Brevet FR2488389A1 — publié le 19820212

Les charges creuses dites "de lère génération", nées pendant la décennie 1950, employaient un revêtement en cuivre, en forme de "tulipe" ou à "double pente", d'épaisseur généralement progressive. L'amorçage était central, développant une onde sphérique; l'explosif, généralement hexolite, était caractérisé par une teneur d'hexogène d'environ %, obtenue par décantation, et le chargement était plus pauvre vers l'ar- rière. Ce type de charge creuse constitua un énorme progrès sur les maté- riels précédents (période 1938-1945): le pouvoir perforant passa ainsi de 0,5/1 calibre à 4 calibres. La deuxième génération (décennie 1960) s'orienta vers les revête- ments (toujours en cuivre) coniques, d'angle environ 60'. L'explosif resta le même, mais de meilleures méthodes de chargement permirent d'augmen- ter la teneur en hexogène jusqu'à plus de 70 %, avec d'ailleurs une richesse presque constante, depuis la: base du revêtement jusqu'à l'amorçage. Caractéristique importante,cette deuxième génération des charges creuse évolua vers les amorçages à écran, engendrant une onde torique. Le pouvoir perforant effectua alors un nouveau bond, passant ainsi de 4 à 5 calibres, ou un peu plus de 5 calibres. Il s'agit aujourd'hui de réaliser un nouveau progrès, en améliorant surtout l'efficacité de la charge creuse contre les blindages composites mo- dernes, caractérisés surtout par une très forte profondeur (épaisseur), quelle que soit leur composition et la nature des diverses couches hétéro- gènes qui forment chaque type de blindage composite. A cet égard, tout al- longement de l'effet -jet ou autre- de la charge creuse est capable d'aug- menter l'effet terminal. Les brevets de la demanderesse énumérés ci-après - n0 75 14 091, du 6 Mai 1975) { "Doubl charge reuse",et, - n0 77 35 320, du 24 Novembre 1977 " n0 76 28 964, du 27 Septembre 1976 "Chargement à couches annulaires coaxiales", apportent de nouveaux et importants progrès d'effet terminal. Ils concernent surtout des améliorations de chargement, d'une part, et de structure ou d'organisation de la charge, d'autre part. La présente invention propose d'améliorer l'effet terminal de la 2 2488389 charge creuse en amplifiant l'effet du jet en profondeur, par emploi d'un revêtement à pentes multiples (trois ou plus) permettant, sous forme d'une charge creuse multiple, l'obtention d'un effet en cascade, effet multiple, en quelque sorte effet d'une charge creuse à étages multiples. On a ainsi, se- Ion l'invention, une amplification, par multiplication des étages, des effets de double étage des deux premiers brevets de la demanderesse cités plus haut. Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description, qui va suivre, de quelques exemples de réalisation. Il est bien précisé cependant qu'il s'agit uniquement d'exemples, et que tous autres modes de construction, dispositions, formes, proportions, peuvent être également utilisés sans sortir du cadre de l'invention. Au cours de cette description, on se réfère aux dessins ci-joints, qui montrent: - Figures 1, 4, 5 et 6, des vues schématiques, en coupe longitudinale axiale, de têtes à charge creuse selon l'invention; Figures 2 et 3, des vues analogues aux précédentes de charges creuses à revêtement classique, destinées à contribuer à la clarté de l'ex- posé. Les exemples traités ci-après se rapportent à un revêtement à trois pentes, qui engendrent autant d'étages d'effets. Il est bien précisé que le nombre de pentes peut être différent de trois, sans sortir du cadre de l'invention. La Figure 1 représente une tète à charge creuse selon l'invention. Elle comprend un revêtement 1, à trois pentes (non limitatif), un explosif principal 2 et un amorçage central 3. L'enveloppe 4 et l'ogive 5 achèvent la construction. La longueur de la tête est H + A (A =-distance d'attaque de la tête, et H = hauteur du char- gement). Le revêtement 1 selon l'invention, de hauteur totale M ú- H, com- prend trois étages de pentes, engendrant trois étages d'effets, à pentes plus fortes à l'avant, selon l'invention, qu'au sommet, par rapport à l'axe dudit revêtement étage la - arrière, d'angle-Y, 1 * hauteur hi, et diamètre avant d i étage lb - intermédiaire, d'angleM' 2 avant d3_ d2 > dl (d3 voisin du calibre du projectile). On voit, sur la Figure 1, que M = h + h2 +h3, et que le point