EP0467774B1 - Projectile à effet destructif explosant par impact - Google Patents

Projectile à effet destructif explosant par impact Download PDF

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EP0467774B1
EP0467774B1 EP91401984A EP91401984A EP0467774B1 EP 0467774 B1 EP0467774 B1 EP 0467774B1 EP 91401984 A EP91401984 A EP 91401984A EP 91401984 A EP91401984 A EP 91401984A EP 0467774 B1 EP0467774 B1 EP 0467774B1
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EP
European Patent Office
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nose cone
projectile according
ballistic
projectile
impact
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EP91401984A
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German (de)
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EP0467774A1 (fr
Inventor
Jacques Nicolas
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Manurhin Defense SA
Original Assignee
Manurhin Defense 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
    • F42B12/201—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 characterised by target class
    • F42B12/204—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 characterised by target class for attacking structures, e.g. specific buildings or fortifications, ships or vehicles
    • 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
    • F42B12/44—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 of incendiary type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C1/00—Impact fuzes, i.e. fuzes actuated only by ammunition impact
    • F42C1/10—Impact fuzes, i.e. fuzes actuated only by ammunition impact without firing-pin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S102/00—Ammunition and explosives
    • Y10S102/702—Compression ignition

Definitions

  • the present invention relates to the field of projectiles with a destructive effect exploding on impact.
  • Known projectiles often referred to as multiple-effect projectiles, generally comprise a shell body in which an explosive charge is placed, as well as a ballistic cap extending said shell body and in or in the vicinity of which a system is disposed priming.
  • the object of the invention is to produce a projectile with a destructive effect exploding by impact which is more efficient than the known projectiles described in the aforementioned patents, with an optimization of the terminal effect of the projectile.
  • the object of the invention is also to produce a projectile which can be used both on unshielded and armored targets, with good sensitivity on thin targets.
  • the object of the invention is also to propose a projectile the structure of which makes it possible to obtain small delays, in particular less than one meter, with a particularly effective destructive effect, this effect resulting from the combination of a reinforced incendiary effect and of a significant penetration power of the fragments generated by the operation of the projectile at impact (numerous fragments, of low masses and of high speeds, therefore with a particularly "explosive" character), with thus a high speed of transmission speed of the 'shock wave.
  • a projectile with a destructive effect exploding by impact comprising a shell body in which an explosive charge is disposed, as well as a ballistic cap extending said shell body and in which a system is disposed initiation, characterized in that the ballistic cap is organized in two separate parts coaxially connected to each other, one of which is essentially a lower part rigid and cylindrical cup-shaped, and an upper part which is essentially deformable on impact on target and in the form of a ballistic point extending the shell body, each of said parts being charged with an incendiary composition compressed with the provision of a recess respective blind axial, so that said blind recesses define a closed functional cavity whose geometry is maintained during the firing and on the trajectory of the projectile, and the lower part also receiving a layer of pyrophoric material with mechanical strength which is arranged between the perforated bottom of the bucket and the associated incendiary composition, said pyrophoric material being initiated on impact by the entire load of the ballistic cap as a result
  • the lower part of the ballistic cap partially fits into the upper part of said cap, the remainder of said lower part penetrating into the neck of the shell body to ensure the connection between said shell body and said cap .
  • the lower and upper parts of the ballistic cap are connected together by threading, crimping or gluing.
  • the lower part of the ballistic cap and the shell body are interconnected by threading, crimping or gluing; in particular then, the upper part of the ballistic cap contacts by its lower edge the upper edge of the neck of the shell body, the respective contact rings preferably being arranged conically.
  • a spangle is interposed between the adjacent faces of the two compressed incendiary compositions forming the charge of the ballistic cap.
  • the flake (s) is (are) in the form of a drilled or solid disc, the material constituting said flakes being a combustible material.
  • the thickness and the material constituting the upper part of the ballistic cap are chosen so that said upper part has a deformation on impact simultaneously satisfying the required safety and sensitivity requirements; in particular, the upper part of the ballistic cap is made of metal, a metal alloy, or a plastic material such as a polyamide.
  • the thickness and the material constituting the lower part of the ballistic cap are chosen so that said lower part has sufficient rigidity to preserve the setting-in sequence during impact; in particular, the lower part of the ballistic cap is made of metal or a metal alloy.
  • each blind recess defining the closed functional cavity is at least partially coated with a thin envelope promoting both the mechanical strength of the adjacent compressed composition and the rapidity of ignition of the 'loading of the ballistic cap; preferably then, the thin envelope of each blind recess is made of a highly combustible material, for example a propellant with structural consistency.
  • the pyrophoric material with mechanical strength is based on sponges, and preferably zirconium sponges; it may be advantageous to provide that the sponge-based material is also infiltrated with metallic particles, for example magnesium.
  • the pyrophoric material with mechanical strength is based on crystals, and preferably based on granular zirconium.
  • the layer of pyrophoric material with mechanical strength is advantageous for the layer of pyrophoric material with mechanical strength to be in the form of a cylindrical pellet, the height of which is preferably chosen close to the diameter.
