FR2992408A1 - Tete militaire a projection de noyaux - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet une tête militaire (1) comprenant un chargement explosif (2) disposé dans une enveloppe (3) en forme de diabolo, et au moins un moyen d'amorçage (7a, 7b) du chargement explosif. Cette tête militaire est caractérisé en ce que l'enveloppe (3) comporte au moins trois secteurs (3a, 3b, 3c) régulièrement répartis angulairement, secteurs qui sont délimités longitudinalement par des rainures (12) ou des nervures s'étendant d'une extrémité à l'autre de l'enveloppe (3).

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des têtes militaires et en particulier des têtes militaires ayant plusieurs effets. On cherche aujourd'hui à réaliser des têtes militaires 5 relativement polyvalentes et qui puissent être efficaces vis à vis de plusieurs types de cibles. Les principaux effets recherchés sont l'effet de projection d'éclats, qui est mis en oeuvre pour défaire des cibles légères, et l'effet de projection de revêtement (effet 10 charge formée) qui vise les cibles plus protégées. Les mécanismes détoniques mis en oeuvre pour l'un ou l'autre effet sont assez différents ce qui a conduit jusqu'à présent les développeurs à définir des têtes militaires comprenant plusieurs tronçons ayant chacun un effet 15 déterminé. Le brevet US4612859 décrit ainsi une tête militaire comportant trois tronçons successifs: un tronçon avant équipé d'un revêtement de charge creuse qui a un effet perforant contre les cibles fortement protégées, un tronçon médian 20 équipé de plusieurs charges génératrices de noyau à action radiale et un tronçon arrière configuré comme charge génératrice d'éclats. Une telle solution est coûteuse en termes de fabrication. Par ailleurs chaque tronçon comporte sa propre charge 25 explosive. Il en résulte que l'efficacité de chaque tronçon est réduite puisqu'il n'utilise qu'une partie de la charge explosive totale. On connaît par ailleurs des charges dont l'enveloppe est en forme de diabolo c'est à dire ayant globalement une forme 30 géométrique de révolution engendrée par un profil courbe ayant sa convexité orientée vers l'axe de révolution. Le brevet FR2647889 décrit une telle charge diabolo.
Ces charges sont connues comme charges à éclats. La forme en diabolo permet de focaliser la projection des éclats dans un plan médian perpendiculaire à l'axe de symétrie. La plupart du temps comme décrit par le brevet FR2647889 5 les éclats sont calibrés et rapportés sur la surface externe d'un étui mince en forme de diabolo. Ces charges diabolo n'ont pas d'efficacité perforante anti blindés. L'invention a pour but de proposer une nouvelle tête militaire de structure simple et compacte et ayant une 10 efficacité améliorée, aussi bien vis à vis des cibles légères que vis à vis des cibles de type véhicule. Ainsi l'invention a pour objet une tête militaire comprenant un chargement explosif disposé dans une enveloppe en forme de diabolo c'est à dire ayant globalement une forme 15 de révolution engendrée par un profil courbe ayant sa convexité orientée vers l'axe de révolution de l'enveloppe, et au moins un moyen d'amorçage du chargement explosif, tête militaire caractérisé en ce que l'enveloppe comporte au moins trois secteurs régulièrement répartis angulairement, secteurs 20 qui sont délimités longitudinalement par des rainures ou des nervures s'étendant d'une extrémité à l'autre de l'enveloppe. Selon un mode de réalisation, les secteurs sont délimités par des rainures longitudinales. Selon un autre mode de réalisation, les secteurs sont 25 délimités par des nervures solidaires de l'enveloppe ou d'un support entourant l'enveloppe. La tête militaire pourra comporter par ailleurs au moins une couche d'éclats préformés solidaire d'un étui cylindrique entourant l'enveloppe. 30 Avantageusement, les éclats préformés seront rendus solidaires les uns des autres par un liant en matériau synthétique, le liant formant l'étui cylindrique. Il pourra y avoir un espace libre entre l'étui et l'enveloppe.
