CH651382A5

CH651382A5 - HOLLOW LOAD.

Info

Publication number: CH651382A5
Application number: CH1311/83A
Authority: CH
Inventors: Jacques David; Jean Guillou; Didier Lursat; Emmanuel Hennequin
Original assignee: Serat; Aerospatiale
Priority date: 1982-03-10
Filing date: 1983-03-10
Publication date: 1985-09-13
Also published as: FR2523294B1; SE460152B; GB2116298A; GB8306576D0; SE8301253L; FR2523294A1; IT8367257A0; DE3308381A1; SE8301253D0; GB2116298B; BE896112A; IT1162838B

Description

La présente invention a pour objet une charge creuse. The present invention relates to a hollow charge.

L'évolution des blindages vers des protections nettement plus efficaces des chars de combat, obtenues notamment avec des ensembles complexes composés de plusieurs couches de matériaux différents, espacés ou non, ou blindages composites, conduit à rechercher une nouvelle augmentation des performances des charges creuses. The evolution of the armorings towards clearly more effective protections of the battle tanks, obtained in particular with complex assemblies made up of several layers of different materials, spaced or not, or composite armorings, leads to seek a new increase in the performances of the hollow charges.

On connaît divers moyens d'améliorer les performances intrinsèques d'une charge creuse, l'effet de ces perfectionnements étant le plus facilement et le plus immédiatement mesuré par des essais contre des blindages homogènes en acier. Cependant, il paraît préférable, dans le cadre d'une application moderne à des projectiles ou à des roquettes antichars d'infanterie, ou encore à un missile antichar, d'adapter la charge creuse au plus grand calibre possible compatible avec le système d'arme envisagé, et d'essayer, dans cette configuration, de réduire la masse au maximum, tout en respectant les deux exigences suivantes: maintien des performances dans les cibles composites modernes et maintien d'un pouvoir perforant encore suffisant dans les cibles homogènes en acier à blindage. Various means are known to improve the intrinsic performance of a shaped charge, the effect of these improvements being most easily and most immediately measured by tests against homogeneous steel armor. However, it seems preferable, within the framework of a modern application to anti-tank missiles or anti-tank rockets, or even to an anti-tank missile, to adapt the hollow charge to the largest possible caliber compatible with the system of weapon envisaged, and to try, in this configuration, to reduce the mass to the maximum, while respecting the following two requirements: maintenance of the performances in modern composite targets and maintenance of a still sufficient perforating power in homogeneous steel targets shielded.

La présente invention vise divers perfectionnements apportés aux charges creuses destinées, notamment, à des systèmes d'armes tels que lance-roquettes, missiles, mortiers, canons à culasse fermée, canons sans recul, fusils, grenades, têtes à éléments multiples, sous-munitions, mines, etc., caractérisés notamment en ce que ladite charge creuse est munie d'un revêtement tronqué au sommet et/ou à la base. Grâce à cette disposition propre à l'invention, on obtient un allégement de la charge, qui permet d'en augmenter le calibre, tout en conservant une masse compatible avec son emploi sur une roquette, un missile, etc. The present invention relates to various improvements made to the hollow charges intended, in particular, for weapon systems such as rocket launchers, missiles, mortars, closed-breech cannons, recoilless cannons, rifles, grenades, multiple-element heads, ammunition, mines, etc., characterized in particular in that said hollow charge is provided with a truncated coating at the top and / or at the base. Thanks to this arrangement specific to the invention, a load reduction is obtained, which makes it possible to increase its caliber, while retaining a mass compatible with its use on a rocket, a missile, etc.

Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressorti-ront de la description qui suit. Elle se rapporte à une tête à charge creuse à revêtement conique, de pente constante, simple. The various characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows. It relates to a hollow charge head with conical coating, of constant, simple slope.

L'invention peut s'appliquer à toutes autres formes de revêtements: conique à pentes multiples, convexes ou concaves, vues par un observateur placé à l'intérieur de la cavité formée par le revêtement, en forme de tulipe, ogival ou en cloche, concave, vu par un observateur placé à l'intérieur de la cavité formée par le revêtement, The invention can be applied to any other form of covering: conical with multiple slopes, convex or concave, seen by an observer placed inside the cavity formed by the covering, in the shape of a tulip, ogival or bell-shaped, concave, seen by an observer placed inside the cavity formed by the coating,

conique à pente constante, d'angle très fermé (moins de 60 ) ou d'angle très ouvert (plus de 60"), etc. conical with constant slope, very closed angle (less than 60) or very open angle (more than 60 "), etc.

