FR2738627A1 - Inverse detonation shaped charge e.g. for missiles - Google Patents

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Abstract

A shaped charge to be detonated inversely comprises: (i) a main explosive charge (1) generally cylindrically shaped, with a covering (6) on one end face; (ii) a cylindrical shell (2) having the same lengthwise axis (10) as the main charge and closed at the opposite end to the covering (6), where it has a detonator (4) designed to create a detonation wave in line with the lengthwise axis; (iii) a cylindrical layer (5) formed by a primer charge laying along the shell; and (iv) a cylindrical screen (3) situated round the whole of the main charge apart from the covering (6), and separating the primer layer (5) from the main explosive charge, so that the detonation wave passes first through the primer charge as far as the edge of the covering, and then into the main charge.

Description

CHARGES FORMEES PAR AMORCAGE INVERSE
La présente invention concerne les charges dites formées ou conformées, c'est-à-dire qui comportent une charge explosive, généralement cylindrique, dont une face terminale généralement creuse est recouverte d'un revêtement, ce dernier étant "formé" par l'explosion de la charge, c'est àdirn mis sous forme d'un projectile appelé habituellement "jet" ou "noyau".LOADS FORMED BY REVERSE PRIMING
The present invention relates to charges known as formed or shaped, that is to say which comprise an explosive charge, generally cylindrical, of which a generally hollow end face is covered with a coating, the latter being "formed" by the explosion. of charge, that is, put in the form of a projectile usually called "jet" or "nucleus".

Les charges formées sont dites creuses, à noyau ou hémisphérique par exemple, selon la forme plus ou moins en creux de la face terminale.The charges formed are said to be hollow, with core or hemispherical for example, depending on the more or less hollow shape of the terminal face.

L'invention a plus particulièrement pour objet une charge dite à amorçage inverse, c'est-à-dire amorcée par la base du revêtement.The invention more particularly relates to a charge called reverse ignition, that is to say initiated by the base of the coating.

L'efficacité d'une telle charge se mesure en général par la longueur de la pénétration du jet dans une cible, à une distance donnée. A efficacité donnée, on cherche de préférence à réduire la longueur de la charge par rapport à son diamètre, ou calibre. En effet, cela permet notamment de laisser de la place, dans le véhicule d'emport (missile, par exemple), à d'autres dispositifs comme l'électronique de commande, et cela permet également de diminuer l'inertie de guidage des missiles. The effectiveness of such a charge is generally measured by the length of the penetration of the jet into a target, at a given distance. With a given efficiency, it is preferably sought to reduce the length of the charge relative to its diameter, or caliber. In fact, this makes it possible in particular to leave room, in the carrying vehicle (missile, for example), for other devices such as control electronics, and this also makes it possible to reduce the inertia for guiding the missiles. .

Pour réduire cette longueur, une solution consiste à amorcer une telle charge non pas par le sommet du revêtement mais par sa base, c'est-àdire la partie du revêtement qui est située à la périphérie de la charge. En effet, un tel mode d'amorçage permet à l'onde de détonation d'attaquer différemment le revêtement de la face terminale et, par suite, à celle-ci d'être moins creuse et donc d'occuper un encombrement moindre, mesuré le long de l'axe longitudinal de la charge. Un tel amorçage par la base est réalisé par un ensemble de détonateurs, répartis à la périphérie du revêtement. To reduce this length, one solution consists in initiating such a load not by the top of the coating but by its base, that is to say the part of the coating which is located at the periphery of the load. Indeed, such a priming mode allows the detonation wave to attack differently the coating of the terminal face and, consequently, to this one to be less hollow and therefore to occupy a smaller, measured bulk. along the longitudinal axis of the load. Such priming from the base is achieved by a set of detonators, distributed around the periphery of the coating.

Cette solution ne conduit toutefois pas, dans la pratique, à de très bons résultats notamment pour les raisons suivantes: les jets ne sont pas très stables, ce qui réduit le pouvoir pénétrant dans la cible; le dispositif est complexe, difficile à mettre au point, et les rendements de fabrication ne sont pas très bons.However, this solution does not lead in practice to very good results, in particular for the following reasons: the jets are not very stable, which reduces the penetrating power into the target; the device is complex, difficult to develop, and the manufacturing yields are not very good.

La présente invention a pour objet une charge formée à amorçage inverse qui permet d'éviter ces inconvénients par l'utilisation d'un seul détonateur, situé sur l'axe longitudinal de la charge, associés à des moyens d'amorçage toriques, disposés à la périphérie de la charge- et dont la fonction est de transmettre l'onde de détonation, de façon synchrone, du détonateur vers la base du revêtement. The present invention relates to a charge formed with reverse ignition which makes it possible to avoid these drawbacks by the use of a single detonator, located on the longitudinal axis of the charge, associated with toroidal ignition means, arranged at the periphery of the charge - and whose function is to transmit the detonation wave, synchronously, from the detonator to the base of the coating.

