FR2552870A1 - Improvements to warheads with shaped charges mounted in tandem - Google Patents

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    • F42B12/10Projectiles, 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 shaped or hollow charge
    • F42B12/16Projectiles, 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 shaped or hollow charge in combination with an additional projectile or charge, acting successively on the target
    • F42B12/18Hollow charges in tandem arrangement

Abstract

The technical field of the invention is that of warheads comprising several hollow charges. The warhead according to the invention is constituted by a plate charge A, disposed in the front part of the warhead, capable of generating a long projectile at high speed, and by a hollow charge B of the same calibre disposed along the axis and to the rear of the plate charge A. This hollow charge B is initiated after the plate charge A with a predetermined delay. Application to the piercing of single, laminated, composite or active armour platings.

Description

PERFECTIONNEMENT AUX TETES MILITAIRES A CHARGES
FORMEES MONTES EN TANDEM
La présente invention concerne un perfectionnement aux têtes militaires utilisées notamment dans les obus, roquettes et missiles pour agresser les chars de bataille que leur blindage soit simple, feuilleté, composite ou actif.
IMPROVEMENT TO DEPENDENT MILITARY HEADS
TANDEM ASSEMBLED
The present invention relates to an improvement to military heads used in particular in shells, rockets and missiles for attacking battle tanks whether their armor is simple, laminated, composite or active.

On connait déjà des dispositifs ayant fait l'objet de brevets comme les têtes militaires décrites dans le brevet américain nO 4004-515 et dans le brevet français P.V. 75 14 091
Le premier document est relatif à une tête militaire constituée de deux charges creuses coaxiales à détonation séquentielle, la charge la plus proche de la cible, appelée deuxième charge, détonant la dernière, son sommet étant évidé pour permettre le passage du jet de la charge arrière, appelée première charge, qui détone la première. Un système mécanique d'ini- tiation par projection assure un retard entre la fin de la détonation de la première charge et le début de la détonation de la deuxième charge. Un tel dispositif présente certains inconvénients.
There are already known devices which have been the subject of patents such as the military heads described in the American patent No. 4004-515 and in the French patent PV 75 14 091.
The first document relates to a military head consisting of two coaxial hollow charges with sequential detonation, the charge closest to the target, called the second charge, detonating the last, its top being hollowed out to allow the passage of the jet of the rear charge , called the first charge, which detonates the first. A mechanical projection initiation system ensures a delay between the end of the detonation of the first charge and the start of the detonation of the second charge. Such a device has certain drawbacks.

En effet, la mise en oeuvre de ce type de solution est délicate en raison de l'absolue nécessité de réaliser une reprise de la détonation issue de la première charge pour amorcer la deuxième de façon rigoureusement isotrope, et de maîtriser les propagations de chocs parasites dans l'enveloppe extérieure. Il s'ensuit malgré des tolérances de fabrication rigoureuses une dispersion importante des performances.Indeed, the implementation of this type of solution is delicate because of the absolute necessity of carrying out a resumption of the detonation resulting from the first charge to initiate the second in a rigorously isotropic manner, and of controlling the propagation of parasitic shocks in the outer envelope. It follows, despite strict manufacturing tolerances, a significant dispersion in performance.

