EP0491587B1 - Charge creuse - Google Patents

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EP0491587B1
EP0491587B1 EP91403189A EP91403189A EP0491587B1 EP 0491587 B1 EP0491587 B1 EP 0491587B1 EP 91403189 A EP91403189 A EP 91403189A EP 91403189 A EP91403189 A EP 91403189A EP 0491587 B1 EP0491587 B1 EP 0491587B1
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EP
European Patent Office
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enclosure
charge
projectile
hollow
hollow charge
Prior art date
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EP91403189A
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German (de)
English (en)
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EP0491587A1 (fr
Inventor
René Deguin
Hervé Mizzi
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/04Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/10Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with shaped or hollow charge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • F42B1/02Shaped or hollow charges
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • F42B1/02Shaped or hollow charges
    • F42B1/036Manufacturing processes therefor

Definitions

  • the invention relates to a shaped charge.
  • the shaped charges consist essentially of a volume of normally cylindrical explosive, surrounded over its entire surface by an enclosure except at one end where the explosive ends in a face having a conical imprint. This face is coated with a metal layer in the form of a conical envelope which constitutes a projectile. When ignited, the envelope undergoes significant centripetal forces which deform it by gradually bringing its material back in the direction of projection, which corresponds to the axis of the hollow charge. The projectile finally becomes a jet of thin and elongated material very effective for piercing armor.
  • a serious problem is linked to the differences in expansion coefficients between the charge, the projectile and the enclosure. During heating or cooling, one obtains either clearances which can cause a malfunction of the charge with the explosion, or stresses in the explosive which can damage it. The shocks to which the enclosure may be subjected are also fully reflected in the explosive.
  • EP-A-0 378 749 and DE-A-2 046 372 describe two hollow charges thus formed and this has as its object an assembly intended to lessen the effects of thermal deformations.
  • US-A-2,936,708 describes a network of small hollow charges retained in plastic sockets linked together.
  • US-A-2,543,057 discloses an explosive charge in a flexible flange surrounded a double rubber sheath.
  • DE-A-3 441 693 describes as DE-A-2 046 372 a hollow charge assembly where the projectile is constrained by a spring or the like in an axial direction against the load.
  • the object of the invention is to eliminate these drawbacks by introducing compressible elements between the constituents of the shaped charge where the problems mentioned above may appear.
  • the invention consists in interposing a layer of compressible material between the load and the enclosure, in a substantially circumferential volume.
  • An improvement consists in inserting a spring between a support flange disposed on the edge of the projectile and a circular stop belonging to the enclosure, in order to obtain an elastic axial mounting between the projectile, the charge and the enclosure.
  • the compressible material is advantageously a thin layer injectable material such as a cold crosslinked polysiloxane elastomer in which hollow microspheres of copolymer of vinylidene chloride and acrylonitrile are dispersed, a body whose structure and manufacturing process have been described in French patent application number 90 10256. If such injectable materials are used, it is advantageous to provide injection holes as well as air vent pipes opposite to these at a suitable location in the hollow charge. holes.
  • Sealing can be completed by circular joints between the projectile and the enclosure or between removable parts constituting the enclosure.
  • the hollow charge comprises an explosive charge 1 of essentially cylindrical shape with the exception of its front face, which is hollowed out according to a conical imprint 2 the apex of which belongs to the axis 3 of the explosive charge 1.
  • This front face is covered with '' a projectile 4 in the form of a metallic coating in the form of a conical envelope supported by its convex face on the explosive charge 1.
  • An enclosure surrounds the explosive charge 1; it consists of a cylindrical envelope 5 surrounding the lateral surface of the explosive charge 1 and a base 6 in contact with the rear face, opposite the projectile 4, of the explosive charge 1.
  • a cover 7 is fixed to the rear of the cylindrical casing 5 by means not shown, for example by welding, and makes it possible to maintain the base 6 against the explosive charge 1.
  • a clearance exists between the cylindrical casing 5 and the explosive charge 1.
  • the cylindrical casing 5 projects towards the front of the projectile 4 and its internal face carries a circular stop 8.
  • the projectile 4 has meanwhile, on the edge which corresponds to the open end of the cone, a circular support flange 9 which extends in front of the stop 8.
  • An elastic Belleville washer 10 is compressed between the stop 8 and the support flange 9 and pushes the projectile 4 backwards.
  • Injection holes 11 are formed through the projectile 4 at this location. It is possible to have several holes on the same circumference. They make it possible to inject a compressible material so as to fill the clearance between the cylindrical envelope 5 on the one hand, the explosive charge 1 and the projectile 4 on the other hand.
  • the base 6 is already installed when this operation takes place, and care is taken to insert two circular joints 12 and 13 respectively shown in Figures 2 and 3) at the front and rear ends of the shaped charge, between the cylindrical envelope 5 on the one hand, and respectively the support flange 9 and the base 7 on the other hand.
  • venting duct 14 shown in FIG. 3, consists of an angled hole made between the lateral and rear faces of the base 6.
  • a compressible material has the property of being crushed or, on the contrary, of expanding, depending on the thermal expansion and contraction produced on the constituents of the hollow charge in order to keep the internal stresses at a very low level. Its elasticity allows it to return to its original shape as soon as the temperature change stops. No game that could affect the violence of the projection therefore appears, which promises a good quality explosion. Impacts on the enclosure are also absorbed by the compressible material and the spring. Such behavior differs entirely from that of the adhesive layers which already exist in the same place in certain hollow charges to bond the explosive charge 1 to the enclosure.

