière du projectile, de sorte que le gain
de portée n'est pas en rapport avec la consommation supplémentaire
d'énergie. Et comme la longueur des projectiles concernés ne peut
pas être augmentée outre mesure pour des raisons d'ordre balisti-
que, il est inévitable que l'incorporation de ladite charge pro-
pulsive s'effectue au détriment du volume utile du projectile. En
outre, ces charges propulsives accélératrices sont relativement
compliquées et sont de ce fait d'un prix de revient assez élevé.
C'est en raison de ces inconvénients, d'une part, et, d'autre
part, du fait d'expérience qu'une accélération active de puissance
relativement faible suffit dans la plupart des cas pour provoquer
une augmentation appréciable de la portée des projectiles, qu'on se
- 2 -
J
.
'' 11736~3
limite à l'emploi des generateurs dits generateur~ à "base-bleea"
pour augmenter la portée des projectiles. Danfi ce cas, les gaz de
combustion ne s'échappent de la chambre~de combustion du projectile
que sous une surpression relativement faible de 0,01 ~ 2 MPa et la
vitesse de combustion varie de ~,5 a 5 mm~seconde.
Dans ces conditions, l'accélération active provoquée par la
combustion de la charge propulsive est pratiquement nulle. Cette
dernière ne s'allume qu'après sa sortîe du projectile du canon et
les gaz de combustion qui s'échappent de la chambre où s'effectue
la com~ustion de la masse propulsive, se limitent à remplir le vide
d'origine aérodynamique qui se forme à l'arrière du projectile,
vide dont on sait qu'il freine le mouvement du projectile et en
diminue ainsi la portée. Le remplissage de ce vide avec les gaz de
combu~tion s'échappant du projectile supprime dans une large mesure
les forces négatives, dirigées vers l'arrière, qui sont d'origine
aérodynamique et provoquent le freinage du projectile. Ce système
présente le grand avantage sur l'emploi de charges propulsives à
effet accélérateur actif qu'il se prete ~ une augmentation d'en-
viron 30% de la portée des projectiles à des frais sensiblement
moindres. En outre, comme l'augmentation de la portae du projec-
tile s'obtient uniquement par remplissage dudit vide aérodynamique
et donc sans accélération active, la précision du tir est sensible-
ment meilleure qu'en cas d'emploi de charges propulsives agissant
par réaction.
Les agents propulsifa employés jusqu'à présent dans les gé-
nérateurs de gaz a "base-bleed" s'emploient exclusivement sous
forme de blocs moulés solides prets ~ l'emploi, le plus souvent
sans que les compositions à partir desquelles ils sont fabriqués ne
se prêtent ~ l'emmagasinage. Des générateurs de gaz à "base-bleed"
sont décrits dans le brevet belge nq 834.903.
La fabrication des masses ou charges propulsives pour les
générateurs de gaz à "base-bleed" s'effectue par des procédés
f --~
~736~3
connus de la manière suivante. Un oxydant, tel que.le perchlorate
d'ammonium, et éventueIlement d'autre~ corp~ ~olides, tels que
l'aluminium comme combusti~le ou autres, sont mélangés avec un
liant à l'état liquide, tel que par exemple:le butadiène, de manière
à former une masse très visqueuse ou pâte, qui est ensuite éven-
tuellement, après addition d'un durcissant, moulée et laissée à
durcir pendant 4-7 jours à une température de:50-80~C.
Un inconvénient de ce procédé connu consiste en ce que la
composition à partir de laquelle s'effectue la fabrication, c'est-
~-dire le mélange d'oxydant et de liant, ne se conser.ve pas et ne
peut donc pas etre mis en réserve par suite de la ségrégation
spontanée du mélange, d'une part, et du risque de durcissement,
d'autre part. Un autre inconvénient consiste en ce que le rem-
plissage des moules de la composition visqueuse pour la formation
de charges propulsives de dimen9ions réduites s'avère assez labo-
rieux et est de ce fait peu économique, de sorte qu'an préfère le
moulage de la composition sous forme de gros blocs, qui sont en-
5uite découpés en des blocs plus petita, travaill~s au tour pour
leur conférer la forme définitive, ce qui, somme toute, est égale-
ment fort laborieux et fort peu économique.
or, la présente invention se propose de remédier aux inconvé-
nients susmentionnés des procédés connus pour la fabrication de
charges propulsives du genre concerné et vise ~ cet effet l'éla-
boration et la mise au point d'un nouveau procédé qui se prete ~
la production de compositions destinées ~ la fabrication de charges
propulsives, compositions dont la conservation ne pr~sente pas de
problemes et qui se laissent ainsi facilement emmagasiner soit en
vue de leur vente ~ titre de produits intermédiaires, soit dans
l'attente de leur transformation ultérieure.