Plus précisément, I'invention a pour objet une charge formée à amorçage inverse, comportant une charge explosive principale de forme générale cylindrique, recouverte sur une de ses faces terminales d'un revêtement, disposée dans une enveloppe cylindrique qui a même axe longitudinal que la charge principale, I'enveloppe se fermant à l'extrémité opposée au revêtement sur des moyens d'initiation qui fournissent une onde de détonation sensiblement centrée sur l'axe longitudinal; la charge étant caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens formant un écran cylindrique et une couche cylindrique constituée d'une charge d'amorçage, L'écran étant disposé tout autour de la charge principale sauf sur le revêtement, la couche d'amorçage tout autour de l'écran et à l'intérieur de l'enveloppe, de sorte que ces différents éléments aient même axe longitudinal et que les éléments juxtaposés soient en contact mécanique,
I'onde de détonation se propageant ainsi, après initiation, d'abord sensiblement uniquement dans la couche d'amorçage jusqu'à la périphérie du revêtement, puis se propageant ensuite dans la charge principale.More specifically, the invention relates to a charge formed with reverse ignition, comprising a main explosive charge of generally cylindrical shape, covered on one of its end faces with a coating, placed in a cylindrical envelope which has the same longitudinal axis as the main charge, the envelope closing at the end opposite to the coating on initiation means which provide a detonation wave substantially centered on the longitudinal axis; the load being characterized by the fact that it further comprises means forming a cylindrical screen and a cylindrical layer consisting of a priming load, the screen being arranged all around the main load except on the coating, the layer priming all around the screen and inside the envelope, so that these different elements have the same longitudinal axis and that the juxtaposed elements are in mechanical contact,
The detonation wave thus propagating, after initiation, first substantially only in the priming layer up to the periphery of the coating, then then propagating in the main charge.

D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et illustrée par les dessins annexés, qui représentent:
- la figure 1, un mode de réalisation d'une charge creuse à amorçage inverse selon l'invention;
- la figure 2, un mode de réalisation d'une charge à noyau à amorçage inverse selon l'invention.Other objects, characteristics and results of the invention will emerge from the following description, given by way of example and illustrated by the appended drawings, which represent:
- Figure 1, an embodiment of a hollow charge with reverse ignition according to the invention;
- Figure 2, an embodiment of a charge to reverse ignition core according to the invention.

Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. In these different figures, the same references relate to the same elements.

La figure 1 représente donc un mode de réalisation d'une charge creuse selon l'invention. FIG. 1 therefore represents an embodiment of a shaped charge according to the invention.

Sur cette figure, vue en coupe, on a représenté une enveloppe extérieure 2 de la charge, ou virole, de forme cylindrique et d'axe longitudinal 10. Une des faces terminales de l'enveloppe 2, dite face avant, est ouverte; I'autre face terminale 20, dite face arrière, se ferme sur des moyens d'initiation 4. A l'intérieur de l'enveloppe 2 est disposé un second cylindre 3, dit écran, de même axe longitudinal 10; le cylindre est également ouvert vers l'avant et complètement fermé sur l'arrière, 30. Outre les deux cylindres 2 et 3, la charge comporte une couche 5 d'une charge d'amorçage, s'étendant entre les moyens d'initiation, ou initiateur, 4 et les faces terminales ouvertes. La couche d'amorçage 5 et l'écran 3 forment des moyens d'amorçage torique.A l'intérieur du cylindre écran 3 est disposée une charge explosive principale 1 dont la surface 11 située vers l'avant est creuse, par exemple en forme de cône, et recouverte d'une couche 6 appelée revêtement. Le revêtement 6 se prolonge jusqu'à l'enveloppe 2 par une partie 62 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 10, recouvrant la couche 5 d'amorçage. In this figure, seen in section, there is shown an outer casing 2 of the load, or ferrule, of cylindrical shape and longitudinal axis 10. One of the end faces of the casing 2, called the front face, is open; The other end face 20, called the rear face, closes on initiation means 4. Inside the envelope 2 is disposed a second cylinder 3, said screen, with the same longitudinal axis 10; the cylinder is also open towards the front and completely closed at the rear, 30. In addition to the two cylinders 2 and 3, the charge comprises a layer 5 of a priming charge, extending between the initiation means , or initiator, 4 and the open end faces. The priming layer 5 and the screen 3 form toroidal priming means. Inside the screen cylinder 3 is disposed a main explosive charge 1 whose surface 11 situated towards the front is hollow, for example in the form cone, and covered with a layer 6 called coating. The coating 6 is extended to the envelope 2 by a portion 62 substantially perpendicular to the longitudinal axis 10, covering the initiation layer 5.