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Description

  • L'invention se rapporte à une charge creuse.
  • Les charges creuses se composent pour l'essentiel d'un volume d'explosif de forme normalement cylindrique, entouré sur toute sa surface par une enceinte sauf à une extrémité où l'explosif se termine par une face présentant une empreinte conique. Cette face est revêtue d'une couche métallique en forme d'enveloppe conique qui constitue un projectile. A la mise à feu, l'enveloppe subit des forces centripètes importantes qui la déforment en ramenant progressivement sa matière dans la direction de projection, qui correspond à l'axe de la charge creuse. Le projectile devient finalement un jet de matière mince et longiligne très efficace pour percer des blindages.
  • Un sérieux problème est lié aux différences de coefficients de dilatation entre la charge, le projectile et l'enceinte. Aux échauffements ou aux refroidissements, on obtient soit des jeux qui peuvent causer un mauvais fonctionnement de la charge à l'explosion, soit des contraintes dans l'explosif qui peuvent l'endommager. Les chocs auxquels l'enceinte peut être soumise sont en outre intégralement répercutés dans l'explosif.
  • EP-A-0 378 749 et DE-A-2 046 372 décrivent deux charges creuses ainsi constituées et celui-ci a pour objet un montage destiné à amoindrir les effets des déformations thermiques. US-A-2 936 708 décrit un réseau de petites charges creuses retenues dans des douilles de plastique liées entre elles. US-A-2 543 057 décrit une charge explosive en boudin souple entouré d'une double gaine de caoutchouc. Et DE-A-3 441 693 décrit comme DE-A-2 046 372 un montage de charge creuse où le projectile est contraint par un ressort ou un organe analogue en direction axiale contre la charge.
  • L'objet de l'invention est de supprimer ces inconvénients en introduisant des éléments compressibles entre les constituants de la charge creuse là où les problèmes mentionnés plus haut peuvent apparaître.
  • Sous sa forme la plus générale, l'invention consiste à intercaler une couche de matériau compressible entre la charge et l'enceinte, dans un volume sensiblement circonférentiel.
  • Une amélioration consiste à intercaler un ressort entre une collerette d'appui disposée sur le bord du projectile et une butée circulaire appartenant à l'enceinte, pour obtenir un montage axial élastique entre le projectile, la charge et l'enceinte.
  • Le matériau compressible est avantageusement un matériau injectable en couche mince tel qu'un élastomère de polysiloxane réticulé à froid dans lequel sont dispersées des microsphères creuses en copolymère de chlorure de vinylidène et d'acrylonitrile, corps dont la structure et le procédé de fabrication ont été décrits dans la demande de brevet français numéro 90 10256. Si on utilise de tels matériaux injectables, il est avantageux de prévoir à un endroit approprié de la charge creuse des perçages d'injection ainsi que des conduits d'éventement d'air opposées à ces perçages.
  • L'étanchéité peut être complétée par des joints circulaires entre le projectile et l'enceinte ou entre des parties démontables constituant l'enceinte.
  • L'invention va maitenant être décrite plus en détail à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif :
    • la figure 1 est une vue d'ensemble de la charge creuse ; et
    • les figures 2 et 3 sont deux agrandissements de parties opposées de la charge.
  • La charge creuse comprend une charge explosive 1 de forme essentiellement cylindrique à l'exception de sa face avant, qui est creusée selon une empreinte conique 2 dont le sommet appartient à l'axe 3 de la charge explosive 1. Cette face avant est recouverte d'un projectile 4 sous forme d'un revêtement métallique en forme d'enveloppe conique appuyé par sa face convexe sur la charge explosive 1. Une enceinte entoure la charge explosive 1 ; elle se compose d'une enveloppe cylindrique 5 entourant la surface latérale de la charge explosive 1 et d'un culot 6 en contact avec la face arrière, opposée au projectile 4, de la charge explosive 1. Un couvercle 7 est fixé à l'arrière de l'enveloppe cylindrique 5 par des moyens non représentés, par exemple par un soudage, et permet de maintenir le culot 6 contre la charge explosive 1. Par contre, un jeu existe entre l'enveloppe cylindrique 5 et la charge explosive 1.
  • L'enveloppe cylindrique 5 dépasse vers l'avant du projectile 4 et sa face interne porte une butée 8 circulaire. Le projectile 4 comporte quant à lui, sur le bord qui correspond à l'extrémité épanouie du cône, une collerette d'appui 9 circulaire qui s'étend en face de la butée 8. Une rondelle Belleville 10 élastique est comprimée entre la butée 8 et la collerette d'appui 9 et repousse le projectile 4 vers l'arrière.
  • Un jeu existe entre la charge explosive 1 et la collerette d'appui 9. Des perçages d'injection 11 sont ménagés à travers le projectile 4 à cet endroit. On peut disposer de plusieurs perçages sur une même circonférence. Ils permettent d'injecter un matériau compressible de manière à remplir le jeu entre l'enveloppe cylindrique 5 d'une part, la charge explosive 1 et le projectile 4 d'autre part. Le culot 6 est déjà installé quand cette opération a lieu, et on prend la précaution d'insérer deux joints circulaires 12 et 13 respectivement représentés sur les figures 2 et 3) aux extrémités avant et arrière de la charge creuse, entre l'enveloppe cylindrique 5 d'une part, et respectivement la collerette d'appui 9 et le culot 7 d'autre part. On obtient alors un volume parfaitement étanche à l'exception des perçages d'injection 11, mais il faut compléter le dispositif par des conduits d'éventement 14 qui permettent à l'air emprisonné d'être chassé. Un conduit d'éventement 14 envisageable, représenté figure 3, consiste en un perçage coudé réalisé entre les faces latérale et arrière du culot 6. Quand l'injection est terminée, le couvercle 7 peut être mis en place, et le perçage d'injection 11 est bouché.
  • Un matériau compressible présente la propriété de s'écraser ou au contraire de se dilater suivant les dilatations et les contractions d'origine thermique produites sur les constituants de la charge creuse pour maintenir les contraintes internes à un très bas niveau. Son élasticité lui permet de reprendre sa forme initiale dès que le changement de température cesse. Aucun jeu pouvant affecter la violence de la projection n'apparaît donc, ce qui promet une explosion de bonne qualité. Les chocs sur l'enceinte sont par ailleurs amortis par le matériau compressible et le ressort. Un tel comportement diffère entièrement de celui des couches de colle qui existent déjà au même endroit dans certaines charges creuses pour lier la charge explosive 1 à l'enceinte.