Le procédé selon l'invention pour la fabrication de masses
propulsives est caractérisé en ce que le liant est un élastomère à
déformation thermoplastique et en ce que cet élastomère est addi-
~1736~3
tionné de dissolvants, puis intimement mélangé avec les ingrédients
solides et finalement déposé sur ces derniers par élimination des
dissolvants, de manîère ~ former un produit granuleu~.
Un autre objet de l'invention consiste à mettre ~ la dispo-
sition des intéressés une masse propulsive du genre concerné, qui
est exempte.des inconrénients susmentionnés et se laisse facilement
conserver en vue de son utilisation ultérieure:comme charge propul-
sive dans les générateurs de gaz à "base-bleed" des projectiles.
La composition selon l'invention est, en vue de la réalisation
des objectifs susmentionnés, caractérisée en ce que son liant est
un élastomère à déformation thermoplastique, en ce qu'elle se
présente ~ l'état granuleux et en ce que ses grains sont enrobés
par cet élastomère ~ déformation thermoplastique.
Enfin, l'invention concerne également un procédé pour la fa-
brication de charges. propulsives pour des générateurs de gaz à
"base-bleed", c'est-a-dire de génerateurs munis d'une charge géné-
ratrice de gaz pour l'augmentation de la portée des projectiles
concernés, contenant un ou plusieurs ingrédients solides granuleux
ou pulvérulents, dont au moins un est un oxydant et un autre est un
liant, caractérisé en ce que le mélange desdits ingr~dients solides
granulés et dudit liant sous forme d'élastomere ~ déformation
thermoplastique est moulé à température élevée et le corps ainsi
obtenu est muni d'une enveloppe isolante.
Les dissolvants employés dans la mise en oeuvre du procédé
selon l'invention sont le trichloréthane et le trichloréthene.
L'oxydant est par exemple le perchlorate d'ammonium, le nitrate
d'ammonium ou un autre composé analogue.
L'essentiel de l'invention consiste donc en ce que les com-
posants solides des mas,ses, propulsives en question y sont incor-
porés par enrobage au moyen d'un élastomère ~ déformation thermo-
plastique, ce qui permet la conservation de la composition obtenue
en vue de sa mise en oeuvre ultérieure pour la fabrication de corps
~ 1736~3
de forme appropriée quelconque à température élevée et sous
haute pression, ce qui est rendu possible par la présence
de cet élastomère a déformation thermoplastique.
En particulier, la présente invention propose un
procédé de fabrication d'un agent ou d'un ~orps propulsif
pour des générateurs de gaz du type a ~base-bleed~, carac-
térisé en ce que l'on dissout un elastomere a déformation
thermoplastique dans un dissolvant pour former une solution
comprenant 10% d'élastomere, mélange au moins un oxydant
granuleux avec ladite solution a une temperature d'environ
80~C, élimine le dissolvant par évaporation sous vide, et
s8che les grains d'oxydant résultant enrobés dudit élasto-
mere a une température d'environ 50~C.
La présente invention propose aussi un procédé
tel que defini ci-haut, caractérisé en ce que les grains
enrobés et séchés tels qu'obtenus sont placés dans un moule
et comprimés sous une pression de 20-50 MPa a une tempéra-
ture comprise entre 100 et 140~C, pour obtenir un corps du
type a ~base-bleed~.
La présente invention propose également un genéra-
teur de gaz du type a ~base-bleed~ comprenant un agent
propulsif préparé par un procédé tel que défini ci-haut,
caractérisé en ce que ledit agent propulsif a une vitesse
de combustion d'environ 0.5 a 5.0 mm/seconde, e.g. d'environ
1.1 ~ environ 3.4 mm/seconde. Selon l'invention le gaz
peut s'échapper de la chambre de combustion sous une sur-
pression faible d'environ 0.01 a environ 2.00 MPa, e.g.
d'environ 0.11 a environ 1.37 MPa.
Selon un autre aspect, la présente invention
propose un projectile comprenant un générateur du type a
abase-bleed~ pour produire des gaz résultants suffisants
pour remplir le vide formé a la base du projectile durant
sa course, ledit vide causant autrement une entrave a la
base, par lequel ladite entrave est neutralisée et la por-
,
, , , ,, - .. . . . . . ...
1 1736~3
tée dudit projectile est augmentée d'environ 30% sans
acceleration active, ledit generateur de gaz du type à
~base-bleed~ comprenant un agent propulsif préparé par un
procédé mentionné ci-haut.
La présente invention propose aussi un projec-
tile comprenant un genérateur de gaz du type a ~base-bleed~
pour produire des gaz résultants suffisants pour remplir
le vide formé à la base du projectile durant sa course,
ledit vide causant autrement une entrave à la base, par
lequel ladite entrave est neutralisée et la portée dudit
projectile est augmentée d'environ 30% sans accélération
active, ledit générateur de gaz du type a ~base-bleed~ étant
tel que défini ci-haut.
