FR2953009A1

FR2953009A1 - MILITARY HEAD WITH TANDEM LOADS

Info

Publication number: FR2953009A1
Application number: FR0905693A
Authority: FR
Inventors: Remi Boulanger; Lionel Caillat; Nicolas Eches
Original assignee: Nexter Munitions SA
Current assignee: Nexter Munitions SA
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-05-27
Also published as: EP2327952B1; EP2327952A1

Abstract

L'invention a pour objet une tête militaire (1) à charges en tandem comprenant une charge avant (2) disposée à distance d'une charge arrière (3), et un moyen de protection intercharges (6) interposé entre les deux charges. Cette tête militaire est caractérisée en ce que le moyen de protection intercharges (6) comprend au moins un premier écran métallique (8) disposé entre la charge avant (2) et la charge arrière (3), premier écran (8) qui est rendu solidaire d'une enveloppe (3c) de la charge arrière (3) par un moyen de liaison (9) à déformation contrôlée.The invention relates to a military head (1) with tandem charges comprising a front load (2) disposed at a distance from a rear load (3), and an intercharging protection means (6) interposed between the two loads. This warhead is characterized in that the intercharging protection means (6) comprises at least a first metal screen (8) arranged between the front load (2) and the rear load (3), the first screen (8) which is rendered secured to an envelope (3c) of the rear load (3) by a connecting means (9) with controlled deformation.

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des têtes militaires comportant des charges formées montées en tandem. Ces charges tandem sont bien connues. Elles associent une charge formée avant et une charge formée arrière qui sont séparées l'une de l'autre par un moyen de protection intercharges. Les charges sont initiées en séquence avec un retard de l'ordre de quelques centaines de microsecondes voire de l'ordre de la milliseconde entre les deux charges. The technical field of the invention is that of the military heads comprising formed charges mounted in tandem. These tandem charges are well known. They combine a front formed load and a rear formed load which are separated from each other by intercharging protection means. The charges are initiated in sequence with a delay of the order of a few hundred microseconds or even of the order of a millisecond between the two charges.

Le principal intérêt des charges tandem est qu'elles permettent de contrer les blindages équipés de surprotections réactives. En effet la charge avant permet d'initier le blindage réactif, et la charge arrière perfore le blindage principal une fois qu'il n'est plus protégé par sa protection réactive. De nombreux brevets décrivent des architectures de charge tandem. On pourra ainsi citer FR2552870, FR2577037 et FR2581749. Les charges connues comportent toutes une protection intercharges qui permet de protéger la charge arrière lors de la détonation de la charge avant. Cette protection comprend le plus souvent un écran, plus ou moins massif, qui est solidaire de l'enveloppe de la charge ainsi que des évents aménagés dans l'étui de la charge et qui permettent d'évacuer radialement les gaz engendrés par l'initiation de la charge avant. Il est également connu de prévoir un écran mobile sous l'effet du choc de façon à amortir les effets de ce dernier. Les brevets DE3601051 et FR2559896 décrivent de tels écrans mobiles. Cependant les écrans mobiles conduisent à concevoir des têtes militaires ayant une distance intercharges importante pour la course de l'écran, donc également une longueur importante pour la tête militaire. The main interest of tandem loads is that they can counter the shields equipped with reactive overprotection. In fact the front load makes it possible to initiate the reactive shielding, and the rear charge perforates the main shield once it is no longer protected by its reactive protection. Many patents describe tandem load architectures. We can thus mention FR2552870, FR2577037 and FR2581749. The known charges all include an intercharging protection which makes it possible to protect the rear charge during the detonation of the front load. This protection most often comprises a screen, more or less solid, which is secured to the envelope of the load and the vents arranged in the case of the load and which allow to radially evacuate the gases generated by the initiation front load. It is also known to provide a mobile screen under the effect of shock so as to dampen the effects of the latter. Patents DE3601051 and FR2559896 describe such mobile screens. However the mobile screens lead to designing military heads having a distance intercharges important for the race of the screen, thus also a length important for the military head.

L'invention a pour objet de proposer une tête militaire à charge en tandem, tête dans laquelle, la longueur globale de la tête reste réduite mais la protection de la charge arrière contre les effets de la charge avant est cependant assurée. The object of the invention is to propose a tandem-loaded military head, in which head, the overall length of the head remains reduced, but the protection of the rear load against the effects of the front load is nevertheless ensured.

