EP0401075A1 - Dispositif explosif à éclats préfragmentés et procédé de réalisation d'un tel dispositif - Google Patents

Dispositif explosif à éclats préfragmentés et procédé de réalisation d'un tel dispositif Download PDF

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EP0401075A1
EP0401075A1 EP90401282A EP90401282A EP0401075A1 EP 0401075 A1 EP0401075 A1 EP 0401075A1 EP 90401282 A EP90401282 A EP 90401282A EP 90401282 A EP90401282 A EP 90401282A EP 0401075 A1 EP0401075 A1 EP 0401075A1
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EP
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splinters
fragments
generating
explosive
explosive device
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EP90401282A
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Inventor
Guy Couturier
Joel Ferron
Michel Fraigneau
Claude Perthuis
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Thomson Brandt Armements SA
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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
    • F42B12/20—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type
    • F42B12/22—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type with fragmentation-hull construction
    • F42B12/32—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type with fragmentation-hull construction the hull or case comprising a plurality of discrete bodies, e.g. steel balls, embedded therein or disposed around the explosive charge

Definitions

  • the invention relates to flake generators with a pre-fragmented envelope, the envelope of which consists, for example, either of a stack of pre-fragmented rings, or of a stack of independent fragments, or of a winding of a pre-fragmented bar. It relates to the decoupling of the fragments of generator of pre-fragmented fragments in order to constitute in particular military charges and, in particular, charges with sheaf of focused fragments.
  • configurations of military charges comprising a main explosive charge, an envelope generating pre-fragmented fragments and closing flanges to contain the explosive charge 1.
  • the fragment-generating envelope often consists, for loads with a focused burst of shrapnel, in a stack of pre-fragmented rings or in a stack of independent fragments or in the winding of a pre-fragmented bar.
  • the applicant's experience has shown that, when the charges exploded, welds of initially independent flakes.
  • shock wave welds occur between an envelope called a metal ferrule limiting the loading explosive and the fragments of the shell generating fragments but also between the fragments themselves which are placed parallel to each other with respect to a perpendicular to the longitudinal axis of the explosive charge reducing in an uncontrolled manner the and therefore the effectiveness of the explosive charge.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks by proposing a simple explosive device whose nature and structure of certain elements constituting it ensure better efficiency of the military charge.
  • the subject of the invention is an explosive device according to claim 1.
  • the explosive device E comprises, as in the prior art, a main explosive charge 1 inside which is placed a booster relay 2 of the detonation which is connected to a detonator , not shown, by a channel 3.
  • the reinforcing relay 2 of the charge is, for example, placed substantially in the middle of the explosive charge 1.
  • the explosive device also comprises closing flanges (4, 5) positioned at the ends of the explosive charge 1, a metal ferrule 6 limiting, on the lateral parts, the explosive charge 1 and a casing generating fragments 7 fixed around the metallic ferrule 6 and generally in the form of revolution around a longitudinal axis 8 of the explosive device.
  • the metallic ferrule 6 has been shown concave but this shape is not limiting.
  • the casing generating fragments 7 is constituted either by a stack of rings, for example, independent and pre-fragmented, or by a pre-fragmented strip. It is positioned on the external periphery of the metal ferrule 6; this metallic ferrule 6 has been previously covered with a material 9, for example, aluminum oxide to prevent the welding of the fragments of the fragment-generating envelope 7 on the ferrule 6, this welding being caused by the shock wave induced in the shell 6 which results from the detonation of the explosive charge 1.
  • the main characteristic of the material chosen to obtain this result is to have a mechanical impedance sufficiently different from the material used for the realization of the shell 6.
  • the aluminum oxide layer is obtained, for example, by spray metallization.
  • a simple covering of the ferrule 6 may be sufficient for a particular configuration of the focused sheaf load; this configuration is a function of various factors, for example, the size of the charge, the position of the detonation source giving a particular direction to the fragments.
  • the characteristic of the material is its mechanical impedance which must be sufficiently different from that of the chips to avoid any inter-chip welding.
  • part of the energy of the shock wave causes a weld between the flakes of the rings or adjacent turns constituting the casing generating splinters that is ie parallel to each other with respect to a perpendicular to the longitudinal axis of the explosive charge; this weld depends on a direction of a component of the speed vector of each of the rings or each of the turns placed parallel along the longitudinal axis 8 thus preventing any separation between the fragments of adjacent rings or turns.
  • the covering, around each of the rings or turns of the prefragmented strip is carried out, for example, by coating around each ring or each turn of the prefragmented strip, of the material 9 on at least two faces A and B respectively in contact with the faces B ′ and A ⁇ of the rings or turns of the prefragmented strip, positioned on either side.
  • the material 9 used for coating the different faces of the flakes is, for example, aluminum oxide. This coating is obtained, for example, by spray metallization.
  • the covering of the shell and the coating of the casing generating fragments are obtained, by vacuum impregnation of the explosive device defined above. A vacuum impregnation device is shown in Figure 2.
  • the explosive device E is positioned inside a tank 11 whose size and volume are determined according to the explosive device E.
  • This tank 11 is filled with a product 12, for example an epoxy resin; the product 12 is determined as a function of its mechanical impedance which must be very different from that of the flakes to avoid any welding between the flakes during a detonation.
  • the tank 11 is closed at its upper end by a sealed cover 13 provided with an opening 14 in connection with a pump 16 by a fixing system 15; this pump 16, when activated, makes it possible to create a relative vacuum inside the tank 11 and ensures the infiltration of the product 12 between the rings or turns of the prefragmented strip constituting the casing generating splinters.
  • FIG. 3 illustrates a sheath, for example, heat shrink 17; this heat-shrinkable sheath 17 surrounds either a prefragmented strip 18 or independent flakes 19. This configuration avoids any welding of the flakes during the detonation due to mechanical decoupling due to the impedance of the heat-shrinkable sheath.
  • this heat-shrinkable sheath allows the introduction of calibrated bursts of perforating power adapted to a type of objective.
  • the heat-shrinkable sheath 17 containing the splinters is positioned on the ferrule 6 generally in the form of a spiral winding.
  • the structure of the heat-shrinkable sheath is such that the material constituting it has a mechanical impedance sufficiently different from that of the flakes to create a mechanical decoupling between these flakes.
  • a coating of a single sheath over the entire stack of rings can be carried out. This coating makes it possible to obtain the same result as an individual coating of each of the rings constituting the stack.
  • the invention applies to any projectile of the focused sheaf effect type to ensure the destruction of a determined target.

