EP0357514B1 - Enveloppe protectrice de munitions comportant des moyens permettant sa découpe - Google Patents

Enveloppe protectrice de munitions comportant des moyens permettant sa découpe Download PDF

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EP0357514B1 EP89402388A EP89402388A EP0357514B1 EP 0357514 B1 EP0357514 B1 EP 0357514B1 EP 89402388 A EP89402388 A EP 89402388A EP 89402388 A EP89402388 A EP 89402388A EP 0357514 B1 EP0357514 B1 EP 0357514B1
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fibres
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Thomson Brandt Armements SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/36—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information
    • F42B12/56—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information for dispensing discrete solid bodies
    • F42B12/58—Cluster or cargo ammunition, i.e. projectiles containing one or more submissiles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/72—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
    • F42B12/76—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the casing

Definitions

  • the invention relates to a protective casing of ejectable ammunition comprising means allowing its cutting, an operation necessary for the ejection of the submunition (s) to be carried out without difficulty of cutting and ejection.
  • a weakening of the structure is provided and located for this purpose at the level where the cutting is to be made. This is obtained by pyrotechnic cylinders.
  • light alloy envelopes are used, in two or three parts linked together by mechanical connecting means calculated to yield under the action of inflatable systems or pyrotechnic jacks.
  • Another solution consists in providing detonating cords on the envelope made of light alloy or of composite material which ensure the cutting.
  • the problem is different since it involves opening openings in an envelope, these openings having the form of panels or cells of the envelope, by means of controlled forces.
  • the object of the invention is to overcome the drawbacks of the aforementioned solutions and to solve the problem of controlling the force to be exerted to obtain the desired opening.
  • a protective casing of ammunition made of metal, shaped by fusion and molding, intended to be cut at a fracturable line comprising for this purpose, in the zone where this fracturable line must be located, temperature-resistant fibers, the entire envelope and said zone being directly obtained by means of melting and molding operations, characterized in that the fibers are interposed in the form of a weft, the plane of which is perpendicular to the internal and external surfaces of the envelope so that, when the metal is poured into the mold, the metal binds the fibers together to form a strip of composite fiber-metal material of width (e) constituting an area of embrittlement.
  • Figure 1 is a schematic representation of an envelope section equipped, according to the invention.
  • FIGS. 2 and 3 illustrate two variants of the weft of fibers incorporated into the envelope during the casting operations, in accordance with the invention.
  • FIG. 4 shows the application of the forces (F) necessary to cut the envelope.
  • Figures 5 to 9 are illustrations of several examples of a breakable line that can be obtained on an envelope according to the invention.
  • the protective envelope or cell according to the invention is in the form of a part obtained by melting or molding with the addition of a weft of composite material, in line with the area where the cutting is to take place.
  • the entire envelope and fracturable zones come, according to the invention, directly from the melting and molding operations.
  • the envelope according to the invention is obtained by using a weft consisting of fibers which, during the casting of the molten metal, are crossed by the metal to form the composite material (fiber-metal) which constitutes the future fracturable line.
  • the structure obtained is illustrated by means of Figure 1 where we find the strip of fabric or weft (2) of width (e) whose plane is perpendicular to the inner and outer surfaces of the envelope (1) molded.
  • these frames can be, as the case may be, and as illustrated in FIGS. 2 and 3 respectively, wefts with wide meshes or with small meshes.
  • the spacing of the fibers (s1, s2) and their diameter ( ⁇ 1, ⁇ 2) are parameters that can be easily controlled. Under these conditions, the evaluation of the mechanical stresses of these areas, before and during cutting, is also controlled and can be adjusted by adjusting these parameters on demand in relation to the width (e) of the frame.
  • the actual cutting can be done by any known means such as a pyrotechnic cylinder. It suffices to quantify the necessary shock and to adjust the cylinder accordingly.
  • Such an envelope is illustrated by means of FIG. 4.
  • the envelope (1) comprises in this nonlimiting example, three parts (a), (b), (c) which must be cut and ejected.
  • pyrotechnic means apply to them, in a known manner, forces (F) whose value is a function of the dimensioning of the frame (2) of metal-fiber composite material previously calculated, frame which is more visible on Figure 1 which is an enlargement of the area (X) of the envelope (1).
  • Figures 5, 6 and 7 respectively illustrate the frangible lines (40) arranged longitudinally along the envelope (1) of a cargo ship (100), and (41) of a panel (101).
  • FIG. 8 represents the fracturable line (43) between two structural sections (A) and (B).
  • Figures 9a and 9b illustrate the fracturable line (44) cut out of cells (103).
  • the invention finds its application in the manufacture of rockets or cargo carriers carrying submunitions for which, at a given instant, it is necessary to be able, on the chosen combat zone, to cut and eject the protective envelope.
  • the invention allows perfect control of mechanical stresses, reliability of cutting and a competitive manufacturing cost.

