Brevet FR2135411A1 — publié le 19721222

Les objectifs aériens (avions, missiles..) se déplacent aujourd'hui à grande vitesse mais peuvent titre détectés (acqui sition, poursuite,...) par divers moyens et notamment par des moyens électro-magnétiques. Cependant, il est illusoire de songer à un impact ponctuel (coup au but") d'où la nécessité, pour le combat de tels objec tifs, de réaliser un espace ou volume dangereux, que l'on situe (notamment par le guidage ou l'autodirecteur) sur la trajectoire du but futur. Lorsqu'il pénètre dans l'espace dangereux ainsi constitué, le but Iou "hostile") doit titre touché et, si possible, détruit. L'efficacité d'un engin de défense est donc d'autant plus grande qu'est important le volume ou espace dangereux engendré par la charge militaire de l'engin et que sont efficaces (énergie et densité) les effets de ladite charge militaire (éclats, plasma, jets de particules, noyaux incendiaires, ondes de choc, etc..). La présente invention a pour objet une têtue ê charges multiples, larguées successivement par l'engin de défense de manière qu'elles se placent à des intervalles prédéterminés les unes des autres et qu'en explosant simultanément elles forment autant de gerbes d'éclats remplissant chacune une fraction de l'espace ou volume dangereux qu'il s'agit de réaliser s l'ensemble des effets occupant, pendant l'explosion, la totalité ou quasi tota lité dudit volume dangereux dans lequel,-comme indiqué plus haut, pénètre, au moment de l'explosion, l'hostile qu'il s'agit de détruire Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de l'exemple décrit ci-après. I1 est bien précisé, cependant, qu'il s'agit uniquement d'un exemple et que tous autres modes de construction, formes, proportions, dispositions, etc peuvent également être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. L'exemple traité ci-après se rapporte à une tête militaire contenant quatre charges élémentaires. I1 est bien précisé que l'invention s'applique, sans sortir de son cadre, à une tête contenant tout autre nombre de charges élémentaires. La figure ides dessins annexés est une vue en coupe longitude dinale de la tête militaire selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle d'une charge élémentaire dans son compartiment. La figure 3 est une coupe selon III-III de la figue2, La figure 4 est une coupe selon IV-IV de la fige20 La figure 5 est une coupe partielle selon V-X de la fige2. La figure 6 est relative au schéma de fonctionnement de la tette militaire selon l'invention0 Les figures 7 et 8 donnent des diagrammes d'efficacité de la tête militaire selon l'invention, montrant le remplissage, par les effets des charges élémentaires selon l'invention, de l'espace dangereux prédéterminé0 La Tête selon l'invention est constituée (fige1) par une structure résistante formant quatre compartiments t, contenant chacun une charge élémentaire 2 en la maintenant rigidement contre les diverses sollicitations extérieures (accélérations, vibrations, etc.0)0 Ces compartiments 1 sont fermés, selon l'invention, par un premier carénage 3, possédant quatre trappes 4 dont les ouvertures successives sont commandées, au moment choisi, par un cordeau détonant de découpe So Les quatre orifices d'éjection des charges sont décalés, suivant l'invention, de 90" l'un par rapport à l'autre, afin de ne pas introduire de balourd dans l'engin, généralement tournant. Un second carénage 6 entoure l'ensemble, en ménageant.un espace libre annulaire 7 autour de la structure cmpartimentée, en arrière de l'ogive. Cet espace 7 est prévu, selon l'invention, afin de créer un décollement des filets d'air autour de la tête lors du largage des charges élémentaires, pour diminuer les efforts aérodynamiques sur les charges, efforts qui pourraient ge- ner leur éjection0 Le carénage extérieur 6 est découpé au moment voulu, précédant la découpe des trappes 4, par des cordeaux détonants 27-27'. La tête se termine à l'avant par une ogive carénée 8, qui contient la fusée 9, chronométrique de préférence, commandant les diverses opérations de largage. Les compartiments I, en alliage léger de préférence ou encore en matière plastique armee, sont constitués par des pièces cylindriques .10, fixées les unes sur les autres de manière à former la structure de la tête à l'intérieur du carénage 3. Un culot 11 termine l'arrière de la tette et la relie au corps de l'engin ou missileO Les quatre charges élémentaires 2 sont identiques. Le corps 12, tronconique, évasé vers l'avant, contient l'explosif 13 à l'avant duquel se trouvent, selon l'invention, plusieurs couches 14 d'éclats sphériques de préférence,(en alliage lourd, tungstène ou uranium de préférence) Selon l'invention, cet ensemble d'éclats affecte une forme bombée (partie de sphère). L'assemblage des éclats entre eux est réalisé, comme il est connu, par une résine thermodurcissable; selon l'invention, une couche supplémentaire 15 inerte, de résine ou autre