Ainsi l'invention a pour objet une tête militaire à charges en tandem comprenant une charge avant disposée à distance d'une charge arrière, et un moyen de protection intercharges interposé entre les deux charges, tête militaire caractérisée en ce que le moyen de protection intercharges comprend au moins un premier écran métallique disposé entre la charge avant et la charge arrière, premier écran qui est rendu solidaire d'une enveloppe de la charge arrière par un moyen de liaison à déformation contrôlée. Le moyen de liaison à déformation contrôlée pourra être constitué par une zone cylindrique mince coiffant l'enveloppe de la charge arrière, zone cylindrique comportant au moins une rainure permettant d'amorcer une déformation de ladite zone cylindrique. Selon un premier mode de réalisation, le premier écran 20 pourra ainsi comporter une partie centrale massive à laquelle sera fixée la zone cylindrique amincie. Selon un second mode de réalisation, le moyen de protection intercharges pourra comprendre un deuxième écran métallique interposé entre la charge avant et le premier 25 écran, deuxième écran qui est solidaire d'une virole reliant les deux charges. Le deuxième écran pourra avoir un profil conique dont le sommet du cône sera dirigé vers la charge avant, le premier écran étant formé d'un simple capotage conique solidaire de 30 la zone cylindrique mince, la conicité du deuxième écran étant identique à celle du premier écran. Une couche d'un matériau déformable pourra avantageusement être interposée entre le premier et le deuxième écran. Thus, the subject of the invention is a tandem-loaded military head comprising a front load arranged at a distance from a rear load, and an inter-charge protection means interposed between the two loads, characterized in that the intercharging protection means comprises at least a first metal screen disposed between the front load and the rear load, the first screen which is secured to an envelope of the rear load by a controlled deformation linkage means. The controlled deformation connecting means may be constituted by a thin cylindrical zone capping the envelope of the rear charge, a cylindrical zone comprising at least one groove for initiating a deformation of said cylindrical zone. According to a first embodiment, the first screen 20 may thus comprise a solid central part to which the thinned cylindrical zone will be fixed. According to a second embodiment, the intercharging protection means may comprise a second metal screen interposed between the front load and the first screen, the second screen which is secured to a ferrule connecting the two loads. The second screen may have a conical profile, the top of the cone of which will be directed towards the front load, the first screen being formed of a simple conical cowling secured to the thin cylindrical zone, the conicity of the second screen being identical to that of the first one. screen. A layer of a deformable material may advantageously be interposed between the first and the second screen.

La virole pourra comporter au moins un évent. 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 dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une tête militaire selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue partielle montrant l'écran 10 intercharges après initiation de la charge avant, - la figure 3 montre en coupe longitudinale une tête militaire selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. En se reportant à la figure 1, une tête militaire 1 à 15 charges en tandem selon l'invention comprend une charge avant 2 qui est disposée à distance d'une charge arrière 3. Chaque charge 2 et 3 est une charge formée, c'est à dire qu'elle comporte un chargement explosif sur lequel est appliqué un revêtement concave 2a,3a qui engendre un jet à 20 haute vitesse lors de l'initiation de la charge. D'une façon connue, les revêtements pourront être de forme conique. Mais toute autre forme concave (portion de sphère, paraboloïde...) pourrait être mise en oeuvre. Le choix de la géométrie du revêtement dépend des performances recherchées pour les 25 charges 2 et 3. Les revêtements 2a,3a seront généralement réalisés en un matériau métallique ductile, par exemple en cuivre. La figure 1 montre en coupe partielle la charge arrière 3, ce qui permet de voir le revêtement 3a ainsi que le 30 chargement explosif 3b contenu dans une enveloppe cylindrique 3c. La charge avant 2 n'est pas coupée mais on a représenté par des pointillés son revêtement 2a. The ferrule may include at least one vent. The invention will be better understood on reading the following description of various embodiments, a description given with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a military head according to a first embodiment of FIG. Embodiment of the invention, - Figure 2 is a partial view showing the screen 10 intercharges after initiation of the front load, - Figure 3 shows in longitudinal section a military head according to a second embodiment of the invention. Referring to FIG. 1, a tandem load head 1 to 15 in accordance with the invention comprises a front load 2 which is disposed at a distance from a rear load 3. Each load 2 and 3 is a shaped load. that is, it has an explosive charge on which is applied a concave coating 2a, 3a which generates a high velocity jet upon initiation of the charge. In a known manner, the coatings may be conical. But any other concave shape (portion of sphere, paraboloid ...) could be implemented. The choice of the geometry of the coating depends on the desired performance for the fillers 2 and 3. The coatings 2a, 3a will generally be made of a ductile metallic material, for example copper. Figure 1 shows in partial section the rear load 3, which allows to see the coating 3a and the explosive charge 3b contained in a cylindrical envelope 3c. The front load 2 is not cut but is represented by dotted its coating 2a.

