CA2367299C - Element de munition explosive a fragmentation - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un élément de munition explosive à fragmentation comprenant : - une enveloppe 1 susceptible de générer des éclats ayant un axe de révolution 2, - un chargement explosif 3 enrobé par l'enveloppe 1, ayant le même axe de révolution 2, comportant un évidement 5 en forme de canal cylindrique dont les génératrices 6,7 sont parallèles à l'axe de révolution 2 du chargement 3, - un moyen unique d'amorçage périphérique et ponctuel du chargement 3. Un tel concept d'architecture permet d'obtenir, pour un chargement explosif donné, une vitesse des éclats nettement supérieure à celle obtenue selon les concepts connus.
Description
La présente invention se situe dans le domaine militaire, plus particulièrement dans celui des munitions explosives à fragmentation, telles que notamment les bombes, à fragmentation contrSlëe ou non, destinées par exemple à des opérations anti-pistes, anti-bunkers ou anti-véhicules (navires, chars, blindés, etc ) .
Les munitions explosives à fragmentation comprennent généralement une enveloppe métallique, préfragmentée ou non, contenant une charge explosive.
Lors de la détonation de la charge, l' enveloppe se brise en formant des éclats dont les effets destructeurs sont recherchés. Ces effets sont d'autant plus intenses que la vitesse des éclats est ëlevée.
I1 est bien connu d'augmenter cette vitesse en utilisant des explosifs plus puissants, mais ceux-ci s'avèrent plus coflteux et plus sensibles, donc plus dangereux à manipuler et à stocker.
L'homme du mëtier à donc le souci permanent, pour améliorer l'efficacité des munitions explosives à
fragmentation, et notamment des bombes, de rechercher, pour un chargement explosif donné, de nouveaux concepts, notamment d'architecture, permettant d'accroftre la vitesse des éclats obtenus.
La présente invention propose une telle solution.
Elle a pour objet un nouvel élément de munition explosive à fragmentation qui comprend .
- une enveloppe, de prëfêrence métallique, susceptible de générer des ëclats, ayant un axe de révolution, - un chargement explosif contenu dans ladite enveloppe et revêtu par elle, c'est-à-dire enrobé
par ladite enveloppe, ayant le même axe de révolution que celui de l'enveloppe, et comportant un évidement en forme de canal
Les munitions explosives à fragmentation comprennent généralement une enveloppe métallique, préfragmentée ou non, contenant une charge explosive.
Lors de la détonation de la charge, l' enveloppe se brise en formant des éclats dont les effets destructeurs sont recherchés. Ces effets sont d'autant plus intenses que la vitesse des éclats est ëlevée.
I1 est bien connu d'augmenter cette vitesse en utilisant des explosifs plus puissants, mais ceux-ci s'avèrent plus coflteux et plus sensibles, donc plus dangereux à manipuler et à stocker.
L'homme du mëtier à donc le souci permanent, pour améliorer l'efficacité des munitions explosives à
fragmentation, et notamment des bombes, de rechercher, pour un chargement explosif donné, de nouveaux concepts, notamment d'architecture, permettant d'accroftre la vitesse des éclats obtenus.
La présente invention propose une telle solution.
Elle a pour objet un nouvel élément de munition explosive à fragmentation qui comprend .
- une enveloppe, de prëfêrence métallique, susceptible de générer des ëclats, ayant un axe de révolution, - un chargement explosif contenu dans ladite enveloppe et revêtu par elle, c'est-à-dire enrobé
par ladite enveloppe, ayant le même axe de révolution que celui de l'enveloppe, et comportant un évidement en forme de canal
2 cylindrique dont les génératrices sont parallèles à l'axe de révolution du chargement explosif, - un moyen unique d'amorçage dudit chargement explosif.
Ce nouvel élément de munition selon l'invention est caractérisé en ce que le moyen unique d'amorçage est un moyen d'amorçage périphérique et ponctuel, c'est è dire localisé en un seul point sur la surface de révolution du chargement explosif.
Par moyen « unique » d'amorçage, il faut normalement comprendre que le chargement explosif ne comprend pas d'autre moyen d'amorçage.
Par « surface de révolution », il faut classiquement comprendre une surface engendrée par la rotation d'une courbe (génératrice) autour d'une droite fixe (axe de révolution).
Par « génératrices » du canal cylindrique, il faut classiquement comprendre l'ensemble des droites parallèles s'appuyant sur une courbe plane fermée Z0 (directrice) définissant un cylindre.