Le type de tête militaire décrit dans le deuxième document est également constitué d'une double charge creuse réalisée de façon à ce que la charge qui détone en premier lieu (petite charge) est située à l'avant du projectile. Le calibre de cette première charge reste nettement inférieur à celui de la deuxième charge (charge principale) qui est supposée agresser la quasi totalité de la protection dès lors que le blindage rencontré est un blindage classique homogène en acier ou en alliage léger.En fait, il s'avère que d'une part le calibre envisagé pour la charge avant ne permet pas de désorganiser les configurations les plus modernes des blindages composites (inertes ou actifs) et que d'autre part dans le cas des blindages homogènes en acier le premier canal de faible diamètre, pratiqué par la petite charge, constitue un handicap supplémentaire et important pour le pouvoir perforant de la charge principale, ceci à cause des effets d'onde de choc (ondes directes ou réfléchies) induites par le passage du deuxième jet dans le premier cratère. The type of military head described in the second document also consists of a double hollow charge produced so that the charge which detonates in the first place (small charge) is located at the front of the projectile. The caliber of this first charge remains significantly lower than that of the second charge (main charge) which is supposed to attack almost all of the protection as soon as the shielding encountered is a standard homogeneous shielding of steel or light alloy. it turns out that on the one hand the size envisaged for the front load does not allow to disorganize the most modern configurations of composite armor (inert or active) and that on the other hand in the case of homogeneous steel armor small diameter channel, practiced by the small charge, constitutes an additional and significant handicap for the perforating power of the main charge, this because of the shock wave effects (direct or reflected waves) induced by the passage of the second jet in the first crater.

On connait également une organisation de tête militaire qui permet de surmonter en partie les difficultés énumérées précédemment : une première charge creuse de gros calibre engendre un jet à grande vitesse avec un noyau très réduit. Ce jet assure une perforation dont le diamètre est relativement important et qui, dans le cas des blindages actifs, assure leur destruction partielle. Une charge creuse secondaire placée à l'arrière de la première permet de perforer la cible en cumulant son pouvoir perforant avec celui de la première charge. Bien que, polyvalent ce type de tête militaire favorise particulièrement l'agression des cibles composites, car l'efficacité de la deuxième charge reste limitée face à des cibles homogènes. There is also known a military head organization which overcomes in part the difficulties listed above: a first hollow charge of large caliber generates a jet at high speed with a very small nucleus. This jet provides a perforation whose diameter is relatively large and which, in the case of active shields, ensures their partial destruction. A secondary hollow charge placed at the rear of the first charge makes it possible to perforate the target by combining its piercing power with that of the first charge. Although versatile, this type of military head particularly favors the aggression of composite targets, because the effectiveness of the second charge remains limited in front of homogeneous targets.

La présente invention vise à remédier aux inconvénients des systèmes décrits précédemment. On cherche à réaliser une tête militaire qui assure un niveau très élevé et une reproductibilité satisfaisante des performances face à l'ensemble des protections modernes et plus classiques. The present invention aims to remedy the drawbacks of the systems described above. We are trying to achieve a military head which ensures a very high level and satisfactory reproducibility of performance against all modern and more conventional protections.

La présente invention concerne donc une ttte militaire caractériséeen ce qu'elle est constituée par
- une première charge formée, dite charge plate, dont le revêtement est conique, d'angle au sommet compris entre 1250 et 1400 et d'épaisseur comprise entre 1 et 3 % du calibre de la charge.
The present invention therefore relates to a military head characterized in that it consists of
- A first formed charge, called flat charge, the coating of which is conical, with an apex angle of between 1250 and 1400 and a thickness of between 1 and 3% of the gauge of the charge.

- une deuxième charge formée , dite charge creuse disposée dans l'axe et à l'arrière de la charge plate, initiée après la première charge avec un retard prédéterminé, dont le revêtement est conique d'angle au sommet compris entre 400 et 600 et d'épaisseur comprise entre 1 à 3 % du calibre de charge. a second formed charge, called a hollow charge placed in the axis and at the rear of the flat charge, initiated after the first charge with a predetermined delay, the coating of which is conical with an angle at the apex between 400 and 600 and of thickness between 1 to 3% of the load rating.

Selon une autre caractéristique, les deux charges sont liées par une virole fragmentable qui peut astre par exemple en acier, en fonte, en alliage léger, en verre ou en enroulé filamentaire. La virole peut également entre fragilisée.  According to another characteristic, the two charges are linked by a fragmentable ferrule which can for example be made of steel, cast iron, light alloy, glass or filament wound. The ferrule can also be weakened.