Alternativement, l'étui pourra être appliqué directement sur la surface externe de l'enveloppe. Selon un mode de réalisation, la tête militaire comporte un moyen d'amorçage unique disposé sensiblement au niveau du 5 centre du chargement explosif. Selon un autre mode de réalisation, la tête militaire comporte deux moyens d'amorçage, chaque moyen d'amorçage étant disposé au niveau d'une des extrémités du chargement explosif. 10 Selon une variante, l'enveloppe de la tête militaire pourra avoir une épaisseur régulièrement croissante entre chaque extrémité du chargement explosif et une zone médiane du chargement explosif située à égale distance des deux moyens d'amorçage. 15 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 et dans lesquels : - la figure la montre en coupe longitudinale une tête 20 militaire selon un premier mode de réalisation de l'invention, coupe réalisée au niveau du plan dont la trace AA est visible à la figure lb, - la figure lb est une coupe transversale de la tête militaire selon ce premier mode de réalisation, coupe 25 réalisée au niveau du plan médian dont la trace BB est visible à la figure la, - la figure 2a montre en coupe longitudinale une tête militaire selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, coupe réalisée au niveau du plan dont la trace 30 CC est visible à la figure 2b, - la figure 2b est une coupe transversale de la tête militaire selon ce deuxième mode de réalisation, coupe réalisée au niveau du plan médian dont la trace DD est visible à la figure 2a, - la figure 3a montre en coupe longitudinale une tête militaire selon un troisième mode de réalisation de l'invention, coupe réalisée au niveau du plan dont la trace EE est visible à la figure 3b, - la figure 3b est une coupe transversale de la tête militaire selon ce troisième mode de réalisation, coupe réalisée au niveau du plan médian dont la trace FF est visible à la figure 3a, - la figure 4a montre en coupe longitudinale une tête 10 militaire selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, coupe réalisée au niveau du plan dont la trace GG est visible à la figure 4b, - la figure 4b est une coupe transversale de la tête militaire selon ce quatrième mode de réalisation, coupe 15 réalisée au niveau du plan médian dont la trace HH est visible à la figure 4a. - la figure 5 est un vue de détail d'une variante de réalisation, - la figure 6a montre en coupe longitudinale une tête 20 militaire selon un autre mode de réalisation de l'invention, coupe réalisée au niveau du plan dont la trace II est visible à la figure 6b, - la figure 6b est une coupe transversale de la tête militaire selon ce dernier mode de réalisation, coupe 25 réalisée au niveau du plan médian dont la trace JJ est visible à la figure 6a - la figure 7a montre en coupe longitudinale une tête militaire selon un autre mode de réalisation de l'invention, coupe réalisée au niveau du plan dont la trace KK est visible 30 à la figure 7b, - la figure 7b est une coupe transversale de la tête militaire selon ce dernier mode de réalisation, coupe réalisée au niveau du plan médian dont la trace LL est visible à la figure 7a, - la figure 8 est une coupe transversale d'une tête militaire selon une variante de réalisation. En se reportant aux figures la et lb, une tête militaire 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention, 5 comprend un chargement explosif 2 disposé dans une enveloppe 3 en forme de diabolo. L'enveloppe a ainsi globalement une forme de révolution autour de l'axe 4 de la tête militaire 1. Comme on le voit sur la figure la, qui est une coupe longitudinale, 10 l'enveloppe 3 a une épaisseur E constante et son profil en coupe a sa convexité orientée vers l'axe de révolution 4. L'enveloppe sera réalisée en un matériau métallique relativement ductile mais présentant des caractéristiques de consolidation aux hautes vitesses de déformation permettant 15 de générer un projectile de type noyau. On pourra réaliser l'enveloppe en fer, tantale, nickel ou cuivre. L'enveloppe 3 est fermée à chaque extrémité par un couvercle 5 ou 6 qui pourra être fixé à l'enveloppe par soudure ou par filetage (moyen de fixation non représenté). 