Les avantages de la-solution selon l'invention
sont les suivants. La masse propulsive se laisse facile-
ment fabriquer sous forme de granulé pour son emmagasinage
en vue de son utilisation ultérieure. Les ingrédients
granuleux se laissent facilement mélanger et leur disper-
sion dans un dissolvant ne présente pas de problèmes. Il
s'agit de meme de la transformation ultérieure de la com-
posltion ainsl préparée en des corps de forme appropriée,
qui elle non plus ne présente de difficultés.
En outre, tout risque de séparation des compo-
sants solides, tels que l'oxydant et le liant, est exclu
grâce au fait que la transformation de la composition gra-
nuleuse en charge propulsive par compression exclut tout
risque de serimentation, et cela contrairement au procédé
habituel basé sur l'emploi de liants liquides, o~ des
phénomenes de ségrégation par sédimentation sont toujours
' 30 a craindre.
L'élastomere a déformation élastique est, suivant
un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, un poly-
mere à triple bloc, tel qu'en particulier un copolymère de
butadiène et de styrène ou d'isoprène et de styrène à groupes
C - 6a -
,
.
1 1 73~5.~
r8gulièrement ordonnés. Les meilleurs résultats s'obtien-
nent avec des élastomères à déformation thermoplastique
qui sont solubles dans les dissolvants susmentionnés.
Un autre mode de mise en oeuvre préfére de l'in-
vention prévoit que l'élimination du dissolvant s'effectue
par évaporation. L'élimination du dissolvant a comme
conséquence le dépôt de l'élastomère à déformation thermo-
plastique sur les grains des composants solides, tels qu'en
particulier les grains.de l'oxydant de sorte que, suivant
ce mode de mise en oeuvre, l'élimination du dissolvant et
le dép8t de l'élastomère s'effectuent simultanément. Sui-
vant un
t
" ,
.
, ' ~ '~ '
: ~
'
1 ~7365~
troisième mode de mise en oeuvre préferé, ces deux processus, à
savoir le dép8t de l'élastomère et l'élimination du dissolvant, se
passent successivement, l'élastomère étant précipité sur les par-
ticules des CQmpOSantS solides par addition d'un liquide non-
dissolvant et le mélange du dissolvant et de liquide non-dissolvant
étant ensuite éliminé par aspiration. Ce mode de mise en oeuvre se
caractérise donc en ce que l'élastomère est d'abord précipité dans
la suspension de manière à se d~poser sur les grains des corps
solides et le mélange des corps liquides présents dans la composi-
tion est ensuite éliminé par a~piration, par exemple au moyen d'un
filtre à aspiration. Le liquide non-dissolvant est par exemple de
l'acétone.
Un autre mode de mise en oeuvre prévoit que le mélange de
corps solides dans la composition selon l'invention contient, outre
l'oxydant, 8galement d'autres corps riches en énergie pour régler
la vitesse de combustion des charges propulsives fabriquées à
partir de la composltion. Il s'aglt, par exemple, de nitroguani-
dine, de nitrate de guanidine, d'hexogène, d'octogene ou de tétra-
nitrate de penta8rythrite.
La composition selon l'invention pourra, à côté de modérateurs
de combustion et de stabilifiateurs ajoutés ~ l'un ou l'autre stade
de sa préparation, également contenir un plastifiant pour le liant,
; tel que le trioctylphosphate.
Le mélange de tous les composants de la composition selon
l'invention s'effectue de préférence ~ température élevée, le
, malaxage d~;finitif homogène au dernier stade devant en tout cas
s'effectuer ~ une température d'environ 80~C.
Pour éliminer les derniers restes de dissolvant, il se recom-
mande selon une caractéristique de l'invention de soumettre la
preparation granuleuse à un séchage terminal, poursuivi jusqu'à ce
sa teneur en composants volatils soit inférieure à 0,1%.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-
-- 7 --
,
l 173653
sortiront de la description détaillée suivante d'un exemple de mise
en oeuvre du procédé concerné et d'un exemple de composition pré-
parée par ce procédé et destinée à la fa~rication de charges pxo-
pulsives.
Suivant ce mode de mise en oeuvre de l'invention, 550 g de
perchlorate d'ammonium granuleux (oxydant) et 250 g de nitroguani-
dine granuleuse (combustible d'appoint) sont intimement mélangés
dans un mélangeur duplex horizontal. Au mélange ainsi obtenu est
ajoutée une solution à 10% de copolymère de butadiène et de styrène
dans le trichlor~thane, la quantité totale de copolymere de buta-
diène et de styrène ainsi ajoutée étant égale à environ 180 g. Le
mélange de corps solides granuleux et de la solution à 10~ de
copolymère de butadiène et de styrène dans le trichloréthane ainsi
obtenu est alors rendu homogène par malaxage poussé. La suspension
ainsi obtenue est, après l'addition de 20 g de trioctylphosphate en
gui~e de plastifiant, de nouveau malaxée à une température d'en-
viron 80~C, aprea quoi le dissolvant est éliminé par évaporation
soua vide.