matériau peut, éventuellement, & re intercalée entre les éclats 14 et l'explosif 13, pour-réaliser un matelas amortisseur de l'onde de choc. Une fusée 16 excite un bloc d'amorçage plan 17 selon l'invention, On peut prévoir un écran 18 qui permet, selon l'invention, de régler l'ouverture et la densité d'éclats de'la gerbe formée par la charge élémentaire. Chaque charge 2 comporte, selon l'invention, un empennage tronconique 19 coulissant autour de la charge élémentaire dont le but, en plus de la stabilité de la charge autour de son centre de gravité, est de lui conférer une traSnée importante afin de réduire son trajet libre après largage. L'explosion de chaque charge élémentaire 2 est commandée par la fusée de culot 16. Cette fusée, dont l'armement peut etre mécanique et réalisé au moment du largage par libération d'un doigt d'armement (non représenté), possède, selon l'invention, un retard (électronique, par exemple) commandé, selon l'invention, simultanément avec les autres charges, de manière à réaliser des retards identiques pour toutes les fusées 16 et une explosion simultanée des quatre charges0 Comme déjà dit plus haut, les quatre charges élémentaires sont larguées successivement par ouverture des trappes 4, à l'aide des cordeaux détonants de découpe 5 commandés par la fusée d'ogive 9. En même temps et par l'agencement prévu, selon l'invention, de la même fusée 9, une charge de poudre est allumée dans un vérin pyrotechnique 20 qui, par l'intermédiaire d'un piston 21 pousse chaque charge vers i'ouverture ménagée dans le carénage par le découpage de la trappe 4 par le cordeau détonant 5.Ce mouvement amorce un décalage des charges par rapport à l'axe de l'engin, d'où résulte une force centrifuge croissante suivant le mouvement des charges qui les propulse vers l'extérieur (cas d'un engin tournant)0 Ainsi, chacun des compartiments 1 contenant une charge élémentaire 2 comporte, selon l'invention, un vérin pyrotechnique transversal d'éjection dont le role est prépondérant dans le cas d'un engin non tournant L'invention prévoit aussi de commander l'ouverture des trappes 4 dans un plan déterminé, de manière que l'éjection se produise vers le bas, sans introduire de composante de vitesse latérale des charges qui aurait pour effet d'augmenter leur dispersion.Cette opération est faite à partir du gyroscope de bord de l'engin Les quatre charges 2 etant larguées successivement, suivant l'invention, subissent plus ou moins longtemps l'effet de la traSnée. Elles s'échelonnent donc sur leur trajectoire et on choisit le moment de leur explosion lorsque leur intervalle est de X m, de sorte que X = LN s N étant le nombre de charges élémentaires et L la longueur du volume dangereux à réaliser (cylindrique, par exemple)0 A la fin de leur parcours libre, les quatre charges explosent simultanément grâce à leur système électrique d'explosion selon l'invention, et forment quatre gerbes d'éclats s'échelonnant dans l'espace, de manière à remplir le volume dangereux La fig.6 montre schématiquement les différentes phases de fonctionnement de la tête selon l'invention. - déclenchement des retards, - éjection des charges, - explosion des charges. Les diagramms, figs.7 et 8, montrent la répartition des quatre gerbes par rapport au volume dangereux recherché. Les positions 22 à 26 (fig.6) de l'engin correspondent aux phases successives de fonctionnement de la têtes La position 22 correspond à l'instant t' de découpage du carénage extérieur 6 (cordeau 27 actionné par la fusée de tête 9) qui permet l'éjection des charges élémentaires 2 après découpage des trappes 44 Cet instant t' précède le temps t de dépotage de la première -o charge (position 23). Conformément à l'invention, tous les retards de fusée 16 des charges élémentaires 2, sont déclenchés en même -temps (signal encore-émis, de préférence, par la fusée de tette 9). Les positions 23 à 26 correspondent à cet instant. La charge-A est larguée (position 23) à l'instant t et effectue une trajectoire A', la charge B (position 24) est larguée à l'instant t1 > to et effectue une trajectoire B' et ainsi de suite, Finalement, au moment de leur explosion, les quatre charges élémentaires selon l'invention, A, B, C et D, sont alignées selon l'axe X-X' et remplissent, par leurs gerbes coniques d'éclats le volume dangereux de dimensions L et d commeql'indique la figure 6. On voit l'efficacité du système selon l'invention, car le cylindre dangereux est pratiquement rempli entièrement dans la zone d'efficacité des quatre gerbes élémentaires, à l'exception de quelques petites tranches annulaires périphériques 28 dans, lesquelles, d'ailleurs, les éclats restent efficaces mais d'une efficacité inférieure à celle de leur pouvoir vulnérant du front f délimitant chaque gerbe tronconique. La fig.7 montre d'ailleurs les diagrammes d'efficacité du système à charges multiples selon l'invention. On retrouve toujours les centres d'explosion des quatre charges. élémentaires