EP3688402B1 - Chargement comprenant une charge explosive insensible - Google Patents

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EP3688402B1
EP3688402B1 EP18788813.6A EP18788813A EP3688402B1 EP 3688402 B1 EP3688402 B1 EP 3688402B1 EP 18788813 A EP18788813 A EP 18788813A EP 3688402 B1 EP3688402 B1 EP 3688402B1
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EP
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explosive charge
charge
critical diameter
explosive
transmission element
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EP18788813.6A
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EP3688402A1 (fr
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Yann GUGUIN
Christelle COLLET
Gilles POIREY
Karol WOIRIN
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Eurenco SA
ArianeGroup SAS
Original Assignee
Eurenco SA
ArianeGroup SAS
Eurenco France SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • F42B1/04—Detonator charges not forming part of the fuze
    • 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
    • F42B12/207—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 the explosive material or the construction of the high explosive warhead, e.g. insensitive ammunition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor

Definitions

  • the present invention relates to an explosive charge making it possible to actuate an insensitive explosive charge having a large critical diameter.
  • US 2003/140812 A1 And GB 2 517 660 A disclose known explosive charges.
  • an explosive composition of large critical diameter may require the implementation of a relatively complex and bulky priming structure.
  • a priming structure can pose a problem insofar as it can, on the one hand, result in a reduction in the useful volume that can be effectively occupied by the explosive composition, and, on the other hand, in an increase in the vulnerability of the weapon system.
  • the invention is remarkable in that a second explosive charge of relatively small critical diameter is inserted between the first explosive charge, which constitutes an insensitive composition of large critical diameter, and the transmission element.
  • the presence of the second explosive charge makes it possible to guarantee the initiation of the first explosive charge, which constitutes an insensitive charge, without requiring the use of a bulky initiation structure, and without degrading the vulnerability of the ammunition.
  • the critical diameters can be measured by the stepped specimen method, according to the AFNOR standard, Paris NF T70-701 December 1995.
  • the first explosive charge, the second explosive charge, the transmission element and the detonator are superimposed.
  • the second explosive charge can be in the form of a sheet.
  • Such a feature is advantageous in order to minimize the volume occupied by the second explosive charge, and therefore maximize the useful volume that can be occupied by the first explosive charge.
  • the transmission element is located around the detonator, the second explosive charge around the transmission element and the first explosive charge around the second explosive charge.
  • the second explosive charge may comprise at least one energy charge at the rate of at least 80% by mass.
  • FIG. 1 schematically illustrates a first example of explosive charge 1 according to the invention in the form of a plurality of superimposed elements.
  • Load 1 is present inside a body 10, laterally delimiting load 1.
  • the charge 1 comprises a detonator 3 which can be in contact with a transmission element 7 of a detonation wave.
  • Charge 1 may include a single detonator 3.
  • Charge 1 may include a single transmission element 7.
  • Element 7 comprises a plurality of lines 17a, 17b, 17c and 17d for transmitting the detonation wave.
  • Each transmission line 17a-17d comprises several through openings 170a, 170b, 170c and 170d formed in the thickness of the transmission element 7. These openings 170a-170d lead to the second explosive charge 9.
  • Each transmission line 17a- 17d further comprises at least one channel 171a, 171b, 171c and 171d, each of these channels 171a-171d opening out into several openings through 170a-170d.
  • the channels 171a-171d are made on the surface of the transmission element 7, on the side of the detonator 3.
  • the channels 171a-171d and the openings through 170a-170d comprise a propagation material M of the detonation wave.
  • This propagation material M of the detonation wave can for example be Formex ® .
  • the material M allows the detonation wave (arrow F at the figure 1 ) from the detonator 3 to propagate in the channels 171a-171d and through the openings 170a-170d to be transmitted to the second explosive charge 9, then to the first explosive charge 5.
  • the second explosive charge 9 can be in contact with the transmission element 7.
  • the transmission element 7 can be located between the second explosive charge 9 and the detonator 3.
  • the layer formed by the second explosive charge 9 is interposed between the transmission element 7 and the first explosive charge 5.