Ce nouveau concept d'architecture selon l'invention ne doit pas être interprété avec une rigueur mathématique. Le canal peut notamment n'étre que cylindroYde et les génératrices peuvent n'étre qu'approximativement parallèles à l'axe de révolution du chargement, qui lui-méme peut ne pas étre rigoureusement de révolution.
Divers concepts d'amorçage de munitions explosives à fragmentation sont décrits dans l'état de la technique.
Le brevet FR 2.778.978 décrit par exemple un projectile d'artillerie à fragmentation comprenant un chargement explosif contenu dans une enveloppe.
L'amorçage du chargement s'effectue soit centralement dans la charge explosive, soit c8té fond.
Le brevet FR 2.748.102 décrit une munition à
Ce nouvel élément de munition selon l'invention est caractérisé en ce que le moyen unique d'amorçage est un moyen d'amorçage périphérique et ponctuel, c'est è dire localisé en un seul point sur la surface de révolution du chargement explosif.
Par moyen « unique » d'amorçage, il faut normalement comprendre que le chargement explosif ne comprend pas d'autre moyen d'amorçage.
Par « surface de révolution », il faut classiquement comprendre une surface engendrée par la rotation d'une courbe (génératrice) autour d'une droite fixe (axe de révolution).
Par « génératrices » du canal cylindrique, il faut classiquement comprendre l'ensemble des droites parallèles s'appuyant sur une courbe plane fermée Z0 (directrice) définissant un cylindre.
Ce nouveau concept d'architecture selon l'invention ne doit pas être interprété avec une rigueur mathématique. Le canal peut notamment n'étre que cylindroYde et les génératrices peuvent n'étre qu'approximativement parallèles à l'axe de révolution du chargement, qui lui-méme peut ne pas étre rigoureusement de révolution.
Divers concepts d'amorçage de munitions explosives à fragmentation sont décrits dans l'état de la technique.
Le brevet FR 2.778.978 décrit par exemple un projectile d'artillerie à fragmentation comprenant un chargement explosif contenu dans une enveloppe.
L'amorçage du chargement s'effectue soit centralement dans la charge explosive, soit c8té fond.
Le brevet FR 2.748.102 décrit une munition à
3 fragmentation dont le chargement explosif comporte un canal central cylindrique dans lequel est logé le moyen d'amorçage du chargement.
Le brevet GB 2 318 631 décrit un élëment cylin drique de munition explosive essentiellement constitué
d'une part d'une paroi annulaire creuse en acier dans laquelle se trouve noyé un chargement explosif et d'autre part d'un système d'amorçage multipoints du chargement explosif.
Le brevet FR 2.679.640 décrit un appareillage d'amorçage multipoints destiné à constituer un conformateur d'onde de détonation pour les charges formées ou à éclats.
Le chargement explosif ne comporte pas d'évidement en forme de canal cylindrique.
Le brevet US 4.579.059 dëcrit un projectile tubulaire à fragmentation dont la paroi, creuse, délimite une chambre annulaire contenant un chargement explosif qui est ainsi totalement noyé dans le tube.
Par ailleurs, le moyen d'amorçage du chargement se situe au niveau d'une face latérale de ce chargement, et non pas à sa périphérie.
Le concept d'architecture précitë selon l'invention n'est donc pas connu de l'homme du métier. I1 permet, de façon inattendue et particulièrement simple et peu coûteuse, d'accroître considérablement, pour un chargement explosif donné, la vitesse des éclats obtenus, sans accroftre les risques pyrotechniques liés à la manipulation et au stockage.
Selon une variante particulièrement préférée de l'invention, l'enveloppe de révolution susceptible de
Le brevet GB 2 318 631 décrit un élëment cylin drique de munition explosive essentiellement constitué
d'une part d'une paroi annulaire creuse en acier dans laquelle se trouve noyé un chargement explosif et d'autre part d'un système d'amorçage multipoints du chargement explosif.
Le brevet FR 2.679.640 décrit un appareillage d'amorçage multipoints destiné à constituer un conformateur d'onde de détonation pour les charges formées ou à éclats.
Le chargement explosif ne comporte pas d'évidement en forme de canal cylindrique.
Le brevet US 4.579.059 dëcrit un projectile tubulaire à fragmentation dont la paroi, creuse, délimite une chambre annulaire contenant un chargement explosif qui est ainsi totalement noyé dans le tube.
Par ailleurs, le moyen d'amorçage du chargement se situe au niveau d'une face latérale de ce chargement, et non pas à sa périphérie.
Le concept d'architecture précitë selon l'invention n'est donc pas connu de l'homme du métier. I1 permet, de façon inattendue et particulièrement simple et peu coûteuse, d'accroître considérablement, pour un chargement explosif donné, la vitesse des éclats obtenus, sans accroftre les risques pyrotechniques liés à la manipulation et au stockage.