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Description

  • L'invention concerne une enveloppe protectrice de munitions éjectables comportant des moyens permettant sa découpe, opération nécessaire pour que l'éjection du ou des sous-munitions puisse se réaliser sans difficulté de découpe et d'éjection.
  • Plusieurs solutions ont déjà été proposées à cette fin. Dans un premier exemple de réalisation, s'il s'agit d'une enveloppe ou d'un panneau en matériau composite, un affaiblissement de la structure est prévu et localisé à cet effet au niveau où doit se faire la découpe. Celle-ci est obtenue par des vérins pyrotechniques.
  • Dans un autre exemple, on utilise des enveloppes en alliage léger, en deux ou trois parties reliées entre elles par des moyens mécaniques de liaison calculés pour céder sous l'action de systèmes gonflables ou de vérins pyrotechniques.
  • Une autre solution consiste à prévoir sur une enveloppe en alliage léger ou en matériau composite des cordeaux détonants qui assurent la découpe.
  • Toutes ces solutions, ou bien sont couteuses à réaliser, ou bien manquent de fiabilité.
  • Une autre solution est décrite dans le brevet DE-A-2.923. 877. Ce brevet décrit un projectile comportant une enveloppe métallique génératrice d'éclats entourant une masse d'explosifs.
  • Afin d'assurer une découpe de l'enveloppe en éclats de masses à peu près égales il est prévu d'installer à équidistance des deux faces de l'enveloppe une sorte de filet métallique en un alliage de métal ayant une température de fusion supérieure à celle du métal constituant l'enveloppe. Les fils de ce filet déterminent des lignes de fragilisation, chaque éclat ayant alors sa surface déterminée par la surface d'une maille du filet. Il s'agit là d'une solution qui ne permet aucun réglage de la force nécessaire pour provoquer la rupture de la paroi. Ce manque de possibilité de réglage n'est pas gênant lorsqu'il s'agit de créer les éclats d'une charge à éclats. Dans une charge à éclats la pression exercée de façon quasi uniforme sur chaque partie de l'enveloppe par les gaz dégagés par l'explosion de la masse d'explosif est surabondante et largement suffisante pour briser l'enveloppe même en l'absence de lignes fracturables. Le problème technique résolu est dans ce cas de substituer aux lignes de fragilité naturelle inconnue, des lignes de fragilité connue de façon à déterminer les éclats par ces lignes.
  • Dans le cas de l'invention le problème est différent puisqu'il s'agit de ménager des ouvertures dans une enveloppe, ces ouvertures ayant la forme de panneaux ou d'alvéoles de l'enveloppe, au moyen de forces contrôlées.
  • L'invention a pour objet de pallier les inconvénients des solutions précitées et de résoudre le problème du contrôle de la force à exercer pour obtenir l'ouverture souhaitée.
  • Elle concerne de nouvelles enveloppes ou alvéoles protectrices de munitions dont la fabrication est rendue plus simple, tout en permettant la mise en oeuvre plus facile et plus fiable des moyens classiques de rupture tels que les vérins pyrotechniques pour rompre les zones fragilisées.
  • Elle concerne plus précisément une enveloppe protectrice de munitions réalisée en métal, mise en forme par fusion et moulage, destinée à être découpée au niveau d'une ligne fracturable, comprenant à cet effet, dans la zone où doit se situer cette ligne fracturable, des fibres résistant à la température, l'ensemble de l'enveloppe et de ladite zone étant directement obtenu au moyen d'opérations de fusion et de moulage, caractérisée en ce que les fibres sont interposées sous forme d'une trame, dont le plan est perpendiculaire aux surfaces internes et externes de l'enveloppe de telle sorte que, lors de la coulée du métal dans le moule, le métal lie les fibres entre elles pour former une bande de matériau composite fibre-métal de largeur (e) constituant une zone de fragilisation.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles:
  • La figure 1 est une représentation schématique d'un tronçon d'enveloppe équipé, conformément à l'invention.
  • Les figures 2 et 3 illustrent deux variantes de trame de fibres incorporée à l'enveloppe lors des opérations de coulée, conformément à l'invention.
  • La figure 4 montre l'application des forces (F) nécessaire à la découpe de l'enveloppe.
  • Les figures 5 à 9 sont des illustrations de plusieurs exemples de ligne fracturable qu'il est possible d'obtenir sur une enveloppe selon l'invention.
  • Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les mêmes références dans toutes les figures.
  • L'enveloppe ou l'alvéole protectrice selon l'invention se présente sous la forme d'une pièce obtenue par fusion ou moulage avec adjonction d'une trame de matériau composite, au droit de la zone où doit se produire la découpe. L'ensemble de l'enveloppe et des zones fracturables viennent, conformément à l'invention, directement des opérations de fusion et de moulage.
  • Lorsque l'on étudie une munition devant éjecter des sous-munitions, on définit les lignes fracturables des panneaux de l'enveloppe ou des alvéoles. L'enveloppe selon l'invention est obtenue en faisant intervenir une trame constituée de fibres qui, lors de la coulée du métal en fusion, se trouvent traversées par le métal pour former le matériau composite (fibre-métal) qui constitue la future ligne fracturable. La structure obtenue est illustrée au moyen de la figure 1 où l'on retrouve la bande de tissu ou trame (2) de largeur (e) dont le plan est perpendiculaire aux surfaces interne et externe de l'enveloppe (1) moulée.
  • Il est possible dans ces conditions de calculer avec précision les dimensions de ces trames en fonction de la fragilité souhaitée. Elles peuvent être selon les cas, et comme l'illustrent respectivement les figures 2 et 3, des trames à mailles larges ou à petites mailles. L'écartement des fibres (s1, s2) et leur diamètre (∅₁, ∅₂) sont des paramètres que l'on peut maîtriser facilement. Dans ces conditions, l'évaluation des contraintes mécaniques de ces zones, avant et pendant la découpe, est également contrôlée et peut être modulée en ajustant à la demande ces paramètres en relation avec la largeur (e) de la trame.
  • Il en résulte de nombreux avantages. D'une part, on obtient une répétivité constante de la découpe, gage de fiabilité; d'autre part, on obtient à coup sûr une découpe franche. Enfin, la mise en oeuvre s'effectue au moindre coût.
  • La découpe proprement dite peut s'effectuer par tout moyen connu tel qu'un vérin pyrotechnique. Il suffit de quantifier le choc nécessaire et de régler le vérin en conséquence.
  • Une enveloppe (1) réalisée en métal, par exemple en alliage léger, mise en forme par fusion et moulage, est équipée de trames (2) définies précédemment. Une telle enveloppe est illustrée au moyen de la figure 4. L'enveloppe (1) comporte dans cet exemple non limitatif, trois parties (a), (b), (c) qui doivent être découpées et éjectées. Pour ce faire, des moyens pyrotechniques appliquent sur celles-ci, de manière connue, des forces (F) dont la valeur est fonction du dimensionnement de la trame (2) en matériau composite métal-fibre préalablement calculé, trame qui est plus visible sur la figure 1 qui est un agrandissement de la zone (X) de l'enveloppe (1).
  • Les figures 5, 6 et 7 illustrent respectivement les lignes fracturables (40) disposées longitudinalement le long de l'enveloppe (1) d'un cargo (100), et (41) d'un panneau (101). La figure 7 décomposée en une vue de profil (7a) et en une vue en coupe (7b), illustre la ligne fracturable (42) d'une ogive (102).
  • La figure 8 représente la ligne fracturable (43) entre deux tronçons (A) et (B) de structure.
  • Les figures 9a et 9b illustrent la ligne fracturable (44) découpée dans des alvéoles (103).
  • L'invention trouve son application dans la fabrication des roquettes ou des cargos porteurs de sous-munitions pour lesquels, à un instant donné, il faut pouvoir, sur la zone de combat choisi, découper et éjecter l'enveloppe protectrice. Comme cela a été dit précédemment, l'invention permet une maîtrise parfaite des contraintes mécaniques, une fiabilité de la découpe et un coût de fabrication compétitif.

