EP1701131A2 - Munition perforante - Google Patents

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EP1701131A2
EP1701131A2 EP06076213A EP06076213A EP1701131A2 EP 1701131 A2 EP1701131 A2 EP 1701131A2 EP 06076213 A EP06076213 A EP 06076213A EP 06076213 A EP06076213 A EP 06076213A EP 1701131 A2 EP1701131 A2 EP 1701131A2
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insert
penetration
penetration body
perforating
internal cavity
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Nicolas Eches
Dominique Bouchaud
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KNDS Ammo France SA
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Giat Industries SA
Nexter Munitions SA
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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
    • F42B12/06—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 hard or heavy core; Kinetic energy penetrators

Definitions

  • the technical field of the invention is that of ammunition allowing the destruction of highly protected targets by a wall for example of concrete.
  • the body piercing this ammunition has a massive insert that is embedded in the body material.
  • This insert is made of a dense and mechanically resistant alloy chosen, for example, from refractory materials and their alloys (tungsten, tantalum, uranium).
  • the body material is formed of steel that is cast around the insert.
  • This ammunition has the disadvantage of being complex to manufacture. It is first of all delicate and expensive to produce a dense core of large diameter (greater than 90 mm) and having high mechanical characteristics in a reproducible manner (density greater than 13, yield strength greater than 1000 mega pascals). Indeed, these materials are used in the form of powders by compression techniques.
  • the patent WO-87/07708 discloses a medium-sized perforating projectile comprising an envelope and a core of heavy material. This projectile is completed by a cap of light material (plastic or aluminum) empty or filled with incendiary material. No insert or particular material is provided in the cap. The nucleus is located behind the projectile and a front annular rim is intended to impact the target in the first place.
  • the patent FR-2771496 discloses a conventional projectile comprising a heavy tungsten body provided with a front aluminum disintegrator element transmitting impact impact to the projectile. No insert is provided in this element before and no precision is made relative to its density relative to the body.
  • the munition according to the invention is moreover of simplified manufacture.
  • the invention relates to a perforating munition comprising a penetration body delimiting an internal cavity closed by a base, characterized in that the penetration body is made of a material having an elastic limit greater than or equal to 1200 Mega Pascals and comprises a front tip comprising at least one integral insert of the tip, insert made of a material with high mechanical characteristics, denser than that of the body and disposed in a housing opening outside the body, each insert being constituted by a bar substantially cylindrical housed in a bore body penetration.
  • the munition comprises a single axial insert having a front tip extending the penetration body.
  • the munition comprises a charge of propellant powder for ejecting the insert out of the penetration body.
  • the internal cavity contains at least one explosive charge.
  • a perforating munition 1 according to one embodiment of the invention comprises a penetration body 2 which delimits an internal cavity 3 closed by a base 4.
  • This ammunition could be an air / ground bomb or a missile or a military missile head. It will have a diameter greater than 100 mm and a length of the order of 1.5 m.
