Brevet FR2280053A1 — publié le 19760220

La présente invention est relative à un nouveau procédé d'amorçage des chargements explosifs et plus particulièrement des explosifs constituant les "têtes militaires" des munitions. Les "têtes militaires" maintenant utilisées ne sont plus simplement des obus chargés d'explosifs pour lesquels il suffisait d'assurer un amorçage correct de l'explosif. On cherche en effet par différents moyens à avoir des éclats bien définis et calibrés. Dans tous les cas, il est souhaitable que l'onde de détonation de la charge explosive attaque perpendiculairement la paroi sensiblement cylindrique de la munition. A cette fin, l'amorçage du chargement explosif est effectué le long d'un canal réalisé suivant l'axe de la munition. D'une façon classique, on utilise à cet amorçage soit des dispositifs du "type chandelle", soit des dispositifs constitués d'un grand nombre de détonateurs. L'amorceur du type chandelle est constitué d'une colonne d'un explosif de vitesse de détonation tres élevée, lui-ne -amorcé par un système pyrotechnique quelconque situé aux extr & ités. L'efficacité d'un tel système est relativement bonne lorsque la différence entre la vitesse de détonation de l'explosif d1amorçage et celle de l'explosif de chargement est importante. On voit immédia- touent que ce système est difficilement applicable dans le cas où l'on désire utiliser un explosif de chargement de vitesse de détonation élevée ce qui est en général le cas dans les munitions.D'autre part, aussi élevée que puisse etre la vitesse de détonation de l'explosif constituant la chandelle, l'amorçage n'est jamais effectué simultanément en tous les points du canal axial du chargement explosif de la munition. Le deuxième type de dispositif d'amorçage utilisé à ce jour est constitué d'un grand nombre de détonateurs répartis tout au long du canal axial. Ce dispositif présente l'inconvénient d'être eo0teux, délicat à réaliser et fragile. I1 faut en effet environ 100 détonateurs répartis le long du canal axial pour amorcer un chargement explosif de 400 millimètres de hauteur et 350 mm de diamètre en créant une onde d'amorçage sensiblement cylindrique. Selon la présente invention on résoud les difficultés énumérées ci-dessus en créant-une onde d'amorçage sensiblement cylindrique par l'utilisation d'un ou plusieurs générateurs d'ondes cylindriques placés dans le canal axial du chargement explosif. Ces générateurs ont l'avantage supplémentaire d'augmenter la rigidité de l'ensemble. Ces générateurs d'onde cylindrique sont réalisés en juxtaposant deux compositions explosives concentriques de vitesse de détonation différentes disposées de telle sorte que l'onde de choc qui résulte de la détonation de l'ensemble arrive sumultanément en tous les points de la surface latérale de l'ensemble. Dans la pratique le générateur d'onde cylindrique est constitué d'une composition externe dont la forme extérieure est cylindrique et d'une composition interne comportant un canal axial dans lequel est logé un détonateur. La surface de séparation entre ces deux compositions est en forme d'hyperbolotde de révolution que l'on peut assimiler approximativement à deux troncs de cône réunis par leur plus petite base. L'ensemble constitué par un chargement explosif et un dispositif d'amorçage à deux générateurs d'ondes cylindriques est représenté en coupe longitudinale sur la figure 1. Sur cette figure les deux générateurs sont représentés par les lettres A et B. Chacun se compose d'une composition explosive rapide 1 et d'une composition explosive 2 plus lente que la précédente. La composition interne 1 comporte un canal axial 3 dans lequel vient se placer un détonateur 4. Le chargement explosif 5 --de la munition est entouré par une enveloppe 6, par exemple à "assiettes déformables". Lorsque le générateur d'onde cylindrique est initié en son centre par le détonateur 4, les vitesses de détonation des deux compositions explosives qui le constituent sonttelles que l'onde de choc arrive sensiblement simultanément en tous les points de la surface interne du chargement explosif 5 si la valeur de l'angle o(représenté sur la figure 1 est choisi convenablement. Cet angle , qui est l'angle formé par la génératrice du tronc de cône avec le plan perpendiculaire à l'axe doit être tel que son cosinus soit égal au rapport de la vitesse de détonation la plus lente constituant le générateur d'onde cylindrique sur la vitesse de détonation de l'explosif de vitesse de détonation la plus élevée constituant le générateur d'onde cylindrique. Comme dans la pratique les limites de ces deux vitesses sont sensiblement de 4 000 et de 8 500 mètres par seconde il en résulte que la valeur de cos doit être supérieure à 4 000/8 500 = 0,47 et donc que la valeur de doit être inférieure à 630. Les générateurs d'onde cylindrique utilisés selon la présente invention sont de préférence réalisés en explosif composite. On entend par explosif composite un mélange d'un explosif cristallisé avec un polymère qui joue le rôle de liant pour l'explosif cristallisé. Le générateur d'onde cylindrique est préparé par la technique de la coulée bi-composition qui consiste à couler et polymériser deux compositions dont 155 liants sont identiques ou chimiquement compatibles et la charge différente l'un au contact de l'autre. La coulée et la polymérisation de la première composition permet d'obtenir une masse rigide qui sert de moule pour la coulée et la polymérisation de la deuxième. Comme indiqué ci-dessus, La technique composite permet de réaliser des explosifs de vitesse de détonation comprise entre environ 4 000 et 8 500 mètres par seconde. On donne ci-dessous des exemples de coipositions explosives lentes et de coipositions explosives rapides utilisables à la réalisation de générateurs d'onde cylindriue. Exemple 1 On prépare une composition lente en mélangeant T - Nitrate de pentaérythritol .................... 