Le domaine technique de l'invention est celui des
dispositifs d'amorçage pour une charge explosive, notamment
pour une charge formée.
Les dispositifs d'amorçage connus comprennent
généralement au moins un initiateur pyrotechnique et au moins
un relais d'amorçage interposé entre l'initiateur et un
explosif de chargement.
Un des problèmes rencontrés avec les dispositifs
d'amorçage connus est la difficulté qu'il y a pour assurer un
centrage précis de l'initiateur pyrotechnique par rapport au
corps de charge.
Plus particulièrement, dans le cas des charges formées,
l'onde de détonation qui se propage dans la charge doit
présenter une symétrie parfaite par rapport à l'axe de la
charge.
Une telle symétrie permet d'assurer une mise en mouvement
ou déformation optimale du revêtement de charge formée (noyau
ou charge creuse). Une dissymétrie même légère (par exemple
de quelques dixièmes de millimètres) risque d'entraíner une
perte d'efficacité de la charge formée.
Par ailleurs on cherche dans le domaine des charges
d'autodestruction pour engins balistiques à assurer une
redondance des moyens d'amorçage afin de diminuer les risques
de défaillance du système d'autodestruction.
La multiplication des moyens d'amorçage pose alors le
problème de la réalisation d'une onde d'amorçage qui soit
symétrique et cela quelle que soit la position de
l'initiateur qui est activé.
C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif
d'amorçage permettant de résoudre de tels problèmes et ne
présentant pas les inconvénients des dispositifs connus.
Ainsi le dispositif d'amorçage selon l'invention permet
d'assurer l'initiation d'un chargement explosif au niveau de
l'axe du chargement quelle que soit la position du ou des
initiateurs par rapport à cet axe.
L'invention permet ainsi avec des moyens simples
d'obtenir une symétrie d'amorçage.
Ainsi l'invention a pour objet un dispositif d'amorçage
de sécurité pour une charge explosive, notamment une charge
formée, comprenant au moins un initiateur pyrotechnique et au
moins un relais d'amorçage interposé entre l'initiateur et un
explosif de chargement de la charge, dispositif d'amorçage
caractérisé en ce que le relais d'amorçage comprend un moyen
permettant de recentrer au niveau de l'axe du chargement
l'onde de détonation issue du ou des initiateurs, moyen
comprenant un bloc de confinement présentant un alésage qui
est convergent entre une face externe disposée du côté du ou
des initiateurs et une face interne disposée du côté de
l'explosif de chargement, alésage rempli par un explosif
relais, le bloc de confinement comprenant des moyens
permettant d'éviter la propagation d'une onde de choc
axialement au travers du bloc de confinement entre le ou les
initiateurs et l'explosif de chargement.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le
bloc de confinement pourra être réalisé en un matériau
organique ayant une impédance acoustique inférieure à 15.106
kg/m2s), ce matériau constituant un moyen permettant d'éviter
la propagation d'une onde de choc axialement au travers du
bloc de confinement.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le
bloc de confinement pourra comporter au moins une collerette
qui sera disposée au voisinage du ou des initiateurs et qui
sera suivie par un espace libre entourant le bloc, cet espace
libre constituant un moyen permettant d'éviter la propagation
d'une onde de choc axialement au travers du bloc de
confinement.
Cet espace libre pourra être formé par une gorge
cylindrique délimitée par deux collerettes.
L'alésage du bloc de confinement pourra comporter au
moins une partie conique présentant un demi angle au sommet
compris entre 10° et 25°, le petit diamètre du cône étant
compris entre 2 et 5 mm et le grand diamètre du cône étant
compris entre 13 et 30 mm.
Le relais d'amorçage pourra comprendre une première
couche d'explosif relais appliquée sur le bloc de confinement
et interposée entre le ou les initiateurs et l'explosif du
bloc de confinement.
Le bloc de confinement sera généralement globalement
cylindrique et disposé dans un corps.
La première couche relais pourra avoir une épaisseur d'au
moins 2 mm.
La première couche d'explosif relais pourra être
circulaire ou bien pourra présenter la forme d'une languette
sensiblement rectangulaire.
Avantageusement, le dispositif pourra comprendre au moins
deux initiateurs pyrotechniques disposés à distance de l'axe
du chargement.
L'invention a également pour objet une charge formée
comportant un dispositif d'amorçage de sécurité présentant au
moins deux initiateurs et ayant les mêmes performances quel
que soit l'initiateur qui est activé.
Une telle charge peut être utilisée notamment pour
assurer des fonctions de destruction sur trajectoire pour les
projectiles balistiques ou leur charge utile.
Cette charge pourra alors avantageusement être une charge
génératrice de noyau.
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 est une vue en coupe longitudinale d'une
charge formée équipée d'un dispositif d'amorçage selon un
premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une
charge formée équipée d'un dispositif d'amorçage selon un
deuxième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une
charge formée suivant un troisième mode de réalisation de
l'invention.
