Brevet FR2523294A1 — publié le 19830916

À -: 5 À La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés aux charges creuses. L'évolution des blindages vers des protections nettement plus efficaces des chars de combat, obtenues notamment avec des ensembles compie:xes corn- posés de plusieurs couches de matériaux différents, espacées ou non, Cu blin- dages "composites", conduit à rechercher une nouvelle augm Vntation des per- formances des charges creuses. On connaft divers moyens pour améliorer les perforr,:nces intrinîcques d'une charge creuse, l'effet de ces perfectionnements étant le plus facilement et le plus immédiatement mesuré par des essais contre de S bltirtges homo- gènes en acier Cependant, il paraft préférable, dans le cadre d'une applica- tion moderne à des projectiles ou à des roquettes antichars d'ihifanteri, ou encore à un missile antichar, d'adapter la charge crcuse au plus: grand calibre possible compatible avec le système darme envlsagé,et d'essayer, darns cette configuration, de réduire la masse au maximum, tout en respectant les deux exigences suivantes maintien des performances dans les cibles composites modtrnes maintien d'un pouvoir perforant encore suffisant dans les cibles homogènes en acier à blindage. La présente invention vise divers perfectionnements apportas au-; charges creuses destinées, notamment, à des systèmes d'armes tels qaue lanceroquettes, missiles, mortiers, canons à culasee ferméue, cu'a,ns sans recul, fusils, grenades, têtes à éléments multiples, sous,-muni Cvns, rn M s, etc, caractérisés notamment en ce que ladite charge creuse est munie d'un revêtement tronqué au sommet et/ou à la base Grâce k cette disposition propre à l'invention, on obtient un al I ëgement de la charge, qui perfect d'en augmenter le calibre, tout en conservant une masse c ompatibte avec son emploi sur une roquette, un missile, etc. Les divers caractéristiques et avantages de l'irvention ressort ront de la description qui suit Elle se rapporte à une tête a chargt cre - -re. vêtement conique, de pente constante, simple. Sans sortir du cadre de l'invention, celle-ci ?eut s'apl'i q; tles autres formes de revêtements: conique à pentes multipies, esi;v c: it ctn- caves, vues par un observateur placé à l'intérieur de la ca té fore'r; p:ar le 2 z 2523294 revêtement, en forme de "tulipe", "ogival" ou en "cloche", concave, vu par un observateur placé à l'intérieur de la cavité formée par le revêtement, conique à pente constante, d'angle très fermé (moins de 60 g) ou d'angle très ouvert (plu de 60 ), etc. L//Lharge creuse décrite ci-après et représentée sur les dessins an- nexés se apporte plus spécialement à un missile il est bien précisé que l'in- vention' s'applique, sans sortir de son cadre, à des têtes pour tous autres en- gins: roquettes, obu(s de mortier, obus de canon à culasse fermée, canons sans recul, fusils, grenades, sous-munitions, mines, etc. Il est bien précisé égaiement qu'il s'agit uniquement d'exemples, et que tous agtres modes de construction, proportions, dispositions, peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, les exemples de réalisation décrits et représentés ici se rapportent à des charges creuses à arnorçages "en disque", écran "ogival" onrde de détonation annulaire, torique Il est bien précisé que l'invention s'applique à tous autres types et formes d'amorçage, d'écran et d'onde de dé- tonation, amorçage central, sans écran et onde sphérique par exemple, etc. Au cours de la description qui suit, on se référera aux dessins an- nexés, sur lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une tête à charge creuse équipée d'un revêtement conique classique la Figure 2 est une vue en coupe longitudinale similaire à la Figure 1, mais représentant une charge creuse équipée d'un revêtement conique tron- qué selon l'invention la Figure 3 illustre l'évolution schématique de la vitesse des élé- ments du jet en fonction de leur position initiale dans le revêtement; la Figure 4 représente, en coupe longitudinale, un revêtement co- nique tronqué selon l'invention, en correspondance avec les courbes de vitesse de la Figure 3. Sur les dessins, le revêtement est conique, à loi d'épaisseur cons- tante. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut également utiliser toute autre forme de revêtement, à loi d'épaisseur dégressive, progressive, ou autre. 3 2523294 Comme on l'a précisé ci-dessus, la présente invention propose, par la troncature du revêtement de charge creuse à son sommet et/ou à sa base, des réductions de longueurs de l'ensemble, d'oh découlent des gains de masse de la charge, sur le revêtement lui-même, sur l'explosif et le corps ou enve- loppe. Ces gains peuvent atteindre une proportion significative de la masse de la charge ( 10, 15 ou ZO %, etc, ces valeurs n'étant pas limitatives). Cependant, la disposition selon l'invention peut éventuellement sacri- fier, d'une façon faible, et en tout cas acceptable, le pouvoir perforant de la charge En effet, les études modernes les plus précises démontrent que la fraction la plus utile, la plus efficace du jet, correspond à la fraction "médiane" du revêtement (zones voisines du sommet et de la base exceptées) Le moyen proposé par