EP0561085A1 - Dispositif explosif à charge creuse destiné à la perforation d'un blindage protégé par un préblindage actif - Google Patents

Dispositif explosif à charge creuse destiné à la perforation d'un blindage protégé par un préblindage actif Download PDF

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EP0561085A1
EP0561085A1 EP92400750A EP92400750A EP0561085A1 EP 0561085 A1 EP0561085 A1 EP 0561085A1 EP 92400750 A EP92400750 A EP 92400750A EP 92400750 A EP92400750 A EP 92400750A EP 0561085 A1 EP0561085 A1 EP 0561085A1
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    • F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
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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
    • F42B12/04—Projectiles, 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
    • F42B12/10—Projectiles, 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
    • F42B12/16—Projectiles, 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 in combination with an additional projectile or charge, acting successively on the target
    • F42B12/18—Hollow charges in tandem arrangement

Definitions

  • the subject of the present invention is an explosive device with a hollow charge intended for the perforation of a shield protected by an active pre-armor.
  • a hollow charge consists essentially of an explosive charge of revolution in which an open cavity has been provided, covered with a metallic coating, and of an initiating device also having a symmetry of revolution.
  • the metallic coating of the cavity projects onto the axis of revolution of the charge; this results on the one hand from a metal jet, which moves at very high speed on this axis, and, on the other hand, a metallic core animated with a lower speed on this same axis, in the same direction or opposite to the previous roll.
  • an active shield is usually designated by active screening, placed in front of a traditional shield, then called main shield; this auxiliary armor consists of two plates generally of steel (a few millimeters thick) between which is sandwiched a relatively thin layer of explosive.
  • the small multilayer pre-shield that is to say comprise a plurality of such sandwiches.
  • the purpose of pre-armor is that, upon impact of a projectile, the head of the latter initiates the layer of explosive by penetrating it. The explosion then projects the steel plates towards the projectile, disturbing the latter and reducing its effectiveness.
  • the steel plates of the pre-armor disturb the jet of the hollow charge to the point of generally making it lose most of its perforating power. against the main armor.
  • Such active armor plating is frequently used for the protection of armored vehicles, such as battle tanks.
  • the problem for manufacturers of anti-tank ammunition is therefore as follows: to pierce the main armor, it is preferable to use a hollow charge whose very great piercing power is capable of piercing the main armor which is generally very thick, but, as mentioned above, the shaped charges are particularly vulnerable to the action of active pre-armor.
  • a first solution consists in greatly increasing the nominal perforating power of the hollow charge so that its residual perforating power (after disturbance by the pre-shielding) is sufficient. This process is simple but very expensive in calibrating the shaped charge.
  • a wave shaper also called a screen
  • the function of which is to deflect the detonation wave and make it toric.
  • the shape of the screen is determined in order to that the detonation wave is deflected without substantial loss of power, and in order to obtain the desired angle of incidence of this wave on the lining of the cavity.
  • the object of the present invention is to reduce the longitudinal dimensions of an explosive device with a hollow charge, of the type comprising a main charge with a wave former and a preload for piercing an active pre-armor.
  • the preload is a hollow charge placed at the top of the main hollow charge and separated from the latter by wave transmitting means, preferably constituted by a third hollow charge arranged in reverse, the preload further ensuring the function waveform for the main load.
  • the subject of the invention is an explosive device with a hollow charge as defined by claim 1.
  • an explosive device comprising an explosive charge 4 contained in an envelope 1 and in which an open cavity has been formed comprising three parts, marked successively 10, 20 and 30 from the explosive charge towards the opening; the cavity is covered with a layer marked, in the same way successively 13, 23 and 33.
  • a priming device 5 is arranged, comprising for example a detonator 51 and an initiation charge 52, initiated by the detonator 51 and having the function of transmitting the detonation to the load 4.
  • the assembly has a symmetry of revolution about a longitudinal axis XX.
  • the detonator When the detonator goes into action, it creates a detonation wave, via the initiation charge 52, in the explosive charge 4.
  • the detonation wave propagates in the preload part (I) of the device, causing the formation, from the coating 13, d '' a very fast jet and a slower nucleus, propagating on the XX axis.
  • the jet is intended to perforate an active pre-armor without initiating it.
  • Perforation without initiation is obtained by limiting the energy transmitted by the jet to the explosive of the pre-shielding per unit area, the energy of the jet being in particular a function of the nature of the coating, its mass and the speed of the jet.
  • a sparse material is used for the coating, for example a plastic material of nylon type with, for the hollow charge parameters such that they give the jet a relatively high speed, so that there is no no risk of collision between the preload jet and that of the main charge.
  • the detonation wave arriving at the base 11 of the coating 13 is in the same way as a wave having bypassed a conventional wave shaper whose preload I therefore fulfills the function.
  • the wave transmitter II is intended to conduct the detonation wave to the top 32 of the main charge III.
  • This transmitter functions as a hollow charge but the initiation of which is opposite, that is to say that it is carried out from its base 21. It therefore forms, from the coating 23, a jet propagating on the axis XX towards the rear of the device, jet which is lost, and a core having the effect of closing the apex 32 of the main hollow charge III.
  • the coating 23 is not essential; in fact, closing the top 32 is not itself essential in principle for the operation of the main load; However, it has the advantage of opposing the passage of the core of the preload I which, for its part, would be likely to disturb the formation of the jet of the main charge.
  • the coating 23 can be made of a metallic material, for example mild steel or copper.
  • the cavity 20 of the wave transmitter has been shown as frustoconical but that its shape may be other: tulip or trumpet for example; it can also have a greater or lesser apex angle, up to the cylindrical shape the angle depending on the diameters chosen for the base 11 of the preload and the apex 32 of the main load.
  • the detonation wave then reaches the main hollow charge III, which then functions as a hollow charge provided with a wave shaper.
  • the coating 33 can be, conventionally, metallic, for example of copper.