En se reportant à la figure 1, une charge formée 1 (ici
une charge génératrice de noyau) comprend un chargement
explosif 2 disposé dans une enveloppe 3 cylindrique vissée à
un corps 9 présentant des pattes de fixation 19a, 19b.
Un revêtement 4 en forme de coupelle est appliqué sur le
chargement explosif 2. Un dispositif d'amorçage 5 permet
l'initiation du chargement explosif 2.
Conformément à l'invention, le dispositif d'amorçage 5
comprend un bloc de confinement 6 disposé dans une cavité
cylindrique 10 d'un corps 9.
Suivant ce premier mode de réalisation, le bloc 6 est
réalisé en un matériau organique ayant une impédance
acoustique inférieure à 15.106 kg/m2s. Le bloc 6 pourra par
exemple être réalisé en en polyacétal.
Le bloc 6 présente un alésage 7 qui comprend une partie
conique 7a prolongée par deux parties cylindriques 7b et 7c.
L'alésage 7 est rempli par un explosif relais 8.
Le dispositif d'amorçage 5 comprend également une
première couche 11 et une deuxième couche 12 d'explosifs
relais.
Ces deux couches relais 11 et 12 sont disposées sur les
faces respectivement supérieure et inférieure du bloc de
confinement 6.
La deuxième couche relais 12 est ici logée dans une
cavité réalisée dans le chargement explosif 2. Elle pourrait
également être simplement appliquée sur une surface
supérieure du chargement explosif 2. Il serait également
possible de ne pas prévoir de deuxième couche relais et
d'appliquer le bloc 6 directement sur le chargement 2.
La première couche relais 11 est disposée au fond de la
cavité 10 du corps 9. Elle communique avec deux initiateurs
pyrotechniques 13a, 13b disposés symétriquement de part et
d'autre de l'axe 14 de la charge.
Ces initiateurs représentés ici sont des amorces à
initiation électrique et sont commandés par un dispositif
d'initiation 20 disposé à distance et relié aux initiateurs
13a,13b par des conducteurs 15a,15b. Les initiateurs
pourraient également être constitués par des lignes de
transmission pyrotechnique, par exemple des cordeaux
détonants.
La partie conique 7a de l'alésage 7 est convergente entre
une face externe du bloc 6 disposée du côté des initiateurs
13a, 13b et une face interne du bloc disposée du côté du
chargement explosif 2. Cette partie conique 7a présente un
demi angle au sommet compris entre 10° et 25°, le petit
diamètre du cône étant compris entre 2 et 5 mm et le grand
diamètre du cône étant compris entre 13 et 30 mm.
On pourra réaliser les couches relais 11 et 12 en
explosifs composites découpés dans des plaques.
La composition relais 8 remplissant l'alésage 7 sera par
exemple de l'hexogène. On mettra en place cette composition 8
par compression.
Le fonctionnement de ce dispositif d'amorçage est le
suivant.
Lorsque le tir de la charge 1 est souhaité, le dispositif
d'initiation 20 envoie un ordre de mise à feu simultanément
aux deux initiateurs 13a, 13b. Ces derniers initient la
première couche relais 11 qui initie à son tour la
composition relais 8 disposée dans l'alésage 7 du bloc 6.
Du fait de la convergence de la partie conique 7a de cet
alésage, l'onde de choc qui se propage dans la composition 8
converge également vers la deuxième couche relais 12 qui se
trouve initiée pratiquement au niveau de l'axe 14 de la
charge 1.
La deuxième couche relais assure à son tour l'initiation
du chargement explosif 2, entraínant la formation d'un
projectile par le revêtement 4.
Si un seul des initiateurs 13a,13b fonctionne par suite
d'une défaillance de l'autre initiateur, la première couche
relais 11 se trouve initiée d'une façon désaxée. Elle initie
cependant la composition relais 8 et la convergence de
l'alésage conique 7a assure un recentrage de l'onde de choc
et une initiation parfaite de la deuxième couche relais 12,
donc du chargement explosif 2.
Afin d'éviter une initiation intempestive de la deuxième
couche relais 12 ou du chargement 2 directement par une
propagation de l'onde de choc au travers du matériau du bloc
de confinement 6, il est nécessaire de prévoir des moyens
permettant d'éviter une telle propagation.
Suivant ce premier mode de réalisation on fabrique le
bloc 6 en un matériau permettant d'amortir une telle
propagation. On réalisera ainsi le bloc 6 en un matériau
organique ayant une impédance acoustique inférieure à 15.106
kg/m2s).
D'autres moyens sont possibles pour éviter une initiation
directe de la couche relais 12 ou de l'explosif 2 par la
propagation de l'onde de choc au travers du matériau du bloc
de confinement 6.