  • the single figure is an axial section of a projectile with a destructive effect exploding on impact, according to the invention, it being understood that other variants can naturally be envisaged without departing from the scope of the invention, as will be explained below.
  • the single figure illustrates a projectile 100 with a destructive effect exploding by impact, comprising a shell body 101 in which is disposed an explosive charge 102 and having an outer guide belt 105 below, as well as a ballistic cap 104 extending said body d shell and in which is disposed a priming system.
  • the ballistic cap 104 is organized into two separate parts 106, 107 connected coaxially with each other, including a lower part 106 which is essentially rigid and in the form of a cylindrical cup, and an upper part 107 which is essentially deformable to the impact on target and in the form of a ballistic point extending the shell body 101.
  • Each of the parts 106, 107 is charged with a compressed incendiary composition 108, 109 with the provision of a respective blind axial recess 114, 115, of such that these blind recesses define a closed functional cavity 116, the geometry of which is maintained during the firing and on the trajectory of the projectile.
  • the lower part 106 also receives a layer of pyrophoric material with mechanical strength 120 which is disposed between the perforated bottom of the bucket 106 and the associated incendiary composition 108, this pyrophoric material being initiated on impact by the entire load 108, 109 of the ballistic cap 104 as a result of the sudden local overpressure of the air contained in the closed functional cavity 116, and then propelling at high speed a high number of incandescent particles on the adjacent face 123 of the explosive charge 102.
  • the organization of the ballistic cap 104 in two parts thus makes it possible to define a closed functional cavity 116, coaxial with the axis 200 of the projectile, this cavity playing an essential role in the functioning of said projectile.
  • the upper part 107 of the ballistic cap 104 is suddenly deformed; the composition 109 which it contains then abruptly compresses the air contained in the closed functional cavity 116, and the local overpressure thus created causes the incandescent composition 108 contained in the lower cup-shaped portion 106 to ignite.
  • the sudden increase in air pressure has the effect of effect of promoting mutual friction of the grains of the incandescent composition 108 and 109, in the manner of a lighter effect. It is then that the entire load of the ballistic cap 104 initiates the pyrophoric material with mechanical strength 120, and that a large number of incandescent particles are propelled at high speed on the adjacent face of the explosive load 102.
  • each of the constituent parts of the ballistic cap 104 can thus be produced separately, so that it is easy to choose the suitable compression of the composition placed in each of these parts, this compression having to be chosen such that the geometry of its blind recess is maintained during the firing and on the trajectory of the projectile, so that the side walls of each blind recess 114, 115 defining the closed functional cavity 116 must be able to withstand the forces and stresses applied during the firing of the projectile into the barrel , and on the ballistic trajectory of said projectile.
  • a cylindrical cup is put in place with a shoulder 119 defining a coaxial hole 122 below, and then there is a closing combustible pellet 121, on which the desired quantity of pyrophoric pad is placed.
  • mechanical resistance by exerting a high compression on this pyrophoric material, for example a compression of the order of two tonnes, a layer 120 is produced, this layer having the form of a cylindrical pellet, the height of which is preferably chosen close to its diameter.
  • a cylindrical punch (not shown here) is placed along the axis of the bucket 106, so that the end of said punch is close to the layer 120 of pyrophoric material, and the incendiary composition 108 is put in place, which can then be subjected to the desired compression, which is for example of the order of a ton.
  • the cylindrical punch which has served as the central core is removed, which defines the associated blind axial recess 114. It is then possible to add a straw 117 on the upper edge of the bucket 106, in order to facilitate the subsequent manipulations of the lower part thus produced.
  • the volume of the blind axial recess 114 is of the order of a quarter of the interior volume of the bucket 106.
  • the bucket 106 is also essentially rigid, that is to say it must remain rigid in order to preserve the sequence in which the shell is put into operation (initiation of the incendiary composition inside the ballistic cap, then of the material mechanical pyrophoric, and finally shell explosion).
  • the bucket 106 may for example be made of steel, or a metal alloy (for example aluminum).
  • the bucket 106 also has externally a lower thread 111 allowing a connection by screwing with the neck 103 of the shell body 101, as well as a second upper thread 110 allowing a connection by threading with the upper part 107 of the ballistic cap 104
  • the connection between the shell body 101 and the lower part 106 of the ballistic cap 104 on the one hand, and the connection between the lower 106 and upper 107 parts of said cap on the other hand may be made by any other means, such as crimping or bonding.
  • the upper part 107 of the ballistic cap 104 has a ballistic point shape, and it is loaded by the composition 109 in the same way as the lower part 106 of this ballistic cap.
  • the same cylindrical punch is used before placing the composition 109 inside the upper part 107 and compressing said composition, so as to define the blind axial recess 115, which must be in the extension of the recess axial 114 of the lower part 106 when the two parts 106 and 107 of the ballistic cap 104 are assembled.
  • the thickness and the material of the upper part 107 of the ballistic cap 104 are naturally chosen so that this upper part has a deformation on impact simultaneously satisfying the required safety and sensitivity requirements.
