EP1176385A1 - Munition explosive à corps fragmentable - Google Patents

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EP1176385A1
EP1176385A1 EP01401869A EP01401869A EP1176385A1 EP 1176385 A1 EP1176385 A1 EP 1176385A1 EP 01401869 A EP01401869 A EP 01401869A EP 01401869 A EP01401869 A EP 01401869A EP 1176385 A1 EP1176385 A1 EP 1176385A1
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EP
European Patent Office
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case
envelope
ammunition
network
explosive
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Granted
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EP01401869A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1176385B1 (fr
Inventor
Jean-Luc Renaud-Bezot
Bertrand Padiolleau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giat Industries SA
Original Assignee
Giat Industries SA
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/20—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type
    • F42B12/22—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type with fragmentation-hull construction

Definitions

  • the technical field of the invention is that of explosive ordnance with a fragmentable body.
  • This ammunition generally includes a load explosive placed in a metallic generating envelope splinters.
  • the generation of flakes having a shape and a size particular can be obtained by embrittlement of the envelope according to a particular network.
  • embrittlement will be done for example by grooving or localized heating by laser.
  • Patent FR2438686 describes a munition whose envelope is thus weakened.
  • the cost will be all the more important as the ammunition that we are trying to achieve will be of reduced caliber (less than 70mm). Indeed the machining to be carried out as well as the assemblies will be more delicate and therefore more expensive.
  • the ammunition according to the invention allows lower cost ensure the generation of calibrated flakes.
  • the subject of the invention is an explosive munition with fragmentable body including an explosive charge disposed in a shrapnel-generating envelope, characterized ammunition in that it comprises a case surrounding the envelope, case incorporating means to ensure when initiation of ammunition a differential stress mechanical at the outer surface of the envelope, differential favoring the generation of the chips and which is spatially distributed according to a regular network.
  • the means creating a differential of constraints could include a internal surface of the case having a relief network including each mesh is hollow and delimited by a rim in relief in contact with the envelope, such an arrangement ensuring during the initiation of ammunition a embrittlement of the envelope along the edges to form shards.
  • the means creating a differential of constraints could include a grid integral with the case or interposed between the case and the envelope, grid forming the embrittlement network.
  • the case may be made of a plastic material.
  • the grid could advantageously be embedded in the case.
  • an explosive ordnance 1 according to a first embodiment of the invention comprises a fragmentable body formed of an envelope 2 produced in steel or tungsten and delimiting an internal volume to inside which an explosive charge is placed 3.
  • the envelope material will not bear localized embrittlement according to meshes. He may have undergone embrittlement heat treatment, for example a hardening by quenching.
  • the casing 2 is fixed (for example by crimping) to the level of a shoulder 4a of a closure base 4 which carries a belt 12 intended to ensure gas tightness at inside the barrel of a weapon (not shown).
  • the base 4 contains a priming device 5 which is well known to those skilled in the art and is therefore not represented in detail and which initiates the explosive charge 3 via a detonator primer 6.
  • this ammunition is characterized in that it comprises a case 7 surrounding the envelope 2.
  • the case 7 is fixed for example by gluing to the level of a second shoulder 4b of the base 4.
  • This case incorporates means making it possible to ensure, during from the initiation of the explosive charge of the ammunition, a mechanical stress differential at the outer surface of the envelope 2.
  • This differential is defined so as to favor the generation of the chips and it is spatially distributed according to a regular network
  • Such a stress differential is obtained in having means ensuring mechanical resistance to level of the outer surface of the envelope 2 which is not uniformly distributed but which follows a regular network.
  • the means creating a differential of constraints include an internal surface 8 of the case 7 which presents a network in relief.
  • Each mesh 9 of this network is hollow and it is delimited by a raised edge 10 which is in contact with the envelope 2.
  • the relief network here has an elementary mesh of shape square.
  • the side of this square is about 2 mm for a 35 mm ammunition caliber (maximum external diameter of case 7).
  • the height of the edge 10 of the mesh is around 1 mm for a case 2 mm thick and made in a plastic material of the polyamide or polycarbonate type.
  • a plastic material of the type will be chosen.