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Abstract

L'invention concerne les générateurs d'éclats à enveloppe préfragmentée pour obtenir une gerbe d'éclats focalisée. Elle concerne plus particulièrement le découplage des éclats d'une enveloppe préfragmentée pour éviter toute soudure d'une part, entre les éléments limitant le chargement explosif et les éclats et d'autre part, entre les éclats de chacun des anneaux ou des spires adjacents constituant l'enveloppe génératrice d'éclats. Cette soudure limite généralement l'efficacité de la gerbe d'éclats focalisée.
L'invention consiste à recouvrir d'une couche d'un matériau (9), la périphérie externe d'une virole (6) limitant latéralement le chargement explosif et à enrober l'enveloppe génératrice d'éclats (7) posltionnée sur la périphérie externe de la virole (6), d'une couche d'un autre ou du même matériau. Ces matériaux ont la caractéristique d'avoir une impédance mécanique suffisamment différente de celle des éclats pour empêcher les différentes soudures provoquées par l'onde de choc issue de la détonation du chargement explosif.

Description

  • L'invention concerne les générateurs d'éclats à enveloppe préfragmentée dont l'enveloppe est constituée, par exemple, soit d'un empilement d'anneaux préfragmentés, soit d'un empilement d'éclats indépendants, soit d'un enroulement d'une barre préfragmentée. Elle concerne le découplage des éclats de générateur d'éclats préfragmentés en vue de constituer notamment des charges militaires et, en particulier, des charges à gerbe d'éclats focalisée.
  • La plupart des charges explosives à gerbe d'éclats focalisée sont du type à générateurs d'éclats préfragmentés, l'impact des éclats sur un objectif devant provoquer sa destruction. Les gerbes d'éclats sont généralement focalisées suivant un plan normal à l'axe de la charge ou voisin de celui-ci. La destruction de l'objectif s'obtient d'autant plus facilement que la gerbe d'éclats ne comporte que des éclats calibrés de pouvoir perforant adapté au type d'objectif traité. La calibration des éclats arrivant sur l'objectif doit donc être la plus précise possible ce qui conditionne le flux des éclats efficaces.
  • A titre d'exemple, on connaît déjà des configurations de charges militaires comprenant un chargement explosif principal, une enveloppe génératrice d'éclats préfragmentés et des flasques de fermeture pour contenir le chargement explosif 1. L'enveloppe génératrice d'éclats consiste souvent, pour les charges à gerbe d'éclats focalisée, en un empilement d'anneaux préfragmentés ou en un empilement d'éclats indépendants ou en l'enroulement d'une barre préfragmentée. Toutefois, l'expérience de la demanderesse a montré que, lors de l'explosion des charges, des soudures d'éclats initialement indépendants. Ces soudures réalisées par onde de choc se produisent entre une enveloppe appelée virole métallique limitant le chargement explosif et les éclats de l'enveloppe génératrice d'éclats mais aussi entre les éclats eux-mêmes qui sont placés parallèlement les uns aux autres par rapport à une perpendiculaire à l'axe longitudinal de la charge explosive réduisant de façon non contrôlée le flux d'éclats et par conséquent l'efficacité de la charge explosive.
  • Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif explosif simple dont la nature et la structure de certains éléments le constituant assurent une meilleure efficacité de la charge militaire.
  • L'objet de l'invention est un dispositif explosif selon la revendication 1.
  • L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit, et qui est accompagnée des dessins suivants représentant respectivement :
    • - figure 1, une vue en coupe d'une structure de charge explosive à gerbe d'éclats focalisée selon l'invention ;
    • - figure 2, un dispositif d'imprégnation du matériau selon l'invention ;
    • - figure 3, un schéma d'une gaine thermorétractable contenant une bande préfragmentée ou des éléments séparés et positionnée autour de la virole selon l'invention.
  • En référence à la figure 1, le dispositif explosif E, selon l'invention comprend, comme dans l'art antérieur, un chargement explosif principal 1 à l'intérieur duquel est placé un relais renforçateur 2 de la détonation lequel est relié à un détonateur, non représenté, par un canal 3. Le relais renforçateur 2 de la charge est, par exemple, placé sensiblement au milieu du chargement explosif 1. Le dispositif explosif comprend également des flasques de fermeture (4, 5) positionnés aux extrémités du chargement explosif 1, une virole métallique 6 limitant, sur les parties latérales, le chargement explosif 1 et une enveloppe génératrice d'éclats 7 fixée autour de la virole métallique 6 et généralement de forme de révolution autour d'un axe longitudinal 8 du dispositif explosif. Sur cette figure, la virole métallique 6 a été représentée concave mais cette forme n'est pas limitative. L'enveloppe génératrice d'éclats 7 est constituée soit par un empilement d'anneaux, par