  • the second explosive charge 9 is here in the form of a sheet.
  • the second explosive charge 9 may include at least one energy charge at a rate of at least 80% by mass.
  • the energy charge is known per se and can, for example, be chosen from: hexogen (RDX), octogen (HMX), hexanitrohexaazaisowurtzitane (CL20), ammonium dinitroamide (ADN), trinitropyrazole ( TNP) and mixtures thereof.
  • the second explosive charge 9 can, for example, be Formex ® or Hexosheet ® .
  • the first explosive charge 5 can be in contact with the second explosive charge 9.
  • the detonation wave F propagating, from the detonator 3, in the transmission element 7 is thus transmitted first to the second explosive charge 9, then to the first explosive charge 5.
  • the thickness e 2 of the second explosive charge 9 can, as shown, be less than the thickness e 1 of the first explosive charge, and for example be less than or equal to half, or even to the tenth, of this thickness e 1 .
  • the propagation material M has a first critical diameter, the first explosive charge 5 a second critical diameter and the second explosive charge 9 a third critical diameter.
  • the inventors have found that it is possible to initiate the first explosive charge, which constitutes an insensitive charge, without significantly increasing the size of the ammunition, and without degrading the vulnerability of the ammunition.
  • This second example of explosive charge 100 has a “cylindrical” geometry.
  • the load 100 is present inside a body 101, laterally delimiting the load 100.
  • the transmission element 700 has the form of an internal peripheral wall and surrounds the detonator 300.
  • the transmission element 700 can be in contact with the detonator 300.
  • the transmission element 700 comprises at least one channel and through opening filled with a detonation wave propagation material for transmitting the detonation wave coming from the detonator 300.
  • the second explosive charge 900 can be located in contact with the transmission element 700 and surround it.
  • the first explosive charge 500 can be located in contact with the second explosive charge 900 and surrounds the latter.
  • the critical diameters of the first and second explosive charges and the propagation material are as described above.
  • An explosive charge according to the invention was produced which comprised a first explosive charge with a large critical diameter, a detonation wave transmission element filled with a propagation material, as well as a second interposed explosive charge.
  • the explosive charge used had the configuration illustrated in figure 1 .
  • the first explosive charge with a large critical diameter was a composition marketed under the reference B2258B by Eurenco.
  • the critical diameter of this first explosive charge (second critical diameter) was 18 mm.
  • the first explosive charge was in the form of a cylinder with a diameter of 60 mm and a height of 30 mm.
  • the detonation wave transmission element comprised a plurality of conduction channels, each filled with Formex ® propagation material having a first critical diameter equal to 1 mm.
  • the transmission element used in this test had the configuration shown in picture 2 .
  • the second explosive charge was inserted between the first explosive charge and the transmission element as shown schematically in figure 1 .
  • This second charge consisted of a Formex ® explosive having a third critical diameter equal to 1 mm.
  • the second explosive charge was in the form of a layer having a diameter of 60 mm and a thickness of 4 mm in the test carried out.
  • the first explosive charge could be initiated using the detonator in the explosive charge which has just been described.

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Description

  • La présente invention concerne un chargement explosif permettant d'actionner une charge explosive insensible présentant un diamètre critique élevé. US 2003/140812 A1 et GB 2 517 660 A divulguent des chargements explosifs connus.
    • Arrière-plan de l'invention
  • Les objectifs de compromis performance / vulnérabilité des systèmes d'arme actuels peuvent conduire à mettre en oeuvre des compositions explosives insensibles qui présentent des diamètres critiques relativement élevés.
  • L'emploi d'une composition explosive de fort diamètre critique peut nécessiter la mise en oeuvre d'une structure d'amorçage relativement complexe et volumineuse. Une telle structure d'amorçage peut poser problème dans la mesure où elle peut, d'une part, résulter en une réduction du volume utile pouvant être effectivement occupé par la composition explosive, et, d'autre part, en une augmentation de la vulnérabilité du système d'arme.