  • polyamide which may possibly be loaded with fibers of glass.
  • Such a choice ensures that the stress differential desired while not consuming not too much of the explosive energy of the load, so not adversely affecting the performance of the ammunition.
  • case 7 has a front part 7a forming cap or ballistic warhead.
  • the ammunition according to the invention is extremely simple to manufacture and inexpensive.
  • the shrapnel-generating envelope 2 has internal surfaces and totally smooth external. It is therefore inexpensive to obtain by sintering or else by forging.
  • the envelope 2 After loading the explosive, the envelope 2 is fixed to the base 4 carrying the priming system 5/6. Then we have the case 7 around the envelope 2.
  • the internal diameter of the case 7 will be chosen slightly lower (by a few tenths of mm) to the outer diameter of the envelope 2. We thus ensures intimate contact between the edges 10 of the mesh and the outer surface of the envelope 2.
  • Case 7 will have been obtained in a simple and inexpensive way by injecting plastic into a profile mold appropriate. In addition, it also performs the functions of ballistic cap for ammunition.
  • the body of the envelope is smooth and the mesh results from the sole shape of the internal surface of case 7.
  • Figure 4 shows ammunition 1 according to a second embodiment of the invention.
  • This mode differs from the previous one by the structure of the means allowing to create a differential of constraints at the level of the envelope.
  • the grid is made of a wire 0.1 mm diameter steel.
  • the grid could be metallic or made of a high plastic material density (greater than 1), ceramic or fiberglass.
  • the grid 11 is shown alone in FIG. 5.
  • a such a grid is generally cylindrical. It is obtained by winding a flat grid and welding edge to edge of edges of this one.
  • the grid 11 is embedded in the material of the case 7. This the latter is made of plastic injected around the grid which is arranged in the injection mold. So practically the entire internal surface of the case 7 is in contact with the external surface of the envelope 2. Avoid thus the deformations of the case during phases of storage or transport of ammunition.
  • the grid ensures stiffening of the case 7 and makes it possible to obtain the desired stress differential with thickness of case of the order of mm.
  • Figure 6 thus shows a sectional view of ammunition 1 which incorporates a case 7 having an internal surface having a relief network including the hollow 9 meshes are delimited by a raised edge 10 in contact with the envelope 2.
  • This case 7 also includes an insert formed by a grid 11 whose meshes are substantially identical to those of the relief network and are arranged in coincidence with the meshes of this network.
  • wires of the grid 11 are located opposite the edges 10 of the network of the case 7.

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Abstract

L'invention a pour objet une munition (1) explosive à corps fragmentable comprenant un chargement explosif (3) disposé dans une enveloppe (2) génératrice d'éclats. Cette munition est caractérisée en ce qu'elle comporte un étui (7) entourant l'enveloppe (2), étui incorporant des moyens permettant d'assurer lors de l'initiation de la munition un différentiel de contraintes mécaniques au niveau de la surface externe de l'enveloppe (2), différentiel favorisant la génération des éclats et qui est réparti spatialement suivant un réseau régulier. <IMAGE>

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des munitions explosives à corps fragmentable.
Ces munitions comprennent généralement un chargement explosif disposé dans une enveloppe métallique génératrice d'éclats.
La génération d'éclats ayant une forme et une taille particulière peut être obtenue par fragilisation de l'enveloppe suivant un réseau particulier. Une telle fragilisation sera faite par exemple par rainurage ou échauffement localisé par laser.
Le brevet FR2438686 décrit une munition dont l'enveloppe est ainsi fragilisée.
Il est également connu, notamment par le brevet FR2598214 d'incorporer des éclats préformés dans une enveloppe de munition.
L'inconvénient de ces dernières solutions est leur coût.
Le coût sera d'autant plus important que la munition que l'on cherche à réaliser sera de calibre réduit (inférieur à 70mm). En effet les usinages à réaliser ainsi que les assemblages seront plus délicats donc plus coûteux.
C'est le but de l'invention que de proposer une munition permettant de pallier de tels inconvénients.
Ainsi la munition selon l'invention permet à moindre coût d'assurer la génération d'éclats calibrés.
