WO2020260837A1 - Explosive assembly combining chemical and electrical energy - Google Patents

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WO2020260837A1
WO2020260837A1 PCT/FR2020/051116 FR2020051116W WO2020260837A1 WO 2020260837 A1 WO2020260837 A1 WO 2020260837A1 FR 2020051116 W FR2020051116 W FR 2020051116W WO 2020260837 A1 WO2020260837 A1 WO 2020260837A1
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explosive
charge
accumulators
battery
energy
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PCT/FR2020/051116
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French (fr)
Inventor
Bruno Nouguez
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Eurenco
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/20—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type
    • F42B12/207—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type characterised by the explosive material or the construction of the high explosive warhead, e.g. insensitive ammunition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/20—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type
    • F42B12/208—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type characterised by a plurality of charges within a single high explosive warhead

Definitions

  • the technical field of the invention is that of explosive assemblies associating chemical and electrical energies.
  • US patent 8387534 describes an explosive charge containing nanotubes (0.1 to 100 nm) of carbon. The rapid heating of the nanotubes under the effect of microwave radiation induces a shock wave which initiates the explosive charge in detonation.
  • the microwave radiation is produced either by a microwave generator associated with waveguides, or by a flux compression generator comprising an explosive charge.
  • This intermediate plate generates an electric and / or magnetic field by mechanical stress when it is impacted by a projectile.
  • Patent application WO 2006/085989 describes an explosive and electromagnetic hybrid reactive shielding for disrupting a shaped charge jet.
  • the reactive armor comprises an explosive layer with conventional operation of the reactive explosive armor type but which also has the function of mechanically activating a piezoelectric material for the generation of an electromagnetic field.
  • munitions which combine an explosive charge with an electromagnetic wave generator.
  • the principle of Operation of electromagnetic flux compression weapons has been described since the 1950s.
  • These directed effect weapons consist of a high-power electromagnetic generator operating by compressing a magnetic flux using an explosive charge.
  • the electromagnetic effect of the ammunition is produced by the assembly of an explosive charge with an electrical circuit.
  • the operation of the explosive charge deforms a solenoid carrying a current until the solenoid turns are short-circuited.
  • the deformation of the solenoid gradually reduces its inductance like a rheostat.
  • the current flowing in the solenoid increases and the electromagnetic field generated by the solenoid is then amplified almost instantaneously.
  • Patent application FR2 783 316 describes a weapon of this type equipped with a transmitting antenna.
  • a battery located at the front of the munition charges a capacitor whose role is to supply the solenoid with current before the explosive charge explodes.
  • the cylindrical explosive charge is inserted into a copper tube arranged in the channel of the solenoid.
  • the explosive therefore has the function of deforming an electrical circuit supplied by a current generator consisting of a battery and a capacitor.
  • Patent application US 2018/0099912 thus describes the use of combustible pyrotechnic elements for the activation by electrolyte heating from an inert solid state to an ionic liquid state of so-called “thermal” batteries.
  • miniaturized batteries containing within them combustible materials serving as anode and cathode.
  • US Patent 6042963 describes a pyrotechnic current generator used for example as a fire detector.
  • the generator comprises an anode made of an energetic material having an excess of reducing component and a cathode of an energetic material having an excess of oxidant.
  • the cathode and the anode are separated by a layer of fluorinated alkaline earth material or lithium fluoride.
  • Patent application US2015 / 184486 describes a device spherical for the generation of splinters for well fracturing.
  • This device consists of an assembly of a ceramic sphere and an explosive charge.
  • a space is reserved in the center of the sphere to contain an explosive charge, a detonator and a battery.
  • the role of the battery is to generate the ignition current for the detonator of the explosive charge.
  • the operation of the explosive charge shatters the ceramic sphere.
  • the role of the battery is accessory upstream of the operation of the explosive and its energy density is limited to that necessary for the initiation of the detonator.
  • the electrical energy E stored éiectrique is constantly increasing.
  • Conventional batteries for example Li-ion type accumulators, can store electrical energy of about 280 Wh / kg, or 0.72 MJ / kg, or even 500 Wh / kg, or 1.8 MJ / kg.
  • the new generations of Li-S type batteries are likely to store more than 500 Wh / kg or 1.8 MJ / kg, or even 1400 Wh / kg or 5 MJ / kg in the relatively short term (ref: INERIS report "High battery energy density at LI-S: Differences with Li-ion technology, risk assessment and safety ”, n ° DRA-19-180147-00590A of 07/02/2019).
  • the thermal energy released is significant, approximately 6 times the amount of electrical energy stored in the battery, for tests in the presence of air and a combustion gas spark plug (ref: "Investigation on the fire -induced hazards of Li-ion battery cells by fire calorimetry ”, Perrine Ribière & al., Energy and Environmental Sciences, 2012,5,5271).
  • the reaction energy is almost constant and the power increases with the charge of the battery.
  • reaction thermal energy values for newer generations of improved safety batteries are considerably reduced compared to batteries with organic electrolyte.
  • the energy densities stored are lower than those stored by electrochemical accumulators, with values of approximately 1 Wh / kg to 5 Wh / kg.
  • Ongoing work using nanotechnologies suggests the possibility of storing up to 100 Wh / kg.
  • the subject of the invention is an assembly for military munitions, composed of an explosive charge provided with its starting means and at least one electric accumulator of electrochemical and / or electrostatic type (of the supercapacitor type), preferably with several accumulators. electrical constituting a battery and / or a series of supercapacitors.
  • the assembly is configured such that the detonation of the explosive charge leads to the almost instantaneous destruction of the at least one electric accumulator. The destruction of at least one electric accumulator is then comparable to a massive almost instantaneous stress of perforation and / or short-circuit.
  • the total energy delivered by the assembly during the detonation of the explosive charge accumulates that delivered by the explosive charge and that delivered by the destruction of the at least one electric accumulator.
  • the energy delivered by the at least one electric accumulator during its destruction is of electrical origin and, in the background, of chemical origin (by reaction of the compounds of the at least one electric accumulator with each other and with the environment). It will therefore be understood that in the assembly according to the invention the role of the electric accumulator is not to supply an electrical circuit with current but to release electrochemical energy during its destruction.
  • each electric accumulator can have a charge of, for example, 0%, 30%, 50%, 70%, 90% or 100%.
  • the state of charge of each electric accumulator is identical or variable depending on the desired energy level.
  • the assembly of the invention also has the advantage of being able to be stored with 0% charge of at least one electric accumulator and thus of limiting the danger in the event of accidental triggering.
  • several assemblies according to the invention can be used with the aim of increasing the energy released and / or of having greater latitude in adjusting the energy released.
  • Figure 1 shows a battery coupled with an external explosive charge made up of a cylindrical solid explosive block with a central channel.
  • Figure 2 shows a sectional view of the battery according to Figure 1.
