Dispositif hydrostatique de commande de sécurité

La présente invention concerne un dispositif hydrostatique de commande de sécurité applicable aux engins explosifs submersibles, et plus particulièrement aux mines ou charges sous-marines utilisées par les militaires et mises en place au moyen d'un véhicule sous-marin commandé depuis la surface.

Ces dispositifs de sécurité sont utilisés pour activer un dispositif de mise à feu comprenant une chaîne d'amorçage à interruption de chaîne pyrotechnique, une électronique associée chargée de délivrer un signal de mise à feu, un dispositif de temporisation horloger permettant le retour en zône de sécurité du véhicule poseur, et un système de stérilisation actionné par un mouvement horloger, utilisé pour neutraliser la chaîne d'amorçage en cas de non fonctionnement ou non utilisation de la charge explosive dans un délai déterminé, et de permettre sa destruction sur place ou sa récupération en toute sécurité.

Le brevet français n° 2 512 195 décrit une sécurité du type précité à laquelle on associe un dispositif hydrostatique selon l'invention.

L'état de la technique est représenté par le brevet US 4 478 149 divulgant un mécanisme d'amorçage sous-marin utilisable pour des applications similaires.

Ce dispositif est constitué par :

• - Un rotor mû par un ressort, porteur d'une amorce électrique désalignée de la chaîne pyrotechnique lorsque le dispositif est dit en position de sécurité.
• - Un piston hydrostatique de verrouillage du rotor autorisant sa rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, vers une position de neutralisation ou dans le sens inverse vers une position d'armement.
• - Un coulisseau hydrostatique immobilisé par une goupille de sécurité commandant la rotation du rotor en vue de l'armement du système, et rendu inopérant par ce dernier lorsque celui-ci est en position de neutralisation.
• - Une électronique associée chargée notamment de délivrer le signal de mise à feu.
• - Un accumulateur au lithium fournissant l'énergie électrique nécessaire aux circuits électroniques lorsque le rotor est en position d'armement.

Ce dispositif est intégré à une charge explosive devant fonctionner à partir d'une profondeur d'immersion donnée. Dans le cas où la goupille de sécurité est retirée à une profondeur inférieure à la profondeur prédéterminée, le rotor, entraîné par son ressort, repousse le coulisseau hydrostatique dont l'extrémité vient s'appuyer sur la surface latérale cylindrique du rotor, et ne peut reprendre sa position initiale, se trouvant ainsi inopérant. Une réactivation du dispositif nécessite alors un démontage complet en atelier spécialisé en raison de la présence de composants pyrotechniques, opération difficilement envisageable à bord d'un navire.

Un autre inconvénient provient du fait que la source d'énergie utilisée est une pile au lithium et qu'il est nécessaire de renouveler après un stockage prolongé compte tenu de la perte de puissance engendrée par son vieillissement.

La mise en circuit de la pile se fait par l'intermédiaire d'un interrupteur à contacts. Cet interrupteur est constitué par des plots à ressort qu'une rondelle métallique, solidaire du coulisseau hydrostatique, vient contacter. Il en résulte un risque de mauvais fonctionnement dû à une possible fermeture défectueuse du circuit électrique.

Le dispositif selon l'invention vise à pallier ces inconvénients. Pour ce faire, l'ensemble a été conçu de manière à obtenir d'une part un niveau de fiabilité et de sécurité très élevé et d'autre part à s'affranchir des contraintes liées au vieillissement de ses composants notamment en ce qui concerne la génération d'énergie électrique.

Le dispositif hydrostatique de commande selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de sécurité coopérant avec un moyen hydrostatique verrouillant ledit moyen de sécurité jusqu'à ce qu'une profondeur d'immersion prédéterminée soit atteinte.

Selon une autre caractéristique : le moyen de sécurité, maintenu dans son état initial, immobilise un coulisseau de verrouillage interdisant le déplacement de la tige de commande, et permet en cas d'émersion du dispositif un retour, sous l'action d'un ressort, du moyen hydrostatique dans la position de verrouillage du dit moyen de sécurité.

Selon un mode de réalisation particulier, le générateur d'énergie électrique est activable par immersion aqueuse à partir d'une hauteur d'eau prédéterminée.

Selon d'autres caractéristiques :

• - L'immersion du générateur d'énergie électrique est effectuée lors du retrait du moyen de sécurité et du déplacement du coulisseau de verrouillage.
• - La tige de commande est actionnée par les forces de pression engendrées par la pénétration de l'eau à l'intérieur du dispositif.
• - Le coulisseau de verrouillage comporte un passage d'eau comprenant un organe de filtrage et un dispositif atténuateur de pression de jet.

Un mode de réalisation particulier sera maintenant décrit à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :

• - La figure 1 représente une coupe longitudinale du dispositif à l'état de stockage.
• - La figure 2 représente le dispositif après immersion.
• - La figure 3 représente le dispositif après fonctionnement.

Comme le montre la figure 1, le dispositif est constitué par un boîtier 1, intégré à l'enveloppe étanche de la charge sous-marine, comportant une chambre 2 dont l'alésage 3 reçoit un manchon hydrostatique 4 maintenu à l'aide d'un circlip 5 et d'un ressort 6 en appui sur une bague solidaire du boîtier. Ledit manchon est pourvu d'un joint d'étanchéité 8 et d'un pion 9 disposé parallèlement par rapport à l'axe longitudinal XX'.