Un écran est disposé entre la charge plate et la charge creuse. Les distances entre l'écran et la charge plate, et l'écran et la charge creuse sont respectivement de 0,2 à 0,5 calibre et de 1 à 2 calibre. A screen is arranged between the flat charge and the shaped charge. The distances between the screen and the flat charge, and the screen and the shaped charge are respectively from 0.2 to 0.5 gauge and from 1 to 2 gauge.

Le retard d'initiation de la deuxième charge par rapport à la première est compris entre 200 et 500 microsecondes. The delay in initiating the second charge relative to the first is between 200 and 500 microseconds.

D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront en cours de la description qui va suivre faite en regard de la figure unique qui représente un mode particulier de réalisation. Other objects and advantages of the invention will appear in the course of the description which follows made with reference to the single figure which represents a particular embodiment.

La charge explosive de la tête militaire représentée à la figure annexée comporte deux charges formées A et B. La charge b, appelée par la suite charge plate, est située à l'avant de la tête militaire, elle comprend
- un revêtement conique 2 en matériau ductile, tel que du cuivre, d'angle au sommet égal à 135- et d'épaisseur égale à 2 % du calibre
- une masse explosive 3 initiée par un système d'amor çage connu de l'homme de l'art et repéré globalement par le repère 4.
The explosive charge of the military head represented in the appended figure comprises two charges formed A and B. The charge b, hereinafter called flat charge, is located at the front of the military head, it comprises
- a conical coating 2 made of ductile material, such as copper, with an apex angle equal to 135- and a thickness equal to 2% of the gauge
- an explosive mass 3 initiated by a priming system known to a person skilled in the art and generally identified by the reference 4.

La charge plate est capable d'engendrer un projectile perforant compact et très rapide dont le diamètre de perforation dans la cible est compris entre 0,25 et 0,45 calibre de charge. The flat charge is capable of generating a compact and very rapid penetrating projectile whose perforation diameter in the target is between 0.25 and 0.45 charge caliber.

La charge B, appelée par la suite charge creuse, est située sur l'axe et à l'arrière de la charge plate A. Le revêtement 5 est conique, d'angle au sommet égal à 50 et d'épaisseur égale à 2,5 % de son calibre. De l'explosif 6 est placé derrière le revêtement 5 et est initié de façon classique par le dispositif d'amorçage 7. Le diamètre du cratère formé par le jet de charge creuse dans la cible est de l'ordre de 0,1 à 0,2 calibre. The load B, hereinafter called the hollow load, is located on the axis and behind the flat load A. The coating 5 is conical, with an apex angle equal to 50 and a thickness equal to 2, 5% of its caliber. Explosive 6 is placed behind the coating 5 and is initiated in a conventional manner by the priming device 7. The diameter of the crater formed by the jet of hollow charge in the target is of the order of 0.1 to 0 , 2 caliber.

Les deux charges A et B sont disposées dans une virole fragmentable 8. Dans cet exemple de réalisation, la virole est constituée par un tube en acier dans lequel sont pratiqués des évidements qui permettent l'allègement du projectile et la fragilisation de la virole. SElon d'autres variantes, la virole 8 pourrait être réalisée en acier avec des amorces de rupture sous forme de rainures ou sous forme de traitement thermique localisé pratiqué par exemple par bombardement électronique. The two charges A and B are arranged in a fragmentable ferrule 8. In this embodiment, the ferrule is constituted by a steel tube in which recesses are made which allow the projectile to be lightened and the ferrule to become fragile. According to other variants, the shell 8 could be made of steel with incipient fractures in the form of grooves or in the form of localized heat treatment carried out for example by electronic bombardment.

La matière constituant la virole pourrait également être du verre armé ou non, de l'alliage léger, de la fonte ou un enroulé filamentaire.The material constituting the ferrule could also be glass, reinforced or not, light alloy, cast iron or a filament wound.