  • it may include a rear portion (not shown) incorporating a thruster which will confer a range or a given speed.
  • the internal cavity 3 contains an explosive charge 5 which can be initiated by a rocket 6 arranged in the vicinity of the base 4.
  • the rocket will be designed to ensure the detection of the crossing of a wall and then to initiate the explosive charge once this wall crossed.
  • Such rockets are well known to those skilled in the art. For example, one can refer to the patent US5255608 which describes such a rocket.
  • the penetration body 2 comprises a front tip 2a which is extended by a rear cylindrical portion 2b delimiting the internal cavity 3.
  • This body is made of a material with high mechanical characteristics, that is to say a material whose elastic limit is greater than or equal to 1200 Mega Pascals.
  • a material with high mechanical characteristics that is to say a material whose elastic limit is greater than or equal to 1200 Mega Pascals.
  • 35NCD16 steel may be used.
  • the front tip 2a comprises an insert 7 made of a denser material than that of the body 2.
  • This insert is made of a dense material with high mechanical characteristics.
  • a material with a density greater than or equal to 17 and having a yield strength greater than or equal to 1000 mega pascals will be chosen.
  • the munition according to the invention combines an ogive of large diameter (greater than 90 mm) and with a large perforating capacity with a steel body whose sole function is to ensure the carriage of the explosive charge and the maintenance of the perforating insert.
  • the front tip 2a comprises an axial bore 15 inside which is positioned the insert 7 having the form of a substantially cylindrical bar and made of a material denser than that of the body 2.
  • the front tip 16 of this insert has an ogive shape that extends the penetration body 2.
  • This insert 7 will thus have a diameter of the order of 30 to 40 mm for a penetration body 2 of diameter 90 mm. Its manufacture is thus facilitated.
  • the implementation of a tungsten alloy with high mechanical characteristics makes it possible to confer on this point a perforating character and not mere ballast. This improves the perforation capabilities of the ammunition for a given mass.
  • the ammunition shown in FIG. 2 also comprises a single insert 7 made of dense material disposed in an axial bore 15.
  • This insert 7 has an internal cavity 17 inside which is disposed a charge of propellant powder 18.
  • a device 19 for igniting this charge is housed in the body 2. It is connected by a wire connection 20 to the rocket 6.
  • the latter will then include a chronometric module or a proximity detection module (connected to an antenna not shown integral with the body's warhead 2) which will trigger the ignition of the propellant charge 18 before the impact on a target and at a distance from it of the order of 3 to 4 calibers.
  • a chronometric module or a proximity detection module connected to an antenna not shown integral with the body's warhead 2 which will trigger the ignition of the propellant charge 18 before the impact on a target and at a distance from it of the order of 3 to 4 calibers.
  • the propellant charge 18 will ensure the ejection of the insert 7 out of the penetration body 2. It will therefore be propelled towards the target.
  • the speed differential between insert 7 and the body 2 will be of the order of 200 m / s. Such an arrangement increases the perforation capabilities of the munition without increasing its speed.
  • the insert will ensure the drilling of a pre-hole in the target, the penetration body will then impact the target at this pre-hole.
  • the explosive charge 5 may be replaced by a load of a different nature, for example an incendiary charge or one or more explosive and / or incendiary sub-munitions ejected after perforation of the target.