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Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif explosif à charge creuse du type comportant une charge principale à conformateur d'onde et une précharge pour le perçage d'un préblindage actif. La précharge (I) est constituée par une charge creuse disposée au sommet de la charge creuse principale (III) et séparée de cette dernière par des moyens (II) transmetteurs d'onde, constitués par une troisième charge creuse disposée en inverse, la précharge assurant en outre la fonction de conformateur d'onde pour la charge creuse principale. <IMAGE>

Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif explosif à charge creuse destiné à la perforation d'un blindage protégé par un préblindage actif.
  • On rappelle qu'une charge creuse est constituée essentiellement d'un chargement explosif de révolution dans lequel on a ménagé une cavité ouverte, recouverte d'un revêtement métallique, et d'un dispositif d'amorçage ayant également une symétrie de révolution. Lors de la détonation provoquée par le dispositif d'amorçage le revêtement métallique de la cavité se projette sur l'axe de révolution de la charge ; il en résulte d'une part un jet de métal, qui se déplace à très grande vitesse sur cet axe, et, d'autre part, un noyau métallique animé d'une vitesse plus faible sur ce même axe, dans le même sens ou en sens opposé au jet précédent.
  • On rappelle par ailleurs qu'on désigne habituellement par préblindage actif un blindage auxiliaire, disposé devant un blindage traditionnel, alors appelé blindage principal ; ce blindage auxiliaire est constitué de deux plaques en général d'acier (de quelques millimètres d'épaisseur) entre lesquelles est prise en sandwich une couche d'explosif relativement mince. Le préblindage petit être multicouche, c'est-a-dire comporter une pluralité de tels sandwiches. Le but du préblindage est que, lors de l'impact d'un projectile, la tête de ce dernier amorce la couche d'explosif en la pénétrant. L'explosion projette alors les plaques d'acier vers le projectile, perturbant ce dernier et diminuant son efficacité. En particulier dans le cas d'un projectile à charge creuse les plaques d'acier du préblindage perturbent le jet de la charge creuse au point de lui faire perdre en général la majeure partie de son pouvoir perforant contre le blindage principal.
  • De tels préblindages actifs sont utilisés fréquemment pour la protection des véhicules blindés, tels que les chars de combat.
  • Le problème qui se pose aux constructeurs de munitions anti-chars est alors le suivant : pour percer le blindage principal, il est préférable d'utiliser une charge creuse dont le pouvoir perforant, très grand est susceptible de percer le blindage principal qui est en général très épais, mais, comme on l'a dit ci-dessus, les charges creuses sont particulièrement vulnérables à l'action des pré-blindages actifs.
  • Pour résoudre ce problème différentes solutions sont connues.
  • Une première solution consiste à augmenter très fortement le pouvoir perforant nominal de la charge creuse afin que son pouvoir perforant résiduel (après perturbation par le pré-blindage) soit suffisant. Ce procédé est simple mais très coûteux en calibre de la charge creuse.
  • Une seconde solution consiste à mettre en oeuvre des charges creuses à deux étages (souvent appelées charges tandem). La charge fonctionnant en premier, ou précharge a pour fonction de neutraliser le préblindage :
    • soit en l'initiant suffisamment tôt avant la mise en oeuvre de la deuxième charge ou charge principale, permettant ainsi l'évacuation des plaques du préblindage avant l'arrivée du jet de la charge principale ;
    • soit en le perforant sans l'initier.
  • Dans le premier cas l'ajustage du procédé est difficile, notamment en ce qui concerne le délai qui doit séparer le fonctionnement des deux charges et son emploi complique la structuration des munitions, notamment celles qui, destinées à être lancées par des canons, doivent subir de très fortes accélérations. Une solution correspondant au deuxième cas est notamment décrite dans la demande de brevet français n° 2 583 156, qui prévoit des moyens d'atténuation de l'effet de la précharge. Cette réalisation, comme la précédente, présente l'inconvénient d'augmenter l'encombrement du dispositif explosif.
  • Par ailleurs, afin d'améliorer les performances d'une charge creuse il est connu de disposer, entre le détonateur du dispositif d'amorçage et le chargement explosif, un conformateur d'onde, également appelé écran, dont la fonction est de dévier l'onde de détonation et la rendre torique. Cela permet, en faisant varier la forme de l'onde et de la cavité, d'augmenter la vitesse du jet perforant produit par la charge creuse, le rendement détonique de la charge etc... La forme de l'écran est déterminée afin que l'onde de détonation soit déviée sans perte substantielle de puissance, et afin d'obtenir l'angle d'incidence voulu de cette onde sur le revêtement de la cavité. Cela conduit à des écrans encombrants occupant une longueur qui peut être par exemple de l'ordre du tiers ou du quart de la longueur du chargement explosif, se traduisant encore par une augmentation de l'encombrement de la charge creuse et par la suite d'une diminution de son efficacité.
  • La présente invention a pour objet la diminution de l'encombrement longitudinal d'un dispositif explosif à charge creuse, du type comportant une charge principale à conformateur d'onde et une précharge pour le perçage d'un préblindage actif.
  • A cet effet, la précharge est une charge creuse disposée au sommet de la charge creuse principale et séparée de cette dernière par des moyens transmetteurs d'onde, constitués de préférence par une troisième charge creuse disposée en inverse, la précharge assurant en outre la fonction de conformateur d'onde pour la charge principale.
  • Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif explosif à charge creuse tel que défini par la revendication 1.
  • D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et illustrée par la figure unique annexée, qui représente une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation du dispositif explosif à charge creuse selon l'invention.
  • Sur la figure, on a représenté un dispositif explosif comportant un chargement explosif 4 contenu dans une enveloppe 1 et dans lequel on a ménagé une cavité ouverte comportant trois parties, repérées successivement 10, 20 et 30 du chargement explosif vers l'ouverture ; la cavité est recouverte d'une couche repérée, de la même manière successivement 13, 23 et 33. A l'extrémité arrière de l'enveloppe qui est opposée à l'ouverture de la cavité, est disposé un dispositif d'amorçage 5, comportant par exemple un détonateur 51 et une charge d'initiation 52, amorcée par le détonateur 51 et ayant pour fonction de transmettre la détonation au chargement 4. L'ensemble possède une symétrie de révolution autour d'un axe longitudinal XX.
  • Le dispositif comporte donc trois parties, à savoir, en partant de l'arrière du dispositif :
    • une partie I, formant la précharge d'une charge du type tandem décrit plus haut. Cette précharge est une charge creuse formée par la cavité 10 ouverte vers l'avant, par exemple sensiblement de forme conique la partie 13 du revêtement et la partie du chargement explosif 4 l'entourant;
    • une seconde partie II formant transmetteur d'onde, formée de la cavité 20 qui est ouverte des deux côtés mais plus ouverte vers l'arrière que vers l'avant du dispositif (par exemple sensiblement de forme tronconique), de la partie de revêtement 23 et du chargement explosif situé autour ;
    • une partie III formant la charge principale de la charge tandem ; elle est constituée par une charge creuse formée par la cavité 30, ouverte vers l'avant et non complètement fermée à son sommet (par exemple sensiblement en forme de cône, de trompette ou de tulipe) la partie de revêtement 33 et la partie de revêtement explosif 4 l'entourant.
  • Lorsque le détonateur entre en action,il crée une onde de détonation, par l'intermédiaire de la charge d'initiation 52, dans le chargement explosif 4. L'onde de détonation se propage dans la partie précharge (I) du dispositif, provoquant la formation, à partir du revêtement 13, d'un jet très rapide et d'un noyau plus lent, se propageant sur l'axe XX. Ainsi qu'il est dit plus haut, le jet est destiné à perforer un préblindage actif sans l'initier.
  • La perforation sans initiation est obtenue en limitant l'énergie transmise par le jet à l'explosif du préblindage par unité de surface, l'énergie du jet étant notamment fonction de la nature du revêtement, de sa masse et de la vitesse du jet. A cet effet, on utilise pour le revêtement un matériau peu dense, par exemple un matériau plastique de type Nylon avec, pour la charge creuse des paramètres tels qu'ils confèrent au jet une vitesse relativement élevée, afin qu'il n'y ait pas de risque de collision entre le jet de la précharge et celui de la charge principale.
  • L'onde de détonation arrivant à la base 11 du revêtement 13 se présente de la même façon qu'une onde ayant contourné un conformateur d'onde classique dont la précharge I remplit donc la fonction.
  • Le transmetteur d'onde II est destiné à conduire l'onde de détonation jusqu'au sommet 32 de la charge principale III. Ce transmetteur fonctionne comme une charge creuse mais dont l'amorçage est inverse, c'est-à-dire qu'il s'effectue à partir de sa base 21. Il se forme donc, à partir du revêtement 23, un jet se propageant sur l'axe XX vers l'arrière du dispositif, jet qui est perdu, et un noyau ayant pour effet de fermer le sommet 32 de la charge creuse principale III. Il est à noter que le revêtement 23 n'est pas indispensable ; en effet, la fermeture du sommet 32 n'est elle-même pas indispensable en principe pour le fonctionnement de la charge principale ; elle a toutefois pour avantage de s'opposer au passage du noyau de la précharge I qui, lui, serait susceptible de perturber la formation du jet de la charge principale. A cet effet, le revêtement 23 peut être réalisé en un matériau métallique, par exemple acier doux ou cuivre. Il est à noter également que la cavité 20 du transmetteur d'onde a été représentée tronconique mais que sa forme peut être autre : tulipe ou trompette par exemple ; il peut également avoir un angle au sommet plus ou moins grand, jusqu'à la forme cylindrique l'angle étant fonction des diamètres choisis pour la base 11 de la précharge et le sommet 32 de la charge principale.
  • L'onde de détonation atteint ensuite la charge creuse principale III, qui fonctionne alors comme une charge creuse munie d'un conformateur d'onde. Le revêtement 33 peut être, classiquement, métallique, en cuivre par exemple.
  • Le dispositif explosif décrit ci-dessus présente donc les avantages d'une structure de type tandem et d'une charge creuse comportant un conformateur d'onde le tout sous un encombrement réduit. Par ailleurs le fait que la précharge perce, dans l'amorcer, un préblindage actif permet de ne pas avoir à retarder le fonctionnement de la charge principale. Le dispositif selon l'invention présente en outre les avantages suivants :
    • suppression des éventuels écrans intercharge, puisqu'ici le chargement explosif 4 est unique ;
    • suppression du dispositif d'amorçage de la précharge : selon l'invention, un seul dispositif (5) assure l'amorçage de l'ensemble ;
    • suppression des risques de destruction de la charge principale avant son fonctionnement : en effet, selon l'invention, il n'y a pas de rétroprojection possible de la précharge vers la charge principale ;
    • grand calibre de la précharge (égal à celui de la charge principale) ;
    • réduction de l'influence de l'angle de dérapage de la munition à l'impact par réduction du délai de fonctionnement global.