  • the thickness of the upper part of the ballistic cap will naturally depend on the caliber concerned: in practice, this thickness will vary from a few tenths of a millimeter to one or two millimeters approximately.
  • the constituent material will be for example a metal such as steel, or a metal alloy such as an aluminum alloy, or a plastic material (such as a polyamide 6-6 or 6-12), or even a plastic alloy, loaded or not.
  • the ballistic cap 104 it is finally easy to produce the ballistic cap 104, by joining the lower part 106 provided with its layer of pyrophoric material 120 and its composition 108, and the upper part 107 provided with its composition 109, the ballistic cap thus assembled then presenting the closed functional cavity 116 trapping a certain volume of air, which volume of air will subsequently be subjected to sudden compression upon impact on the target due to the deformation of the upper part 107 of the ballistic cap 104.
  • the lower part 106 of the ballistic cap 104 thus partially fits into the upper part 107 of said cap, the remainder of said lower part penetrating into the neck 103 of the shell body 101 to ensure the connection between said shell body and said cap.
  • the upper part 107 of the ballistic cap 104 then contacts by its lower edge 113 the upper edge 112 of the neck 103 of the shell body 101: preferably, provision will be made for the respective contact crowns to be arranged conically, as illustrated in FIG. figure, in order to improve the behavior of the projectile in external ballistics.
  • a combustible plastic material such as a nitrofilm (nitrocellulose for example), is used for this or these flakes.
  • a large number of incandescent particles are then propelled at high speed on the face 123 of the explosive charge 102, passing through the hole 122 provided for this purpose at the bottom of the bucket 106 (the closing combustible pellet 121 destroying itself instantly upon initiation of pyrophoric material).
  • the explosive charge 102 then gradually takes an almost explosive state, causing the explosion of the shell, which distributes the fragments accompanied by a wave of pressure, blast, and a burst effect.
  • the projectile according to the invention is thus particularly sensitive on a thin target, and it has a very high shock wave transmission speed regime.
  • the projectile thus produces an effect significant destructive effect, which results from an incendiary effect reinforced by a high penetrating power of the fragments generated by the operation of the projectile at impact.
  • the simplified architecture of the initiation system of this projectile 100 makes it possible to obtain a relatively low cost price, and in any case much lower than that of an explosive projectile with a mechanical rocket.
  • the explosive charge initiation system thus has a very simple architecture, without mechanical percussion chain, nor primary explosive, or explosive initiation relay, which ensures very high reliability for the behavior of the projectile at impact on target.
  • This simplified ignition system allows a pyrotechnic delay which allows the projectile to penetrate multiple or weakly armored structures.
  • this priming system generates a significant incendiary effect, which is reinforced by the projection of molten metal particles.

Description

  • La présente invention concerne le domaine des projectiles à effet destructif explosant par impact.
  • Les projectiles connus, souvent dénommés projectiles à effets multiples, comportent en général un corps d'obus dans lequel est disposé un chargement explosif, ainsi qu'une coiffe balistique prolongeant ledit corps d'obus et dans ou au voisinage de laquelle est disposé un système d'amorçage.
  • Le document FR-A-2 229 946 sur lequel le préambule de la revendication 1 est basé, décrit un projectile ayant un effet explosif retardé, avec une charge explosive mise à feu avec un certain délai par rapport au moment de l'impact dudit projectile sur une cible : ce principe de retard, bien connu des spécialistes, est mis en oeuvre en prévoyant une charge incendiaire en avant de la charge explosive, le régime relativement lent de combustion de la masse qui brûle étant utilisé pour obtenir l'explosion retardée : la charge incendiaire, qui est disposée dans le corps d'obus, est ainsi mise à feu par une charge incendiaire disposée dans le nez du projectile, ou par une fusée. On a alors cherché à contrôler le délai désiré de la réaction pyrotechnique en chaîne en prévoyant un ou plusieurs trous dans la charge incendiaire disposée dans le corps d'obus, ces trous augmentant l'intensité de la combustion de ladite charge incendiaire.
  • Cependant, une telle structure reste d'application relativement limitée, dans la mesure où le retard (en distance) reste en tout état de cause supérieur à un mètre, et où le projectile présente une médiocre sensibilité à l'impact, ce qui nécessite une épaisseur de cible importante pour une utilisation convenable du projectile. De plus, ce projectile connu est très déflagrant, avec des éclats importants en masse et de vitesses lentes (la vitesse de transmission de l'onde de choc est alors relativement faible). Le fait de prévoir une composition incendiaire dans le corps d'obus limite aussi la place disponible pour la couche de chargement explosif.
  • Une variante de ce projectile connu, comportant une charge supplémentaire de réglage disposée dans le corps d'obus, au-dessus de la charge incendiaire disposée dans ledit corps, et associée à un corps de pénétration, est décrite dans le document FR-A-2 229 945. On retrouve cependant les mêmes inconvénients et limitations que ceux qui viennent d'être mentionnés.
  • L'état de la technique est également illustré par les documents FR-A-2 067 440, FR-A-2 356 906, FR-A-2 363 076, FR-A2 533 309 et FR-A-2 606 867, les documents US-A-4 480 551 et US-A-2 323 303, le document CH-A-654 406, ainsi que par les documents NO-C-137 296 et NO-C-137 735, et le document AU-B-21 658/56.