  • FIG. 3 represents a battery coupled with an internal explosive charge made up of plastic explosive blocks inserted between the accumulators.
  • Figure 4 shows a side view of the battery according to Figure 3.
  • FIG. 5 represents a battery comprising on each of its lateral faces, a block of plastic explosive.
  • Figure 6 shows a sectional view of the battery according to Figure 5.
  • the subject of the invention is an explosive assembly for military ammunition, composed of an explosive charge provided with its means of initiation (detonator and initiation relay) and at least one electric accumulator of electrochemical and / or electrostatic type ( of the supercapacitor type), preferably of several electric accumulators constituting a battery and / or a series of supercapacitors.
  • the explosive assembly for military ammunition is composed of an explosive charge provided with its initiating means (detonator and initiating relay) and at least one electrochemical accumulator, preferably with several electrochemical accumulators forming a battery.
  • the explosive charge initiated by detonation causes instantaneous destruction of at least one electrochemical accumulator.
  • This explosive destruction almost instantaneously releases the electrical energy stored by the electrochemical accumulator (s). It also causes the release of thermal energy for the reaction of the compounds of the at least one electrochemical accumulator with each other and with the environment (air, surrounding materials).
  • the total energy generated therefore accumulates the detonation energy E 6cr i 0 of the explosive charge with the electrical energy E éiect ri q u e of at least one electrochemical accumulator and, at the second plane, with the thermal energy T herm ic of the chemical reaction of the constituents of at least one electrochemical accumulator, as explained below.
  • the playback mode of the electrical energy contained in the E éiectrique at least one electrochemical accumulator at the time of its (their) destruction by the detonation wave of the explosive charge can be thermal, ionic (plasma), electromagnetic.
  • the thermal energy E thermal produced over a longer time by the chemical reaction of the constituents of at least one electrochemical accumulator. This energy is dependent on the constituents of the battery, in particular on the nature of the electrolyte.
  • this thermal energy E thermal is typically delivered over a period of around 50 seconds to several minutes depending on the charge of the battery.
  • thermal production by chemical reaction takes place over much shorter times than those of standard safety tests. Indeed, the almost instantaneous destruction of the accumulators of the battery under the effect of the detonation wave of the explosive charge leads to rapid contacting of the constituents of the battery with one another and with the surrounding air. The production time of this thermal energy by chemical reaction of the oxidation-reduction type nevertheless remains greater than that of the almost instantaneous release of the detonation and electrical energies.
  • the explosive assembly for military ammunition is composed of an explosive charge provided with its initiating means (detonator and initiating relay) and at least one electrostatic accumulator, of the supercapacitor type, preferably several electrostatic accumulators.
  • the explosive assembly for military ammunition is composed of an explosive charge provided with its initiating means (detonator and initiation relay) and at least one electrostatic accumulator, for example of the supercapacitor type. , and at least one electrochemical accumulator, preferably several electrostatic accumulators and several electrochemical accumulators.
  • the explosive charge assembly with the at least one electric accumulator comprises at least one plastic explosive block (e.g. type or C4 HEXOMAX ®) or at least one self-adhesive plastic explosive strip (for example of the HEXOTAPE ® type) or of at least one plastic explosive sheet (for example of the HEXOSHEET ® type).
  • the explosive charge can also be solid such as a solid compressed explosive block (for example of the HEXOWAX ® type) or else a composite explosive block with a crosslinked binder of the HMX or RDX type / polyurethane binder, for example the explosive referenced PBXN-109. From such explosive charges are marketed by the company Eurenco under the above brand names and the name PBXN-109.
  • the electrochemical and / or electrostatic accumulator (s) is (are) inserted in the explosive charge, in particular in the channel thereof.
  • the explosive charge is arranged around the accumulator (accumulators) and / or between the electrochemical (s) and / or electrostatic accumulator (s). It will be understood that one or the other of these embodiments can be combined with the other embodiments of the invention.
  • the positioning of the explosive charge may be external and / or internal to the structure.
  • the structure in which the accumulator (accumulators) is (are) placed is a strong or armored structure, in which case the explosive charge is preferably a shaped explosive charge.
  • the assembly of the invention for military ammunition is suitable as an explosive charge for a bomb, a missile head or else a torpedo head.
  • the assembly of the invention therefore finds particular application:
  • the charge of the at least one electric accumulator being 0% in storage condition
  • variable power according to the state of charge of the at least one electric accumulator, - for example, as a submarine torpedo warhead in order to reduce the quantity of explosives with identical explosive power.
  • PBXN 109 composition releases an equivalent detonation energy estimated at 1.2 times that of TNT, ie approximately 5 MJ / kg.
  • the energy E1 cumulating the detonation energy and the electrical energy for this device is equal to approximately 63.9 MJ.
  • the device is inserted into a structure (5), for example a bomb body or an explosive missile head.
  • Example 2 Example 2
  • the total explosive mass is 10 kg.
  • the C4 explosive releases an equivalent detonation energy estimated at 1.3 times that of TNT, or approximately 5.5 MJ / kg.
  • a hoop (7) ensures the stability of the assembly.
  • the energy E1 cumulating the detonation energy and the electrical energy for this device is equal to approximately 68.9 MJ.
  • the battery comprises on each side face a plastic explosive block of type C4 (density 1.65 g / cm 3 ) marketed by the company Eurenco.
  • the C4 explosive releases a detonation energy equivalent to approximately 1.3 times that of TNT, or approximately 5.5 MJ / kg.
  • the energy E1 cumulating the detonation energy and the electrical energy for this device is equal to approximately 68.8 MJ.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to an explosive assembly composed of an explosive charge (4) provided with charge initiation means and at least one electrochemical and/or electrostatic electric accumulator (1).

Description

Assemblage explosif associant énergies chimique et électrique. Explosive assembly combining chemical and electrical energies.
Domaine de l'invention Field of the invention
Le domaine technique de l'invention est celui des assemblages explosifs associant énergies chimique et électrique. The technical field of the invention is that of explosive assemblies associating chemical and electrical energies.
Etat de la technique State of the art
L'art antérieur, dans le domaine militaire et civil, décrit des générateurs d'énergie couplant une charge combustible ou explosive avec des dispositifs à énergie électromagnétique. Dans le domaine militaire, on connaît des dispositifs d'amorçage d'un chargement explosif par effet électromagnétique. Le brevet US 8387534 décrit un chargement explosif contenant des nanotubes (0,1 à 100 nm) de carbone. L'échauffement rapide des nanotubes sous l'effet d'un rayonnement micro-onde induit une onde de choc qui amorce en détonation le chargement explosif. Le rayonnement micro-onde est produit soit par un générateur de micro-onde associé à des guides d'onde, soit par un générateur à compression de flux comprenant un chargement explosif. The prior art, in the military and civil field, describes energy generators coupling a combustible or explosive charge with electromagnetic energy devices. In the military field, devices are known for initiating an explosive charge by electromagnetic effect. US patent 8387534 describes an explosive charge containing nanotubes (0.1 to 100 nm) of carbon. The rapid heating of the nanotubes under the effect of microwave radiation induces a shock wave which initiates the explosive charge in detonation. The microwave radiation is produced either by a microwave generator associated with waveguides, or by a flux compression generator comprising an explosive charge.