Claims (6)

  1. Charge creuse comprenant un projectile conique (4), une charge explosive (1) du côté convexe du projectile, une enceinte (5, 6) entourant la charge (1), caractérisée en ce qu'elle comprend une couche de matériau compressible (15) intercalée entre la charge (1) et l'enceinte (5).
  2. Charge creuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un ressort (10) entre une collerette d'appui (9) sur le bord du projectile (4) et une butée circulaire (8) sur l'enceinte (5).
  3. Charge creuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que le ressort (10) est une rondelle Belleville.
  4. Charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend des perçages d'injection (11) du matériau compressible et des conduits (14) d'éventement d'air opposés aux perçages (11).
  5. Charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend des joints circulaires (12, 13) entre le projectile (4) et l'enceinte (5) ou entre des parties démontables (5, 6) constituant l'enceinte.
  6. Charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le matériau compressible est un élastomère de polysiloxane réticulé à froid dans lequel sont dispersées des microsphères creuses en copolymère de chlorure de vinylidène et d'acrylonitrile.
EP91403189A 1990-11-28 1991-11-26 Charge creuse Expired - Lifetime EP0491587B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

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Publications (2)

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EP0491587A1 EP0491587A1 (fr) 1992-06-24
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EP91403189A Expired - Lifetime EP0491587B1 (fr) 1990-11-28 1991-11-26 Charge creuse

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