La figure 2 montre ainsi un deuxième mode de réalisation
de l'invention qui diffère du précédent en ce que le bloc de
confinement 6 comporte une collerette 16 qui est disposée au
niveau de la face supérieure du bloc et sur laquelle est
appliquée la première couche relais 11. Cette collerette 16
est suivie par un espace libre 17 entourant le bloc 6.
Une deuxième collerette 18 permet d'assurer un
positionnement du bloc 6 dans l'alésage 10. Ainsi l'espace
libre 17 est formé par une gorge cylindrique aménagée sur le
bloc 6 et délimitée par les deux collerettes 16 et 18.
L'espace libre 17 constitue un moyen permettant d'éviter
la propagation d'une onde de choc axialement au travers du
bloc de confinement 6. En effet, le choc reçu par la
collerette 16 comme suite à l'initiation de la première
couche relais 11 ne peut se propager directement jusqu'à la
deuxième collerette 18.
La composition relais 8 se trouve initiée comme dans
l'exemple précédente et le profil convergent de l'alésage 7a
assure le centrage de l'onde de choc et une initiation axiale
de la deuxième couche relais 12 donc du chargement explosif.
Là encore cet amorçage axial est assuré même si un seul
des initiateurs 13a, 13b fonctionne.
Grâce à la présence de l'espace libre 17, il est possible
de réaliser le bloc de confinement 6 en métal, par exemple en
alliage d'aluminium.
La première couche 11 d'explosif relais représentée aux
figures 1 et 2 présente une symétrie de révolution.
Il est possible de mettre en oeuvre une première couche
relais de forme différente.
La figure 3 montre ainsi en vue de dessus et en coupe un
dispositif d'amorçage selon une variante de réalisation dans
laquelle la première couche 11 présente la forme d'une
languette sensiblement rectangulaire passant par l'axe 14 de
la charge.
Cette vue est une coupe réalisée suivant un plan dont la
trace AA est représentée sur la figure 1. Cette dernière
figure a été décrite précédemment en référence à un mode de
réalisation dans lequel la première couche relais 11 est
circulaire. Cette figure peut également être associée à ce
troisième mode de réalisation où la première couche est une
languette.
Les initiateurs 13a,13b (dont seule la position est
représentée) sont disposés de part et d'autre de l'axe 14,
chacun à une extrémité de la couche relais 11.
La composition relais 8 disposée dans le bloc de
confinement 6 se trouve initiée par l'intermédiaire de la
couche relais 11 quel que soit l'initiateur qui est amorcé.
Comme dans l'exemple précédent le profil convergent de
l'alésage 7a assure le centrage de l'onde de choc et une
initiation axiale de la deuxième couche relais 12 et du
chargement explosif.
Le bloc 6 pourra présenter indifféremment la structure
selon la figure 1 (matériau organique) ou celle selon la
figure 2 (gorge périphérique).
Diverses variantes sont possibles sans sortir du cadre de
l'invention.
Ainsi le dispositif selon l'invention peut ne mettre en
oeuvre qu'un seul initiateur désaxé par rapport à l'axe 14 de
la charge. Une telle configuration permet de faciliter
l'intégration d'une charge dans un projectile donné. En
effet, grâce à l'invention, il n'est plus nécessaire de
disposer l'initiateur axialement par rapport à la charge.
On pourra également réaliser la première couche relais 11
et l'explosif relais disposé dans le bloc de confinement sous
la forme d'une seule masse d'explosif, mise en oeuvre par
exemple par compression. Cette masse d'explosif comprendra
une partie inférieure conique et une partie supérieure ayant
la forme d'un disque ou d'une languette. On donnera dans ce
cas une forme appropriée à la face supérieure du bloc de
confinement permettant de recevoir la forme de disque ou de
languette de l'explosif relais.
Il est bien entendu possible de mettre en oeuvre le
dispositif d'amorçage selon l'invention avec d'autres types
de charges explosives : charge creuse, charge à éclat....
La charge formée proposée par l'invention est dotée d'au
moins deux initiateurs. On assure ainsi une fiabilité
supérieure en cas d'utilisation de la charge pour une
fonction de destruction sur trajectoire d'un projectile
balistique tel une fusée ou un missile ou bien de destruction
de la charge embarquée par ce projectile. Cette fiabilité
supérieure est due à la redondance du nombre d'initiateurs,
qui pourra être également supérieur à deux. Elle s'accompagne
grâce à l'invention d'une efficacité qui est la même quel que
soit le nombre et la position des initiateurs déclenchés, le
dispositif d'amorçage assurant dans tous les cas une
initiation du chargement explosif suivant l'axe de symétrie
14 de la charge. Les initiateurs sont représentés sur les
figures avec des orientations sensiblement parallèles l'un à
l'autre et à l'axe de la charge. Ces initiateurs pourraient
également être disposés avec une orientation différente
faisant un angle avec l'axe de la charge.