Dans le domaine des blindages réactifs, il est connu d'utiliser des plaques explosives et/ou des dispositifs électromagnétiques pour dévier/disloquer le jet métallique d'une munition perforante. Le blindage réactif le plus commun est le blindage explosif réactif. Par exemple, la demande de brevet FR-A-2 670 574 décrit un blindage purement électromagnétique. Le blindage est constitué de condensateurs reliés à des plaques conductrices. Lorsque le projectile explosif perfore le blindage, les plaques sont mises en court circuit via le corps du projectile. Le courant qui circule alors exerce sur le projectile une force électromagnétique (Force de Lorentz) qui le fait dévier de sa trajectoire. La demande de brevet US 2004/0118273 décrit un blindage multicouche constitué de deux plaques de blindage séparées par une plaque de blindage en matériau piézoélectrique. Cette plaque intermédiaire génère un champ électrique et/ou magnétique par sollicitation mécanique lorsqu'elle est impactée par un projectile. La demande de brevet WO 2006/085989 décrit un blindage réactif hybride explosif et électromagnétique pour disloquer un jet de charge creuse. Le blindage réactif comprend une couche explosive à fonctionnement conventionnel du type blindage explosif réactif mais qui a aussi pour fonction d'activer mécaniquement un matériau piézoélectrique pour la génération d'un champ électromagnétique. In the field of reactive armor, it is known to use explosive plates and / or electromagnetic devices to deflect / disrupt the metallic jet of a perforating munition. The most common reactive armor is reactive explosive armor. For example, patent application FR-A-2 670 574 describes purely electromagnetic shielding. The shield consists of capacitors connected to conductive plates. When the explosive projectile pierces the armor, the plates are shorted through the body of the projectile. The current which circulates then exerts on the projectile an electromagnetic force (Lorentz force) which makes it deviate from its trajectory. Patent application US 2004/0118273 describes a multilayer shielding consisting of two shielding plates separated by a shielding plate made of piezoelectric material. This intermediate plate generates an electric and / or magnetic field by mechanical stress when it is impacted by a projectile. Patent application WO 2006/085989 describes an explosive and electromagnetic hybrid reactive shielding for disrupting a shaped charge jet. The reactive armor comprises an explosive layer with conventional operation of the reactive explosive armor type but which also has the function of mechanically activating a piezoelectric material for the generation of an electromagnetic field.
Dans le domaine des armes électromagnétiques, on connaît les munitions associant une charge explosive avec un générateur d'onde électromagnétique. Le principe de fonctionnement des armes électromagnétiques à compression de flux est décrit depuis les années 1950. Ces armes à effet dirigé sont constituées d'un générateur électromagnétique de haute puissance fonctionnant par compression d'un flux magnétique à l'aide d'une charge explosive. L'effet électromagnétique de la munition est produit par l'assemblage d'une charge explosive avec un circuit électrique. Le fonctionnement de la charge explosive déforme un solénoïde parcouru par un courant jusqu'à la mise en court-circuit des spires du solénoïde. La déformation du solénoïde réduit progressivement son inductance à la manière d'un rhéostat. Le courant circulant dans le solénoïde croît et Le champ électromagnétique généré par le solénoïde est alors amplifié quasi-instantanément. La demande de brevet FR2 783 316 décrit une arme de ce type équipée d'une antenne d'émission. A l'initialisation du fonctionnement, une batterie située à l'avant de la munition (du côté de l'antenne) charge un condensateur dont le rôle est d'alimenter en courant le solénoïde avant l'explosion de la charge explosive. La charge explosive cylindrique est insérée dans un tube de cuivre disposé dans le canal du solénoïde. Dans ce type d'armes, l'explosif a donc pour fonction de déformer un circuit électrique alimenté par un générateur de courant constitué d'une batterie et d'un condensateur. In the field of electromagnetic weapons, munitions are known which combine an explosive charge with an electromagnetic wave generator. The principle of Operation of electromagnetic flux compression weapons has been described since the 1950s. These directed effect weapons consist of a high-power electromagnetic generator operating by compressing a magnetic flux using an explosive charge. The electromagnetic effect of the ammunition is produced by the assembly of an explosive charge with an electrical circuit. The operation of the explosive charge deforms a solenoid carrying a current until the solenoid turns are short-circuited. The deformation of the solenoid gradually reduces its inductance like a rheostat. The current flowing in the solenoid increases and the electromagnetic field generated by the solenoid is then amplified almost instantaneously. Patent application FR2 783 316 describes a weapon of this type equipped with a transmitting antenna. On initialization of operation, a battery located at the front of the munition (on the antenna side) charges a capacitor whose role is to supply the solenoid with current before the explosive charge explodes. The cylindrical explosive charge is inserted into a copper tube arranged in the channel of the solenoid. In this type of weapon, the explosive therefore has the function of deforming an electrical circuit supplied by a current generator consisting of a battery and a capacitor.