  • Ceux des documents précités qui décrivent des projectiles à effet explosif retardé et/ou à effets multiples tendent d'ailleurs à montrer que ces projectiles présentent une difficulté plus ou moins importante de mise en régime de la détonation, laquelle s'apparente plutôt à une déflagration du chargement explosif, donnant ainsi un effet d'éclat réduit.
  • L'invention a pour objet de réaliser un projectile à effet destructif explosant par impact qui soit plus performant que les projectiles connus décrits dans les brevets précités, avec une optimisation de l'effet terminal du projectile.
  • L'invention a aussi pour objet de réaliser un projectile utilisable à la fois sur des objectifs non blindés et des objectifs blindés, avec une bonne sensibilité sur les cibles peu épaisses.
  • L'invention a également pour objet de proposer un projectile dont la structure permette d'obtenir des retards faibles, notamment inférieurs à un mètre, avec un effet destructif particulièrement efficace, cet effet résultant de la combinaison d'un effet incendiaire renforcé et d'un pouvoir de pénétration important des fragments générés par le fonctionnement du projectile à l'impact (fragments nombreux, de masses faibles et de vitesses élevées, donc avec un caractère particulièrement "explosif"), avec ainsi un régime élevé de vitesse de transmission de l'onde de choc.
  • Il s'agit plus particulièrement d'un projectile à effet destructif explosant par impact, comportant un corps d'obus dans lequel est disposé un chargement explosif, ainsi qu'une coiffe balistique prolongeant ledit corps d'obus et dans laquelle est disposé un système d'amorçage, caractérisé par le fait que la coiffe balistique est organisée en deux parties distinctes reliées coaxialement entre elles, dont une partie inférieure essentiellement rigide et en forme de godet cylindrique, et une partie supérieure essentiellement déformable à l'impact sur cible et en forme de pointe balistique prolongeant le corps d'obus, chacune desdites parties étant chargée d'une composition incendiaire comprimée avec ménagement d'un évidement axial borgne respectif, de telle façon que lesdits évidements borgnes définissent une cavité fonctionnelle fermée dont la géométrie est maintenue lors du tir et sur la trajectoire du projectile, et la partie inférieure recevant en outre une couche de matière pyrophorique à tenue mécanique qui est disposée entre le fond troué du godet et la composition incendiaire associée, ladite matière pyrophorique étant initiée à l'impact par l'ensemble du chargement de la coiffe balistique par suite de la brusque surpression locale de l'air contenu dans la cavité fonctionnelle fermée, et propulsant alors à grande vitesse un nombre élevé de particules incandescentes sur la face adjacente du chargement explosif.
  • De préférence, la partie inférieure de la coiffe balistique s'emboîte partiellement dans la partie supérieure de ladite coiffe, le restant de ladite partie inférieure pénétrant dans le col du corps d'obus pour assurer la liaison entre ledit corps d'obus et ladite coiffe. Avantageusement, les parties inférieure et supérieure de la coiffe balistique sont reliées entre elles par filetage, sertissage ou collage.
  • De préférence aussi, la partie inférieure de la coiffe balistique et le corps d'obus sont reliés entre eux par filetage, sertissage ou collage ; en particulier alors, la partie supérieure de la coiffe balistique contacte par son bord inférieur le bord supérieur du col du corps d'obus, les couronnes respectives de contact étant de préférence disposées coniquement.
  • Selon une autre caractéristique avantageuse, un paillet est interposé entre les faces adjacentes des deux compositions incendiaires comprimées formant le chargement de la coiffe balistique.
  • Le paillet peut être unique, ou, en variante, chacune des parties de la coiffe balistique présente un paillet, ces deux paillets étant alors accolés l'un contre l'autre.
  • Avantageusement, le ou les paillets se présente(nt) sous la forme d'un disque percé ou plein, le matériau constitutif desdits paillets étant un matériau combustible.
  • De préférence, l'épaisseur et le matériau constitutif de la partie supérieure de la coiffe balistique sont choisis pour que ladite partie supérieure présente une déformation à l'impact satisfaisant simultanément aux exigences requises de sécurité et de sensibilité ; en particulier, la partie supérieure de la coiffe balistique est en métal, en alliage métallique, ou en matière plastique telle qu'un polyamide.
  • De préférence aussi, l'épaisseur et le matériau constitutif de la partie inférieure de la coiffe balistique sont choisis pour que ladite partie inférieure présente une rigidité suffisante pour préserver la séquence de mise en régime lors de l'impact ; en particulier, la partie inférieure de la coiffe balistique est en métal ou en alliage métallique.
  • Conformément à une autre caractéristique intéressante, la paroi latérale de chaque évidement borgne définissant la cavité fonctionnelle fermée est au moins partiellement revêtue d'une enveloppe mince favorisant à la fois la tenue mécanique de la composition comprimée adjacente et la rapidité de mise à feu de l'ensemble du chargement de la coiffe balistique ; de préférence alors, l'enveloppe mince de chaque évidement borgne est réalisée en un matériau hautement combustible, par exemple un propergol à consistance structurelle.