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Abstract

L'invention concerne une munition perforante 1 comprenant un corps de pénétration 2 délimitant une cavité interne 3 fermée par un culot 4.
Le corps de pénétration 2 est réalisé en un matériau ayant une limite élastique supérieure ou égale à 1200 Méga Pascals et comporte une pointe avant 2a comprenant au moins un insert 7 solidaire de la pointe 2a, insert réalisé en un matériau à hautes caractéristiques mécaniques, plus dense que celui du corps et disposé dans un logement débouchant à l'extérieur du corps, chaque insert 7 étant constitué par un barreau sensiblement cylindrique logé dans un alésage du corps de pénétration 2.

Description

  • Le domaine technique de l'invention est celui des munitions permettant la destruction de cibles fortement protégées par une paroi par exemple de béton.
  • Il est connu, notamment par le brevet US6186072 , de définir une munition comportant un corps perforant dont l'inertie assure la traversée de parois de protection épaisses. Cette munition renferme un chargement explosif ou incendiaire qui se trouve initié lors de la perforation ou après la traversée de la paroi.
  • Le corps perforant ce cette munition comporte un insert massif qui se trouve noyé à l'intérieur du matériau du corps.
  • Cet insert est réalisé en un alliage dense et résistant mécaniquement, choisi par exemple parmi les matériaux réfractaires et leurs alliages (tungstène, tantale, uranium).
  • Le matériau du corps est formé par de l'acier qui est coulé autour de l'insert.
  • Cette munition présente l'inconvénient d'être complexe à fabriquer. Il est tout d'abord délicat et coûteux de réaliser un noyau dense de diamètre important (supérieur à 90mm) et présentant de hautes caractéristiques mécaniques d'une façon reproductible (densité supérieure à 13, limite élastique supérieur à 1000 Méga Pascals). En effet ces matériaux sont mis en oeuvre sous forme de poudres par les techniques de compression.
  • Il est ensuite coûteux de couler un corps en acier autour d'un tel noyau dont les caractéristiques mécaniques risquent par ailleurs d'être dégradées par l'opération de coulée.
  • En fait le matériau de l'insert décrit par US6186072 ne remplit qu'une fonction de lest et il n'a pas de capacité perforante propre.
  • Le brevet WO-87/07708 décrit un projectile perforant de moyen calibre comprenant une enveloppe et un noyau en matériau lourd. Ce projectile est terminé par une coiffe en matériau léger (plastique ou aluminium) vide ou remplie d'un matériau incendiaire. Aucun insert ou matériau particulier n'est prévu dans la coiffe. Le noyau se trouve en arrière du projectile et un rebord annulaire avant est destiné à impacter la cible en premier lieu.
  • Le brevet FR-2771496 décrit un projectile classique comprenant un corps lourd en tungstène muni d'un élément avant désintégrateur en aluminium transmettant au projectile une sollicitation d'impact. Aucun insert n'est prévu dans cet élément avant et aucune précision n'est apportée relativement à sa densité par rapport au corps.
  • Les projectiles décrits dans ces deux derniers documents ne permettent pas d'assurer la perforation d'une cible bétonnée quel que soit l'angle d'impact sur la cible.
  • C'est le but de l'invention que de proposer une munition perforante ne présentant pas de tels inconvénients.
  • La munition selon l'invention est par ailleurs de fabrication simplifiée.
  • Ainsi l'invention a pour objet une munition perforante comprenant un corps de pénétration délimitant une cavité interne fermée par un culot, caractérisée en ce que le corps de pénétration est réalisé en un matériau ayant une limite élastique supérieure ou égale à 1200 Méga Pascals et comporte une pointe avant comprenant au moins un insert solidaire de la pointe, insert réalisé en un matériau à hautes caractéristiques mécaniques, plus dense que celui du corps et disposé dans un logement débouchant à l'extérieur du corps, chaque insert étant constitué par un barreau sensiblement cylindrique logé dans un alésage du corps de pénétration.
  • Selon une caractéristique de l'invention, la munition comporte un insert axial unique comportant une pointe avant prolongeant le corps de pénétration.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la munition comporte une charge de poudre propulsive permettant d'éjecter l'insert hors du corps de pénétration.
  • Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la cavité interne renferme au moins un chargement explosif.
  • 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 montre un mode de réalisation d'une munition selon l'invention, et
    • la figure 2 montre un autre mode de réalisation d'une munition selon l'invention,
  • En se reportant aux figures 1 et 2 une munition perforante 1 selon un mode de réalisation de l'invention comprend un corps de pénétration 2 qui délimite une cavité interne 3 fermée par un culot 4.
  • Cette munition pourra être une bombe air / sol ou bien un missile ou une tête militaire de missile. Elle aura un diamètre supérieur à 100 mm et une longueur de l'ordre de 1,5m.
  • En fonction des besoins opérationnels, elle pourra comporter une partie arrière (non représentée) incorporant un propulseur qui lui confèrera une portée ou une vitesse donnée.