Dans le domaine civil, il existe des accumulateurs électrochimiques pour amorcer des détonateurs comprenant un électrolyte explosif. La demande de brevet US 2014/0230679 décrit ainsi un accumulateur électrochimique dans lequel l'électrolyte est un composé explosif ou un composé dérivé d'un explosif. Ce dispositif est destiné à être utilisé comme générateur d'électricité pour l'amorçage de tirs de mines. Le composé explosif est une émulsion à base de nitrate d'ammonium pouvant contenir des additifs pour en augmenter la conductivité électrique. Il existe aussi des batteries dites « thermiques » activées par une charge pyrotechnique combustible. La demande de brevet US 2018/0099912 décrit ainsi l'utilisation d'éléments pyrotechniques combustibles pour l'activation par chauffage d'électrolyte d'un état solide inerte vers un état liquide ionique de batteries dites « thermiques». On connaît aussi des batteries miniaturisées renfermant en leur sein des matériaux combustibles servant d'anode et de cathode. Le brevet US 6042963 décrit un générateur pyrotechnique de courant utilisé par exemple comme détecteur d'incendie. Le générateur comprend une anode constituée d'un matériau énergétique ayant un excès de composant réducteur et une cathode en matériau énergétique ayant un excès d'oxydant. La cathode et l'anode sont séparées par une couche de matériau alcalino-terreux fluoré ou fluorure de lithium. La demande de brevet US2015/184486 décrit un dispositif sphérique pour la génération d'éclats pour la fracturation de puits. Ce dispositif est constitué d'un assemblage d'une sphère en céramique et d'une charge explosive. Un espace est réservé au centre de la sphère pour contenir une charge explosive, un détonateur et une batterie. Le rôle de la batterie est de générer le courant d'amorçage du détonateur de la charge explosive. Le fonctionnement de la charge explosive pulvérise en éclats la sphère céramique. Dans ce type de dispositif, le rôle de la batterie est accessoire en amont du fonctionnement de l'explosif et sa densité d'énergie se limite à celle nécessaire pour l'amorçage du détonateur. In the civil field, there are electrochemical accumulators for initiating detonators comprising an explosive electrolyte. Patent application US 2014/0230679 thus describes an electrochemical accumulator in which the electrolyte is an explosive compound or a compound derived from an explosive. This device is intended for use as an electricity generator for initiating mine fire. The explosive compound is an emulsion based on ammonium nitrate which may contain additives to increase its electrical conductivity. There are also so-called "thermal" batteries activated by a combustible pyrotechnic charge. Patent application US 2018/0099912 thus describes the use of combustible pyrotechnic elements for the activation by electrolyte heating from an inert solid state to an ionic liquid state of so-called “thermal” batteries. There are also known miniaturized batteries containing within them combustible materials serving as anode and cathode. US Patent 6042963 describes a pyrotechnic current generator used for example as a fire detector. The generator comprises an anode made of an energetic material having an excess of reducing component and a cathode of an energetic material having an excess of oxidant. The cathode and the anode are separated by a layer of fluorinated alkaline earth material or lithium fluoride. Patent application US2015 / 184486 describes a device spherical for the generation of splinters for well fracturing. This device consists of an assembly of a ceramic sphere and an explosive charge. A space is reserved in the center of the sphere to contain an explosive charge, a detonator and a battery. The role of the battery is to generate the ignition current for the detonator of the explosive charge. The operation of the explosive charge shatters the ceramic sphere. In this type of device, the role of the battery is accessory upstream of the operation of the explosive and its energy density is limited to that necessary for the initiation of the detonator.
Par ailleurs, dans le domaine des accumulateurs électrochimiques, l'énergie électrique Eéiectrique stockée est en constante augmentation. Les batteries conventionnelles, par exemple les accumulateurs de type Li-ion, peuvent stocker une énergie électrique d'environ 280 Wh/kg soit 0,72 MJ/kg, voire 500 Wh/kg soit 1,8 MJ/kg. Les nouvelles générations de batterie de type Li-S sont susceptibles de stocker plus de 500 Wh/kg soit 1,8 MJ/kg, voire 1400 Wh/kg soit 5 MJ/kg à relativement court terme (réf : Rapport INERIS « Batterie haute densité énergétique au LI-S : Différences avec la technologie Li- ion, évaluation des risques et mise en sécurité », n° DRA-19-180147-00590A du 07/02/2019). Il est à noter que des valeurs de stockage électrique théorique de plus de 10 000 Wh/kg soit 36 MJ/kg sont annoncées pour les batteries Li-air en développement. Les énergies électriques stockées dans les batteries actuelles sont donc du même ordre de grandeur (voire dans un proche futur d'un ordre de grandeur supérieur), que l'énergie libérée par la détonation de l'explosif de référence, le trinitrotoluène (TNT), soit environ 4,2 MJ/Kg. La sécurité d'emploi des batteries fait l'objet de nombreuses études notamment pour des utilisations dans les transports. Les batteries Li-ion à électrolytes liquides organiques sont susceptibles, lorsqu'elles soumises à un échauffement dysfonctionnel (provoqué par un court-circuit ou un incendie) de réagir par emballement thermique puis par explosion. L'énergie thermique libérée est importante, environ 6 fois la quantité d'énergie électrique stockée dans la batterie, pour des tests en présence d'air et d'une bougie d'allumage des gaz de combustion (réf : « Investigation on the fire-induced hazards of Li-ion battery cells by fire calorimetry », Perrine Ribière & al., Energy and Environmental Sciences, 2012,5,5271). L'énergie de réaction est quasi-constante et la puissance augmente avec la charge de la batterie. Furthermore, in the field of electrochemical batteries, the electrical energy E stored éiectrique is constantly increasing. Conventional batteries, for example Li-ion type accumulators, can store electrical energy of about 280 Wh / kg, or 0.72 MJ / kg, or even 500 Wh / kg, or 1.8 MJ / kg. The new generations of Li-S type batteries are likely to store more than 500 Wh / kg or 1.8 MJ / kg, or even 1400 Wh / kg or 5 MJ / kg in the relatively short term (ref: INERIS report "High battery energy density at LI-S: Differences with Li-ion technology, risk assessment and safety ”, n ° DRA-19-180147-00590A of 07/02/2019). It should be noted that theoretical electrical storage values of more than 10,000 Wh / kg or 36 MJ / kg are announced for Li-air batteries in development. The electrical energies stored in current batteries are therefore of the same order of magnitude (or even in the near future of an order of magnitude greater) than the energy released by the detonation of the reference explosive, trinitrotoluene (TNT) , or approximately 4.2 MJ / Kg. The safety of batteries has been the subject of numerous studies, in particular for use in transport. Li-ion batteries with organic liquid electrolytes are liable, when subjected to dysfunctional heating (caused by a short circuit or a fire) to react by thermal runaway and then by explosion. The thermal energy released is significant, approximately 6 times the amount of electrical energy stored in the battery, for tests in the presence of air and a combustion gas spark plug (ref: "Investigation on the fire -induced hazards of Li-ion battery cells by fire calorimetry ”, Perrine Ribière & al., Energy and Environmental Sciences, 2012,5,5271). The reaction energy is almost constant and the power increases with the charge of the battery.
Les valeurs d'énergie thermique de réaction concernant les nouvelles générations de batteries à sécurité améliorée, par exemple à électrolyte inorganique ininflammable, sont considérablement réduites par rapport aux batteries à électrolyte organique. Dans le domaine des accumulateurs électrostatiques, du type supercondensateurs, les densités d'énergie stockées sont plus faibles que celles stockées par les accumulateurs électrochimiques, avec des valeurs d'environ 1 Wh/kg à 5 Wh/kg. Des travaux en cours utilisant les nanotechnologies laissent entrevoir la possibilité de stocker jusqu'à 100 Wh/kg. The reaction thermal energy values for newer generations of improved safety batteries, for example with non-flammable inorganic electrolyte, are considerably reduced compared to batteries with organic electrolyte. In the field of electrostatic accumulators, of the supercapacitor type, the energy densities stored are lower than those stored by electrochemical accumulators, with values of approximately 1 Wh / kg to 5 Wh / kg. Ongoing work using nanotechnologies suggests the possibility of storing up to 100 Wh / kg.