l'invention peut donc être employé soit pour alléger la charge, donc le projectile, et en tirer un parti balistique (vitesse, portée), sans affec- ter sensiblement le pouvoir perforant, soit reporter cet allégement sur un ac- croissement de calibre, donc pour augmenter finalement le pouvoir perforant, sans modifier les conditions balistiques. La description comparative faite ci-après, en référence aux Figures 1 (charge creuse classique) et Z (charge creuse à revêtement tronqué selon l'invention) permet de mieux comprendre l'invention. En se réf 6 rant à la Figure 1, on voit que la tête à charge creuse 1, de définition classique et de calibre a, comprend un revêtement conique 2, en cuivre par exemple, un explosif principal 3 (hexolite ou octolite, par exemple), un bloc d'amorçage en "disque" 4, en hexocire ou octocire, par exemple, un écran 5 formant une onde d'amorçage annulaire, un corps ou enveloppe 6 mé- tallique ou en complexe filamentaire, par exemple, une ogive 7 procurant une distance d'attaque DA (par exemple 3 calibres). Selon cet exemple de l'invention, le sommet de l'écran 5 est situé à une distance d du sommet du revêtement 2. La Figure 2 représente une tête à charge creuse selon l'invention de même calibre a, qui utilise les mêmes dispositions générales et la même technologie que la charge classique représentée sur la Figure 1, mais qui comporte un revêtement tronqué 2 ' selon l'invention, en cuivre par exemple, un explosif principal 3 ', un bloc d'amorçage 4 en hexocire ou octocire, par 4 2523294 exemple, procurant une onde d'amorçage annulaire, un écran 5, un corps ou enveloppe 6 ', métallique ou en complexe filamentaire par exemple, une ogive 7, à distance d'attaque DA. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Figure 2, le revête- ment 2 ' est tronqué à la base et au sommet Sans sortir de l'invention, le re- vêtement 2 ' pourrait être tronqué soit à sa base, soit au sommet. La comparaison des Figures 1 et 2 montre clairement le gain de masse obtenu par l'invention: l'enveloppe 6 ' est plus légère que l'enveloppe 6, le revêtement 2 ' est plus court et plus léger que le revêtement Z, et l'explosif principal 3 ' est évidemment moins lourd (plus court) que l'explosif principal 3. Dans l'exemple de réalisation de la Figure 3, on a intentionnellement conservé inchangés l'écran, le bloc d'amorçage 4 et la distance d, mais ces paramètres peuvent et doivent, de préférence, faire l'objet d'une optimisation dans le cas du revêtement tronqué selon l'invention. En se reportant aux revêtements 2 et 2 ' des Figures 1 et 2, on peut analyser la génération du revêtement tronqué 2 ' selon l'invention par le revête- ment classique 2 En effet (Fig 1), le revêtement classique 2 comprend une zone médiane, la plus efficace, de longueur T, une zone peu efficace à la base, de longueur B, et une zone moins efficace au sommet, de longueur S, la lon- gueur totale ou hauteur du revêtement classique, étant R = T + B + S En supprimant, selon l'invention, les zones B et S (hachures espacées des deux zones, sur la Figure 1), le revêtement tronqué 2 ' possède une hauteur T, le gain de longueur de la charge 1 ' selon l'invention (Fig 2) étant ainsi égal à B + S la longueur L' de la charge selon l'invention, à revêtement tronqué 2 ', étant reliée à la longueur L de la charge classique I par la ré- lation L L' = B + S On en déduit l'ailègement correspondant, décrit et expliqué ci-dessus, selon l'invention. Selon l'exemple de réalisation non limitatif de l'invention représenté sur la Figure 2, la troncature du sommet du revêtement 2 ' peut être fermée ou non Elle peut, par exemple, être fermée par la continuité de construction du revêtement lui-même (embouti, forgé ou fluotourné) Sans sortir du cadre 2523294 de l'invention, cette troncature peut être fermée aussi par une pièce rappor- tée, en matière plastique de préférence, délimitant la cavité de charge creuse et l'explosif 1 '. Cette troncature peut prendre la forme d'un disque plat 10 (Fig Z) ou d'un hémisphère ou anse de panier, représenté en 8 ' en traits interlormpuis, sur la Figure 2. Ces exemples de construction ne sont pas limitatifs et ne sorient pas du cadre de l'invention. Toujours selon l'invention, la base du revêtemnen' est tronquéec, ce qui entrafrie le sous-calibrage par rapport au corps ou enveloppe de charge. Cette base tronquée, sous-calibrée, raccorde et centre le revêtement selon l'invention au calibre de la tête par une collerette 9 Celle-ci pelit Ctre formée par la construction continue du revêtement lui-même (forgeage, fluotournage, emboutissage), ou rajoutée sous forme de pièce rapp Gorte La Corme de cette collerette 9 selon l'invention peut être plane ou curviligne, ou pr-setter toute autre configuration, sans sortir du cadre de l'invention. Le revêtement tronqué 2 ' selon l'invention, représenté sur a igure 2, est tronqué au sommet et à la base Il est bien précisï, cependant, que l'invention s'applique, sans sortir de son cadre, à des revétementt tronqués soit au sommet, soit à la base De même, le revêtement tronqu E d' selon l'in- vention, représenté sur la Figure 2, est conique d'angle constant; ceperdant, il demeure bien entendu que l'invention s'applique