La charge creuse décrite ci-après et représentée sur les dessins annexés se rapporte plus spécialement à un missile. Il est bien précisé que l'invention s'applique à des têtes pour tous autres engins: roquettes, obus de mortiers, obus de canons à culasse fermée, canons sans recul, fusils, grenades, sous-munitions, mines, etc. The shaped charge described below and shown in the accompanying drawings relates more specifically to a missile. It is well specified that the invention applies to heads for all other devices: rockets, mortar shells, closed-bolt cannon shells, recoilless guns, rifles, grenades, submunitions, mines, etc.

Il est bien précisé également qu'il s'agit uniquement d'exemples. En particulier, les exemples de réalisation décrits et représentés ici se rapportent à des charges creuses à amorçages en disque, écran ogival et onde de détonation annulaire, torique. Il est bien précisé que l'invention s'applique à tous autres types et formes d'amorçage, d'écran et d'onde de détonation, amorçage central, sans écran et onde sphérique par exemple, etc. It should also be noted that these are only examples. In particular, the exemplary embodiments described and represented here relate to hollow charges with disc starts, ogival screen and annular, toroidal detonation wave. It is clearly specified that the invention applies to all other types and forms of ignition, screen and detonation wave, central ignition, without screen and spherical wave for example, etc.

Au cours de la description qui suit, on se référera aux dessins annexés, sur lesquels : During the description which follows, reference will be made to the appended drawings, in which:

la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une tête à charge creuse équipée d'un revêtement conique classique; fig. 1 is a longitudinal section view of a hollow charge head equipped with a conventional conical coating;

la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale similaire à la fig. 1, mais représentant une charge creuse équipée d'un revêtement conique tronqué selon l'invention; fig. 2 is a view in longitudinal section similar to FIG. 1, but representing a hollow charge equipped with a truncated conical coating according to the invention;

la fig. 3 illustre l'évolution schématique de la vitesse des éléments du jet en fonction de leur position initiale dans le revêtement; fig. 3 illustrates the schematic evolution of the speed of the elements of the jet as a function of their initial position in the coating;

la fig. 4 représente, en coupe longitudinale, un revêtement conique tronqué selon l'invention, en correspondance avec les courbes de vitesse de la fig. 3. fig. 4 shows, in longitudinal section, a truncated conical coating according to the invention, in correspondence with the speed curves of FIG. 3.

Sur les dessins, le revêtement est conique, à loi d'épaisseur constante. In the drawings, the coating is conical, with a constant thickness law.

On peut également utiliser toute autre forme de revêtement, à loi d'épaisseur dégressive, progressive ou autre. One can also use any other form of coating, with a decreasing, progressive or other thickness law.

Comme on l'a précisé ci-dessus, la présente invention propose, par la troncature du revêtement de charge creuse à son sommet et/ou à sa base, des réductions de longueurs de l'ensemble, d'où découlent des gains de masse de la charge, sur le revêtement lui-même, sur l'explosif et le corps ou enveloppe. •• As stated above, the present invention proposes, by truncating the coating of hollow charge at its top and / or at its base, reductions in length of the assembly, from which result mass savings of the charge, on the coating itself, on the explosive and the body or casing. ••

Ces gains peuvent atteindre une proportion significative de la masse de la charge (10, 15 ou 20%, etc., ces valeurs n'étant pas limitatives). These gains can reach a significant proportion of the mass of the load (10, 15 or 20%, etc., these values not being limiting).

Cependant, la disposition selon l'invention peut éventuellement sacrifier, d'une façon faible, et en tout cas acceptable, le pouvoir perforant de la charge. En effet, les études modernes les plus précises démontrent que la fraction la plus utile, la plus efficace du jet correspond à la fraction médiane du revêtement (zones voisines du sommet et de la base exceptées). Le moyen proposé par l'invention peut donc être employé soit pour alléger la charge, donc le projectile, et en tirer un parti balistique (vitesse, portée...), sans affecter sensiblement le pouvoir perforant, soit reporter cet allégement sur un accroissement de calibre, donc pour augmenter finalement le pouvoir perforant, sans modifier les conditions balistiques. However, the arrangement according to the invention may possibly sacrifice, in a weak and in any case acceptable manner, the perforating power of the filler. Indeed, the most precise modern studies show that the most useful, most effective fraction of the jet corresponds to the median fraction of the coating (areas near the top and the base excepted). The means proposed by the invention can therefore be used either to lighten the charge, therefore the projectile, and draw a ballistic advantage from it (speed, range, etc.), without appreciably affecting the perforating power, or transfer this reduction to an increase of caliber, therefore to ultimately increase the perforating power, without modifying the ballistic conditions.