Résumé de l'invention Summary of the invention
Les progrès dans le stockage de l'énergie par des accumulateurs électriques ont conduit la demanderesse à concevoir un assemblage explosif associant énergies chimique et électrique. L'invention a pour objet un assemblage pour munition militaire, composé d'une charge explosive munie de son moyen d'amorçage et d'au moins un accumulateur électrique de type électrochimique et/ou électrostatique (du type supercondensateur), préférentiellement de plusieurs accumulateurs électriques constituant une batterie et/ou une série de supercondensateurs. L'assemblage est configuré de telle sorte que la détonation de la charge explosive entraîne la destruction quasi-instantanée du au moins un accumulateur électrique. La destruction du au moins un accumulateur électrique est alors assimilable à une sollicitation massive quasi-instantanée de perforation et/ou de court-circuit. L'énergie totale délivrée par l'assemblage lors de la détonation de la charge explosive cumule celle délivrée par la charge explosive et celle délivrée par la destruction du au moins un accumulateur électrique. L'énergie délivrée par le au moins un accumulateur électrique lors de sa destruction est d'origine électrique et au second plan d'origine chimique (par réaction des composés du au moins un accumulateur électrique entre eux et avec l'environnement). On comprend donc que dans l'assemblage selon l'invention le rôle de l'accumulateur électrique n'est pas d'alimenter en courant un circuit électrique mais de libérer une énergie électro-chimique lors sa destruction. Progress in the storage of energy by electric accumulators has led the applicant to design an explosive assembly combining chemical and electrical energies. The subject of the invention is an assembly for military munitions, composed of an explosive charge provided with its starting means and at least one electric accumulator of electrochemical and / or electrostatic type (of the supercapacitor type), preferably with several accumulators. electrical constituting a battery and / or a series of supercapacitors. The assembly is configured such that the detonation of the explosive charge leads to the almost instantaneous destruction of the at least one electric accumulator. The destruction of at least one electric accumulator is then comparable to a massive almost instantaneous stress of perforation and / or short-circuit. The total energy delivered by the assembly during the detonation of the explosive charge accumulates that delivered by the explosive charge and that delivered by the destruction of the at least one electric accumulator. The energy delivered by the at least one electric accumulator during its destruction is of electrical origin and, in the background, of chemical origin (by reaction of the compounds of the at least one electric accumulator with each other and with the environment). It will therefore be understood that in the assembly according to the invention the role of the electric accumulator is not to supply an electrical circuit with current but to release electrochemical energy during its destruction.
L'énergie électrique stockée par le au moins un accumulateur électrique dépend de son (leurs) état(s) de charge, l'invention a donc l'avantage de permettre de moduler l'énergie libérée en réglant l'état de charge du au moins un accumulateur électrique de 0% à 100 %. Ainsi, chaque accumulateur électrique peut avoir une charge de par exemple 0%, 30%, 50%, 70%, 90% ou 100%. Lorsque l'assemblage contient plusieurs accumulateurs électriques, l'état de charge de chaque accumulateur électrique est identique ou variable selon le niveau énergétique souhaité. L'assemblage de l'invention présente aussi l'avantage de pouvoir être stocké avec 0% de charge du au moins un accumulateur électrique et de limiter ainsi la dangerosité en cas de déclenchement accidentel. Dans un mode de réalisation, plusieurs assemblages selon l'invention peuvent être utilisés dans l'objectif d'augmenter l'énergie libérée et/ou de disposer d'une latitude accrue de réglage de l'énergie libérée. The electrical energy stored by the at least one electric accumulator depends on its (their) state (s) of charge, the invention therefore has the advantage of making it possible to modulate the energy released by adjusting the state of charge from the to minus an electric accumulator from 0% to 100%. Thus, each electric accumulator can have a charge of, for example, 0%, 30%, 50%, 70%, 90% or 100%. When the assembly contains several electric accumulators, the state of charge of each electric accumulator is identical or variable depending on the desired energy level. The assembly of the invention also has the advantage of being able to be stored with 0% charge of at least one electric accumulator and thus of limiting the danger in the event of accidental triggering. In one embodiment, several assemblies according to the invention can be used with the aim of increasing the energy released and / or of having greater latitude in adjusting the energy released.
Brève description des figures Brief description of the figures
La figure 1 représente une batterie couplée avec une charge explosive externe constituée d'un bloc explosif solide cylindrique à canal central. Figure 1 shows a battery coupled with an external explosive charge made up of a cylindrical solid explosive block with a central channel.
La figure 2 représente une vue en coupe de la batterie selon la figure 1. Figure 2 shows a sectional view of the battery according to Figure 1.
La figure 3 représente une batterie couplée avec une charge explosive interne constituée de blocs explosifs plastiques insérés entre les accumulateurs. FIG. 3 represents a battery coupled with an internal explosive charge made up of plastic explosive blocks inserted between the accumulators.
La figure 4 représente une vue de côté de la batterie selon la figure 3. Figure 4 shows a side view of the battery according to Figure 3.
La figure 5 représente une batterie comportant sur chacune de ses faces latérales, un bloc d'explosif plastique. FIG. 5 represents a battery comprising on each of its lateral faces, a block of plastic explosive.
La figure 6 représente une vue en coupe de la batterie selon la figure 5. Figure 6 shows a sectional view of the battery according to Figure 5.
Description de l'invention Description of the invention
L'invention a pour objet un assemblage explosif pour munition militaire, composé d'une charge explosive munie de son moyen d'amorçage (détonateur et relais d'amorçage) et d'au moins un accumulateur électrique de type électrochimique et/ou électrostatique (du type supercondensateur), préférentiellement de plusieurs accumulateurs électriques constituant une batterie et/ou une série de supercondensateurs. The subject of the invention is an explosive assembly for military ammunition, composed of an explosive charge provided with its means of initiation (detonator and initiation relay) and at least one electric accumulator of electrochemical and / or electrostatic type ( of the supercapacitor type), preferably of several electric accumulators constituting a battery and / or a series of supercapacitors.
Selon un mode de réalisation, l'assemblage explosif pour munition militaire est composé d'une charge explosive munie de son moyen d'amorçage (détonateur et relais d'amorçage) et d'au moins un accumulateur électrochimique, préférentiellement de plusieurs accumulateurs électrochimiques formant une batterie. La charge explosive amorcée en détonation entraîne une destruction instantanée du au moins un accumulateur électrochimique. Cette destruction explosive libère de façon quasi instantanée l'énergie électrique stockée par le(les) accumulateur(s) électrochimique(s). Elle provoque aussi la libération d'une énergie thermique de réaction des composés du au moins un accumulateur électrochimique entre eux et avec l'environnement (air, matériaux environnant). According to one embodiment, the explosive assembly for military ammunition is composed of an explosive charge provided with its initiating means (detonator and initiating relay) and at least one electrochemical accumulator, preferably with several electrochemical accumulators forming a battery. The explosive charge initiated by detonation causes instantaneous destruction of at least one electrochemical accumulator. This explosive destruction almost instantaneously releases the electrical energy stored by the electrochemical accumulator (s). It also causes the release of thermal energy for the reaction of the compounds of the at least one electrochemical accumulator with each other and with the environment (air, surrounding materials).
