Atténuation des chocs pyrotechniques sur équipements sensibles

Client : Confidentiel
Pays : France
Application : Défense et Aérospatial

Problématique

Les chocs pyrotechniques provoqués, par exemple, par des tirs d’arme, le départ d’un missile ou la séparation de la coiffe d’un lanceur spatial génèrent des ondes de chocs extrêmement énergétiques qui se propagent très rapidement dans les structures.

L’équipement peut ainsi subir des dégradations importantes (endommagements, destructions locales, dysfonctionnements, etc.) mettant en péril son fonctionnement.

Metravib a développé des systèmes destinés à atténuer ces ondes de choc afin de les ramener à un niveau acceptable pour l’équipement.

Challenge

Le challenge était de concevoir des dispositifs de protection des équipements (à durée de vie importante) contre des chocs pyrotechniques sans pour autant dégrader leur comportement vibratoire en situation opérationnelle.

Autrement dit, il fallait trouver une solution suffisamment rigide pour ne pas induire de modes de suspension trop bas susceptibles de se coupler avec les modes des structures avoisinantes, tout en étant suffisamment souples pour filtrer efficacement le choc.

Les contraintes environnementales sont strictes (ambiance spatiale) ce qui rend d’autant plus difficile la recherche de matériaux adéquats. De plus, la masse et l’encombrement de la solution devaient être réduits au minimum.

Solution

Pour définir, et ensuite produire cette solution d’atténuation des chocs pyrotechniques, Metravib a développé ses propres matériaux élastomères à partir de matériaux existants afin de répondre aux différentes exigences environnementales et de performance dynamique.

Des calculs théoriques ont été réalisés afin de dimensionner de façon volumétrique la partie élastomère pour assurer la souplesse visée et respecter les contraintes de raideur dans toutes les directions.

Ce premier dimensionnement théorique a pu être validé grâce aux calculs par éléments finis. En parallèle, Metravib a utilisé ses propres machines d’analyse mécanique dynamique (DMA) pour caractériser les élastomères destinés aux atténuateurs développés.

Par la suite, Metravib a réalisé maquettes et prototypes :

  • Fabrication des bagues élastomères
  • Fabrication des interfaces mécaniques
  • Intégration, test et validation des prototypes réalisés

avant d’assurer la fabrication de série.