Brevet FR2504253A1 — publié le 19821022

la-présente invention concerne les charges explosives anti-char ou anti-personnel, et plus par- ticulièrement les charges explosives qui comportent une enveloppe renfermant des éclats préfragmentés -disposés-autour de la charge et lancés avec force dans toutes les directions lors de l'explosion de la charge. On connait par exemple des charges dans les- quelles les éclats préfragmentés sont des billes d'acier projetées lors de l'explosion On conna t aussi des charges dans lesquelles les éclats ne sont pas complè- tement fragmentés avant l'explosion mais sont constitués par des morceaux de l'enveloppe enfermant la charge explosive, enveloppe qui a été préalablement striée profondément pour assurer une division en petits mor- ceaux lancés dans toutes les directions. L'inconvénient des dispositif existant actuel- lement provient du fait que l'on doit choisir soit d'utiliser des enveloppesminces pour enfermer la charge explosive, mais alors l'effet d'éclat additionnel de ces enveloppes minces est tout à fait négligeable alors qu'on souhaite que non seule- ment des éclats préfragmentés lourds soient lancés à grande vitesse, mais aussi que les morceaux d'envelop- pe déchiquetée contribuent efficacement à l'effet recherché; soit d'utiliser des enveloppes épaisses pour augmenter leur effet destructif lorsque l'enveloppe est déchiquetée, mais alors la perte d'énergie explo- sive qui en résulte pour effectuer la fragmentation de ces enveloppes devient trop importante. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en améliorant la vitesse des éclats préfragmentés logés dans l'enveloppe tout en augmentant l'effet des éclats additionnels dus à une enveloppe épaisse et non une enveloppe mince. On obtient une amélioration de la vitesse des éclats préfragmentés en rendant le contact de ces éclats et de l'explosif beaucoup plus intime, et on obtient l'effet d'éclats additionnels de la paroi épaisse grâce à un formage de l'explosif au cours de sa compression, formage permettant d'obtenir soit de mini-charges creuses, soit des anneaux diédriques, qui tous deux sont dirigés vers des points de la paroi épaisse pour assurer son découpage. Plus précisément, la charge explosive de l'invention comprend une matière explosive à l'inté- rieur d'une gaine mince étanche déformable, et des éclats répartis sur une seule épaisseur tout autour de la gaine mince, et enfermés entre cette gaine mince et une enveloppe relativement épaisse, la gaine mince étant déformée de manière à s'appliquer contre les éclats et à permettre une avancée d'explosif entre deux éclats consécutifs pour se trouver en regard et à proximité de l'enveloppe relativement épaisse. La gaine mince à de préférence, entre deux éclats consécutifs, une forme incurvée de concavité tournée 4 '253 vers l'extérieur pour constituer une portion de char- ge explosive assimilable à une charge creuse Elle peut aussi avoir sensiblement une forme de dièdre. Le procédé de fabrication selon l'invention consiste à placer une gaine mince, étanche, défor- mable, dans une enveloppe extérieure relativement épais- se, puis à insérer entre la gaine mince et l'enve- loppe des éclats préfragmentés, puis à remplir la gaine mince d'explosif et à comprimer cet explosif en déformant la gaine mince jusqu'à obtenir qu'elle s'applique étroitement contre tous les éclats et qu'elle s'avance entre deux éclats vers l'enveloppe épaisse; les éclats sont en nombre tel qu'ils peuvent se répartir entre la gaine mince et l'envdoppe en une seule épaisseur et avec entre eux des intervalles o peut s'introduire la gaine et l'explosif qu'elle contient. Les éclats préfragmentés peuvent etre des billes sphériques, ce qui a l'avantage de faciliter leur répartition autour de la gaine. ô- V On peut prévoir que les éclats soientsuperposés en couches annulaires dans l'enveloppe épaisse autour de la gaine mince, avec un anneau de séparation entre chaque groupe de couches adjacentes pour maintenir espacés les éclats pendant la compression de l'explosif et la déformation de la gaine, les anneaux de sépara- tion étant en matière peu compressible et étant aptes àktre éliminés (par exemple par fusion à température peu élevée, c'est-à-dire par exemple inférieure ou égale à 700 C environ)après l'opération de compression Dans ce procédé, il est préférable de prévoir aue les anneaux lent une forme torique pour donner à la gaine mince entre les éclats préfragmentés une forme sphé- rique de concavité tournée vers l'extérieur, c'est-à- dire sensiblement une forme de petite charge creuse tournée vers l'enveloppe épaisse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de la descrip- tion détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une réalisation de charge explosive au cours d'une étape de fabrication; la