FR2966582A1 - Charge formee multimodes - Google Patents

Abstract

Une charge formée (100) multimodes comporte un revêtement métallique (6) appliqué sur un chargement explosif (5) ainsi qu'un dispositif d'amorçage multipoints (9). La charge formée (100) comporte une grille (8) métallique placée devant le revêtement métallique (6) et qui est noyée ou au contact avec un matériau (7) énergétique exothermique lui même activable par un moyen d'initiation (15).

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des charges formées multimodes. Les opérations militaires actuelles ont montré la diminution de l'efficacité des têtes militaires spécialisées dès lors qu'on les extrait de leur champ d'application originel. C'est pourquoi l'emploi de charges formées dont le mode d'action peut être paramétré en fonction de la cible à traiter est privilégié. On connaît ainsi par les brevets FR2861168 et FR2896577 des charges formées dotées d'un revêtement métallique concave et comportant plusieurs modes d'action sélectionnables à l'aide d'un dispositif d'amorçage particulier. Ainsi lorsque la charge est initiée par un relais pyrotechnique axial elle engendre un noyau.

Lorsqu'elle est initiée par une couronne de relais pyrotechniques périphériques la charge projette un jet. Il a été proposé de réaliser une initiation simultanée du relais central et des relais périphériques pour provoquer une fragmentation du revêtement et sa projection sous forme d'éclats. Cependant cette solution ne permet pas de maîtriser suffisamment les dimensions des éclats engendrés. On connaît aussi par le brevet US5540156 une charge formée qui génère des éclats grâce à une grille placée devant le revêtement de charge formée. Si la charge doit fonctionner en charge génératrice de noyau alors la grille est retirée au moyen de boulons explosifs qui solidarisent la grille au corps de la charge. Cette solution présente cependant un inconvénient majeur dans le cas fréquent où la charge est munie d'une coiffe destinée à favoriser l'aérodynamisme ou à abriter des dispositifs de guidage. La coiffe ne permet pas la libre évacuation de la grille en dehors du champ de projection du revêtement. La génération du noyau risque alors d'être contrariée.

Pour remédier à ce problème, l'invention se propose de noyer une grille de découpe de revêtement dans un matériau énergétique capable lors de son initiation de faire fondre la grille pour ne pas générer d'éclats.

Ainsi l'invention à pour but une charge formée multimodes comportant un revêtement métallique appliqué sur un chargement explosif ainsi qu'un dispositif d'amorçage multipoints, charge formée caractérisée en ce qu'elle comporte une grille métallique placée devant le revêtement métallique et qui est noyée ou au contact avec un matériau énergétique exothermique lui même activable par un moyen d'initiation. Avantageusement, la grille est en acier.

Selon une caractéristique de l'invention le matériau energétique exothermique comporte au moins un explosif secondaire associé à un agent structurant. Avantageusement, le matériau énergétique exothermique a une composition en masse sensiblement de 20% de TNT, 50% de RDX, 10% de microballons et le complément d'agent structurant. Selon une caractéristique de l'invention l'agent structurant comporte des fibres de verre. Avantageusement, l'agent structurant comporte des fibres 25 de carbone. Selon une caractéristique de l'invention, le matériau énergétique exothermique est séparé du revêtement métallique par au moins une couche d'isolant thermique. Avantageusement, la couche d'isolant thermique comporte 30 de la laine de roche. Selon une caractéristique de l'invention, le moyen d'initiation du matériau énergétique exothermique est disposé au niveau d'un bord périphérique de ce matériau.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente en perspective une vue en coupe longitudinale d'une tête militaire incorporant une charge formée dotée d'une grille de découpe matérialisée en pointillés. La figure 2 représente une vue latérale en coupe 10 longitudinale de cette tête militaire, dans une configuration assurant la projection d'éclats. La figure 3 représente une vue latérale en coupe longitudinale de cette tête militaire, dans une configuration assurant la projection d'un noyau. 15 Selon la figure 1, et selon un mode de réalisation de l'invention, la partie centrale d'une tête militaire 1 comporte un corps 2 sensiblement cylindrique. Le corps 2 est ouvert sur sa face avant AV et clos sur la face arrière AR. 20 Dans la partie avant de la tête militaire 1 se situe une charge formée 100 comportant un chargement explosif 5 et pouvant engendrer un noyau. Cette charge formée 100 comporte sur sa face avant un revêtement métallique concave 6. En contact avec la surface avant du revêtement 6 (ou bien séparé 25 de celle ci par une couche d'isolant thermique 7b) se trouve une couche d'un matériau énergétique exothermique 7 comme par exemple une thermite ou bien une composition explosive à combustion exothermique qui sera initiée en mode combustion. D'une façon classique on entend par matériau énergétique 30 un matériau susceptible de fournir de l'énergie chimique et/ou mécanique sous forme d'une flamme ou d'une onde de détonation lorsqu'il est sollicité par un composant d'initiation approprié (inflammateur ou détonateur).

On privilégiera ici l'effet exothermique en choisissant un matériau énergétique ayant un régime de fonctionnement en combustion dans lequel la température de flamme en combustion sera supérieure à 2000 K.

