Brevet FR2418781A1 — publié le 19790928

La présente invention concerne des masses de charges propulsives pour armes à tube telles que canons et plus particulièrement des charges constituées par un mélange de mousse synthétique et d'un ou plusieurs explosifs secondaires. De telles charges sont généralement constituées par des particules de poudre, de dimensions définies, sous forme de paillettes, petits tubes, sphères, etc.... Les constituants principaux sont la nitrocellulose pour les poudres dites monobasiques et la nitrocellulose et la nitroglycérine pour les poudres dites à double base. Pour les munitions encartouchées, la poudre est logée dans une enveloppe métallique appelée douille de cartouche et fixée sur le projectile. La douille métallique peut être remplacée par une douille combustible ou être totalement supprimée dans le cas des munitions sans douille. Dans ces deux derniers cas, ce sont les particules de poudre mentionnées ci-dessus qui constituent la source d'énergie principale pour l'accélération des projectiles. Dans la douille combustible, ces particules se trouvent en vrac dans la douille ; pour les munitDns sans douille, les particules de poudre sont souvent agglomérées sous pression et au moyen dlun liant pour constituer un corps compact de masse volumique définie. Les produits à base d'ester nitrique ont une mauvaise stabilité comique et thermique qui affecte aussi bien la douille combustible que les munitions comprimées sans douille. On a déjà proposé, selon la demande de brevet allemand NO 24 58 877, de protéger les poudres par des enveloppes constituées par une mousse synthétique et un explosif secondaire. En outre, on sait que la douille combustible, à base de nitrocellulose, peut être remplacée par une douille préparée à partir d'un mélange de mousse synthétique et d'explosifs. Une telle douille constituant au plus 50 % de la charge propulsive totale, se con sume complètement ensemble avec la poudre usuelle à base dtester nitrique placée dans la douille et fournit des résultats balistiques intéressants. On connaît déjà des charges propulsives pour armes à tube telles que canons, présentant une masse volumique de 0,4 à 1,0 g/cm3, et comportant 8 à 35%, et de préférence, 10 à 25 % en poids de mousse synthétique et 92 à 65%, de préférence 90 à 75 % en poids d'un seul ou de plusieurs explosifs secondaires. La présente invention a pour but d'améliorer les propriétés de telles charges propulsives. suivant l'invention, ces charges propulsives sont caractérisées en ce que les explosifs secondaires présentent une granulométrie sensiblement uniforme, le rapport entre les grosseurs des grains les plus fins aux grains les plus gros pouvant varier de l : 1,4 à l : 1,7. Il a été constaté notamment qu'une granulométrie des grains d'explosif relativement uniforme non seulement favorisait une combustion régulière, mais influençait, de façon favorable, la pression maximale des gaz et la vitesse du projectile. Selon une forme de réalisation particulière, les fractions granulométtiques utilisées présentent une grosseur moyenne pouvant varier de 0,5 millimètre à 2 millimètres. La grosseur des grains des explosifs secondaires est définie de préférence en fonction des dimensions des projectiles à propulser, la grosseur des cristaux croissant avec les dimensions de la munition. En tant que mousse plastique, on utilise de préférence des mousses de polyuréthane, soit des mousses souples, soit des mousses dures. La préparation de la charge peut s'effectuer en mélangeant les constituants initiaux du polyuréthane, par exemple un polyol et un polyisocyanate, à l'explosif secondaire ou à plusieurs explosifs secondaires, puis en introduisant le mélange dans un moule chauffé dans lequel a lieu la formation de la mousse. On peut aussi introduire par injection sous pression lesdits constituants du polyuréthane dans un moule chauffé dans lequel se trouve déjà l'explosif. Le moule ayant les dimensions de la charge propulsive finale, aucune rectification de forme n'est plus nécessaire. On peut ainsi réaliser des éléments moussés sous forme de charges propulsives compactes sans douille pr4- sentant une très bonne résistance mécanique. Par ailleurs, les charges selon l'invention, se prêtent également au remplissage de douilles métalliques usuelles. Grâce à l'injection des constituants initiaux du polyuréthane, une douille de forme conique rétrécie à 11 endroit du col, peut être entièrement remplie. La formation de mousse s'opère ainsi dans la douille même, les constituants étant par exemple injectés dans la douille contenant déjà les cristaux d'explosif en vrac, de sorte que l'espace de la douille est entièremeht rempli, mis à part, le cas échéant, le canal d'amorçage situé dans l'axe. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la Figure l est une vue en coupe longitudinale d'une charge sans douille, - la Figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la Figure l, - la Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une charge entourée par une douille, - la Figure 4 est une vue en coupe suivant le planIV4V de la Figure 3. Selon la Figure 1, la charge l façonnée dans un moule, possède une forme compacte appropriée dans laquelle a été ménagé un espace vide pour recevoir l'inflammateur 2, la charge d'amorçage 3 et le projectile 4. Selon la Figure 2, la charge propulsive 5 remplit l'intérieur d'une douille métallique 6, à ltexcep- tion des espaces ménagés pour le détonateur 7 et le projectile 8. Les charges propulsives constituées de mousse synthétique et d'explosifs présentent un grand intéret technique et économique. La confection des éléments de poudre usuels exige un long travail de préparation 9t n'est pas sans risques. Par contre, les masses de mousse de polyuréthane sont faciles à préparer. Si l'on utilise comme propergols, des explosifs secondaires hautement énergétiques - tels que l'hexogène cu l'octogène - il faut diriger et stabiliser la combustion déclenchée par une charge d'amorçage (inflammateur par exemple), de façon à éviter toute déflagration ou detonation. Ceci implique de répartir la substance réguliez rement dans la masse de charge propulsive, sans que les différents grains (cristaux) se touchent directement. Il faut, en outre, que ceux-ci soient enrobés d'une substance flegmatisante et que, en vue d'assurer leur isolement, ils soient séparés les uns des autres par des alvéoles remplies de gaz (air ou anhydride carbonique). La surface doit être maintenue aussi réduite que possible et la fraction granulométrique doit etre uniforme dans le mesure du possible. Le rapport entre les grosseurs des grains les plus fins et des grains les plus gros doit varier sensiblement entre 1 : 1,4 et l : 1,7. En utilisant, dans la mesure du possible, des cristaux relativement grands et sphériques,- tout au moins des cristallites dont les coins soient arrondis -, et, à titre d'exemple, du polyuréthane moussé et flegmatisé de faible masse volumique, il est possible de satisfaire aux conditions mentionnées ci-dessus. Dans une masse de mousse comportant 80 % d'octogène (fraction granulométrique comprise entre 1 et 1,6 millimètre) et 20 % de polyuréthane, on obtient une masse volumique égale à 0,6 g/cm3 En volume, ce mélange comprend 25 % de grains d'octogène, 12 % de substance flegmatisante et 61 % d'air ou d'anhydride carbonique. Représenté sous forme de modèle, ce mélange comporterait, dans 1 cm3 , environ 145 sphères d'environ 1,5 millimètre de diamètre égal à environ 1,6 millimètre. En utilisant une telle charge propulsive dans un canon de 30 millimètres, sous des pressions de 2 500 à 5 000 bar, la combustion ne laisse aucun résidu. La durée de combustion est de 1 à 2 ms et correspond à celle des poudres usuelles. Le rendement énergétique (rendement thermique) est nettement supérieur à 40 %. Avec un projectile de 220 g et une charge propulsive de 123 g, les performances balistiques sont les suivantes vitesse initiale du projectile : 1 258 m/s, pression maximale des gaz : 4 140 bar. Les trois exemples suivants, comportant 22 % de liant, montrent l'influence de la grosseur des grains de l'explosif k I k I k Explosif en % Ex : 1. Ex : 2. Ex : 3. Octogène 78 78 68 Nitroguanidine --- --- 10 Grosseur des grains 1000-1600 750-1000 750-1000 m Poids de la charge g 108 110 110 Poids du projectile g Vitesse du pojectile m/s 1175 1200 1188 Pression maximale des gaz/bar 3850 5000 5200 On voit, qu'à une composition granulométrique plus régulière, correspond une pression maximale des gaz plus élevée. Le comportement à l'amorçage et à la combustion à la pression atmosphérique (1 bar) est surprenant. De préférence, la combustion ne peut être déclenchée que par une quantité assez importante de poudre d'allumage. La