d'initiation 0 engendre une onde sphérique P qui attaque successivement les étages d'arrière en avant: la, puis lb, puis lc. Conformément à l'invention, le jet le plus rapide est celui engendré par l'étage la, d'angle c VI, 2" On obtient ainsi, selon l'invention, un jet allongé par la succession, rationnellement organisée, des fractions successives de jet du revêtement à pentes multiples, engendrant, selon l'invention, des étages d'effets, la pente dudit revêtement étant plus grande à l'avant qu'au sommet, selon l'invention. Selon les dispositions propres à l'invention, l'amorçage central en- gendre une onde sphérique qui atteint d'abord l'étage ou fraction de pente plus faible (revêtement plus pointu, de jet plus rapide), puis l'étage ou fraction de pente plus forte (jet moins rapide), puis encore l'étage ou fraction de pente encore plus forte (jet encore moins rapide). Cette combinaison d'effets permet d'obtenir, avec le revêtement à pentes multiples selon l'invention, un jet allongé de plus forte capacité de pénétration, et donc d'un effet terminal renforcé, surtout s'il s'agit d'atta- quer des blindages modernes à couches hétérogènes multiples, de très grande profondeur. On remarque, d'ailleurs, que la construction d'une tête de revêtement à pentes multiples selon l'invention peut, pour une tête de longueur H + A et de distance d'attaque A, procurer à chaque fraction de pente du revêtement une optimisation de son efficacité, en améliorant le "stand off" des fractions à plus petit diamètre: A pour la fraction AV, de diamètre d3, A' = A +h pour la fraction intermédiaire, de diamètre d2..d3, et A"= A + h2 h3 pour la fraction AR, de diamètre d 4 d C d3. Sans sortir du cadre de l'invention, le revêtement à pentes multiples selon l'invention peut être de loi d'épaisseur quelconque, constante ou pro- 4 24883289 gressive. Il peut être ainsi, selon l'invention, d'épaisseur dégressive e: e2 e (constante, par exemple, dans chaque fraction de pente cons- tante C dissement du jet arrière le plus rapide (" dissement du jet intermédiaire ( masse relative spécifique du jet avant (o Cette évolution de l'épaisseur, selon l'invention, du revêtement à pentes multiples, en relation avec la valeur desdites pentes, donc à la vitesse spécifique du jet de la fraction considérée, permet, selon l'invention, d'en améliorer encore l'effet terminal par renforcement de la continuité dudit jet, en réduisant ainsi, dans une certaine mesure, la différence de vitesse de chaque étage, mais sans sacrifier l'énergie lorsque les dispositions selon l'invention alourdissent la masse et diminuent la vitesse du jet de la fraction intéressée, elles alourdissent ledit jet, et tendent ainsi à conserver l'énergie de ladite fraction. Comme indiqué plus haut, d'autres lois d'épaisseur de revêtement peuvent être appliquées sans sortir du cadre de l'invention, le but étant tou- jours d'obtenir le jet le plus continu, le plus long et le plus puissant, en jouant sur la combinaison des divers paramètres de la présente invention. Pour mieux comprendre l'invention, on représente, Figure 2, une charge creuse moderne classique, d'enveloppe 6 et ogive 9, avec un charge- ment principal d&explosif 7, un revêtement conique 8, d'angle > 0 et d'épais- seur g (constante), d'amorçage 10 avec écran 11 et onde torique P' (centre d'initiation 0). La hauteur du chargement est G, la distance d'attaque est B, la hau- teur du revêtement est N, et le calibre est d3. En général, B É- A, et G A H (Figure 1). Il est donc clair que le projectile selon l'invention (Fig. 1) est plus allongé qu'un projectile classique moderne (Fig. 2), tant du c8té distance d'attaque (A B), pour tirer le meilleur parti des jets successifs du re- vêtement à pentes multiples selon l'invention, et également du côté du char- gement (Hz G), car le revêtement à pentes multiples 1 selon l'invention a une hauteur M S-N, hauteur de revêtement classique 8: pour réaliser l'effet d'étages de la charge selon l'invention, on cherche à alourdir chaque 2488ZB9 hauteur h3, h2 et h1 de chaque étage, et tout spécialement la hauteur h1 de l'étage arrière, d'o 0 Cependant, le progrès obtenu par la charge à revêtement à pentes multiples selon l'invention ressort du simple examen du dessin, Figure 1: on obtient un effet d'étages multiples par un seul revêtement et un seul chargement, un seul amorçages