exemple, indépendants et préfragmentés, soit par une bande préfragmentée. Elle est positionnée sur la périphérie externe de la virole métallique 6 ; cette virole métallique 6 a été préalablement recouverte d'un matériau 9, par exemple, de l'oxyde d'aluminium pour empêcher la soudure des éclats de l'enveloppe génératrice d'éclats 7 sur la virole 6, cette soudure étant provoquée par l'onde de choc induite dans la virole 6 qui résulte de la détonation du chargement explosif 1. La principale caractéristique du matériau choisi pour obtenir ce résultat, est d'avoir une impédance mécanique suffisamment différente du matériau utilisé pour la réalisation de la virole 6. La couche d'oxyde d'aluminium est obtenue, par exemple, par métallisation au pistolet. Un simple recouvrement de la virole 6 peut être suffisant pour une configuration particulière de la charge à gerbe d'éclats focalisée ; cette configuration est fonction de différents facteurs, par exemple, la taille de la charge, la position de la source de détonation donnant une direction particulière aux éclats. Mais, pour optimiser le nombre d'éclats, il est souhaitable de recouvrir également l'enveloppe génératrice d'éclats 7 d'un même ou autre matériau utilisé pour le recouvrement de la virole (6). La caracté­ristique du matériau est son impédance mécanique qui doit être suffisamment différente de celle des éclats pour éviter toute soudure inter-éclats. En effet, lors de la répartition de l'onde de choc, une partie de l'énergie de l'onde de choc provoque une soudure entre les éclats des anneaux ou des spires adjacents constituant l'enveloppe génératrice d'éclats c'est-à-dire parallèlement les uns aux autres par rapport à une perpendiculaire à l'axe longitudinal de la charge explosive ; cette soudure dépend d'une direction d'une composante du vecteur vitesse de chacun des anneaux ou chacune des spires placé parallèlement selon l'axe longitudinal 8 empêchant ainsi toute séparation entre les éclats d'anneaux ou de spires adjacents. Le recouvrement, autour de chacun des anneaux ou spires de la bande préfragmentée est réalisé, par exemple, par enrobage autour de chaque anneau ou de chaque spire de la bande préfragmentée, du matériau 9 sur au moins deux faces A et B respectivement en contact avec les faces B′ et A˝ des anneaux ou spires de la bande préfragmentée, positionnés de part et d'autre. Le matériau 9 utilisé pour l'enrobage des différentes faces des éclats, est, par exemple, en oxyde d'aluminium. Cet enrobage est obtenu, par exemple, par métallisation au pistolet. Selon un autre mode de réalisation, à titre d'exemple non limitatif, le recouvrement de la virole et l'enrobage de l'enveloppe génératrice d'éclats sont obtenus, par imprégnation sous vide du dispositif explosif défini précédemment. Un dispositif d'imprégnation sous vide est représenté à la figure 2. Sur cette figure 2, le dispositif explosif E est positionné à l'intérieur d'une cuve 11 dont la taille et le volume sont déterminés en fonction du dispositif explosif E. Cette cuve 11 est rempli d'un produit 12, par exemple d'une résine époxyde ; le produit 12 est déterminé en fonction de son impédance mécanique qui doit être très différente de celle des éclats pour éviter toute soudure entre les éclats lors d'une détonation. La cuve 11 est fermée à son extrémité supérieure par un couvercle étanche 13 muni d'une ouverture 14 en liaison avec une pompe 16 par un système de fixation 15 ; cette pompe 16, lorsqu'elle est activée, permet de créer un vide relatif à l'intérieur de la cuve 11 et assure l'infiltration du produit 12 entre les anneaux ou spires de la bande préfragmentés constituant l'enveloppe génératrice d'éclats.
  • Un autre exemple des moyens d'enrobage est l'utilisation d'une gaine représentée sur la figure 3. Cette figure 3 illustre une gaine, par exemple, thermorétractable 17 ; cette gaine thermorétractable 17 entoure soit une bande préfragmentée 18, soit des éclats indépendants 19. Cette configuration évite toute soudure des éclats lors de la détonation en raison du découplage mécanique dû à l'impédance de la gaine thermorétractable. D'autre part cette gaine thermorétractable permet d'introduire des éclats calibrés de pouvoir perforant adapté à un type d'objectif. La gaine thermorétractable 17 contenant les éclats est positionnée sur la virole 6 généralement sous la forme d'un enroulement spirale . La structure de la gaine thermorétractable est telle que le matériau la constituant ait une impédance mécanique suffisamment différente de celle des éclats pour créer un découplage mécanique entre ces éclats.
  • Dans un autre exemple de réalisation, un enrobage d'une gaine unique sur l'ensemble de l'empilement des anneaux peut être réalisé. Cet enrobage permet d'obtenir le même résultat qu'un enrobage individuel de chacun des anneaux constituant l'empilement
  • L'invention s'applique à tout projectile du type à effet de gerbe d'éclats focalisée pour assurer la destruction d'une cible déterminée.