    • Objet et résumé de l'invention
  • L'invention vise à répondre aux inconvénients précités et propose un chargement explosif comprenant :
    • un détonateur,
    • un élément de transmission d'une onde de détonation comprenant au moins une ligne de transmission de l'onde de détonation, chaque ligne de transmission comportant au moins un ajour traversant formé dans l'épaisseur de l'élément de transmission ainsi qu'un canal débouchant dans ledit ajour traversant, un matériau de propagation de l'onde de détonation étant présent dans ledit canal et ledit ajour, ledit matériau de propagation ayant un premier diamètre critique,
    • une première charge explosive ayant un deuxième diamètre critique supérieur au premier diamètre critique, et
    • une deuxième charge explosive intercalée entre la première charge explosive et l'élément de transmission, l'ajour traversant débouchant sur la deuxième charge explosive et la deuxième charge
    explosive ayant un troisième diamètre critique supérieur ou égal au premier diamètre critique et inférieur au deuxième diamètre critique.
  • L'invention est remarquable en ce que une deuxième charge explosive de relativement faible diamètre critique est intercalée entre la première charge explosive, qui constitue une composition insensible de fort diamètre critique, et l'élément de transmission.
  • La présence de la deuxième charge explosive permet de garantir l'initiation de la première charge explosive, qui constitue une charge insensible, sans nécessiter l'emploi d'une structure d'amorçage volumineuse, et sans dégrader la vulnérabilité de la munition.
  • Les diamètres critiques peuvent être mesurés par la méthode des éprouvettes en gradins, selon la norme AFNOR, Paris NF T70-701 Décembre 1995.
  • Dans un exemple de réalisation, les trois conditions suivantes sont vérifiées :
    • le premier diamètre critique est inférieur ou égal à 2 mm, voire inférieur ou égal à 1 mm,
    • le deuxième diamètre critique est supérieur ou égal à 16 mm, voire supérieur ou égal à 30 mm, et
    • le troisième diamètre critique est compris entre 1 mm et 5 mm.
  • Dans un exemple de réalisation, la première charge explosive, la deuxième charge explosive, l'élément de transmission et le détonateur sont superposés.
  • En particulier, la deuxième charge explosive peut être sous la forme d'une feuille.
  • Une telle caractéristique est avantageuse afin de minimiser le volume occupé par la deuxième charge explosive, et donc maximiser le volume utile pouvant être occupé par la première charge explosive.
  • Dans un exemple de réalisation, l'élément de transmission est situé autour du détonateur, la deuxième charge explosive autour de l'élément de transmission et la première charge explosive autour de la deuxième charge explosive.
  • Dans un exemple de réalisation, la deuxième charge explosive peut comporter au moins une charge énergétique à raison d'au moins 80% en masse.
    • Brève description des dessins
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 représente, de manière schématique et partielle, une vue en coupe d'un premier exemple de chargement explosif selon l'invention,
    • la figure 2 représente un exemple d'élément de transmission de l'onde de détonation initiée par le détonateur permettant de conduire l'onde de détonation vers la deuxième charge explosive, et
    • la figure 3 représente, de manière schématique et partielle, une vue en coupe d'un deuxième exemple de chargement explosif selon l'invention.
    Description détaillée de modes de réalisation
  • La figure 1 illustre, de manière schématique, un premier exemple de chargement explosif 1 selon l'invention sous la forme d'une pluralité d'éléments superposés. Le chargement 1 est présent à l'intérieur d'un corps 10, délimitant latéralement le chargement 1.
  • Le chargement 1 comprend un détonateur 3 qui peut être au contact d'un élément de transmission 7 d'une onde de détonation. Le chargement 1 peut comprendre un unique détonateur 3. Le chargement 1 peut comprendre un unique élément de transmission 7.