Ce matériau est constitué par exemple par une matrice active d'explosifs secondaires comportant par exemple, en masse: 20% de TNT (trinitrotoluène), 50% de RDX (hexogène), 10% de microballons et 20% de fibres de carbone ou de verre. Les fibres de carbone ou de verre citées à titre d'exemple sont là pour rigidifier le matériau alors que les microballons, cités également en exemple, servent à augmenter la sensibilité du matériau. Ce matériau a une température de combustion de 2192 K. Les microballons (tels que micro ballons phénoliques ou le polystyrène en bille), sont disponibles commercialement dans différentes granulométries. Ces micros ballons sont notamment utilisés pour fabriquer des pâtes à sceller les inserts, et de manière générale pour réaliser des matériaux composites ayant une bonne tenue en compression et cisaillement. Ils sont très utilisés pour la réalisation de pièces de structure dans le domaine aéronautique. Les fibres de carbone ou de verre utilisées seront de préférence des fibres courtes (longueur inférieure à 10 mm). Le brevet FR2878320 décrit des exemples de matériaux énergétiques pouvant ainsi être mis en oeuvre. Le matériau énergétique ainsi obtenu est rigide et structurant. L'initiation de ce matériau peut être obtenue par un moyen d'initiation 15 tel un inflammateur pyrotechnique. On pourra utiliser un inflammateur associé à une composition de type "thermite" (comprenant par exemple un intermétallique associant de la poudre d'aluminium et de l'oxyde de fer). Un tel moyen d'initiation permet d'initier la composition en combustion vive et/ou déflagration mais ne conduit pas à la détonation afin d'éviter d'endommager l'étage principal de la tête militaire. Pour faciliter et accélérer l'allumage du matériau énergétique on réalisera de préférence un moyen d'initiation 15 qui sera circulaire et entourera un bord périphérique du matériau énergétique 7.

On pourra interposer un isolant thermique 7b entre le revêtement 6 et le matériau énergétique 7. Ce matériau isolant pourra être une céramique présentant une épaisseur de 5mm par exemple, ou bien par une simple lame d'air de 5mm également entre face avant du revètement 6 et la partie arrière de la composition exothermique 7. Une telle disposition permettra d'éviter la dégradation du revêtement 6 par l'échauffement provoqué par le matériau énergétique 7. Au coeur du matériau énergétique 7 se trouve noyé un écran 8 formé par un réseau de fils métalliques formant une grille 8 dite grille de découpe. Cette grille 8 a des mailles rectangulaires ou en forme de losange ayant 5 à 10 mm de coté. Elle couvre totalement l'ouverture avant du corps 2 de tête militaire 1. On notera qu'un épaulement 2b sur le corps 2 de la tête militaire 1 sert de surface d'appui périphérique au matériau énergétique 7 et à l'écran 8 qu'il incorpore. Le fil de la grille 8 est réalisé en acier et a un diamètre de l'ordre de 0,4 à 0,8 mm. Il est connu que la présence d'un fil devant une paroi métallique projetée par un explosif a pour effet de provoquer une fragmentation de la paroi. Ceci est l'objet du brevet EP1176385. Cette fragmentation est provoquée par le différentiel de contraintes mécaniques qui est créé par le fil à l'extérieur de la paroi métallique lors de la détonation de l'explosif. En partie arrière de la charge formée 100 se situe un dispositif d'amorçage 9 de la charge. Le dispositif d'amorçage 9 est analogue à celui décrit par les brevets FR2861168 et FR2896577. Il comporte ainsi un relais axial et une couronne de relais périphériques. Ce dispositif d'amorçage multipoints permet de générer au choix différents types de déformations du revêtement 6 (noyau ou jet).

Selon la figure 2 et selon un premier mode de fonctionnement, la charge formée 100 est activée sur trajectoire à distance d'une cible à traiter (cible non représentée). Dans ce premier mode de fonctionnement le matériau énergétique 7 n'est pas activé. Le revêtement 6 est projeté sur la grille de découpe 8 qui va alors découper le revêtement en autant de fragments que la grille comporte de mailles. Ces fragments 6a sont projetés vers l'avant AV de la tête militaire 1. On notera que le matériau énergétique 7 et l'éventuel isolant thermique 7b sont également découpés et projetés.

Selon la figure 3 et selon un second mode de fonctionnement, préalablement au déclenchement de la charge formée 100 le matériau énergétique 7 est initié par le moyen d'initiation périphérique 15. La combustion du matériau 7 produit une chaleur intense qui provoque la destruction de la grille 8 par fusion. L'isolant thermique 7b permet d'éviter au revêtement 6 ainsi qu'à la charge 100 de subir des dégradations. La charge formée 100 est ensuite déclenchée, projetant suivant le mode d'initiation choisi, un noyau 6b ou un jet. 25

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1- Charge formée (100) multimodes comportant un revêtement métallique (6) appliqué sur un chargement explosif (5) ainsi qu'un dispositif d'amorçage multipoints (9), charge formée (100) caractérisée en ce qu'elle comporte une grille (8) métallique placée devant le revêtement métallique (6) et qui est noyée ou au contact avec un matériau (7) énergétique exothermique lui même activable par un moyen d'initiation (15).
2. 2- Charge formée multimodes selon la revendication 1 caractérisée en ce que la grille (8) est en acier.
3. 3- Charge formée multimodes selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau energétique exothermique (7) comporte au moins un explosif secondaire associé à un agent structurant.
4. 4- Charge formée multimodes selon la revendication 3, caractérisée en ce que le matériau énergétique exothermique (7) a une composition en masse sensiblement de 20% de TNT, 50% de RDX, 10% de microballons et le complément d'agent structurant.
5. 5- Charge formée multimodes selon une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que l'agent structurant comporte des fibres de verre.
6. 6- Charge formée multimodes selon une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que l'agent structurant comporte des fibres de carbone.
7. 7- Charge formée multimodes selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le matériau énergétique exothermique est séparé du revêtement métallique par au moins une couche d'isolant thermique (7b).
8. 8- Charge formée multimodes selon la revendication 7 caractérisée en ce que la couche d'isolant thermique (7b) comporte de la laine de roche.
9. 9- Charge formée multimodes selon une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le moyen d'initiation (15) du matériau énergétique exothermique (7) est disposé au niveau d'un bord périphérique de ce matériau.5