Claims (14)

1. Dispositif explosif comprenant un chargement explosif principal (1), une virole métallique (6) limitant latéralement le chargement, des flasques de fermeture le limitant axialement et une enveloppe génératrice d'éclats préfragmentés (7) disposée sur la périphérie externe de la virole métallique (6), dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une couche d'un matériau d'impédance mécanique suffisamment différente de l'impédance mécanique des éclats et positionnée, d'une part, entre la virole métallique et l'enveloppe génératrice d'éclats et, d'autre part, entre chacun des éclats pour éviter la soudure entre la virole (6) et les éclats ainsi que la soudure entre chacun des éclats (7).
2. Dispositif explosif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éclats sont soudés parallèlement les uns aux autres par rapport à une perpendiculaire à l'axe longitudinal de la charge explosive.
3. Dispositif explosif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau (9) de recouvrement de la virole (6) et de l'enveloppe génératrice d'éclats (7) est une résine époxyde.
4. Dispositif explosif selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que le matériau (9) de recouvrement de la virole (6) et de l'enveloppe génératrie d'éclats (7) est un oxyde d'aluminium.
5. Dispositif explosif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau de recouvrement de l'enveloppe génératrice d'éclats (7) est une gaine thermorétractable (17).
6. Dispositif explosif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la gaine thermorétractable (17) contient des éclats indépendants (19).
7. Dispositif explosif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un relais renforçateur (2) du chargement explosif (1) est situé dans l'axe du chargement explosif principal et à environ mi-longueur de ce dernier.
8. Procédé pour réaliser une gerbe d'éclats à partir d'une enveloppe génératrice d'éclats positionnée sur la périphérie externe d'une virole (6) contenant un chargement explosif principal (1), caractérisé en ce qu'il consiste à introduire entre chacun des éléments constituant l'enveloppe génératrice d'éclats (7), un matériau (9) permettant un découplage entre les différents éclats et à recouvrir la périphérie externe de la virole (6) par ce même matériau, dont l'impédance mécanique est suffisamment différente de l'impédance mécanique des éclats pour éviter les soudures des éléments entre eux et avec la virole.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la gerbe d'éclats est une gerbe focalisée.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le recouvrement de l'enveloppe génératrice (7) d'éclats par un matériau (9) est obtenu par imprégnation sous vide.
11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le recouvrement de l'enveloppe génératrice d'éclats par un matériau (9) est obtenu par une métallisation au pistolet.
12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau (9) est une résine époxyde.
13. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau (9) est une gaine thermorétractable (17).
14. Générateur d'éclats à gerbe d'éclats focalisée, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif explosif selon l'une des revendications précédentes.
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