la place des réalisations plus compliquées des charges à effets multiples, à amorçages multiples, revêtements multiples, etc... La Figure 3 montre également, à titre d'exemple et pour mieux situer le revêtement à pentes multiples selon l'invention, une charge creuse de la première génération, à revêtement à double pente (ou "tulipe") et amorçage central. Elle est généralement de mêmes dimensions longitudinales qu'une charge classique moderne (Figure 2): B' = B, et G' = G. Cette charge, Figure 3, se compose d'une enveloppe 12, d'un explosif principal 15, d'un amorçage central 16, d'une ogive 13, et d'un revêtement à double pente 14, de hauteur N' (angles au sommet, et(g2 - 1 à la base, les deux pentes étant raccordées par un rayon R). L'initiation 0 engendre une onde sphérique P". L'épaisseur g' du revêtement est généralement progressive. On voit donc qu'avec une onde sphérique centrale, la charge avec revêtement à double pente 14 engendre un jet rapide du sommet, beaucoup plus rapide que le jet plus lourd de la base, d'o un jet discontinu plus court, d'effet moins profond et moins puissant que le jet allongé, plus continu et plus cohérent, de la charge avec revêtement à pentes multiples (d'épaisseur de préférence dégressive) selon l'invention. La Figure 4 reprend un autre mode de réalisation d'un projectile avec revêtement à pentes multiples selon l'invention. Le projectile comprend encore un revêtement 17 à trois étages de pentes différentes, (oc 1 "e 2' engendrant une onde sphérique P"'. Selon l'invention, le chargement est constitué par des couches co- axiales annulaires correspondant chacune, selon l'invention, à un étage du revêtement 17: 6 24838389 - couche périphérique annulaire 21, correspondant à l'étage 17c, de pente &3; - couche intermédiaire annulaire 22, correspondant à l'étage 17b, de pente t 2 -" C( 3; - couche centrale cylindrique 23, correspondant à l'étage 17a, de pente 1 C En outre, et selon l'invention (et d'une façon contraire aux principes du brevet de la demanderesse cité plus haut, n0 76 28 964, du 27 septembre 1976), la couche centrale 23 est de vitesse de détonation (et de puissance) plus grande que la couche intermédiaire 22, celle-ci étant à son tour de vi- tesse de détonation (et de puissance) plus grande que la couche périphérique 21. Ainsi, grâce aux dispositions selon l'invention, l'onde de détonation atteint d'abord l'étage ou fraction centrale 1 7a, d'angle 0 a( 1 et enfin, l'étage ou fraction extérieure 1 7c, d'angle On obtient ainsi; selon l'invention et comme déjà indiqué plus haut, la succession de jets de moins en moins rapides, le plus continus possibles jet issu de il d'abord, puis jet issu de 0 1 3' total, un allongement du jet et un effet terminal accru. Sans sortir du cadre de l'invention, cette disposition de chargement hétérogène à couches coaxiales annulaires peut se combiner avec les va- riantes d'épaisseur (dégressive) indiquées plus haut: e e2 3' respondant aux trois pentes 0 vêtement 17. La Figure 5 montre, à titre d'exemple non limitatif, un projectile à charge creuse selon l'invention, semblable à celui de la Figure 4 qui vient d'être décrit, dans lequel l'amorçage de la Figure 4, en forme de rondelle, est remplacé par un amorçage "en escalier", d'épaisseur croissante depuis l'axe jusqu'à la périphérie, dans le but de renforcer, selon l'invention, le bon fonctionnement des explosifs périphérique et intermédiaire annulaire, plus lents et généralement moins puissants. La Figure 5 montre ainsi un projectile d'enveloppe 24, avec ogive 7 2488389 et revêtement 26 à trois pentes, 26a, 26b, 26c, chargement en trois couches: - 27, moins rapide et moins puissant, périphérique extérieur annulaire, correspondant à l'étage ou fraction 26a, de pente C 3 du revêtement selon l'invention (plus grande pente) - 28, intermédiaire, plus rapide et plus puissant, annulaire, correspondant à l'étage ou fraction 26b, de pente C 2. ...3'duevtens- lon l'invention; - 29, central, cylindrique, encore plus rapide et plus puissant, correspon- dant à l'étage ou fraction 26c, de pente C ment selon l'invention. La demi coupe de droite de la Figure 5 montre un-amorçage en disque et "en escalier" adapté à ce type de chargement - fraction externe 30, de hauteur s" la plus grande, pour bien amorcer l'explosif périphérique 27, le moins puissant; - fraction intermédiaire 