EP0977005A1 - Dispositif d'amorçage pour obus explosif - Google Patents

Dispositif d'amorçage pour obus explosif Download PDF

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EP0977005A1
EP0977005A1 EP99113226A EP99113226A EP0977005A1 EP 0977005 A1 EP0977005 A1 EP 0977005A1 EP 99113226 A EP99113226 A EP 99113226A EP 99113226 A EP99113226 A EP 99113226A EP 0977005 A1 EP0977005 A1 EP 0977005A1
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Sylvain Jayet
Jean-Paul Matthiau
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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
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/0838—Primers or igniters for the initiation or the explosive charge in a warhead

Definitions

  • the technical field of the invention is that of initiating devices for explosive shells.
  • An explosive shell is generally made up of a metal casing containing an explosive charge by example of TNT (trinitrotoluene or tolite).
  • TNT trinitrotoluene or tolite
  • a known initiating device is shown in the figure 1.
  • the rocket includes a rocket 1 which is screwed to the casing 2 a shell 3 via a connection cup 7.
  • the rocket includes a detonation relay 4 (for example a hexogen / wax composition) which is intended to initiate a priming relay load 5, interposed between relay 4 and an explosive charge 6 filling the envelope with the shell.
  • the priming relay load is also made up by an explosive.
  • the priming relay load is placed in well 7 metallic which carries a thread 7a allowing its fixing by screwing on the shell 2 of the shell.
  • Bucket 7 carries also a thread 7b intended to receive the rocket 1.
  • connection cup 7 is permanently fixed to the shell body during the storage phases.
  • connection cup is also expensive because long and thin-walled. This results in a increased cost of the shell.
  • Patent US4735145 taken as the basis of the preamble of the first claim, describes a detonator consisting of a first donor explosive charge initiated by a source of heat which projects a plate onto a lid which initiates a second charge by anvil effect.
  • the priming device according to the invention allows reduce the cost of the shell while increasing the mass of the explosive charge.
  • the subject of the invention is a priming device for an explosive shell having an explosive charge disposed in an envelope and including a rocket initiating a relay detonation device with an interposed plate between the explosive charge and the detonation relay, plate intended to be projected during the initiation of the relay on the explosive charge in order to cause the detonation thereof, device characterized in that the plate is integral with a support ring carrying a thread allowing its connection to the shell of the shell and a thread allowing the fixing of the rocket.
  • the plate may include at least one circular groove ensuring a reduction in its thickness.
  • the plate may include at least two concentric circular grooves.
  • the plate will preferably be made of a material metallic with a density greater than or equal to 7.8, for example in steel.
  • a priming device comprises a connecting ring 10 which has a thread 10a allowing its fixing by screwing on the shell 2 of the shell and a tapping 10b intended for receive the rocket 1.
  • the connecting ring has a bottom constituting a plate 11 which is interposed between the explosive charge 6 and detonation relay 4.
  • This plate 11 carries two circular grooves concentric 12a, 12b (see Figure 3) which provide a decrease in thickness.
  • the plate (like the ring 10 which forms a single part with it) is made of steel. Its thickness is About 1 mm. The mass of the plate must be sufficient to that its kinetic energy ensures the initiation of loading explosive. Any other material with a density higher than that steel (7.8) may be suitable.
  • the dimensions of the ring 10 are chosen so that that there remains between the relay 4 and the plate 11 a clearance between 1 and 3 mm.
  • the plate will also be found after mounting at a distance from the upper surface 13 of the explosive charge on the order of 5 to 15 mm.
  • the rocket 1 provokes at an instant determined on the trajectory of the shell (chronometric rocket or near) or on impact on a target (rocket impactful), the initiation of detonation relay 4 by a primer (not shown).
  • the detonation wave generated by relay 4 causes the projection of the plate 11 on the surface 13 of the load explosive 6.
  • the two grooves 12a, 12b by locating precisely rupture zones of the plate 11, allow the device to work perfectly, even with variations in radial and longitudinal positions of the priming of the rocket (internal primer to the rocket initiating relay 4 and not shown here) relative to the shell axis respectively and to the upper surface 13 of the explosive charge.
  • a partial detonation of relay 4 will cause the projection of the central part of the delimited plate 11 only through the internal groove 12b.
  • the energy delivered by a conventional relay 4 comprising for example 23 g of a composition of the graphite Hexocire type enough to cut the plate 11 at the primers of breaks 12a, 12b and to project it on load 6 with enough energy to initiate this one.
  • the device according to the invention has numerous benefits.
  • a reduction in the manufacturing cost is achieved by elimination of machining of the upper side of the load explosive. The latter can thus be left untreated.
  • the reinforcing relay is removed which reduces also the cost of the shell.
  • connection ring 10 is simpler to produce and less expensive than bucket 7 according to the prior art.
  • the tightness of the shell is improved, so its resistance to storage.
  • the stored shell (without the rocket) is perfectly closed by plate 11 which is of a single part with the ring 10 which is otherwise connected so waterproof (by a gasket 14 arranged between the end of the envelope and the ring 10) to the envelope.
  • the known shells were to receive additional protection to isolate the booster 5 from humidity.
  • the positioning tolerances of the plate 11 by relative to the upper surface 13 of the explosive charge 6 and compared to relay 4 are wide (of the order of 10mm) which also reduces manufacturing costs and contributes the reliability of priming.
  • the presence of the two gorges 12a, 12b overcomes the dispersions relating to detonic characteristics of rocket relays of trade.