figure 2 montre la charge explosive de la figure 1 au cours d'une étape ultérieure de fabri- cation; la figure 3 montre la même charge explosive au cours d'une troisième étape de fabrication; la figure 4 est une coupe transversale partielle de la figure 3; la figure 5 est une coupe longitudinale agrandie correspondant à une partie de la figure 3; la figure 6 montre une coupe longitudinale d'une charge explosive selon une variante de réalisa- tion de l'inventionau cours d'une première étape de fabrication la figure 7 représente une demi coupe lon- gitudinale correspondant à la réalisation de la figure 6, au cours d'une seconde étape de fabrication; la figure 8 montre une demi coupe longitu- dinale correspondant à une troisième étape de fabri- cation; la figure 9 représente un détail agrandi de la figure 7; et la figure 10 montre un détail agrandi correspondant à la figure 8. A la figure 1, on voit un corps de charge explsive qui comprend une enveloppe épaisse extérieure , par exemple en métal léger, de forme cylindrique fermée à une extrémité et obturée partiellement à l'autre extrémité par une bague vissée 12 laissant en son centre une ouverture à travers laquelle on pourra introduire une matière explosive dans le corps. Une gaine mince intérieure 14 est insérée dans l'ouverture de la bague annulaire 12 et pénètre jusqu'au fond de l'enveloppe épaisse 10 Cette gaine intérieure mince peut être en aluminium, en acier, cuivre, laiton, matière plastique, caoutchouc naturel ou synthétique, etc, et elle est étanche de sorte qu'on peut y introduire une matière explosive qui sera confinée dans cette gaine. La bague annulaire 12 permet de centrer la gaine intérieure 14 en laissant un intervalle libre entre cette gaine-et la paroi intérieure de l'enveloppe épaisse 10 Danscetintervalle et avant la mise en place définitive de la bague annulaire 12, on introduit des éclats préfragmentés 16,par exemple des billes sphé- riques d'acier, en nombre tel que l'on puisse former -une couche d'une seule épaisseur d'éclats tout autour de la gaine mince 14, en laissant même un petit intervalle entre chaque éclat 16 Sur la figure 1, on a représenté les éclats préfragmentés 16 entassés sur deux épaisseurs autour de la gaine 14, mais ils ne remplissent pas complètement l'intervalle entre la gaine et l'enveloppe 10, et ils sont destinés à être ensuite répartis tout autour de la gaine en une seule épaisseur. L'étape suivante de fabrication du corps explosif selon l'invention est représentée à la figure 2: on remplit la gaine 14 d'une matière ex- plosive que l'on comprime par le haut; cette compres- sion a pour effet, compte tenu des capacités de défor- nation élevée qu'on donne à la gaine mince 14, de repousser celle-ci radialement dans toutes les direc- tions pour venir en contact avec les éclats préfragmentés 16 qui sont de ce fait repoussés contre la paroi de l'enveloppe extérieure épaisse 10 et qui viennent se plaquer contre cette paroi en une seule épaisseur comme cela est visible à la figure 2 Il faut bien entendu que la gaine 14 soit suffisamment mince pour présenter un coefficient d'allongement élevé sous l'effet de la pression radiale exercée lors de la compression de l'explosif par le haut. On notera qu'il est préférable de prévoir en bas de l'enveloppe épaisse 10 une rample inclinée 18 sur laquelle reposent les éclats préfragmentés 16, cette rampe- inclinée ayant pour effet de faciliter la répartition des éclats en une seule couche lors de l'application de la compression. On peut déjà dire que cette compression et cette déformation de la gaineaotpour effet de concentrer l'explosif tout autour de chacun des éclats préfzagmentés individuellement, et, de ce fait, lors de l'explosionce contact intime communique aux éclats 16 une vitesse bien plus élevée que s'ils étaient séparés de l'explosif et de sa gaine. A la figure 3, on a représenté la fin de l'opération de compression: non seulement la gaine intérieure 14 vient ee déformer en s'appliquant étroi- tement contre les éclats 16, mais encore elle les sépare en pénétrant entre les éclats consécutifs, et en faisant pénétrer de ce fait une partie d'explosif entre chacun des éclats Bien entendu les éclats ont été préalablement insérés en un nombre tel que cet espacement soit possible en ne laissant qu'une épais- seur d'éclats entre la gaine intérieure 14 et l'envelop- pe épaisse 100 ? Ej 425 ' Les figures 4 et 5 représentent, en coupe transversale et en coupe longitudinale respectivement, des vues agrandies et partielles du corps explosif de l'invention à la fin de l'opération de compression. On voit que chacun des éclats préfragmentés 16 (billes sphériques de préférence) est étroitement serré entre la gaine intérieure 14 et l'enveloppe extérieure 10, et de plus qu'une partie d'explosif fait saillie directe- meût