Un écran 9 de forme conique ou éventuellement plane réalisé par exemple en acier ou en cuivre, et d'épaisseur suffisante (dans le cas de cet exemple : 0,25 calibre de charge), est disposé entre la charge plate A et la charge creuse B. A screen 9 of conical or possibly planar shape made for example of steel or copper, and of sufficient thickness (in the case of this example: 0.25 charge rating), is disposed between the flat charge A and the hollow charge B.

La fonction de cet écran est de protéger la charge creuse B lors de l'explosion de la charge plate A.The function of this screen is to protect the hollow charge B during the explosion of the flat charge A.

Pour être efficace, l'écran 8 doit être placé à des distances convenables de deux charges. Dans cette réalisation particulière, la distance entre le point d'amorçage de la charge plate et le sommet de l'écran (distance e1) est égale à 0,4 calibre de charge, et la distance entre la face avant de la charge creuse et la partie arrière de l'écran (distance e2) est égale à 1,4 calibre de charge. To be effective, the screen 8 must be placed at suitable distances from two charges. In this particular embodiment, the distance between the starting point of the flat charge and the top of the screen (distance e1) is equal to 0.4 charge gauge, and the distance between the front face of the shaped charge and the rear part of the screen (distance e2) is equal to 1.4 charge rating.

Une fusée de proche proximité 10 actionne le détonateur 71 par l'intermédiaire d'une ligne électrique non représentée. A close proximity rocket 10 actuates the detonator 71 via an electrical line not shown.

Le détonateur 11 est à double sortie, l'une est reliée directement au dispositif d'amorçage 4 de la charge plate (ligne 12), l'autre est reliée au dispositif d'amorçage 7 de la charge creuse via un enroulement 14 (ligne 13). Les ligues 12 et 13 sont réalisées en cordeau détonant ayant une vitesse de détonation de 7,2 mm/lus. L'enroulement 14 permet d'obtenir une différence de longueur entre les lignes 12 et 13, cette dernière étant directement proportionnelle au retard d'initiation entre les deux charges A et B.The detonator 11 has a double output, one is connected directly to the priming device 4 for the flat charge (line 12), the other is connected to the priming device 7 for the hollow charge via a winding 14 (line 13). The leagues 12 and 13 are made in detonating cord having a detonation speed of 7.2 mm / read. The winding 14 makes it possible to obtain a length difference between the lines 12 and 13, the latter being directly proportional to the initiation delay between the two loads A and B.

Le fonctionnement de cette tête militaire est le suivant
La fusée de proché proximité 10 détecte la cible et initie le détonateur 11. L'onde de détonation parcourt les lignes 12 et 13 et arrive en premier au dispositif d'amorçage 4 de la charge plate A qui se trouve initiée. Un projectile à vitesse élevée perfore la cible, formant un cratère de diamètre ayant environ 0,3 calibre de charge. Dans le cas où l'objectif rencontré est un blindage actif, celui-ci se trouve activé. L'écran 9 protège la charge B de l'explosion de la charge A et la virole 8 se trouve désagrégée. La charge B est ensuite initiée, et le jet de charge creuse engendré traverse le cratère déjà formé par la charge plate et achève la perforation du blindage.
The operation of this military head is as follows
The proximity proximity rocket 10 detects the target and initiates the detonator 11. The detonation wave travels the lines 12 and 13 and arrives first at the initiation device 4 of the flat charge A which is initiated. A high speed projectile punctures the target, forming a diameter crater with about 0.3 caliber charge. If the objective encountered is an active shield, it is activated. The screen 9 protects the load B from the explosion of the load A and the shell 8 is disaggregated. Charge B is then initiated, and the generated hollow charge jet crosses the crater already formed by the flat charge and completes the perforation of the shielding.