  • Avantageusement, la matière pyrophorique à tenue mécanique est à base d'éponges, et de préférence d'éponges de zirconium ; il peut s'avérer intéressant de prévoir que la matière à base d'éponges soit en outre infiltrée de particules métalliques, par exemple de magnésium. En variante, la matière pyrophorique à tenue mécanique est à base de cristaux, et de préférence à base de zirconium en grains.
  • Plus généralement, il est intéressant que la couche de matière pyrophorique à tenue mécanique se présente sous la forme d'une pastille cylindrique, dont la hauteur est de préférence choisie proche du diamètre.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et de la figure unique du dessin annexé, concernant un mode de réalisation particulier cité à titre d'exemple non limitatif.
  • La figure unique est une coupe axiale d'un projectile à effet destructif explosant par impact, conforme à l'invention, étant entendu que d'autres variantes peuvent naturellement être envisagées sans sortir du cadre de l'invention, ainsi que cela va être expliqué ci-après.
  • La figure unique illustre un projectile 100 à effet destructif explosant par impact, comportant un corps d'obus 101 dans lequel est disposé un chargement explosif 102 et présentant inférieurement une ceinture extérieure de guidage 105, ainsi qu'une coiffe balistique 104 prolongeant ledit corps d'obus et dans laquelle est disposé un système d'amorçage.
  • Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, la coiffe balistique 104 est organisée en deux parties distinctes 106, 107 reliées coaxialement entre elles, dont une partie inférieure 106 essentiellement rigide et en forme de godet cylindrique, et une partie supérieure 107 essentiellement déformable à l'impact sur cible et en forme de pointe balistique prolongeant le corps d'obus 101. Chacune des parties 106, 107 est chargée d'une composition incendiaire comprimée 108, 109 avec ménagement d'un évidement axial borgne respectif 114, 115, de telle façon que ces évidements borgnes définissent une cavité fonctionnelle fermée 116 dont la géométrie est maintenue lors du tir et sur la trajectoire du projectile. La partie inférieure 106 reçoit en outre une couche de matière pyrophorique à tenue mécanique 120 qui est disposée entre le fond troué du godet 106 et la composition incendiaire associée 108, cette matière pyrophorique étant initiée à l'impact par l'ensemble du chargement 108, 109 de la coiffe balistique 104 par suite de la brusque surpression locale de l'air contenu dans la cavité fonctionnelle fermée 116, et propulsant alors à grande vitesse un nombre élevé de particules incandescentes sur la face adjacente 123 du chargement explosif 102.
  • L'organisation de la coiffe balistique 104 en deux parties permet ainsi de définir une cavité fonctionnelle fermée 116, coaxiale à l'axe 200 du projectile, cette cavité jouant un rôle essentiel dans le fonctionnement dudit projectile. En effet, lors de l'impact sur une cible, la partie supérieure 107 de la coiffe balistique 104 se déforme brutalement ; la composition 109 qu'elle renferme comprime alors brusquement l'air contenu dans la cavité fonctionnelle fermée 116, et la surpression locale ainsi créée provoque la mise à feu de la composition incandescente 108 contenue dans la partie inférieure en forme de godet 106. En réalité, la brusque augmentation de la pression de l'air a pour effet de favoriser la friction mutuelle des grains de la composition incandescente 108 et 109, à la manière d'un effet de briquet. C'est alors que l'ensemble du chargement de la coiffe balistique 104 initie la matière pyrophorique à tenue mécanique 120, et qu'un grand nombre de particules incandescentes sont propulsées à grande vitesse sur la face adjacente du chargement explosif 102.
  • Il convient d'observer que la cavité fonctionnelle fermée 116 de la coiffe balistique, dont la fonction est d'initier à l'impact la composition incendiaire la définissant par un effet de briquet, laquelle composition initie ensuite la matière pyrophorique, n'a rien à voir avec le ou les trous prévus dans une charge incendiaire disposée dans le corps d'obus (comme par exemple décrit dans le document FR-A-2 229 946), et dont l'unique fonction est de faire varier l'intensité de la combustion de cette charge incendiaire.
  • Chacune des parties constitutives de la coiffe balistique 104 peut ainsi être réalisée séparément, de sorte qu'il est aisé de choisir la compression convenable de la composition disposée dans chacune de ces parties, cette compression devant être choisie telle que la géométrie de son évidement borgne soit maintenue lors du tir et sur la trajectoire du projectile, de sorte que les parois latérales de chaque évidement borgne 114, 115 définissant la cavité fonctionnelle fermée 116 doivent être capables de résister aux efforts et aux sollicitations appliquées lors du tir du projectile dans le canon, et sur la trajectoire balistique dudit projectile.
