EP1533590B1 - Obus explosif ayant une tenue aux chocs améliorée - Google Patents

Obus explosif ayant une tenue aux chocs améliorée Download PDF

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EP1533590B1
EP1533590B1 EP04292486A EP04292486A EP1533590B1 EP 1533590 B1 EP1533590 B1 EP 1533590B1 EP 04292486 A EP04292486 A EP 04292486A EP 04292486 A EP04292486 A EP 04292486A EP 1533590 B1 EP1533590 B1 EP 1533590B1
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EP
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shell
ring
explosive
shimming
explosive charge
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Dominique Dion
Sylvain Jayet
Régis Aumasson
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Nexter Munitions SA
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Nexter Munitions SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/02—Fuze bodies; Fuze housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B30/00—Projectiles or missiles, not otherwise provided for, characterised by the ammunition class or type, e.g. by the launching apparatus or weapon used
    • F42B30/08—Ordnance projectiles or missiles, e.g. shells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B39/00—Packaging or storage of ammunition or explosive charges; Safety features thereof; Cartridge belts or bags
    • F42B39/24—Shock-absorbing arrangements in packages, e.g. for shock waves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/04—Protective caps

Definitions

  • the technical field of the invention is that of explosive shells.
  • Explosive shells generally include a cast explosive charge disposed in a metal shell.
  • the envelope has an opening for casting the load. This opening is also intended to receive a rocket for the initiation of loading.
  • the shells must be able to be used in high temperature ranges (between -46 ° C and + 63 ° C). These large variations induce significant expansions of the explosive up to several millimeters (2 to 5 mm). Shells are also subjected to severe mechanical environments (falls and vibrations).
  • this shell comprises a bag-shaped case made of an elastic material, which case is interposed between the envelope of the shell and the load. Furthermore, a holding washer is applied to a surface of the explosive charge by screwing a rocket fixing ring.
  • the subject of the invention is an explosive shell comprising a fusible explosive charge disposed in an envelope comprising an opening, which shell comprises a setting means disposed in the vicinity of the opening of the shell, a wedging means comprising a ring made of an elastic material and which is interposed between a front part of the shell of the shell and the explosive charge, which ring is compressed by a compression means, shell characterized in that that the wedge ring has a flange which is housed in a groove of the envelope of the shell.
  • the compression means comprises a connecting piece screwed into the opening of the shell and which exerts a compressive stress on the wedging ring.
  • the compression means will advantageously comprise a washer interposed between the connecting piece and the wedging ring.
  • the setting ring may have a cylindrical axial bore and an outer profile matching the internal profile of the envelope.
  • the shell may comprise a priming tablet disposed in the cylindrical axial bore of the wedging ring.
  • the setting ring will be made of an elastomeric material.
  • an explosive shell 1 comprises a fusible explosive charge 2 which is cast inside a metal casing 3.
  • loading may include trinitrotoluene associated with wax and a complementary explosive such as Hexogen or Octogen. It may also include a low-sensitive explosive such as oxynitrotriazole (ONTA).
  • ONTA oxynitrotriazole
  • the casing 3 has an opening 4 which will carry a tapping 5 allowing the subsequent fixing of a firing rocket (not shown).
  • this shell comprises a means for setting the explosive charge 2 which is disposed in the vicinity of the opening 4 of the shell.
  • This wedging means comprises a ring 6 which is made of an elastic material and which is interposed between a front portion 7 of the envelope 3 of the shell and the explosive charge 2.
  • This wedging ring is made of an elastomeric material, chemically compatible with the explosive 2, and having a good aging resistance.
  • the ring may be made of a silicone rubber having a hardness of 45 Shore.
  • the figure 2 shows the ring 6 alone. It has an outer conical profile 6a which is intended to fit the inner profile 7 of the casing 3. It also comprises a cylindrical axial bore 6b which allows the loading of the shell 1 by casting and after setting up the ring 6.
  • the wedging ring 6 finally has an external cylindrical collar 6c which is intended to be housed in a groove 8 of the envelope 3 of the shell 1.
  • the flexibility of the material of the ring 6 allows its manual introduction, by elastic deformation, in the opening 4 of the shell 1 and before the casting of the load 2.
  • the flange 6c is introduced into the groove 8 and it ensures the maintenance of the ring 6 relative to the shell 1 before the casting of the load 2.
  • the casting of the explosive is then carried out through the axial bore 6b of the ring.
  • the explosive charge is poured up to the inside of the axial bore 6b.
  • the ring 6 is interposed between the explosive 2 and the inner wall 7 of the envelope 3.
  • a metal washer 9 is placed on the upper face of the ring 6 (see FIG. figure 3 ).
  • This washer 9 has an outer diameter smaller than the internal diameter of the opening 4 and carries an inner rim 9a which is positioned in the axial bore 6b of the ring.
  • the connecting piece 10 and the washer 9 constitute a compression means for the ring 6.
  • This maintenance makes it possible to avoid the appearance of defects or cracks, especially during rough handling at the lowest temperatures.
  • the connecting piece 10 has an internal bore 11 which allows the attachment of a rocket (not shown).
  • the shell is here represented in its storage configuration in which a transport ring 12 is screwed to the connecting piece 10 in place of the rocket.
  • the connecting piece 10 has a bottom 13 which isolates the explosive charge 2 moisture. This bottom will be broken during the initiation of the rocket. It will include a circular initiation of rupture allowing the projection of a portion of the bottom on the explosive charge 2 to allow its priming.
  • Such a connecting piece is the subject of the request for FR2781877 and will not be described in more detail.
  • the figure 4 shows another embodiment of a shell according to the invention.
  • This mode differs from the previous one in that a priming compact 14 is disposed in the cylindrical axial bore 6b of the setting ring 6.
  • This tablet is intended to facilitate the priming of the explosive charge 2 from the rocket (not shown)
  • Such a tablet is conventional and its composition (which depends on the nature of the explosive charge) is not the subject of the present invention.
  • mismatched, insensitive loadings are described by the FR2750131 they generally incorporate an insensitive explosive such as ONTA (oxynitrotriazole).
  • ONTA oxynitrotriazole
  • the priming tablet In known shells the priming tablet is stuck to the explosive charge. However the glue at the interface compressed / loading causes a bad transmission of the detonation. If the tablet is not glued, it may also move during handling of the shell and deteriorate by crumbling.
  • the compression of the setting ring 6 by screwing the connecting piece 10 causes a radial expansion of the ring 6 which also results in the reduction of the diameter of its bore 6b.
  • the ring 6 then ensures the firm maintenance of the priming tablet 14 in contact with the explosive charge 2.
  • This embodiment also facilitates the demilitarization of shells at the end of life. It suffices to unscrew the connecting piece 10.
  • the timing ring 6 then releases the priming tablet 14 which can easily be removed.
  • the explosive charge 2 which has been cast is meltable and is then easily removed from the shell by heating.