Selon une variante particulièrement préférée de l'invention, l'enveloppe de révolution susceptible de
4 générer des éclats et le chargement explosif de révolution qu'elle enrobe ont une forme cylindrique ou ogivale. Comme exemples d'autres formes de révolution, on peut citer les formes conique et tronconique.
Selon l'invention, le terme «ponctuel» ou «point»
ne doit pas être interprété avec une rigueur mathématique. En pratique, ce terme signifie une faible surface assimilable à un point comparativement à la surface totale de révolution du chargement. Un moyen l0 d'amorçage usuel comprenant un détonateur et un relais cylindrique de diamètre lOmm en explosif de type hexocire en contact avec la périphérie d'un chargement de diamètre 150mm et de longueur 100mm permet d' assurer un amorçage périphérique ponctuel au sens de la présente invention.
Le tir d'une balle perforante en acier représente un autre exemple de moyen d'amorçage ponctuel selon l'invention.
De façon générale, on peut utiliser tout moyen d'amorçage usuel bien connu de l'homme du métier, notamment des systèmes d'amorçage à booster d'explosif ou à élément projeté.
Selon l'invention, la transition vers la détonation après l'amorçage peut être de type Transition-Choc Détonation (TCD) ou de type Transition vers la Détonation retardée, encore appelëe transition « inconnue » vers la détonation (TXD). Ces 2 mécanismes de transition vers la détonation sont bien connus de l'homme de métier.
Selon la transition TCD, l'amorçage génëre une onde de choc dont le niveau en pression et en durée de maintien est supérieur au seuil d'aptitude à la détonation du matériau énergétique qui est une caractéristique de ce matériau.
Selon la transition TXD, dont la durée est beaucoup plus longue, l'amorçage génère une onde de choc dont le niveau en pression et en durée de maintien est inférieur su seuil de fonctionnement TCD précitë. Cette onde de S choc peu réactive endommage physiquement le matériau, puis, après réflexion sur la paroi de la munition et combinaison avec une autre onde, revient en surpression sur le matériau endommagé, ce qui provoque sa décomposition chimique et sa détonation.
L'homme du métier sait, par calcul ou par expérimentation, choisir un moyen d'amorçage permettant, pour un chargement explosif donné, d'obtenir une transition vers la détonation du type TCD ou de type TXD.
Selon une variante particuliérement préférée de l'invention, le moyen unique d'amorçage est tel qu'il puisse provoquer une transition TXD, en générant une onde de choc dont le niveau en pression et en durée de maintien est infërieur au seuil d'aptitude à la détonation du chargement explosif (seuil de fonctionnement TCD).
De façon particulièrement inattendue, on a constaté que cette variante permettait d'accroitre encore plus la vitesse des éclats obtenus comparativement à la variante d'amorçage avec transition vers la détonation de type TCD.
Selon une autre variante préférée de l'invention, l'évidement en forme de canal cylindrique est situé dans le chargement en position centrale de telle sorte que l'axe de révolution du chargement explosif traverse l'évidement.
Selon une autre variante prëférée, la section du canal cylindrique constituant l'évidement est circulaire, elliptique, carrée, rectangulaire, trapézoYdale, polygonale ou étoilée.
De façon particulièrement préférée, l'évidement est un canal cylindrique de révolution, c' est à dire que sa section est circulaire, dont l'axe coincide, rigoureusement ou approximativement, avec l'axe de rëvolution du chargement explosif.
Le rapport entre la section du chargement explosif et la section de l'évidement est de préférence et en général compris entre 5 et 100.
L'évidement en forme de canal cylindrique peut transpercer le chargement explosif, c'est à dire comporter 2 ouvertures, ce qui est préfëré, mais il peut aussi ne comporter qu'une seule ouverture, c8té fond ou c8té avant du chargement, ou bien encore ne comporter aucune ouverture, c'est à dire qu'il est alors emprisonné dans le chargement.
L'évidement dans le chargement explosif est de préférence vide de toute matière, c'est à dire qu'il ne contient que de l'air ou un gaz quelconque, mais il peut aussi au moins partiellement contenir un matériau inerte de basse densité.
Par « basse » densité, il faut comprendre une densité
nettement inférieure à celle du matériau énergétique constituant le chargement explosif, c'est-à-dire inférieure à environ 70% de la densité du matériau énergétique.
Comme exemples de tels matériaux inertes de basse densité, on peut citer les mousses et les caoutchoucs ayant une densité comprise entre environ 0,1 g/cm3 et environ 1,3 g/cm3.