Un flasque 10 reçoit, dans un alésage 11, une goupille de sécurité 12 reliée au véhicule poseur par un cable 13 : cette goupille présente un logement 14 recevant l'extrémité du pion 9.

Un coulisseau de verrouillage 15 guidé à une de ses extrémités dans un alésage 16 du boîtier 1 et à l'autre dans les alésages respectifs 17 et 18 du manchon hydrostatique 4 et du flasque 10. L'étanchéité au niveau des alésages 17 et 18 est assurée par les joints 19 et 20. Par contre, le passage 16 du coulisseau 15 au travers du boîtier n'est pas étanche.

Une gorge 21 est ménagée sur le coulisseau 15 et reçoit l'extrémité de la goupille de sécurité 12 permettant ainsi l'immobilisation du coulisseau pendant le stockage. Un conduit axial 22 débouchant d'une part dans un conduit transversal et d'autre part à l'extrémité du coulisseau 15 logé dans le flasque 10 permet le noyage de la chambre 2 après passage au travers d'un élément filtrant 24 fixé sur le coulisseau 15.

L'extrémité opposée du coulisseau 15 présente un alésage 25 se prolongeant par une fourchette 26, et un méplat 27 coopérant avec un porte pastille dessiccante 28 pour empêcher la rotation du coulisseau 15.

Une bague 29 solidaire du coulisseau 15 est disposée sensiblement en son milieu sert d'appui à un ressort de compression 30 dont l'autre extrémité vient buter sur la bague 7.

Une tige de commande 31 dont l'axe YY' est perpendiculaire à l'axe longitudinal XX' coulisse dans le boîtier 1 sous l'effet de la pression exercée sur une membrane 32 prise à sa périphérie sur le boîtier 1 au moyen d'un chapeau 33 et en son centre par une entretoise 34. Cette tige 31 présente un épaulement 3la dont le diamètre est inférieur à celui de l'alésage 25, surmontant une partie cylindrique 31b dont le diamètre est inférieur à l'écartement de la fourchette 26. Une rondelle 35 fixée à l'extrémité de la tige 31, permet d'initialiser les différentes séquences du fonctionnement du dispositif de sécurité et d'armement associés non représenté sur le dessin.

Le coulisseau 15 reçoit une pile tubulaire 36 amorçable à l'eau, qui fournit l'énergie électrique au dispositif de sécurité et d'armement par l'intermédiaire de fils 37 maintenus sur le coulisseau par deux bagues élastiques 38 et traversant le boîtier 1 au moyen de passe- fils étanches non représentés.

Un des avantages particuliers de ce type de pile réside en ce que la source d'énergie est passive tant que le dispositif est en configuration de sécurité, éliminant ainsi les risques de fonctionnement intempestifs.

Le dispositif fonctionne de la manière suivante :

Lors de l'immersion, à partir de 3,5 mètres et dans 100 % des cas à 7,5 mètres, sous l'effet de l'augmentation de pression, le manchon hydrostatique 4 s'enfonce dans le boîtier, déverrouillant ainsi la goupille de sécurité 12 sans cependant que celle-ci ne soit extraite, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2. A ce stade, les autres pièces du dispositif n'ayant pas changé de position et l'eau n'ayant pas pénétré, le système est réversible : c'est-à-dire que quelle que soit la profondeur d'immersion et dans la mesure où la goupille de sécurité est restée en place, si l'on remonte l'ensemble à l'air libre ou entre 3,5 mètres et la surface, le manchon hydrostatique 4 va revenir à sa position initiale et le pion 9 immobilisera à nouveau la goupille de sécurité 12. On peut alors stocker la charge après rinçage à l'eau douce de la partie du système exposée à l'eau salée ou aux salissures, ce au moyen de trous ménagés à cet effet, non représentés sur le dessin.

La planche 3 donne une description du dispositif lorsque le véhicule poseur largue la charge explosive et remonte, entraînant avec lui la goupille de sécurité 12 auquel il est relié par un câble 13.

Le coulisseau de verrouillage 15 s'enfonce alors dans le boîtier sous l'action du ressort 30 libérant la tige de commande 31 par le biais de l'alésage 25.

Par ailleurs, le joint 20 sort de l'alésage 18, permettant ainsi le passage de l'eau. Le filtrage de cette eau est assuré par la pastille 24 en bronze fritté qui en même temps lamine le jet d'eau. La conjonction de cet élément et de la chicane constituée par les conduits 22 et 23 évite la destruction de la pile 36 par le jet d'eau, surtout à grande profondeur (donc à haute pression) et permet un remplissage progressif de la chambre 2. La pile 36 s'amorce, délivre son énergie et la transmet au dispositif de sécurité et d'armement associé.

A ce moment, la pression à l'intérieur du boîtier est égale à la pression ambiante et donc supérieure à celle régnant à l'intérieur de l'enveloppe de charge sous-marine. La membrane 32 et la tige de commande 31 sont repoussées à l'extérieur du boîtier et la rondelle 35 déverrouille les différents systèmes temporisateurs régissant les séquences de fonctionnement de la mise à feu. Le processus d'armement de la charge est alors enclenché. L'intérieur du boîtier étant en équipression avec le milieu ambiant, le manchon hydrostatique 4 revient à sa position initiale sous l'action du ressort 6.

Une des particularités de ce système est qu'il est réalisé en cupro-aluminium nickelé, n'engendrant pas de couple électrolytique en milieu salin.

Une autre particularité du système réside dans la réduction des frottements et des phénomènes de gommage grâce à un revêtement anti-adhérent des pièces concernées.