également d la troncatore (sommet et base, ou sommet ou base) de toutes autres formes 'r,-mdmc on l'a d'ailleurs rappelé plus haut. La charge allégée par l'emploi de revêtements tronquée tout en conservant, sans baisse significative, son pouvoir perforant, étart i irsi dé- crite en référence aux Figures 1 et 2, orn peut appuyer cettn d monstrt; ion par des considérations théoriques et expéri nentales en se rérant aux 1 i- gures 3 et 4. La Figure 3 représente l'évolution schématique de la vitesse V des des éléments du jet de la charge creuse en fonction de leur position in; tr le - L dans le revêtement (génératrice de longueur L). Or, comme on l'a déja décrit ci-dessus, la présente invention - siste à tronquer l'une des extrémités du revêtement, ou les deux -xtrmit; 6 2523294 dans cet exemple de réalisation, il s'agit de la zone S, près du sormmet O, et de la zone B, près de la base O' (Fig 4). La première partie de la courbe (Fig 3) fait apparaître une inver- sion de gradient de vitesse des éléments du jet Les éléments issus du som- met O du revêtement, dans une charge creuse classique, sont donc rattrappés par les éléments suivants pour former la tête du Jet Environ 1/5 (cet ordre de grandeur étant donné à titre d'exemple non limitatif, compte tenu de ce que cette valeur varie suivant la définition de Ia charge)de la longueur de la géné- ratrice du revêtement est intéressée par ce phénomène. La présente invention, qui consiste d'abord à tronquer cette partie de la charge creuse, a pour résultat d'éliminer ou de réduire ce phénomène, l'atteinte éventuelle du pouvoir perforant, par ce processus au sommet, étant certainement faible. L'extrémité opposée B de la courbe de vitesse V, correspondant à la base du revêtement, s'infléchit fortement, pour tendre vers des vitesses infé- rieures à 2 km/sec, à partir d'environ 9/10 ème de la longueur de la généra- trice L du revêtement à partir du sommet O Or, on sait que la vitesse d'en- viron Z km/sec est sensiblement la vitesse limite V pour obtenir le phéno- c mène de cratérisation dans des cibles homogènes en acier à blindage (cette Z O vitesse V est de l'ordre du double dans les cibles modernes). c Les avantages et les effets techniques améliorés apportés par la pr 6- sente invention, qui consiste à tronquer aussi la base du revêtement, se justi- fient bien par ces observations de la courbe V = f (), Figure 3. Une troncature à la base de l'ordre de 10 % affecte peu le pouvoir perforant, tout en procurant un allègerment important, comme décrit plus haut. Si la troncature B est de l'ordre du l/10 hme environ, on maintient le pouvoir perforant dans l'acier Si celle-ci est de plus de 1/10 ime, on main- tient le pouvoir perforant sur un blindage composite moderne, tout en subis- sant une réduction du pouvoir perforant dans l'acier. 7 2523294 REVENDICATIONS 1 Charge creuse caractérisée en ce qu'elle comporte un revêtement ( 2 ') tronqué au sommet et/ou à la base, l'importance des troncatures d'extré- mité étant liée, selon les cibles attaquées, à l'évolution de la vitesse du jet de la charge creuse, correspondant à la fraction de la longueur de la généra- trice dudit revêtement engendrant la fraction correspondante dudit jet. 2 Charge creuse selon la revendication 1, caractérisée par une tron- cature de la base, correspondant aux vitesses du jet inférieures à celles qui permettent la cratérisation. 3 Charge creuse selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par une troncature au sommet correspondant à la zone dans laquelle il y a inversion du gradient de vitesse du jet, avec rattrappage des éléments de tête par les éléments suivants. 4 Charge creuse selon l'une quel conque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que son sommet tronqué présente une forme plate, hémisphérique ou en anse de panier ( 8 '), cette forme pouvant être réalisée soit dans la continuité du revêtement lui-même (fluotourné, embouti ou forgé) et dans son matériau, soit par une pièce rapportée, centrée dans l'orifice de la troncature, en matière plastique de préférence. 5 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une collerette ( 9) à la base tron- quée dudit revêtement ( 2 ') sous-calibré, cette collerette assurant le centrage du revêtement dans l'enveloppe-corps ( 6 ') et pouvant être construite dans la continuité du revêtement lui-même (fluotournage, emboutissage, forgeage) et dans son matériau, ou formée par une pièce de centrage rapportée. 6 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que l'allègement global de la charge généré par la troncature du revêtement ( 2 ') est utilisé au profit d'un accroissement de calibre pour un gain de puissance, à masses égales, ou au profit, notamment, de la vitesse, de la portée, en acceptant éventuellement une légère réduction de puissance à calibre inchangé. 7 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que les revêtements tronqués sont de forme co- nique à pente constante, de forme conique à pentes multiples, de forme ogi- 8 2523294 vale ou en cloche, ou de forme en tulipe. 8 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que son revêtement est à loi d'épaisseur constante, à loi d'épaisseur progressive, dégressive ou autre.