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Description

  • Le domaine technique de l'invention est celui des obus explosifs.
  • Les obus explosifs comprennent généralement un chargement explosif coulé disposé dans une enveloppe métallique.
  • L'enveloppe comporte une ouverture permettant la coulée du chargement. Cette ouverture est destinée par ailleurs à recevoir une fusée permettant l'initiation du chargement.
  • Les obus doivent pouvoir être mis en oeuvre dans des plages de températures importantes (entre - 46° C et + 63° C). Ces variations importantes induisent des dilatations non négligeables de l'explosif pouvant atteindre plusieurs millimètres (2 à 5 mm). Par ailleurs les obus sont soumis à des environnements mécaniques sévères (chutes et vibrations).
  • La combinaison des chocs thermiques et mécaniques conduit à l'apparition de fissures dans le chargement explosif. Ces fissures peuvent conduire à une initiation prématurée lors de l'utilisation de l'obus.
  • On connaît par le brevet EP1338860 un obus comprenant un chargement en explosif composite. Afin de pallier les problèmes liés à la dilatation du chargement explosif, cet obus comprend un étui en forme de sac réalisé en un matériau élastique, étui qui est interposé entre l'enveloppe de l'obus et le chargement. Par ailleurs une rondelle de maintien est appliquée sur une surface du chargement explosif par le vissage d'une bague de fixation de la fusée.
  • Avec un tel obus il est nécessaire de charger l'obus avec la composition, de procéder à sa polymérisation par cuisson, puis d'usiner une face supérieure du chargement avant de positionner la rondelle de calage.
  • C'est le but de l'invention que de proposer un obus explosif dont le mode de chargement est simplifié mais qui comporte néanmoins des moyens permettant d'éviter l'apparition de fissures, dommages ou décollements dans le chargement explosif.
  • Ainsi l'invention a pour objet un obus explosif comprenant un chargement explosif fusionnable disposé dans une enveloppe comportant une ouverture, obus comprennant un moyen de calage disposé au voisinage de l'ouverture de l'obus, moyen de calage comprenant une bague réalisée en un matériau élastique et qui est interposée entre une partie avant de l'enveloppe de l'obus et le chargement explosif, bague qui est comprimée par un moyen de compression, obus caractérisé en ce que la bague de calage comporte une collerette qui se loge dans une gorge de l'enveloppe de l'obus.
  • Selon un mode particulier de réalisation, le moyen de compression comprend une pièce de raccordement vissée dans l'ouverture de l'obus et qui exerce une contrainte de compression sur la bague de calage.
  • Le moyen de compression comprendra avantageusement une rondelle interposée entre la pièce de raccordement et la bague de calage.
  • La bague de calage pourra présenter un alésage axial cylindrique ainsi qu'un profil externe épousant le profil interne de l'enveloppe.
  • Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'obus pourra comprendre un comprimé d'amorçage disposé dans l'alésage axial cylindrique de la bague de calage.
  • La bague de calage sera réalisée en un matériau élastomère.
  • D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels :
    • la figure 1 représente en coupe longitudinale partielle une partie avant d'un obus selon l'invention après la coulée de l'explosif et avant la mise en place de la pièce de raccordement,
    • la figure 2 est une vue de la bague de calage seule,
    • la figure 3 représente ce même obus après fixation d'une pièce de raccordement destinée à recevoir une fusée,
    • la figure 4 est analogue à la figure 3 mais représente un obus suivant un autre mode de réalisation de l'invention.
  • En se reportant à la figure 1, un obus explosif 1 selon l'invention comprend un chargement explosif 2 fusionnable et qui est coulé à l'intérieur d'une enveloppe métallique 3. Le chargement pourra comporter du trinitrotoluène associé à de la cire et à un explosif complémentaire tel que de l'Hexogène ou de l'Octogène. Il pourra également comporter un explosif peu sensible tel que l'oxynitrotriazole (ONTA).
  • Pour permettre la coulée, l'enveloppe 3 comporte une ouverture 4 qui portera un taraudage 5 permettant la fixation ultérieure d'une fusée d'amorçage (non représentée).
  • Conformément à l'invention cet obus comprend un moyen de calage du chargement explosif 2 qui est disposé au voisinage de l'ouverture 4 de l'obus.
  • Ce moyen de calage comprend une bague 6 qui est réalisée en un matériau élastique et qui est interposée entre une partie avant 7 de l'enveloppe 3 de l'obus et le chargement explosif 2.
  • Cette bague de calage est réalisée en un matériau élastomère, compatible chimiquement avec l'explosif 2, et ayant une bonne tenue au vieillissement. On pourra par exemple réaliser la bague en un caoutchouc silicone de dureté 45 Shore.
  • La figure 2 montre la bague 6 seule. Elle présente un profil externe 6a conique qui est destiné à venir épouser le profil interne 7 de l'enveloppe 3. Elle comporte également un alésage axial 6b cylindrique qui autorise le chargement de l'obus 1 par coulée et après mise en place de la bague 6.