  • Pour réaliser la partie inférieure 106 de la coiffe balistique 104, on met en place un godet cylindrique présentant inférieurement un épaulement 119 définissant un trou coaxial 122, puis on dispose un paillet combustible de fermeture 121, sur lequel on dispose la quantité désirée de patière pyrophorique à tenue mécanique : en exerçant une compression élevée sur cette matière pyrophorique, par exemple une compression de l'ordre de deux tonnes, on réalise une couche 120, cette couche se présentant sous la forme d'une pastille cylindrique, dont la hauteur est de préférence choisie proche de son diamètre. On dispose ensuite un poinçon cylindrique (non représenté ici) selon l'axe du godet 106, de telle façon que l'extrémité dudit poinçon soit proche de la couche 120 de matière pyrophorique, et on met en place la composition incendiaire 108, laquelle peut être alors soumise à la compression désirée, qui est par exemple de l'ordre d'une tonne. Après cette étape de compression, on retire le poinçon cylindrique qui a servi de noyau central, ce qui définit l'évidement axial borgne 114 associé. On peut alors rapporter un paillet 117 sur le bord supérieur du godet 106, afin de faciliter les manipulations ultérieures de la partie inférieure ainsi réalisée. A titre indicatif, le volume de l'évidement axial borgne 114 est de l'ordre du quart du volume intérieur du godet 106.
  • Le godet 106 est par ailleurs essentiellement rigide, c'est-à-dire qu'il doit rester rigide pour préserver la séquence de mise en régime de l'obus (initiation de la composition incendiaire intérieure à la coiffe balistique, puis de la matière pyrophorique à tenue mécanique, et enfin explosion de l'obus). Le godet 106 pourra par exemple être réalisé en acier, ou en alliage métallique (par exemple d'aluminium).
  • Le godet 106 présente en outre extérieurement un filetage inférieur 111 permettant une liaison par vissage avec le col 103 du corps d'obus 101, ainsi qu'un second filetage supérieur 110 permettant une liaison par filetage avec la partie supérieure 107 de la coiffe balistique 104. Il va de soi cependant que la liaison entre le corps d'obus 101 et la partie inférieure 106 de la coiffe balistique 104 d'une part, et la liaison entre les parties inférieure 106 et supérieure 107 de ladite coiffe d'autre part pourront être réalisées par tout autre moyen, tel que sertissage ou collage.
  • La partie supérieure 107 de la coiffe balistique 104 a une forme de pointe balistique, et elle est chargée par la composition 109 de la même façon que la partie inférieure 106 de cette coiffe balistique. On utilise en effet le même poinçon cylindrique avant de disposer la composition 109 à l'intérieur de la partie supérieure 107 et de comprimer ladite composition, de façon à définir l'évidement axial borgne 115, lequel doit être dans le prolongemnt de l'évidement axial 114 de la partie inférieure 106 lorsque les deux parties 106 et 107 de la coiffe balistique 104 sont assemblées.
  • L'épaisseur et le matériau constitutif de la partie supérieure 107 de la coiffe balistique 104 sont naturellement choisis pour que cette partie supérieure présente une déformation à l'impact satisfaisant simultanément aux exigences requises de sécurité et de sensibilité. L'épaisseur de la partie supérieure de la coiffe balistique sera naturellement fonction du calibre concerné : dans la pratique, cette épaisseur variera de quelques dixièmes de millimètre à un ou deux millimètres environ. Le matériau constitutif sera par exemple un métal tel que l'acier, ou un alliage métallique tel qu'un alliage d'aluminium, ou encore une matière plastique (telle qu'un polyamide 6-6 ou 6-12), ou encore un alliage plastique, chargé ou non.
  • Il est finalement aisé de réaliser la coiffe balistique 104, en solidarisant la partie inférieure 106 munie de sa couche de matière pyrophorique 120 et de sa composition 108, et la partie supérieure 107 munie de sa composition 109, la coiffe balistique ainsi assemblée présentant alors la cavité fonctionnelle fermée 116 emprisonnant un certain volume d'air, lequel volume d'air sera ultérieurement soumis à une brusque compression lors de l'impact sur cible du fait de la déformation de la partie supérieure 107 de la coiffe balistique 104.
  • La partie inférieure 106 de la coiffe balistique 104 s'emboîte ainsi partiellement dans la partie supérieure 107 de ladite coiffe, le restant de ladite partie inférieure pénétrant dans le col 103 du corps d'obus 101 pour assurer la liaison entre ledit corps d'obus et ladite coiffe. La partie supérieure 107 de la coiffe balistique 104 contacte alors par son bord inférieur 113 le bord supérieur 112 du col 103 du corps d'obus 101 : de préférence, il sera prévu que les couronnes respectives de contact sont disposées coniquement, comme illustré sur la figure, afin d'améliorer le comportement du projectile en balistique extérieure.
  • On a prévu sur le projectile 100 illustré sur la figure un paillet 117 de séparation, percé d'un trou central 118. Il est cependant également possible d'utiliser un paillet 117 non percé, mais alors le matériau constitutif dudit paillet sera nécessairement combustible ; il est également possible de prévoir un paillet 117 associé à chaque partie de la coiffe balistique 104, les deux paillets étant alors accolés l'un contre l'autre (ces deux paillets étant ou non percés). On utilisera de préférence pour ce ou ces paillets une matière plastique combustible, telle qu'un nitrofilm (nitrocellulose par exemple).