Ces caractéristiques sont classiques pour le concepteur de têtes militaires tandem et il n'est donc pas nécessaire de les décrire plus en détails. La charge avant 2 et la charge arrière 3 sont disposées dans un étui 4 (ou virole) qui permet de relier les charges l'une à l'autre. L'étui 4 comporte une partie arrière 4a de calibre légèrement supérieur à celui de la charge arrière 3 et une partie avant 4b au calibre de la charge avant 2. La charge arrière 3 est fixée à la virole 4 au niveau de cales radiales 7. Les charges 2 et 3 sont rendues solidaires de la virole 4 (ainsi que des cales 7) par tout moyen approprié, par exemple par des goupilles radiales (non représentées). Les parties arrière 4a et avant 4b de la virole 4 sont 15 reliées par une partie conique 4c. La virole 4 comporte par ailleurs des évents 5, régulièrement répartis angulairement, et qui permettent d'évacuer radialement une partie des gaz engendrés lors de l'initiation de la charge avant 2. Une telle disposition 20 connue permet de protéger en partie la charge arrière 3. La tête militaire 1 comporte enfin un moyen 6 de protection intercharges qui est interposé entre la charge avant 2 et la charge arrière 3. Ce moyen de protection intercharges 6 comprend au moins 25 un premier écran métallique 8 qui est rendu solidaire de l'enveloppe 3c de la charge arrière 3 par un moyen de liaison à déformation contrôlée. L'écran métallique 8 comporte un profil conique dont le sommet du cône est dirigé vers la charge avant 2. 30 Le moyen de liaison à déformation contrôlée est constitué ici par une zone cylindrique mince 9 qui coiffe l'enveloppe 3c de la charge arrière 3. Cette zone cylindrique 9 comporte par ailleurs une rainure 10 qui permet d'amorcer une déformation de ladite zone cylindrique 9. These features are typical for the tandem warhead designer, so there is no need to describe them in more detail. The front load 2 and the rear load 3 are arranged in a case 4 (or ferrule) which makes it possible to connect the charges to one another. The case 4 has a rear portion 4a slightly larger than the rear load 3 and a front portion 4b the front load gauge 2. The rear load 3 is fixed to the shell 4 at radial shims 7. The loads 2 and 3 are made integral with the shell 4 (and the shims 7) by any appropriate means, for example by radial pins (not shown). The rear portions 4a and 4b of the ferrule 4 are connected by a conical portion 4c. The shell 4 also has vents 5, uniformly distributed angularly, and which can radially evacuate a portion of the gases generated during the initiation of the load before 2. Such a known arrangement 20 can partially protect the rear load 3. The military head 1 finally comprises a means 6 for intercharging protection which is interposed between the front load 2 and the rear load 3. This intercharging protection means 6 comprises at least 25 a first metal screen 8 which is secured to the envelope 3c of the rear charge 3 by a controlled deformation linkage means. The metal screen 8 has a conical profile whose apex of the cone is directed towards the front load 2. The controlled deformation connection means is constituted here by a thin cylindrical zone 9 which covers the envelope 3c of the rear load 3 This cylindrical zone 9 further comprises a groove 10 which makes it possible to initiate a deformation of said cylindrical zone 9.

On voit sur la figure 1 que la zone cylindrique 9 vient en butée axiale contre une cale 7 de la charge arrière 3. La zone cylindrique 9 pourra être collée à l'enveloppe 3c de la charge arrière ou bien elle pourra être fixée par filetage sur cette enveloppe. La rainure circulaire 10 se prolonge, à l'intérieur de la cavité 12 délimitée par l'écran 8, par un bourrelet 11. L'écran 8 prolongé par la zone cylindrique 9 constitue ainsi un boîtier qui coiffe l'avant de la charge arrière 3. FIG. 1 shows that the cylindrical zone 9 comes into axial abutment against a shim 7 of the rear load 3. The cylindrical zone 9 may be glued to the envelope 3c of the rear load or it may be threaded on this envelope. The circular groove 10 extends, inside the cavity 12 delimited by the screen 8, by a bead 11. The screen 8 extended by the cylindrical zone 9 thus constitutes a housing which caps the front of the rear load 3.