  • La bague de calage 6 comporte enfin une collerette cylindrique externe 6c qui est destinée à se loger dans une gorge 8 de l'enveloppe 3 de l'obus 1.
  • La souplesse du matériau de la bague 6 autorise son introduction manuelle, par déformation élastique, dans l'ouverture 4 de l'obus 1 et avant la coulée du chargement 2.
  • La collerette 6c est introduite dans la gorge 8 et elle assure le maintien de la bague 6 par rapport à l'obus 1 avant la coulée du chargement 2.
  • Une fois mis en place, le profil externe 6a conique de la bague 6 est en contact avec la paroi interne de l'enveloppe 3.
  • On procède alors à la coulée de l'explosif au travers de l'alésage axial 6b de la bague.
  • Le chargement explosif est coulé jusqu'à remonter à l'intérieur de l'alésage axial 6b.
  • Ainsi, au niveau d'une partie avant de l'obus 1, la bague 6 est interposée entre l'explosif 2 et la paroi interne 7 de l'enveloppe 3.
  • Après solidification du chargement explosif 2, on place une rondelle métallique 9 sur la face supérieure de la bague 6 (voir figure 3) .
  • Cette rondelle 9 a un diamètre externe inférieur au diamètre interne de l'ouverture 4 et elle porte un rebord interne 9a qui se positionne dans l'alésage axial 6b de la bague.
  • Il n'est donc pas ici nécessaire de réaliser un usinage de la face supérieure du chargement explosif après la coulée.
  • On visse ensuite simplement une pièce de raccordement 10 dans l'ouverture 5 de l'obus 1. Lors du vissage cette pièce vient en appui contre la rondelle 9 et elle pousse cette dernière qui vient comprimer axialement la bague 6 d'environ 7 à 10 mm. La rondelle autorise le frottement de la pièce 10. Elle permet ainsi le vissage de la pièce 10 sans détérioration de la bague 6.
  • La pièce de raccordement 10 et la rondelle 9 constituent un moyen de compression de la bague 6.
  • Ce moyen permet d'exercer de façon permanente et réversible une contrainte de compression sur la bague de calage 6 dans toute la plage de température d'emploi de l'obus (de -46°C à +63°C). La bague 6 transmet cette contrainte au chargement explosif 2 qui se trouve donc également maintenu.
  • Ce maintien permet d'éviter l'apparition de défauts ou fissures, notamment lors de manipulations brutales aux températures les plus basses.
  • La pièce de raccordement 10 comporte un alésage interne 11 qui permet la fixation d'une fusée (non représentée).
  • L'obus est ici représenté dans sa configuration de stockage dans laquelle un anneau de transport 12 est vissé à la pièce de raccordement 10 à la place de la fusée.
  • La pièce de raccordement 10 comporte un fond 13 qui permet d'isoler le chargement explosif 2 de l'humidité. Ce fond sera rompu lors de l'initiation de la fusée. Il comportera une amorce de rupture circulaire permettant la projection d'une partie du fond sur le chargement explosif 2 pour permettre son amorçage.
  • Une telle pièce de raccordement fait l'objet de la demande de brevet FR2781877 et ne sera donc pas décrite plus en détails.
  • La figure 4 montre un autre mode de réalisation d'un obus selon l'invention.
  • Ce mode diffère du précédent en ce qu'un comprimé d'amorçage 14 est disposé dans l'alésage axial cylindrique 6b de la bague de calage 6. Ce comprimé est destiné à venir faciliter l'amorçage du chargement explosif 2 à partir de la fusée (non représentée). Un tel comprimé est classique et sa composition (qui dépend de la nature du chargement explosif) ne fait pas l'objet de la présente invention.
  • Il est plus particulièrement utilisé lorsque le chargement explosif présente une sensibilité réduite aux agressions (chargement d'un obus qualifié de MURAT comme MUnition à Risques ATténués).
  • Ces chargements fusionnables peu sensibles sont décrits par le brevet FR2750131 , ils incorporent généralement un explosif insensible comme l'ONTA (oxynitrotriazole).
  • Dans les obus connus le comprimé d'amorçage est collé au chargement explosif. Cependant la colle à l'interface comprimé/chargement entraîne une mauvaise transmission de la détonation. Si le comprimé n'est pas collé, il risque par ailleurs de se déplacer lors des manipulations de l'obus et de se détériorer par effritement.
  • Dans l'obus selon l'invention, la compression de la bague de calage 6 par le vissage de la pièce de raccordement 10 entraîne une expansion radiale de la bague 6 qui se traduit aussi par la réduction du diamètre de son alésage 6b. En plus du calage du chargement explosif 2, la bague 6 assure alors le maintien ferme du comprimé d'amorçage 14 au contact du chargement explosif 2.
  • Il n'est donc plus nécessaire grâce à invention de coller le comprimé d'amorçage 14. On augmente ainsi la fiabilité de l'obus 1.
  • Avec ce mode de réalisation de l'invention, et afin de faciliter l'allumage du chargement 2 par le comprimé 14, il est bien entendu nécessaire de réaliser un usinage de la face supérieure du chargement explosif après la coulée.
  • Ce mode de réalisation permet également de faciliter la démilitarisation des obus en fin de vie. Il suffit en effet de dévisser la pièce de raccordement 10.
  • La bague de calage 6 libère alors le comprimé d'amorçage 14 qui peut facilement être retiré. Le chargement explosif 2 qui a été mis en oeuvre par coulée est fusionnable et il est ensuite retiré aisément de l'obus par chauffage.

