Brevet FR2334936A1 — publié le 19770708

La présente invention a pour objet d'apporter des améliorations aux charges creuses, ctest-à-dire aux charges explosives dans lesquelles sont ménagées une ou plusieurs cavités ouvertes vers I'extérieur et recouvertes par un revêtement généralement métallique. On sait que lors de la détonation d'une charge creuse, le revêtement est soumis aux effets d'implosion d'une partie de la masse d'explosif; ses différents éléments sont projetés sur l'axe de la cavité avec expulsion à très grande vitesse d'un jet puis d'un noyau; ce jet est capable d'effets perforants considérables, par exemple la perforation d'une plaque d'acier à blindage présentant plusieurs fois le diamètre d'ouverture de la cavité. On sait aussi que les caractéristiques du jet et les effets perforants d'une charge creuse sont fonction de nombreux facteurs parmi lesquels la forme de l'onde explosive au voisinage du revêtement et notamment - la courbure de cette onde dont la convexité ou la concavité déterminent sa direction par rapport à la paroi du revêtement, - les imperfections de symétrie ou différences de marche présentées par cette onde de part et d'autre de l'axe du revêtement. En vue d'améliorer leur pouvoir perforant, la plupart des charges creuses connues sont construires de manière à minimiser ou inverser la convexité de l'onde explosive. A cet effet, dans les charges creuses classiques, la masse explosive est initiée loin en arrière du sommet du revêtement de manière à accroftre le rayon de courbure de l'onde explosive mais ceci conduit à des charges relativement longues et lourdes. C'est pourquoi, dans certaines charges creuses connues, plus modernes, on interpose un écran entre la charge d'amorçage et la charge principale, de manière à obtenir une onde relativement plate, voire concave, sous un faible encombrement longitudinal et avec une masse relativement faible. L'expérience montre, en effet, que les charges creuses à écran présentent un niveau de performances remarquablement élevé eu égard à leur masse et à leur encombrement, Cependant, le pouvoir perforant des charges creuses de ce type est affecté d'une dispersion relativement importante apparemment associée à la difficulté de limiter suffisamment les imperfections de symétrie présentées par l'onde de détonation en aval de l'écran. En effet, avec les charges à écran connues, des différences de marche importantes peuvent être provoquées par de nombreux facteurs tels que - dissymétrie géométrique des constituants de la charge ou de leur montage, - défauts d'homogénéité des matériaux constituant la masse explosive et, par suite, défaut d'homogénéité des vitesses de détonation au sein de cette masse explosive, - incertitude dans la réalisation des interfaces pyrotechniques, notamment pour la mise en contact des éléments successifs constituant l'amorçage et la charge explosive principale. Ce dernier élément apparait particulièrement important. En effet; avec les charges creuses connues, le temps de fonctionnement qui sépare la mise à feu de l'amorce de la formation du jet est, en général, nettement supérieur au produit de la vitesse de détonation par la longueur de la charge. Une partie importante de ce délai est donc utilisée pour transmettre la détonation de part et d'autre des différents interfaces de la charnu pyrotechnique et ce sans que la symétrie axiale de cette transmission soit assurée de façon déterminée. La présente invention se propose de porter remède à ces inconvénients. A cet effet, la charge creuse selon l'invention utilise certaines dispositions déjà présentées par des charges connues et telles que notamment: - l'utilisation pour les éléments de la charge d'amorçage, et pour la charge principale, de matériaux explosifs moulés à liant plastique, matériaux composites caractérisés par-la répartition très homogène de leurs constituants ainsi que par la constance des vitesses de détonation au sein de ces matériaux; - l'utilisation d'une amorce de précision réalisée, contrôlée, positionnée avec soin et capable d'initier la charge d'amorçage par des effets symétriques. En plus des dispositions connues précitées, la charge creuse selon l'invention est caractérisée notamment par les dispositions nouvelles ci-après: - les matériaux explosifs de la charge d'amorçage, de la charge explosive principale, sont préférentiellement constitués avec le meme liant plastique, - ces matériaux sont moulés successivement les uns sur les autres de manière à assurer, par construction, un contact parfait entre les différents éléments de la masse explosive interposés entre l'amorce et le revetement et ce, quelle que soit la forme de ces interfaces. En complément de ces dispositions nouvelles, les charges creuses selon l'invention sont préférentiellement réalisées - par moulage direct in situ des matériaux explosifs dans le corps de charge précédemment équipé de son revêtement; - avec interposition d'un écran homogène ou hétérogène, lui aussi moulé in situ et constitué avec un liant plastique préférentiellement identique à celui des matériaux explosifs, - avec alternance des opérations successives de moulage des différents matériaux et d'usinage des interfaces correspondants, - avec optimisation des formes de I'amorçage et de l'écran en vue d'obtenir une masse minimale pour une même forme d'onde et pour une épaisseur des éléments d'amorçage au moins égale à deux fois l'épaisseur critique. On a décrit ci-après en référence au dessin annexé un exemple non limitatif de réalisation d'une charge creuse selon l'invention. U est bien entendu, toutefois, qu'il 8'agit uniquement d'un exemple et que tous autres