Selon l'invention, l'explosif constituant le chargement peut étre tout explosif bien connu de l'homme du métier dans le domaine des munitions à fragmentation.
Cet explosif est en génêral et de préférence un solide, mais il peut également être par exemple un liquide visqueux. Dans ce cas, l'évidement en forme de canal cylindrique doit bien entendu être matérialisé par une enveloppe solide, par exemple métallique.
Les explosifs composites sont particulièrement préférés comme explosifs solides, c'est à dire des explosifs obtenus à partir de compositions explosives à liant plastique mises en oeuvre par coulée puis polymérisation, constituées d'un liant plastique chargé
contenant au moins une charge explosive nitrée organique comme l'hexogène ou l'octogène.
l0 Comme exemples d'autres explosifs solides convenant bien dans le cadre de la présente invention, on peut citer les explosifs coulés fondus comme ceux à base de TNT
(hexolites, octolites, etc...), et les explosifs à liant plastique mis en oeuvre par compression.
La présente invention a également pour objet un procédé permettant d'accroitre la vitesse des éclats obtenus lors de la détonation d'un élément de munition explosive â fragmentation comprenant - une enveloppe susceptible de générer des éclats, ayant 2o un axe de révolution, - un chargement explosif enrobé dans ladite enveloppe, ayant le même axe de révolution que celui de l'enveloppe, et comportant un évidement en forme de canal cylindrique dont les génératrices sont parallèles à l'axe de révolution du chargement explosif.
Ce nouveau procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la détonation résulte d'un amorçage du chargement explosif uniquement localisé à la 3o périphérie du chargement explosif, et ponctuel.
De façon préférêe, selon ce nouveau procédé, le moyen d'amorçage est tel qu'il provoque une transition vers une détonation de type TXD, c'est à dire que l'amorçage du chargement explosif génère une onde de choc dont le niveau en pression et en durée de maintien ô
est inférieur au seuil d'aptitude à la détonation du chargement explosif.
La figure 1 jointe représente une coupe schématique d'un élément de munition explosive à fragmentation selon l'invention.
Dans la rêalisation schématisée selon la figure 1, l'élément de munition comprend .
- une enveloppe 1 métallique, cylindrique, pleine, susceptible de générer des éclats, ayant un axe de rêvolution 2, - un chargement explosif 3, contenu dans ladite enveloppe 1 et revêtu par ladite enveloppe 1. Ce chargement explosif 3 est donc cylindrique et possède le méme axe de révolution 2 que celui de l'enveloppe 1.
Le chargement explosif 3 comporte, sur toute sa longueur, un évidement 5 en forme de canal cylindrique dont les génératrices 6, 7 sont parallèles à l'axe de révolution 2 du chargement explosif 3 et dont la paroi est constituëe par le chargement explosif 3.
L'évidement 5, qui transperce le chargement explosif 3, est un canal cylindrique de révolution dont l'axe coincide avec l'axe de rêvolution 2 du chargement explosif 3.
- un moyen unique d'amorçage 4 du chargement explosif 3, permettant d'assurer un amorçage périphérique du chargement, en un seul point.
Un dispositif expérimental 9, non détaillé figure 1, bien connu de l'homme du métier, permet de visualiser, à
l'aide d'une caméra à balayage de fente, les phénomènes et effets produits après l'amorçage du chargement, et notamment de déterminer le type de la transition vers la détonation et la vitesse des éclats obtenus. L'axe de la fente est approximativement situé dans l'axe d'amorçage 10, du c4té opposé â l'amorçage par rapport à l'élément de munition.
Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention et les avantages qu'elle procure.
F~cempl~l on a réalisé un élément de munition explosive à
fragmentation comme schématisé figure 1, de longueur 100mm.
l0 L'enveloppe 1 est lisse, en acier, d'épaisseur l,5mm.
Le diamètre extérieur du chargement explosif 3 est 150mm.
Le diamètre de l'évidement 5 est 50mm.
Le matériau énergétique constituant le chargement explosif 3 est un explosif composite constitué de 55% en poids d'octogène, 12% en poids de perchlorate d'ammonium, 3% en poids d'aluminium et 30% en poids d'une matrice polymërique énergétique réticulée obtenue par polymérisation, par le biuret trihexane isocyanate(BTHT), d'un polyadipate de diéthylèneglycol en présence d'un plastifiant ënergëtique constitué d'un mélange de nitroglycérine et de trinitrate de butanetriol.
L'évidement 5 est classiquement obtenu à l'aide d'un noyau central positionné dans le moule avant la coulée de la composition explosive non polymérisée.