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Abstract

L'invention a pour objet un dispositif d'amorçage pour un obus explosif (3) ayant un chargement explosif (6) disposé dans une enveloppe (2). Ce dispositif d'amorçage comprend une fusée (1) initiant un relais de détonation (4) et comporte une plaque (11) interposée entre le chargement explosif (6) et le relais de détonation (4), plaque destinée à être projetée lors de l'initiation du relais (4) sur le chargement explosif (6) afin de provoquer la détonation de celui-ci. Le dispositif est caractérisé en ce que la plaque (11) est solidaire d'une bague support (10) portant un filetage permettant sa liaison à l'enveloppe (2) de l'obus et un taraudage autorisant la fixation de la fusée (1). <IMAGE>

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs d'amorçage pour obus explosifs.
Un obus explosif est généralement constitué par une enveloppe métallique renfermant un chargement explosif par exemple du TNT (trinitrotoluène ou tolite).
Un dispositif d'amorçage connu est représenté à la figure 1.
Il comprend une fusée 1 qui est vissée à l'enveloppe 2 d'un obus 3 par l'intermédiaire d'un godet de raccordement 7. La fusée comporte un relais de détonation 4 (par exemple une composition hexogène/cire) qui est destiné à venir initier une charge relais d'amorçage 5, interposée entre le relais 4 et un chargement explosif 6 remplissant l'enveloppe de l'obus. La charge relais d'amorçage est constituée également par un explosif.
La charge relais d'amorçage est disposée dans le godet 7 métallique qui porte un filetage 7a permettant sa fixation par vissage sur l'enveloppe 2 de l'obus. Le godet 7 porte également un taraudage 7b destiné à recevoir la fusée 1.
Le godet de raccordement 7 est fixé à demeure sur le corps d'obus pendant les phases de stockage.
Un tel dispositif connu présente des inconvénients.
Tout d'abord il complique la fabrication de l'obus puisqu'il impose l'usinage d'une face plane 8 et d'une cavité 9 dans le chargement explosif 6 pour permettre la mise en place de la charge relais 5. Le godet de raccordement est également coûteux car long et à paroi mince. Il en résulte un accroissement du coût de l'obus.
De plus un tel usinage diminue la masse du chargement explosif de l'obus donc l'efficacité de celui ci.
Le brevet US4735145, pris comme base du préambule de la première revendication, décrit un détonateur constitué d'une première charge explosive donatrice initiée par une source de chaleur qui projette une plaque sur un couvercle qui initie une seconde charge par effet d'enclume.
C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif d'amorçage permettant de pallier de tels inconvénients.
Ainsi le dispositif d'amorçage selon l'invention permet de diminuer le coût de l'obus tout en accroissant la masse du chargement explosif.
Ainsi l'invention a pour objet un dispositif d'amorçage pour un obus explosif ayant un chargement explosif disposé dans une enveloppe et comprenant une fusée initiant un relais de détonation, dispositif comportant une plaque interposée entre le chargement explosif et le relais de détonation, plaque destinée à être projetée lors de l'initiation du relais sur le chargement explosif afin de provoquer la détonation de celui-ci, dispositif caractérisé en ce que la plaque est solidaire d'une bague support portant un filetage permettant sa liaison à l'enveloppe de l'obus et un taraudage autorisant la fixation de la fusée.