  • Il peut s'avérer par ailleurs intéressant de prévoir que la paroi latérale de chaque évidement borgne 114, 115 définissant la cavité fonctionnelle fermée 116 soit revêtue, au moins partiellement, d'une enveloppe mince 125, 124 : une telle enveloppe présente alors un double intérêt, dans la mesure où elle favorise à la fois la tenue mécanique de la composition comprimée adjacente 108 ou 109, ainsi que la rapidité de mise à feu de l'ensemble du chargement de la coiffe balistique 104. On utilisera de préférence une enveloppe mince réalisée en un matériau hautement combustible, tel qu'un propergol à consistance structurelle. Chacune des enveloppes 124 et 125 est alors conformée séparément comme un doigt de gant, et puis mise en place après la conformation de l'évidement axial borgne associé constitutif à l'enlèvement du poinçon cylindrique utilisé.
  • La couche 120 de matière pyrophorique à tenue mécanique peut être réalisée à base d'éponges, et notamment d'éponges de zirconium, ou encore à base de cristaux, par exemple à base de zirconium en grains. Le matériau préféré sera plutôt un matériau à base d'éponges de zirconium, avec éventuellement une infiltration de particules métalliques, telles que des particules de magnésium de 100 à 400 microns. On pourrait également utiliser du silicium (mais ceci exigerait un volume plus important de compositions incendiaires), ou encore de l'aluminium (mais on aurait alors un effet d'impact plus faible). Le zirconium sera ainsi préféré dans la mesure où il brûle très vite, où il dégage une grande incandescence, et où il est très dense, ce qui permet d'obtenir un effet d'impact élevé. Il est toutefois possible d'envisager aussi une matière pyrophorique frittée, plutôt qu'une matière à base d'éponges. Dans tous les cas, la couche de matière pyrophorique à tenue mécanique 120 reste parfaitement maintenue grâce au paillet combustible inférieur 121, de sorte qu'on ne risque aucune perte de cette matière lors de la mise en place de la coiffe balistique 104 sur le corps d'obus 101.
  • La composition incendiaire 108 ou 109 sera quant à elle de type classique, avec des chlorates, nitrates de baryum, alliages d'aluminium et de magnésium, et des flegmatisants. Il en va de même pour le chargement explosif 102 du corps d'obus, lequel peut être réalisé tolite, octonal, octogène, hexogène, ou en hexal (mélange aluminium/hexogène), etc...
  • On va maintenant décrire rapidement le fonctionnement du projectile 100 conforme à l'invention.
  • Lors de l'impact sur cible, la partie supérieure 107 de la coiffe balistique 104 se déforme brutalement, de sorte que la composition 109 disposée dans ladite partie supérieure comprime brusquement l'air contenu dans la cavité fonctionnelle fermée 116, en générant ainsi une surpression locale très importante qui provoque un effet de briquet, cet effet mettant à feu la composition incendiaire 108 contenue dans la partie inférieure 106 de la coiffe balistique 104. L'ensemble du chargement de la coiffe balistique 104 initie alors la matière pyrophorique à tenue mécanique 120, qui est de préférence à base d'éponges de zirconium. Un grand nombre de particules incandescentes sont alors propulsées à grande vitesse sur la face 123 du chargement explosif 102, en passant par le trou 122 prévu à cet effet au fond du godet 106 (le paillet combustible de fermeture 121 se détruisant instantanément à l'initiation de la matière pyrophorique). Le chargement explosif 102 prend alors progressivement un régime quasi détonnant, provoquant l'explosion de l'obus, qui répartit les fragments accompagnés par une onde de pression, de souffle, et un effet d'éclats.
  • Le projectile conforme à l'invention est ainsi particulièrement sensible sur cible peu épaisse, et il présente un régime de vitesse de transmission de l'onde de choc très élevé. On parvient aussi à obtenir des retards relativement faibles, c'est-à-dire largement inférieurs à un mètre (et pouvant même descendre dans certains cas jusqu'à quelques dizaines de centimètres), avec une explosion à caractère très "explosif", dans la mesure où l'on obtient de nombreux fragments, qui sont de masses faibles, mais présentent des vitesses élevées. Le projectile produit ainsi un effet destructif important, qui résulte d'un effet incendiaire renforcé d'un pouvoir de pénétration élevé des fragments générés par le fonctionnement du projectile à l'impact.
  • De plus, l'architecture simplifiée du système d'amorçage de ce projectile 100 permet d'obtenir un coût de revient relativement bas, et en tout cas très inférieur à celui d'un projectile explosif à fusée mécanique. Le système d'amorçage du chargement explosif présente ainsi une architecture très simple, sans chaîne de percussion mécanique, ni explosif primaire, ou explosif de relais d'amorçage, ce qui permet d'assurer une fiabilité très élevée pour le comportement du projectile à l'impact sur cible. Ce système d'amorçage simplifié autorise un retard pyrotechnique qui permet au projectile de pénétrer des structures multiples ou faiblement blindées. De plus, ce système d'amorçage génère un effet incendiaire important, qui est renforcé par la projection de particules métalliques en fusion.