Le fonctionnement d'une telle charge est le suivant: après mise à feu de l'initiateur 4, I'onde de détonation se propage (flèches 50) à l'intérieur de la couche d'amorçage 5, le long de la face arrière de la charge puis le long de sa surface latérale, jusqu'à la base (63) du revêtement 6: I'onde de détonation atteint ainsi tous les points de la base 63 en même temps. A partir de la base 63, I'onde se propage (flèches 12) dans l'explosif principal 1, de sorte que le revêtement 6 se trouve projeté sur l'axe 10 avec une grande énergie pour y former le jet de la charge formée. La fonction de la partie 62 du revêtement est d'assurer un bon confinement de l'onde de détonation à sa sortie de la couche d'amorçage 5. The operation of such a charge is as follows: after ignition of the initiator 4, the detonation wave propagates (arrows 50) inside the initiation layer 5, along the rear face of the charge then along its lateral surface, to the base (63) of the coating 6: the detonation wave thus reaches all the points of the base 63 at the same time. From the base 63, the wave propagates (arrows 12) in the main explosive 1, so that the coating 6 is projected onto the axis 10 with great energy to form the jet of the charge formed therein. . The function of the part 62 of the coating is to ensure good confinement of the detonation wave at its exit from the priming layer 5.

Le rôle de l'écran 3 est de confiner l'onde de détonation dans la couche 5, en évitant son passage direct (selon l'axe 10) depuis les moyens d'initiation 4 vers l'explosif principal 1 puis le sommet 61 du revêtement 6, ou en la retardant suffisamment, c'est-à-dire que le temps de propagation de l'onde de détonation à travers l'épaisseur de l'écran doit être supérieur au temps de propagation de cette onde dans la couche d'amorçage, jusqu'à la périphérie du revêtement. A cet effet, L'écran doit être en un matériau susceptible de provoquer ce retard sous une épaisseur minimum, c'est-àdire introduisant d'importantes désadaptations d'impédance mécanique, tel que le liège ou des matériaux composites ou multicouches.En outre, la compression subie par l'écran permet de réaliser un confinement de la charge principale 1 lors de la détonation de la charge 1, réduisant ainsi la perte d'énergie dans les directions centrifuges et améliorant donc le rendement de détonation de la charge 1. The role of the screen 3 is to confine the detonation wave in the layer 5, avoiding its direct passage (along the axis 10) from the initiation means 4 to the main explosive 1 then the summit 61 of the coating 6, or by delaying it sufficiently, that is to say that the propagation time of the detonation wave through the thickness of the screen must be greater than the propagation time of this wave in the layer d priming up to the periphery of the coating. For this purpose, the screen must be made of a material capable of causing this delay under a minimum thickness, that is to say introducing significant mismatches of mechanical impedance, such as cork or composite or multilayer materials. , the compression undergone by the screen makes it possible to achieve a confinement of the main charge 1 during the detonation of the charge 1, thus reducing the energy loss in the centrifugal directions and therefore improving the detonation efficiency of the charge 1.

Par ailleurs, afin que l'onde de détonation atteigne simultanément tous les points de la base du revêtement 6, il est souhaitable que les moyens d'amorçage soient homogènes et n'introduisent pas de retard local. Furthermore, so that the detonation wave simultaneously reaches all the points of the base of the coating 6, it is desirable that the priming means are homogeneous and do not introduce local delay.

Dans cette optique, la couche d'amorçage 5 peut être injectée sous forme de pâte entre virole 2 et écran 3. Elle peut également être usinée dans un bloc et montée entre les éléments 2 et 3. De plus, I'explosif utilisé pour la couche 5 doit avoir un faible diamètre critique, c'est-à-dire que l'onde de détonation qu'il produit doit être apte à changer facilement de direction aux angles de la couche 5 (sur l'axe 10 en vis-à-vis de l'initiateur 4 et à la périphérie de la face arrière), en produisant un minimum de chocs sur l'écran 3.In this perspective, the priming layer 5 can be injected in the form of a paste between ferrule 2 and screen 3. It can also be machined in a block and mounted between elements 2 and 3. In addition, the explosive used for the layer 5 must have a small critical diameter, that is to say that the detonation wave which it produces must be capable of easily changing direction at the corners of layer 5 (on the axis 10 opposite - screw of the initiator 4 and on the periphery of the rear face), producing a minimum of shocks on the screen 3.