La partie conique massive de l'écran 8 reçoit lors de l'initiation de la charge avant 2 la pression des gaz engendrés ainsi que les projections arrières (éclats...) issues de la charge avant. Cette partie massive transmet le choc reçu à la zone cylindrique amincie 9 qui va se déformer plastiquement en absorbant l'énergie mécanique reçue. La charge arrière 3 se trouve donc protégée malgré la distance relativement réduite séparant les deux charges. Par ailleurs le profil conique de l'écran 8 assure une déviation des gaz qui sont évacués par les évents 5. The massive conical portion of the screen 8 receives during the initiation of the load before 2 the pressure of the generated gases and the rear projections (chips ...) from the front load. This solid part transmits the received shock to the thinned cylindrical zone 9 which will deform plastically by absorbing the mechanical energy received. The rear charge 3 is therefore protected despite the relatively small distance separating the two charges. Moreover, the conical profile of the screen 8 ensures a deflection of the gases which are evacuated by the vents 5.

La rainure circulaire 10 a pour effet d'amorcer et diriger la déformation plastique de la zone cylindrique 9. Cette dernière au lieu de se fendre longitudinalement va plutôt s'écraser, pratiquement en accordéon. La figure 2 montre la configuration de l'écran 8 et de la zone cylindrique 9 après initiation de la charge avant. La partie massive 8 de l'écran s'est déplacée suivant la direction F tandis que la partie cylindrique 9 est restée en butée sur les cales 7. La zone cylindrique 9 s'est alors écrasée. La longueur résiduelle L2 du moyen de protection 6 est inférieure à la moitié de celle de la longueur initiale L1. A titre d'exemple pour un calibre de charge de 100 mm, un écran 8 d'épaisseur 5 à 8 mm associé à une zone cylindrique 9 d'épaisseur 2 à 3 mm assure une protection efficace avec une distance intercharges de l'ordre de 2 calibres de la charge arrière. La zone cylindrique se réduit d'environ 50 à 70% de sa longueur initiale. Ceci est à comparer avec les distances habituelles rencontrées dans les têtes militaires connues, notamment dotées d'écrans mobiles, distances intercharges qui sont de l'ordre de 5 calibres au minimum. En fonction des types de charges mises en oeuvre, on pourra renforcer le niveau de protection assuré par le moyen 10 de protection intercharges 6. La figure 3 montre ainsi un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel le moyen de protection 6 comprend un deuxième écran métallique 13 qui est interposé entre la charge avant 2 et le premier écran 8. 15 Ce deuxième écran 13 est rendu solidaire de la virole 4 reliant les deux charges par des goupilles cisaillables 14. On voit que dans ce mode particulier de réalisation, le premier écran 8 est d'épaisseur relativement réduite. Il se limite à un capotage conique qui est solidaire de 20 la zone cylindrique mince 9. Il n'est en effet plus nécessaire de donner au premier écran 8 une épaisseur importante car il ne reçoit plus directement les gaz ni les projections arrières résultant de l'initiation de la charge avant 2. Ces derniers sont maintenant reçus par le deuxième 25 écran 13. La conicité du capotage 8 est identique à celle du profil interne 15 du deuxième écran 13. Ainsi lors de l'initiation de la charge avant 2, la pression des gaz s'exerce sur le deuxième écran 13. Elle 30 provoque le cisaillement des goupilles 14 et le deuxième écran se trouve poussé contre le premier écran 8. La concordance des formes coniques des deux écrans assure une répartition des efforts sur l'ensemble de la surface externe du premier écran 8. Il en résulte une poussée sensiblement axiale du premier écran 8 par le second écran 13. La partie cylindrique 9 mince va alors se déformer comme dans le mode de réalisation précédent et absorber par cette déformation une partie de l'énergie mécanique reçue. The circular groove 10 has the effect of initiating and directing the plastic deformation of the cylindrical zone 9. The latter instead of splitting longitudinally will rather crash, practically accordion. Figure 2 shows the configuration of the screen 8 and the cylindrical area 9 after initiation of the front load. The solid portion 8 of the screen has moved in the direction F while the cylindrical portion 9 has remained in abutment on the wedges 7. The cylindrical zone 9 has then crashed. The residual length L2 of the protection means 6 is less than half that of the initial length L1. For example, for a load gauge of 100 mm, a screen 8 with a thickness of 5 to 8 mm associated with a cylindrical zone 9 with a thickness of 2 to 3 mm provides effective protection with an intercharging distance of the order of 2 calibres of the rear charge. The cylindrical zone is reduced by about 50 to 70% of its initial length. This is to be compared with the usual distances encountered in known military heads, including mobile screens, intercharges distances which are of the order of 5 calibres minimum. Depending on the types of loads used, the level of protection provided by the intercharging protection means 6 can be increased. FIG. 3 thus shows a second embodiment of the invention in which the protection means 6 comprises a second metal screen 13 which is interposed between the front load 2 and the first screen 8. This second screen 13 is made integral with the ferrule 4 connecting the two loads by shearable pins 14. It can be seen that in this particular embodiment, the first screen 8 is of relatively small thickness. It is limited to a conical cowling which is integral with the thin cylindrical zone 9. It is indeed no longer necessary to give the first screen 8 a significant thickness because it no longer directly receives the gases or the rear projections resulting from the 2. These are now received by the second screen 13. The conicity of the cowling 8 is identical to that of the internal profile 15 of the second screen 13. Thus, during the initiation of the load before 2, the pressure of the gases is exerted on the second screen 13. It causes the pins 14 to shear and the second screen is pushed against the first screen 8. The concordance of the conical shapes of the two screens ensures a distribution of the forces on the all of the outer surface of the first screen 8. This results in a substantially axial thrust of the first screen 8 by the second screen 13. The cylindrical portion 9 thin will then deform as in the mode of previous embodiment and absorb by this deformation part of the mechanical energy received.