Le diamètre suffisamment grand du cratère pratiqué par la charge plate permet d'éviter les réflexions d'onde de choc sur ses parois qui ont pour résultat, de perturber le jet de charge creuse, et par conséquent de diminuer considérablement son pouvoir perforant.The sufficiently large diameter of the crater practiced by the flat charge makes it possible to avoid shock wave reflections on its walls which have the result of disturbing the jet of hollow charge, and consequently considerably reducing its perforating power.

Dans ce cas particulier, le calibre utilisé pour les deux charges est de 100 mm. Comme il va de soi, la tête militaire pourrait également être constituée de deux charges de calibre différent sans sortir du cadre de l'invention.  In this particular case, the gauge used for the two charges is 100 mm. It goes without saying that the military head could also be made up of two charges of different caliber without departing from the scope of the invention.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. - Tête militaire utilisable notamment dans les obus, roquet1. - Military head usable in particular in shells, pug tes et missiles, destinée à agresser les chars de batail your and missiles, intended to attack the tanks of battle le ayant un blindage simple. feuilleté, composite ou actif the having simple shielding. laminated, composite or active caractérisée en ce qu'elle est constituéepar characterized in that it is constituted by - une première charge formée, dite charge plate, dont - a first charge formed, called a flat charge, of which le revêtement est conique, d'angle au sommet compris entre the coating is conical, with an apex angle between 125 et 140 et d'épaisseur comprise entre 1 et 3 % du ca 125 and 140 and between 1 and 3% of thickness libre de la charge. free of charge. - une deuxième charge formée, dite charge creuse, a second charge formed, called a hollow charge, disposée dans l'axe et à l'arrière de la charge plate, ini arranged in the axis and behind the flat load, ini tiée après la première charge avec un retard prédéterminé, tied after the first charge with a predetermined delay, dont le revêtement est conique d'angle au sommet compris whose coating is conical with an angle at the apex included entre 40 et 60=0 et d'épaisseur comprise entre 1 et 3 % du between 40 and 60 = 0 and thickness between 1 and 3% of the calibre de la charge. load rating. 2. - Tête militaire selon la revendication 1 caractérisée en ce2. - Military head according to claim 1 characterized in that que les deux charges sont liées par une virole fragmentable. that the two charges are linked by a fragmentable ferrule. 3. - Dête militaire selon la revendication 2 caractérisée en ce3. - Military beast according to claim 2 characterized in that que la virole est en acier, en fonte, en alliage léger, en that the ferrule is made of steel, cast iron, light alloy, verre ou en enroulé filamentaire. glass or filament wound. 4. - Tête militaire selon la revendication 3 caractérisée en ce4. - Military head according to claim 3 characterized in that que la virole est fragilisée 5. - Tête militaire selon l'une des revendications 1 à 4 carac that the shell is weakened 5. - Military head according to one of claims 1 to 4 character térisée en ce qu'un écran est disposé entre la charge pla terized in that a screen is arranged between the charge pla te et la charge creuse. te and the hollow charge. 6. - Tête militaire selon la revendication 5 caractérisée en ce6. - Military head according to claim 5 characterized in that que la distance eî entre la charge plate et l'écran est that the distance eî between the flat charge and the screen is comprise entre 0,2 et 0,5 calibre de charge. between 0.2 and 0.5 load rating. 7. - Tête militaire selon l'une des revendications 5 ou 6 ca7. - Military head according to one of claims 5 or 6 ca ractérisée en ce que la distance e2 entre l'écran et la characterized in that the distance e2 between the screen and the charge creuse est comprise entre 1 à 2 calibre de charge. shaped charge is between 1 and 2 charge ratings. 8. - Tête militaire selon l'une quelconque des revendications8. - Military head according to any one of claims 1 à 6 caractérisée en ce que le retard d'initiation de la 1 to 6 characterized in that the delay in initiating the deuxième charge par rapport à la première est compris en second load compared to the first is included in tre 200 et 500 microsecondes.  be 200 and 500 microseconds.
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