Avantageusement, la plaque pourra comporter au moins une gorge circulaire assurant une diminution de son épaisseur.
Préférentiellement, la plaque pourra comporter au moins deux gorges circulaires concentriques.
La plaque sera de préférence réalisée en un matériau métallique de densité supérieure ou égale à 7,8, par exemple en acier.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels:
  • la figure 1 représente en coupe longitudinale la partie avant d'un obus portant un dispositif d'amorçage selon l'art antérieur,
  • la figure 2 représente en coupe longitudinale la partie avant d'un obus portant un dispositif d'amorçage selon l'invention,
  • la figure 3 est une vue de la bague de liaison seule suivant la direction repérée F à la figure 2.
La figure 1 a été décrite dans le préambule de la présente demande.
En se reportant à la figure 2, un dispositif d'amorçage selon l'invention comporte une bague de liaison 10 qui présente un filetage 10a permettant sa fixation par vissage sur l'enveloppe 2 de l'obus et un taraudage 10b destiné à recevoir la fusée 1.
Conformément à l'invention la bague de liaison a un fond constituant une plaque 11 qui se trouve interposée entre le chargement explosif 6 et le relais de détonation 4.
Cette plaque 11 porte deux gorges circulaires concentriques 12a, 12b (voir figure 3) qui assurent une diminution de son épaisseur.
La plaque (tout comme la bague 10 qui forme une seule pièce avec elle) est réalisée en acier. Son épaisseur est de 1 mm environ. La masse de la plaque doit être suffisante pour que son énergie cinétique assure l'initiation du chargement explosif. Tout autre matériau de densité supérieure à celle de l'acier (7,8) pourrait convenir.
Les dimensions de la bague 10 sont choisie de telle sorte qu'il subsiste entre le relais 4 et la plaque 11 un jeu compris entre 1 et 3 mm.
La plaque se trouvera également après montage à une distance de la surface supérieure 13 du chargement explosif de l'ordre de 5 à 15 mm.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant.
D'une façon connue, la fusée 1 provoque à un instant déterminé sur la trajectoire de l'obus (fusée chronométrique ou de proximité) ou bien à l'impact sur une cible (fusée percutante), l'initiation du relais de détonation 4 par une amorce (non représentée).
L'onde de détonation engendrée par le relais 4 provoque la projection de la plaque 11 sur la surface 13 du chargement explosif 6.
Les deux gorges 12a,12b, en localisant précisément des zones de rupture de la plaque 11, permettent au dispositif de fonctionner parfaitement, même avec des variations des positions radiales et longitudinales de l'amorçage de la fusée (amorce interne à la fusée initiant le relais 4 et non représentée ici) par rapport respectivement à l'axe de l'obus et à la surface supérieure 13 du chargement explosif.
Elles permettent également un fonctionnement parfait même en cas de fonctionnement incomplet du relais de détonation 4.
Ainsi on positionnera la gorge intérieure 12b de telle sorte qu'elle soit atteinte par le front d'onde de détonation issu directement de l'amorce interne à la fusée, et la gorge extérieure 12a de telle sorte qu'elle soit atteinte par le front d'onde de détonation issu du relais 4.
Ainsi quelle que soit la mise en régime du relais 4 une partie de la plaque 11 se trouvera projetée sur le chargement 6.
Une mise en détonation partielle du relais 4 provoquera la projection de la partie centrale de la plaque 11 délimitée uniquement par la gorge interne 12b.