Claims (6)

  1. Obus explosif (1) comprenant un chargement explosif (2) fusionnable disposé dans une enveloppe (3) comportant une ouverture (4), obus comprennant un moyen de calage (6) disposé au voisinage de l'ouverture (4) de l'obus (1), moyen de calage comprenant une bague (6) réalisée en un matériau élastique et qui est interposée entre une partie avant de l'enveloppe (3) de l'obus et le chargement explosif (2), bague qui est comprimée par un moyen de compression (9,10), obus caractérisé en ce que la bague de calage (6) comporte une collerette (6c) qui se loge dans une gorge (8) de l'enveloppe (3) de l'obus (1).
  2. Obus explosif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de compression comprend une pièce de raccordement (10) vissée dans l'ouverture (4) de l'obus (1) et qui exerce une contrainte de compression sur la bague de calage (6).
  3. Obus explosif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de compression comprend une rondelle (9) interposée entre la pièce de raccordement (10) et la bague de calage (6).
  4. Obus explosif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bague de calage (6) présente un alésage axial (6b) cylindrique ainsi qu'un profil externe (6a) épousant le profil interne (7) de l'enveloppe (3).
  5. Obus explosif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un comprimé d'amorçage (14) disposé dans l'alésage axial cylindrique (6b) de la bague de calage (6).
  6. Obus explosif selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bague de calage (6) est réalisée en un matériau élastomère.
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