en regard de la paroi intérieure de l'enveloppe 10 entre chaque groupe de deux éclats 16 adjacents. lors de l'explosion de la charge, deux effets se combinent pour renforcer l'efficacité de celle-ci: d'une part les parties de charge en saillie directement en regard de l'enveloppe 10 provoquent un découpage de l'enveloppe 10 au niveau de ces saillies, et d'autre part-les parties de charge explosive étroitement moulées autour des éclats préfragmentés-16 communiquent à ces derniers un maximui de vitesse lors de l'explosion. Ceci est possible même avec une enveloppe épaisse 10 grace au fait que les saillies d'explosif se trouvent directement en regard de l'enveloppe exté- rieure 10 et proches de celle-ci, et l'explosion de la charge entraîne à la fois une pénétration profonde des structures multiples des cibles (grâce aux éclats lourds 16) et une déchirure importantedes surfaces des cibles grâce aux éclats plus volumineux constitués par les fragments d'enveloppe 10 ayant subi un découpage contrôlé. Il est importantue non seulement la gaine intérieure 14 soit fortement déformable sous l'effet d'une compression s'exerçant dans le sens radial, mais aussi qu'elle ne subisse aucune préfragmenta- tion et ne soit traversée d'aucune fissure même après l'opération de compression -En particulier, la gaine doit avoir une étanchéité suffisante vis à vis des gaz chauds du lanceur. On a décrit en référence aux figures 6 à 10 une variante de réalisation de l'invention, dans laquelle la différence essentielle se situe dans la façon dont les éclats préfragmentés sont répartis autour de la gaine intérieure 14 pendant l'opération de fabrication. A la différence de la première réalisation décrite, les éclats préfragmentés 16 ne sont pas entassés en plusieurs épaisseurs au début de la fabri- cation, mais ils sont initialement, c'est-à-dire avant toute opération de compression de la matière explosive et mèmea 7 ant introduction de celleci, répartis en couches superposées écartées les unes des autres et sur une seule épaisseur autour de la gaine 14. Cette répartition s'effectue par exemple en disposant une première couche d'éclats préfragmentés (billes sphériques notamment) au fond de l'enveloppe 10 autour de lagaine 14, puis un anneau de séparation audessus de cette première couche d'éclats 16, puis une nouvelle couche d'éclats 16, et un nouvel anneau de séparation etc jusqu'en haut La dimension initiale de la gaine intérieure 14 par rapport au dia- mètre intérieur de l'enveloppe épaisse 10 est telle qu'une seule épaisseur d'éclats puisse trouver sa place entre la gaine et l'enveloppe 10. Les anneaux de séparation 20 sont de préfé- rence toriques et les dimensions de leur section par rapport aux dimensions des éclats préfragmentés 16 sont telles que les couches d'éclats préfragmentés soient parfaitement séparées entre elles pendant la première phase de fabrication. La seconde phase de fabrication consiste à introduire la matière explosive à l'intérieur de la gaine 14 et à la comprimer par l'ouverture supéÈeure dans la bague annulaire 12 qui ferme l'enveloppe-10 en empochant les éclats préfragmentés de sortir vers le haut La compression a encore pour effet de déformer fortement la gaine 14 en appliquant étroitement contre les éclats préfragmentés 16 qui viennent donc se coin- cer entre cette gaine et l'enveloppe extérieure épaisse 10 Ce contact intime aura encore pour effet d'augmen- ter la vitesse d'expulsion des éclats préfragmentés lors de l' xplosion De plus, la gaine déformable 14 vient s'insérer dans l'espace entre deux éclats préfrag- mentés maintenus séparés par un anneau de séparation 20. L'explosif vient également se loger dans cet intervalle. la gaine prend, au niveau des anneaux de séparation 20 une forme étroitement adaptée à la forme de l'anneau de séparation et l'explosif prend donc à re niveau une forme concave de concavité tournée radialement vers l'extérieur, c'est-à-dire vers la paroi de l'en-. veloppe épaisse 10. La figure 9 représente un détail de la figure 7, montrant la forme prise par la gaine déformable 14 et l'explosif à l'intérieur de cette gaine au niveau d'un anneau de séparation 20 et au niveau de deux éclats préfragmentés adjacents 16. L'étape suivantade fabrication est représentée à la figure 8; elle consiste à éliminer les anneaux de séparation 20, c'est-à-dire à les enlever de leur emplacement entre les éclats préfragmentés 16 Un procédé que l'on peut utiliser pour effectuer cette élimination est la fusion, et on prévoit à cet effet que les anneaux de séparation soient en une ?xmatière fusible à basse température, c'est-à-dire à une tempéra- ture suffisamment basse pour ne pas engendrer un risque d'explosion de la matière explosive, et, par exemple in- férieure ou égale à 70 'C environ; on peut par exemple réaliser à