L'énergie totale générée, selon le procédé de l'invention, cumule donc l'énergie de détonation E6cri0 de la charge explosive avec l'énergie électrique Eéiectrique du au moins un accumulateur électrochimique et, au second plan, avec l'énergie thermique Thermique de réaction chimique des constituants du au moins un accumulateur électrochimique, comme expliqué ci-après. Le mode de restitution de l'énergie électrique Eéiectrique contenue dans le au moins un accumulateur électrochimique au moment de sa(leur) destruction par l'onde de détonation de la charge explosive peut être thermique, ionique (plasma), électromagnétique. The total energy generated, according to the method of the invention, therefore accumulates the detonation energy E 6cr i 0 of the explosive charge with the electrical energy E éiect ri q u e of at least one electrochemical accumulator and, at the second plane, with the thermal energy T herm ic of the chemical reaction of the constituents of at least one electrochemical accumulator, as explained below. The playback mode of the electrical energy contained in the E éiectrique at least one electrochemical accumulator at the time of its (their) destruction by the detonation wave of the explosive charge can be thermal, ionic (plasma), electromagnetic.
Si, on considère, par exemple, une charge explosive de TNT associée à une batterie de capacité énergétique électrique de 1000 Wh/kg (3,6 MJ/kg) du type de celle développée par la société Innolith, le bilan énergétique de réaction pour 1 kg de TNT associé à 1 kg de batterie dans un état de charge électrique maximale est alors de : If, for example, we consider an explosive charge of TNT associated with a battery with an electrical energy capacity of 1000 Wh / kg (3.6 MJ / kg) of the type developed by the company Innolith, the reaction energy balance for 1 kg of TNT associated with 1 kg of battery in a state of maximum electrical charge is then:
El = Eexplo + Eélectrique = 4,2 + 3,6 = 7,8 MJ. E l = Eexplo + Electric = 4.2 + 3.6 = 7.8 MJ.
Le calcul pour un cas réaliste peut-être effectué avec 2 kg de TNT agissant sur une batterie de 20 kg (du type de celle indiquée ci-dessus) dans un état de charge électrique maximale. L'énergie délivrée instantanément est alors Ei = 8,4 + (3,6 x20) = 80,4 MJ. The calculation for a realistic case can be carried out with 2 kg of TNT acting on a 20 kg battery (of the type indicated above) in a state of maximum electric charge. The energy delivered instantly is then Ei = 8.4 + (3.6 x20) = 80.4 MJ.
Il faut ajouter à l'énergie Ei (énergie de détonation + énergie électrique) l'énergie thermique Ethermique produite sur un temps plus long par la réaction chimique des constituants du au moins un accumulateur électrochimique. Cette énergie est dépendante des constituants de la batterie, notamment de la nature de l'électrolyte. It is necessary to add to the energy Ei (energy of detonation + electrical energy) the thermal energy E thermal produced over a longer time by the chemical reaction of the constituents of at least one electrochemical accumulator. This energy is dependent on the constituents of the battery, in particular on the nature of the electrolyte.
Pour des épreuves standards de sécurité par échauffement dysfonctionnel de la batterie, cette énergie thermique Ethermique est typiquement délivrée sur une durée de l'ordre de 50 secondes à plusieurs minutes selon la charge de la batterie. Dans le cas de la présente invention, la production thermique par réaction chimique se déroule sur des temps beaucoup plus courts que ceux des tests standards de sécurité. En effet, la destruction quasi-instantanée des accumulateurs de la batterie sous l'effet de l'onde de détonation de la charge explosive conduit à une mise en contact rapide des constituants de la batterie entre eux et avec l'air environnant. Le temps de production de cette énergie thermique par réaction chimique du type oxydo-réduction reste néanmoins supérieur à celui de libération quasi-instantanée des énergies de détonation et électrique. For standard safety tests by dysfunctional heating of the battery, this thermal energy E thermal is typically delivered over a period of around 50 seconds to several minutes depending on the charge of the battery. In the case of the present invention, thermal production by chemical reaction takes place over much shorter times than those of standard safety tests. Indeed, the almost instantaneous destruction of the accumulators of the battery under the effect of the detonation wave of the explosive charge leads to rapid contacting of the constituents of the battery with one another and with the surrounding air. The production time of this thermal energy by chemical reaction of the oxidation-reduction type nevertheless remains greater than that of the almost instantaneous release of the detonation and electrical energies.
Selon un autre mode de réalisation, l'assemblage explosif pour munition militaire est composé d'une charge explosive munie de son moyen d'amorçage (détonateur et relais d'amorçage) et d'au moins un accumulateur électrostatique, du type supercondensateur, préférentiellement de plusieurs accumulateurs électrostatiques. According to another embodiment, the explosive assembly for military ammunition is composed of an explosive charge provided with its initiating means (detonator and initiating relay) and at least one electrostatic accumulator, of the supercapacitor type, preferably several electrostatic accumulators.
Selon un autre mode de réalisation, l'assemblage explosif pour munition militaire est composé d'une charge explosive munie de son moyen d'amorçage (détonateur et relais d'amorçage) et d'au moins un accumulateur électrostatique, par exemple du type supercondensateur, et d'au moins un accumulateur électrochimique, préférentiellement de plusieurs accumulateurs électrostatiques et de plusieurs accumulateurs électrochimiques. Les considérations relatives à l'énergie totale générée dans le cadre du premier mode de réalisation décrit ci-dessus, s'appliquent mutatis mutandis aux autres modes de réalisation décrits. According to another embodiment, the explosive assembly for military ammunition is composed of an explosive charge provided with its initiating means (detonator and initiation relay) and at least one electrostatic accumulator, for example of the supercapacitor type. , and at least one electrochemical accumulator, preferably several electrostatic accumulators and several electrochemical accumulators. The considerations relating to the total energy generated in the context of the first embodiment described above apply mutatis mutandis to the other embodiments described.
Dans un mode de réalisation, qui peut être combiné avec les modes de réalisation précédents, la charge explosive assemblée avec le au moins un accumulateur électrique, est constituée d'au moins un bloc explosif plastique (par exemple de type C4 ou HEXOMAX®) ou d'au moins une bande explosive plastique auto-adhésive (par exemple du type HEXOTAPE®) ou d'au moins une feuille explosive plastique (par exemple du type HEXOSHEET®). La charge explosive peut aussi être solide tel un bloc explosif solide comprimé (par exemple de type HEXOWAX®) ou encore un bloc explosif composite à liant réticulé de type HMX ou RDX/liant polyuréthane, par exemple l'explosif référencé PBXN- 109. De telles charges explosives sont commercialisées par la société Eurenco sous les noms de marques suscités et l'appellation PBXN-109. In one embodiment which may be combined with the preceding embodiments, the explosive charge assembly with the at least one electric accumulator comprises at least one plastic explosive block (e.g. type or C4 HEXOMAX ®) or at least one self-adhesive plastic explosive strip (for example of the HEXOTAPE ® type) or of at least one plastic explosive sheet (for example of the HEXOSHEET ® type). The explosive charge can also be solid such as a solid compressed explosive block (for example of the HEXOWAX ® type) or else a composite explosive block with a crosslinked binder of the HMX or RDX type / polyurethane binder, for example the explosive referenced PBXN-109. From such explosive charges are marketed by the company Eurenco under the above brand names and the name PBXN-109.