combustion est relativement lente au point de pouvoir être éteinte à l'aide de moyens simples. Des essais réalisés dans une arme ont montré que la masse de charge propulsive conforme à l'invention agit de préférence comme charge propulsive et peut être utilisée comme telle si, l'amorçage étant suffisamment fort, il se produit une montée en pression continue dans la chambre de combustion. Sinon, la charge est susceptible de se consumer lentement ou de stéteindre. Cette propriété de la masse conforme à l'invention a une grande importance pour le stockage et la sécurité de manipulation. Elle convient particulièrement pour une charge propulsive sans douille (comme dans le cas de la Figure 1) qui est exposée à des effets extérieurs sans être protégée. A côté des avantages qu'elle présente, la charge propulsive sans douille a l'inconvénient de ne pouvoir être utilisée que dans des armes conçues spécialement pour ce type de munitions. L'avantage de la masse conforme à l'invention et décrite ci-dessus réside dans le fait qu'elle peut aussi être utilisée pour le remplissage de douilles métalliques usuelles, destinées aux armes déjà existantes. Les douilles de cartouche étant, dans la plupart des cas, coniques, et leur col ayant un diamètre plus réduit (calibre du projectile) que la douille elle-même, on ne peut utiliser des charges préformées pour les remplir. Le volume ne serait pas entièrement utilisé. Grâce à l'in jection des composants pré-mélangés mais non encore moussés,- le moussage s'effectuant par la suite -, la douille peut être remplie entièrement. Toutefois, le moussage de la charge propulsive peut s'opérer aussi dans la douille mêmes les constituants devant former la mousse étant appliqués au pistolet sur les cristaux en vrac dans la douille pour y être moussés. Les mousses peuvent dont être préparées in situ. Une telle réalisation est représentée sur la Figure 3. Les applications de la masse de charge propulsive se trouvent ainsi sensiblement étendues. A côté des avantages décrits ci-dessus, on peut citer, à titre supplémentaire, une fabrication peu coa- teuse et sans risques, une matière première disponible et facile à travailler, une sécurité contre les effets mécaniques et thermiques, une géométrie de la charge indépendante de l'élévation du tube (une répartition asymétrique de la poudre dans la chambre est impossible), la possibilité d'auto-extinction, en cas d'une combustion sous faible pression grâce à des additifs et la possibilité d'influencer le diagramme des pressions par un choix approprié des additifs et de leur répartition granulométrique. REVENDICATIONS 1. Masses de charges propulsives pour armes b tube pressentant une masse volumique de 0,4 à 1,0 g/cm3 et comportent 8 a 35 % et de préférence de 10 à 25 % en poids de mousse synthetique et 92 à 65 X de préférence de go a 76 % en poids d'un seul ou de plusieurs explosifs secondaires, caractérisées en ce que les explosifs secondaires présentent une granulométrie sensiblement uniforme, le rapport entre les grosseurs des grains les plus fins et des grains les plus gros variant sensiblement entre 1 : 1,4 et 1 : 1,7. 2. Masses de charges propulsive; conformes à la revendication 1, caractérisées en ce que les grains d'explosifs secondaires présentent une grosseur moyenne de 0,5 millimètre à 2 millimètres. 3. Masses de charges propulsives conformes à la revendication 1 ou 2, caractérisées en ce que la grosseur des grains des explosifs secondaires est définie en fonction des dimensions des projectiles à propulser, la grosseur des cristaux croissant avec les dimensions de la munition. 4. Masses de charges propulsives conformes à l'une des revendications 1 à 3, caractérisées en ce qu'elles sont façonnées pour constituer notamment des charges propulsives sans douille. 5. Nasses de chargg propulsivg conformes à l'une deç revendications 1 à 4, caractérisées en ce que l'expension de la tousse s1 effectue dans la douille de carbouche, de sorbe que Il espace de la douille est entièrement rempli, mis 3 part, le cas échéant, le canal d'amorçage sit@é sur l'axe. 6. Masses de charges propulsive; conformes à l'une des revendications i à 5, constituées essentiellement d'une mousse synthétique et d'explosifs secondaires, caractérisées en ce que la masse est munie, de préférence à l'étant façonné, d'un inflammateur et, le cas échéant, raccordée à un projectile.