La description comparative faite ci-après, en référence aux fig. 1 (charge creuse classique) et 2 (charge creuse à revêtement tronqué selon l'invention) permet de mieux comprendre l'invention. The comparative description given below, with reference to FIGS. 1 (conventional hollow charge) and 2 (hollow charge with truncated coating according to the invention) allows a better understanding of the invention.

En se référant à la fig. 1, on voit que la tête à charge creuse 1, de définition classique et de calibre a, comprend un revêtement conique 2, en cuivre par exemple, un explosif principal 3 (hexolite ou octolite par exemple), un bloc d'amorçage en disque 4, en hexocire ou en oc-tocire par exemple, un écran 5 formant une onde d'amorçage annulaire, un corps ou enveloppe 6 métallique ou en complexe filamen-taire par exemple, une ogive 7 procurant une distance d'attaque DA (par exemple 3 calibres). Referring to fig. 1, it can be seen that the hollow charge head 1, of conventional definition and of caliber a, comprises a conical coating 2, made of copper for example, a main explosive 3 (hexolite or octolite for example), a priming disc disk 4, in hexocire or in oc-tocire for example, a screen 5 forming an annular priming wave, a metal body or envelope 6 or in filamentary complex for example, a warhead 7 providing an attack distance DA (by example 3 calibers).

Selon cet exemple de l'invention, le sommet de l'écran 5 est situé à une distance d du sommet du revêtement 2. According to this example of the invention, the top of the screen 5 is located at a distance d from the top of the covering 2.

La fig. 2 représente une tête à charge creuse selon l'invention de même calibre a, qui utilise les mêmes dispositions générales et la même technologie que la charge classique représentée sur la fig. 1, mais qui comporte un revêtement tronqué 2' selon l'invention, en cuivre par exemple, un explosif principal 3', un bloc d'amorçage 4 en hexocire ou en octocire par exemple, procurant une onde d'amor- Fig. 2 shows a hollow charge head according to the invention of the same caliber a, which uses the same general provisions and the same technology as the conventional charge shown in FIG. 1, but which has a truncated coating 2 ′ according to the invention, made of copper for example, a main explosive 3 ′, a priming block 4 in hexocire or octocire for example, providing a priming wave

2 2

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

gage annulaire, un écran 5, un corps ou enveloppe 6', métallique ou en complexe filamentaire par exemple, une ogive 7, à distance d'attaque DA. annular pledge, a screen 5, a body or envelope 6 ′, metallic or in a filament complex for example, a warhead 7, at attack distance DA.

Dans l'exemple de réalisation représenté sur la fig. 2, le revêtement 2' est tronqué à la base et au sommet. Le revêtement 2' pourrait être tronqué soit à sa base, soit au sommet. In the embodiment shown in FIG. 2, the coating 2 'is truncated at the base and at the top. The coating 2 'could be truncated either at its base or at the top.

La comparaison des fig. 1 et 2 montre clairement le gain de masse obtenu par l'invention: l'enveloppe 6' est plus légère que l'enveloppe 6, le revêtement 2' est plus court et plus léger que le revêtement 2. et l'explosif principal 3' est évidemment moins lourd (plus court) que l'explosif principal 3. Dans l'exemple de réalisation de la fig. 2, on a intentionnellement conservé inchangés l'écran, le bloc d'amorçage 4 et la distance d, mais ces paramètres peuvent et doivent, de préférence, faire l'objet d'une optimisation dans le cas du revêtement tronqué selon l'invention. The comparison of figs. 1 and 2 clearly show the gain in mass obtained by the invention: the envelope 6 'is lighter than the envelope 6, the coating 2' is shorter and lighter than the coating 2. and the main explosive 3 'is obviously lighter (shorter) than the main explosive 3. In the embodiment of FIG. 2, the screen, the priming block 4 and the distance d have intentionally been left unchanged, but these parameters can and should preferably be optimized in the case of the truncated coating according to the invention .

En se reportant aux revêtements 2 et 2' des fig. 1 et 2, on peut analyser la génération du revêtement tronqué 2' selon l'invention par le revêtement classique 2. En effet (fig. 1), le revêtement classique 2 comprend une zone médiane, la plus efficace, de longueur T, une zone peu efficace à la base, de longueur B, et une zone moins efficace au sommet, de longueur S, la longueur totale ou hauteur du revêtement classique étant R = T + B + S. Referring to the coverings 2 and 2 'of FIGS. 1 and 2, the generation of the truncated coating 2 ′ according to the invention can be analyzed by the conventional coating 2. In fact (FIG. 1), the conventional coating 2 comprises a median zone, the most effective, of length T, a ineffective zone at the base, of length B, and a less effective zone at the top, of length S, the total length or height of the conventional covering being R = T + B + S.