A, B, C, D remplissant le cylindre de longueur-L et de diamètre d. Chaque gerbe conique a un-front normal 29 d'efficacité nominale (par exemple; perforation de 2 mm d'acier) En deçà, chaque gerbe a un front 31 d'efficacité plus grande (par exemple, 2,5 mm d'acier). Au delà, le front 30 délimite une efficacité un peu plus faible mais loin d'être négligeable (par exemple 1,5 mm d'acier) L'on voit ainsi que le système selon l'invention remplit presque tout le volume- dangereux recherché, avec une efficacité nominale et plus efficace encore en deçà, mais remplit totalement l'espace avec des zones d'efficacité un peu réduites, La fiv,3 représente un diagramme d'efficacité analogue au précédent mais montrant la densité éclats par zone. Les fronts 2 32 délimitent les zones contenant N éclats Les fronts 33 dé- limitent des zones N' éclats/m où N' > -N;' eEt les fronts 34 2 délimitent- des zones N" éclats/m2 où N" -N. REVENDICATIONS 1) Tdte à charges multiples contre objectif aérien, caractérisée en ce qu'elle comporte des charges élémentaires contenues dans des compartiments séparés, ces charges étant éjectées latéralement et successivement à travers des trappes latérales s'ouvrant au moment du largage, notamment par découpage au moyen de cordeaux détonants. 2) Tette à charges multiples suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un double carénage0 3) Tdte à charges multiples suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le carénage extérieur profilant l'engin est, peu de temps avant le déclenchement du largage des charges élémentaires, découpé et largué par des cordeaux détonants commandés par la fusée d'ogive. 4) Tête à charges multiples suivant les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le carénage intérieur assure la continuité de la structure après largage du carénage extérieur et découpage des trappes d'éjection des charges élémentaires en situant ainsi dans la couche limite la tette dépourvue du carénage extérieur, ce qui réduit la perturbation aérodynamique du vol pendant la phase d'éjection des charges0 5) Tette à charges multiples suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que chaque compartiment est pourvu d'un vérin pyrotechnique qui facilite l'éjec- tion latérale des charges élémentaires, ledit vérin étant commandé par la fusée de têtes 6) Tête à charges multiples- d'engin tournant suivant l'une quelconque des revendications préEédentes, caractérisée en ce que les charges s'éjectent par effet de force centrifuge0 7) T!te à charges multiples suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'éjection des charges élémentaires (vers le bas de préférence) est commandée par un système lié au gyroscope de bord de l'engin de façon qu' après éjection les charges soient à la même altitude. 8) Tdte à charges multiples suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la fusée d'ogive règle toutes les opérations de la séquence de fonctionnement du système: découpage du carénage extérieur, découpage successif des trappes de compartiment, allumage successif des charges de front des vérins pyrotechniques d'éjection, initiation simultanée des retards électriques de fonctionnement des charges élémentaires. 9) Tête à charges multiples suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque charge élémentaire est munie d'un empennage tronconique coulissant. 10) T!te à charges multiples suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque charge élémentaire est munie d'une fusée de culot avec retard, électrique de préférence, initiée simultanément pour toutes les charges élémentaires. 11) Tdte à charges multiples suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les charges élémentaires sont éjectées successivement à des intervalles de temps tels que, lors de leur emploi, elles soient sensiblement alignées sur une droite, qui est l'axe de symétrie du volume dangereux à remplir, à des intervalles X tels que X 5 L , L étant N la longueur du cylindre dangereux et N étant le nombre de charges élémentaires. 12) Tête à charges multiples suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque charge est de forme tronconique et comporte, à son extrémité antérieure, des couches d'éclats, sphériques de préférence et avantageusement en alliage lourd, en tungstène ou uranium par exemple. 13) Téte à charges multiples suivant la revendication 12, caractérisée en ce que les éclats sont enrobés dans de la résine et en ce qu'une couche de matériau inerte (résine ou autres est interposée entre l'explosif et les couches d'éclats0 14) Tette à charges multiples suivant la revendication 12, caractérisée en ce que l'ensemble des couches d'éclats a une forme bombée, notamment de calotte sphérique, 15) Tette à charges multiples suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'amorcagede préférence plan,de chaque charge comporte un écran dont la présence permet de régler l'ouverture et la densité de la gerbe d'éclats.