Ainsi l'invention a pour objet une munition explosive à corps fragmentable comprenant un chargement explosif disposé dans une enveloppe génératrice d'éclats, munition caractérisé en ce qu'elle comporte un étui entourant l'enveloppe, étui incorporant des moyens permettant d'assurer lors de l'initiation de la munition un différentiel de contraintes mécaniques au niveau de la surface externe de l'enveloppe, différentiel favorisant la génération des éclats et qui est réparti spatialement suivant un réseau régulier.
Suivant un premier mode de réalisation, les moyens créant un différentiel de contraintes pourront comprendre une surface interne de l'étui présentant un réseau en relief dont chaque maille est en creux et délimitée par un rebord en relief en contact avec l'enveloppe, une telle disposition assurant lors de l'initiation de la munition une fragilisation de l'enveloppe le long des rebords pour former des éclats.
Suivant un deuxième mode de réalisation, les moyens créant un différentiel de contraintes pourront comprendre une grille solidaire de l'étui ou interposée entre l'étui et l'enveloppe, grille formant le réseau de fragilisation.
L'étui pourra être réalisé en une matière plastique.
La grille pourra avantageusement être noyée dans l'étui.
Suivant des détails de réalisation:
  • le réseau pourra avoir une maille élémentaire carrée,
  • l'enveloppe pourra être réalisée en acier ou en tungstène,
  • l'étui pourra constituer une coiffe balistique pour la munition.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels :
  • la figure 1, représente schématiquement en coupe longitudinale une munition selon un premier mode de réalisation de l'invention,
  • la figure 2 est une coupe transversale de cette munition suivant le plan dont la trace AA est repérée sur la figure 1,
  • la figure 3 est une vue de détail en perspective partielle de la face intérieure de l'étui de cette munition,
  • la figure 4 représente schématiquement en coupe longitudinale une munition selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
  • la figure 5 est une vue en perspective de la grille seule qui est destinée à être rendue solidaire de l'étui de cette munition,
  • la figure 6 est coupe transversale analogue à la figure 2 d'une variante d'exécution du premier mode de réalisation.
En se reportant à la figure 1, une munition explosive 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention comporte un corps fragmentable formé d'une enveloppe 2 réalisée en acier ou en tungstène et délimitant un volume interne à l'intérieur duquel est placé un chargement explosif 3.
Le matériau de l'enveloppe ne portera pas de fragilisation localisée suivant des mailles. Il pourra avoir subi un'traitement thermique de fragilisation, par exemple un durcissement par trempe.
L'enveloppe 2 est fixée (par exemple par sertissage) au niveau d'un épaulement 4a d'un culot de fermeture 4 qui porte une ceinture 12 destinée à assurer l'étanchéité aux gaz à l'intérieur du tube d'une arme (non représenté).
Le culot 4 renferme un dispositif d'amorçage 5 qui est bien connu de l'Homme du Métier et n'est donc pas représenté en détails et qui assure l'initiation du chargement explosif 3 par l'intermédiaire d'une amorce détonateur 6.
Conformément à l'invention cette munition est caractérisée en ce qu'elle comporte un étui 7 entourant l'enveloppe 2. L'étui 7 est fixé par exemple par collage au niveau d'un deuxième épaulement 4b du culot 4.
Cet étui incorpore des moyens permettant d'assurer, lors de l'initiation du chargement explosif de la munition, un différentiel de contraintes mécaniques au niveau de la surface externe de l'enveloppe 2. Ce différentiel est défini de façon à favoriser la génération des éclats et il est réparti spatialement suivant un réseau régulier
Un tel différentiel de contraintes est obtenu en disposant des moyens assurant une résistance mécanique au niveau de la surface externe de l'enveloppe 2 qui n'est pas uniformément répartie mais qui suit un réseau régulier.
Ainsi la fragmentation de l'enveloppe se trouvera orientée suivant le réseau dudit différentiel de contraintes sans qu'il soit nécessaire de la fragiliser au préalable suivant un réseau de fragmentation.
Suivant un premier mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, les moyens créant un différentiel de contraintes comprennent une surface interne 8 de l'étui 7 qui présente un réseau en relief.