Le moyen d'amorçage 4 comprend un détonateur haute tension usuel bien connu de l'homme du métier et un relais cylindrique en hexocire (95% d'hexogène et 5% de cire) de diamètre lOmm et hauteur lOmm, bien en contact avec la surface de révolution du chargement explosif 3, grâce à une perforation de diamètre correspondant dans l'enveloppe 1.
Après amorçage, on a pu constater, à l'aide du dispositif expérimental 9 l - un mécanisme de transition vers la détonation de type TCD.
- Une expansion quasi hémisphérique de l'enveloppe 1 en acier.
- Une vitesse de relèvement de l'enveloppe 1 en fonction du temps, mesurée au niveau de la génératrice 11 opposée à la génératrice 8 sur laquelle se produit l'amorçage, permettant de déduire une vitesse initiale des éclats de 2870 m/s.
On a réalisé un élément de munition explosive à
fragmentation identique à celui de l'exemple 1, mais dépourvu du détonateur, de son relais d' hexocire, et de la perforation correspondante de l'enveloppe 1. On a obtenu un amorçage périphérique du chargement explosif en tirant, vers la périphérie de l'enveloppe 1, avec un angle de tir de 90° par rapport au plan de tangence du point d'impact, c'est à dire selon l'axe d'amorçage 10 du c8té opposé au dispositif expérimental 9 par rapport à l'élément de munition, une balle perforante en acier de type PF1, de diamètre 12,7mm, à la vitesse de 1000m/s.
Cette balle perforante représente le moyen unique d'amorçage 4 selon l'invention et la figure 1.
On a constaté, à l'aide du dispositif expérimental 9, un mécanisme de transition vers la détonation de type TXD, une expansion de l'enveloppe 1 qualitativement identique à celle observée pour l'exemple 1, mais quantitativement supérieure, puisque la courbe vitesse de relèvement de l'enveloppe en fonction du temps permet de déduire une vitesse initiale des éclats de 3370 m/s.
ZZ
~i~.si~~
Cet exemple comparatif ne fait pas partie de l'invention. I1 a été réalisé dans le seul but de bien mettre en évidence les avantages procurés par l'invention, et notamment le gain important obtenu en vitesse initiale des éclats.
Selon cet exemple comparatif, on a tout d'abord réalisé un élément de munition explosive à fragmentation rigoureusement identique à celui de l'exemple 2.
Aprês un amorçage plan conventionnel du chargement explosif, au niveau de l'une des 2 faces planes, à
l'aide d'un générateur d'ondes planes (GOP) couplé à un relais en hexocire 95/5 de diamètre 10 mm et hauteur 10 mm lui méme couplé à un détonateur haute-tension usuel, on a constaté un mécanisme de transition vers la détonation de type TCD et une vitesse initiale des éclats de 2400 m/s.
Le gain obtenu en vitesse initiale des éclats selon l'invention est donc de l'ordre de 20% selon la configuration objet de l'exemple 1 et de l'ordre de 40%
selon la configuration objet de l'exemple 2.
Selon l'invention, le terme «ponctuel» ou «point»
ne doit pas être interprété avec une rigueur mathématique. En pratique, ce terme signifie une faible surface assimilable à un point comparativement à la surface totale de révolution du chargement. Un moyen l0 d'amorçage usuel comprenant un détonateur et un relais cylindrique de diamètre lOmm en explosif de type hexocire en contact avec la périphérie d'un chargement de diamètre 150mm et de longueur 100mm permet d' assurer un amorçage périphérique ponctuel au sens de la présente invention.
Le tir d'une balle perforante en acier représente un autre exemple de moyen d'amorçage ponctuel selon l'invention.
De façon générale, on peut utiliser tout moyen d'amorçage usuel bien connu de l'homme du métier, notamment des systèmes d'amorçage à booster d'explosif ou à élément projeté.
Selon l'invention, la transition vers la détonation après l'amorçage peut être de type Transition-Choc Détonation (TCD) ou de type Transition vers la Détonation retardée, encore appelëe transition « inconnue » vers la détonation (TXD). Ces 2 mécanismes de transition vers la détonation sont bien connus de l'homme de métier.
Selon la transition TCD, l'amorçage génëre une onde de choc dont le niveau en pression et en durée de maintien est supérieur au seuil d'aptitude à la détonation du matériau énergétique qui est une caractéristique de ce matériau.
Selon la transition TXD, dont la durée est beaucoup plus longue, l'amorçage génère une onde de choc dont le niveau en pression et en durée de maintien est inférieur su seuil de fonctionnement TCD précitë. Cette onde de S choc peu réactive endommage physiquement le matériau, puis, après réflexion sur la paroi de la munition et combinaison avec une autre onde, revient en surpression sur le matériau endommagé, ce qui provoque sa décomposition chimique et sa détonation.