Dans un mode de réalisation, le ou les accumulateur(s) électrochimique(s) et/ou électrostatique(s) est (sont) inséré(s) dans la charge explosive, en particulier dans le canal de celle-ci. Selon un autre mode de réalisation, la charge explosive est disposée autour de l'accumulateur (des accumulateurs) et/ou entre l'accumulateur (les accumulateurs) électrochimique(s) et/ou électrostatique(s). On aura compris que l'un ou l'autre de ces modes de réalisation peut être combiné avec les autres modes de réalisation de l'invention. In one embodiment, the electrochemical and / or electrostatic accumulator (s) is (are) inserted in the explosive charge, in particular in the channel thereof. According to another embodiment, the explosive charge is arranged around the accumulator (accumulators) and / or between the electrochemical (s) and / or electrostatic accumulator (s). It will be understood that one or the other of these embodiments can be combined with the other embodiments of the invention.
Dans un mode de réalisation, lorsque le(les) accumulateurs électriques est (sont) disposé(s) dans une structure, le positionnement de la charge explosive peut-être externe et/ou interne à la structure. Selon un aspect de ce mode de réalisation, la structure dans laquelle est(sont) disposé(s) l'accumulateur (les accumulateurs) est une structure forte ou blindée, auquel cas la charge explosive est préférentiellement une charge creuse explosive. In one embodiment, when the electric accumulator (s) is (are) disposed in a structure, the positioning of the explosive charge may be external and / or internal to the structure. According to one aspect of this embodiment, the structure in which the accumulator (accumulators) is (are) placed is a strong or armored structure, in which case the explosive charge is preferably a shaped explosive charge.
L'assemblage de l'invention pour munition militaire convient en tant que chargement explosif de bombe, de tête de missile ou encore de tête de torpille. L'assemblage de l'invention trouve donc notamment application: The assembly of the invention for military ammunition is suitable as an explosive charge for a bomb, a missile head or else a torpedo head. The assembly of the invention therefore finds particular application:
- de façon générale comme tête militaire à sécurité de stockage améliorée, la charge du au moins un accumulateur électrique étant de 0% en condition de stockage, - generally as a warhead with improved storage security, the charge of the at least one electric accumulator being 0% in storage condition,
- par exemple, comme chargement explosif de bombe, par exemple de type Mk82, à puissance modulable selon l'état de charge du au moins un accumulateur électrique, - par exemple, comme tête militaire de torpille sous marine dans le but de réduire la quantité d'explosif à puissance explosive identique. - for example, as an explosive charge of a bomb, for example of the Mk82 type, with variable power according to the state of charge of the at least one electric accumulator, - for example, as a submarine torpedo warhead in order to reduce the quantity of explosives with identical explosive power.
L'invention est illustrée par les exemples ci-après, donnés à titre purement indicatif. The invention is illustrated by the examples below, given purely as an indication.
Exemple 1 Example 1
En référence aux figures 1 et 2, le dispositif comprend 50 accumulateurs électrochimiques (1) du type LICERION™ (de densité énergétique massique de 500 Wh/kg (1,8 MJ/kg) et volumique de 1000 Wh/L (3,6 MJ/L), de dimensions unitaire : hauteur = 10 cm, mm, largeur = 10 cm, épaisseur= 1 cm, masse unitaire = 0,154 kg) commercialisé par la société Sion Power formant une batterie (2) de dimensions 10 cm x 10 cm x 50 cm et de masse 7,7 kg. Cette batterie est disposée dans le canal (3) d'une charge explosive (4) constituée d'un bloc explosif solide cylindrique de diamètre extérieur 17,7 cm à canal central de section rectangulaire de côtés 11= 12,5 cm et 12 = 10 cm, de masse 10 kg, en composition PBXN-109 (de densité volumique environ 1,65 g/cm3), comprenant, en masse, 64% d'hexogène, 20% d'aluminium, et 16% de liant polyuréthanne (PBHT). La composition PBXN 109 libère une énergie de détonation équivalente estimée à 1,2 fois celle du TNT soit environ 5 MJ/kg. L'énergie El cumulant l'énergie de détonation et l'énergie électrique pour ce dispositif est égale à environ 63,9 MJ. Le dispositif est inséré dans une structure (5), par exemple un corps de bombe ou une tête explosive de missile. Exemple 2 Referring to Figures 1 and 2, the device comprises 50 electrochemical accumulators (1) of the LICERION ™ type (with a mass energy density of 500 Wh / kg (1.8 MJ / kg) and a volume of 1000 Wh / L (3.6 MJ / L), of unit dimensions: height = 10 cm, mm, width = 10 cm, thickness = 1 cm, unit mass = 0.154 kg) sold by the company Sion Power forming a battery (2) of dimensions 10 cm x 10 cm x 50 cm and mass 7.7 kg. This battery is placed in the channel (3) of an explosive charge (4) consisting of a cylindrical solid explosive block with an outside diameter of 17.7 cm with a central channel of rectangular section with sides 11 = 12.5 cm and 12 = 10 cm, with a mass of 10 kg, in composition PBXN-109 (with a volume density of approximately 1.65 g / cm 3 ), comprising, by mass, 64% hexogen, 20% aluminum, and 16% polyurethane binder (PBHT). The PBXN 109 composition releases an equivalent detonation energy estimated at 1.2 times that of TNT, ie approximately 5 MJ / kg. The energy E1 cumulating the detonation energy and the electrical energy for this device is equal to approximately 63.9 MJ. The device is inserted into a structure (5), for example a bomb body or an explosive missile head. Example 2
En référence aux figures 3 et 4, le dispositif comprend 50 accumulateurs électrochimiques [1] accolés du type LICERION™ (de densité énergétique de 500 Wh/kg (1,8 MJ/kg), dimension unitaire : hauteur =10 cm, mm, largeur = 10 cm, épaisseur= 1 cm, masse unitaire = 0,154 kg) commercialisé par la société Sion Power formant une batterie (2) de dimensions 10 cm x 10 cm x 50 cm et de masse 7,7 kg. Les accumulateurs sont séparés par 49 éléments explosifs plastiques (6) de type C4 ou HEXOMAX® (de densité environ 1,65 g/cm3). Chaque élément explosif a comme dimensions hauteur =10 cm, mm, largeur = 10 cm épaisseur= 1,24 cm. La masse totale d'explosif est de 10 kg. L'explosif C4 libère une énergie de détonation équivalente estimée à 1,3 fois celle du TNT soit environ 5,5 MJ/kg. Un arceau (7) assure la stabilité de l'assemblage. L'énergie El cumulant l'énergie de détonation et l'énergie électrique pour ce dispositif est égale à environ 68,9 MJ. Referring to Figures 3 and 4, the device comprises 50 electrochemical accumulators [1] side by side of the LICERION ™ type (with an energy density of 500 Wh / kg (1.8 MJ / kg), unit dimension: height = 10 cm, mm, width = 10 cm, thickness = 1 cm, unit mass = 0.154 kg) marketed by the company Sion Power forming a battery (2) with dimensions of 10 cm x 10 cm x 50 cm and a mass of 7.7 kg. The accumulators are separated by 49 plastic explosive elements (6) of the C4 or HEXOMAX ® type (with a density of approximately 1.65 g / cm 3 ). Each explosive element has as dimensions height = 10 cm, mm, width = 10 cm thickness = 1.24 cm. The total explosive mass is 10 kg. The C4 explosive releases an equivalent detonation energy estimated at 1.3 times that of TNT, or approximately 5.5 MJ / kg. A hoop (7) ensures the stability of the assembly. The energy E1 cumulating the detonation energy and the electrical energy for this device is equal to approximately 68.9 MJ.