Afin de compléter encore la protection il est possible (comme représenté sur la figure 3) d'interposer une couche 16 d'un matériau déformable entre le premier écran 8 et le deuxième écran 13, couche jouant le rôle d'amortisseur et permettant ainsi d'absorber une partie de l'énergie mécanique reçue par le premier écran 8. Cette couche pourra couvrir toute la surface conique des écrans ou plus simplement (comme représenté ici) avoir la forme d'une rondelle. On pourra choisir comme matériau déformable un nid d'abeille métallique (par exemple à base d'aluminium ) ou bien encore une mousse de métal poreux, par exemple aluminium poreux. Une telle protection renforcée permet d'obtenir des têtes militaires compactes (distance intercharges comprise entre 1 et 3 calibres de la charge arrière) tout en mettant en place une charge avant 2 de calibre relativement important (de 70 à 90% du calibre de la charge arrière). Ceci est particulièrement utile dans la conception de missiles comportant une partie électronique relativement volumineuse en avant de la tête tandem. En effet l'efficacité perforante de la charge avant doit alors être renforcée pour tenir compte de cette architecture du missile qui impose au jet de la charge avant de traverser la partie électronique. To further complete the protection it is possible (as shown in Figure 3) to interpose a layer 16 of a deformable material between the first screen 8 and the second screen 13, layer acting as a damper and thus allowing absorb some of the mechanical energy received by the first screen 8. This layer may cover the entire conical surface of the screens or more simply (as shown here) have the shape of a washer. A metal honeycomb (for example based on aluminum) or a porous metal foam, for example porous aluminum, may be chosen as the deformable material. Such reinforced protection makes it possible to obtain compact military heads (intercharging distance of between 1 and 3 calibres of the rear load) while putting in place a front load 2 of relatively large size (from 70 to 90% of the load size). back). This is particularly useful in missile design having a relatively large electronic portion in front of the tandem head. Indeed, the perforating efficiency of the front load must then be increased to take into account this architecture of the missile which forces the jet of the charge before crossing the electronic part.

Claims

CLAIMS1- A military head (1) with tandem loads comprising a front load (2) arranged at a distance from a rear load (3), and an intercharging protection means (6) interposed between the two loads, warhead characterized in that that the intercharging protection means (6) comprises at least a first metal screen (8) arranged between the front load (2) and the rear load (3), the first screen (8) which is secured to an envelope (3c ) of the rear load (3) by a connecting means (9) with controlled deformation.

2- Military head according to claim 1, characterized in that the controlled deformation connecting means (9) is constituted by a thin cylindrical zone capping the envelope (3c) of the rear charge (3), a cylindrical zone comprising at least a groove (10) for initiating a deformation of said cylindrical zone (9).

3- military head according to claim 2, characterized in that the first screen (8) comprises a solid central portion to which is fixed the thinned cylindrical zone (9).

4- Military head according to claim 2, characterized in that the intercharges protection means comprises a second metal screen (13) interposed between the front load (2) and the first screen (8), second screen (13) which is secured a ferrule (4) connecting the two loads.

5. Military head according to claim 4, characterized in that the second screen (13) has a conical profile whose apex of the cone is directed towards the front load (2), the first screen (8) being formed of a simple conical cowling secured to the thin cylindrical zone (9), the conicity of the second screen (13) being identical to that of the first screen (8).

6. Military head according to claim 5, characterized in that a layer (16) of a deformable material is interposed between the first (8) and the second screen (13).

7- military head according to one of claims 4 to 6, characterized in that the shell (4) comprises at least one vent (5).