L'homme du métier sait, par calcul ou par expérimentation, choisir un moyen d'amorçage permettant, pour un chargement explosif donné, d'obtenir une transition vers la détonation du type TCD ou de type TXD.
Selon une variante particuliérement préférée de l'invention, le moyen unique d'amorçage est tel qu'il puisse provoquer une transition TXD, en générant une onde de choc dont le niveau en pression et en durée de maintien est infërieur au seuil d'aptitude à la détonation du chargement explosif (seuil de fonctionnement TCD).
De façon particulièrement inattendue, on a constaté que cette variante permettait d'accroitre encore plus la vitesse des éclats obtenus comparativement à la variante d'amorçage avec transition vers la détonation de type TCD.
Selon une autre variante préférée de l'invention, l'évidement en forme de canal cylindrique est situé dans le chargement en position centrale de telle sorte que l'axe de révolution du chargement explosif traverse l'évidement.
Selon une autre variante prëférée, la section du canal cylindrique constituant l'évidement est circulaire, elliptique, carrée, rectangulaire, trapézoYdale, polygonale ou étoilée.
De façon particulièrement préférée, l'évidement est un canal cylindrique de révolution, c' est à dire que sa section est circulaire, dont l'axe coincide, rigoureusement ou approximativement, avec l'axe de rëvolution du chargement explosif.
Le rapport entre la section du chargement explosif et la section de l'évidement est de préférence et en général compris entre 5 et 100.
L'évidement en forme de canal cylindrique peut transpercer le chargement explosif, c'est à dire comporter 2 ouvertures, ce qui est préfëré, mais il peut aussi ne comporter qu'une seule ouverture, c8té fond ou c8té avant du chargement, ou bien encore ne comporter aucune ouverture, c'est à dire qu'il est alors emprisonné dans le chargement.
L'évidement dans le chargement explosif est de préférence vide de toute matière, c'est à dire qu'il ne contient que de l'air ou un gaz quelconque, mais il peut aussi au moins partiellement contenir un matériau inerte de basse densité.
Par « basse » densité, il faut comprendre une densité
nettement inférieure à celle du matériau énergétique constituant le chargement explosif, c'est-à-dire inférieure à environ 70% de la densité du matériau énergétique.
Comme exemples de tels matériaux inertes de basse densité, on peut citer les mousses et les caoutchoucs ayant une densité comprise entre environ 0,1 g/cm3 et environ 1,3 g/cm3.
Selon l'invention, l'explosif constituant le chargement peut étre tout explosif bien connu de l'homme du métier dans le domaine des munitions à fragmentation.
Cet explosif est en génêral et de préférence un solide, mais il peut également être par exemple un liquide visqueux. Dans ce cas, l'évidement en forme de canal cylindrique doit bien entendu être matérialisé par une enveloppe solide, par exemple métallique.
Les explosifs composites sont particulièrement préférés comme explosifs solides, c'est à dire des explosifs obtenus à partir de compositions explosives à liant plastique mises en oeuvre par coulée puis polymérisation, constituées d'un liant plastique chargé
contenant au moins une charge explosive nitrée organique comme l'hexogène ou l'octogène.
l0 Comme exemples d'autres explosifs solides convenant bien dans le cadre de la présente invention, on peut citer les explosifs coulés fondus comme ceux à base de TNT
(hexolites, octolites, etc...), et les explosifs à liant plastique mis en oeuvre par compression.
La présente invention a également pour objet un procédé permettant d'accroitre la vitesse des éclats obtenus lors de la détonation d'un élément de munition explosive â fragmentation comprenant - une enveloppe susceptible de générer des éclats, ayant 2o un axe de révolution, - un chargement explosif enrobé dans ladite enveloppe, ayant le même axe de révolution que celui de l'enveloppe, et comportant un évidement en forme de canal cylindrique dont les génératrices sont parallèles à l'axe de révolution du chargement explosif.
Ce nouveau procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la détonation résulte d'un amorçage du chargement explosif uniquement localisé à la 3o périphérie du chargement explosif, et ponctuel.
De façon préférêe, selon ce nouveau procédé, le moyen d'amorçage est tel qu'il provoque une transition vers une détonation de type TXD, c'est à dire que l'amorçage du chargement explosif génère une onde de choc dont le niveau en pression et en durée de maintien ô
est inférieur au seuil d'aptitude à la détonation du chargement explosif.
La figure 1 jointe représente une coupe schématique d'un élément de munition explosive à fragmentation selon l'invention.
Dans la rêalisation schématisée selon la figure 1, l'élément de munition comprend .