20 Le chargement explosif 2 (de type coulé-fondu ou bien composite) peut être initié par un moyen d'amorçage qui est ici un moyen d'amorçage unique 7 disposé sensiblement au niveau du centre du chargement explosif 2. Ce moyen d'amorçage est constitué par un relais de détonation 7 qui 25 est logé au fond d'un canal axial 10 et qui est relié à un détonateur 11 solidaire du couvercle 6 par un cordeau de transmission (non représenté) logé dans le canal 10. Pour éviter toute disymétrie dans l'architecture (et améliorer la formation du projectile), on pourra réaliser un canal 10 30 traversant axialement le chargement explosif 2 d'un couvercle à l'autre. Dans ce cas l'interaction entre l'explosif et le revêtement est répartie de façon homogène dans le chargement explosif (symétrie axiale des ondes de détonation). Le moyen d'amorçage unique 7 reste cependant positionné au centre du chargement explosif 2. Le détonateur 11 est lui-même relié par une liaison filaire 9 à un moyen de déclenchement électronique 8, telle une fusée. Un tel moyen de déclenchement électronique est classique et ne fait pas l'objet de la présente invention. Il est donc inutile de le décrire en détails. Conformément à une caractéristique de l'invention, l'enveloppe 3 comporte au moins trois secteurs 3a, 3b et 3c 10 régulièrement répartis angulairement (ici trois secteurs, voir la figure lb). Ces secteurs sont délimités longitudinalement par des rainures 12 qui s'étendent d'une extrémité à l'autre de l'enveloppe 3 c'est à dire d'un couvercle 6 à l'autre 15 couvercle 5. Ces trois rainures 12 fragilisent l'enveloppe 3 et constituent des zones au niveau desquelles elle va se découper lors de l'initiation du chargement explosif 2. Avec une telle disposition, l'enveloppe 3 va engendrer 20 trois noyaux distincts qui seront projetés radialement suivant les directions bissectrices 13a, 13b et 13c de chaque secteur 3a, 3b et 3c (flèches représentées à la figure lb). Comme on le voit sur les figures, la tête militaire 1 comporte aussi un étui cylindrique 14 qui se loge sur des 25 épaulements des couvercles 5 et 6. Cet étui 14 est ici constitué par deux couches d'éclats préformés sphériques 15 qui sont rendus solidaires les uns des autres par un liant 16 en matériau synthétique. Les billes 15 sont noyées dans le liant qui forme donc l'étui 30 cylindrique 14. On pourra utiliser comme liant une résine thermodurcissable. Les billes 15 seront des billes d'acier ou de tungstène d'un diamètre de 3 mm par exemple. Comme on le voit sur les figures, un espace libre 17 est interposé entre l'enveloppe 3 et l'étui 14 renfermant les billes. La projection de la paroi de l'enveloppe 3 va détruire l'étui 14 et assurer la dispersion des billes 15 suivant des directions radiales de la tête militaire. L'espace 17 permet d'ouvrir l'angle de dispersion des 5 billes par rapport à une configuration dans laquelle les billes seraient en contact avec l'enveloppe. Il est bien entendu possible de définir une tête militaire dans laquelle les billes seraient en contact avec l'enveloppe avec un étui 14 appliqué directement sur la 10 surface externe de l'enveloppe 3. Dans ce cas la projection des billes serait davantage focalisée dans un plan médian M (ici le plan de coupe BB). Un tel mode de réalisation sera décrit par la suite (en référence aux figures 7a et 7b). Ainsi la tête militaire selon l'invention engendre à la 15 fois un nuage de billes 15, suivant une répartition spatiale régulière tout autour de l'axe 4 de la tête 1, et trois noyaux entiers qui sont projetés chacun suivant une des directions privilégiées 13a, 13b ou 13c (qui sont bissectrices de secteurs et passent par le plan médian M du 20 chargement explosif dans lequel la vitesse de projection radiale communiquée par le chargement explosif aux trois secteurs d'enveloppe ainsi définis est maximale). L'énergie potentielle du chargement explosif 2 est donc pleinement utilisée pour les deux effets. 