formes, proportions, nombre de revêtements, dispositions, mode de construction, etc..., peuvent également etre utilisé s sans sortir du cadre de l'invention. Au cours de cette description, on se réfère au dessin qui représente une telle charge creuse en coupe longitudinale. Les dispositions précitées sont appliquées, dans l'exemple considéré, à une charge creuse pour munition et perforateur, dont le corps 1 renferme un seul revetement 2, la charge explosive principale 3; l'écran d'amorçage 4, la charge d'amorçage 5. A l'arrière de cette charge 5, la fermeture 6 comporte en son centre un évidement 7 qui correspond au logement en position de fonctionnement d'une amorce de précision 8. La sécurité ou fusée pyrotechnique 9 assure, avec des moyens connus: - l'interruption de chape pyrotechnique lors du stockage et du transport; - le positionnement rigoureux de l'amorce en position de fonctionnement; Cette fusée 9 comporte, par èxemple, un volet 10 après effacement duquel l'amorce 8 est poussée jusqu'à contact de sa face avant avec la tranche arrière de la charge 5, tout en étant centrée avec précision sur l'axe du revêtement 2 par l'alésage calibré du logement 7. Dans çet exemple non limitatif - le corps 1 est en alliage léger ou en complexe bobiné verre-résine ou encore fibre-résine; - le revêtement 2 est en cuivre recuit; - la charge principale 3 est constituée par un composite moulé o cto gène/polyuréthane ou o cto gène/polybutadiène; - la charge d'amorçage 5 est constituée par un composite moulé composé de pentrite réticulée avec le même liant que la charge principale; - l'écran 4 est constitué aussi par le même liant avec addition éventuelle de charges ou substances capables, soit de diminuer la célérité du son, soit de dégager des gaz et faire de la matière de l'écran une mousse à cellules fermées à faible densité; - l'amorce 8 est une amorce de précision d'un type connu, dont les produits de détonation sont expulsés vers l'avant avec une bonne symétrie. Selon un autre exemple de l'invention, la charge creuse est du même type que celle qui vient d'etre décrite, à l'exclusion toutefois de l'amorçage de précision qui, dans cette variante, est du type sans explosif primaire, par exemple une amorce à fil explosé, Une telle amorce peut être montée à demeure dans le logement 7 sans nécessiter d'interruption de chaine pyrotechnique. Selon encore un autre exemple et sans sortir du cadre de l'invention, on profite de la possibilité donnée par la disposition précédente de réaliser des interfaces de forme quelconque et à jeu nul pour définir une forme nouvelle de l'écran et un amorçage en lentille bi-convexe 5' correspondant à une masse minimale sans modifier notablement la forme d'onde et tout en conservant des épaisseurs d'écran et d'amorçage largement supérieures aux épaisseurs critiques. On obtient ainsi une charge nettement plus légère et plus courte dont l'amorçage 8 est logé en 7' lors du fonctionnement de la charge. REVENDICATIONS l)Charge creuse adaptable aux munitions ainsi qu'aux perforateurs, dans laquelle la charge explosive principale (3) ainsi que la charge d'amor çage (5) forment un ensemble explosif comportant au moins deux éléments en matériaux composites moulés, eux-memes constitués par des grains d'explosifs réticulés dans un liant plastique, caractérisé en ce que tous les éléments de cet ensemble sont moulés successivement les uns sur les autres. 2) Charge creuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les différents éléments explosifs sont constitués avec le même liant pÏasti- que et avec des grains d'explosifs différents par leur nature et éventuellement en outre leur granulométrie. 3) Charge creuse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les différents éléments explosifs sont constitués avec le même liant plastique, les différents éléments comportant des proportions explosif/ liant différentes. 4) Charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un écran d'amorçage incorporé par moulage entre la charge explosive principale et la charge d'amorçage. 5) Charge creuse selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit écran d'amorçage est constitué avec le même liant plastique que celui utilisé pour réticuler les grains d'explosifs de la charge explosive adjacente. 6) Charge creuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que le liant plastique dudit écran d'amorçage est additionné de substances, notamment de charges, capables soit de diminuer fortement la célérité du son, soit de dégager des gaz et faire de la matière de l'écran une mousse à cellules fermées à faible densité. 7) Charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la forme des interfaces entre charge d'amorçage, écran d'amorçage et charge principale correspond à une masse minimale pour une même forme d'onde et pour des épaisseurs d'amorçage et d'écran largement supérieures aux épaisseurs critiques. 8) Charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'écran d'amorçage est de forme ogivale. 9) Charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 > caractérisée en ce que le bloc d'amorçage est en forme de lentille bi-convexe. 10) Procédé de réalisation d'une charge creuse selon l'une quel conque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que toutes les opérations de moulage et d'usinage des éléments explosifs sont effectuées in situ dans le corps de charge après montage du revêtement dans le corps de charge. 11) Procédé de réalisation selon la revendication 10, caractérisé en ce que les opérations successives de moulage des différents éléments sont alternées avec des opérations d'usinage des interfaces correspondantes.