En supprimant, selon l'invention, les zones B et S (hachures espacées des deux zones, sur la fig. 1), le revêtement tronqué 2' possède une hauteur T, le gain de longueur de la charge 1 ' selon l'invention (fig. 2) étant ainsi égal à B + S, la longueur L' de la charge selon l'invention, à revêtement tronqué 2', étant reliée à la longueur L de la charge classique 1 par la relation: By removing, according to the invention, the zones B and S (hatching spaced from the two zones, in FIG. 1), the truncated covering 2 ′ has a height T, the gain in length of the load 1 ′ according to the invention (fig. 2) thus being equal to B + S, the length L 'of the load according to the invention, with truncated coating 2', being connected to the length L of the conventional load 1 by the relation:

L - L' = B + S L - L '= B + S

On en déduit l'allégement correspondant, décrit et expliqué ci-dessus, selon l'invention. We deduce the corresponding relief, described and explained above, according to the invention.

Selon l'exemple de réalisation non limitatif de l'invention représenté sur la fig. 2, la troncature du sommet du revêtement 2' peut être fermée ou non. Elle peut, par exemple, être fermée par la continuité de construction du revêtement lui-même (embouti, forgé ou fluotourné). Cette troncature peut être fermée aussi par une pièce rapportée, en matière plastique de préférence, délimitant la cavité de charge creuse et l'explosif V. According to the nonlimiting exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 2, the truncation of the top of the covering 2 'can be closed or not. It can, for example, be closed by the continuity of construction of the coating itself (stamped, forged or flow-turned). This truncation can also be closed by an insert, preferably made of plastic, delimiting the hollow charge cavity and the explosive V.

Cette troncature peut prendre la forme d'un disque plat 10 (fig. 2) ou d'un hémisphère ou anse de panier, représenté en 8' en traits interrompus sur la fig. 2. This truncation can take the form of a flat disc 10 (fig. 2) or a hemisphere or basket handle, shown in 8 'in broken lines in fig. 2.

La base du revêtement est tronquée, ce qui entraîne le sous-calibrage par rapport au corps ou enveloppe de charge. Cette base tronquée, sous-calibrée, raccorde et centre le revêtement au calibre de la tête par une collerette 9. Celle-ci peut être formée par la construction continue du revêtement lui-même (forgeage, fluotournage, emboutissage...) ou rajoutée sous forme de pièce rapportée. La forme de cette collerette 9 peut être plane ou curviligne, ou présenter toute autre configuration. The base of the coating is truncated, which leads to undersizing with respect to the body or load envelope. This truncated, sub-calibrated base connects and centers the coating to the caliber of the head by a flange 9. This can be formed by the continuous construction of the coating itself (forging, flow-forming, stamping, etc.) or added as an attachment. The shape of this flange 9 can be flat or curvilinear, or have any other configuration.

651 382 651,382

Le revêtement tronqué 2' représenté sur la fig. 2 est tronqué au sommet et à la base. De même, le revêtement tronqué 2' représenté sur la fig. 2 est conique d'angle constant; cependant, il demeure bien entendu que l'invention s'applique également à la troncature (sommet et base, ou sommet ou base) de toutes autres formes, comme on l'a d'ailleurs rappelé plus haut. The truncated covering 2 'shown in FIG. 2 is truncated at the top and at the base. Likewise, the truncated covering 2 'shown in FIG. 2 is conical of constant angle; however, it remains to be understood that the invention also applies to truncation (vertex and base, or vertex or base) of all other forms, as has already been mentioned above.

La charge allégée par l'emploi de revêtements tronqués, tout en conservant, sans baisse significative, son pouvoir perforant, étant ainsi décrite en référence aux fig. 1 et 2, on peut appuyer cette démonstration par des considérations théoriques et expérimentales en se référant aux fig. 3 et 4. The lightened load by the use of truncated coatings, while retaining, without significant drop, its perforating power, being thus described with reference to FIGS. 1 and 2, we can support this demonstration with theoretical and experimental considerations by referring to Figs. 3 and 4.

La fig. 3 représente l'évolution schématique de la vitesse V des éléments du jet de la charge creuse en fonction de leur position initiale dans le revêtement (génératrice de longueur L). Fig. 3 represents the schematic evolution of the speed V of the elements of the jet of the hollow charge as a function of their initial position in the coating (generator of length L).