25 La tête militaire selon l'invention est plus efficace que les têtes antérieures comprenant plusieurs tronçons ayant chacun une fonction distincte. Tout l'explosif est ici utilisé pour projeter les noyaux qui ont une efficacité perforante importante liée à la quantité d'explosif utilisée 30 et à la masse de chaque noyau qui représente sensiblement un tiers de la masse de l'enveloppe 3. Les éclats 15 sont projetés comme conséquence naturelle de la dislocation de l'enveloppe 3. L'énergie consommée par cette projection est une fraction réduite de celle utilisée pour projeter les noyaux. Par ailleurs, les vitesses de projection des noyaux et des éclats étant du même ordre, l'interaction entre noyaux et éclats projetés est réduite. La tête militaire selon l'invention a une efficacité anti 5 véhicule notable ce qui n'était pas le cas des charges diabolo connues qui ne projetaient que des éclats. Par ailleurs les têtes militaires anti véhicule à action radiale connues (par exemple par le brevet FR2736424) incorporent un chargement explosif unique à action radiale et 10 des moyens de détection pour assurer l'initiation de ce chargement lorsque la cible se trouve en regard de la direction d'action de la tête militaire. Avec l'invention la tête militaire comporte trois directions d'action radiales régulièrement réparties 15 angulairement. La tête militaire est axisymétrique ce qui permet d'éliminer tout balourd de rotation d'un vecteur emportant la tête militaire (tel un missile, une roquette ou une munition d'artillerie). Par ailleurs la multiplication du nombre de directions 20 d'action est particulièrement intéressante pour les vecteurs animés d'une faible vitesse de rotation. Le vecteur se trouve en effet toujours proche d'une position en roulis dans laquelle la direction d'action est voisine d'une direction de détection de la cible. 25 A titre de variante il est bien entendu possible de prévoir plus de trois secteurs au niveau de l'enveloppe 3. On pourra par exemple prévoir quatre secteurs séparés par quatre amorces de ruptures 12 régulièrement espacées angulairement (donc à 900 les unes des autres). 30 Il est bien sûr raisonnable de limiter le nombre de secteurs pour que chaque noyau engendré ait une capacité perforante suffisante. Concrètement on se limitera à trois ou quatre secteurs pour l'enveloppe 3.
Il est cependant également possible de prévoir un nombre de secteurs supérieur à quatre. Dans ce cas chaque secteur se comportera comme un barreau cintré qui sera projetté suivant une direction radiale située dans le plan médian M. Cette variante de tête militaire génératrice de barreaux multiples pourra par ailleurs être mise en oeuvre en combinaison avec un étui d'éclats préformés. A titre d'exemple la figure 8 montre en section une tête militaire dans laquelle l'enveloppe 3 comporte douze secteurs délimités par des amorces de rupture 12. L'enveloppe 3 est toujours en forme de diabolo et un étui 14 formé de billes 12 est disposé autour de l'enveloppe 3. Les figures 2a et 2b montrent une tête militaire selon un second mode de réalisation de l'invention.
Ce mode diffère du précédent en ce que l'enveloppe 3 en forme de diabolo ne comporte pas de rainures mais a des secteurs 3a, 3b et 3c qui sont délimités par des nervures 18 qui sont distinctes de l'enveloppe 3 et qui s'étendent radialement entre cette dernière et un support 14 entourant l'enveloppe 3. Ici le support est constitué par l'étui 14 qui renferme les billes 15. Les billes sont là encore rendues solidaires les unes des autres par un liant 16 pour former l'étui 14. Les nervures 18 ont bien sûr une forme de lunule (figure 2a) comportant un bord droit le long de l'étui 14 et un bord convexe contre l'enveloppe 3. On rendra les trois nervures 18 solidaires à la fois de l'enveloppe 3 et de l'étui 14 par exemple par collage. Alternativement les nervures pourront être formées d'une 30 seule pièce avec l'enveloppe 3 (ou avec l'étui 14). Lorsque le chargement explosif 2 est initié, les nervures constituent des zones au niveau desquels l'expansion du matériau de l'enveloppe 3 est freinée. Il en résulte une rupture de l'enveloppe 3 le long des nervures 18 qui jouent ainsi le même rôle que les rainures 12 décrites précédemment. Le fonctionnement de la tête militaire est donc identique à celui précédemment décrit.