Claims (8)

  1. Enveloppe (1) protectrice de munitions réalisée en métal, mise en forme par fusion et moulage, destinée à être découpée au niveau d'une ligne fracturable, comprenant à cet effet, dans la zone où doit se situer cette ligne fracturable, des fibres résistant à la température, l'ensemble de l'enveloppe et de ladite zone étant directement obtenu au moyen d'opérations de fusion et de moulage, caractérisée en ce que les fibres sont interposées sous forme d'une trame (2), dont le plan est perpendiculaire aux surfaces internes et externes de l'enveloppe de telle sorte que, lors de la coulée du métal dans le moule, le métal lie les fibres entre elles pour former une bande de matériau composite fibre-métal de largeur (e) constituant une zone de fragilisation.
  2. Enveloppe selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écartement des fibres (s1, s2) et le diamètre des fils (∅1,∅2) constituant une maille plus ou moins grande, ainsi que la largeur (e) de la trame (2) sont calculés en fonction des contraintes mécaniques que doit supporter l'enveloppe avant et pendant la découpe.
  3. Enveloppe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les lignes fracturables (40) sont disposées longitudinalement le long de cette dernière.
  4. Enveloppe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les lignes fracturables (41) constituent un panneau (101).
  5. Enveloppe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la ligne fracturable (42) assure la découpe d'une ogive (102).
  6. Enveloppe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la ligne fracturable (43) assure la séparation de l'enveloppe en deux tronçons (A) et (B).
  7. Enveloppe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la ligne fracturable (44) délimite les ouvertures d'alvéoles ( 103).
  8. Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte trois lignes fracturables.
EP89402388A 1988-09-02 1989-09-01 Enveloppe protectrice de munitions comportant des moyens permettant sa découpe Expired - Lifetime EP0357514B1 (fr)

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FR8811495A FR2637065B1 (fr) 1988-09-02 1988-09-02 Enveloppe protectrice de munitions comportant des moyens permettant sa decoupe

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EP0357514A1 EP0357514A1 (fr) 1990-03-07
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