Un autre procédé d'élimination du dissolvant, di~férent de
l'élimination par évaporation, consiste en l'addition d'une quan-
tité suffisante d'un liquide non-dissolvant, tel que l'acétone,
pour provoquer la précipitation du copolymère de butadiène et de
styrene dissous et ~on dépôt sur les grains des composants solides
de la dispersion, après quoi le mélange de trichloréthane et d'acé-
tone est séparé des composants solides par filtration à aspiration.
On obtient dans les deux cas une composition granuleuse dont
les grains sont revetus d'une couche de liant, c'est-à-dire d'une
couche de copolymère de butadiene et de styrène.
Les derniers restes de dissolvant encore présents dans la
masse granuleuse à grains enveloppés de copolymère sont éliminés
par un séchage poursuivi pendant au moins 12 heures à une tempé-
rature d'environ 50~C, qui, en l'occurrence, c'est-à-dire en pré-
~ ~736~3
sence des quantités relativement faibles obtenues dans l'exemple demise en oeuvre:ici décrit, s'effectue par ~xemple dans un séchoirpour laques.. Après ce séchage, la teneur de la composition en
corps volatiles est inférieure a 0,1%.
La composition granuleuse:seIon un mode:de mi~e en oeuvre
particulier de:l'invention se CQmpOSe d'ingrédients solides, tels
que le perchlorate d'ammonium en guise d'oxydant et la nitroguani-
dine en guise de combustible d'appoint et de regulateur de la
vitesse de combustion, dont les grains sont enrobés d'une couche de
copolymere de butadi~ne et de styr~ne:en guise de liant ~ faible
teneur en trioctylphosphate en guise de plastifiant. Les pourcen-
tages des différents composants de la préparation sont les sui-
vantes : 55% de:perchlorate d'ammonium, 25% de nitroguanidine, 2%
de trioctylphosphate et 18% de:copolymère de butadiène et de sty-
rene ou d'isoprène et de styrene.
La composition selon l'invention destinée a la fabrication de
charges propulsives se prete ~ une conservation pratiquement illi-
mlt~e sans rlsque d'altératlon de ses propriétéa. Il se recommande
de l'homogénéiser par malaxage avant son utilisation ultérieure.
Elle se prete selon l'invention ~ la fabrication de charges propul-
sives pour des générateurs de gaz du type a "base-bleed" par com-
pression dans un moule et revêtement d'une enveloppe isolante, y
appliquée soit par compression dans le moule, soit par application
ultérleure apres sa sortie du moule. Les corps ainsi obtenus ont,
par exemple, une longueur de 130 mm et un diametre de 120 mm et
sont munis d'un canal axial d'un diametre de 43,5 mm, destiné ~
l'évacuation en jet régulier des gaz formés par la combustion de la
charge propulsive pendant le vol du projectile qui en est équipé.
La charge propulsive pourra se composer de deux corps semi-cylin-
driques, munis chacun d'une gorge longitudinale à section semi-
circulaire, et ceIa de manière que les deux gorges des deux corps
semi-cylindriques réuniC dans le générateur de gaz forment le
~ ~73~53
susdit canal d'évacuation des gaz.
Voici quelques donnees concrè.tes concernant un genérateur de
gaz du type à "base-bleed" comportant une charge propulsive:selon
l'invention et destiné à. l'equipement de projectiles pour en augmen-
ter la portée : pression d'écoulement des gaz = environ 0,11 MPa
une vitesse:de combustion de 1,}1 mm~seconde; 0,89 MPa ~ une vi-
tesse de combustion de 3,0 mm~seconde; 1,37 MPa à une vitesse de
combustion de 3,4 mm/seconde, etc.
La résistance à la traction maximale du produit selon l'inven-
tion est, à 20~C et une vite5se d'allongement de 50 m/seconde,
égale a 0,51 N/mm2 avec un allongement correspondant qui est supé-
rieur a 150%. Poids spécifique a 100-140~C 50US une pression de
20-S0 MPa = environ 1,52 g~cm3.
Il va de soi que les; caractéristiques de l'invention révélées
dans les lignes précédentes et dans les revendications suivantes,
aonviennent aussi blen séparément qu'en toutes les combinaisons
possibles ~ la mlse en oeuvre de l'invention selon tous ses modes
de r~alisation.
Ce que nous revendiquons atre notre invention et désirons pro-
t~ger par Brevet d'Invention est :
-- 10 --