  • L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles figurant aux revendications.

Claims (18)

  1. Projectile à effet destructif explosant par impact, comportant un corps d'obus dans lequel est disposé un chargement explosif, ainsi qu'une coiffe balistique prolongeant ledit corps d'obus et dans laquelle est disposé un système d'amorçage, caractérisé par le fait que la coiffe balistique (104) est organisée en deux parties distinctes (106 ; 107) reliées coaxialement entre elles, dont une partie inférieure (106) essentiellement rigide et en forme de godet cylindrique, et une partie supérieure (107) essentiellement déformable à l'impact sur cible et en forme de pointe balistique prolongeant le corps d'obus (101), chacune desdites parties étant chargée d'une composition incendiaire comprimée (108 ; 109) avec ménagement d'un évidement axial borgne respectif (114 ; 115), de telle façon que lesdits évidements borgnes définissent une cavité fonctionnelle fermée (116) dont la géométrie est maintenue lors du tir et sur la trajectoire du projectile, et la partie inférieure (106) recevant en outre une couche de matière pyrophorique à tenue mécanique (120) qui est disposée entre le fond troué du godet (106) et la composition incendiaire associée (108), ladite matière pyrophorique étant initiée à l'impact par l'ensemble du chargement (108, 109) de la coiffe balistique (104) par suite de la brusque surpression locale de l'air contenu dans la cavité fonctionnelle fermée (116), et propulsant alors à grande vitesse un nombre élevé de particules incandescentes sur la face adjacente (123) du chargement explosif (102).
  2. Projectile selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie inférieure (106) de la coiffe balistique (104) s'emboîte partiellement dans la partie supérieure (107) de ladite coiffe, le restant de ladite partie inférieure pénétrant dans le col (103) du corps d'obus (101) pour assurer la liaison entre ledit corps d'obus et ladite coiffe.
  3. Projectile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les parties inférieure (106) et supérieure (107) de la coiffe balistique (104) sont reliées entre elles (en 110) par filetage, sertissage ou collage.
  4. Projectile selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la partie inférieure (106) de la coiffe balistique (104) et le corps d'obus (101) sont reliés entre eux (en 111) par filetage, sertissage ou collage.
  5. Projectile selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la partie supérieure (107) de la coiffe balistique (104) contacte par son bord inférieur (113) le bord supérieur (112) du col (103) du corps d'obus (101), les couronnes respectives de contact étant de préférence disposées coniquement.
  6. Projectile selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'un paillet (117) est interposé entre les faces adjacentes des deux compositions incendiaires comprimées (108, 109) formant le chargement de la coiffe balistique (104).
  7. Projectile selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chacune des parties (106 ; 107) de la coiffe balistique (104) présente un paillet (117), ces deux paillets étant alors accolés l'un contre l'autre.
  8. Projectile selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que le ou les paillets (117) se présente(nt) sous la forme d'un disque percé ou plein, le matériau constitutif desdits paillets étant dans ce dernier cas un matériau combustible.
  9. Projectile selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'épaisseur et le matériau constitutif de la partie supérieure (107) de la coiffe balistique (104) sont choisis pour que ladite partie supérieure présente une déformation à l'impact satisfaisant simultanément aux exigences requises de sécurité et de sensibilité.
  10. Projectile selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la partie supérieure (107) de la coiffe balistique (104) est en métal, en alliage métallique, ou en matière plastique telle qu'un polyamide.
  11. Projectile selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que l'épaisseur et le matériau constitutif de la partie inférieure (106) de la coiffe balistique (104) sont choisis pour que ladite partie inférieure présente une rigidité suffisante pour préserver la séquence de mise en régime lors de l'impact.
  12. Projectile selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la partie inférieure (106) de la coiffe balistique (104) est en métal ou en alliage métallique.
  13. Projectile selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que la paroi latérale de chaque évidement borgne (114 ; 115) définissant la cavité fonctionnelle fermée (116) est au moins partiellement revêtue d'une enveloppe mince (125 ; 124) favorisant à la fois la tenue mécanique de la composition comprimée adjacente (108 ; 109) et la rapidité de mise à feu de l'ensemble du chargement de la coiffe balistique (104).
  14. Projectile selon la revendication 13, caractérisé par le fait que l'enveloppe mince (125; 124) de chaque évidement borgne (114; 115) est réalisée en un matériau hautement combustible, par exemple un propergol à consistance structurelle.
  15. Projectile selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que la matière pyrophorique à tenue mécanique (120) est à base d'éponges, et de préférence d'éponges de zirconium.
  16. Projectile selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la matière à base d'éponges est en outre infiltrée de particules métalliques, par exemple de magnésium.
  17. Projectile selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que la matière pyrophorique à tenue mécanique (120) est à base de cristaux, et de préférence à base de zirconium en grains.
  18. Projectile selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé par le fait que la couche (120) de matière pyrophorique à tenue mécanique se présente sous la forme d'une pastille cylindrique, dont la hauteur est de préférence choisie proche du diamètre.
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