- une enveloppe 1 métallique, cylindrique, pleine, susceptible de générer des éclats, ayant un axe de rêvolution 2, - un chargement explosif 3, contenu dans ladite enveloppe 1 et revêtu par ladite enveloppe 1. Ce chargement explosif 3 est donc cylindrique et possède le méme axe de révolution 2 que celui de l'enveloppe 1.
Le chargement explosif 3 comporte, sur toute sa longueur, un évidement 5 en forme de canal cylindrique dont les génératrices 6, 7 sont parallèles à l'axe de révolution 2 du chargement explosif 3 et dont la paroi est constituëe par le chargement explosif 3.
L'évidement 5, qui transperce le chargement explosif 3, est un canal cylindrique de révolution dont l'axe coincide avec l'axe de rêvolution 2 du chargement explosif 3.
- un moyen unique d'amorçage 4 du chargement explosif 3, permettant d'assurer un amorçage périphérique du chargement, en un seul point.
Un dispositif expérimental 9, non détaillé figure 1, bien connu de l'homme du métier, permet de visualiser, à
l'aide d'une caméra à balayage de fente, les phénomènes et effets produits après l'amorçage du chargement, et notamment de déterminer le type de la transition vers la détonation et la vitesse des éclats obtenus. L'axe de la fente est approximativement situé dans l'axe d'amorçage 10, du c4té opposé â l'amorçage par rapport à l'élément de munition.
Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention et les avantages qu'elle procure.
F~cempl~l on a réalisé un élément de munition explosive à
fragmentation comme schématisé figure 1, de longueur 100mm.
l0 L'enveloppe 1 est lisse, en acier, d'épaisseur l,5mm.
Le diamètre extérieur du chargement explosif 3 est 150mm.
Le diamètre de l'évidement 5 est 50mm.
Le matériau énergétique constituant le chargement explosif 3 est un explosif composite constitué de 55% en poids d'octogène, 12% en poids de perchlorate d'ammonium, 3% en poids d'aluminium et 30% en poids d'une matrice polymërique énergétique réticulée obtenue par polymérisation, par le biuret trihexane isocyanate(BTHT), d'un polyadipate de diéthylèneglycol en présence d'un plastifiant ënergëtique constitué d'un mélange de nitroglycérine et de trinitrate de butanetriol.
L'évidement 5 est classiquement obtenu à l'aide d'un noyau central positionné dans le moule avant la coulée de la composition explosive non polymérisée.
Le moyen d'amorçage 4 comprend un détonateur haute tension usuel bien connu de l'homme du métier et un relais cylindrique en hexocire (95% d'hexogène et 5% de cire) de diamètre lOmm et hauteur lOmm, bien en contact avec la surface de révolution du chargement explosif 3, grâce à une perforation de diamètre correspondant dans l'enveloppe 1.
Après amorçage, on a pu constater, à l'aide du dispositif expérimental 9 l - un mécanisme de transition vers la détonation de type TCD.
- Une expansion quasi hémisphérique de l'enveloppe 1 en acier.
- Une vitesse de relèvement de l'enveloppe 1 en fonction du temps, mesurée au niveau de la génératrice 11 opposée à la génératrice 8 sur laquelle se produit l'amorçage, permettant de déduire une vitesse initiale des éclats de 2870 m/s.
On a réalisé un élément de munition explosive à
fragmentation identique à celui de l'exemple 1, mais dépourvu du détonateur, de son relais d' hexocire, et de la perforation correspondante de l'enveloppe 1. On a obtenu un amorçage périphérique du chargement explosif en tirant, vers la périphérie de l'enveloppe 1, avec un angle de tir de 90° par rapport au plan de tangence du point d'impact, c'est à dire selon l'axe d'amorçage 10 du c8té opposé au dispositif expérimental 9 par rapport à l'élément de munition, une balle perforante en acier de type PF1, de diamètre 12,7mm, à la vitesse de 1000m/s.
Cette balle perforante représente le moyen unique d'amorçage 4 selon l'invention et la figure 1.
On a constaté, à l'aide du dispositif expérimental 9, un mécanisme de transition vers la détonation de type TXD, une expansion de l'enveloppe 1 qualitativement identique à celle observée pour l'exemple 1, mais quantitativement supérieure, puisque la courbe vitesse de relèvement de l'enveloppe en fonction du temps permet de déduire une vitesse initiale des éclats de 3370 m/s.
ZZ
~i~.si~~
Cet exemple comparatif ne fait pas partie de l'invention. I1 a été réalisé dans le seul but de bien mettre en évidence les avantages procurés par l'invention, et notamment le gain important obtenu en vitesse initiale des éclats.