Claims (9)

  1. Dispositif explosif à charge creuse comportant, disposés dans une enveloppe (1) :
    - un chargement explosif (4), de révolution autour d'un axe longitudinal (XX), une cavité ouverte étant ménagée dans le chargement ;
    - des moyens d'amorçage (5) du chargement explosif ; le dispositif étant caractérisé par le fait que la cavité est formée de trois parties, successivement :
    - une partie (III) recouverte d'une couche formant revêtement, disposée sur la surface de la cavité cette partie formant, avec la partie du chargement explosif correspondant, une charge principale ;
    - une partie (I) recouverte d une couche formant revêtement, disposée sur la surface de la cavité, cette partie formant, avec la partie du chargement explosif correspondant, une précharge, située du côté des moyens d'amorçage ;
    - une partie (II) formant, avec la partie du chargement explosif correspondant, un transmetteur d'onde, disposé entre les deux parties précédentes, la partie précharge étant amorcée ainsi la première et assurant en outre la fonction de conformateur d'onde pour la partie charge principale, et la partie transmetteur d'onde assurant la transmission de l'onde de détonation de la partie précharge à la partie charge principale.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le revêtement (33) de la partie charge principale (III) est métallique.
  3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le revêtement (13) de la partie précharge (I) est un matériau à faible densité.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le matériau à faible densité est un matériau plastique.
  5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cavité de la partie transmetteur d'onde (II) est recouverte d'une couche (23) formant revêtement.
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le revêtement (23) de la partie transmetteur d'onde (II) est métallique.
  7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cavité de la partie précharge est de forme sensiblement conique, le sommet du cône étant disposé du côté des moyens d'amorçage (5).
  8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cavité du transmetteur d'onde (II) est de forme sensiblement tronconique, le sommet du cône correspondant étant disposé du côté opposé aux moyens d'amorçage (5).
  9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cavité de la partie charge principale (III) est sensiblement en forme de cône ou de trompette ou de tulipe, ouverte du côté opposé aux moyens d'amorçage (5).
EP92400750A 1988-11-15 1992-03-20 Procédé utilisant un dispositif explosif à charge creuse pour perforer un blindage protégé par un préblindage actif Expired - Lifetime EP0561085B1 (fr)

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