Or, comme on l'a décrit ci-dessus, la présente invention consiste à tronquer l'une des extrémités du revêtement, ou les deux extrémités; dans cet exemple de réalisation, il s'agit de la zone S, près du sommet O, et de la zone B, près de la base O' (fig. 4). However, as described above, the present invention consists in truncating one of the ends of the coating, or both ends; in this embodiment, it is the area S, near the vertex O, and the area B, near the base O '(fig. 4).

La première partie de la courbe (fig. 3)»fait apparaître une inversion de gradient de vitesse des éléments du jet. Les éléments issus du sommet O du revêtement, dans une charge creuse classique, sont donc rattrapés par les éléments suivants pour former la tête du jet. Environ Vs (cet ordre de grandeur étant donné à titre d'exemple non limitatif, compte tenu de ce que cette valeur varie suivant la définition de la charge) de la longueur de la génératrice du revêtement est intéressé par ce phénomène. The first part of the curve (fig. 3) ”shows an inversion of the speed gradient of the jet elements. The elements from the top O of the coating, in a conventional hollow charge, are therefore caught up by the following elements to form the head of the jet. About Vs (this order of magnitude given by way of nonlimiting example, taking into account that this value varies according to the definition of the load) of the length of the generator of the coating is interested in this phenomenon.

La présente invention, qui consiste d'abord à tronquer cette partie de la charge creuse, a pour résultat d'éliminer ou de réduire ce phénomène, l'atteinte éventuelle du pouvoir perforant, par ce processus au sommet, étant certainement faible. The present invention, which consists first of truncating this part of the hollow charge, has the result of eliminating or reducing this phenomenon, the possible impairment of the perforating power, by this process at the top, being certainly low.

L'extrémité opposée B de la courbe de vitesse V, correspondant à la base du revêtement, s'infléchit fortement, pour tendre vers des vitesses inférieures à 2 km/s, à partir d'environ 9/10" de la longueur de la génératrice L du revêtement à partir du sommet O. (Or, on sait que la vitesse d'environ 2 km/s est sensiblement la vitesse limite Vc pour obtenir le phénomène de cratérisation dans les cibles modernes.) The opposite end B of the speed curve V, corresponding to the base of the covering, bends sharply, to tend towards speeds less than 2 km / s, from approximately 9/10 "of the length of the generator L of the coating from the top O. (Now, we know that the speed of about 2 km / s is substantially the limit speed Vc to obtain the craterization phenomenon in modern targets.)

Les avantages et les effets techniques améliorés apportés par la présente invention, qui consiste à tronquer aussi la base du revêtement, se justifient bien par ces observations de la courbe V = f (—) fig. 3. L The advantages and the improved technical effects provided by the present invention, which also consists in truncating the base of the coating, are well justified by these observations of the curve V = f (-) fig. 3. L

Une troncature à la base de l'ordre de 10% affecte peu le pouvoir perforant, tout en procurant un allégement important, comme décrit plus haut. A truncation at the base of the order of 10% has little effect on the perforating power, while providing significant lightening, as described above.

Si la troncature B est de l'ordre de l/10e environ, on maintient le pouvoir perforant dans l'acier. Si celle-ci est de plus de l/10e, on maintient le pouvoir perforant sur un blindage composite moderne, tout en subissant une réduction du pouvoir perforant dans l'acier. If the truncation B is of the order of about 1 / 10th, the perforating power in the steel is maintained. If it is more than 1/10, the perforating power is maintained on a modern composite armor, while undergoing a reduction in the perforating power in the steel.

3 3

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

R R

3 feuilles dessins 3 sheets of drawings

Claims

651382 CLAIMS

1. Hollow charge, characterized in that it comprises a coating (2 ') truncated at the top and / or at the base.

2. Hollow charge according to claim 1, characterized by a truncation of the base.

3. Hollow charge according to one of claims 1 or 2, characterized by a truncation at the top.

4. Hollow charge according to one of the preceding claims, characterized in that its truncated apex has a flat, hemispherical shape or in the shape of a basket handle (8 ′), this shape being able to be produced either in continuity with the coating itself and in its material, either by an insert, centered in the orifice of the truncation, preferably in plastic.

5. Hollow charge according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a collar (9) at the truncated base of said coating (2 ') under-calibrated, this collar ensuring the centering of the coating in the envelope- body (6 ') and can be built in the continuity of the coating itself and in its material, or formed by an attached centering piece.

6. Hollow charge according to one of the preceding claims, characterized in that the truncated coatings are conical in shape with constant slope, conical in shape with multiple slopes, in ogival shape or in bell, or in tulip shape.

7. Hollow charge according to one of the preceding claims, characterized in that its coating has a constant, progressive or decreasing thickness law.