  • L'élément de transmission 7 mis en oeuvre dans le chargement 1 est illustré à la figure 2. L'élément 7 comprend une pluralité de lignes 17a, 17b, 17c et 17d de transmission de l'onde de détonation. Chaque ligne de transmission 17a-17d comporte plusieurs ajours traversant 170a, 170b, 170c et 170d formés dans l'épaisseur de l'élément de transmission 7. Ces ajours 170a-170d débouchent sur la deuxième charge explosive 9. Chaque ligne de transmission 17a-17d comprend en outre au moins un canal 171a, 171b, 171c et 171d, chacun de ces canaux 171a-171d débouchant dans plusieurs ajours traversant 170a-170d. Les canaux 171a-171d sont ménagés à la surface de l'élément de transmission 7, du côté du détonateur 3. Les canaux 171a-171d et les ajours traversant 170a-170d comportent un matériau de propagation M de l'onde de détonation. Ce matériau de propagation M de l'onde de détonation peut par exemple être du Formex®. Le matériau M permet à l'onde de détonation (flèche F à la figure 1) provenant du détonateur 3 de se propager dans les canaux 171a-171d et au travers des ajours 170a-170d pour être transmise à la deuxième charge explosive 9, puis à la première charge explosive 5.
  • La deuxième charge explosive 9 peut être au contact de l'élément de transmission 7. L'élément de transmission 7 peut être situé entre la deuxième charge explosive 9 et le détonateur 3. La couche constituée par la deuxième charge explosive 9 est intercalée entre l'élément de transmission 7 et la première charge explosive 5. La deuxième charge explosive 9 est ici sous la forme d'une feuille. La deuxième charge explosive 9 peut comporter au moins une charge énergétique à raison d'au moins 80% en masse. La charge énergétique est connue en soi et peut, par exemple, être choisie parmi : l'hexogène (RDX), l'octogène (HMX), l'hexanitrohexaazaisowurtzitane (CL20), le dinitroamidure d'ammonium (ADN), le trinitropyrazole (TNP) et leurs mélanges. La deuxième charge explosive 9 peut, par exemple, être du Formex® ou de l'Hexosheet®.
  • La première charge explosive 5 peut être au contact de la deuxième charge explosive 9. L'onde de détonation F se propageant, depuis le détonateur 3, dans l'élément de transmission 7 est ainsi transmise d'abord à la deuxième charge explosive 9, puis à la première charge explosive 5. L'épaisseur e2 de la deuxième charge explosive 9 peut, comme illustré, être inférieure à l'épaisseur e1 de la première charge explosive, et par exemple être inférieure ou égale à la moitié, voire au dixième, de cette épaisseur e1.
  • Le matériau de propagation M présente un premier diamètre critique, la première charge explosive 5 un deuxième diamètre critique et la deuxième charge explosive 9 un troisième diamètre critique.
  • Selon l'invention, les conditions suivantes sont vérifiées :
    • le deuxième diamètre critique est supérieur au premier diamètre critique, et
    • le troisième diamètre critique est supérieur ou égal au premier diamètre critique mais inférieur au deuxième diamètre critique.
  • De la sorte, les inventeurs ont constaté qu'il était possible d'initier la première charge explosive, qui constitue une charge insensible, sans augmentation significative de l'encombrement en munition, et sans dégrader la vulnérabilité de la munition.
  • On va maintenant décrire, en lien avec la figure 3, un deuxième exemple de chargement explosif 100 selon l'invention. Ce deuxième exemple de chargement explosif 100 a une géométrie « cylindrique ». Le chargement 100 est présent à l'intérieur d'un corps 101, délimitant latéralement le chargement 100.
  • Dans cet exemple, l'élément de transmission 700 a la forme d'une paroi périphérique interne et entoure le détonateur 300. L'élément de transmission 700 peut être au contact du détonateur 300. Comme plus haut, l'élément de transmission 700 comporte au moins un canal et ajour traversant remplis d'un matériau de propagation de l'onde de détonation permettant de transmettre l'onde de détonation provenant du détonateur 300. La deuxième charge explosive 900 peut être située au contact de l'élément de transmission 700 et entoure ce dernier. La première charge explosive 500 peut être située au contact de la deuxième charge explosive 900 et entoure cette dernière.
  • Les diamètres critiques des première et deuxième charges explosives et du matériau de propagation sont tels que décrits plus haut.