Selon cet exemple comparatif, on a tout d'abord réalisé un élément de munition explosive à fragmentation rigoureusement identique à celui de l'exemple 2.
Aprês un amorçage plan conventionnel du chargement explosif, au niveau de l'une des 2 faces planes, à
l'aide d'un générateur d'ondes planes (GOP) couplé à un relais en hexocire 95/5 de diamètre 10 mm et hauteur 10 mm lui méme couplé à un détonateur haute-tension usuel, on a constaté un mécanisme de transition vers la détonation de type TCD et une vitesse initiale des éclats de 2400 m/s.
Le gain obtenu en vitesse initiale des éclats selon l'invention est donc de l'ordre de 20% selon la configuration objet de l'exemple 1 et de l'ordre de 40%
selon la configuration objet de l'exemple 2.
Claims (10)
1. Elément de munition explosive à fragmentation comprenant:
- une enveloppe (1) susceptible de générer des éclats, ayant un axe de révolution (2), - un chargement explosif (3) enrobé par ladite enveloppe (1), ayant le même axe de révolution (2) que celui de l'enveloppe (1), et comportant un évidement (5) en forme de canal cylindrique dont les génératrices (6,7) sont parallèles à l'axe de révolution (2) du chargement explosif (3), - un moyen unique d'amorçage (4) dudit chargement explosif (3), caractérisé en ce que le moyen d'amorçage (4) est un moyen d'amorçage périphérique et ponctuel du chargement explosif (3).
- une enveloppe (1) susceptible de générer des éclats, ayant un axe de révolution (2), - un chargement explosif (3) enrobé par ladite enveloppe (1), ayant le même axe de révolution (2) que celui de l'enveloppe (1), et comportant un évidement (5) en forme de canal cylindrique dont les génératrices (6,7) sont parallèles à l'axe de révolution (2) du chargement explosif (3), - un moyen unique d'amorçage (4) dudit chargement explosif (3), caractérisé en ce que le moyen d'amorçage (4) est un moyen d'amorçage périphérique et ponctuel du chargement explosif (3).
2. Élément de munition explosive selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe (1) génératrice d'éclats et le chargement explosif (3) ont une forme cylindrique ou ogivale.
3. Élément de munition explosive selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement (5) en forme de canal cylindrique est situé en position centrale de telle sorte que l'axe de révolution (2) du chargement explosif (3) traverse l'évidement (5).
4. Élément de munition explosive selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement (5) est un canal cylindrique de révolution dont l'axe coïncide avec l'axe de révolution (2) du chargement explosif (3).
5. Elément de munition explosive selon la revendication (1), caractérisé en ce que l'évidement (5) transperce le chargement explosif (3).
6. Elément de munition explosive selon la revendication (1), caractérisé en ce que le rapport entre la section du chargement explosif (3) et la section de l'évidement (5) est compris entre 5 et 100.
7. Elément de munition explosive selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement (5) contient un matériau inerte de basse densité.
8. Elément de munition explosive selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'amorçage (4) est tel qu'il puisse générer une onde de choc dont le niveau en pression et en durée de maintien est inférieur au seuil d'aptitude à la détonation du chargement explosif (3).
9. Procédé permettant d'accroître la vitesse des éclats obtenus lors de la détonation d'un élément de munition explosive à fragmentation comprenant:
- une enveloppe (1) susceptible de générer des éclats ayant un axe de révolution (2), - un chargement explosif (3) enrobé par ladite enveloppe (1), ayant le même axe de révolution (2) que celui de l'enveloppe (1), et comportant un évidement (5) en forme de canal cylindrique dont les génératrices (6,7) sont parallèles à l'axe de révolution (2) du chargement explosif (3), caractérisé en ce que la détonation résulte d'un amorçage du chargement explosif (3) uniquement localisé
à la périphérie du chargement explosif (3), en un seul point.
- une enveloppe (1) susceptible de générer des éclats ayant un axe de révolution (2), - un chargement explosif (3) enrobé par ladite enveloppe (1), ayant le même axe de révolution (2) que celui de l'enveloppe (1), et comportant un évidement (5) en forme de canal cylindrique dont les génératrices (6,7) sont parallèles à l'axe de révolution (2) du chargement explosif (3), caractérisé en ce que la détonation résulte d'un amorçage du chargement explosif (3) uniquement localisé
à la périphérie du chargement explosif (3), en un seul point.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'amorçage du chargement explosif (3) génère une onde de choc dont le niveau en pression et en durée de maintien est inférieur au seuil d'aptitude à la détonation du chargement explosif (3).
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