31, de hauteur s' __ s". - fraction centrale 32, de hauteur s S. s' ", pour amorcer l'explosif central le plus puissant, 29. La demi coupe de gauche de la Figure 5 montre une adaptation du dis- positif de droite avec une modification de forme suivant la propagation rayon- nante de l'onde de détonation. Le centre d'initiation 0 rayonne la droite 00' par la couche centrale 29, d'o la forme conique. Le centre 0 rayonne selon la droite 00" par la couche intermé- diaire 28, d'o la forme tronconique 0' - 0"' - 0". Par ailleurs, les hauteurs des couches restent: s s' C s". La Figure 6 représente une autre forme de réalisation d'un projectile selon l'invention, avec revêtement 33 à triple étage: 33a, de pente C, l'ogive 36 complètent la construction. Le chargement principal 2 (Figure 1) est homogène. Mais, selon l'invention, il peut aussi être homogène (37) en couches transversales suc- 24883t89 cessives, comme le montre la Figure 6. Dans cet exemple, et selon l'inven- tion, pour obtenir la succession continue des jets, provenant d'abord de l'étage 33a, de pente e ? 2 du revêtement, après celle du jet de l'étage 33a, de pente 5 De même, un explosif plus lent (ou un retard pyrotechnique) forme une couche transversale R2 installée entre les explosifs 37" et 37"', de façon à faire arriver le jet provenant de l'étage 33c, de pente m l'invention, avec des épaisseurs dégressives e e e3 dudit revote- 1 Z 3 ment 33. Egalement sans-sortir du cadre de l'invention, les couches transver- sales R1, R2... peuvent s'intercaler entre des explosifs différents: 37', plus rapide et plus puissant que 37", et 37", plus rapide et plus puissant que 37"', etc. Ainsi, ces couches d'explosifs 37', 37", 37"', de moins en moins rapides et moins puissantes d'arrière en avant, si l'on parcourt la Figure 6, peuvent se combiner, sans sortir du cadre de l'invention, avec les couches transversales des retards Ri1 R2'... 9 24883z89 REVENDICATIONS 1 - Charge creuse caractérisée en ce que son revêtement présente des pentes multiples d'angles au sommet croissant d'arrière en avant et formant un effet d'étages multiples ou en cascade. 2 - Charge creuse suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur des étages de son revêtement est, ou non, constante. 3 - Charge creuse suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par une épaisseur dégressive du revêtement des étages, l'épais- seur du revêtement, dans chaque étage, étant ou non constante. 4 - Charge creuse comportant un revêtement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par un amorçage central engen- drant une onde sphérique. - Charge creuse comportant un revêtement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par un chargement à couches annulaires coaxiales, la vitesse de détonation et/ou la puissance des explosifs des couches allant décroissant depuis l'axe jusqu'à la périphérie. 6 - Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée par une combinaison du chargement à couches annu- laires coaxiales avec des épaisseurs dégressives du revêtement à pentes multiples. 7 - Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée par un amorçage en disque, d'épaisseur croissante de- puis l'axe vers la périphérie, soit "en escalier", correspondant aux couches annulaires coaxiales selon la revendication 5, soit en escalier continu, avec des troncs de cône, engendrées par le rayonnement des ondes de détonation de l'amorçage central. 8 - Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée par la présence de couches transversales de retards pyrotechniques intercalés entre les étages successifs des chargements cor- respondant aux étages du revêtement, de manière à avoir un jet continu, ou le plus continu possible, depuis la tete formée par l'étage central, d'angle le plus faible, et l'étage avant, d'angle le plus grand, l'explosif de l'en- semble du chargement ou de ses couches successives ayant des caractéris- tiques, telles que vitesse de détonation, puissance, identiques ou différentes. 2488389 9 - Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée par des couches successives d'explosifs, selon la re- vendication 8, de natures différentes, plus rapides et/ou plus puissants en arrière, et de vitesse et de puissance décroissant vers l'avant, couches su- perposées avec interposition de couches de retards transversaux selon la revendication 8.