  • Elle pourra également le cas échéant comporter un module de guidage / pilotage.
  • La cavité interne 3 renferme un chargement explosif 5 qui peut être initié par une fusée 6 disposée au voisinage du culot 4. La fusée sera conçue de façon à assurer la détection de la traversée d'une paroi puis à initier le chargement explosif une fois cette paroi traversée. De telles fusées sont bien connues de l'Homme du Métier. On pourra par exemple se reporter au brevet US5255608 qui décrit une telle fusée.
  • Le corps de pénétration 2 comporte une pointe avant 2a qui est prolongée par une partie cylindrique arrière 2b délimitant la cavité interne 3.
  • Ce corps est réalisé en un matériau à hautes caractéristiques mécaniques, c'est à dire un matériau dont la limite élastique est supérieure ou égale à 1200 Méga Pascals. On pourra par exemple utiliser de l'acier 35NCD16.
  • Conformément à l'invention la pointe avant 2a comprend un insert 7 réalisé en un matériau plus dense que celui du corps 2. Cet insert est réalisé en un matériau dense à hautes caractéristiques mécaniques. On choisira un matériau de densité supérieure ou égale à 17 et ayant une limite élastique supérieure ou égale à 1000 Méga Pascals. On pourra par exemple utiliser un alliage de tungstène à haute limite élastique et obtenu par frittage. On pourrait également réaliser les barreaux en uranium appauvri ou en tantale.
  • Ainsi, la munition selon l'invention associe une ogive de diamètre important (supérieur à 90 mm) et à capacité perforante importante avec un corps en acier qui a pour seule fonction d'assurer l'emport du chargement explosif et le maintien de l'insert perforant.
  • Sur la figure 1, la pointe avant 2a comprend un alésage axial 15 à l'intérieur duquel est positionné l'insert 7 ayant la forme d'un barreau sensiblement cylindrique et réalisé en un matériau plus dense que celui du corps 2.
  • La pointe avant 16 de cet insert a une forme ogivée qui prolonge le corps de pénétration 2.
  • Cet insert 7 aura ainsi un diamètre de l'ordre de 30 à 40 mm pour un corps de pénétration 2 de diamètre 90 mm. Sa fabrication est ainsi facilitée. La mise en oeuvre d'un alliage de tungstène à hautes caractéristiques mécaniques (limite élastique supérieure ou égale à 1000 Méga Pascals) permet de conférer à cette pointe un caractère perforant et non de simple lest. On améliore ainsi les capacités de perforation de la munition pour une masse donnée.
  • La munition représentée à la figure 2 comprend également un insert unique 7 en matériau dense disposé dans un alésage axial 15.
  • Cet insert 7 comporte une cavité interne 17 à l'intérieur de laquelle est disposée une charge de poudre propulsive 18.
  • Un dispositif 19 permettant l'allumage de cette charge est logé dans le corps 2. Il est relié par une liaison filaire 20 à la fusée 6.
  • Cette dernière comportera alors un module chronométrique ou bien un module de détection de proximité (relié à une antenne non représentée solidaire de l'ogive du corps 2) qui permettra de déclencher l'allumage de la charge propulsive 18 avant l'impact sur une cible et à une distance de celle ci de l'ordre de 3 à 4 calibres.
  • La charge propulsive 18 assurera l'éjection de l'insert 7 hors du corps de pénétration 2. Il se trouvera donc propulsé vers la cible. Le différentiel de vitesse entre l'insert 7 et le corps 2 sera de l'ordre de 200 m/s. Une telle disposition permet d'accroître les capacités de perforation de la munition sans pour autant augmenter sa vitesse.
  • L'insert assurera le percement d'un avant trou dans la cible, le corps de pénétration impactera ensuite la cible au niveau de cet avant trou.
  • Diverses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.
  • On pourra remplacer le chargement explosif 5 par un chargement de nature différente, par exemple une charge incendiaire ou bien une ou plusieurs sous munitions explosives et/ou incendiaires éjectées après perforation de la cible.

Claims (4)

  1. Munition perforante (1) comprenant un corps de pénétration (2) délimitant une cavité interne (3) fermée par un culot (4), caractérisée en ce que le corps de pénétration (2) est réalisé en un matériau ayant une limite élastique supérieure ou égale à 1200 Méga Pascals et comporte une pointe avant (2a) comprenant au moins un insert (7) solidaire de la pointe (2a), insert réalisé en un matériau à hautes caractéristiques mécaniques, plus dense que celui du corps et disposé dans un logement débouchant à l'extérieur du corps, chaque insert (7) étant constitué par un barreau sensiblement cylindrique logé dans un alésage du corps de pénétration (2).
  2. Munition perforante selon la revendication 1,
    caractérisée en ce qu'elle comporte un insert axial (7) unique comportant une pointe avant (16) prolongeant le corps de pénétration (2).
  3. Munition perforante selon la revendication 2,
    caractérisée en ce qu'elle comporte une charge de poudre propulsive (18) permettant d'éjecter l'insert (7) hors du corps de pénétration (2).
  4. Munition perforante selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la cavité interne (3) renferme au moins un chargement explosif (5).
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