Le troisième mode de réalisation qui est représenté aux figures 3a et 3b diffère de celui des figures la et lb, d'une part par la structure des moyens d'amorçage et d'autre part par la forme de l'enveloppe 3. La tête militaire 1 comprend ici deux moyens d'amorçage 10 7a et 7b, chaque moyen d'amorçage étant disposé au niveau d'une des extrémités du chargement explosif 2. Chaque moyen d'amorçage est constitué par un détonateur solidaire d'un des couvercles 5 ou 6. Les deux détonateurs 7a et 7b sont reliés par des liaisons filaires 9a,9b au moyen de 15 déclenchement électronique 8. Suivant ce mode de réalisation, l'enveloppe 3 a une épaisseur qui est régulièrement croissante entre chaque extrémité du chargement explosif 2 et une zone médiane (au niveau d'un plan médian M) du chargement explosif qui est 20 située à égale distance des deux moyens d'amorçage 7a et 7b. L'épaisseur Em de l'enveloppe 3 est ainsi maximale au niveau du plan médian M et elle est minimale E. au niveau des extrémités de l'enveloppe voisine des couvercles 5 et 6. Lorsque l'on met en oeuvre deux moyens d'amorçage disposés 25 chacun à une extrémité du chargement, il y a deux ondes de détonation qui progressent dans le chargement 2 en sens inverse l'une de l'autre à partir de chaque moyen d'amorçage. Ces ondes se rencontrent au niveau de la zone médiane (ou plan médian M). Il en résulte une pression de détonation 30 particulièrement forte qui risquerait de provoquer une rupture de l'enveloppe 3. C'est pour cela que l'épaisseur de l'enveloppe 3 est renforcée au niveau de la zone médiane. Ce mode de réalisation permet de simplifier l'amorçage du chargement explosif 2 puisqu'il n'est plus nécessaire alors de prévoir un usinage axial pour loger un relais au centre du chargement 2. La forme de l'enveloppe 3 est cependant plus complexe. On notera par ailleurs que l'amincissement de l'enveloppe 5 3 au niveau des extrémités du chargement permet d'engendrer un noyau dans lequel la répartition des masses est favorable à la trajectoire de ce dernier : la masse est en effet alors supérieure au niveau d'une partie avant du noyau formée par la zone médiane et elle est moindre au niveau de la partie 10 arrière du noyau formée par les extrémités de l'enveloppe. Comme dans les modes de réalisation précédents, un étui 14 qui renferme des billes 15 entoure l'enveloppe 3. Les billes sont là encore rendues solidaires les unes des autres par un liant 16 pour former l'étui 14. 15 Le fonctionnement de la tête militaire est identique à ceux des modes de réalisation précédemment décrits. Lors de l'initiation du chargement explosif il y a formation de trois noyaux projetés chacun suivant une des directions privilégiées 13a, 13b ou 13c. 20 L'espace libre 17 qui est interposé entre l'enveloppe 3 et l'étui 15 permet d'ouvrir l'angle de dispersion des billes par rapport à une configuration dans laquelle les billes seraient en contact avec l'enveloppe. La projection de la paroi de l'enveloppe va détruire 25 l'étui 15 et assurer la dispersion des billes suivant les directions radiales de la tête militaire. Les figures 4a et 4b montrent enfin un quatrième mode de réalisation qui ne diffère de celui des figures 3a et 3h que par le fait que l'enveloppe 3, en forme de diabolo et à 30 épaisseur maximale Em au niveau de la zone médiane M, ne comporte pas de rainures mais a des secteurs 3a, 3b et 3c qui sont délimités par des nervures 18 qui sont distinctes de l'enveloppe 3 et qui s'étendent radialement entre cette dernière et un support 14 entourant l'enveloppe 3. Le support est là encore (comme dans le mode de réalisation des figures 2a et 2b) constitué par l'étui 14 qui renferme les billes 15. Le fonctionnement est identique à celui décrit précédemment.
Différentes variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Il est ainsi possible de réaliser un étui 14 dans lequel les billes sont emprisonnées entre deux parois métalliques minces en tôle d'acier ou en matériau composite.