    • Exemple
  • Un chargement explosif selon l'invention a été réalisé lequel comprenait une première charge explosive à fort diamètre critique, un élément de transmission de l'onde de détonation rempli d'un matériau de propagation, ainsi qu'une deuxième charge explosive intercalée. Le chargement explosif utilisé avait la configuration illustrée à la figure 1.
  • La première charge explosive à fort diamètre critique était une composition commercialisée sous la référence B2258B par Eurenco. Le diamètre critique de cette première charge explosive (deuxième diamètre critique) était de 18 mm. La première charge explosive était sous la forme d'un cylindre de diamètre 60 mm et de hauteur 30 mm.
  • L'élément de transmission de l'onde de détonation comprenait une pluralité de canaux de conduction, chacun étant rempli par un matériau de propagation Formex® ayant un premier diamètre critique égal à 1 mm. L'élément de transmission utilisé dans cet essai avait la configuration illustrée à la figure 2.
  • La deuxième charge explosive était intercalée entre la première charge explosive et l'élément de transmission comme schématisé à la figure 1. Cette deuxième charge était constituée d'un explosif Formex® ayant un troisième diamètre critique égal à 1mm. La deuxième charge explosive était sous la forme d'une couche ayant un diamètre de 60 mm et une épaisseur de 4 mm dans l'essai réalisé.
  • La première charge explosive a pu être amorcée à l'aide du détonateur dans le chargement explosif qui vient d'être décrit.
  • En revanche, le fait d'omettre la deuxième charge explosive, et donc de n'utiliser que l'élément de transmission au contact direct de la première charge explosive, ne permet pas d'amorcer cette dernière car le diamètre critique de la première charge explosive est relativement élevé.
  • L'expression « compris entre ...et ... » doit être comprise comme incluant les bornes.

Claims (6)

  1. Chargement explosif (1 ; 100) comprenant :
    - un détonateur (3 ; 300),
    - un élément de transmission (7 ; 700) d'une onde de détonation comprenant au moins une ligne de transmission (17a-17d) de l'onde de détonation (F), chaque ligne de transmission comportant au moins un ajour traversant (170a-170d) formé dans l'épaisseur de l'élément de transmission ainsi qu'un canal (171a-171d) débouchant dans ledit ajour traversant et ménagé à la surface de l'élément de transmission du côté du détonateur, un matériau de propagation (M) de l'onde de détonation étant présent dans ledit canal et ledit ajour, ledit matériau de propagation ayant un premier diamètre critique,
    - une première charge explosive (5 ; 500) constituant une charge insensible et ayant un deuxième diamètre critique supérieur au premier diamètre critique, et
    - une deuxième charge explosive (9 ; 900) intercalée entre la première charge explosive et l'élément de transmission, l'ajour traversant débouchant sur la deuxième charge explosive et la deuxième charge explosive ayant un troisième diamètre critique supérieur ou égal au premier diamètre critique et inférieur au deuxième diamètre critique, l'onde de détonation provenant du détonateur étant destinée à se propager dans le canal et au travers de l'ajour pour être transmise à la deuxième charge explosive, puis à la première charge explosive,
  2. Chargement (1 ; 100) selon la revendication 1, dans lequel les trois conditions suivantes sont vérifiées :
    - le premier diamètre critique est inférieur ou égal à 2 mm,
    - le deuxième diamètre critique est supérieur ou égal à 16 mm, et
    - le troisième diamètre critique est compris entre 1 mm et 5 mm.
  3. Chargement (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première charge explosive (5), la deuxième charge explosive (9), l'élément de transmission (7) et le détonateur (3) sont superposés.
  4. Chargement explosif (1) selon la revendication 3, dans lequel la deuxième charge explosive (9) est sous la forme d'une feuille.
  5. Chargement (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'élément de transmission (700) est situé autour du détonateur (300), la deuxième charge explosive (900) autour de l'élément de transmission et la première charge explosive (500) autour de la deuxième charge explosive.
  6. Chargement explosif (1; 100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la deuxième charge explosive (9 ; 900) comporte au moins une charge énergétique à raison d'au moins 80% en masse.
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