cet effet les anneaux 20 en alliage à bas point de fusion, notamment à base de gallium, et/ou d'in- dium, de cadmium, d'étain, de bismuth, etc, ou uti- liser des cires telles que la paraffine Le chauffage peut se faire extérieurement La matière fondue viendra se loger par exemple dans une cavité 22 au fond de l'en- veloppe 10. Pendant et après cette fusion, les éclats préfragmentés 16 restent à la position qu'ils avaient, et c'est maintenant non pas les anneaux de séparation fondus mais l'explosif comprimé et la gaine 14 qui les maintiendront en place. La figure 10 montre un détail de la figure 8 sur lequel on voit le résultat final qui est que la gaine 14 et l'explosif prennent une forme particulière qui est à la fois un contact intime autour de chacun des éclats préfragm'entés 16 et aussi une forme concave tournée vers la paroi de l'enveloppe extérieure 10, cette forme concave s'avançant entre les éclats 16 adjacents vers la paroi 10. La forme concave ainsi réalisée assure un découpage de la paroi 10 au niveau de cet intervalle entre deux éclats et ce découpage est encore meilleur que celui qui était réalisé dans le premier mode de réalisation par la simple saillie d'explosif entre deux éclats, car maintenant on a un effet de charge creuse pour assurer le découpage de l'enveloppe épaisse 10-autour des éclats préfragmentés 16. La forme de la partie de gaine et d'explosif entre les éclats préfragmentés n'est pas forcément exactement celle d'une charge creuse, elle peut aussi être celle d'une charge diédrique si les anneaux de séparation 20 ne sont pas toriques mais à section polygonale De toute façon, on peut prévoir que les saillies sont constituées par de petites charges formées selon l'effet de découpage que l'on cherche à obtenir. 1 KVIIN Ti CATIOINS 1 Uharge explosive comportant une enveloppe renfermant des éclats préfragmentés, caractérisé par le fait qu'el Iecomprend une charge explosive à l'intérieur d'une gaine mince étanche déformaole, et des éclats répartis sur une seule épaisseur tout autour de la gaine mince, et enfermés entre cette gaine mince et une enve- loppe relativement epaisse, la gaine mince étant deéfor- mée de maniere a s'appliquer contre les éclats et a permettre une avancée d'explosif entre deux éclats con- u 10 sécutifs pour se trouver en regard et à proximité de l'enveloppe relativement épaisse. 2 Charge selon la revendication 1, caractérisee par le fait que la gaine mince a, entre deux éclats consécutifs, une forme incurvée de concavité tournée vers l'extérieur pour constituer une portion de charge explosive assimilable a une charge creuse. 3 Procédé de fabrication d'une charge explosive selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le f"it que l'on place une gaine mince, étanche, défor- 'mable dans une enveloppe extérieure relativement épaisse, que l'on insère entre la gaine mince et l'enveloppe des éclats préfragmentés, que l'on remplit la gaine mince d'explosif, que l'on comprime l'explosif en déformant la gaine mince jusqu'a obtenir que la gaine s'applique étroitement contre tous les éclats et qu'elle s'avance entre deux éclats vers l'enveloppe épaisse, les éclats étant en nombre tel qu'ils peuvent se répartir entre la gaine mince et l'enveloppe en une seule épaisseur et avec des intervalles entre eux. 4 Procédé selon la revendication 3, carac Sé- risé par le fait que les éclats préfragmentés sont des billes sphériques pour faciliter leur répartition autour de la gaine. 250 04253 Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérise par le fait que les éclats sont super- posés en couches, dans l'enveloppe oépaisse autour de la gaine mince-avec un anneau de séparation entre cha- que groupe de deux couches adjacentes, pour maintenir espacés les éclats pendant la compression de l'explosif et la déformation de la gaine, les anneaux de sépara- tion étant en matière peu compressible et étant aptes à être éliminés après l'opération de compression. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les anneaux sont en une matière fusible à une température suffisamment basse pour ne pas engendrer un risque d'explosion de l'explosif, de telle sorte qu'ils soient éliminables par fusion à cette température après l'opération de compression. -7 Procédé-selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite température est au plus égale à C environ. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 6 et 7, caractérisé par le fait que les anneaux sont en alliage à bas point de fusion, notamment à base de gal- lium. 9 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 4 à 7, caractérisé par le fait que les anneaux ont une forme torique pour donner' -à la gaine et à l'explosif qu'elle contient, entre les éclats préfragmentés, une forme de petite charge creuse tournée vers l'enveloppe épaisse.