Chaque maille 9 de ce réseau est en creux et elle se trouve délimitée par un rebord 10 en relief qui se trouve en contact avec l'enveloppe 2.
Ainsi l'étui 7 ne se trouve en contact avec l'enveloppe 3 qu'au niveau des rebords 10. Une telle disposition permet d'assurer lors de l'initiation de la munition une fragilisation de l'enveloppe 3 le long des rebords 10 et la formation d'éclats calibrés aux dimensions de la maille 9 du réseau.
Le réseau en relief a ici une maille élémentaire de forme carrée. Le côté de ce carré est d'environ 2 mm pour un calibre de munition de 35 mm (diamètre externe maximal de l'étui 7). La hauteur du rebord 10 de la maille est de l'ordre de 1 mm pour un étui de 2 mm d'épaisseur et réalisé en une matière plastique du type polyamide ou polycarbonate.
La masse locale de l'étui 7 et sa résistance à l'éclatement permettront de dimensionner le différentiel de contraintes entre le centre (creux) des mailles 9 et les rebords 10. On jouera sur ces paramètres par un choix approprié du matériau et de son épaisseur.
On choisira avantageusement une matière plastique du type polyamide qui pourra éventuellement être chargée de fibres de verre. Un tel choix permet d'assurer l'obtention du différentiel de contraintes souhaité tout en ne consommant pas trop de l'énergie explosive du chargement, donc en ne nuisant pas aux performances de la munition.
Par ailleurs l'étui 7 présente une partie avant 7a formant coiffe ou ogive balistique.
On voit donc que la munition selon l'invention est extrêmement simple à fabriquer et peu coûteuse. En effet, l'enveloppe 2 génératrice d'éclats a des surfaces interne et externe totalement lisses. Elle est donc peu coûteuse à obtenir par frittage ou bien par forgeage.
Après chargement en explosif, l'enveloppe 2 est fixée au culot 4 portant le système d'amorçage 5/6. Puis on dispose l'étui 7 autour de l'enveloppe 2. Le diamètre interne de l'étui 7 sera choisi légèrement inférieur (de quelques dixièmes de mm) au diamètre externe de l'enveloppe 2. On assure ainsi un contact intime entre les rebords 10 des mailles et la surface externe de l'enveloppe 2.
L'étui 7 aura été obtenu de façon simple et bon marché par injection de matière plastique dans un moule au profil approprié. Par ailleurs il assure également les fonctions de coiffe balistique pour la munition.
Il n'est donc plus nécessaire comme avec les munitions connues de procéder à des fragilisations ou à des usinages localisés sur le corps de l'enveloppe 2.
Il est alors possible de mettre en oeuvre de façon particulièrement économique une enveloppe en tungstène.
En effet avec un tel matériau il était nécessaire de procéder à un moulage ou frittage d'un corps d'enveloppe présentant le réseau de fragilisation souhaité. Une telle opération était particulièrement délicate et coûteuse.
Avec l'invention le corps de l'enveloppe est lisse et le maillage résulte de la seule forme de la surface interne de l'étui 7.
A titre de variante on pourrait donner à la surface interne de l'étui un profil de forme complémentaire, c'est à dire dans lequel les mailles seraient en contact avec la surface externe de l'enveloppe et seraient délimitées par des rebords,en creux. Cependant une telle solution serait moins efficace du point de vue de la vitesse des éclats obtenus.
A titre de variante il est bien entendu possible de donner d'autres formes au réseau en relief. On pourra par exemple adopter une maille élémentaire en forme de losange ou d'hexagone ou encore une maille ronde.
La figure 4 montre une munition 1 suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Ce mode diffère du précédent par la structure des moyens permettant de créer un différentiel de contraintes au niveau de l'enveloppe.
Ces moyens comprennent une grille 11 cylindrique solidaire de l'étui 7. La grille est réalisée en un fil d'acier de 0,1 mm de diamètre. La grille pourra être métallique ou bien réalisée en une matière plastique de haute densité (supérieure à 1), en céramique ou en fibre de verre.