20 % en poids - Minium ........................................ 50 % " - Liant ......................................... 30 % " Le liant est prépare de la façon suivante : - Polybutadiène carboxylique (M = 4 000) ) 100 parties en poids - Epon 812 (résine époxyde possédant 6,5 groupes relation stoechioié- époxy/Kg) ) trique 1. - Azélate de dioctyle ............................. 10 parties en poids - Polygard ....... 1 - Ethyl-2 hexanoate de ploie .................... 1 1 - Sulfimel ...................................... 1 " - &alpha; -chloronaphtalène...................... 1 " La vitesse de détonation de l'explosif obtenu est de 4 220 mètres par seconde. Exemple 2 On prépare une coiposition lente en mélangeant : - Nitrate de pentaérythritol .................... 20 % en poids - Minium ........................................ 35 % en poids - Liant ......................................... 45 % en poids Le liant est préparé de la façon suivante : - Polybutadiène carboxylique ( M = 2 000 ) ...... 100 parties en poids - Résine époxy (2,5 groupes époxy/kg) .... relation stoechiométrique 1 - Polygard ......................................... 0,5 partie en poids - Naphtenate de fer ........ 1 - Sulfimel ......................................... 0,5 La vitesse dé détonation de l'explosif obtenu est de 4 050 mètres par seconde. Exemple 3 On prépare une composition lente en mélangeant - Nitrate de pentaerythritol ................. 19 19 % en poids - Minium ............................................ 40 % " - Liant ...................... 41 Z " Le liant est préparé de la façon suivante T - Pluracol TP 1 540 ............... 100 parties en poids - Triméthylolpropane 8 " 8 - Tolylène diisocyanate ........... relation stoechiométrique 1,2 La vitesse de détonation de l'explosif obtenu est de 4 020 mètres par seconde. Exemple 4 On prépare une composition rapide en mélangeant T - cyclotetraméthylène tétranitramine ... 90 % en poids - Liant ................................. 10 % en poids Le liant est préparé de la façon suivante - Polybutadiène carboxylique (M = 2 000) .... 100 parties en poids - Résine époxyde ............... relation stoechiométrique 1,0 (2 5 groupes époxy/Kg) - Azelate de dioctyle ....................... 20 parties en poids - Polygard ................................. 1 " - Naphténate de fer ........................ 1 " - Sulfimel ................................. 1 " - &alpha;; -Chloronaphtalène ........................ 1 " La vitesse de détonation de l'explosif obtenu est de 8 500 mètres par seconde. Exemple 5 On prépare une composition rapide en mélangeant - Cyclotétraméthylène tétranitramine ........ 88 % en poids - Liant ........................................ 12 % " Le liant est identique à celui de l'exemple 4. La vitesse de détonation de l'explosif obtenu est de 8 350 mètres par seconde. Exemple 6 On prépare une composition rapide en mélangeant - Cyclotétramdthylène tétranitramine 86 @6 % en poids - Liant .. ................................... 14 % " Le liant est préparé de la façon suivante T - Pluracol TP 2 540 ..................... 100 parties en poids - Triméthylolpropane ..................... 4 parties en poids - Isophorone diisocyanate ....... relation stoechiométrieue 0,98 - Lécithine .............................. 0.65 partie en poids - Dilaurate de dibutylétain ....... 0,026 partie en poids - Azélate de dioctyle ................... 12,7 parties en poids La vitesse de détonation de l'explosif obtenu est de 8 300 mètres par seconde. L'utilisation à la réalisation de générateurs d'ondes cylindriques des compositions lentes des exemples 1, 2, 3 et des compositions rapides des exeaples 4, 5 et 6 ci-dessus nécessite la réalisation de troncs de cône pour les @uels l'angle &alpha; prend les valeurs définies par le tableau I ci-dessous. TABLEAU I Composition lente T Coiposition rapide w @ N de vitesse de N de vitesse de - Cos &alpha; : degres l'exemple détonation l'exemple détonation 1 4 220 4 8 500 0,496 61 20' 1 4 220 5 8 350 0,505 61 00' 1 T 4220 T 6 T 8 300 T 0,508 60 50' 2 4 050 4 8 500 0,476 62 60' 2 4 050 5 8 350 0.485 T 62 10' 2 4 050 6 8 300 0,488 62 00' 3 4 020 4 8 500 0,473 62 90' 3 T 4 020 5 T 8350 0,482 . 62010' T 3 3 :- 4 020 6 T 8 300 T 0,484 62 20' REVENDICATIONS 1 - Procédé d'amorçage d'une masse explosive sensiblement cylindrique caractérisé en ce que l'on initie la détonation de la masse explosive à l'aide d'un ou plusieurs générateurs d'ondes cylindriques placés dans un canal axial ménagé dans la masse explosive. Ledit générateur d'onde cylindrique étant constitué de deux blocs concentriques d'explosifs de vitesses de détonation différentes. La séparatrice de ces deux blocs et leurs vitesses de détonation étant choisies de telle sorte que l'onde de détonation qu'ils créeent ait une forme cylindrique lorsqu'elle atteint la surface externe du générateur. 2 - Procédé d'amorçage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux blocs concentriques constituant le générateur d'onde cylindrique sont réalisés par la technique de coulée bi-composition de compositions d'explosif composite. 3 - Procédé d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la vitesse de détonation de la composition explosive de plus faible vitesse de détonation dans le générateur d'onde cylindrique est supérieure à 4000 mètres par seconde et que la vitesse de détonation de la composition de plus forte vitesse de détonation dans le générateur d'onde cylindrique est inférieure à 8500 mètres par seconde. 4 - Chargement explosif pour tête de munition caractérisé en ce qu'il est composé d'une masse explosive cylindrique percée d'un canal axial dans lequel sont logés un ou plusieurs générateurs d'onde cylindrique selon la revendication 1.