Enfin, I'assemblage final des différents éléments doit être également réalisé de sorte à ne pas introduire d'inhomogénéité dans la structure. Finally, the final assembly of the various elements must also be carried out so as not to introduce inhomogeneity into the structure.

La figure 2 représente une charge génératrice de noyau selon l'invention. FIG. 2 represents a charge generating the core according to the invention.

Sur cette figure, on retrouve la charge principale 1 disposée dans l'écran 3, lui-même disposé dans la virole 2 par l'intermédiaire de la couche d'amorçage 5, ainsi que les moyens d'initiation 4 situés sur l'axe longitudinal 10. In this figure, we find the main load 1 arranged in the screen 3, itself disposed in the shell 2 via the initiation layer 5, as well as the initiation means 4 located on the axis longitudinal 10.

Contrairement à la charge représentée sur la figure 1, ici la forme de la face terminale 12 n'est pas conique mais sensiblement hémisphérique, ainsi qu'il est classique pour les charges génératrices de noyau. Unlike the load shown in Figure 1, here the shape of the end face 12 is not conical but substantially hemispherical, as is conventional for the charges generating the core.

En ce qui concerne le fonctionnement de la charge lors de l'initiation, il est identique à ce qui a été décrit pour la figure 1. As regards the operation of the load during initiation, it is identical to what has been described for FIG. 1.

La description précédente a été donnée à titre d'exemple et différentes variantes sont possibles. C'est ainsi par exemple que l'épaisseur du revêtement 6 peut être variable de façon, à énergie constante, à diminuer la masse du revêtement vers la périphérie pour augmenter la vitesse de projection du revêtement par l'onde de détonation et, par suite, sa vitesse de formation du jet sur l'axe 10.  The preceding description has been given by way of example and different variants are possible. Thus, for example, the thickness of the coating 6 can be variable so as, at constant energy, to decrease the mass of the coating towards the periphery to increase the speed of projection of the coating by the detonation wave and, consequently , its speed of formation of the jet on axis 10.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Charge formée à amorçage inverse, comportant une charge explosive principale (1) de forme générale cylindrique, recouverte sur une de ses faces terminales d'un revêtement (6), disposée dans une enveloppe cylindrique (2) qui a même axe longitudinal (10) que la charge principale, 1. Charge formed with reverse ignition, comprising a main explosive charge (1) of generally cylindrical shape, covered on one of its end faces with a coating (6), disposed in a cylindrical envelope (2) which has the same longitudinal axis ( 10) that the main load, I'enveloppe se fermant à l'extrémité opposée au revêtement sur des moyens d'initiation (4) qui fournissent une onde de détonation sensiblement centrée sur l'axe longitudinal; la charge étant caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens formant un écran cylindrique (3) et une couche cylindrique (5) constituée d'une charge d'amorçage, L'écran étant disposé tout autour de la charge principale sauf sur le revêtement, la couche d'amorçage tout autour de l'écran et à l'intérieur de l'enveloppe, de sorte que ces différents éléments aient même axe longitudinal et que les éléments juxtaposés soient en contact mécanique, I'onde de détonation se propageant ainsi, après initiation, d'abord sensiblement uniquement dans la couche d'amorçage jusqu'à la périphérie du revêtement, puis se propageant ensuite dans la charge principale.The envelope closing at the end opposite the coating on initiation means (4) which provide a detonation wave substantially centered on the longitudinal axis; the load being characterized by the fact that it further comprises means forming a cylindrical screen (3) and a cylindrical layer (5) consisting of a priming load, the screen being arranged all around the main load except on the coating, the priming layer all around the screen and inside the envelope, so that these various elements have the same longitudinal axis and that the juxtaposed elements are in mechanical contact, the detonation wave thus propagating, after initiation, first substantially only in the priming layer up to the periphery of the coating, then then propagating in the main charge. 2. Charge selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'écran (3) est constitué d'un matériau à travers l'épaisseur duquel le temps de propagation d'une onde de détonation est supérieur au temps de propagation de cette onde dans la couche d'amorçage (5) jusqu'à la périphérie du revêtement (6). 2. Charge according to claim 1, characterized in that the screen (3) is made of a material through the thickness of which the propagation time of a detonation wave is greater than the propagation time of this wave in the priming layer (5) to the periphery of the coating (6). 3. Charge selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'écran (3) est en liège, en matériau composite ou en matériau multicouche. 3. Filler according to claim 2, characterized in that the screen (3) is made of cork, of composite material or of multilayer material. 4. Charge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la charge d'amorçage (5) est constituée d'un matériau explosif de faible diamètre critique.  4. Charge according to one of the preceding claims, characterized in that the initiating charge (5) consists of an explosive material of small critical diameter.
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