Exemple 3 Example 3
En référence aux figures 5 et 6, le dispositif comprend 50 accumulateurs électrochimiques (1) accolés du type LICERION™ (de densité énergétique de 500 Wh/kg (1,8 MJ/kg), dimension unitaire : hauteur =10 cm, mm, largeur = 10 cm épaisseur= 1 cm, masse unitaire = 0,154 kg) commercialisé par la société Sion Power formant une batterie (2) de dimensions 10 cm x 10 cm x 50 cm et de masse 7,7 kg. La batterie comprend sur chaque face latérale un bloc explosif plastique de type C4 (densité 1,65 g/cm3) commercialisé par la société Eurenco. Deux blocs (8) dans la longueur de la batterie ont une masse unitaire de 4,27 kg pour des dimensions de longueur = 58,8 cm, largeur = 10 cm épaisseur= 4,4 cm et deux blocs (9) dans la largeur de la batterie ont une masse unitaire de 0,726 kg pour des dimensions de longueur =10 cm, largeur = 10 cm épaisseur= 4,4 cm. L'explosif C4 libère une énergie de détonation équivalente à environ 1,3 fois celle du TNT soit environ 5,5 MJ/kg. L'énergie El cumulant l'énergie de détonation et l'énergie électrique pour ce dispositif est égale à environ 68,8 MJ. Referring to Figures 5 and 6, the device comprises 50 electrochemical accumulators (1) side by side of the LICERION ™ type (with an energy density of 500 Wh / kg (1.8 MJ / kg), unit dimension: height = 10 cm, mm, width = 10 cm thickness = 1 cm, mass unit = 0.154 kg) sold by the company Sion Power forming a battery (2) with dimensions of 10 cm x 10 cm x 50 cm and a mass of 7.7 kg. The battery comprises on each side face a plastic explosive block of type C4 (density 1.65 g / cm 3 ) marketed by the company Eurenco. Two blocks (8) in the length of the battery have a unit mass of 4.27 kg for dimensions of length = 58.8 cm, width = 10 cm thickness = 4.4 cm and two blocks (9) in the width of the battery have a unit mass of 0.726 kg for dimensions of length = 10 cm, width = 10 cm thickness = 4.4 cm. The C4 explosive releases a detonation energy equivalent to approximately 1.3 times that of TNT, or approximately 5.5 MJ / kg. The energy E1 cumulating the detonation energy and the electrical energy for this device is equal to approximately 68.8 MJ.

Claims

Revendications Claims
1. Assemblage explosif pour munition militaire, composé d'une charge explosive munie de son moyen d'amorçage et de plusieurs accumulateurs électrochimiques et/ou électrostatiques formant une batterie et/ou une série de supercondensateurs. 1. Explosive assembly for military ammunition, composed of an explosive charge equipped with its means of initiation and several electrochemical and / or electrostatic accumulators forming a battery and / or a series of supercapacitors.
2. Assemblage explosif selon la revendication 1, comprenant plusieurs accumulateurs électrochimiques formant une batterie. 2. Explosive assembly according to claim 1, comprising several electrochemical accumulators forming a battery.
3. Assemblage explosif selon la revendication 2, dans lequel la charge de chaque accumulateur électrique est comprise dans la gamme allant de 0% à 100%. 3. Explosive assembly according to claim 2, wherein the charge of each electric accumulator is in the range from 0% to 100%.
4. Assemblage explosif selon la revendication 3, dans lequel la charge de chaque accumulateur électrique est identique. 4. Explosive assembly according to claim 3, wherein the charge of each electric accumulator is identical.
5. Assemblage explosif selon la revendication 3, dans lequel la charge d'au moins deux accumulateurs électriques est différente. 5. Explosive assembly according to claim 3, wherein the charge of at least two electric accumulators is different.
6. Assemblage explosif selon la revendication 1, comprenant plusieurs accumulateurs électrostatiques formant une série de supercondensateurs. 6. Explosive assembly according to claim 1, comprising several electrostatic accumulators forming a series of supercapacitors.
7. Assemblage explosif selon la revendication 1, comprenant plusieurs accumulateurs électrostatiques et plusieurs accumulateurs électrochimiques formant respectivement une batterie et une série de supercondensateurs. 7. Explosive assembly according to claim 1, comprising several electrostatic accumulators and several electrochemical accumulators respectively forming a battery and a series of supercapacitors.
8. Assemblage explosif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la charge explosive est constituée d'au moins un bloc explosif plastique, ou d'au moins une bande explosive plastique auto-adhésive, ou d'au moins une feuille explosive plastique, ou d'au moins un bloc explosif solide comprimé, ou d'au moins un bloc explosif solide composite à liant réticulé. 8. Explosive assembly according to any one of claims 1 to 7, wherein the explosive charge consists of at least one plastic explosive block, or at least one self-adhesive plastic explosive tape, or at least one. plastic explosive sheet, or at least one compressed solid explosive block, or at least one composite solid explosive block with a crosslinked binder.
9. Assemblage explosif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les accumulateurs électrochimiques et/ou électrostatiques sont insérés dans la charge explosive. 9. An explosive assembly according to any one of claims 1 to 8, wherein the electrochemical and / or electrostatic accumulators are inserted into the explosive charge.
10. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la charge explosive est disposée autour et/ou entre les accumulateurs électrochimiques et/ou électrostatiques. 10. Assembly according to any one of claims 1 to 8, wherein the explosive charge is disposed around and / or between the electrochemical and / or electrostatic accumulators.
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