Une mise en détonation totale du relais 4 provoquera la projection de la partie centrale de plaque délimitée par la gorge externe 12a. La surface de plaque est alors supérieure ce qui évite l'amortissement de l'énergie du relais 4 qui résulterait de la mise en place de la seule gorge interne 12b.
L'énergie délivrée par un relais 4 classique comprenant par exemple 23 g d'une composition de type Hexocire graphité suffit à découper la plaque 11 au niveau des amorces de ruptures 12a,12b et à la projeter sur le chargement 6 avec une énergie suffisante pour initier celui ci.
Il est possible ainsi avec le dispositif selon l'invention d'initier un chargement explosif même peu sensible tel qu'un chargement de tolite.
Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages.
Une réduction du coût de fabrication est réalisée par la suppression des usinages de la face supérieure du chargement explosif. Ce dernier peut ainsi être laissé brut de coulée.
Le relais renforçateur est supprimé ce qui réduit également le coût de l'obus.
La bague de raccordement 10 est plus simple à réaliser et moins coûteuse que le godet 7 selon l'art antérieur.
L'étanchéité de l'obus est améliorée, donc sa tenue au stockage. En effet l'obus stocké (sans la fusée) est parfaitement obturé par la plaque 11 qui est d'une seule pièce avec la bague 10 qui est reliée par ailleurs de façon étanche (par un joint d'étanchéité 14 disposé entre l'extrémité de l'enveloppe et la bague 10) à l'enveloppe. Les obus connus devaient recevoir une protection supplémentaire pour isoler le relais renforçateur 5 de l'humidité.
Les tolérances de positionnement de la plaque 11 par rapport à la surface supérieure 13 du chargement explosif 6 et par rapport au relais 4 sont larges (de l'ordre de 10mm) ce qui réduit également les coûts de fabrication et contribue à la fiabilité de l'amorçage. La présence des deux gorges 12a, 12b permet de s'affranchir des dispersions relatives aux caractéristiques détoniques des relais des fusées du commerce.
A titre de variante, il est bien entendu possible de prévoir une plaque qui n'est pas portée par une bague solidaire de l'obus mais qui reste solidaire de la fusée lors du stockage de celle ci.

Claims (4)

  1. Dispositif d'amorçage pour un obus explosif ayant un chargement explosif disposé dans une enveloppe et comprenant une fusée (1) initiant un relais de détonation (4), dispositif comportant une plaque (11) interposée entre le chargement explosif (6) et le relais de détonation (4), plaque destinée à être projetée lors de l'initiation du relais (4) sur le chargement explosif (6) afin de provoquer la détonation de celui-ci, dispositif caractérisé en ce que la plaque (11) est solidaire d'une bague support (10) portant un filetage permettant sa liaison à l'enveloppe (2) de l'obus et un taraudage autorisant la fixation de la fusée (1).
  2. Dispositif d'amorçage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (11) comporte au moins une gorge circulaire (12) assurant une diminution de son épaisseur.
  3. Dispositif d'amorçage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque (11) comporte au moins deux gorges circulaires concentriques (12a,12b).
  4. dispositif d'amorçage selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la plaque (11) est réalisée en un matériau métallique de densité supérieure ou égale à 7,8, par exemple en acier.
EP99113226A 1998-07-30 1999-07-08 Dispositif d'amorçage pour obus explosif Expired - Lifetime EP0977005B1 (fr)

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