Une telle variante est représentée à la figure 5. L'étui 14 comporte une paroi cylindrique externe 14a et une paroi cylindrique interne 14b. Dans ce cas le liant 16 peut être omis. Une telle variante permet de renforcer la résistance mécanique de l'étui 14 ce qui peut être utile dans certains types de munitions. Les éclats 15 préformés pourront avoir d'autres formes que celle de sphères. On pourra par exemple réaliser des éclats cubiques comme décrits par le brevet FR2647889 auquel on pourra se reporter pour des détails structurels.
Il est également possible de réaliser des têtes militaires ne comportant pas d'étui portant des éclats. Dans ce cas la tête militaire n'aura qu'un effet anti véhicule par projection des secteurs d'enveloppe. Les figures 6a et 6b montrent à titre d'exemple une tête militaire qui est ainsi dépourvue d'étui générateur d'éclats. La structure de l'enveloppe de cette tête militaire est identique à celle décrite précédemment en référence aux figures 3a et 3b. Il est bien entendu possible de supprimer l'étui sur tous 30 les autres modes de réalisation décrits précédemment. Il est enfin possible de réaliser une tête militaire dans laquelle l'étui 14 renfermant les éclats 15 (des billes par exemple) est appliqué directement sur la surface externe de l'enveloppe 3 et a donc lui aussi un profil en diabolo.
A titre d'exemple les figures 7a et 7b montrent une telle tête militaire. Suivant cet exemple l'enveloppe 3 est identique à celle décrite précédemment en référence aux figures 3a et 3b. L'enveloppe a donc une épaisseur au niveau de la zone médiane M qui est supérieure à son épaisseur au niveau des extrémités et elle porte des rainures 12 délimitant trois secteurs 3a, 3b et 3c. Ce mode de réalisation de l'invention permet de focaliser les billes 15 dans le plan médian M qui est aussi celui de 10 projection des noyaux engendrés par l'enveloppe 3.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1- Tête militaire (1) comprenant un chargement explosif (2) disposé dans une enveloppe (3) en forme de diabolo, c'est 5 à dire ayant globalement une forme de révolution engendrée par un profil courbe ayant sa convexité orientée vers l'axe de révolution (4) de l'enveloppe (3), et au moins un moyen d'amorçage (7,7a,7b) du chargement explosif (2), tête militaire caractérisé en ce que l'enveloppe (3) comporte au 10 moins trois secteurs (3a,3b,3c) régulièrement répartis angulairement, secteurs qui sont délimités longitudinalement par des rainures (12) ou des nervures (18) s'étendant d'une extrémité à l'autre de l'enveloppe (3).
  2. 2- Tête militaire selon la revendication 1, caractérisée 15 en ce que les secteurs (3a,3b,3c) sont délimités par des rainures (12) longitudinales.
  3. 3- Tête militaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que les secteurs (3a,3b,3c) sont délimités par des nervures (18) solidaires de l'enveloppe (3) ou d'un support 20 entourant l'enveloppe (3).
  4. 4- Tête militaire selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une couche d'éclats préformés (15) solidaire d'un étui cylindrique (14) entourant l'enveloppe (3). 25
  5. 5- Tête militaire selon la revendication 4, caractérisée en ce que les éclats préformés (15) sont rendus solidaires les uns des autres par un liant (16) en matériau synthétique, le liant formant l'étui cylindrique (14).
  6. 6- Tête militaire selon une des revendications 4 ou 5, 30 caractérisée en ce qu'il y a un espace libre (17) entre l'étui (14) et l'enveloppe (3).
  7. 7- Tête militaire selon une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que l'étui (14) est appliqué sur la surface externe de l'enveloppe (3).
  8. 8- Tête militaire selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen d'amorçage unique (7) disposé sensiblement au niveau du centre du chargement explosif (2).
  9. 9- Tête militaire selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte deux moyens d'amorçage, (7a,7b) chaque moyen d'amorçage étant disposé au niveau d'une des extrémités du chargement explosif (2).
  10. 10- Tête militaire selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'enveloppe (3) a une épaisseur régulièrement croissante entre chaque extrémité du chargement explosif (2) et une zone médiane (M) du chargement explosif située à égale distance des deux moyens d'amorçage (7a,7b).
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