La grille 11 est représentée seule à la figure 5. Une telle grille est globalement cylindrique. Elle est obtenue par enroulement d'une grille plane et soudure bord à bord des rebords de celle ci.
Elle a ici une maille élémentaire 12 carrée, mais il serait possible d'envisager d'autres formes de mailles (losange, rectangle, hexagone, cercle...).
La grille 11 est noyée dans le matériau de l'étui 7. Ce dernier est réalisé en matière plastique injectée autour de la grille qui est disposée dans le moule d'injection. Ainsi pratiquement toute la surface interne de l'étui 7 est en contact avec la surface externe de l'enveloppe 2. On évite ainsi les déformations de l'étui au cours de phases de stockage ou transport de la munition.
Un tel mode de réalisation permet de simplifier la structure du moule de fabrication de l'étui 7. Il impose cependant la réalisation d'une grille.
Il présente pour avantage de permettre la réalisation d'un étui 7 d'épaisseur réduite. La grille assure une rigidification de l'étui 7 et permet d'obtenir le différentiel de contraintes souhaité avec une épaisseur d'étui de l'ordre du mm.
On pourra avec un tel mode de réalisation passer facilement d'une forme de maille à une autre en modifiant tout simplement la grille 11 sans qu'il soit nécessaire de modifier l'outillage d'injection de l'étui 7.
On pourra jouer sur le différentiel de contraintes en modifiant le diamètre du fil de la grille 11.
A titre de variante on pourra, au lieu de noyer la grille dans l'étui 7, tout simplement interposer ladite grille entre l'étui 7 et l'enveloppe 2.
Il est bien entendu possible de combiner les deux modes de réalisation décrits en référence aux figures 1 et 4.
La figure 6 montre ainsi une vue en coupe d'une munition 1 qui incorpore un étui 7 ayant une surface interne présentant un réseau en relief dont les mailles 9 en creux sont délimitées par un rebord 10 en relief en contact avec l'enveloppe 2. Cet étui 7 comprend également un insert formé par une grille 11 dont les mailles sont sensiblement identiques à celles du réseau en relief et sont disposées en coïncidence avec les mailles de ce réseau.
Ainsi les fils de la grille 11 se trouvent en regard des rebords 10 du réseau de l'étui 7.
Une telle disposition permet de renforcer la structure de l'étui 7 ainsi que d'accroítre le différentiel de contrainte obtenu.
Il serait possible d'associer une grille et un réseau en relief ayant des dimensions et/ou formes de mailles différentes. Une telle disposition permettrait d'engendrer au moins deux groupes d'éclats ayant des dimensions différentes.

Claims (8)

  1. Munition explosive (1) à corps fragmentable comprenant un chargement explosif (3) disposé dans une enveloppe (2) génératrice d'éclats, munition caractérisé en ce qu' elle comporte un étui (7) entourant l'enveloppe (2), étui incorporant des moyens permettant d'assurer lors de l'initiation de la munition un différentiel de contraintes mécaniques au niveau de la surface externe de l'enveloppe, (2) différentiel favorisant la génération des éclats et qui est réparti spatialement suivant un réseau régulier.
  2. Munition explosive selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens créant un différentiel de contraintes comprennent une surface interne (8) de l'étui (7) présentant un réseau en relief dont chaque maille (9) est en creux et délimitée par un rebord (10) en relief en contact avec l'enveloppe (2), une telle disposition assurant lors de l'initiation de la munition une fragilisation de l'enveloppe (2) le long des rebords (10) pour former des éclats.
  3. Munition explosive selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens créant un différentiel de contraintes comprennent une grille (11) solidaire de l'étui (7) ou interposée entre l'étui et l'enveloppe (2), grille formant le réseau de fragilisation.
  4. Munition explosive selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'étui (7) est réalisé en une matière plastique.
  5. Munition explosive selon les revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la grille (11) est noyée dans l'étui.
  6. Munition explosive selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le réseau a une maille élémentaire (9) carrée.
  7. Munition explosive selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'enveloppe (2) est réalisée en acier ou en tungstène.
  8. Munition explosive selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'étui (7) constitue une coiffe balistique (7a).
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